月季是世界上最重要的观赏植物之一,具有极高食用和药用价值,还被全世界范围广泛种植用来提取精油。本研究采用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用法对在云南西北地区发现的具有浓郁甜香的新物种——大花粉晕香水月季(Rosa yangii)不同开花阶段的花香成分进行提取和分析。共检测到113种挥发性有机化合物,从中筛选出69种芳香挥发物。我们发现大花粉晕香水月季的花朵在初开期产生和释放的挥发性有机物明显高于其他开放阶段,此阶段合成并保留了大量的花香组分,说明在工业生产时更适合在初开期采收花朵。气味活性值(OAV)分析表明,大花粉晕香水月季的主要芳香成分包括丁香酚、甲基丁香醇、苯乙醛和苯乙醇、庚醛、癸醛、(E)-2-己烯-1-基乙酸酯、石竹烯等。代谢组和时序基因共表达网络(TO-GCN)联合分析显示,苯类/苯丙类挥发性有机化合物合成途径上的基因和有机挥发物对其浓郁甜香起主要调控作用。MYB和bHLH可能是调控丁香酚合成酶(EGS)和异丁香酚合成酶(IGS)合成进而影响花香的重要转录因子。综上所述,本研究可为观赏植物芳香分子育种提供科学依据,并促进植物精油新原料在食品储藏、芳香疗法、化妆品和香料行业的开发利用。
与其他器官相比,Bt转基因棉棉铃中杀虫蛋白含量最低。该文研究了盛花期喷施氨基酸对棉铃Bt蛋白浓度和产量形成的影响、相关的蛋白质合成和碳水化合物转化机制。2017-2018年棉花生长季节,以2个陆地棉品种(杂交种泗抗3号和常规种泗抗1号)为试验材料,设置三个处理(即CK,对照;LA1,组成Bt蛋白的5种主要氨基酸;LA2,21种氨基酸)于盛花期喷施棉铃。结果表明,棉铃Bt蛋白浓度提高5.2%-16.4%,籽棉产量提高5.5%-11.3%,2个氨基酸处理间没有差异。此外,由于氨基酸的应用,棉铃游离氨基酸和可溶性蛋白含量、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)和谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)活性、葡萄糖和果糖含量、可溶性酸性转化酶(SAI)活性均有所增加。同时发现,棉铃Bt蛋白含量、铃数增长量和铃重与碳氮代谢密切相关,Bt蛋白含量与游离氨基酸含量、可溶性蛋白含量呈显著以上水平线性正相关。花后15-25天,铃数增长量与GPT活性、GOT活性呈显著以上水平线性正相关。花后55-65日铃重与SAI活性呈显著以上水平线性正相关。这些结果表明,氨基酸的应用促进了棉铃蛋白质合成和碳水化合物转化,从而提高了棉铃Bt蛋白浓度和皮棉产量。
不利的生长条件会造成玉米产量的降低。当前,生育期内的高温胁迫是玉米生产过程中所面临的重要威胁之一。玉米在生育期内的所有生长阶段都可能遭受连续或者间断的高温胁迫。为了应对不同生育期阶段内高温胁迫对玉米生产的影响,需要进一步综述、对比不同生长阶段内高温胁迫造成的产量损失,以及潜在的机制。为此,本文将玉米生长周期划分为七个生长阶段,即发芽和幼苗期、拔节期、营养生长后期、开花期、滞后期和有效灌浆期,以及灌浆后期。本文介绍的主要内容是不同阶段高温胁迫引起的产量损失和潜在生理变化。同时,还比较和讨论了高温胁迫对不同生长阶段生理过程影响的共性和差异。最后,提出了一个理论框架来描述不同阶段内高温胁迫对产量及产量构成要素的主要影响,这也将为制定缓解高温胁迫造成的玉米产量损失的策略提供帮助。
2013-2016年于扬州大学试验田,本试验对短季棉品种中棉所50(CRRI50)进行了密度(12.0、13.5和15.0株﹒m-2)和缩节胺剂量(180、270和360 g ha-1)的组合处理。结果表明,在13.5株﹒m-2和270g﹒ha-1 缩节胺处理下,单位面积铃数最多,棉铃日增量最高,90%以上的棉铃均出现在离地面高45-80cm范围内。综上所述,麦后直播棉种植模式下,适宜的缩节胺剂量配合高种植密度可促进集中成铃,使中、上冠层棉铃分布较多,并且不减产,从而克服目前移栽棉种植模式下用工多的问题。
土壤线虫群落能指示土壤食物网结构与功能,对短期秸秆还田等农业管理措施比较敏感。但目前关于不同肥力条件下长期秸秆还田对线虫群落的影响研究较少。基于13年长期秸秆还田试验,本研究通过分析线虫群落结构、食物网指数、代谢足迹,评价了低肥力(不施肥化肥)和高肥力条件下(长期施用化肥)秸秆还田对土壤食物网结构和功能的影响。试验设置4个处理,分别为低肥力条件下秸秆不还田处理和还田处理,高肥力条件下秸秆不还田处理和还田处理。2018年在小麦和水稻收获后取样,取样深度20 cm。结果表明:低肥力条件下,与不还田处理相比,秸秆还田处理线虫总丰度、食细菌线虫丰度、植物寄生线虫丰度、杂食-捕食线虫丰度及占线虫总丰度的比例分别比不还田处理高73.06%,89.29%,95.31%,238.98%和114.61%,高肥力条件下则分别高16.23%,2.23%,19.01%,141.38%和90.23%。在不考虑取样时间和肥力条件下,与不还田处理相比,秸秆还田提高了线虫群落仙农-维纳指数和成熟度指数,表明秸秆还田提高了线虫群落多样性和稳定性。此外,秸秆还田对线虫群落富集指数、富集足迹、食细菌线虫和食真菌线虫代谢足迹影响不显著,但显著提高了植物寄生线虫代谢足迹和结构足迹,低肥力条件下提高了97.27%和305.39% ,高肥力条件下提高了11.29%和149.56%,对结构指数的影响尽管在统计上不显著,但呈现出上升的趋势,这表明秸秆还田对线虫群落的自下而上调节能力较弱,而自上而下调节能力较强。总之,长期秸秆还田主要通过自上而下效应调节线虫群落,提高了线虫群落丰度,改变了线虫群落结构,且在低肥力条件下作用更强。
在棉花生产中,种植密度是用来控制棉铃分布、成铃情况和产量的常用栽培方法。2015年和2016年在大田条件下,研究了5种种植密度(PD1-PD5:15000;30000;45000;60000和75000株·ha-1)对两个Bt棉品种泗抗1号(常规品种)和泗抗3号(杂交品种)Bt杀虫蛋白含量的影响。单株铃数、铃重、棉铃体积均随密度的增加而减少。当种植密度从15000株/hm2增加到75000株/hm2时,棉子中Bt杀虫蛋白含量增加,2015年花后40天SK-1和SK-3中Bt杀虫蛋白含量分别增加了66.5%和53.4%,2016年SK-1和SK-3分别提高了36.8%和38.6%。氮代谢结果分析表明,随着密度的增加,可溶性蛋白含量、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)和谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)活性增加,游离氨基酸含量、蛋白酶和肽酶活性降低。花后20天数据分析表明,棉子Bt杀虫蛋白含量与可溶性蛋白水平呈显著正相关,2015年在SK-1和SK-3中的相关系数分别为0.825**和0.926**,2016年在SK-1和SK-3中的相关系数分别为0.955**和0.965**。相比之下,棉子Bt杀虫蛋白水平与游离氨基酸含量呈显著负相关,2015年在SK-1和SK-3中的相关系数分别为-0.983**和-0.974**,2016年在SK-1和SK-3中的相关系数分别为-0.996**和-0.986**。为进一步证实Bt杀虫蛋白含量与氮代谢的关系,分析发现Bt杀虫蛋白含量与GPT和GOT活性呈正相关,与蛋白酶和肽酶活性呈负相关。综上所述,高种植密度增加了棉子Bt杀虫蛋白含量,该增加与单株铃数、铃重和铃体积的减少密切相关。此外,在高种植密度下,氮代谢的变化也有助于Bt杀虫蛋白含量的增加。
在转Bt基因抗虫棉(Bt棉)所有器官中,棉铃中杀虫蛋白含量最低。这也影响了Bt棉高产的获得。本文主要探讨了喷施不同浓度氮素(尿素)对Bt棉棉子中杀虫蛋白含量和籽棉产量的影响及其相关的生理机制。2017-2018年以泗抗3号(杂交种)和泗抗1号(常规种)为材料,在棉铃形成期,喷施不同浓度尿素。2017年设置0%、2%、4%、6%、8%、10% 等6个浓度;2018年设置0%、1%、3%、5%、7%、9%等6个浓度。尿素浓度对Bt棉棉子中杀虫蛋白含量和最终籽棉产量均有明显影响,其中喷施5%-6%尿素处理可显著提高供试品种棉子中杀虫蛋白含量且籽棉产量最高。进一步分析表明,喷施5%-6%尿素处理下,泗抗3号和泗抗1号棉铃中游离氨基酸和可溶性蛋白含量、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)和谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)活性均较高,但肽酶和蛋白酶活性却显著降低。相关性分析表明,游离氨基酸含量、GPT活性与棉子中杀虫蛋白含量呈显著线性正相关关系。此外,喷施5%-6%尿素后,供试品种田间棉铃虫数量及蛀铃率均显著降低,这也为最终高产的获得奠定了基础。喷施外源氮素可显著影响Bt棉棉子中杀虫蛋白含量,进而提高其对棉铃虫的抗性。其中喷施5%-6%尿素效果最为明显。
草地贪夜蛾于2018年12月入侵中国后,对玉米和高粱等农作物生产造成了影响。鉴于草地贪夜蛾的幼虫食性存在明显的品系分化,我们在室内评价了幼期食物(玉米、高粱、小麦、水稻和人工饲料)对入侵种群生长发育和成虫繁殖的影响。研究结果表明,幼虫期的食物对发育历期、化蛹率、蛹的存活率和羽化率以及成虫的繁殖均有显著的影响。取食高粱的幼虫发育期长达19.4天,而取食人工饲料的仅为14.1天。取食人工饲料的幼虫存活率高达99.6%,而取食水稻的仅有0.4%。取食人工饲料以及不同生育期作物叶片的化蛹率和蛹的存活率亦有很大的差异。取食人工饲料的蛹重0.26 g,而取食高粱的仅为0.14 g。取食2叶期玉米的成虫单雌产卵量最高,为699.7粒。取食4-5叶期玉米的卵孵化率为93.6%,显著高于取食人工饲料的36.6%。取食不同食物的草地贪夜蛾种群内禀增长率和周限增长率存在较大的差异,以幼嫩的玉米叶片最为适宜。研究结果对发展草地贪夜蛾入侵种群的室内饲养技术、田间预测预报模型和综合治理技术有重要价值。
鉴于植物花蜜或花粉等补充营养是影响鳞翅目昆虫成虫生殖系统发育和产卵量的重要因素,我们测定了取食不同补充营养(5%洋槐蜂蜜水、5‰玉米花粉水、5‰油菜花粉水、5‰向日葵花粉水、5‰松花粉水、5‰玫瑰花粉水、2.5%洋槐蜂蜜+2.5‰油菜花粉水、2.5%洋槐蜂蜜+2.5‰松花粉水和清水)草地贪夜蛾成虫的内生殖系统发育进度、繁殖和飞行能力。研究结果表明,补充蜂花粉和蜂蜜可显著促进草地贪夜蛾内生殖系统的发育进度,增加产卵量,延长成虫寿命和飞行时间。取食5%洋槐蜂蜜水草地贪夜蛾的产卵前期、产卵期和寿命最长,分别为10.8、6.8和19.2天;而补充2.5%洋槐蜂蜜+2.5‰松花粉草地贪夜蛾雌蛾的交配率最高,为79.7%,单雌产卵量达644.9粒,卵的孵化率为82.3%。取食蜂蜜可延缓草地贪夜蛾精巢的衰减,2.5%洋槐蜂蜜+2.5‰松花粉对草地贪夜蛾卵巢发育的促进作用最强。与取食花粉相比,蜂蜜可显著增强草地贪夜蛾的飞行能力,取食5%洋槐蜂蜜水草地贪夜蛾的飞行时间最长(9.5 h),飞行距离最远(29.9 km),飞行速度最大(3.1 km/h)。研究结果对解析环境植被分布对入侵草地贪夜蛾种群消长动态的调控机制,发展成虫取食诱捕和综合治理技术有重要价值。
提高小麦籽粒锌含量对缓解人类膳食中锌缺乏有重要作用。本研究在华北平原连续两年小麦生长季,评价了叶面喷施锌肥和土壤施用氮肥对小麦籽粒粉样中氮、锌累积、分配、氮素转运及其相互关系。结果表明,小麦籽粒中氮、锌主要累积在籽粒胚乳中心层,其含量由外到内呈逐渐减小趋势。土壤施氮显著提高了籽粒各粉样中氮含量,而叶面喷锌显著增加了种皮中氮含量;两种措施均能显著增加胚乳中心层中锌含量。叶面喷锌对籽粒中氮、锌分配的影响不显著,而施氮则能促进氮素向糊粉层、锌素向胚乳中心层的转运,提高植株地上部氮素向籽粒转运的数量,但对贡献率无影响。相关分析表明,籽粒及其粉样中氮含量与开花期和成熟期营养器官中氮含量显著正相关,而种皮和胚乳过渡层中氮含量与胚乳中心层中锌含量亦呈显著的正相关。因此,叶面喷锌和土壤施氮可有效地提高小麦产量和籽粒氮、锌含量,尤其是提高胚乳中的氮、锌含量,可作为解决锌缺乏的有效途径。
为了阐明减氮施肥对抗虫棉棉蕾中Bt杀虫蛋白含量的影响,在2015-2016棉花生长季,以常规种泗抗1号(SK-1)和杂交种泗抗3号(SK-3)为试验材料,分别进行了0、75、150、225、300 kg/公顷的施氮量处理。在不同施氮量处理下,随着施氮量从常规施氮量(300kg/公顷)降低到0 kg/公顷,单株蕾数、棉蕾体积和棉蕾干重均呈下降趋势,同时棉蕾Bt杀虫蛋白含量也相应下降。氮代谢分析结果表明,减氮条件下可溶性蛋白含量、GPT和GOT活性降低,游离氨基酸含量、肽酶和蛋白酶活性升高。相关性分析结果表明,缺氮条件下Bt蛋白含量的降低与氮代谢生理变化相关。综上所述,减氮条件下,棉蕾生长和棉蕾中Bt杀虫蛋白含量均呈下降趋势,因此在蕾期适当的施氮量在促进棉蕾生长的同时也可提高棉花抗虫性。在人间游历 爱是最壮观的迁徙。