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小麦芽期和苗期耐盐鉴定方法的适用性评价

作物学报 2024年第5期50卷 1193-1206页

作者：陈家婷白欣谷雨杰张潇文郭慧娟常利芳陈芳张树伟张晓军李欣冯瑞云畅志坚乔麟轶山西农业大学农学院/作物遗传与分子改良山西省重点实验室/农业农村部有机旱作农业重点实验室(部省共建) 山西太原030031

耐盐鉴定是筛选种质和选育耐盐小麦品种的前提。小麦室内耐盐鉴定方法较多,涉及不同生育时期和组织器官。为了评估这些方法在生产上的适用性,本研究选用北方冬麦区5个耐盐品种和5个盐敏感品种为试验材料,对基于芽期和苗期的7种耐盐鉴定... 详细信息

耐盐鉴定是筛选种质和选育耐盐小麦品种的前提。小麦室内耐盐鉴定方法较多,涉及不同生育时期和组织器官。为了评估这些方法在生产上的适用性,本研究选用北方冬麦区5个耐盐品种和5个盐敏感品种为试验材料,对基于芽期和苗期的7种耐盐鉴定方法(涉及27个测试指标)进行实用性评价。结果显示,利用小麦种子的发芽相对盐害率不能区分参试耐盐品种和盐敏感品种,而小麦苗期的叶部盐害指数、根部Na^(+)和K^(+)流速以及根尖数、根径、叶片K^(+)含量的相对盐害率在耐盐和盐敏感品种之间差异显著。综合回归分析结果和可操作性,明确叶部盐害指数是北方冬麦区适用性较高的耐盐鉴定方法,可结合根尖数相对盐害率、叶片K^(+)含量相对盐害率或根部Na^(+)和K^(+)流速用于种质筛选或品种选育。本研究从适用程度方面解析和评价了耐盐鉴定方法,为小麦耐盐育种工作提供参考信息。

关键词：小麦耐盐鉴定方法评价芽期苗期

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不同处理对玉米籽粒机械收获破碎率影响的研究

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作物杂志 2024年

作者：杨柯姜春霞张伟刘恩科翟广谦张冬梅山西农业大学山西有机旱作农业研究院/农业农村部有机旱作农业重点实验室(部省共建)/省部共建有机旱作农业国家重点实验室(筹)/有机旱作农业山西省重点实验室

为研究不同处理对籽粒破碎率的影响，分析实验室和实际机收籽粒破碎率的关系，探索一种测试破碎率便捷方式，设置不同的试验包括品种、施氮量、播期、收获期，通过室内研磨测试不同孔径下籽粒的破碎率，并拟合机械收获过程中破碎率曲线... 详细信息

为研究不同处理对籽粒破碎率的影响，分析实验室和实际机收籽粒破碎率的关系，探索一种测试破碎率便捷方式，设置不同的试验包括品种、施氮量、播期、收获期，通过室内研磨测试不同孔径下籽粒的破碎率，并拟合机械收获过程中破碎率曲线。结果表明，不同品种、施氮量、播期、收获期籽粒破碎率之间差异明显，选择籽粒类型偏角质、减氮25%、收获期适当推迟可以使籽粒提升耐破碎性。籽粒机械收获时含水率与破碎率呈二次曲线关系y=0.0678x2–2.9761x+36.9819(R2=0.509**，n=16)，当含水率为21.95%时，破碎率最低为4.32%；含水率与实验室内研磨籽粒孔径为2.36 mm筛子计算出的破碎率呈二次曲线关系y=0.1440x2–6.3311x+114.0124(R2=0.701**，n=16)，回归曲线方程分析相近。本研究通过室内研磨籽粒测试破碎率（2.36 mm）模似籽粒机械实际收获时的破碎率，为选育适宜籽粒机收品种提供测试破碎率更灵活便捷的方式。

关键词：玉米籽粒收获耐破碎性

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花生籽仁黄酮含量近红外分析检测方法

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1112-1116页

作者：李振侯名语崔顺立陈淼刘盈茹李秀坤陈焕英刘立峰华北作物改良与调控国家重点实验室华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北省作物种质资源实验室河北农业大学农学院河北保定071001

黄酮是影响花生籽仁营养价值的重要指标,常用的分光光度法及色谱法测定黄酮含量费时费力,不适于育种过程中大批量的检测。构建其近红外测定模型可为快速检测籽仁黄酮含量提供重要的技术保障。该研究以290份不同黄酮含量的花生种质为材料... 详细信息

黄酮是影响花生籽仁营养价值的重要指标,常用的分光光度法及色谱法测定黄酮含量费时费力,不适于育种过程中大批量的检测。构建其近红外测定模型可为快速检测籽仁黄酮含量提供重要的技术保障。该研究以290份不同黄酮含量的花生种质为材料,Al^(3+)显色法测定的黄酮含量在46.96~140.18 mgRT(RT:rutin)·(100 g)^(-1)之间。使用瑞典波通DA7250型号的近红外分析仪(950~1650 nm)扫描和采集花生籽仁的近红外光谱值,选用全波长光谱范围内偏最小二乘回归法(PLSR),对比单一和复合不同的预处理方法,比较不同模型的相关系数和误差来预测最佳模型,确定黄酮含量近红外光谱定标模型的最佳光谱预处理方法为“Savitzky-Golay Derivative+Baseline+De-trending”,校正集相关系数(R_(c))为0.884,标准误差(RMSEC)为4.998。模型构建过程中,采用含有Savitzky-Golay Derivative的组合光谱预处理方法可以显著提高模型预测的相关系数。利用50份花生样品对该模型进行外部验证,预测的相关系数R_(p)为0.904,而预测的均方根误差RMSEP为1.122。本研究所构建的近红外光谱模型能够无损、高效的测定花生籽仁中的黄酮含量,为选育高黄酮含量的花生品种奠定基础,并为μg·g^(-1)级物质含量的近红外模型构建提供借鉴。

关键词：花生近红外光谱分析黄酮含量偏最小二乘回归法(PLSR)

长期不同施肥和深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用及土壤钾形态的影响

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中国农业科学 2024年第12期57卷 2390-2403页

作者：杨文辉罗灏程董二伟王劲松王媛刘秋霞黄晓磊焦晓燕山西农业大学资源环境学院/农业农村部有机旱作农业重点实验室

【目的】研究长期施用化肥钾、秸秆还田、有机肥配施化肥钾结合秸秆还田及其深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用效率、土壤钾形态及非交换性钾释放的影响，为合理使用钾肥和提高钾养分资源高效利用提供理论依据。【方法】于2011—2022年... 详细信息

【目的】研究长期施用化肥钾、秸秆还田、有机肥配施化肥钾结合秸秆还田及其深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用效率、土壤钾形态及非交换性钾释放的影响，为合理使用钾肥和提高钾养分资源高效利用提供理论依据。【方法】于2011—2022年在山西省晋中市进行长期定位试验，共设6个处理：不施肥（CK）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、秸秆还田结合有机肥（MS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田（NPKMS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田和深翻（NPKMSD），研究不同施肥处理对作物籽粒产量、地上部钾吸收量、钾利用效率、土壤钾形态和土壤非交换性钾释放特征的影响。【结果】与NP和NPK比较，MS、NPKMS和NPKMSD提高籽粒产量6%—8%，地上部钾吸收量提高22%—43%。NPKMS和NPKMSD处理钾素农学利用效率仅为NPK和MS的50%；施肥改变了土壤剖面钾形态，2022年收获后与CK、NP和NPK处理相比，MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层速效钾含量分别提高了2.2—2.8倍，缓效钾提高了8%—10%；与NPKMS比较，NPKMSD提高了20—40 cm土层速效钾含量。基于随机森林回归模型分析表明，0—20和20—40 cm土层的速效钾与缓效钾含量能解释地上部钾吸收量的64.1%,0—20 cm土层速效钾、缓效钾含量和20—40 cm土层的速效钾含量是影响植株钾吸收的关键因子。用氯化钙浸提时NPK、MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层非交换性钾累积释放量分别是NP的1.04、1.77、1.99和1.81倍，柠檬酸浸提时则分别为1.05、1.41、1.85和1.63倍。与NPKMS处理比较，NPKMSD处理20—40 cm土层柠檬酸浸提的非交换性钾累积释放量提高17.8%，而氯化钙浸提对其非交换性钾累积释放量没有显著影响。【结论】与施用相当量的化肥钾比较，秸秆还田和有机肥能明显活化土壤钾，提高土壤有效钾和缓效钾的含量，提高钾肥利用效率。化肥钾配施有机肥结合秸秆还田会造成作物钾奢侈吸收降低钾利用效率。深翻提高根层下土层速效钾含量但对产量影响不显著。秸秆还田和有机肥明显促进土壤非交换性钾的释放速率和累积释放量，长期秸秆还田结合适量有机肥能够替代化学钾肥。

关键词：长期施肥深翻土壤钾平衡土壤钾形态非交换性钾释放玉米高粱轮作秸秆还田有机肥

小麦秸秆还田后不同水稻品种对简化穗肥施用的响应及其成因

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中国农业科学 2024年第10期57卷 1961-1978页

作者：舒小伟王树深伏桐王子涵丁周宇杨英赵士茹周娟黄建晔姚友礼王余龙董桂春扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室

【目的】探讨小麦秸秆还田条件下不同水稻品种产量、颖花分化和退化、土壤微生物活性及碱解氮对简化穗肥施用响应的差异及其原因。【方法】以迟熟中粳南粳9108和中籼扬稻6号两个品种为试材，研究秸秆还田方式（全量还田和不还田）和简... 详细信息

【目的】探讨小麦秸秆还田条件下不同水稻品种产量、颖花分化和退化、土壤微生物活性及碱解氮对简化穗肥施用响应的差异及其原因。【方法】以迟熟中粳南粳9108和中籼扬稻6号两个品种为试材，研究秸秆还田方式（全量还田和不还田）和简化穗肥处理（0﹕0，不施穗肥；2﹕0，全施促花肥；1﹕1，促花肥和保花肥各施一半；0﹕2，全施保花肥）互作条件下产量、颖花分化和退化等的差异及其相互关系。从秸秆腐解和养分释放、土壤微生物量和酶活性变化、土壤碱解氮含量等角度分析水稻颖花分化和退化的机制。【结果】（1）秸秆还田后，南粳9108和扬稻6号的产量分别平均增加4.2%和3.2%。穗肥处理中，两品种分别以2﹕0和1﹕1处理的产量最高；而秸秆不还田处理下，两品种产量均以1﹕1处理最高。在施氮量180—360 kg N·hm-2范围内穗肥处理的产量趋势一致；（2）秸秆还田后0—30 d为快速腐解期，秸秆中的碳和氮迅速释放，30 d时土壤中的细菌、真菌和放线菌的数量平均增加179.2%，脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶的活性平均增加88.8%;40—60 d秸秆腐解和碳氮释放速率变缓，微生物数量和酶活性迅速降低；60—90 d秸秆腐解和碳氮释放基本停滞，微生物数量和酶活性缓慢下降。秸秆还田后10—40 d，土壤碱解氮含量平均降低4.8%,50—90 d平均增加5.2%;（3）秸秆还田后，土壤碱解氮的增加使供试水稻的颖花分化数平均增加1.4%，颖花退化数平均降低12.3%，颖花现存数平均增加4.4%，每穗粒数（每穗颖花现存数）的增加是水稻增产的主要原因。南粳9108和扬稻6号2﹕0处理下颖花退化率秸秆还田较不还田处理分别降低23.5%和7.6%。南粳9108在2﹕0处理下的颖花分化数和退化数较1﹕1处理分别增加8.9和5.7朵/穗，扬稻6号分别增加6.8和11.6朵/穗。由于颖花分化数的增幅大于颖花退化数的增幅，故南粳9108的颖花现存数以2﹕0处理最多，而扬稻6号则以1﹕1处理最多。【结论】秸秆还田提高了水稻产量，全施促花肥南粳9108产量最高，扬稻6号则是促保均施处理的最高。产量提高的原因主要通过显著降低颖花退化率和退化数，增加每穗粒数实现的。南粳9108颖花退化率下降的幅度大于扬稻6号，是两个品种颖花现存数对不同穗肥处理响应差异的主要原因。

关键词：秸秆还田穗肥水稻颖花分化和退化产量土壤微生物活性

Au-TiO_(2)光电极界面声子热输运特性的分子动力学模拟

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物理学报 2024年第10期73卷 116-125页

作者：桑丽霞李志康北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

为了研究光电分解水体系中具有热等离激元效应的Au-TiO_(2)电极的界面热输运特性,本文采用非平衡分子动力学方法研究了温度、界面耦合强度以及添加石墨烯层对Au-TiO_(2)界面热导的影响,并通过声子态密度对界面热导的变化进行了分析.研... 详细信息

为了研究光电分解水体系中具有热等离激元效应的Au-TiO_(2)电极的界面热输运特性,本文采用非平衡分子动力学方法研究了温度、界面耦合强度以及添加石墨烯层对Au-TiO_(2)界面热导的影响,并通过声子态密度对界面热导的变化进行了分析.研究结果表明,当体系温度从300 K增加到800 K时,Au-TiO_(2)界面导热系数增加了78.55%,这与更多的低频声子参与界面热输运相关,更多的热量传递到TiO_(2)上可促进界面反应.随着Au与TiO_(2)界面耦合强度的增大,界面热导率可通过TiO_(2)和Au的声子态密度的重叠程度得到优化.添加单层石墨烯可提高Au-TiO_(2)结构的界面热导,其中0—30 THz的低频区声子对导热贡献最大,但添加2层和3层石墨烯,石墨烯层与层之间的相互作用力阻碍了界面传热,且在低频区的声子数量有所降低,不利于热量在Au和TiO_(2)之间进行传递.

关键词： Au-TiO_(2) 界面热导声子态密度分子动力学

硝普钠添加对碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 934-947页

作者：闵炜芳方晶莹石亚飞摆小蓉舍杨梦斐田浩天罗成科宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室宁夏银川750021

【目的】施加外源硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)可有效缓解水稻碱胁迫伤害。本研究通过比较不同碱敏感性水稻品种萌发及碳氮代谢相关指标的差异,探讨碱胁迫下外源SNP添加对萌发期水稻碳氮代谢的影响,为盐碱地水稻种植提供参考。【... 详细信息

【目的】施加外源硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)可有效缓解水稻碱胁迫伤害。本研究通过比较不同碱敏感性水稻品种萌发及碳氮代谢相关指标的差异,探讨碱胁迫下外源SNP添加对萌发期水稻碳氮代谢的影响,为盐碱地水稻种植提供参考。【方法】以碱敏感品种中花11(ZH11)和耐碱品种宁粳52(NG52)为试验材料,在混合碱胁迫[alkali stress(AS),即20 mmol/L CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)等比例混合液,pH 10.50]下,设置不同SNP浓度(0、10、30、50、70、100μmol/L)浸种处理,通过测定萌发期关键生长指标,以筛选SNP最适浓度。结果显示碱胁迫下不同浓度外源SNP影响了水稻萌发,其中,30μmol/L SNP处理显著增加了水稻的发芽指数,促进了水稻萌发。进一步设置CK(control)、SNP(30μmol/L)、AS(20 mmol/L)、AS+SNP(20 mmol/L AS+30μmol/L SNP)4个处理,分析它们对萌发期碱敏感差异水稻碳氮代谢的影响。【结果】1)在碳代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理下ZH11和NG52中蔗糖含量显著降低。其中,NG52中蔗糖含量显著低于ZH11,而其蔗糖合成基因(OsNIN1)和葡萄糖合成基因(OsSPS1、OsSPS11)的表达量显著高于ZH11。2)在氮代谢方面,与AS处理相比,AS+SNP处理显著增加了2个品种中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮含量,硝酸还原酶、S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR2、OsGSNOR1基因表达,降低了NO3-和氧化型谷胱甘肽含量,提高了脯氨酸水平。其中,NG52中苹果酸、柠檬酸、一氧化氮、脯氨酸、氧化型谷胱甘肽含量,S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性以及OsNR1.2、OsGSNOR1的表达量均显著高于ZH11。3)相关分析和主成分分析结果显示,葡萄糖和蔗糖合成酶基因(OsNIN1)分别与苹果酸、柠檬酸、脯氨酸和一氧化氮呈显著正相关,葡萄糖、果糖、一氧化氮、亚硝基谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽可能是影响碳氮代谢相互协调的关键指标。【结论】施加30μmol/L SNP可促进碱胁迫下水稻体内蔗糖分解和有机酸的积累,增强硝酸还原酶和S-亚硝基谷胱甘肽还原酶活性,提高有机氮含量,促进碳代谢向氮代谢转化,维持碱胁迫下萌发期水稻碳氮代谢的正常进行。

关键词：水稻萌发期碱胁迫硝普纳碳氮代谢

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盐胁迫对油菜生理特征和菜籽产量品质的影响

作物学报 2024年第6期50卷 1597-1607页

作者：王龙李静钱晨林国冰李亦扬杨光左青松江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/扬州大学农学院江苏扬州225009

为了探明盐胁迫对油菜产量品质和生理特征的影响机制,本研究以浙油50为材料,于2020—2022年油菜生长季在盐城大丰盐碱地进行试验,分别设置低盐和高盐处理,研究油菜碳氮同化、光合特征、抗逆生理以及菜籽产量品质的变化。结果表明,相比... 详细信息

为了探明盐胁迫对油菜产量品质和生理特征的影响机制,本研究以浙油50为材料,于2020—2022年油菜生长季在盐城大丰盐碱地进行试验,分别设置低盐和高盐处理,研究油菜碳氮同化、光合特征、抗逆生理以及菜籽产量品质的变化。结果表明,相比低盐处理,高盐处理下油菜初花期各器官干物质积累降低18.46%~35.67%,成熟期降低20.92%~46.03%;高盐处理提高了初花期根和叶片的干物质分配比例,降低了茎枝的分配比例,提高了成熟期根和茎枝的分配比例,降低了果壳和籽粒的分配比例。此外,高盐处理降低初花期和成熟期各器官碳氮积累,降低了茎枝和叶片的碳氮转运效率,表明盐胁迫抑制油菜碳氮同化和花后养分转运,最终导致籽粒产量降低;另一方面,高盐处理下各器官C/N显著降低,表明盐胁迫对碳素同化的抑制程度强于氮素,导致籽粒品质改变,使籽粒蛋白质含量提高8.23%,油分含量降低4.42%。高盐较低盐显著降低初花期叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾系数、瞬间羧化效率,提高胞间CO_(2)浓度和水分利用效率,表明盐胁迫对油菜光合的影响可能主要归因于非气孔限制。与低盐相比,高盐下油菜H_(2)O_(2)和MDA含量增加27.41%和42.33%,SOD活性、CAT活性、AsA含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量分别上升65.54%、22.85%、29.68%、9.75%和16.84%。由此认为,盐胁迫通过抑制油菜碳氮同化和限制光合,降低籽粒产量,改变籽粒品质,同时油菜可以提高抗氧化和渗透调节能力来适应盐胁迫环境。

关键词：油菜盐胁迫碳氮同化生理产量品质

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不同水稻抗性淀粉含量差异的转录组学解析

江西农业大学学报 2024年

作者：王蕊张风琴田蕾罗成科李培富马天利宁夏大学农学院宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室

【目的】抗性淀粉是功能性水稻研究的热点品质性状之一，研究水稻籽粒灌浆过程中不同抗性淀粉含量品种之间的差异表达基因及可能参与的调控通路，探寻水稻抗性淀粉合成的规律和分子机制。【方法】本研究分别对高抗性淀粉粳稻品种JTD和... 详细信息

【目的】抗性淀粉是功能性水稻研究的热点品质性状之一，研究水稻籽粒灌浆过程中不同抗性淀粉含量品种之间的差异表达基因及可能参与的调控通路，探寻水稻抗性淀粉合成的规律和分子机制。【方法】本研究分别对高抗性淀粉粳稻品种JTD和低抗性淀粉粳稻品种宁粳28号（NJ28）在籽粒灌浆中后期两个时间点（10d和16d），每个时间点每个样品3个重复，共12个样品进行转录组学测序和分析。【结果】NJ28和JTD在灌浆10 d相比有1326个差异表达基因（DEGs），包含986个上调DEGs和340个下调DEGs；在16 d时有1158个DEGs，包含384个上调DEGs和786个下调DEGs；在10d和16d共同变化的DEGs 689个，包含435个上调DEGs和254个下调DEGs。GO功能和KEGG富集分析发现DEGs主要参与淀粉代谢和脂肪酸代谢，例如α-淀粉酶、β-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、异淀粉酶、脂肪酸延长和降解相关酶等。利用qRT-PCR对3个基因进行验证发现，其mRNA 表达趋势均与转录组分析中的表达趋势一致。利用气质联用仪对36个脂肪酸进行定量测定，发现包括油酸在内的7个脂肪酸在高抗性淀粉品种中含量较高。【结论】筛选到一些可能参与抗性淀粉合成的候选基因和重要脂肪酸，为深入理解水稻籽粒中RS合成、其与非淀粉物质脂肪酸之间的关联提供了研究思路和分子基础，为制备具有酶抗性结构和低升糖指数的淀粉类食品提供理论依据。

关键词：水稻抗性淀粉灌浆时期转录组学测序