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[硕士论文] 周欣
生理学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:长江流域冬油菜产区是渍害频发的地区。胚根伸长期是油菜种子萌发出苗对渍水的敏感期。随着轻简化生产技术的发展和直播油菜面积的迅速扩大,在播种后如遭遇渍水将造成难以挽救的损失。研究油菜胚根伸长期耐渍性调控技术和机理,对于指导油菜抗渍栽培生产具有重要意义。本研究在人工控制条件下,以出苗期对渍水反应不同的甘蓝型油菜品种沣油737(敏感)和华杂62(耐性较强)种子为材料,应用不同浓度的乙烯合成抑制剂(AOA)和乙烯受体抑制剂(1-MCP)、赤霉素(GA3)及其合成抑制剂(PP333)处理,探讨植物生长调节剂对油菜胚根伸长期耐渍性的调控作用及机制,为直播油菜抗渍栽培提供理论依据和调控技术。主要研究结果如下:
  1.胚根伸长期渍水处理显著降低油菜种子出苗率和出苗指数,并抑制渍水后幼苗生长,其中沣油737受害程度重于华杂62。随着胚根伸长期渍水时间的延长,沣油737种子的乙烯释放速率显著下降。
  2.在种子吸胀期应用AOA和GA3预处理,均可有效缓解胚根伸长期渍水对油菜种子出苗的胁迫作用,提高出苗率和出苗指数,促进渍水后幼苗的恢复生长;其中,在沣油737中AOA的效应更显著,而在华杂62中GA3的效应更显著。低浓度1-MCP预处理可显著提高沣油737对胚根伸长期渍水的抗性,但对华杂62的耐渍性作用不大。在种子吸胀期应用1-MCP、AOA、GA3、PP333预处理,显著降低沣油737种子乙烯释放速率,但GA3、1-MCP、AOA预处理可提高受渍种子的乙烯释放速率。因此,在胚根伸长期渍水前适当降低种子乙烯水平,而在渍水过程中维持种子一定的乙烯水平,有利于提高沣油737胚根伸长期的耐渍性。
  3.油菜品种不同以及调节剂预处理时期不同,对渍水后种子的出苗和幼苗生长的调节作用不同。在胚根伸长期应用1-MCP、AOA、乙烯利、GA3、PP333处理均不能有效提高沣油737的耐渍性,但GA3和1-MCP处理可提高华杂62种子的耐渍性,其中以GA3作用效应较强。
  4.在油菜胚根伸长期的耐渍性调控中赤霉素的作用位于乙烯下游。渍水前适当降低乙烯水平的条件下,维持体内适当的赤霉素水平更有利于提高沣油737的耐渍性,而在不降低乙烯水平的条件下提高赤霉素水平则加剧胚根伸长期渍水对沣油737胁迫。在渍水前抑制乙烯的作用条件下,维持或提高赤霉素水平均不利于胚根伸长期渍水后沣油737种子的出苗和幼苗恢复生长。说明赤霉素对油菜胚根伸长期的耐渍性调控依赖于适度乙烯的作用。在渍水前降低或提高赤霉素水平条件下,提高乙烯水平对渍水后沣油737种子出苗率无显著影响。
  5.转录组数据结果显示,沣油737种子在胚根伸长期渍水后乙烯代谢途径中差异表达基因有11个,信号转导途径中有29个;赤霉素代谢途径中有56个差异表达基因,信号转导途径中有166个;脱落酸合成途径中有41个差异表达基因,信号转导途径中有57个;细胞自噬途径中差异表达基因有25个。说明油菜在胚根伸长期渍水后内源激素代谢及信号转导途径发生显著变化,并有细胞自噬的参与。
[硕士论文] 李曚曚
作物遗传育种 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:油菜是我国主要的油料作物,也是食用油的主要来源,随着近年来油菜参试品种越来越多,且监管体系不够完善,市面上有较多的套牌甚至冒牌的品种出现,导致农民大幅减产甚至绝产,严重损害了育种工作者、经营者和生产者的利益,科学家们越来越意识到为品种建立特异的身份信息的重要性。SSR分子标记因其稳定性高、多态性丰富,且是共显性标记,被广泛的用于品种的鉴定和指纹图谱的构建中。本研究利用SSR分子标记,对87份材料进行指纹分析。
  种子纯度是育种者和使用者非常关心的问题,生产的杂交种必须达到一定的纯度要求才能进入市场供给农民生产种植,分子标记检测种子纯度的方法,因其自身条件的制约,已逐渐不能满足现在高通量的需求。q-PCR技术以灵敏、高效、准确、高通量的特点,广泛应用于生物学领域,本研究采用q-PCR技术,构建了一种新的种子纯度鉴定模型,能快速的检测杂交种的纯度。主要结果如下:
  1、从57个SSR标记中筛选到了36个标记,对87份(包括2份保持系材料,15份不育系材料,64份萝卜质雄性不育恢复系材料,还有6份常规种选系)甘蓝型油菜进行指纹分析,共扩增出111条多态性带,平均每个标记3.08条,标记的平均PIC值为0.47,利用这些标记进行UPGMA聚类分析,将87份材料分为7类,分别为A-G,其中A类类群最大,共包括54份材料,又可以分为两个亚类,第一亚类主要包括12份不育系,而第二亚类主要包括29份恢复系。
  2、挑选了15个多态性较高、且可以将材料区分开的核心标记,构建了64份萝卜质雄性不育恢复系的数字身份证和二维码。
  3、将P74-17和华油杂62作为实验材料,配置了已知恢复基因浓度梯度的标准品,利用q-PCR技术构建了甘蓝型油菜萝卜质杂交种纯度的快速检测模型,标准曲线的回归方程为y=-3.3396x+0.3617,相关系数为0.9635,方差分析F值为449.3。统计了田间187份样本的纯度,和用标准曲线计算的样本纯度进行回归分析,两者的线性回归系数为0.8604,方差分析F值为1140.2,两者呈高度相关。
[硕士论文] 赵冬梅
蔬菜学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:生菜叶片通常有红色和绿色两种,红叶生菜因具有独特的颜色、质地和保健功能,越来越受到人们的喜爱。生菜叶片红色的形成是由于花青素的积累,在矮牵牛、拟南芥以及玉米中,花青素合成的分子机理已经有详细的研究,但是生菜中花青素的研究报道相对较少。
  为了克隆调控生菜叶片红色深浅的基因,本实验室将绿色油麦菜Y37与浅红色生菜S1杂交,杂交后自交创建颜色分离群体,对Y37×S1重组自交系进行遗传分析,发现实验室已经克隆的4个生菜叶片颜色调控基因(3个调控基因RLL1-3和1个结构基因RLL4∶ANS)并不能完全解释生菜中叶片颜色的差异,筛选了114个家系,经过表型鉴定,共得到32个叶片颜色存在分离的F4家系,利用RLL1~4基因相关的分子标记检测,发现Q54家系为四个位点纯合,但是叶色存在分离的群体(叶深红与叶浅红的分离比≈3∶1),表明该家系的叶片颜色差异由新的单个叶片颜色基因控制的,利用BSR-Seq的方法,定位该分离群体的叶片颜色控制基因。
  将25株浅红植株和25株深红植株分别混成一个极端表型池,取相同样品混池提取RNA,进行RNA测序。分析测序数据发现,在9号染色体的63Mb~69Mb区域内,等位基因频率具有显著差异,推测控制生菜叶片红色深浅的基因位于此区域内。进一步开发CAPS和SNP分子标记,筛选交换单株,最终将候选基因定位在9号染色体的63.898Mb~64.256Mb区域内,约357.5Kb。对该区段的基因注释分析,发现该区段内有三个与花青素相关的基因,进一步比较三个基因在两个亲本中的序列差异和表达量差异,最终将编码WD40蛋白的基因确定为候选基因候选基因,命名为RLL5。在亲本中RLL5基因存在两处碱基的突变,均发生在保守结构域,第402bp(即第134个氨基酸)处单个碱基的突变导致氨基酸发生突变(缬氨酸变成天冬氨酸),使得RLL5基因功能缺失。
  比较深红色生菜与浅红色生菜叶片花青素合成相关基因的表达量,发现在深红色生菜叶片中,花青素合成相关基因的表达量明显升高,RLL5基因的表达量没有明显差异。对两种颜色的生菜叶片中花青苷类化合物的种类及含量进行测定,显示深红色生菜叶片至少存在19种花青素类化合物,它们的含量均高于浅红色生菜叶片,这使得深红色生菜叶片中花青素的总量增多,显示深红色的表型。通过营养物质含量的比较,发现深红色叶片生菜的品质高于浅红色叶片的生菜。
  同时,对M9×S1F2代分离群体进行遗传分析,发现该群体叶片颜色也存在分离(深红色叶与浅红色叶),而且实验室已经克隆的上述五个生菜叶片颜色调控位点并不能解释M9×S1群体叶片颜色的差异,统计结果显示该群体叶深红与叶浅红的分离比≈3∶1,这表明该家系还存在一个新的红色叶片控制基因。同样利用极端混池测序的方法进行分析,发现在1号染色体的69Mb~213Mb区域内等位基因频率具有显著差异,我们推断该区域内存在调控生菜叶片红色深浅的位点。通过开发CAPS和SNP分子标记,筛选交换单株,将候选基因定位在73.58Mb~213Mb区域内,由于该区段内没有合适的分子标记,只能将基因定位这一区域。
  克隆生菜中花青素合成相关的基因,将有助于培育花青素含量丰富的生菜,阐明生菜中花青素合成途径以及花青素在生菜中积累的分子机制。
[硕士论文] 田浩
蔬菜学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:莴苣(Lactuca sativa)种子通常为黑色和白色,一些莴笋类型为棕色种子。种子颜色形成机理在拟南芥,大豆和水稻中都有比较深入的研究,在莴苣中的相关研究却鲜有报道。
  本课题首先利用黑色种子莴苣Y37和白色种子莴苣S1杂交,并构建F4重组自交系群体,该群体出现种子颜色黑色和白色的分离。在该群体内取20株黑色种子莴苣叶片混合构建一个极端池,另取20株白色种子莴苣叶片混合构建一个极端池,分别提取RNA并测序。分析测序数据发现7号染色体44-51Mb区域内等位基因频率具有显著差异,推测该区域内存在控制莴苣种子黑白颜色的基因。扩大群体并利用图位克隆将基因精细定位到7号染色体49.16Mb-49.26Mb区域,对候选区域基因功能进行注释和预测,将编码LsTT2转录因子的基因确定为候选基因。
  另外,利用棕色种子莴苣PI251246和白色种子莴苣PI358001-1杂交得到F1,F1自交得到F2,F2种子颜色出现黑、白、棕三种颜色分离,利用黑色种子莴苣和棕色种子莴苣各20株构建两个极端池,进行RNA-Seq,发现2号染色体95-102Mb区域内等位基因频率有显著差异,开发分子标记利用图位克隆最终将基因定位到2号染色体96.24-100.63Mb之间,分析该区域内基因的表达量差异和功能,将一个编码查尔酮合成酶的基因LG2229551选为候选基因。
[硕士论文] 鲁飘飘
植物营养学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:合理施用氮肥是提高油菜产量和氮肥利用率的关键,油菜生长过程中需要吸收大量的氮素,但油菜的氮肥利用率往往较低,目前我国冬油菜主产区的平均氮肥利用率仅为34.2%。一般而言,作物杂交种在产量上具有明显优势,但在氮素吸收和利用上是否也具有杂种优势则并不明确。为了探究杂交油菜在氮素利用方面的优势,挖掘油菜氮肥高效利用的潜力,本文以中油杂12及其亲本为研究材料,通过三年的田间试验,分析了不同氮肥用量对其产量、产量构成因子、干物质和氮素积累的影响,明确了杂交油菜在氮素利用方面的潜力,并从氮素转运以及光合生理的差异两个角度初步剖析了其氮素高效利用的机制。主要研究结果如下:
  1氮肥施用显著提高了杂交油菜及其亲本的产量、产量构成因子、干物质量和氮积累量。中油杂12相对于父本和母本具有更高的产量潜力,其产量平台平均分别为2855kg/hm2、2303kg/hm2和2039kg/hm2。中油杂12的单株角果数显著高于其亲本,千粒重则显著高于其父本,与母本无显著性差异。
  2随氮肥用量的增加,杂交油菜及其亲本氮肥利用率下降,氮肥表观利用率表现为中油杂12>父本>母本,差异显著;氮肥生理利用率则表现为中油杂12显著高于母本,与父本无显著性差异。中油杂12、父本和母本达到平台产量分别平均需要227.3kg/hm2、180.4kg/hm2和217.0kg/hm2氮肥,中油杂12达到其亲本的平台产量时,相对其父本和母本分别平均节省了21.7kg/hm2和90.9kg/hm2的氮肥用量。氮积累量表现为中油杂12>父本>母本,差异显著。说明杂交油菜可以在低氮肥投入的情况下充分利用吸收的氮素,获得更高的产量和氮肥利用率。
  3中油杂12之所以具有更高的氮肥利用率是由于其具有更强的氮素吸收和转运能力。施用氮肥能显著提高油菜茎、叶和根向角果中的氮转运量以及结实器官的花后氮积累量。中油杂12及其父本和母本成熟期氮积累量分别有69.8%~82.3%、62.1%~82.4%和65.0%~87.6%来自花前积累不施氮情况下,中油杂12各营养器官的氮素转运量均显著高于其亲本;中油杂12的花后氮积累量和茎秆氮转运率均显著高于母本,与父本无显著性差异;叶片和根的氮转运率表现为中油杂12显著高于父本,与母本无显著性差异。杂交油菜相对于其亲本具有更强的氮素吸收和转运的能力,因此杂交油菜在氮肥利用效率上表现出了明显的杂种优势。
  4与亲本相比,中油杂12的光合氮效率明显高于亲本。氮肥用量不超过180kg/hm2时,增施氮肥能显著提高油菜苗期叶片的净光合速率,减小油菜叶片热耗散,降低油菜冠层温度。中油杂12和父本的净光合速率和光合氮效率显著高于母本。除此之外,中油杂12相对于其亲本具有更好的吸收利用光能的潜力和光保护能力,因此能够在有限的氮素供应下获得更高的光合效率,达到更大的产量。
[硕士论文] 邹雪园
植物营养学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:采用水肥一体化技术,发展节水、节肥、省工的蔬菜种植模式是节本增效、可持续发展的有效途径。本研究根据2016年田间试验结果,2017年调整施肥计划,大白菜和西兰花农户习惯施肥(CN)和滴灌、喷灌全量施肥(DH、SH)的N、P2O5、K2O为240-240-300kg/hm2,大白菜的喷灌施肥和滴灌施肥均设置两个梯度的减肥处理,分别为192-192-240kg/hm2(DL和SL)和216-216-270kg/hm2(DM和SM);西兰花的滴灌施肥和喷灌施肥也设置两个梯度的减肥处理,分别为144-144-120kg/hm2(DL和SL)和192-192-210kg/hm2(DM和SM);并设置不施肥对照CK。以比较两种蔬菜滴灌和喷灌施肥效果的差异,为大白菜和西兰花水肥一体化技术提供理论依据和应用参考。主要研究结果如下:
  (1)较习惯施肥CN,滴灌和喷灌施肥均增加了大白菜地上部生物量、包心重、包心高、包心周长。滴灌施肥DL、DM、DH分别比CN增产22.8%、42.0%和59.3%,喷灌施肥SL、SM、SH分别比CN增产35.0%、55.0%和66.3%。滴灌和喷灌施肥提高大白菜维生素C含量,SH处理增加幅度最大,增幅达38.2%;滴灌施肥的硝酸盐与习惯施肥无显著差异,喷灌处理的硝酸盐比习惯施肥略高,但都在安全标准范围之内。这说明喷灌施肥SH处理对提高大白菜产量和改善品质的效果最好。
  (2)较习惯施肥CN,滴灌施肥和喷灌施肥均显著提高大白菜氮、磷、钾肥的利用率,喷灌施肥SM和SH处理的氮、磷、钾的利用率则分别增加了184.4%和205.5%、123.7%和121.7%以及103.8%和111.4%,且二者之间差异不显著。
  (3)较习惯施肥CN,滴灌和喷灌施肥能促进西兰花花球的生长,增加花球重量,滴灌施肥DH处理增产8.6%,喷灌施肥SM和SH处理分别增产8.3%和19.6%。滴灌和喷灌施肥对西兰花维生素C影响都不大。滴灌施肥(DL、DM、DH)的花球硝酸盐含量分别降低了27.5%、24.9%和16.9%;喷灌SL处理的花球硝酸盐含量降低了20.5%,SM和SH的花球硝酸盐含量略有上升,但都在安全标准范围之内。综合产量和品质,喷灌施肥SH处理表现最好。
  (4)较习惯施肥CN,西兰花滴灌DH处理的氮、磷、钾肥料利用率分别增加了11.9%、23.0%和18.9%;喷灌SL、SM和SH处理的氮、磷、钾肥料利用率分别增加41.0%、38.2%和53.5%,30.9%、29.1%和50.7%,59.1%、56.4%和36.8%。说明西兰花喷灌SH处理的肥料利用率最高。
  (5)较习惯施肥CN,滴灌施肥(DH、DM、DL)导致种植大白菜后0~10cm和10~20cm土壤剖面的硝酸盐分别降低5.06%~37.01%和15.2%~32.6%,喷灌施肥(SH、SM、SL)相应剖面的硝酸盐则分别降低了12.0%~32.3%和23.8%~40.1%;两者均显著降低了表土的电导率以及有效磷、速效钾和碱解氮含量,但对有机质影响不大。滴灌和喷灌施肥也显著降低了种植西兰花后土壤剖面的硝酸盐含量以及表土电导率、有效磷、速效钾的含量,这与大白菜表现基本一致。
  综上所述,与农户习惯施肥相比,滴灌施肥和喷灌施肥处理均能增加大白菜和西兰花的产量、改善品质、提高肥料利用率、降低土壤剖面硝酸盐含量和表土(0-10cm and10-20cm)的电导率EC。且喷灌施肥比相同施肥量的滴灌施肥效果更好。因此,大白菜和西兰花的种植推荐采用喷灌施肥模式,全生育期均分8次施肥,依次施肥比例分别为肥料总量的5%、5%、10%、15%、20%、20%、15%、10%。
[硕士论文] 李艺潇
蔬菜学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:红菜薹(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.purpurea Hort.2n=2x=20),为十字花科芸薹属白菜变种之一,起源于我国长江流域,因其花茎鲜嫩多汁,颜色鲜艳,富含对人类身体有益的花青苷而深受广大消费者的喜爱。在其茎基部多发侧枝,类似禾本科作物的分蘖,为红菜薹产量的主要构成因素。因此,研究红菜薹分蘖性状的遗传规律以及克隆相关基因,对于红菜薹丰产性育种具有重要的实践意义。本课题以多分蘖的红菜薹自交不亲和系L-100为母本,以少分蘖的菜心自交系L-101为父本,构建F1、F2、BCP1、BCP2四个遗传世代,对分蘖性状进行了六世代联合遗传分析。同时,将QTL-seq(极端池简化基因组测序技术)与传统遗传连锁分析的方法相结合,利用F2分离世代对控制分蘖相关的QTL位点进行了基因定位。主要结果如下:
  1、红菜薹分蘖性状的遗传分析。通过六世代联合分析,可知红菜薹分蘖性状符合D模型,即一对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型,分蘖性状相较于不分蘖性状为显性性状。主基因在BCP1、BCP2、F2三个分离群体中的遗传率为21.63%、1.17%、36.1%,而多基因遗传率分别为47.98%、32.2%和53.52%。各个世代的多基因遗传率显著高于主基因遗传率,该性状以多基因遗传为主。三个分离群体遗传率的平均值为64.2‰整体遗传率适中,在对分蘖选择过程中可在早世代大群体进行选择。
  2、红菜薹分蘖性状的QTL定位。在F2群体中挑选极端表型单株构建极端池进行简化基因组测序,生物信息学分析显示,在A07染色体物理距离18Mb-25Mb范围内出现了明显的SNP不平衡现象,所以推断A07染色体物理距离18Mb-24Mb范围内可能存在控制红菜薹分蘖的一个QTL位点。因此,我们进一步利用遗传连锁分析的方法验证QTL-seq分析的准确性。通过两亲本间测序的分析对比结果,共设计InDel和CAPS分子标记236对。使用两亲本及两极端池对这些标记进行筛选,并最终获得11对多态性标记。利用筛选到的11对连锁标记对185株F2单株进QTL分析,结果显示:在标记InA0740和InA0788之间存在控制分蘖的QTL位点,可解释16%的表型变异。这两个标记对应的物理位置分别为18.91Mb和21.1Mb,与QTL-seq结果吻合。将控制分蘖的位点初步定位在A07染色体物理距离为18.91M-21.1M的目标区段。
  3、红菜薹分蘖性状的候选基因预测。通过查阅文献及基因注释,在目标区域内获得6个候选基因。我们对这6个基因在两亲本的不同组织部位的相对表达量进行了分析,结果表明TCP1同源基因Bra004212在多分蘖亲本的腋芽处的相对表达量是少分蘖亲本的16.1倍,TSF同源基因Bra004117在两亲本间不同部位的相对表达量都存在差异,多分蘖亲本分别是少分蘖亲本的16.29倍、3.56倍和10.59倍。TCP1属于TCP转录因子家族主要在拟南芥的子叶叶柄、叶尖,叶脉以及分枝处表达,与叶和茎的伸长有关,TSF为调控开花的四个主要基因之一,但有研究指出其能够在短日照下影响拟南芥侧芽的伸长。结合基因注释及表达量分析可推测Bra004212及Bra004117作为该位点的候选基因。
  为进一步分析候选基因,采用TA克隆的方法获得Bra004212和Bra004117的CDS序列。使用MegAlign软件对两基因在两亲本间的差异进行分析。分析结果显示Bra004212在两亲本间存在两个单碱基突变,导致了两个氨基酸的变化,Bra004117在两亲本间仅在CDS序列存在一个SNP突变,且该突变为同义突变,并没有引起氨基酸序列的变化。
  4、F2.3单基因家系群体的构建。为了进一步克隆分蘖性状相关的目的基因,首先构建F2.3家系群体。利用连锁分子标记InA0740和InA07234筛选和鉴定来自F2分离群体的230个单株,选取标记检测均为杂合带型的单株,自交后获得F2∶3家系后代。盛花期对家系的分蘖性状进行统计调查,根据分蘖数将其划分为三个等级,筛选分离比符合3∶1的F2∶3家系分离群体,最终得到单基因家系分离群体106-216。
[硕士论文] 李晓兰
植物营养学 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:城郊农业是我国现代农业的重要板块,近年来由于城郊工业化推进、化肥不合理施用等原因导致城郊蔬菜重金属污染及硝酸盐含量过高问题比较突出,这不仅大大降低蔬菜的品质和安全,同时这些污染物也会通过食物链积累危害人体健康。本文依托武汉市典型城郊蔬菜种植区,以常见蔬菜品种为研究对象,通过盆栽试验和田间试验探究减少30%无机肥施用量和配施有机肥前提下配施DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐)和甲壳素对蔬菜硝酸盐和Cd含量的影响,旨在为解决城郊蔬菜硝酸盐含量过高和Cd污染提供理论依据。主要结果如下:
  1.与推荐施肥相比,减少30%化肥施用量可显著降低蔬菜中硝酸盐含量,其中叶菜类蔬菜和果菜类蔬菜降幅分别为16.75%和25.52%,蔬菜产量分别降低14.02%和1.4%;蔬菜中可溶性糖与Vc含量随施肥量减少而降低,可溶性蛋白含量无显著变化;叶菜中N、K吸收量随施肥量减少显著降低,但果菜中N、P、K吸收量变化不显著;化肥施用量减少30%,对土壤基本理化性质无影响,但能提高N、P、K肥利用率至少3个百分点。
  2.减少30%化肥施用量时,单施及配施DMPP和甲壳素,蔬菜中硝酸盐含量显著降低了23.49%-55.36%,降低效果为DMPP+甲壳素>DMPP>甲壳素;DMPP和甲壳素单施及配施对叶菜类蔬菜产量影响不显著,但可显著提高果菜类蔬菜产量,其中DMPP处理果菜类蔬菜增产率最大为34.23%。DMPP和甲壳素单施或配施均能改善土壤性能,提高土壤有机质含量,虽有降低叶菜类蔬菜氮磷钾的吸收量的趋势但可显著增加果菜类蔬菜氮、磷、钾吸收量(除DMPP处理外);DMPP与甲壳素配施果菜类蔬菜当季N、P、K肥利用率分别提高了15.64、7.63、19.51个百分点。
  3.推荐施肥时,DMPP和甲壳素单施及配施,蔬菜硝酸盐含量降低了9.86%-49.86%,降低效果为DMPP+甲壳素>DMPP>甲壳素,蔬菜Cd含量降低了9.2%-30.22%;蔬菜增产率为果菜类蔬菜>叶菜类蔬菜,其中甲壳素在叶菜类蔬菜上应用效果最优,增产率为19.66%,DMPP+甲壳素在果菜类蔬菜中应用效果最显著,增产率为64.79%。DMPP和甲壳素单施及配施均能改善蔬菜Vc、可溶性蛋白与可溶性糖含量(除果菜中可溶性糖外);DMPP和甲壳素单施及配施均能提高土壤有机质含量,促进土壤速效养分的释放,显著提高蔬菜NPK积累量及N、P、K肥肥料利用率,其中果菜类蔬菜当季肥料利用率增幅大于叶菜类蔬菜。
  4.配施有机肥,蔬菜硝酸盐和Cd含量降幅分别为4.5%-24.1%和12.95%-22.59%,蔬菜Vc、可溶性糖、可溶性蛋白含量均有增加的趋势。配施有机肥叶菜类蔬菜产量提高了5.62%,蔬菜氮、磷、钾吸收量、土壤中速效氮、磷、钾含量及有机质含量均有上升趋势,并且使用有机肥,使N、P、K肥当季利用率提高了5.65个百分点。
  5.配施有机肥时,DMPP和甲壳素单施及配施,蔬菜中硝酸盐和Cd含量分别降低了11.5%-52.6%和17.95%-41.35%,DMPP+甲壳素处理降低蔬菜硝酸盐含量显著优于单施处理,但DMPP+甲壳素在果菜类蔬菜上降镉效果最优,甲壳素处理在叶菜上的降镉效果最优;DMPP和甲壳素配施及单施,均能改善蔬菜品质,提高土壤中有机质等养分含量,提高了氮磷钾肥当季利用率,其中以DMPP和甲壳素配施处理试验效果最优,N、P、K肥当季利用率分别提高了34.64、13.77、52.83个百分点。
  综上所述,减量施肥和配施有机肥时应用DMPP和甲壳素,可同时降低蔬菜中硝酸盐和Cd积累,改善蔬菜品质,提高肥料当季利用率,促进城郊蔬菜安全生产。
[硕士论文] 陈义浦
农业水土工程 扬州大学 2017(学位年度)
摘要:我国苏南地区地势低平,降雨丰沛,土壤水分过多,地下水位偏高,蔬菜作物生长易受涝渍灾害威胁,导致减产及品质退化。因此,开展蔬菜作物耐淹特性试验,研究控制排水上限指标,对保障蔬菜作物高产稳产具有非常重要的意义。本文选取苏南地区对农田水分较为敏感的苏州青、黄瓜以及青椒三种蔬菜作物作为供试品种,在其采收初期以不同淹水深度和淹水历时组合处理分别进行盆栽模拟试验及测坑试验,探明三种受淹蔬菜在成熟时期的生长性状和产量损失规律及其耐淹特性,研究蔬菜作物排水管理指标,取得以下主要结果:
  (1)由苏南地区气象资料统计分析得到,该地短历时强降雨或连续性降雨频发。蔬菜作物在采收初期阶段(3~4月、4~5月、5月至6月中旬、6月下旬至8月这四个时间段)遭受不少于2次涝渍相随过程的降雨重现期依次为6.3、2.4、2.9及1.3年。
  (2)淹水超过12h的苏州青株高呈现升高-降低-回升的变化趋势,作物开花期提前,茎部迅速抬高;淹水不超过12h的苏州青与黄瓜的株高均呈现上升趋势,增幅较缓,青椒株高则停滞不长;与对照相比,涝渍胁迫显著降低了三种蔬菜的株高,且随着淹水深度和历时的增加,抑制作用越显著。
  (3)淹水显著抑制了蔬菜作物叶绿素的形成。苏州青淹水-排水后叶绿素先升后降,淹水6h的处理最终叶绿素略有增加,其余叶绿素均下降,降幅为0.47%~26.21%,与对照相比,差异显著。淹水10cm的处理与5cm处理相比,叶绿素降幅不明显;淹水15cm的黄瓜、青椒各处理叶绿素初期下降快,后期趋于稳定,与对照相比,差异显著,其中淹水48h的处理降幅最大。
  (4)涝渍条件下,苏州青根系生长与干物质形成均受抑制作用,影响的显著性表现为干物重>根长>根粗,根长随淹水胁迫程度加深呈下降趋势,相同淹水历时,不同深度处理之间差异不显著;各处理根粗无显著差异。淹水较长的处理次生根数量及活性降低。
  (5)涝渍胁迫均会对苏州青产量造成损失,淹水历时愈长深度越大,减产率愈高,淹水历时对产量影响更显著;淹水历时相同时,减产率随深度增大而上升,但差异不显著;淹水深度15cm,淹水历时为12h、24h、48h时,黄瓜、青椒产量损失26.7%~76.3%、35.5%~63.3%,表明黄瓜、青椒耐淹能力相似,对水分胁迫都十分敏感。
  (6)为保证蔬菜作物免受涝渍影响,以最大淹水深度10cm、淹水历时12h为苏南地区蔬菜地排涝保收临界值,12h内排除蔬菜地地表积水,在蔬菜渍害敏感期内,降渍渗漏强度为10~50mm/d,排水工程保证3~4d内将地下水降至田面以下40~60cm。
  (7)黄瓜(JY13)和青椒(SJ16)相对产量Ry与涝渍组合超标准累计水深(SFEWx)之间呈显著的线性负相关关系,若以作物减产幅度不超过30%作为选择排水控制指标的依据,采收初期黄瓜与青椒理想的排水控制指标SFEW30分别为107.1cm·d、88.2cm·d。
[硕士论文] 唐灵云
土壤学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:铜基叶面肥(Copper-based foliar fertilizer)是由山东农业大学土肥资源高效利用国家工程实验室研制的具有杀菌和营养双重功效的产品。本文在氢氧化铜的基础上,添加硒(Se)、碘(I)元素及配方助剂,研制出含硒(CBFF-Se)、碘(CBFF-I)的铜基叶面肥,同时按照联合国粮农组织(UN/FAO)和我国可湿性粉剂质量标准对产品的悬浮性能等相关指标进行了评价。
  本文以喷施清水(CK)、传统波尔多液(BDM)为对照,选取普通铜基叶面肥(CBFF)、含硒铜基叶面肥(CBFF-Se)、含碘化钾铜基叶面肥(CBFF-KI)、含碘酸钾铜基叶面肥(CBFF-KIO)四种铜基叶面肥,设置1 g/L及2 g/L两种浓度,利用1季的盆栽试验,研究了喷施不同种类及不同浓度铜基叶面肥对萝卜产量、农艺指标、品质、植株养分含量及对土壤微量元素含量的影响;通过2季的小区试验研究了喷施不同种类及浓度铜基叶面肥对生菜产量、品质、植株养分含量、叶片光合荧光特性、植株养分含量及对土壤微量元素含量的影响,为生产富硒、富碘蔬菜提供理论依据。主要研究结果如下:
  1.利用实验室用砂磨机制备普通铜基叶面肥、含硒铜基叶面肥、含碘化钾铜基叶面肥、含碘酸钾铜基叶面肥四种产品,其粒径、pH、悬浮率、润湿性、起泡性、流动性、热贮稳定性均符合联合国粮农组织(UN/FAO)和我国可湿性粉剂质量标准的要求。四种产品以含碘化钾铜基叶面肥性能最好,其D50为5.71μm,D97为13.33μm,比表面积为1100.45 m2/kg,pH为8.72,悬浮率为72.88%。
  2.喷施1 g/L含硒铜基叶面肥较清水处理显著提高萝卜的地下部鲜重、肉质根横径粗及叶片数分别为53.66%、23.01%及24.07%。喷施2 g/L普通铜基叶面肥及2 g/L含碘化钾铜基叶面肥均可显著提高萝卜地下部干物质分别为40.77%、39.87%。2015年喷施1g/L含硒铜基叶面肥生菜地上部鲜重较CK显著增加28.92%,喷施2 g/L含碘化钾铜基叶面肥及1 g/L含碘酸钾铜基叶面肥生菜地上部鲜重较喷施清水分别显著降低22.47%、22.73%。
  3.喷施铜基叶面肥较传统波尔多液显著降低萝卜地上部、地下部铜含量为55.67%-91.19%、61.57%-91.24%,降低铜毒害。铜基叶面肥能显著提高萝卜地上部中铜含量1.25-3.37倍,其中喷施高浓度铜基叶面肥处理萝卜的铜含量明显比喷施低浓度铜基叶面肥处理高。喷施2g/L含碘化钾铜基叶面肥和1g/L含碘酸钾铜基叶面肥条件下萝卜肉质根可溶性蛋白分别显著提高37.87%、39.26%。2015年,CBFF1、CBFF2、CBFF-Se2、CBFF-KI1处理生菜Vc含量较CK分别显著增加18.52%、58.49%、35.28%、22.20%, CBFF1、CBFF-Se1、CBFF-Se2、CBFF-KI2、CBFF-KIO1处理生菜硝酸盐含量较CK分别显著降低33.30%、49.10%、58.78%、39.08%、30.24%。2016年CBFF-Se2、CBFF-KI2、CBFF-KIO2处理生菜可溶性糖含量较CK分别显著提高29.58%、34.36%、39.24%,提高了生菜品质。
  4.喷施含硒铜基叶面肥后萝卜地上部、地下部硒含量较CK显著提高。喷施浓度为1g/L含硒铜基叶面肥及2g/L含硒铜基叶面肥条件下萝卜地下部硒含量较其它处理分别提高了20.39%-1.27%、48.80%-74.61%。CBFF-Se2处理肉质根中硒含量(鲜重)较CBFF-Se1处理提高23.76%,表明施入高浓度硒元素没有抑制植物对硒的累积。
  5.喷施不同种类铜基叶面肥可以提高碘元素含量。喷施1 g/L含碘化钾及1 g/L含碘酸钾铜基叶面肥条件下萝卜地下部碘含量较喷施清水分别显著提高了44.38%及93.41%。2015年喷施1 g/L含碘化钾铜基叶面肥及2 g/L含碘化钾铜基叶面肥条件下,生菜地上部碘含量较喷施清水分别显著增加127.91%、23.35%,且两种含碘铜基叶面肥不同浓度条件下,生菜地下部碘含量较CK显著增加25.95%-211.41%。2016年喷施含碘铜基叶面肥处理生菜地上部碘含量较清水处理分别显著增加24.71-66.20倍。
  6.萝卜喷施铜基叶面肥处理土壤中有效铜含量较BDM处理土壤铜含量显著降低31.69%-54.89%,减少了土壤铜污染的风险;铜基叶面肥处理土壤中锰含量降低了7.50%-14.23%。2016年生菜喷施铜基叶面肥处理土壤有效锰含量较喷施清水降低16.72%-44.92%。
  7.综合分析喷施不同浓度和种类的含碘铜基叶面肥对萝卜产量、农艺指标、品质、养分含量等的影响,对萝卜喷施1 g/L含硒铜基叶面肥较CK显著提高萝卜硒含量、产量及品质,喷施2g/L含硒铜基叶面肥可以提高萝卜硒含量。喷施1g/L含碘酸钾铜基叶面肥对萝卜的质量无显著性影响但显著提高萝卜肉质根可溶性蛋白及碘含量。对生菜喷施1g/L含硒铜基叶面肥可以提高生菜产量及品质,生菜喷施2g/L含碘化钾铜基叶面肥可以提高生菜碘含量及品质。
[硕士论文] 孙亚玲
蔬菜学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:洋葱(Allium cepa L.)在分类学上属于天门冬目石蒜科葱亚科葱属(APGIII)蔬菜作物,广泛栽培于世界各地。因其基因组巨大(15,290 Mbp/C),分子生物学基础领域的研究相对薄弱,主要集中在育性、颜色相关基因的分子标记上,而关于洋葱功能基因的研究甚少。果胶甲酯酶[pectin methylesterase,PME]是一类催化果胶复合物中甲酯化的 D-半乳糖醛酸单元去甲酯化的一类细胞壁蛋白,根据其保守的结构域该酶组成了一个巨大的基因家族,在植物不同的生长发育阶段及其不同的生理过程中,通过作用于细胞壁而发挥作用。已有的研究发现,果胶甲酯酶参与了多种生理过程,如果实成熟、器官脱落、小孢子发育和花粉管伸长、种子萌发、抗病性、形成层细胞分化等。
  本试验在研究洋葱育性相关基因差异表达的过程中,发现了一个大小约为350 bp的差异表达片段始终只在可育材料中出现,克隆了其编码序列。蛋白质序列比对显示,该基因表达的蛋白具有果胶甲酯酶结构域,属于果胶甲酯酶超家族成员。本研究以洋葱育性恢复系12-10(S, MsMs)为研究材料,利用基因克隆、序列分析、原核表达、生物活性分析及基因枪技术转化洋葱表皮等方法,从分子生物学实验层面初步证明了洋葱AcPME基因是一个在洋葱花粉发育过程中表达的具有PME蛋白活性的定位于细胞壁或细胞膜的PME蛋白超家族成员。本研究结果如下:
  (1)以洋葱花蕾为试材,通过RACE实验获得了AcPME基因的表达序列;蛋白同源比对与系统进化分析表明,洋葱 PME蛋白与水稻、玉米、高粱等单子叶植物的同源蛋白具有较高的相似性;生物信息学分析表明,AcPME蛋白存在明显的信号肽和跨膜区域(SP/TM)、PMEI结构域和PME结构域,在PME家族分类中属于第一类,即含有一个长 N末端前区域(pro-region);AcPME蛋白三维结构模式图显示了该蛋白具有一个明显的凹沟,4个结合位点氨基酸残基(T423、Q453、R565和W567),2个活性位点氨基酸残基(D476和D497)。
  (2)成功构建了 pGEX4T-1-PME和 pET24a-PMEI原核表达载体,并在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中进行了表达条件的优化,确定了pGEX4T-1-PME表达条件为17℃,0.3 mM IPTG诱导4 h;pET24a-PMEI蛋白表达条件为37℃,0.1 mM IPTG诱导4 h。SDS-PAGE电泳检测明确了重组蛋白的存在形式,原核表达蛋白pGEX4T-1-PME为可溶性蛋白,而 pET24a-PMEI蛋白则以包涵体形式存在;表达蛋白对应的分子量分别约为61.73 kD和24.67 kD,与目的蛋白预期大小相符。
  (3)利用GST-tag纯化柱对pGEX4T-1-PME表达产物纯化了目的蛋白,同时利用His-tag纯化柱采用柱上复性的方法纯化了目的蛋白pET24a-PMEI,获得了GST-PME和PMEI-6×His纯化蛋白。
  (4)生物活性分析表明pGEX4T-1-PME(PME)具有明显的PME活性;pET24a-PMEI(PMEI)能够抑制自身蛋白PME的活性,而不能抑制外源蛋白P5400的活性。
  (5)利用 pUC19载体和 AcGFP(Clontech)绿色荧光蛋白基因,成功构建了pUC19-35S-AcPME-AcGFP亚细胞定位载体,并以pUC19-35S-AcGFP载体为阳性对照,利用基因枪轰击洋葱表皮方法进行亚细胞定位,在荧光显微镜下观察发现AcPME融合蛋白定位于细胞膜或细胞壁中,初步证明了该蛋白是一种作用于细胞膜或细胞壁蛋白。
[硕士论文] 孙晨晨
蔬菜学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:本文以‘菊锦’为试材,利用LED光源调节光质,设白光:红光=4:1(WR);白光:蓝光=4:1(WB);白光:绿光=4:1(WG);白:黄=4:1(WY)和白光(W)5个处理,以白光处理作对照(CK),研究大白菜的光质需求特性,并在此基础上通过有色膜覆盖栽培,研究有色膜对大白菜生理特性、产量及品质的影响。主要结果如下:
  1.光质对大白菜植株生长影响较大,WR处理的叶面积和干物质量显著大于CK,而WG和WY处理的明显小于CK,WB处理的与CK差异不显著。WR和WB处理的比叶重最高,且明显大于CK,其他处理与CK差异不显著;WR的叶幅也显著高于CK, WY处理的明显低于CK,WB和WG处理的与CK差异不显著。
  2.与CK相比,WR处理大白菜叶片的色素含量、净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、光下实际光化学效率(ΦPSⅡ)及光合作用高温补偿点显著增加,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)、景天庚酮糖1,7-二磷酸酯酶(SBPase)、果糖-1,6-二磷酸酯酶(FBPase)和转酮酶(TK)活性明显提高,叶绿素a/b和低温补偿点有所降低;WB处理的 Pn、AQY、CE、ΦPSⅡ及光合酶活性多与 CK差异不显著;而WY和WG处理的色素含量、Pn、气孔导度(Gs)、AQY、CE、光合酶活性及高温补偿点均显著降低,叶绿素a/b和低温补偿点增加。说明增加红光比例可在一定程度上提高大白菜的光合能力和对弱光的利用效率,对高、低温的耐受性也有所增强;增加黄光和绿光比例则会引起气孔关闭,光合功能下降,对高、低温的耐性减弱。
  3.有色膜覆盖降低了可见光(400~700 nm)的透射比例,而远红光和近红光的透射比例明显增加。在400~700 nm可见光波段,红膜覆盖的棚内长波段光的比例明显增加,蓝膜覆盖的短波段光的比例明显增加;紫膜覆盖的短波段光比例降低,而长波段光变化不大;绿膜覆盖的长波段光比例减小,而短波段光无明显变化。
  4.低温(2月下旬~3月初)和高温(4月下旬~5月初)条件下,紫膜覆盖的大白菜MDA含量最低,红膜和蓝膜覆盖的其次,绿膜覆盖的最低;SOD、POD、CAT、GR和APX活性及GSH和AsA以紫膜覆盖的最高,且显著高于CK,红膜覆盖的SOD、POD、GR和APX也明显高于CK,但CAT和GSH活性及AsA含量与CK差异不显著;蓝膜处理的抗氧化酶活性和抗氧化物质含量前期保持较高水平,而后期较明显低于 CK;绿膜处理的抗氧化酶活性及GSH和AsA在整个生育期均低于CK。
  5.在相同光量子密度(PFD)下,紫膜覆盖大白菜的叶面积、干物质量和比叶重最高,生物产量和经济产量分别较无色膜的增加10.8%和15.1%,紫膜可使大白菜的可溶性糖、Vc和游离氨基酸含量明显提高,综合品质较优。
  6.透光率65%~77%的紫膜覆盖大白菜的Pn较高,软腐病发病率和发病指数较低,生长量大,产量高,品质好,可作为春大白菜栽培的专用棚膜在生产中推广应用。
[硕士论文] 周成波
蔬菜学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:本试验以‘优冠3号’(耐热)和‘晚抽绿阳’(耐寒)小白菜为试材,采用LED光源配置白光(W,对照)、白光:红光=4:1(WR)、白光:蓝光=4:1(WB)、白光:红光:蓝光=3:1:1(WRB)和白光:绿光=4:1(WG)5个光配方,光照强度均调节为250±10μmol·m-2·s-1,研究了小白菜对光质的需求特性,确定了其适宜的光质配比;选用紫、蓝、红、绿四种有色膜覆盖塑料大棚,以无色膜作对照,研究了有色膜覆盖对小白菜生长、产量及品质的影响,并在此基础上研究了不同透光率红色膜对小白菜生长、产量及品质的影响。主要结果如下:
  1. WRB和WR处理下小白菜株高分别比对照提高17.9%和7.5%,差异达显著水平;WRB处理下的叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量最高,而对照处理下最低;WRB处理下叶片净光合速率(Pn)和RuBP羧化酶活性最高,WR、WB和WRB处理的气孔导度(Gs)分别较对照提高9.7%、47.4%和31.6%,而WG较对照降低27.8%;WRB处理使小白菜叶片有较高的PSII反应中心激发能捕获效率(Fv'/Fm')、实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和植物活力(Rfd)。
  2. WRB处理下总糖、还原糖、蔗糖和淀粉含量显著高于对照;WRB、WR和WB处理下蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性分别比对照高46.9%、22.3%和14.7%,WG处理与对照差异不显著,WB和 WRB处理下蔗糖合成酶(SS)活性较低;WRB处理下 SPS基因表达量最高、SS基因表达量最低;WG处理下全氮含量显著低于对照,其他处理与对照差异不显著;WRB处理下蛋白氮含量以及硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均最高,各种氮代谢酶相关调控基因的表达量也处于较高水平。因此,在白光的基础上同时补充红、蓝光可增强小白菜叶片光系统Ⅱ中心活性,提高光合性能,有利于小白菜干物质的积累和对光能的利用,促进碳氮代谢,可作为小白菜补光栽培的适宜光配方。
  3.红膜下‘晚抽绿阳’和‘优冠3号’色素含量高,光合性能强,小白菜生长量显著提高,‘晚抽绿阳’产量较对照提高7.6%,‘优冠3号’产量较对照提高10.2%,且红膜下两个品种小白菜的品质均较佳。因此,红膜可作为小白菜栽培专用膜。
  4.用遮阳网覆盖红色膜调节透光率分别为45%、25%和10%,以无色透明膜做对照(透光率为80%)。结果表明:透光率为45%的红膜可以一定程度减弱太阳辐射,降低温度,提高湿度,增加小白菜产量并改善品质,可作为小白菜越夏栽培的有效措施。
[硕士论文] 金博
蔬菜学 安徽农业大学 2017(学位年度)
摘要:锌指是一种具有“指状”结构的调控基因表达的转录因子。DHHC(Asp-His-His-Cys)是富含半胱氨酸高度保守的锌指结构域,属于类C2H2型锌指,是DNA结合蛋白中经常出现的结构基元。目前在植物中对于DHHC锌指蛋白基因研究有限。在之前的研究中,DHHC锌指蛋白基因At4g24630是bol-miR172a的靶基因之一,参与花粉的发育。本次试验运用生物信息学技术全面研究和分析DHHC锌指蛋白基因家族,包括此基因家族的确认和特征分析,生物进化分析,基因在染色体分布情况及基因结构分析。另外,运用半定量PCR、荧光定量PCR技术进一步研究并分析了6个结球甘蓝DHHC锌指蛋白基因在不同器官、不同花粉发育时期(S1-S5)的差异性表达。
  本次试验共得到31个DHHC锌指蛋白,并用生物进化树和保守蛋白区域分析了其保守性和差异性。根据对基因家族的详细分析,其家族成员除了差异性特别大的Bol032399/Bol015394和Bol009994/Bol022882外,被分成4个组。其表达分析表明,在不同的组织器官和不同的花粉发育时期,6个基因都表现出明显的差异性表达。研究显示,Bol032202,Bol015002,Bol009994,Bol035824和Bol037914在花粉和茎中集中表达。不同花粉发育时期的表达方式表明,Bol039449,Bol015002,Bol009994和Bol035824在保持系和细胞质雄性不育系植株中表现出巨大的差异性,并在保持系中高表达。
  详细的数据分析有力表明这些基因对结球甘蓝的花粉发育过程具有重要作用。另外,这些研究成果为结球甘蓝的花粉发育基因研究和育种工作提供帮助。
[硕士论文] 尹凯
机械工程 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:通过对收获期胡萝卜实地拔取测量和实验室检测分析,探究胡萝卜土壤特性、几何特性以及不同拔取条件对胡萝卜拔取力的影响。采用数理统计法对收获期胡萝卜的几何特性进行分析,得出红映二号胡萝卜主要几何特性指标的平均值、分布区间和分布频率;通过拉伸试验对胡萝卜根茎结合部抗拉强度、拔取力等力学特性进行测试与分析,得出胡萝卜根茎结合部抗拉强度和抗拉力;使用自主研发的数控式蔬菜拔取力测量试验台完成拔取试验和数据采集工作,应用专业函数绘图软件Origin Pro2015分析数据和绘图,得出胡萝卜拔取力与土壤含水率、土壤硬度、土壤容重、胡萝卜表面积、胡萝卜加载速度、拔取角度、松土位置的变化关系,应用模拟仿真软件EDEM模拟拔取过程,验证结果与测量数据吻合的很好。具体结果如下:
  1)红映二号胡萝卜植株总长度为[679.10,992.20] mm,根部总长度为[162.40,271.10] mm,根部最大直径为[32.70,56.30] mm,根部最小直径为[12.70,18.10] mm,根茎结合部直径为[12.50,32.00] mm,根部表面积为[16809.11,33055.34] mm2,根部体积为[96094.31,300107.47] mm3,根部质量为[78.84,286.49] g。
  2)土壤含水率越低、硬度和容重越大,破坏土壤结构和锚固作用所需的作用力越大,拔取过程完成的时间也就越短。
  3)轻微的倾斜角度有利于疏松胡萝卜周边的土壤,减小土壤对胡萝卜的锚固作用,在15°左右所需拔取力最低;拔取角度过大对拔取效果具有反作用,拔取角度从25°左右开始,拔取力会随着拔取角度的增大而变大,胡萝卜拔取效果开始变差。
  4)松土的拔取效果非常明显。松土深度越大、松土距离越小,松土效果越显著,拔取收获胡萝卜所需拉力越小。最佳松土位置为:松土距离10-15 cm,松土深度15-20 cm。
  本课题通过研究收获期胡萝卜与土壤间物理力学特性,为确定胡萝卜收获装置的机具结构及工作参数提供理论支持。
[硕士论文] 肖丹丹
化学工程 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:本课题以油菜作为研究对象,通过不同含量腐植酸(humic acid,HA)对铅(Lead, Pb)镉(Cadmium,Cd)污染土壤重金属形态的变化,及腐植酸对铅镉污染下油菜体内抗氧化酶活性及其品质、抗逆性的研究,探讨了腐植酸对铅镉复合污染修复的作用,为研究土壤重金属污染治理提供理论依据。
  主要研究结果有:
  1.腐植酸对铅镉污染土壤中铅镉形态的影响
  与空白组(CK:Pb0+Cd0+HA0)相比,施加铅镉明显使得土壤中可交换态、碳酸盐态、铁锰结合态、有机态、残渣态铅镉升高。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1依次增加,土壤中可交换态、碳酸盐态铅镉逐渐降低且明显低于对照组(T1:Pb500+Cd60+HA0),当HA添加量为50 g·kg-1时分别降低了54.6%、43.0%和38.7%、22.2%;而土壤中铁锰结合态、有机态、残渣态铅镉逐渐升高且明显高于对照组,当HA添加量为50 g·kg-1时分别升高了103.4%、56.8%、73.8%和67.5%、84.2%、240.5%。因此,在铅镉污染土壤中添加腐植酸可有效地降低重金属的可移动性,从而降低了土壤中铅镉的生物毒性。当腐植酸添加量为50 g·kg-1(T5:Pb500+Cd60+HA50)时,效果最好。
  与空白组相比,施加铅镉明显使得土壤有效态铅镉升高。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1依次增加,土壤中有效态铅镉含量逐渐降低且明显低于对照组,当腐植酸添加量为50 g·kg-1时分别降低了24.4%和44.7%,说明添加腐植酸明显降低土壤中铅镉的有效性。
  2.腐植酸使铅镉污染土壤中油菜生物量增加
  铅镉污染降低了油菜的地上部和地下部的生物量,说明铅镉污染能显著降低油菜的产量。而添加20、30、40、50 g·kg-1腐植酸之后,与对照组相比,油菜生物量明显升高,地上部和地下部分别升高了33.2%、42.8%、51.2%、59.6%和35.5%、46.1%、56.6%、65.8%。说明随着腐植酸添加量的增加,油菜生物量增加。
  3.腐植酸使铅镉污染土壤中油菜体内铅镉含量降低
  与空白组相比,增加土壤中铅镉含量,明显增加了油菜体内重金属含量。与对照组相比,依次添加20、30、40、50 g·kg-1腐植酸油菜体内铅镉逐渐降低,当腐植酸施加量为50 g·kg-1时,油菜地上部铅和地下部铅分别降低了24.1%和17.8%;地上部镉和地下部镉分别降低了21.0%和7.1%。因此腐植酸通过降低油菜对Pb、Cd的吸收及其在油菜中富集作用,有效地减少土壤中铅镉污染对油菜的毒害作用,从而为复合污染毒害的油菜的区域增施腐植酸肥提供理论依据。
  4.腐植酸使铅镉污染土壤中油菜抗逆性增强
  铅镉污染可以是油菜内游离脯氨酸含量明显增加,而随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1依次增加,油菜体内游离脯氨酸明显低于对照组,与对照组相比,分别降低了20.3%、33.3%、38.9%、43.5%。因此,施加腐植酸有利于降低油菜体内游离脯氨酸含量,即提高油菜的抗逆性。
  在铅镉污染的土壤上,油菜体内的过氧化物酶(Peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)酶活性降低,但在铅镉污染土壤中分别添加20、30、40、50 g·kg-1的腐植酸,油菜体内 POD、SO D、CAT含量逐渐升高。当腐植酸施加量为50 g·kg-1时,与对照相比,其中POD、S OD、CAT分别升高了68.9%、104.7%和47.2%。说明腐植酸明显缓解了铅镉污染对油菜三种酶活性的抑制作用。此外,油菜体内丙二醛(Malondialdehyde, MDA)、超氧阴离子自由基(Superoxide Aion Radica,O2??)含量明显升高,说明铅镉破坏了油菜体内活性氧清除系统的稳定,致使膜脂过氧化加剧,细胞质膜损伤。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1的依次增加MDA、O2??含量不断降低。当腐植酸施加量为50 g·kg-1时,与对照相比,分别降低了45.2%和49.4%。说明腐植酸明显缓解了 Pb、Cd污染对油菜膜脂过氧化程度。
  铅镉还可使油菜硝态氮含量升高,说明铅镉促进了硝态氮产生,进而促进了亚硝态氮的产生,降低油菜的品质。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1的依次增加硝态氮含量不断降低,分别降低了15.1%、28.8%、41.0%、46.5%。
  因此,腐植酸不仅可以降低油菜硝态氮含量提高其品质,而且还可以提高POD、SOD、CAT酶活性,降低 MDA、O2??含量,促使抗氧化系统恢复平衡、缓解膜脂过氧化。所以,腐植酸对铅镉胁迫下油菜的生理特性有一定的缓解作用,可以增强油菜对铅镉毒害的抗逆性。
[硕士论文] 吕尧
蔬菜学 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:播种和培土是生姜种植过程中重要的栽培环节,但生产中关于合理的播种深度和培土高度的认识尚不一致。为探讨播种深度和培土高度对生姜生长及产量品质的影响,本研究以“山农1号”为试材,研究了播种深度和发棵期不同培土高度对生姜植株生长、根系发育、根茎形成及某些生理特性的的影响。主要研究结果如下:
  1.播种深度显著影响种姜的出苗和生长。播种后25天时,播深2 cm的出苗率为46.3%,而播深10 cm的出苗率仅为28.08%,但播种后45天时,各处理出苗率均达98%以上。播后分期覆土和培土有利于生姜植株生长,如幼苗期,分期覆土至10 cm处理较播深10 cm的株高、茎粗分别高48.29%、5.68%,但分枝数差异不显著,至根茎膨大期时,分期覆土至10 cm处理的株高、茎粗、分枝数分别比播深2 cm处理高14.74%、5.32%、15.15%;根茎膨大期培土20 cm的株高、茎粗、分枝数分别比不培土高2.96%、1.09%、7.34%。
  2.播后分期覆土和发棵期培土还有利于提高生姜的根茎纵径,收获期时,分期覆土至10 cm的姜母纵径比播深2 cm处理增加55.02%,子姜纵径增加42.21%,较播深6、10 cm分别增加13.09%和4.26%;培土对生姜姜母纵径提升不明显,但可显著增加子姜纵径,如培土20 cm的子姜纵径比不培土提高了49.92%。
  3.播后分期覆土和培土提高了生姜的产量,但显著降低了生姜的品质。分期覆土至10 cm的产量分别比播深2、6、10 cm高41.07%、4.61%、4.95%,而且培土20、10 cm分别比不培土高18.56%、17.85%。但分期覆土至10 cm的根茎干物质、淀粉、挥发油、游离氨基酸和蛋白质含量分别比播深2 cm的低9.86%、11.74%、19.24%、26.67%、19.02%;培土20 cm的根茎干物质、淀粉、挥发油、游离氨基酸、蛋白质含量分别比不培土降低7.97%、7.42%、12.5%、10.36%、8.75%。
  4.播深和培土高度显著影响了生姜根系的发育。苗期时,播深10 cm的根长、根表面积和根系活力分别比播深2 cm的高41.79%、45.59%、16.9%,而根重、根直径分别低26.13%、22.6%;根茎膨大期时播深10 cm的根长、根表面积、根重和根系活力分别比播深2 cm高25.27%、30.13%、21.69%、21.6%。根茎膨大期时培土20 cm的根长、根重、根表面积和根系活力分别比不培土高7.5%、5.37%、14.48%、4.7%。
  5.幼苗期各处理净光合速率差异较小,根茎膨大期分期覆土至10 cm分别比播深2、10 cm高22.62%、4.05%,而培土20 cm较不培土高7.04%。播后分期覆土至10 cm的植株叶片Fv/Fm、φPSⅡ、和qP分别比播深2 cm的高2.51%、17.6%、3.36%,但培土对Fv/Fm、qP的影响不显著,培土20 cm的φPSⅡ比不培土高5.03%。
  6.播种深度和培土对生姜根茎内源激素的含量影响显著,对GA、ABA、ZR含量影响显著,但对IAA含量影响不显著,分期覆土至10 cm在GA含量上显著低于其他处理,而在ABA、ZR含量上显著高于其他处理,分期覆土至10 cm的GA含量分别比播深2、6、10 cm低20.27%、8.07%、5.96%,而ABA含量分别高10.44%、3.72%、3.72%。培土有降低GA含量,提高ABA、ZR含量的趋势,但对IAA含量的影响不显著。此外,播后分期覆土和培土显著提高了ABA/GA值。
[硕士论文] 张渊
化学工程 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:本研究以印度芥菜(Braasicajuncea L.)为材料,采用盆栽试验,通过对植株生长、生理生化、叶绿素荧光参数、气体交换参数、生物量和镉富集特征的变化进行比较分析,研究基质种类、厚度、镉浓度和添加剂四个因素对稻秸基质强化印度芥菜修复镉污染土壤的影响,并比较了利用稻秸基质强化5种植物镉富集的效果。结果表明:
  (1)在50mg kg-1镉胁迫条件下,施加不同种类基质(土壤、秸秆、稻壳、发酵秸秆、发酵秸壳),印度芥菜超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)交替增长,表现为协同效应。基质的种类对印度芥菜丙二醛(MDA)和脯氨酸含量影响不大。发酵基质处理下植株生物量和土壤酶活性总体上高于未发酵基质。秸秆、稻壳、发酵秸秆和发酵秸壳基质的施加都能够促进印度芥菜的镉富集,与对照组相比,植株地下部分镉富集浓度分别增加了40.51%、50.32%、133.20%、140.43%和96.69%,地上部分镉富集浓度分别增加了7.10%、35.12%、50.00%、52.30%和47.22%。发酵秸秆基质促进印度芥菜生长和富集镉最有效。此外,基质厚度也会对印度芥菜耐受和富集镉起到一定的作用:与无基质处理组相比,在发酵秸秆基质的厚度为2cm时,印度芥菜SOD和CAT活性增强,最大光能转换效率(Fv/Fm)和光合效率(A)都明显上升,并且植株生物量和镉富集浓度也达到最大,植株地下和地上部的生物量分别增加20.32%和135.82%,镉富集浓度也分别增加140.43%和52.30%;但随着基质厚度的增加,印度芥菜的POD和 SOD活性降低,光合作用能力受到抑制,株高、生物量以及土壤酶活性都是下降的趋势。2cm的发酵秸秆基质促进印度芥菜生长和富集镉最有效。以2cm厚度的发酵秸秆为基质,50m gkg-1镉胁迫条件下单独添加竹炭会显著降低印度芥菜的抗氧化酶活性和镉富集浓度,并且缓释肥和EM菌的单独添加也没有增强植株的镉富集能力;而施加复合添加剂基质(竹炭粉2%+缓释肥2%+EM菌1%),印度芥菜的抗氧化酶活性和光合作用能力显著提升,与无添加剂对照组相比,地上和地下部生物量分别增加了58.92%和68.35%,镉富集浓度分别增加了14.11%和15.86%;与无基质对照组相比,地上和地下部生物量分别增加了91.19%和297.01%,镉富集浓度分别增加了73.80%和178.55%。因此,复合添加剂基质促进印度芥菜生长和富集镉最有效。施加2cm厚度的发酵秸秆基质后,在Cd^50mg kg-1处理条件下,印度芥菜的SOD和CAT活性被诱导,光合作用能力增强,植株的生物量、Cd富集浓度和富集系数随着土壤Cd胁迫浓度增加而增加;但在高镉浓度条件下(100mg kg-1),植物的生长受到显著抑制,虽然植株的富集系数和转运系数都降低,但镉富集浓度增加;土壤酶活性随着镉浓度的增加表现出先上升后降低的趋势。综上所述,2cm的复合添加剂(竹炭粉2%+缓释肥2%+EM菌1%)发酵秸秆基质能够有效促进印度芥菜在镉污染土壤条件下的生长和镉富集。
  (2)总体来说,50mg kg-1镉胁迫下施加2cm的含复合添加剂(竹炭粉2%+缓释肥2%+EM菌1%)的发酵秸秆基质能够显著促进印度芥菜、油菜、向日葵、甘蓝芥菜和大红苋菜五种植物的生长和镉富集,甘蓝芥菜虽然根生物量降低,但叶生物量达到最高,印度芥菜、油菜、向日葵和大红苋菜的根生物量分别是对照组的3.70倍、1.90倍、3.50倍和8.23倍,叶生物量分别是对照组的4.09倍、2.21倍、3.16倍和11.34倍;五种植物根镉富集浓度分别增加了41.97%、23.75%、13.21%、73.18%和7.82%,叶镉富集浓度分别增加了109.80%、101.64%、48.62%、111.76%和71.57%,其中大红苋菜的生长和甘蓝芥菜的镉富集受到的促进作用最为显著。
[硕士论文] 李旭
农业资源利用 山东农业大学 2017(学位年度)
摘要:为了进一步探讨如何更好地利用堆肥与堆肥浸提液,为堆肥及其浸提液在蔬菜生产中应用提供理论依据,本论文研究了不同堆肥与堆肥浸提液对白菜栽培中土壤养分变化、白菜酶活性变化以及收获期品质影响,不同用量堆肥及堆肥浸提液对西红柿果实品质的影响,以及堆肥浸提残渣在孔雀草栽培上的应用。主要研究结果如下:
  1.不同堆肥均可以显著提高土壤中养分含量,鸡粪堆肥(A3)对提高土壤中全氮、速效磷含量效果最显著,秸秆堆肥(A5)提高土壤中速效钾、有机质含量效果最显著;浇灌堆肥浸提液可以显著提高土壤中全氮、速效钾含量。施用堆肥与浇灌堆肥浸提液可以提高白菜酶活性。施用堆肥与施用化肥相比可以降低白菜硝酸盐含量,秸秆堆肥效果最佳,浇灌堆肥浸提液可以降低白菜硝酸盐含量。不同堆肥对白菜单株重影响不同,A4单株重2.92kg显著高于其他处理。浇灌堆肥浸提液会提高白菜单株重,不施堆肥情况下浇灌浸提液比对照单株重提高了16.74%。
  2.堆肥处理会提高西红柿中可溶性糖含量,提高果实中VC含量,提高西红柿番茄红素含量,提高西红柿口感,施用堆肥会降低果实中硝酸盐含量,施用过量堆肥会提高果实中硝酸盐含量,堆肥施用量为4kg/m2效果最佳。
  3.浇灌堆肥浸提液可以显著提高果实中可溶性糖、番茄红素含量、果实中VC含量,提高西红柿口感,降低果实中硝酸盐含量。堆肥浸提液浇灌量为2kg/m2时提高西红柿果实品质的效果最为显著。
  4.在土壤中添加堆肥浸提残渣会显著降低土壤容重,当土壤与堆肥残渣体积比1:2(D2)与不施加堆肥浸提残渣(CK)相比降低了100%。在土壤中添加堆肥浸提残渣后,土壤中全氮、有效磷、速效钾含量与CK相比显著增加,D2对全氮、有效磷、速效钾含量的提升效果最显著,其次为土壤与堆肥浸提残渣体积比为1:1(D1)。在土壤中添加堆肥浸提残较CK会显著增加孔雀草地上部钾素积累量,土壤与堆肥浸提残渣体积比为2:1(D3)地上部钾素积累量最高。在土壤中添加堆肥浸提残均能够显著提高孔雀草开花量,土壤与堆肥残渣比例以2:1效果最好,添加过量反而会减少开花数量。
[硕士论文] 吴钉钉
生物化学与分子生物学 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:随着工农业等人类活动的日益加剧,土壤和水体重金属污染成为严重影响动植物生长发育以及人类生命健康的重要因素。印度芥菜(Brassica juncea L)是一种重金属超富集植物,对多种重金属离子(如Zn、Cd、Co、Ni、Pb、Cs等)具有超富集能力,是植物修复技术的主要模式植物之一,可用于重金属污染土壤的植物修复过程。本研究从印度芥菜中利用Genome Walking技术克隆了其CE家族蛋白基因BjCET1的启动子,命名为BjCET1P。通过测序获得其碱基序列并利用生物信息学方法对其功能进行了预测。同时,本研究利用农杆菌侵染法获得了拟南芥和烟草的BjCET1P转基因植株。通过重金属胁迫处理和GUS组织染色,对BjCEH1P转基因植株进行了初步分析。取得的实验结果如下:
  1.采用Genome Walking术克隆了BjCET1P启动子。根据PLACE启动子分析软件分析得知,印度芥菜BjCET1基因转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游-215nt处,该序列除包含启动子中心元件外,还包含多种功能元件如光应答元件(CACGTG)、厌氧应答元件(TGGTTT)、分生组织表达应答元件(GCCACT)、脱落酸应答元件(ACGTGGC,CACGTG)、抗旱应答元件(TAACTG、CGGTCA)、低温应答元件(CCGAAA)、防御和胁迫应答元件(ATTTTCTTCA)、转录增强元件(TTTCTTCTC)和光应答元件(ATTAAT)等。
  2.利用分子生物学技术成功构建了pBI121-BjCET1-1P-GUS,pBI121-BjCET1-2P-GUS、pBI121-BjCET1-3P-GUS真核表达载体,并进行了拟南芥和烟草转化,获得了转基因阳性植株。
  3.对野生型拟南芥和烟草及其pBI121-BjCET1P-GUS转基因拟南芥和烟草进行非生物胁迫处理,并通过GUS组织染色分析BjCET1P在植株体内的表达情况,发现该启动子在拟南芥的根、茎、叶中都有表达,而在烟草中主要在根上部表达,且BjCET1P具有强启动本底和重金属诱导增强表达的特性。
  4.本研究依据BjCRP1已知启动子序列经同源克隆获得印度芥菜一Cd响应启动子,命名为BjCRP1P2。经测序得知该启动子全长1073bp,根据PLACE启动子分析软件分析,该启动子除包含启动子中心元件外,还包含多种功能元件如脱落酸响应元件(ACGTG)、与干旱诱导有关的MYB结合位点(WAACCA)、光诱导响应元件(GCCAC)、调节类黄酮(一类植保素)生物合成元件(CNGTTR)、细胞分裂素调节基因ARR1结合位点(NGATT)、木质部基因簇识别顺式作用元件(ACAAAGAA)等。
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