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[硕士论文] 范孝旭
细胞生物学 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:淀粉是高等植物的主要能量贮藏物质,也是人类能量的主要来源,并且广泛应用于食品和非食品工业中。不同植物来源的淀粉结构和功能特性不同,其用途也不同。植物淀粉根据晶体结构的不同分为A-、B-和C-型三种,其中C-型淀粉由A-和B-型晶体组成,常见于植物的种子和根茎变态器官中。以往人们对淀粉的研究和利用主要集中在A-和B-型淀粉上,而对C-型淀粉资源的报道较少,尤其是C-型淀粉的特性和A-和B-型晶体的分布研究较少,严重制约了人们对C-型淀粉资源的认识、开发和利用。课题组在前期工作中,从豆科植物土圞儿属土圞儿块根中分离淀粉,经鉴定为C-型淀粉。本论文首先研究了土圞儿C-型淀粉的特性,并与常见的玉米A-型淀粉、马铃薯B-型淀粉和豌豆C-型淀粉进行比较,其次查明了土圞儿C-型淀粉的晶态分布。研究结果不仅丰富和充实植物C-型淀粉相关知识,而且对土圞儿块根淀粉的开发和利用提供帮助。主要研究结果如下:
  1.土圞儿C-型淀粉的特性。土圞儿干块根中淀粉含量约为75%,其淀粉有球形、多角形和椭球形等形态,有典型的中心脐点,其粒径分布范围为3~30μm。土圞儿淀粉含有35%的直链淀粉,表现为C-型晶体,有25.9%的结晶度和9.55nm的片层厚度。土圞儿淀粉有典型的双峰糊化热力学曲线,第一个峰值温度为68℃,第二个峰值温度为75.6℃。淀粉在95℃下的膨胀势与水溶性分别为28.73g/g和10.77%。粘度分析表明,土圞儿淀粉峰值粘度为1689mPa s,热浆粘度为1420mPa s,终止粘度为2103mPa s。土圞儿原淀粉含有6.04%的快速消化淀粉、10.96%的缓慢消化淀粉和83%的抗性淀粉;糊化淀粉含有83.16%的快速消化淀粉、15.23%的缓慢消化淀粉和1.61%的抗性淀粉;回生淀粉含有87.13%的快速消化淀粉、8.87%的缓慢消化淀粉和3.99%的抗性淀粉。土圞儿淀粉酶水解为单相降解,水解速率常数明显比马铃薯淀粉高而比玉米淀粉低。
  2.土圞儿C-型淀粉的晶态分布。热台显微镜原位观察发现,土圞儿C-型淀粉含有两组不同糊化温度的淀粉粒。差示扫描量热仪分析表明,C-型淀粉由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒组成,其中A-型淀粉粒数目约占总淀粉的54.5%,具有较高的糊化温度;而B-型淀粉粒的糊化温度较低。分离的A-型淀粉粒的糊化峰值温度与C-型淀粉的第二个糊化峰的峰值温度相一致。分离的A-型淀粉在形态、颗粒尺寸分布、直链淀粉含量和短程有序结构上与原淀粉没有明显差异。上述结果表明土圞儿C-型淀粉由A-型淀粉粒和B-型淀粉粒组成,即A-和B-型晶体分布在不同淀粉粒内,与目前国内外报道的C-型淀粉的晶态分布方式不同。
[硕士论文] 窦庆晨
农村与区域发展 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:试验于2017年在河北农业大学三分厂试验田进行。以早熟品种白红2号红小豆和晚熟品种唐山红小豆为试验材料,于田间搭建透光率为50%的遮阳棚,除光照强度外其他田间小气候与大田保持一致。针对弱光胁迫对不同熟性小豆品种农艺性状、光合作用、产量及籽粒品质等方面的影响,以自然光照为对照研究小豆各生理指标对弱光胁迫的响应机制,旨在揭示小豆耐阴机理、指导小豆与高杆作物间套作模式的实际生产、为选育耐阴小豆品种提供理论依据。主要实验结果如下:
  1、弱光胁迫使小豆的生育时期延长,早熟品种白红2号(Y1)比对照延长3天,晚熟品种唐山红小豆(Y2)比对照延长4天。
  2、弱光胁迫下,小豆植株的株高变高、茎粗变细、主茎节数减少,分枝数与功能叶叶面积无明显变化。弱光胁迫下晚熟品种唐山红小豆的农艺性状变化比早熟品种白红2号更为显著。
  3、弱光胁迫对小豆的光合色素影响较大,弱光胁迫使不同小豆品种的叶绿素a+b、叶绿素a/b显著下降;弱光胁迫会影响小豆的光合速率,不同小豆品种的净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均下降,胞间CO2浓度(Ci)升高;弱光胁迫影响小豆的光合器官形态,使小豆叶肉细胞结构发生变化,栅栏组织所占比例减少但排列更为紧凑。
  4、弱光胁迫使2个小豆品种产量显著降低,且晚熟品种唐山红小豆的产量降低程度比早熟品种白红2号更大。弱光胁迫对小豆产量构成因子影响最为显著的是单株荚数。
  5、弱光胁迫使小豆的淀粉含量显著下降,蛋白质含量升高但不显著,可溶性糖含量与对照相比无明显变化。
  结果表明,弱光胁迫会延长小豆的生育进程,同时小豆的农艺性状、光合生理特性、产量和品质都会受到影响,但由于各品种的熟性不同,各指标所受的影响程度也不尽相同。其中:小豆的株高、胞间CO2浓度、栅栏组织排列紧密程度呈显著升高趋势;茎粗、主茎节数、叶绿素a+b、叶绿素a/b、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和海绵组织厚度呈显著降低趋势,其余测定指标变化不显著。总体而言,弱光胁迫会使小豆的部分生理指标发生变化,进而影响小豆的产量与籽粒品质。
[硕士论文] 张必达
农村与区域发展 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:本试验于2017年在河北农业大学三分厂试验教学基地进行,供试品种为唐山红小豆、冀红、白红等30个品种。研究小豆生育进程差异及对成熟期籽粒品质、产量构成进行综合分析,筛选出适宜在冀中平原区种植的小豆品种,为生产中合理挑选品质性状较优、产量因素较好的品种提供理论依据。主要研究结果如下:
  1、小豆生育时间最短的品种为京农131、音更小豆、白红9号品种,生育时间平均为88天,生育时间最长的品种为冀红9218、日本北海道、白红品种,生育时间平均为98.5天。
  2、粒型和彩度值等外观品质好的冀红14号、唐山红小豆、京农131号等适用于商品贸易。淀粉含量高、出沙率高、生沙砂质感高的保红947号、保红876号、白红8号适用于生产中制作豆沙;铁元素含量最高的日本北海道、冀红9218号、京农131号适用于饮食中补血。
  3、小豆农艺性状和产量因素综合排名前五名的品种分别为唐山红小豆、日本大纳言、保红947号、渝红2号、保红8824。其中产量因素排名前五名的品种小丰2号、保红876、保红8824、品红2011-18、日本大纳言;其中茎粗、主茎节数、单株荚数最多的品种为保红876、日本大纳言、保红947、小丰2号、渝红2号。株高、百粒重、单位产量排名前五的品种分别为日本北海道、冀红9218、品红2011-18、京农131、中红7号。单株荚数排名前五名的品种分别为唐山红小豆、冀红4号、冀红13号、保红947、白红;分枝数排名前五的品种分别为音更小豆、保红8824、冀红15号、京农131、吉红7号。
[硕士论文] 朱琳
植物保护 中国农业科学院 2018(学位年度)
摘要:绿豆是我国的主要食用豆类作物之一。由尖镰孢菌引起的绿豆枯萎病是一种为害性极大的土传病害,严重制约着绿豆的生产。本文以绿豆枯萎病为研究对象,获得了以下结果:
  1、建立了绿豆枯萎病抗性评价方法。对影响苗期抗病性鉴定结果的因素进行优化,结果表明,苗期抗病性鉴定最有效的接种方法为剪根浸根法,最适宜接种体浓度为106孢子/mL,接种最佳植株生育期为2叶期,接种体浸根最短时间为2min,最适宜发病温度为25~30℃,接种后调查病情最短时间为14d。该方法能准确有效评价绿豆对枯萎病的抗性水平,适用于对绿豆枯萎病的抗源筛选以及品种的抗性鉴定。
  2、发现绿豆枯萎病菌存在致病性分化,建立了一套鉴别寄主。首先在苗期用分离物F08对105个绿豆品种进行抗性鉴定,从中选择8个抗病品种和3个感病品种与25个分离物进行互作研究,发现3个感病品种对25个分离物均表现为感病,8个抗病品种分别抗7~20分离物,对25个分离物共产生6个抗性反应型。结果表明,尖镰孢枯萎病菌和绿豆的互作符合“基因对基因”关系。最终,根据遗传背景不同选择6个品种作为绿豆枯萎病菌鉴别寄主。
  3、发现了12个绿豆尖镰孢枯萎病菌小种。用6个鉴别寄主对84个不同来源的分离物进行小种鉴定。结果表明,84个分离物被鉴定为12个小种。其中,3号小种出现频率最高为227%,分布于吉林、内蒙古、陕西、山西和河南绿豆产区,为我国绿豆枯萎病菌的优势小种。5号和11号小种致病性最强,毒力型分别为RSSSSS和SSRSSS,0号小种致病性最弱,对6个鉴别寄主均无致病性;另外,除5号小种仅分布在吉林外,其它小种均分布于不同省份(自治区),表明绿豆枯萎病菌小种的分布与地理来源无关。
  4、比较分析了分离物效应子SIX6和SIX11基因序列及其特异性,初步探究了效应子基因与绿豆枯萎病菌致病性的关系。结果表明,在绿豆枯萎病菌所有分离物中均检测到SLX6和SIX11基因,而在无致病性分离物中没有检测到目的条带,表明SIX6和SIX11基因可能与绿豆枯萎病菌的致病性相关。序列分析表明,SIX6和SIX11都不能有效的将绿豆枯萎病菌12个小种区分开,表明这两个基因不能作为区分该病原菌小种的分子标记。
  5、筛选出一批绿豆抗枯萎病品种,鉴定选择出大量抗病品系。对433份绿豆资源进行抗性鉴定,筛选出抗病资源46份,占106%,对19绿豆品种的544个株系进行抗性鉴定,在14品种中筛选54个纯合抗病株系,为下一步抗病遗传以及基因定位工作打下较好基础。
[硕士论文] 丁晓娜
食品加工与安全 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:黑豆芽营养丰富,在其发芽过程中同时会产生γ-氨基丁酸(GABA),对人体具有多种生理功能,但豆芽加工过程中的生长环境也适宜微生物的生长繁殖,存在着卫生安全隐患。氧化电位水因其特殊的理化性质而具有杀菌功效,杀菌广谱高效,绿色安全。本文研究了氧化电位水的生成条件并将氧化电位水用于黑豆芽的生产过程,研究不同pH和有效氯浓度(ACC)的氧化电位水对黑豆芽生长过程中的外观品质、微生物含量、营养物质及γ-氨基丁酸含量的影响,研究结果如下:
  (1)在研究氧化电位水生成条件的基础上,研究氧化电位水的pH对黑豆芽的生长发现,使用氧化电位水处理可以提高黑豆的发芽率,酸性氧化电位水的效果普遍优于碱性氧化电位水,微酸性氧化电位水的效果最佳。
  (2)微酸性氧化电位水的ACC对黑豆芽生长的影响研究发现,不同ACC的微酸性氧化电位水对黑豆芽的生长的影响效果不同。pH为6.2,ACC为15的微酸性氧化电位水可以显著促进黑豆芽的生长,发芽率,芽长都达到最大,分别为96%,123mm,芽粗与对照组没有显著性差异,其色泽最佳,脆性较好。
  (3)氧化电位水对黑豆芽的微生物的研究发现,氧化电位水处理黑豆芽可以降低其表面的微生物含量,酸性氧化电位水的效果显著优于碱性氧化电位水,酸性氧化电位水处理组比自来水处理组菌落总数降低了4.11到4.36个对数值;ACC相同的情况下,微酸性氧化电位水的效果最佳。使用酸性氧化电位水处理之前先使用碱性氧化电位水浸泡30min,可以使豆芽表面菌落总数<1。
  (4)微酸性氧化电位水对黑豆芽萌发中的营养成分的营养发现,微酸性氧化电位水对豆芽生长过程中的营养物质无消极影响,与自来水处理组相比,黑豆浸泡过程中吸水含量、发芽中的水分含量、灰分含量、可溶蛋白含量有所增加,总糖和脂肪含量有所降低,还原糖含量无明显变化。
  (5)酸性氧化电位水对黑豆芽生长中GABA的影响研究发现,弱酸性氧化电位水可以增大内源蛋白酶活力和谷氨酸脱羧酶的活力,从而提高黑豆芽中的γ-氨基丁酸含量,pH为4.4左右,ACC为35的弱酸性氧化电位水处理组的黑豆芽中γ-氨基丁酸含量最高为125mg/100g,高出对照处理组20.74mg/100mg。
  本文将氧化电位水应用于黑豆发芽的过程中,探究最佳的作用条件,不仅能够有效控制微生物,还对黑豆芽的生长具有积极作用,并且探究其对GABA产生积累的影响,都将对以后为黑豆芽市场的开拓有积极的影响。
[硕士论文] 冼芸轩
环境生态学 广西大学 2017(学位年度)
摘要:在亚洲国家中酸性土壤中,豆类作物的栽培非常普遍,豆类作物是这些国家人口粮食的主要蛋白源,而在酸性土壤中,过量的质子和过量的铝造成的根际铝毒是豆类作物低产的主要原因,也是酸性土壤最常见的问题。为了探究豆类作物中的耐铝基因的功能,通过转基因技术,提高豆类作物的耐铝特性,本研究开发了一个高效的发根转化系统,这个方法可用于表征基因功能,调节脉冲作物的耐铝性。
  1.建立高效的土壤农杆菌介导烟草叶片产生根状毛系统。利用发根土壤农杆菌侵染烟草叶片,将土壤农杆菌中的重要遗传信息转导到烟草的根状毛中,其高效转导的成功率是整个研究的关键。通过插入携带待研究的目的基因克隆到T-DNA上,通过电穿孔技术将携带目的基因的T-DNA插入土壤农杆菌中,随后通过介导转化,土壤农杆菌中的Ri质粒会与携带目的基因的T-DNA共同进入烟草叶片产生的根状毛中。本研究的结果表明,利用土壤农杆菌携带三种不同的目的基因介导野生型烟草和NtSTOP1突变体烟草叶片得到根毛的概率在80%以上,目的基因插入根毛的概率在90%以上。
  2.得到高效的根毛转化系统后,为了进一步验证使用土壤农杆菌介导烟草根状毛与烟草植株的根系是否在生理功能上一致,通过使用两种不同形状的烟草作为介导转化的宿主进行实验,测定通过土壤农杆菌介导转化后的烟草的根毛的耐铝基因的遗传信息和有机酸分泌的情况,研究结果表明,通过土壤农杆菌介导野生型烟草和NtSTOP1突变体烟草叶片形成的根状毛的有机酸分泌水平和NtSTOP1,NtMATE, NtALS3的表达量信息与前人使用这两种性状的烟草植株实验得到的结果一致,即NtSTOP1突变体烟草根毛没有分泌有机酸的功能,在无论是否有铝胁迫的情况下,NtSTOP1和关联基因NtMATE和NtALS3的表达量水平都很低。
  3.高效稳定的烟草根状毛系统的应用。在木豆(Cajanus cajan(L.)中克隆得到MATE(多药有毒化合物排出)基因并用绿色荧光蛋白进行细胞融合,标记CcMATE1∷ sGFP,在载体pBEAB中表达后通过电穿孔技术将其插入土壤农杆菌中的迷你Ti质粒中,随后通过土壤农杆菌介导NtSTOP1突变体烟草叶片得到根状毛,通过进行观察绿色荧光蛋白的烟草根状毛来筛选转导成功的烟草根状毛来进行后续的研究。通过绿色荧光显微镜观察得到CcMATE1在根尖细胞膜的细胞质膜上表达。原本没有耐铝功能的NtSTOP1突变体烟草根状毛,通过农杆菌介导转化后携带CcMATE1基因的NtSTOP1突变体烟草根状毛根尖有机酸分泌量是对照实验有机酸分泌量的4倍。
  综上所述,通过土壤农杆菌介导产生根状毛的根尖生理特性与植株本身根尖的生理特性一致,通过这个方法可以高效的检测到转基因作物中的特定目的基因的细胞定位表达和生理指标。通过这个方法利用土壤农杆菌携带目的基因转导到根状毛中也可以快速的测定目的基因的功能和生理特性,相对于常规的转基因方法,利用土壤农杆菌转导模式作物产生根状毛系统来检测目的基因的功能省去了插入标记筛选基因这个步骤,更加快捷方便的测定了目的基因的功能。
[硕士论文] 张少斌
生态学 华南农业大学 2017(学位年度)
摘要:旱地条件下豆科与禾本科作物间作有利于提高氮素利用率及群体产量,但水田环境下水稻(Oryza sativa)与豆科水生作物间作模式的研究报道甚少。本论文在水稻间作模式中引入一种水生豆科作物-水合欢(Neptunia oleracea),在华南地区水田条件下分别开展了2014年晚稻、2015年早晚稻和2016年早晚稻水稻与水合欢间作模式试验。试验设常规施氮水稻单作(N180 kg·hm-2,CK)、低氮水稻单作(N140 kg·hm-2,RML)、水稻/水合欢间作(N140 kg·hm-2,RWL)和水合欢单作(N140 kg·hm-2,WMM)四种处理。此外,通过室内水分控制试验,研究了不同水分条件对水合欢根瘤活性强弱的影响,分别设置如下四个处理:1)轻度落干交替,即当水层高度降至0 cm时灌水至水层高度4 cm(CK);2)中度落干交替,土壤水势为-15 kPa时浇灌6 L水(MDW);3)重度落干交替,土壤水势为-40 kPa时浇灌6 L水(SDW);4)长期保持水淹(LTF)。通过上述试验,探索水稻/水合欢间作模式对水稻产量和稻田土壤氮素的影响以及该生产减氮施肥的可行性。研究结果如下:
  1.在间作模式下,水稻茎蘖数、叶面积指数、地上部生物量、有效穗数和产量显著高于水稻单作模式。其中与间作边行水稻茎蘖数、叶面积、地上部生物量和产量与内行和单作模式达到极显著水平。表明间作模式下,边行水稻产量的增加是间作模式增产的主要原因之一,早晚稻的水稻单位面积产量中,间作比常规施氮单作分别高出35.7%和20.3%。
  2.对抽穗期与成熟期田间小气候的调查结果表明,间作模式的水稻边行区域的日最高温度比水稻单作模式高,而日最低温度无明显差异,由此可知间作模式的田间温度和温差高于单作。抽穗期与成熟期空气相对湿度的调查结果显示,在间作模式下边行水稻的日平均空气相对湿度于低单作模式。对田间照度调查结果表明,间作模式改善边行水稻受光态势。间作模式在一定条件下提高了水稻冠层的温度和田间的光照强度,降低了空气相对湿度,有利于水稻增产和病虫害的防控。
  3.经过5季水稻种植收获后,土壤单位质量全氮含量由高到低依次为:水合欢单作>水稻/水合欢间作>常规施氮水稻单作>低氮水稻单作。间作模式下土壤单位质量全氮含量比低氮水稻单作模式和常规施氮水稻单作模式分别高出7.88%和2.39%,水合欢单作土壤单位质量全氮含量比常规施氮水稻单作和低氮水稻单作分别高出了15.1%和21.2%,达到显著差异。间作模式减少了稻田系统整体氮素输出,加上水合欢固氮作用和水合欢的还田,相比水稻单作模式,土壤氮素含量更高。这表明间作模式能在减量施氮条件下保持较高的群体产量,同时对土壤氮素养分的消耗程度低于水稻单作,同时水合欢作为豆科作物,表现对维持土壤肥力具有明显的作用。早稻与晚稻,以RWL、WMM和CK计算的土地当量比分别为1.14和1.02,以RWL、WMM和RML计算的土地当量比分别为1.19和1.09,表明在减量施氮条件下,间作与常规施氮水稻单作相比也具有明显产量优势。
  4.不同土壤水分条件下对水合欢根瘤的研究表明,轻度干湿交替和中度干湿交替状态下,固氮酶活性比重度干湿交替和长期保持水淹状态高。通过根瘤表面观察得知,在轻度干湿交替和中度干湿交替条件下,水合欢根瘤颜色比重度干湿交替和长期保持水淹下的根瘤颜色鲜艳。重度干湿交替条件下,根瘤表皮出现皲裂,而长期水淹条件下根瘤颜色最暗。由于轻度干湿交替和中度干湿交替更符合稻田土壤水分变化规律,因此在水稻/水合欢间作模式下,水合欢根瘤活性可以维持比较高的水平,这有利于为间作模式固定更多的气态氮并转化为矿质氮,增加土壤氮素水平。
  5.各处理经换算为每亩净收入后,间作种植模式与常规施氮水稻单作和低氮水稻单作种植模式净收入分别高出23.6%和93.0%,表明在减量施氮条件下,水稻/水合欢间作模式相比水稻单作种植模式的经济效益高。
[硕士论文] 陈丽
植物学 南昌大学 2017(学位年度)
摘要:绿豆(Vigna radiata L.)属豆科(Leguminosae)豇豆属(Vigna Savi)植物,是广受欢迎的药食两用食物,也是我国重要的经济作物。随着工业经济的快速发展,我国土壤和水体遭受了不同程度的重金属污染,其中镉污染是主要污染之一。镉污染程度大、易富集,一方面通过食物链转移到人体威胁其健康,另一方面对农作物的生长、发育和结实造成严重的不良影响,是全球农业减产的重要因素。了解镉胁迫下植物的代谢响应对解决作物产量与品质的问题上具有积极的意义。近年来,代谢组学已经成为研究植物非生物胁迫的一个良好平台。本研究拟分别采用传统的高效液相色谱( High Performance Liquid Chromatography,HPLC)法和新型的内部电喷雾萃取电离质谱(Internal Extractive Electrospray Ionization-Mass Spectrometry,iEESI-MS)法分析绿豆种子萌发过程中对镉胁迫的代谢响应,找出其中的一些典型代谢产物,为研究植物重金属胁迫的代谢途径与机理提供理论基础和数据价值。主要研究内容及结果如下:
  1、通过标准发芽实验,研究镉胁迫对绿豆种子萌发生长的影响。结果表明,低浓度(CdCl2≤32mg/mL)镉胁迫对种子萌发率无显著影响,当CdCl2浓度大于32mg/mL时,种子萌发率显著下降,根长、芽长与CdCl2浓度呈现出极显著负相关(P≤0.01)。
  2、采用HPLC结合标准品研究了绿豆种子萌发7d过程中19种酚类化合物的动态变化。结果表明,绿豆种子在萌发过程中,19种酚类化合物总含量极显著增加,并在第7d达最高为3508.8μg/g(DW)。而不同的化合物含量最高的具体时间不同,其中,没食子酸和咖啡酸含量随萌发进程的延长而增加;芦丁、黄豆苷元、山奈酚、p-香豆酸、阿魏酸和染料木素含量在种子萌发到第7d达最高,分别为1574.5、114.3、80.3、43.3、207.9和45.3μg/g;槲皮素含量在第4d最高为28.0μg/g;原儿茶酸、橙皮苷、肉桂酸和柚皮素含量在第5d最高,分别为89.1、297.4、84.6和30.6μg/g;白藜芦醇、对硝基苯甲酸和鹰嘴豆芽素A含量在第2d最高,分别为89.6、70.8和237.0μg/g;杨梅酮、儿茶素和橙皮素含量在第6d最高,分别为40.7、712.1和58.2μg/g。
  3、运用HPLC法并结合标准品,研究了镉胁迫下绿豆种子萌发7d过程中酚类化合物代谢变化。结果表明,镉胁迫对绿豆萌发过程中酚类化合物相较于对照组(未胁迫)有明显影响,其中原儿茶酸、p-香豆酸、阿魏酸、橙皮苷、染料木素和对硝基苯甲酸的含量随CdCl2浓度的升高呈现出增加的趋势,尤其是橙皮苷和对硝基苯甲酸含量增长趋势较明显。6种酚类化合物中p-香豆酸、阿魏酸、橙皮苷、染料木素和对硝基苯甲酸含量在萌发第7d达到最大值,分别为181.6μg/g、45.5μg/g、3506.9μg/g、256.7μg/g和3306.1μg/g,原儿茶酸含量在萌发第6d达到最大值,为314.1μg/g;白藜芦醇、肉桂酸、橙皮素和鹰嘴豆芽素A的含量随CdCl2浓度升高呈先上升后下降的趋势,在CdCl2为32mg/L时达到最大值,分别为270.8μg/g、489.5μg/g、354.6μg/g和1517.5μg/g;黄豆苷元、槲皮素、柚皮素、山奈酚和儿茶素的含量随CdCl2浓度升高呈先上升后下降的趋势,在CdCl2为16mg/L时达到最大值,分别为1258.7μg/g、441.4μg/g、316.5μg/g和2154.6μg/g;芦丁和杨梅酮在CdCl2分别为4mg/L和8mg/L时达最高。
  4、采用iEESI-MS在未经任何样品预处理的前提下,对不同浓度CdCl2胁迫处理的绿豆胚根进行直接质谱检测,采用正离子模式下镉胁迫绿豆芽胚根组织的iEESI-MS指纹谱图。结果表明,iEESI-MS检测到胚根中的m/z171、m/z181和m/z175等物质,通过定性分析表明,这三种化合物分别为没食子酸、咖啡酸和精氨酸,并通过分析三种化合物的均值相对丰度,结果显示三种化合物的相对丰度随镉浓度增加呈现出先增长后下降的趋势。主成分分析(PCA)提取了3个主成分,分别是PC1特征峰离子主要有m/z91、108、279,PC2主要有m/z91、108,PC3主要有m/z108、158、195、279,累计贡献率达到99.3%,说明这些特征峰离子对区分不同镉胁迫下绿豆芽胚根贡献较大。
  本文采用HPLC与iEESI-MS技术作为研究平台,对镉胁迫下绿豆芽中的小分子代谢物进行了比较系统的分析,不仅对镉胁迫绿豆种子萌发过程中的小分子代谢物的代谢做了一定的研究,也为建立一种无需复杂样品预处理,耗时短的植物非生物胁迫代谢组学分析方法提供了新思路。
[硕士论文] 吴凤日
作物栽培与耕作学 延边大学 2017(学位年度)
摘要:采用盆栽称重控水法,研究不同土壤类型的0~10 cm和10~20 cm层土壤不同含水量(15%、25%、35%、45%、55%)处理对大豆、玉米种子出苗率的影响。结果表明,当暗棕壤、黑土和盐化黑钙土3类土壤的含水量小于等于15%及大于等于55%时,大豆和玉米的出苗生长均受到抑制,无法正常出苗生长。暗棕壤、黑土和盐化黑钙土0~10 cm耕层土壤最适于大豆出苗的土壤含水量分别为35%、35%、25%;暗棕壤和黑土最适于玉米出苗的土壤含水量均为35%,盐化黑钙土最适出苗含水量为25%。3种类型土壤10~20 cm耕层最适宜大豆、玉米播种的土壤含水量均为25%。
  随着水分胁迫的加强,玉米和大豆的表观量子效率、最大净光合速率、表观暗呼吸速率均降低。随着光强和CO2浓度的加强玉米和大豆的光合速率、蒸腾速率先呈现上升的趋势,最后趋于平缓。不同时期不同水分胁迫对玉米和大豆的光合速率、蒸腾速率影响不同,总体表现为正常灌溉最高,轻度水分胁迫次之,重度水分胁迫最低。玉米和大豆光合速率和蒸腾速率日变化峰值均出现于上午10:00点左右,不同水分胁迫使峰值幅度降低,但基本趋势一致。
  不同生育期及不同水分处理条件下随着水分胁迫的加重玉米和大豆的F0呈现上升的趋势,而Fm恰恰相反呈下降的趋势。玉米3种时期内的F0值增大,说明PSⅡ光化学反应中心受到了一定程度的破坏或可逆失活。但是在轻度水分胁迫下,3种时期内F0变化均较小,说明轻度水分胁迫对玉米影响较小。在玉米苗期轻度水分胁迫时,Fm与CK相比下降幅最大,玉米抽穗期与CK相比下降幅最小。Fm在重度水分胁迫时,玉米灌浆期与CK相比下降幅最大,玉米灌浆期,苗期下降最小。在轻度水分胁迫时,三个时期(苗期、抽穗期、灌浆期)Fv/Fm变化下降幅度都较小,而在重度水分胁迫时苗期下降最大,灌浆期下降最小。大豆在不同时期及不同水分处理条件下对F0的影响和玉米趋势相同。在轻度和重度水分胁迫下大豆在苗期Fm下降幅度最大,而Fv/Fm在大豆开花期下降幅度最大。
  玉米和大豆在不同时期不同水分处理条件下,叶片中脯氨酸含量差异显著;随着水分胁迫程度的加强,叶片中脯氨酸含量增加,胁迫时间越长叶片中脯氨酸含量越高。说明了水分胁迫和植物体内脯氨酸含量呈正相关。
  不同时期不同的水分处理对玉米和大豆的株高、百粒重、每穗粒重、干物质重及产量影响不同,其中地上部干重随着水分胁迫的加重而减少,并且水分胁迫越重,最后收获的产量减少的就越多。
[博士论文] 刘长友
作物种质资源学 中国农业科学院 2017(学位年度)
摘要:气候变化导致干旱加剧,给全球粮食安全带来严峻挑战。培育出耐旱、稳产品种是保障粮食安全的重要措施。绿豆(Vigna radiata L.)作为重要的食用豆类作物之一,其遗传研究相对落后,在抗旱性状QTL定位及基因克隆方面的研究很少。为了提高绿豆抗旱分子育种水平,加快绿豆抗旱品种改良进程,本研究利用2个抗旱性存在差异的栽培绿豆品种杂交获得RIL分离群体,并构建了质量可靠的绿豆遗传连锁图谱。在此基础上利用该图谱对两个试点水、旱两种条件下的抗旱相关性状进行QTL定位;同时,利用PEG模拟旱胁迫进行差异表达基因筛选,克隆到一个AP2/ERF类转录因子基因,并对其基因功能进行了分析。主要研究结果如下:
  1.利用2个抗旱性存在差异的栽培绿豆品种进行杂交,通过单粒传法构建了一个包含256个株系的F6代RIL群体。在石家庄和北京两个试点的灌溉和干旱两种条件下对亲本和RIL群体进行了株高、最大叶面积、生物量、叶片相对含水量及产量的表型鉴定和数据分析。在石家庄试点的大田栽培条件下两个亲本之间除了叶片相对含水量差异不显著外,其它性状均差异极显著。与之相反,在北京试点的盆栽条件下,两个亲本之间除了最大叶面积差异显著外,其它性状差异均不显著。RIL群体在调查的5个性状中均有双向的超亲分离现象,表现出大范围的遗传变异和数量性状遗传的特征。株高、最大叶面积、生物量和产量间均表现极显著正相关。
  2.为了解决栽培绿豆品种间可用多态性SSR标记少的问题,利用SSRlocatorI从绿豆转录组及基因组等数据库中设计开发了1,695个SSR标记。整合本实验室原有及其它文献报道的相关SSR标记,总计利用3,690个SSR标记在两个绿豆亲本间进行多态性标记筛选,最终获得在亲本间表现多态性的SSR标记423个,标记平均多态性比率为11.5%。其中,从绿豆基因组中设计的SSR标记多态性比率最高,达33.1%,大豆EST-SSR标记的多态性比率最低,只有4.0%。
  3.利用312个多态性SSR标记及1个形态标记(幼茎色)在RIL群体间进行基因型鉴定,构建出一张包含313个标记的绿豆遗传连锁图谱。该图谱共有11个连锁群,覆盖绿豆的11条染色体,图谱总长1010.18cM,相邻标记间平均遗传距离为3.23cM,图谱上没有超过20cM的空白区域(Gap)。与绿豆中原有的一个质量较好的遗传连锁图谱相进行比较分析,两个图谱间的共有SSR标记表现出极好的共线性,且各连锁群上其它的非共有SSR标记经BLAST分析也大部分定位在绿豆基因组中相同的染色体上,表明新构建的绿豆遗传连锁图谱质量较好,适用于进行比较基因组分析及QTL定位。
  4.利用新构建的绿豆遗传连锁图谱,对石家庄和北京两个试点,水、旱两种条件下的表型数据进行QTL定位。通过单环境分析法,在株高、最大叶面积、生物量、叶片相对含水量和产量5个性状中共检测到50个QTL位点,可以解释的表型变异率在2.86~29.45%之间。其中34个QTL位点表现为稳定QTL位点(2个或2个以上环境中检测到的QTL)。尤其是qPH5A和qMLA2A在所有4个环境中分别被定位在连锁群5上GMES5773~MUS128和连锁群2上Mchr11-34~HAAS_VR_1812标记区间内,分别可以解释表型变异的6.40~20.06%和6.97~7.94%。由于绿豆中对这些性状的QTL定位研究报道较少,经比较分析,仅发现1个QTL位点(qPH2.1)与其它研究的QTL位点相对应。这些新发现的QTL位点可以在以后的QTL定位工作中作为参考位点,用于QTL定位结果的比较鉴定。此外,进一步针对稳定的QTL位点进行精细定位,将有利于在绿豆中开展分子标记辅助育种及抗旱相关基因的分离和鉴定研究。
  5.利用从绿豆转录组Unigenes中鉴定出的AP2/ERF类转录因子,在PEG模拟干旱胁迫下进行差异表达筛选,发现VrERF1基因在不同处理阶段存在差异性表达。设计引物将VrERF1基因分别从绿豆cDNA和基因组DNA中扩增出来,经克隆测序分析表明,VrERF1基因不含内含子,该基因编码一个167个氨基酸组成的ERF类转录因子蛋白,其氨基酸序列的95~155位为典型的AP2/ERF结构域。通过构建pGFPGUSPlus-VrERF1表达载体,并利用发根农杆菌K599诱导气生根的方法将VrERF1基因导入绿豆气生根进行亚细胞定位,结果显示VrERF1基因主要在细胞核上进行表达。利用根癌农杆菌GV3101将VrERF1基因转化野生型拟南芥进行过表达,虽然转基因拟南芥株系在萌发期对高盐胁迫的敏感性大于野生型,但在苗期的耐盐性却比野生型显著增强,表明VrERF1基因参与对盐害胁迫的响应。将转基因拟南芥株系和野生型株系进行控水处理,结果显示旱胁迫下转基因株系的存活率显著高于野生型株系,表明VrERF1基因同样参与对干旱胁迫的响应。
[硕士论文] 陶英杰
生物化学与分子生物学 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:内源毒素β-N-草酰-L-α,β-二氨基丙酸(α-N-oxalyl-L-α,β-diaminopropionic acid,β-ODAP)的存在和较低的有机硫营养水平,限制了山黧豆在干旱、半干旱地区的推广。作为β-ODAP生物合成途径中的关键酶,β-腈基丙氨酸合成酶(β-cyanoalanine synthase,CASase)同时参与腈基的解毒和Cys代谢,这表明CASase可能在β-ODAP与硫代谢平衡中具有重要功能。因此,获得LsCASase基因并对其进行功能研究对于理解β-ODAP调控机理及“低毒、高硫”山黧豆品系的培育十分重要。
  本研究采用同源克隆技术结合RACE方法获得了LsCASase基因的cDNA全长,并对该基因进行了生物信息学分析、组织特异性表达分析、RNAi载体构建及离体再生体系的构建等研究,为进一步揭示LsCASase基因表达与Cys,β-ODAP积累的关系以及“低毒、高硫”山黧豆的选育奠定分子基础。主要结果如下:
  1.获得了1551bp的LsCASase基因cDNA全长序列。该基因的CDS序列为1146bp,编码381个氨基酸。生物信息学预测表明,CASase具有CBS-like蛋白功能结构域,不含跨膜结构并定位于线粒体基质,属于Trp-synth-betaⅡ超家族。CASase蛋白N端存在一个磷酸吡哆醛结合位点、一个催化位点和一个单体相互作用位点。进化分析结果显示,CASase与拟南芥、大豆CAS蛋白亲缘关系较近,因而以拟南芥CAS蛋白结构为模板,预测了山黧豆CASase蛋白的三维结构。另外,分析了LsCASase基因组织特异性表达。结果表明LsCASase基因在第6天根中表达量最高,其后依次是第4天的幼苗、成熟叶、成熟茎;萌发2天的种子与干种子表达量几近相同。
  2.针对LsCASase基因中部序列扩增RNAi正反义片段;通过BP反应得到入门克隆载体pENTR-CASase,经由LR反应得到表达克隆载体pSGRNAi-CASase。采用冻融法将表达载体导入农杆菌GV3101中,用于山黧豆的遗传转化。
  3.获得山黧豆高分化率的绿色瘤状愈伤组织。利用腋芽、叶和茎外植体构建了山黧豆离体再生体系。并利用上述RNAi载体转化山黧豆愈伤组织,进行了抗性筛选。
[硕士论文] 王睿豪
作物 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:小粒黑豆是豆科植物大豆的一种类型,其籽粒营养丰富,药用价值较高,是我国开发潜力较大的特色植物资源之一。微生物菌肥是一种新兴的多元素肥料,可以通过改善土壤理化性质、提高植株抗逆性、促进植物生长,对增加作物产量,改善作物品质有着积极的作用,在一定程度上能够起到辅助、替代化肥施用的作用。
  本研究以“神木连枷条”小粒黑豆品种为材料,在不同氮磷施肥水平基础上进行微生物菌肥——放线菌活菌制剂拌种处理,探讨在不同氮磷用量下,微生物菌肥对小粒黑豆农艺性状、冠层结构及光合特性、植株根际土壤酶活性、干物质的积累转运以及产量的影响,得出以下主要结论:
  (1)在中等氮肥(纯N12kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理对小粒黑豆植株结荚数的形成有一定的促进作用;中等氮肥(纯N12kg/亩)、中等磷肥(纯P2O524kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理对小粒黑豆根系根瘤的形成有显著的促进作用。小粒黑豆开花后,植株株高、主茎茎粗、主茎节数、主茎分枝数、主茎结荚数以及分枝结荚数均随着黑豆的生长发育而逐渐增加,并在生育后期基本保持稳定;小粒黑豆根系根瘤数量从始花期到鼓粒期随着生育进程的推进,均逐渐增加。
  (2)在中等氮肥(纯N12kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理对小粒黑豆植株叶绿素相对含量、绿叶面积、叶面积指数、冠层截获的光合有效辐射(IPAR)的增加有显著的促进作用。随着小粒黑豆开花后生育进程的推进,植株叶绿素相对含量、绿叶面积、叶面积指数、冠层截获的光合有效辐射(IPAR)均先缓慢增加,达到峰值后随着植株的衰老而快速下降。
  (3)在高磷肥(纯P2O536kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理对小粒黑豆根际土壤蔗糖酶活性的提高有显著的促进作用;中等氮肥(纯N12kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理对小粒黑豆根际土壤过氧化氢酶活性的提高有显著的促进作用。小粒黑豆在始花期至结荚期间,随着生育进程的推进,根际土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性、蔗糖酶活性以及过氧化氢酶活性均有所增加,而成熟期则相对下降。
  (4)在中等氮肥(纯N12kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理能够显著促进植株叶片干物质积累量和后期籽粒干物质积累量的增加,其中籽粒干物质积累量显著增加10.49%。各磷肥施用量下微生物菌肥拌种处理显著增加植株的叶片干物质积累量,在低磷肥(纯P2O512kg/亩)施用量下,微生物菌肥拌种处理显著增加植株茎秆干物质积累量。小粒黑豆开花后随着生育进程的推进,叶片及茎秆干物质积累量均先缓慢增加,达到峰值后随着植株的衰老而快速下降。籽粒干物质积累量则随黑豆生育进程的推进逐渐增加,在成熟期达到最大值。
  (5)在低磷肥(纯P2O512kg/亩)以及中低等氮肥(纯N6,12kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理对小粒黑豆产量的增加有显著的促进作用。低磷肥(纯P2O512kg/亩)施用量下微生物菌肥拌种处理较不拌种处理产量提高13.83%;中低等氮肥(纯N6、12kg/亩)施用量下微生物菌肥拌种处理较不拌种处理产量分别提高增加14.10%、12.20%;但在高氮量用量(纯N18kg/亩)和中高磷肥(纯P2O524kg/亩及以上)施用量条件下,微生物菌肥拌种处理后产量反而有所降低。在所有处理中,中等氮肥(纯N12kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥拌种处理小粒黑豆的产量最高,为1840.91 kg/hm2,其次是氮肥用量在低氮肥(纯N6kg/亩)施用量情况下,微生物菌肥处理,产量为1780.89kg/hm2。
  综上所述,微生物菌肥拌种处理在不同的氮磷施肥量下对小粒黑豆生长发育的影响有所不同,相对而言,在低磷肥和中低氮肥水平下,微生物菌肥拌种对小粒黑豆的生长发育和籽粒形成的促进作用较明显,因此,小粒黑豆生产上如果用微生物菌肥拌种可适当减少氮磷化肥的用量。
[硕士论文] 赵涛
作物栽培学与耕作学 西北农林科技大学 2017(学位年度)
摘要:黑豆是我国极具开发潜力的一种特色植物资源,广泛种植于我国的东北、西北、华北等地,因其丰富的营养和药用价值而被广泛研究。氮和磷作为植物生长发育必需的营养元素,直接影响作物的生长和产量的形成,因此,合理运筹肥料,保证氮、磷的均衡供应是作物高产的前提。本研究以神木“连枷条”小粒黑豆品种为材料,采用随机区组设计,设氮、磷2个因素,4个水平,探讨不同氮磷配比对新垦地小粒黑豆农艺性状、产量、干物质的积累转运,植株及籽粒中氮磷的积累分配和群体冠层结构的影响,得出以下主要结论:
  1.开花期至成熟期,不同氮磷配比小粒黑豆植株的株高、茎粗、主茎节数、分枝数、主茎结荚数、分枝结荚数自开花后10d开始逐渐增多。不同氮磷配比间比较,同一测定时期,各处理覆膜小粒黑豆的产量和百粒重均显著高于不覆膜不施肥处理CK,其中,N1P3(纯N6 kg/667m2+纯P2O536 kg/667 m2)处理下的小粒黑豆产量最高,为1890kg/hm2。
  2.小粒黑豆开花后,籽粒干物质积累呈近“S”型增长趋势,单株地上部总干物质积累量呈先升高后下降趋势。同一测定时期,不同氮磷配比小粒黑豆植株的籽粒和地上部总干物质积累量均存在显著差异。开花期到成熟期,小粒黑豆植株干物质在各器官中的分配比例随生长中心的转变发生变化。开花初期,茎秆和叶片中干物质分配比例较高,进入花荚盛期后,豆荚中干物质的分配逐渐增多,茎秆和叶片中干物质的分配比例相应减少。同时,小粒黑豆植株营养器官茎秆和叶片中储备的同化物随籽粒的灌浆不同程度地转运到了生殖器官荚中,以主茎叶干物质的输出最多。
  3.小粒黑豆开花后,叶片和茎秆中的氮磷积累量随生育进程的推进先增加后减少,荚中的氮磷积累量从开花期到成熟期始终呈增加趋势。不同氮磷配比间比较,同一测定时期,各处理小粒黑豆植株叶片、茎秆、荚中的氮素和磷素积累量均显著高于同一测定时期N0P0处理下的积累量。开花期到成熟期,小粒黑豆植株营养器官叶片和茎秆中储备的氮素和磷素随籽粒的灌浆不同程度地转运到了生殖器官荚中。比较叶片和茎秆中的氮磷转运率可知,叶片中氮素的输出和转运均较茎秆多,但叶片和茎秆中磷素的输出和转运相差不大。不同氮磷配比间比较,小粒黑豆植株各器官氮素和磷素的转运量、移动率和转运率均存在显著差异。
  4.不同施氮水平下,小粒黑豆花后叶面积指数(LAI)、冠层截获的光合有效辐射(IPAR)、冠层光合有效辐射截获率(FIPAR)均呈先增大后减小趋势,冠层底部光合有效辐射(TPAR)呈先减小后增大趋势。同一测定时期,不同施氮水平小粒黑豆LAI、TPAR、IPAR和FIPAR均存在显著差异。相关分析表明,小粒黑豆IPAR、FIPAR和LAI呈指数正相关,TPAR和LAI呈指数负相关,相关性均达到极显著水平。同时,不同施氮水平下,小粒黑豆不同生育时期的冠层光谱曲线峰谷变化明显,均呈现出两个低谷一个峰值的特征,光谱反射率最大差异性波段位于可见光区域的峰值550nm附近和760-1330 nm的近红外区。相关性分析表明,小粒黑豆叶面积指数与390-700 nm之间的冠层光谱反射率存在明显的负相关关系,与750-1330 nm、1480-1780nm和1990-2400 nm之间的光谱反射率则存在明显的正相关关系,在700-750 nm波段内波动较大,由明显的负相关变为明显的正相关。小粒黑豆叶面积指数的最佳监测模型为以RVI(760,560)为自变量的指数函数模型,回归方程为y=0.6198e0.2614x,决定系数R2为0.6090。
  综合分析表明,陕北早区新垦地小粒黑豆最适宜的氮磷配比量为纯氮6 kg/667m2,纯五氧化二磷36 kg/667m2,此氮磷配比量能有效协调小粒黑豆“源库”关系,促进叶、秆、荚各器官中干物质和氮素、磷素的积累转运,使植株在整个生育期内保持较大的叶面积指数和较高的光能利用率,延长光合作用时间,改善群体冠层内部的光分布,实现优质高产。
[硕士论文] 刘明
作物栽培学与耕作学 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:为明确光周期处理对小豆花器官生理生化指标、叶片光合生理、生育进程、花荚量、植株形态及产量构成的影响,试验以晚熟品种唐山红小豆为试材,根据小豆不同花芽分化时期,设置1个自然光处理和3个12h光周期处理。CK:自然光处理;SD1:生长锥肥大期至花序节苞叶及枝梗分化期光周期处理;SD2:小花分化期光周期处理;SD3:雌雄蕊分化期至花器官完成期光周期处理。试验于2014-2015两年在河北农业大学教学试验基地进行,研究结果如下:
  1、小豆植株在生长发育过程中,花器官中游离氨基酸含量始终保持稳定。而可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、可溶性淀粉含量、硝态氮含量则随植株生育时期的变化而变化,在始荚期均出现转折现象。在始荚期时,可溶性糖与可溶性淀粉含量CK、SD1、SD2、SD3比值分别为4.5、9.7、7.9、5.8。而在其后的几个生育时期中,比值均在1.1~6.7之间,光周期处理有利于比值升高。
  2、光周期处理对小豆植株叶面积指数具有促进作用,SD1、SD2、SD3比CK平均分别高7.30%、8.75%、18.24%。叶面积指数在盛荚期、始粒期、鼓粒期保持较高水平,平均值为3.77。光周期处理对小豆叶绿素a含量、叶绿素b含量,以及叶片光合参数的影响不显著。
  3、光周期处理促使开花期、结荚期提前,缩短小豆花荚期,提升开花促进率,其中SD1、SD2、SD3开花促进率平均分别为12.83%、19.28%、6.38%。综合生育进程提前程度以及开花促进率来看,均表现为SD2>SD1>SD3>CK。
  4、光周期处理对小豆植株开花量具有促进作用,但差异不明显,单株开花量、分枝开花量均表现为SD3最高。光周期处理对小豆植株节位结荚量具有促进作用,抑制分枝结荚量、单株结荚量增加。
  5、在小豆植株形态方面,光周期处理对株高、平均茎粗在结荚期表现为抑制作用,与对照相比,SD2均表现为抑制作用最大,分别为19.82%、9.62%。光周期处理对单株分枝数、主茎节数和节间长度的影响则不明显。
  6、单荚粒数、单荚粒重、荚长、小区产量和荚宽均表现为SD3最高,SD3分别比CK平均高21.31%、43.04%、11.82%、54.80%、7.27%。百粒重表现为SD3最低。
  7、在花器官生理生化方面,其含量在生育前期与产量无明显正负相关性,生育后期呈正相关较多。单株分枝数开花期、结荚期均与产量呈正相关,平均茎粗、主茎节数开花期与产量呈正相关,结荚期与产量呈负相关。
[硕士论文] 张彦立
农村与区域发展 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:本试验于2015年在河北农业大学农场三分场进行。以中熟品种冀红9218号,晚熟品种唐山红小豆为材料(河北省农林科学院粮油作物研究所提供),于6月15号播种,试验地施肥均等,土质为壤土。设置自然光照(CK)、SD1:12h光/12h暗(初花-初荚)、SD2:12h光/12h暗(初荚-初粒)、SD3:12h光/12h暗(初花-初粒)4种处理,田间种植采用随机区组设计,分盛花期,盛荚期,鼓粒期三个时期取样测定,遮光后小区内温度和外界温度相近,照度接近于零。不同生育时期短日照诱导完毕后在自然条件下生长至成熟。本文主要从不同生育时期遮光处理对农艺性状、光合特性、生理指标及产量指标的影响进行试验,主要结果如下:
  1.对小豆形态指标的影响开花后短日照诱导使小豆的株高、茎粗和地上部干物重降低。其中SD3处理对生长指标影响最为显著,SD1处理次之,SD2处理显著性最小,SD1处理使冀红9218号株高降低了18.70~24.83%,唐山红小豆株高降低了24.94%。唐山红小豆SD2,SD3处理茎粗比CK小8.7%,13.62%,冀红9218各处理分枝数比CK小了46.91%,53.09%,68.82%;唐山红小豆各处理比CK小29.95%,37.39%,47.52%。冀红9218小豆各处理叶片数比CK小63.2%,63.71%,73.33%,唐山红小豆各处理比CK小60.47%,49.33%,73.45%。SD3处理使冀红9218小豆和唐山红小豆地上部干物重比CK显著降低。
  2.对小豆生理指标的影响不同生育时期花后短日照诱导使冀红9218小豆叶糖含量在盛花期SD2显著增加,鼓粒期各处理减少,唐山红小豆在鼓粒期SD2,SD3叶糖含量显著增加。冀红9218小豆在鼓粒期淀粉含量下降,唐山红小豆淀粉含量变化没有明显的规律性。各处理使冀红9218小豆可以在盛花期和鼓粒期减小蛋白含量,鼓粒期各处理显著减少,对唐山红小豆在鼓粒期蛋白含量显著减少。对唐山红小豆在鼓粒期ABA含量显著减少13.16%,8.96%,24.14%,冀红9218小豆ABA变化规律不明显。在鼓粒期冀红9218GA含量显著增加,而唐山红小豆则有降低趋势;唐山红小豆ZR含量变化无明显的规律,冀红9218遮光时期越晚ZR含量越大,冀红9218唐山红小豆IAA含量变化趋势与CK相反。叶绿素总量在鼓粒期CK显著大于各处理。
  3.对小豆光化学参数的影响盛花期Fo值CK显著大于SD3,Fv/FmCK显著小于SD3,Fv/FoCK显著小于SD2,SD3,其他时期各处理与CK无显著差异,唐山红小豆鼓粒期FoSD3显著大于CK,Fv/FoCK显著大于各处理,Pn值和Tr各处理与CK均无显著差异。
  4.短日照诱导对小豆产量、籽粒品质的影响SD3处理可以显著的降低单株荚重,而对单株粒重,单荚重,单荚粒数,单荚粒重,小区产量没有显著的影响,SD3处理可以显著增加冀红9218的蛋白含量,全氮百分比,显著减小淀粉百分比,可溶性糖含量降低,冀红9218的总氨基酸含量升高,而唐山红小豆的某些氨基酸在3种处理下较对照有所升高。
  结论如下:花后短日照诱导抑制小豆植株的生长;花后短日照诱导会在鼓粒期显著提高中熟品种叶糖含量,降低晚熟品种叶糖含量;降低淀粉含量;SD3处理显著降低可溶性蛋白含量;降低SOD,POD总活性;短日照诱导显著提高GA含量,SD1在鼓粒期显著降低ZR含量,各处理在鼓粒期显著提高IAA含量;花后短日照诱导使小豆叶片的光合和荧光参数降低,在鼓粒期显著降低叶绿素a+b;花后短日照诱导使产量构成因素及小区产量降低;花后短日照诱导能够提高小豆籽粒的品质。
[硕士论文] 任帅
农村与区域发展 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:试验于2015年在保定市徐水县试验田进行,选用河北省农科院粮油作物研究所提供的冀红9218为材料,土质为壤土,肥力均匀。选用C1(烯效唑)和C2(缩节胺),设置三个浓度B1(50mg·L-1)、B2(100mg·L-1)和B3(150mg·L-1)在小豆初花期和盛花期进行叶面喷施。针对小豆旺长、落花落荚严重和产量较低等问题,研究不用的植物生长调节剂处理对小豆形态指标、干物质积累、花数变化、生理特标以及产量性状的影响。为生产上采用合理的植物生长调节剂、适宜的浓度和喷施时期,调控小豆株型,提高小豆产量和品质提供理论依据。结果表明:
  1.对小豆形态指标的影响初花期喷施烯效唑矮化植株的效果在各次采样时均强于缩节胺处理,A1 B3C1矮化效果最优。盛花期矮化效果相差小于2cm,株高均低于36cm。对茎粗的影响,初花期和盛花期喷施缩节胺35天均出现各自茎粗最大值。对节间长度的影响,初花期喷施烯效唑抑制作用最明显。对叶片数的影响,35天时A1B2C1数量最多。对叶柄长的影响,初花期喷施烯效唑明显缩短了叶柄长,最短为8.23cm。
  2.对小豆子物重和花数的影响初花期喷施烯效唑在结荚期之前减少了地上部干物质的积累量,这是由于植株变化引起的。35天时,地上部干物重和对照相比差别不大,证明初花期喷施烯效唑有效的增加了小豆生殖生长的干物质积累量,提高了产量。初花期的A1B1C2和A1B1C3始终增加地上部干物质积累。
  初花期喷施烯效唑使小豆植株生殖生长时期的整体开花数量增加,A1B1C1达到峰值最高,并且花期相对较长。初花期喷施烯效唑处理促进开花减少落花的效果相比喷施缩节胺明显。
  3.对小豆生理指标的影响初花期和盛花期喷施两种植物生长调节剂提高了叶绿素含量,喷施150mg/L的促进效果明显。盛花期喷施缩节胺显著提高了可溶性糖含量。各个采样时期A1B1C2可溶性糖含量均高于对照。
  初花期喷施烯效唑前4次采样时可溶性蛋白含量均高于对照,喷施缩节胺35天时,A1B1C2含量最高。盛花期喷施烯效唑可溶性蛋白含量均提高,喷施缩节胺14天和35天时均高于对照。
  初花期和盛花期喷施烯效唑和缩节胺整体上增强了SOD的活性,初花期喷施烯效唑28天和35天时SOD活性减弱,35天A1B3C1活性最低。盛花期喷施两种植物生长调节剂SOD活性均增强,后期喷施烯效唑效果更好。初花期喷施烯效唑和缩节胺35天时,各处理POD活性均高于对照,A1B2C2最高。
  初花期喷施烯效唑和缩节胺在21天前MDA含量略有升高。35天时植株衰老丙二醛含量升高,此时初花期A1B1C1含量最低,盛花期各处理均低于对照,显著提高了植株抗逆性。
  4.对小豆产量结构的影响无论是单株荚数、单株粒数、荚长,还是百粒重和小区产量均是初花期处理高于盛花期。单株荚数、单株粒数、百粒重和小区产量均是A1B1C1最大。所以无论籽粒品质还是产量上都是初花期喷施烯效唑效果最好,且以喷施50mg·L-1烯效唑增产效果最显著。
  5.结论初花期喷施烯效唑和缩节胺效果要优于盛花期喷施,其中喷施烯效唑的效果要优于喷施缩节胺。初花期喷施烯效唑植株矮化更明显,节间长和叶柄长更短,主茎节数、分枝数、叶片数和开花数更多,这些都为产量的提高垫定了基础。初花期喷施烯效唑提高了叶片中叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白的整体含量,增强SOD和POD活性,降低了丙二醛含量,这为小豆的品质和植株抗逆性的提高提供了有力的保障,有助于小豆高产。
[硕士论文] 魏岩
农村与区域发展 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:试验于2015年在保定艳永果树盆栽基地进行。以中熟品种冀红9218和晚熟品种唐山红小豆为实验材料。冀红9218设定11.3682万株/hm2、13.2629万株/hm2、15.9155万株/hm2、19.8944万株/hm2、26.5258万株/hm2五个密度处理,唐山红小豆设定7.2343万株/hm2、7.9577万株/hm2、8.8419万株/hm2、9.9472万株/hm2、11.3682万株/hm2、13.2629万株/hm2、15.9155万株/hm2七个密度处理,针对不同熟性的小豆在不同密度条件下对农艺性状、干物质积累、光合作用、开花结荚、产量构成因素和产量的影响等方面展开研究,旨在为小豆的实际生产中充分利用光热等自然资源,探讨不同熟性的小豆合理的种植密度,促进小豆的高产稳产提供理论依据。主要实验结果如下:
  1随着密度的增大,小豆植株的株高、节间长度和叶柄长有增大的趋势,而茎粗和叶片数呈减小的趋势;密度处理对小豆的主茎节数、主茎与分枝的夹角和开展度没有明显影响。晚熟品种比中熟品种对密度处理反应更加显著。
  2密度的增大使小豆单株干物质的积累量均有所减少,并且小豆叶片和茎秆的干物质积累也相应地减少;特别是晚熟品种唐山红小豆在最小密度7.2343万株hm2处理下其单株干物质积累量大于其它密度,并且差异显著。小豆的群体生长率也随着密度的变大而提高,在开花期不同密度条件下的群体生长率的差值达到最大,随后随着生育时期的进行又有所减小。
  3高密度处理的叶面积指数大,低密度处理的叶面积指数小,叶面积指数随密度的增大呈增大的趋势,并且在开花期的差值最大,中熟品种差值为3.922,晚熟品种为2.099。叶绿素含量在前四个生育时期无显著差异,在成熟期由于随着密度的增大,叶绿素含量出现了极剧下降的趋势。
  4随着密度的增大,一定程度上加剧了群体间对养分、水分等的竞争,致使密度越大的处理小豆单株的开花数量与结荚数量较少。由于熟性的不同,中熟品种开花与结荚的高峰期均比晚熟品种要早。
  5随着密度的增加,单株荚数和单株粒重呈减小的趋势,而单荚粒数和单荚粒重等反应不明显,单荚粒数均在6左右,差异很小。
  结果表明,通过设置不同的密度处理,小豆的农艺性状、生殖生长及产量性状都受到影响;由于品种的不同,各指标所受到的影响程度虽然不尽相同,但总体上农艺性状指标差异最为显著,生殖生长过程中的花荚数量也达到显著水平,产量由于众多产量因子共同作用,各密度处理不存在显著差异。
[博士论文] 董伟欣
作物栽培学与耕作学 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:小豆是一种营养丰富的杂粮作物且具有较高的药用和保健价值,但小豆产量低而不稳且品质差成为目前小豆发展的瓶颈问题。日照长度对小豆产量和籽粒品质的影响也是栽培领域值得研究的重要内容之一,由于不同日照长度对不同小豆品种的影响不尽相同。因此,本研究采用早熟品种白红2号、中熟品种冀红9218和晚熟品种唐山红小豆为材料,在初花前分别设置不同的遮光时间以及在初花前和初花后不同时期进行遮光,研究遮光影响不同小豆品种产量和籽粒品质的关键时期及变化规律,主要研究结果如下:
  1.初花前不同遮光时间降低小豆的株高、茎粗、叶面积和地上部干重,8h较12h降低较多且3WKS>2WKS>1WK。小豆植株基部、中部和顶部的花芽分化速度加快并促使开花时间提前。
  2.叶绿素含量在3个时期较对照都呈现升高趋势。同时,Pn和Tr都呈现升高趋势。荧光参数的测定也发现,3个小豆品种的Fo、Fm、Fv和Fv/Fm在3个时期也都呈现升高趋势。
  3.叶片的可溶性蛋白和可溶性糖含量总体呈现下降趋势。SOD和POD活性较对照都升高。SS变化规律不明显,而SPS括性在不同时期变化趋势有所不同,但影响不明显。GOT和GPT较对照降低。GA1+3、IAA含量较对照呈现降低趋势,而ABA和ZR含量呈现升高趋势,同时,激素之间的比例也发生变化,GA1+3/ABA、IAA/ABA和(ZR+GA1+3)/ABA的比值呈现降低趋势,而ZR/ABA比值升高。
  4.产量构成因素和产量呈降低趋势且遮光时间越长,降低就越多且在8h下降低较多,3个品种的降低程度为唐山红小豆>冀红9218>白红2号。全氮含量和蛋白质较对照升高且在8h下升高较多,而可溶性糖和淀粉含量的变化却不同,白红2号的可溶性糖和淀粉含量较对照都降低,而唐山红小豆却升高且在12h下升高较多,冀红9218各个处理的可溶性糖含量较对照稍有升高,淀粉含量降低。白红2号籽粒中的各种氨基酸含量均低于对照,冀红9218有所升高,但唐山红小豆籽粒中的氨基酸含量几乎都高于对照。
  5.初花前不同时期遮光使2个小豆品种的株高、茎粗、分枝数和主茎节数总体呈下降趋势且唐山红小豆降低程度较大,3个处理相比较SS-EF降低最多,BS-EF降低最少。生育进程加快且在SS-EF处理下最明显,其中唐山红小豆对遮光更敏感,开花提早天数和开花累进促进率最大为14d和27.5%。
  6.叶绿素含量降低,而叶绿素a/b升高,同时,白红2的Pn、Ci、gs和Tr较对照呈现降低趋势且在SS-EF时期降低最多,而唐山红小豆却呈现升高趋势且在SS-BS期升高最多。可溶性糖和可溶性蛋白含量在开花期较对照升高,而结荚期和鼓粒期降低。此时,SOD和POD酶活性呈现升高趋势且后者升幅较大。叶片内的ABA和ZR含量较对照升高,而GA1+3和IAA含量降低,GA1+3/ABA、IAA/ABA和(ZR+GA1+3)/ABA比值在3个时期较对照都呈现降低趋势,而ZR/ABA却呈现升高趋势。
  7.产量构成因素及小区产量总体呈现下降趋势且唐山红小豆降低较多,小区产量在SS-BS处理下降低最多,降幅分别为0.67kg和0.73kg。全氮和蛋白质含量呈现升高趋势,可溶性糖和淀粉含量却有不同的变化,白红2号的可溶性糖含量在3个处理下分别显著降低,淀粉含量稍有升高,而唐山红小豆却表现出相反的变化趋势。氨基酸含量的变化也不同,白红2号在BS-EF和SS-EF处理下较对照某些氨基酸含量逐渐升高且氨基酸总量在SS-EF处理下较对照显著升高3.36%,而唐山红小豆在3种处理下都升高,氨基酸总量较对照分别显著升高3.77%、5.56%和15.00%。
  8.初花后不同时期遮光使2个小豆品种的株高、茎粗、叶面积和地上部干重降低且10h较12h降低较多,3个处理相比较,EF-ES降低最多,EP-ES降低最少。叶绿素含量呈现降低趋势,同时,Pn和Tr也降低,荧光参数Fo、Fm、Fv和Fv/Fm在3个时期也都呈现降低趋势。
  9.可溶性蛋白和可溶性糖含量降低且12h较10h降低较多,其中EF-ES处理的降幅最大。SOD和POD酶活性降低且在12h下降低较多。SS活性都降低,2个品种的SPS变化不同,冀红9218的SPS活性在3个时期较对照升高,而唐山红小豆降低,GOT和GPT活性受光照的影响不大。GA1+3、 ABA和IAA含量呈现降低趋势,而ZR含量升高,GA1+3/ABA和IAA/ABA比值降低,而ZR/ABA和(ZR+GA1+3)/ABA比值呈现升高趋势。
  10.产量构成因素和小区产量呈现降低趋势,10h较12h降低较多且EF-ES处理降幅最大,EP-ES处理降幅较小。全氮和蛋白质含量升高且在10h下升高幅度较大,可溶性糖含量在2种遮光条件下较对照都降低,而淀粉含量却呈现升高趋势。冀红9218的各种氨基酸含量只有在EF-EP(10hL/14hD)处理下稍有升高,总氨基酸含量也升高,而唐山红小豆的某些氨基酸在3种处理下较对照有所升高且升高趋势为EF-EP> EP-ES> EF-ES。
  从以上结果及分析得出如下初步结论:①遮光均抑制小豆植株的生长,遮光时间越长,降低就越多,初花前较初花后敏感,3个品种相比较抑制程度为唐山红小豆>冀红9218>白红2号。②初花前遮光使小豆叶片的光合生理、碳氮代谢及相关酶活总体呈现升高趋势,以供果荚形成,而初花后则呈现降低趋势,促使营养物质迅速转移至籽粒中,导致植株提前成熟和衰老。③遮光均加快小豆的花芽分化,花期提前,加速生育进程,同时,体内衰老相关激素含量增加,缩短生育期,12h光照既不严重抑制植株生长,且不显著降低产量,又可使开花提前,促进中晚熟品种籽粒品质的升高,可作为理想的短光照参考。
[硕士论文] 魏贤星
植物学 河北科技师范学院 2016(学位年度)
摘要:本试验以燕山山脉中段五个居群豆茶决明为研究材料,观测各居群主要物候期,生长性状、光合特性、种子产量相关性状,并测定、分析豆茶决明不同结构中营养成分及次生代谢物的含量,得出如下结果:
  1.豆茶决明居群生长周期长达5个月左右,其中唐山两个居群豆茶决明生长时间最长。秦皇岛青龙居群豆茶决明萌芽较迟缓,但生殖发育期是最早的,属于早熟居群,唐山迁西、唐山遵化居群萌芽较早,但开花、结果最晚,属于果实晚熟居群;承德宽城、承德兴隆居群属于长果期居群,秦皇岛青龙居群属于短果期居群。
  2.各居群间植株的株高、茎粗、分枝数等多个形态变异较大,遗传性丰富多样;同时发现居群间的株高、枝长随居群地海拔高度的下降,其值呈逐渐增大趋势;居群间的其他形态性状随海拔下降,其值也有变小趋势;这也表明居群分化差异与地理因素有一定关系。
  3.豆茶决明的净光合速率日变化呈双峰曲线,中间有明显的午休现象;各居群日平均净光合速率表现为秦皇岛青龙>承德宽城>唐山遵化>承德兴隆>唐山迁西。豆茶决明居群的蒸腾速率曲线变化及气孔导度变化与净光合速率曲线变化趋势相一致,胞间CO2浓度日变化趋势与净光合速率变化趋势相反。
  4.对各居群豆茶决明实际种子产量及其构成因子进行分析,发现秦皇岛青龙居群单株实际种子产量最高,唐山迁西居群单株实际种子产量最低;影响单株实际种子产量的主要因子是单株荚果数、百粒重及单株荚果干重。
  5.对每个居群豆茶决明营养成分进行测定分析,豆茶决明不同结构中营养成分丰富多样,脂肪、蛋白质含量丰富,种子中矿质元素含量较多,尤其是Ca、Mg的含量。
  6.豆茶决明叶中绿原酸、黄酮、游离蒽醌、鞣质等含量高于根茎中的含量,根茎叶结构中黄酮、绿原酸总含量相对要高于其他几种次生代谢物,尤其是叶中黄酮、绿原酸含量最高。
[硕士论文] 彭珍
蔬菜学 南京农业大学 2016(学位年度)
摘要:菜豆和菜用大豆等豆科植物是蔬菜的重要来源,基因组相继发表,基因组研究也在不断加深。作为基因组的重要组成部分,Helitron转座元件具有结构和复制的独特性,并且在转座过程中经常插入到基因内部或调控区以及频繁的捕获基因片段等。本研究利用基因组学和生物信息学的研究手段,系统地鉴定和分析了菜豆、大豆、绿豆、红豆和苜蓿全基因组Helitron转座元件,以期为更好地利用豆科植物基因组开展功能基因的研究,进行豆科作物的育种。主要结果分述如下:
  1.豆科植物Helitron转座元件的鉴定和注释
  从公开发表的大豆、菜豆、绿豆、红豆和豆科模式植物苜蓿基因组序列中分别鉴定出1330、72、26、22和1274个Helitron转座元件。大豆Helitron转座元件占到基因组合量的1.9%,并在重组受到显著抑制的异染色质区域富集。Helitron转座元件主要分布在AT丰富区域;3'末端相对保守,主要由GC含量较高的碱基组成;内部包含有其他外源转座元件、简单重复序列、串联重复序列、反向重复序列等在内的重复序列。
  2.Helitron和功能基因的关系
  大豆中有2个Helitron插入到基因内含子区,苜蓿中有12个Helitron插入到基因的内含子区和外显子区,并且这些基因都是没有表达的直系同源基因。8%的大豆Helitron插入到生物进程中涉及代谢进程、信号和应激反应调控,细胞组分中涉及细胞和细胞器以及高分子配合物的组成,分子功能中催化活动基因附近。91%大豆Helitron捕获的基因片段主要参与生物进程中的蛋白磷酸化、花粉识别、信号转导和耐药性,细胞组分中的原生质体组成,分子功能中的铁离子结合、跨膜受体、蛋白激酶、木葡聚糖转移酶、肽链内切酶和氧化还原酶活动;86%菜豆Helitron捕获的基因片段主要参与生物进程中的信号转导、花粉识别、细胞凋亡、蛋白的泛素化和磷酸化、胁迫下的防御反应,细胞组分中的泛素连接酶的复杂化,分子功能中的跨膜载体、胞外谷氨酸盐离子通道、蛋白激酶、泛素化连接酶和ATP结合活动。
  3.Helitron转座元件的表达和系统进化树分析
  25%的大豆Helitron、37%的菜豆Helitron和35%的苜蓿Helitron存在潜在的转录活性。大豆和苜蓿Helitron在根、根瘤和种子以及组织培养条件存在特异性表达,菜豆Helitron在种子和叶以及干旱胁迫下则表达较多。大豆和苜蓿Helitron可以产生与调控DNA的裂开和翻译过程有关的microRNA。菜豆在D5结构域(domain5 of thehelicase,D5)和RC结构域(rolling circle motif, RC)Ⅰ分支缺失,大豆在D5结构域和RC结构域Ⅲ分支丢失。
  研究证实了Helitron转座元件对豆科植物功能基因的结构、功能和表达调控以及基因组的进化发挥着重要的作用。
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