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限水条件下灌水量对强筋小麦旗叶衰老特性和籽粒产量的影响

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 453-461页

作者：毕经鑫李清瑶蔡瑞国王文政杨敏郭振清张敏河北科技师范学院农学与生物科技学院河北省作物逆境生物学重点实验室河北昌黎066004

为探究灌水量对强筋小麦花后旗叶衰老和籽粒产量的调控效应,以2个强筋小麦品种(中麦998和中麦1062)为供试材料,设置0 m^(3)·hm^(-2)(W_(0))、450 m^(3)·hm^(-2)(W_(1))和900 m^(3)·hm^(-2)(W_(2))3个灌水量(拔节期和开花期各灌水50%)... 详细信息

为探究灌水量对强筋小麦花后旗叶衰老和籽粒产量的调控效应,以2个强筋小麦品种(中麦998和中麦1062)为供试材料,设置0 m^(3)·hm^(-2)(W_(0))、450 m^(3)·hm^(-2)(W_(1))和900 m^(3)·hm^(-2)(W_(2))3个灌水量(拔节期和开花期各灌水50%),分析了不同处理下小麦旗叶叶绿素含量、同化物含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性、抗衰老激素含量、蛋白质含量和籽粒产量的差异。结果表明,增加灌水量可延缓强筋小麦花后旗叶衰老。灌浆前中期旗叶叶绿素含量在不同处理间无显著差异,灌浆后期叶绿素含量在W_(2)处理下最高。W_(2)处理下小麦旗叶可溶性糖含量显著高于其他处理;旗叶可溶性蛋白含量在花后0~21 d保持较高水平,在花后21~35 d含量逐渐下降,且W_(1)处理下花后21~35 d旗叶可溶性蛋白含量较W_(0)处理显著提高。灌水量对花后0~21 d强筋小麦旗叶中游离氨基酸含量无显著影响,而在灌浆后期以W_(2)处理最高;与W_(0)处理相比,增加灌水量可显著提高旗叶过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和生长素含量,显著降低丙二醛和脱落酸含量,并且显著延长测定酶活性和激素含量峰值出现时间。随灌水量的增加,籽粒蛋白质含量下降,但产量显著升高。总体来看,在本试验条件下,W_(2)处理(拔节水450 m^(3)·hm^(-2)+开花水450 m^(3)·hm^(-2))能够显著延缓强筋小麦旗叶衰老,在维持较高蛋白质含量同时,获得最高籽粒产量。

关键词：强筋小麦旗叶衰老特性籽粒产量

黑麦MIKC型MADS-box家族基因的鉴定和表达分析

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麦类作物学报 2024年第1期44卷 46-55页

作者：汪凯旋车永和杨赟杰杨静杨燕萍魏莱河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066000

MIKC是MADS-box蛋白家族中一类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对黑麦MIKC基因家族的分析,为研究黑麦各时期组织器官的功能奠定基础。利用PFam和BLASTP两种方法确定黑麦MIKC家族共47个蛋白序列,将以上蛋... 详细信息

MIKC是MADS-box蛋白家族中一类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对黑麦MIKC基因家族的分析,为研究黑麦各时期组织器官的功能奠定基础。利用PFam和BLASTP两种方法确定黑麦MIKC家族共47个蛋白序列,将以上蛋白序列利用TBtools软件进行理化性质、进化关系、保守基序和基因结构、共线性及聚类分析等生物信息学分析。将黑麦47个MIKC基因分为12个亚家族,共线性分析发现黑麦与小麦的共线性基因多于黑麦与水稻间的共线性基因,说明黑麦与小麦的亲缘关系更近。聚类结果结合黑麦物种内共线性分析发现,ScMIKC31基因仅在穗子表达,于其他植物组织器官及发育时期均无表达,选用课题组材料进行RNA-seq验证,结果与生物信息学结果一致,推测ScMIKC31基因为黑麦中与开花有关的基因。以上结果说明MIKC家族基因在黑麦中存在功能分化,为进一步研究该家族基因的功能提供信息参考。

关键词：生长因子黑麦进化分析表达分析 MIKC基因

施氮量对强筋小麦光合、产量、蛋白质含量和加工品质的影响

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 462-471页

作者：王文政李亚静张敏毕经鑫杨敏郭振清蔡瑞国河北省作物逆境生物学重点实验室河北科技师范学院农学与生物科技学院河北昌黎066600

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,以强筋小麦石优20号和中麦998为材料,通过大田试验设置0 kg·hm^(-2)(N_(0))、180 kg·hm^(-2)(N 180)、210 kg·hm^(-2)(N 210)和240 kg·hm^(-2)(N 240)4个施氮水平,分析了施氮量对强筋小麦光合、... 详细信息

为探究冀东地区强筋小麦适宜施氮量,以强筋小麦石优20号和中麦998为材料,通过大田试验设置0 kg·hm^(-2)(N_(0))、180 kg·hm^(-2)(N 180)、210 kg·hm^(-2)(N 210)和240 kg·hm^(-2)(N 240)4个施氮水平,分析了施氮量对强筋小麦光合、产量、蛋白质含量和加工品质的影响。结果表明,与N_(0)处理相比,施氮后石优20号和中麦998的产量均在N 240处理下增加显著,增幅分别为3.20%和13.95%。随施氮量的增加,小麦旗叶叶绿素含量和光合参数均呈先升后降趋势,且在花后15 d达到最大值。施氮对F v/F m影响较小,对ΦPSⅡ影响较明显。旗叶、籽粒内硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶均随施氮量的增加呈先升后降趋势。增施氮肥后籽粒蛋白组分中清蛋白、球蛋白比例下降,醇溶蛋白、谷蛋白比例上升,各组分含量在N 210处理下均最高。面筋含量、沉降值、形成时间和稳定时间均随施氮量的增加先升后降。这说明增施氮肥可改善強筋小麦植株的光合特性,进而提高产量,同时增加植株体内氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质含量并改变蛋白质组分所占比例,有效改善加工品质。本试验条件下,210 kg·hm^(-2)施氮量下,小麦产量和品质较优,该施氮量可作为冀东平原强筋小麦栽培的最佳施氮量。

关键词：施氮量强筋小麦光合产量蛋白质含量加工品质

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喷施水杨酸对野生大豆草甘膦耐性的影响

核农学报 2024年第7期38卷 1408-1415页

作者：王宇王艳丽李晓明褚佳豪司增志乔亚科张锴河北科技师范学院园艺科技学院河北秦皇岛066004 河北科技师范学院农学与生物科技学院河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004

为进一步提高前期筛选到的高耐草甘膦野生大豆材料的抗性,本研究以喷施清水为对照,先后对野生大豆材料进行外源喷施水杨酸(SA)和草甘膦处理,测定过氧化氢(H_(2)O_(2))、超氧阴离子(O_(2)^(-))、莽草酸含量、脂质过氧化水平(丙二醛含量)... 详细信息

为进一步提高前期筛选到的高耐草甘膦野生大豆材料的抗性,本研究以喷施清水为对照,先后对野生大豆材料进行外源喷施水杨酸(SA)和草甘膦处理,测定过氧化氢(H_(2)O_(2))、超氧阴离子(O_(2)^(-))、莽草酸含量、脂质过氧化水平(丙二醛含量)、叶绿素含量、抗氧化酶活性及5-稀醇式丙酮-莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因表达等指标。结果表明,与仅喷施草甘膦阳性对照相比,喷施0.5 mmol·L^(-1) SA的2个野生大豆材料H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)、莽草酸和丙二醛含量在草甘膦处理后整体显著降低,叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性整体显著升高,EPSPS基因表达整体显著上调。上述结果表明,外源喷施SA可提高野生大豆植株过氧化物清除酶活性,进一步提高植株对草甘膦的耐性水平。本研究为提高栽培大豆草甘膦耐性,降低草甘膦对大豆植株损伤提供了参考。

关键词：野生大豆草甘膦水杨酸基因表达

减量施氮对春小麦不同器官氮肥利用及籽粒品质的影响

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作物杂志 2024年

作者：路佳慧王爽李云郭振清王健韩玉翠林小虎河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北科技师范学院乡村振兴研究中心

为探究冀东地区春小麦适宜施氮量，为冀东地区减氮种植春小麦提供理论依据，，以春小麦“津强11”为材料，设置了4个施氮水平：0 kg/hm2(N0)、80 kg/hm2(N80)、160 kg/hm2(N160)、240 kg/hm2(N240)，分析了减量施氮下对冀东地区春小麦... 详细信息

为探究冀东地区春小麦适宜施氮量，为冀东地区减氮种植春小麦提供理论依据，，以春小麦“津强11”为材料，设置了4个施氮水平：0 kg/hm2(N0)、80 kg/hm2(N80)、160 kg/hm2(N160)、240 kg/hm2(N240)，分析了减量施氮下对冀东地区春小麦器官生长、各器官氮素积累与转运、籽粒氮肥利用效率、加工品质的影响。结果表明，减氮利于小麦后期氮素积累与转运，减氮至N80、N160时花后氮素对籽粒贡献率为29.63%和28.53%，显著高于N240(18.23%)；小麦生育后期N80时的鞘、秆、籽粒氮素积累量最大，分别为5.04、10.35、143.73 kg/hm2。籽粒的氮肥利用效率、氮肥农学利用效率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力均表现为N80>N160>N240，各指标于N80时分别达到最大值40.33%、10.73 kg/kg和81.03 kg/kg；减氮至N80和N160时，籽粒含水量、湿面筋含量和蛋白质含量均达到最大值11.54%、15.81%、27.93 kg/hm2，可以提高小麦的后期加工品质。综合考虑，建议冀东地区春小麦种植的最佳施氮量80～160 kg/hm2。

关键词：春小麦氮素积累与转运氮肥利用率加工品质

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埃洛石纳米管对铜胁迫下小麦幼苗生长的影响

河南农业科学 2024年第7期53卷 28-34页

作者：王敬营王佳旭陈丽娜王秀平河北科技师范学院河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066000

在水培条件下设置3个铜(Cu)处理[20 mg/L Cu^(2+)(20Cu)、50 mg/L Cu^(2+)(50Cu)和100 mg/L Cu^(2+)(100Cu)],研究外源添加50 mg/L埃洛石纳米管(HNTs)对Cu胁迫下小麦幼苗生长、气孔大小、叶绿体色素含量、根系氧化损伤、植株内Cu^(2+)... 详细信息

在水培条件下设置3个铜(Cu)处理[20 mg/L Cu^(2+)(20Cu)、50 mg/L Cu^(2+)(50Cu)和100 mg/L Cu^(2+)(100Cu)],研究外源添加50 mg/L埃洛石纳米管(HNTs)对Cu胁迫下小麦幼苗生长、气孔大小、叶绿体色素含量、根系氧化损伤、植株内Cu^(2+)含量的影响,以期为HNTs缓解重金属污染对作物生长的影响提供理论依据。结果表明,外源添加HNTs显著提高了Cu胁迫下小麦幼苗的株高、根长,20Cu+HNTs、50Cu+HNTs、100Cu+HNTs处理株高分别提高了13.10%、26.45%、28.30%,根长分别提高了62.87%、56.68%、92.34%;外源添加HNTs显著提高了Cu胁迫下小麦幼苗干、鲜质量,叶绿素、类胡萝卜素含量,根系活力,降低了根系氧化损伤程度,其中,叶绿素a含量分别提高了34.34%、18.09%、54.76%,叶绿素b含量分别提高了44.83%、25.93%、43.75%,根系活力分别提高了38.16%、339.48%、453.56%;与100Cu处理相比,100Cu+HNTs处理小麦幼苗根系、叶片中Cu^(2+)含量分别降低了19.18%、37.02%。综上,外源添加HNTs能够降低小麦幼苗中Cu^(2+)含量,缓解重金属Cu对小麦幼苗的毒性,促进其生长。

关键词：小麦埃洛石纳米管铜胁迫生长发育缓解

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模拟海水胁迫对小麦萌发的影响

作物杂志 2024年第4期 96-102页

作者：李菡赵玉雪周小可李云郭振清王健韩玉翠林小虎河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

为了明确盐碱(模拟海水)胁迫对不同小麦品种萌发相关性状的影响,以4个小麦品种为材料,设0.0(CK)、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0倍标准盐度模拟海水溶液进行胁迫,分析4个小麦品种萌发期耐盐碱性差异,并确定小麦萌发期模拟海水胁迫的最适筛选... 详细信息

为了明确盐碱(模拟海水)胁迫对不同小麦品种萌发相关性状的影响,以4个小麦品种为材料,设0.0(CK)、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0倍标准盐度模拟海水溶液进行胁迫,分析4个小麦品种萌发期耐盐碱性差异,并确定小麦萌发期模拟海水胁迫的最适筛选浓度。结果表明,盐碱胁迫对津农7号和中麦998相对发芽势和相对发芽率的抑制小于泰农18和济麦229,4个品种均随盐碱浓度的增加受到的抑制越严重。与CK相比,4个小麦品种的相对芽长、相对最大根长和相对芽鲜重在胁迫下均显著降低,且随浓度的增加受到抑制越严重,其中中麦998受到抑制最小,济麦229受抑制最大,当浓度增加到0.8倍时4个品种均不能发芽。盐碱胁迫对4个品种相对根鲜重的影响存在较大差异,影响最小的为津农7号。与CK相比,津农7号和济麦229的相对根冠比在盐碱胁迫下显著增加,且在0.4倍浓度时津农7号(250.63)高于其他品种。综合分析表明,津农7号和中麦998为耐盐碱型品种,泰农18为中间型品种,济麦229为盐碱敏感型品种,0.4倍浓度为小麦萌发期耐盐碱性筛选的适宜浓度。小麦萌发期7个盐碱相关性状间除相对根冠比与相对发芽势、相对芽长、相对最大根长、相对芽鲜重间相关性不显著外,其余均存在显著或极显著相关性。

关键词：小麦萌发期盐碱胁迫模拟海水

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有机肥替代部分化肥氮对糯玉米产量、品质及氮素利用的影响

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作物学报 2024年第4期50卷 1053-1064页

作者：娄菲左怿平李萌代鑫萌王健韩金玲吴舒李向岭段会军河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 河北农业大学农学院/华北作物改良与调控国家重点实验室河北保定071001 河北环境工程学院/河北省农业生态安全重点实验室河北秦皇岛066102

研究有机肥替代部分化肥氮对糯玉米产量、品质及氮素利用的影响,探索糯玉米生产中有机肥与化肥的最佳配施比例,为河北省鲜食糯玉米优质栽培提供理论依据。2021和2022年设置田间试验,以糯玉米品种斯达糯41为试验材料,采用随机区组设计,... 详细信息

研究有机肥替代部分化肥氮对糯玉米产量、品质及氮素利用的影响,探索糯玉米生产中有机肥与化肥的最佳配施比例,为河北省鲜食糯玉米优质栽培提供理论依据。2021和2022年设置田间试验,以糯玉米品种斯达糯41为试验材料,采用随机区组设计,设置不施氮(T1)、常量化肥氮(T2)、有机肥替代20%化肥氮(T3)、有机肥替代40%化肥氮(T4)、有机肥替代60%化肥氮(T5)和有机肥替代100%化肥氮(T6)共6个处理。结果表明,与T2处理相比,T3、T4和T5处理提高了糯玉米鲜果穗产量,分别增加3.08%、13.61%、3.20%;T3~T6处理下氮素利用效率降低,T3、T4和T5处理氮肥偏生产力和氮肥农学效率增加。与T2处理相比,T3~T5处理提高了糯玉米外观和品尝品质评分,其中T4处理总评分最高,这主要是因为有机肥替代部分化肥氮增加了籽粒总淀粉和支链淀粉含量,降低了籽粒蛋白质和可溶性糖含量,同时改善了籽粒质构特性,籽粒硬度、弹性和咀嚼性增加,内聚性降低。综上所述,在总施氮量为180 kg hm^(–2)条件下,有机肥替代部分化肥氮的比例为总施氮量40%时可以实现糯玉米鲜果穗产量和品质的协同提高。

关键词：糯玉米有机肥产量氮效率籽粒品质

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谷子Dirigent家族基因鉴定与分析

核农学报 2024年第9期38卷 1647-1659,I0001页

作者：赵玉雪任学军李云王慧敏周小可林小虎韩玉翠河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 河北科技师范学院分析测试中心河北秦皇岛066004 河北科技师范学院乡村振兴研究中心河北秦皇岛066004

Dirigent(DIR)在植物木脂素或木质素的产生、防御反应、次生代谢和抗病性中起重要作用。为探究谷子DIR家族基因(SiDIRs)的生物学功能,本研究对其进行生物信息学和盐碱胁迫下的基因表达分析。结果表明,共鉴定到41个SiDIRs,不均匀分布在8... 详细信息

Dirigent(DIR)在植物木脂素或木质素的产生、防御反应、次生代谢和抗病性中起重要作用。为探究谷子DIR家族基因(SiDIRs)的生物学功能,本研究对其进行生物信息学和盐碱胁迫下的基因表达分析。结果表明,共鉴定到41个SiDIRs,不均匀分布在8条染色体上,根据其在染色体上的位置将其命名为SiDIR1~SiDIR41,根据系统进化树关系将其划分为5个亚家族。共线性分析结果表明,SiDIRs同单子叶植物高粱、玉米和水稻的共线性关系远高于双子叶植物拟南芥、番茄和大豆。顺势作用元件分析结果表明,大多数SiDIRs具有与激素、植物生长、环境胁迫和光相关的元件。利用String软件预测到7个SiDIRs蛋白质的相互作用网络。SiDIRs在根、茎、叶和花中具有组织表达特异性,表明它们在植物生长发育中发挥不同的作用。分析盐碱胁迫下12个SiDIRs基因的表达水平发现,B175(盐碱敏感)和JK3(耐盐碱)较对照均有不同程度的变化,SiDIR17和SiDIR28在JK3中呈上调表达,但在B175中呈下调表达,推测这两个基因可能参与谷子耐盐碱胁迫。本研究结果可为深入解析SiDIRs的耐盐碱分子机制提供理论基础,为今后培育高效耐盐碱谷子新品种提供基因资源。

关键词： Dirigent基因家族盐碱胁迫响应谷子