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镉胁迫下外源壳聚糖对小麦幼苗生理特性、抗氧化能力及镉吸收的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3649-3660页

作者：张静静焦秋娟徐正阳范丽娜姜瑛宋佳化党领李鸽子林迪柳海涛河南农业大学资源与环境学院郑州450046 河南农业大学国家小麦工程研究中心郑州450046 河南农业大学林学院郑州450046

为探究壳聚糖(CTS)缓解小麦幼苗镉(Cd)毒害的机制,通过水培试验,以百农207小麦为试验材料,研究外源壳聚糖对Cd胁迫下小麦幼苗的生理特性、抗氧化能力和Cd积累的影响,并利用偏最小二乘(PLS)回归模型定量分析幼苗各理化指标与镉积累量间... 详细信息

为探究壳聚糖(CTS)缓解小麦幼苗镉(Cd)毒害的机制,通过水培试验,以百农207小麦为试验材料,研究外源壳聚糖对Cd胁迫下小麦幼苗的生理特性、抗氧化能力和Cd积累的影响,并利用偏最小二乘(PLS)回归模型定量分析幼苗各理化指标与镉积累量间的关系.结果表明,相较于CK,10μmol·L^(-1)和25μmol·L^(-1)Cd胁迫显著抑制了小麦幼苗的叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素)、光合作用和生物量的积累,使得幼苗根系变短变粗且侧根减少,同时改变了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,增加了H_(2)O_(2)和丙二醛(MDA)的积累.镉胁迫下,外源壳聚糖使小麦幼苗茎叶和根系镉含量分别降低13.22%~21.63%和7.92%~28.32%,镉积累量分别降低5.37%~6.71%和1.91%~4.09%.不同镉水平下,外源壳聚糖使小麦根系和茎叶中H_(2)O_(2)含量显著降低了38.21%~47.46%和45.81%~55.73%,MDA含量显著降低了37.65%~48.12%和29.87%~32.51%;根系中SOD和POD含量分别提高2.78%~5.61%和13.81%~18.33%.外源壳聚糖可通过提高Cd胁迫下小麦幼苗的光合特征和抗氧化酶活性的方式,降低小麦地上部和根部的Cd含量与积累量,减轻细胞膜脂质的过氧化程度,进而缓解Cd胁迫对小麦幼苗生长的毒害作用.

关键词：壳聚糖(CTS) 镉(Cd)胁迫冬小麦生理特性抗氧化系统

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铬胁迫对丹参种子萌发及幼苗生理特性的影响

种子 2024年第1期43卷 124-129页

作者：李秋莹于婵周艳李贺敏夏至陈欣黄勇河南农业大学农学院郑州450046

为了明确重金属铬胁迫对丹参种子萌发、幼苗生长与生理指标的影响,采用不同浓度(0、50、100、150、200、250 mg/L)K_(2)Cr_(2)O_(7)处理丹参种子,测定种子发芽率和幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量及抗逆酶活性等指标。结果表明,丹参种... 详细信息

为了明确重金属铬胁迫对丹参种子萌发、幼苗生长与生理指标的影响,采用不同浓度(0、50、100、150、200、250 mg/L)K_(2)Cr_(2)O_(7)处理丹参种子,测定种子发芽率和幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量及抗逆酶活性等指标。结果表明,丹参种子发芽率及幼苗根长、苗鲜质量、叶绿素含量均随着Cr^(6+)浓度增加而下降;随着Cr^(6+)浓度增加,丹参幼苗POD活性显著升高,CAT活性先升高后降低,SOD活性逐渐下降,Pro和MDA含量增加。研究表明,Cr^(6+)对丹参种子萌发及幼苗生长有显著的胁迫和毒害作用,幼苗根的生长受Cr^(6+)胁迫最为严重。

关键词：铬丹参种子发芽率生理特性

河南省氮素农业面源污染风险评价与关键管控区识别

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农业机械学报 2024年第3期55卷 311-320页

作者：高林林吴用杨书涵刘雪珂李玲李栋浩河南农业大学资源与环境学院郑州450002

农业面源污染是我国水环境保护面临的重要问题,风险评价对于农业面源污染防治具有重要意义。本研究以河南省为研究区域,采用层次分析法的分级赋值方法,基于熵值法和专家打分确定各影响因子权重,构建河南省氮素农业面源污染风险多因子综... 详细信息

农业面源污染是我国水环境保护面临的重要问题,风险评价对于农业面源污染防治具有重要意义。本研究以河南省为研究区域,采用层次分析法的分级赋值方法,基于熵值法和专家打分确定各影响因子权重,构建河南省氮素农业面源污染风险多因子综合评价模型,计算河南省氮素农业面源污染风险指数并在流域尺度上进行验证,划分氮素农业面源污染的风险等级并识别关键管控区。结果表明:种植源、养殖源和生活源分别贡献河南省31.52%、38.47%和30.01%的氮素流失负荷,流失负荷呈现为西低,中、东部高的特点。河南省有39 429 km^(2)的区域存在中风险,约占河南省总面积的23.61%,有17 318 km^(2)的区域存在高风险,约占总面积的10.37%;划定距河流2 km以内的中、高风险区为一般管控区和重点管控区,面积分别为10 982 km^(2)和9 285 km^(2)。通过与同期水质自动监测数据进行相关分析,决定系数为0.82,表明模型模拟结果具有较高的精准度。综合结果表明,建立的多因子综合评价模型具有科学性和准确性,可用于氮素农业面源污染风险的识别。

关键词：氮素农业面源污染多因子综合评价风险识别管控区河南省

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大豆和玉米茬口对冬小麦根际土壤细菌群落结构和功能的影响

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河南农业科学 2024年第7期53卷 79-89页

作者：郭辉连延浩赵志博任永哲王志强林同保河南农业大学农学院河南郑州450046

为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异,于2023年在长达4 a(2019—2023年)的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品,采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析,研究玉米茬口(M)和大豆茬口(S)下冬... 详细信息

为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异,于2023年在长达4 a(2019—2023年)的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品,采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析,研究玉米茬口(M)和大豆茬口(S)下冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构及功能对不施氮(N0)和常规施氮(N240,纯氮240 kg/hm2)共4个处理(MN0、SN0、MN240、SN240)的响应。结果表明,门水平下,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteriota)为冬小麦拔节期根际优势菌门,优势菌门相对丰度为66.66%~69.56%。N0施氮量S茬口的拟杆菌门相对丰度比M茬口显著增加了19.10%(P系(P<0.01)。冬小麦土壤细菌有26个功能基因参与土壤氮循环途径,其中反硝化功能基因相对丰度最高。N0施氮量M茬口的norB、norC、nirS型反硝化功能基因相对丰度显著高于S茬口(P<0.05)。综上,不同施氮量下茬口均造成冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构发生变化,不同茬口通过改变根际土壤细菌群落结构进一步影响细菌群落氮代谢功能。

关键词：冬小麦大豆茬口玉米茬口根际土壤细菌群落结构功能预测氮循环

玉米南方锈病主效抗病QTL的鉴定和效应分析

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河南农业科学 2024年第7期53卷 109-116页

作者：李志敏李政丁俊强田志强河南农业大学农学院河南郑州450046

以玉米南方锈病感病自交系Lx9801为母本、抗病自交系TY4为父本构建了含有165个家系的BC_(1)F_(4)群体,利用23K SNP芯片对亲本和BC_(1)F_(4)群体进行基因型分型,共筛选出4654个亲本间具有多态性的SNP标记,构建高密度的遗传连锁图谱,结合... 详细信息

以玉米南方锈病感病自交系Lx9801为母本、抗病自交系TY4为父本构建了含有165个家系的BC_(1)F_(4)群体,利用23K SNP芯片对亲本和BC_(1)F_(4)群体进行基因型分型,共筛选出4654个亲本间具有多态性的SNP标记,构建高密度的遗传连锁图谱,结合群体在3个环境下的抗性鉴定结果,共检测到6个QTL,可以解释3.93%~17.87%的表型变异。其中位于第6染色体上的qSCR6.01在3个环境中都检测到,可以解释最大17.87%的表型变异,是一个稳定的QTL。利用TY4与Lx9801组配的包含366个家系的BC1F5群体,对qSCR6.01进行精细定位,结合抗病区域内的标记开发和关键重组单株的抗性鉴定,将抗性位点定位在M2与M3标记之间,区间大小为4.09 Mb,此抗病位点暂被命名为RppT。

关键词：玉米南方锈病抗病QTL 精细定位

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水氮互作对红花籽粒和花中干物质和氮分配的影响

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江苏农业科学 2024年第5期52卷 178-186页

作者：王雨情苌建峰王溶溶刘旸魏俊杰杨雪洪利亚李娟李连珍河南农业大学农学院河南郑州450046

为探究水氮互作对红花盛花期—成熟期果球干物质量、氮素分配及产量的影响,明确水氮互作下籽粒发育过程中红花的物质分配情况,为红花合理施用水分及氮素提供试验依据,采用旱作棚盆栽种植方式,设置水分、氮素2个水平,水分设置为H1(35%~4... 详细信息

为探究水氮互作对红花盛花期—成熟期果球干物质量、氮素分配及产量的影响,明确水氮互作下籽粒发育过程中红花的物质分配情况,为红花合理施用水分及氮素提供试验依据,采用旱作棚盆栽种植方式,设置水分、氮素2个水平,水分设置为H1(35%~40%)、H2(50%~55%)、H3(65%~70%)3个水平,氮素设置为N0(0 kg/hm^(2))、N1(240 kg/hm^(2))、N2(360 kg/hm^(2))、N3(480 kg/hm^(2))4个水平,共12个处理。结果表明,随着红花的生长发育,籽粒的干物质量逐渐增加,氮素分配也逐渐提高,花则表现为先增加后降低,并在第6 d时达到最大。在3~6 d时,红花果球中的干物质及氮素向籽粒和花中分配,两者占比相近;在9~15 d时,花的积累降低,转变为由苞叶和花向籽粒积累,籽粒中的物质含量增加。不同水氮处理对红花干物质量、氮素积累量及产量的影响差异显著(P<0.05),随着水分的增加,红花的干物质量、氮素积累量及产量逐渐增加;在氮素含量增加时则表现为先增加后降低,并在N1时达到最高。在田间持水量为65%~70%,施氮量为240 kg/hm^(2)(H3N1)处理下红花干物质量、氮素积累量、产量最高,籽粒和花的产量较H1N0处理分别增加了17.19、6.65倍。综合红花的干物质量、氮素积累量及产量等参数,本研究中最适宜的水氮处理为H3N1,在红花种植过程中可以通过调节水氮比例改善红花的物质分配,进而提高红花的产量和品质。

关键词：水氮互作红花物质分配干物质氮素产量

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稀土元素铈对锌胁迫下小麦幼苗生长的缓解效应

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环境科学 2024年第2期45卷 1141-1149页

作者：张静静徐正阳焦秋娟范丽娜刘芳赵颖宋佳化党领李鸽子柳海涛河南农业大学资源与环境学院郑州450046 河南农业大学国家小麦工程研究中心郑州450046

为探究稀土元素铈(Ce)对锌(Zn)胁迫下小麦幼苗生长的缓解效应,通过水培试验,以百农307为试验材料,研究外源Ce对500μmol·L^(-1)Zn胁迫下小麦幼苗生长、Zn积累和生理特性的影响.结果表明,500μmol·L^(-1)Zn胁迫显著抑制了小麦幼苗叶绿... 详细信息

为探究稀土元素铈(Ce)对锌(Zn)胁迫下小麦幼苗生长的缓解效应,通过水培试验,以百农307为试验材料,研究外源Ce对500μmol·L^(-1)Zn胁迫下小麦幼苗生长、Zn积累和生理特性的影响.结果表明,500μmol·L^(-1)Zn胁迫显著抑制了小麦幼苗叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素)、光合作用和生物量的积累,使得幼苗根系变短变粗、侧根减少,同时降低了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和可溶性蛋白含量,增加了丙二醛(MDA)的积累.外源Ce降低了根系对Zn的吸收和转运,缓解了Zn胁迫对小麦幼苗的毒害效应,具体表现为叶绿素含量和光合作用参数的升高;提高了抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量并降低MDA质量摩尔浓度;降低脂质过氧化对细胞膜的损伤,最终表现为小麦幼苗根系和茎叶干物质量的增加.外源Ce可通过提高Zn胁迫下小麦幼苗的光合特征、抗氧化酶活性和渗透调节物质的方式,降低细胞膜脂质的过氧化程度,缓解Zn胁迫对小麦幼苗生长的毒害作用.

关键词：铈(Ce) 锌(Zn)胁迫小麦幼苗生理特性缓解效应

玉米抗穗腐病基因ZmRpp13-34的鉴定及功能分析

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河南农业大学学报 2024年

作者：王慧娟宋云霞滕慧鑫董朝沛吴亚滨高景阳周子键袁祖丽吴建宇河南农业大学生命科学学院河南农业大学农学院

【目的】鉴定玉米Rpp13（RecognitionofPeronosporaparasitica13）基因家族成员是否与玉米穗腐病（earrot）抗性相关，为丰富玉米穗腐病抗病基因资源奠定基础。【方法】采用关联分析、转录组分析、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）、候选基... 详细信息

【目的】鉴定玉米Rpp13（RecognitionofPeronosporaparasitica13）基因家族成员是否与玉米穗腐病（earrot）抗性相关，为丰富玉米穗腐病抗病基因资源奠定基础。【方法】采用关联分析、转录组分析、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）、候选基因分析及单倍型分析的方法，对玉米抗穗腐病基因进行鉴定及功能分析。【结果】从玉米全基因组中鉴定出56个玉米Rpp13基因，根据物理位置的先后顺序命名为ZmRpp13-1～ZmRpp13-56。对玉米Rpp13基因自然变异位点与穗腐病抗性进行候选基因关联分析，挖掘出玉米Rpp13基因家族重要的抗穗腐病候选基因，结合抗性转录组分析，表明了Zm00001d037650（ZmRpp13-34）与玉米穗腐病抗性极显著相关。使用RT-qPCR的方法鉴定出ZmRpp13-34在拟轮枝镰孢接种后的基因表达水平上调。对ZmRpp13-34进行单倍型分析确定了影响穗腐病抗性的功能单倍型。【结论】玉米Rpp13遗传变异与穗腐病抗性显著相关，其中ZmRpp13-34可作为调控玉米穗腐病抗性的重要候选基因。

关键词：玉米穗腐病抗性 Rpp13基因家族关联分析

长期深耕秸秆还田配施生物炭对砂姜黑土团聚体及小麦-玉米产量的影响

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农业工程学报 2024年第7期40卷 161-171页

作者：何家帅李新美魏跃鹏郭航兆杨康娜孙磊康李孝永贾绪存李玉霞李荣发王群河南农业大学农学院郑州450046 河南省农田生态系统野外科学观测研究站西平463900

为探究耕作方式、秸秆还田和生物炭添加结合对土壤团聚体粒径分布、团聚体养分特征、养分库储量及小麦-玉米周年产量的影响,该研究采用3因素2水平试验设计,分别为耕作方式:常规旋耕(CT),深翻耕作(DT);秸秆处理:秸秆还田(S)、秸秆不还田(... 详细信息

为探究耕作方式、秸秆还田和生物炭添加结合对土壤团聚体粒径分布、团聚体养分特征、养分库储量及小麦-玉米周年产量的影响,该研究采用3因素2水平试验设计,分别为耕作方式:常规旋耕(CT),深翻耕作(DT);秸秆处理:秸秆还田(S)、秸秆不还田(NS);生物炭:生物炭添加(B)、无生物炭添加(NB),共8个处理。结果表明:无生物炭添加时,旋耕秸秆还田提高了0~15 cm土层团聚体稳定性及土壤养分库储量,而深耕秸秆还田改善了>15~30 cm土层土壤团粒组成,提升土壤肥力,促进作物增产。相关性分析表明,砂姜黑土中作物产量的提升更依赖于深层(>15~30 cm)土壤物理结构的改善和土壤肥力的提升。配施生物炭后如DT-S-B(深耕秸秆还田配施生物炭)较CT-NS-NB(旋耕秸秆不还田无生物炭)处理使>15~30 cm土层团聚体稳定性增强,>2 mm粒级团聚体比例、重量平均直径和几何平均直径值分别增加165.88%、62.37%和119.81%,提高了>2 mm粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高了>2 mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,降低了15~30 cm土层土壤有机碳库储量、全氮、全磷和全钾库储量分别提升了37.41%、38.99%、41.26%和9.84%,使2a作物周年产量增加22.87%~23.03%。综上,深耕秸秆还田配施生物炭能够改善黄淮海南部砂姜黑土深层土壤团聚体粒径分布和稳定性,提升土壤肥力和作物周年产量,保障农田高效绿色可持续生产。

关键词：生物炭团聚体耕作秸秆还田养分固持黑土产量

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