根毛的生长发育有助于植物获取土壤水分和矿质营养元素。对根毛的深入研究不仅对了解植物根系的适应性、吸收能力和生长调控机制具有理论和实践意义,而且为细胞分化决定、发育和程序化死亡机制探索提供了理论基础。本文围绕小G蛋白Rop参与的根毛起始和尖端生长,转录因子参与的根毛细胞命运决定、根毛起始和根毛发育,Ca2+参与的根毛尖端生长,磷酸盐参与的根毛尖端生长及生长素参与的根毛生长等方面,归纳综述了包括根毛细胞命运决定、根毛起始及根毛尖端生长在内的根毛生长发育过程及分子调控机制,并简单总结出调控根毛生长发育基因的分子调控网络。对植物根毛对养分的吸收、获取及利用、影响植物根毛生长发育的分子调控机制进行阐述,为根毛生长发育的分子调控机制研究提供理论参考。
小麦是一种重要的粮食作物,其全球种植面积位居三大粮食作物之首。穗是小麦产量形成的重要器官,其形态建成过程决定着最终的穗粒数和产量,同时该过程也受外界环境因素的影响。穗部的颖壳、穗轴、芒等也具备光合能力,其光合产物对籽粒产量形成有重要贡献。本文从小麦穗的形态结构、生理功能2个方面展开,综述了穗器官的结构、发育过程与影响其发育的外界环境因素,总结分析了穗器官的光合贡献及其对籽粒灌浆和物质充实的影响。同时,围绕穗器官结构和功能的对应关系,讨论了如何合理调控穗分化以促进穗光合能力及穗粒数和粒重的提高,为提升小麦的增产潜力提供参考。
彩色稻米蕴藏的营养价值、健康效益和市场经济价值正不断吸引着国内外水稻育种工作者和稻米消费者的兴趣。以龙锦1号/香软米1578高世代重组自交系群体223个家系为试验材料,测定糙米花色苷含量、千粒重、穗粒数等11个指标,并进行变异分析、方差分析、相关分析、主成分分析、聚类分析和差异显著性分析,筛选出优异色稻新品系和高花色苷水稻新品系。结果表明,糙米花色苷含量为2.30~12 011.04 mg/kg,平均值为594.91 mg/kg。糙米粒色等级与千粒重、糙米粒宽、糙米粒厚呈显著负相关,与糙米花色苷含量呈极显著正相关。家系42的综合排名最高,其余依次为家系96、152、99、186,这5个优异色稻家系的糙米花色苷含量为20.74~ 12 011.04 mg/kg。高亲龙锦1号的糙米花色苷含量为4489.36 mg/kg,有8个家系的糙米花色苷含量显著增加,其中家系152、186的糙米花色苷含量分别为12 011.04、8421.58 mg/kg,两者既属于优异家系又属于高花色苷家系,为创制的优异高花色苷水稻新种质。
为明确黄淮海地区夏玉米生育期内气候资源分配与利用特征,进一步提升夏玉米产量潜力和气候资源利用效率,利用2017-2018年黄淮海区域6个代表性测试点连续2年田间试验数据,分析了夏玉米高产形成与生长季光温水资源分配的关系。结果表明,年际间、区域间夏玉米产量差异显著,差异主要来自于千粒重差异。宁津试验点2年中产量与千粒重均较高,分别高于其他试验点6.42%~49.77%和3.43%~38.34%。气候资源的差异是造成区域间夏玉米产量差异的主要原因。产量与花前积温量、降水量和全生育期降水量呈显著或极显著正相关关系,与花后积温量呈极显著负相关关系,即在花前和花后有效积温不超过878.3 ℃与726.6 ℃,全生育期降水量在174~510 mm范围内增加花前降雨分配,有利于获得较高的夏玉米产量。说明与全生育期积温和降水总量比,花前和花后积温和降雨分配对产量形成的影响更大。可见,优化花前/花后气候资源分配,提高玉米生长与气候资源的匹配度,可作为缓解气候变化影响、进一步提高黄淮海夏玉米产量和气候资源利用效率的重要措施。
作物地上部分生长与产量形成受根系的形态特点及其生理活动的显著影响。水稻作为农业第一用水大户,水资源短缺势必会严重影响到其生产的发展,干湿交替灌溉作为一种节水灌溉方式目前在水稻生产中应用较为广泛,然而有关干湿交替灌溉下水稻根系生长发育是如何响应的,其内在机制是什么均缺少系统分析和总结。为此,本文综述了干湿交替灌溉技术及水稻根系形态与生理特征,分析了根系生长发育对干湿交替灌溉的响应机理,并提出了目前存在的问题和对未来研究的展望。
杂种优势是玉米育种的重要理论基础,杂种优势类群和杂种优势模式的深入研究为玉米品种选育和杂交种的组配方式提供了理论指导。为了提高育种效率,使用60K SNP芯片对100份玉米种质资源进行基因型分析。通过对遗传距离进行聚类分析,将100份玉米自交系划分为3个类群,分别为Reid、Non-Reid和Dom群。遗传相似度的主成分分析结果与遗传距离的聚类分析结果一致。
种子丸粒化属于种子包衣技术范畴,该技术的特点是以种子为核心,利用分层包衣原理将丸粒化粉剂包裹在种子表面,使种子外观接近于球体。丸粒化种子外部包裹的粉剂材料由填充粉剂和粘合剂构成,承载的功能和成分相比其他类型包衣种子更加丰富,而且丸粒化种子体积增大,流动性增强,更有利于机械播种。本文首先从技术原理和方法详实地叙述了丸粒化技术对种子的保护与萌发、病虫草害防治与逆境适应、精量播种以及对作物生长影响等应用研究状况,继而对配制的丸粒化粉剂,包括粉剂材料选择、配方比例、添加剂成分与功能等进行了阐述,从工艺角度介绍了根据旋转法和气流成粒法原理研发的加工装备及其优缺点。介绍了国内外机械研发领域存在的差距和取得的进展,简述了国内种子丸粒化领域取得的专利和技术标准,最后提出了丸粒化技术研究的不足,同时为该领域发展提出了建议。
苦荞籽粒中的黄酮含量除受遗传影响外,种植地点和土壤品质也是重要影响因素,为研究国内不同种植区域的苦荞籽粒中黄酮及重金属含量与种植地区之间的关系,收集四川、云南、贵州、陕西、甘肃、山西和宁夏等苦荞种植区域的苦荞原料和种植土壤样品,检测并分析籽粒黄酮类物质和重金属含量。结果表明,苦荞籽粒黄酮含量与种植地区海拔和纬度相关,高海拔、低纬度的云南和四川等地区苦荞黄酮含量较高;土壤重金属与籽粒重金属含量相关,四川和陕西等地土壤重金属含量低,其苦荞中重金属含量也相对较低。综合分析,四川苦荞不仅籽粒黄酮含量较高,且重金属含量也相对较低。
抽穗期作为水稻的重要农艺性状,是决定其生长发育和产量形成的关键因素之一。光周期是影响水稻抽穗的主要环境因素,近年来,随着表观遗传修饰与环境因素交叉作用研究的不断增多,光周期调节水稻抽穗的分子机理及调控机制得到进一步完善。本文综述了光周期调节水稻抽穗的2个主要途径及其相关基因功能、表观遗传在光周期调控水稻抽穗的作用及外界因素对光周期途径的影响,为深入理解水稻抽穗的调控机理以及水稻种质改良和生产管理提供参考。
马铃薯晚疫病是制约马铃薯产业发展的主要病害之一,在马铃薯种植区普遍发生,种植感病品种如果防治不当可能绝产。在病害发生前开展马铃薯晚疫病监测预警,提早预防是控制该病害发展的重要措施,也可以减少农药使用量。本文综述了晚疫病监测预警的发展、现有的主要监测预警方法和未来的发展方向。为研究更精确的晚疫病监测预警技术提供参考。
为进一步提高玉米种子发芽率,探讨适宜的种子精选方法及参数,以郑单958为材料,通过种子形态自动化识别软件(Seed Identification)获取单粒玉米种子物理参数,并进行单粒种子发芽试验,研究玉米种子活力指标与其形态物理参数之间的相关性,筛选最优精选指标,同时采用单一指标分类法、二元逻辑回归模型和多层感知器神经网络模型预测种子发芽率,确定最佳精选方法。结果表明,幼苗芽长、根长、鲜重与种子物理参数R、A、S、B3呈显著相关。分别按170≤R≤190、10≤A≤20、16≤S≤24、71≤B3≤79进行单一指标精选,其发芽率由未筛选前的66.0%分别提升至72.1%、73.7%、75.0%、73.6%,获选率分别为56.8%、63.6%、52.3%和50.8%;二元逻辑回归模型方法使种子发芽率提高至80.9%,种子发芽获选率88.4%,模型稳定率97.3%;多层感知器神经网络模型方法下种子发芽率提高至82.9%,种子发芽获选率89.5%,模型稳定率97.7%。综上,物理指标R、A、S和B3值可作为玉米种子精选参数;相比单一指标和二元逻辑回归模型,多层感知器神经网络模型在预测种子发芽率、获选率和稳定性方面具有较强优势,可确定为最佳精选方法。
为探究燕麦叶和茎中可培养内生真菌分布情况、群落组成及其功能特性,通过组织培养分离法对阴山北麓区燕麦拔节期叶片和茎的内生真菌分离纯化,利用ITS鉴定并分析其多样性,同时测定其溶磷、解钾和分泌生长素(IAA)能力。结果发现,燕麦的叶和茎中分离得到74株内生真菌,总定殖率为61.94%,总分离率为20.56%,经过分子鉴定属于2门12属,其中优势菌门为子囊菌门(Ascomycota),优势菌属为链格孢菌属(Alternaria,分离率=5.56%,分离频率=27.03%)和镰刀菌属(Fusarium,分离率=8.06%,分离频率=39.19%)。多样性分析发现,茎中分离的内生真菌多样性高于叶,其多样性指数和辛普森指数分别为3.51和0.78。相似性分析发现,叶和茎中内生真菌的相似系数为0.15。对分离得到的内生真菌的功能分析发现,79.73%的菌株具有溶磷能力,72.97%的菌株具有解钾能力,40.54%的菌株能够分泌IAA。根据内生真菌的功能将74株内生真菌分为4类,分别有41、5、21和7株菌株,最优第4类菌株大部分均具有溶磷、解钾能力,且分泌IAA的能力最强。燕麦地上部组织中的内生真菌物种较为丰富,可为内生真菌的应用提供菌种资源,不同内生真菌的功能差异较大,功能性较强菌株在农业生产中可能会发挥其潜在促生长特性。
药用野生稻具有丰富的遗传多样性并含有大量的优异基因,是稻类遗传资源的重要组成部分。与其他野生稻相比,药用野生稻种质资源和多组学的研究相对滞后。为了给药用野生稻资源保护和育种研究提供参考依据,本文从种质资源、基因组、转录组和蛋白质组研究4个方面对药用野生稻遗传学研究现状及其进展进行评述,并对其研究前景进行展望。
采用耐盐燕麦品种张燕7号(A)和盐敏感品种坝莜18号(B)为试验材料,研究不同盐胁迫处理(对照0.0%、0.2%、0.4%和0.6%)对燕麦生长、光合生理特性及籽粒酚类物质含量的影响。结果表明,随着盐浓度增加,品种A和B出苗率、株高、单株干重、单株鲜重和叶片含水量都显著降低;在0.2%盐浓度下,2个品种的净光合速率、胞间CO2浓度、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性都显著高于对照;在0.4%盐浓度处理下相对叶绿素含量和蒸腾速率显著高于对照。在0.6%浓度盐处理下气孔限制值达到最高峰,品种A较B高。盐浓度分别在0.6%和0.4%时,品种A和B籽粒总酚和总黄酮含量达到最高水平。盐浓度0.6%时,2个品种籽粒的抗氧化能力达到最高。综上所述,盐胁迫会影响植株的生长,降低光合指标,提高燕麦的酶活性、酚类物质及抗氧化能力,且盐胁迫对盐敏感品种坝莜18号的抑制作用大于耐盐品种张燕7号。
今年(2024年)冬小麦秋播形势总体有利,一是底墒普遍比较充足,有利于适墒播种。二是种子质量好,数量充足,能满足秋播用种需求。不利因素主要是自然灾害频发、重发,气象条件不确定性大。秋播关键技术以“四适”(适墒、适期、适量、适深)为主线,冬前管理围绕“四关键”(关键时期、关键地区、关键环节、关键技术),突出抓好“三环节”(整好地、播好种、出好苗),落实落细“双镇压”(播前镇压、播后镇压),努力实现“一提高”(提高冬前一类苗比例),奠定2025年小麦丰产基础。
为探究雾培条件下外源激素对马铃薯叶片气孔密度和块茎产量的影响,以费乌瑞它和甘农薯7号为试验材料,设置叶面喷施10 mg/L 6-苄氨基嘌呤(6-BA)、0.1 mmol/L茉莉酸甲酯(MeJA)和0.1 mg/L油菜素内酯(BR)处理。结果表明,3种激素处理均可不同程度增加马铃薯叶片气孔密度,其中喷施10 mg/L 6-BA,费乌瑞它叶片近轴面和远轴面气孔密度较对照分别增加13.89%、6.74%,甘农薯7号分别增加了12.02%、3.38%;喷施0.1 mmol/L MeJA,费乌瑞它叶片近轴面和远轴面气孔密度分别较对照增加26.98%、29.43%,甘农薯7号分别增加12.75%、15.25%;喷施0.1 mg/L BR,费乌瑞它叶片近轴面和远轴面气孔密度分别较对照增加11.78%、10.70%,甘农薯7号分别增加28.84%、39.15%。喷施10 mg/L 6-BA使费乌瑞它与甘农薯7号单株结薯数较对照分别增加10.00%、23.67%,单株产量较对照分别增加23.24%、28.31%%;喷施0.1 mmol/L MeJA,费乌瑞它的单株产量较对照极显著增加17.66%,甘农薯7号的单株结薯数较对照显著增加19.86%;喷施0.1 mg/L BR,费乌瑞它、甘农薯7号的单株结薯数较对照分别增加19.84%、47.89%。研究结果表明,雾培条件下叶面喷施10 mg/L 6-BA、0.1 mmol/L MeJA、0.1 mg/L BR可增加马铃薯气孔密度,并通过增加单株结薯数提高块茎产量,且近轴面与远轴面的气孔密度均与单株结薯数呈极显著正相关。
为拓宽国内小麦种质资源的遗传背景,提供优异亲本材料,以141份国内外小麦种质资源为试验材料,通过变异分析、遗传多样性分析、聚类分析和灰色关联分析等对15个主要性状进行综合评价。结果表明,农艺性状的变异系数(CV)为6.87%~48.18%,其中穗颈长CV最大,总小穗数最小;6个品质性状的CV为2.55%~ 23.90%,其中沉降值的CV最大,淀粉最小;遗传多样性指数(H')为1.08~2.09,水分最低,株高最高。聚类分析将141份小麦种质资源分为6个类群,各类群间均具有显著优异的性状。对141份种质资源进行特异性分析可知,中国和墨西哥的材料在7个主要育种性状间无显著差异,其他地区材料相对偏高,美国、欧洲和澳大利亚种质的穗粒数相对较少,美国材料的千粒重最低,其次为加拿大和欧洲材料,加拿大的材料湿面筋含量最高。灰色关联度分析结果表明,CM98、CM26、CM84、CM99和CM24等18个种质资源的综合性状优良,可作为小麦品种农艺和品质性状改良以及新品种选育的优良亲本。
对云南元谋地区引进试种的22份藜麦材料的农艺性状及营养品质进行相关性、主成分及聚类分析。结果表明,22份藜麦材料的变异系数为18.87%~28.91%,农艺性状变异丰富;产量与主穗长和单株产量呈极显著正相关(P<0.01),与茎粗和叶长等呈显著正相关(P<0.05),与千粒重呈负相关;主成分分析提取到4个主成分,累计贡献率达75.807%;通过聚类分析将22份材料分为3个类群,其中类群Ⅲ表现为高秆、大粒和高脂肪含量,具有利用潜质。筛选出7份(大粒材料LQ09、LQ17、Q24,粗茎材料LQ09、LQ10,高产量材料LQ21、LQ24、Q24和高蛋白含量材料LQ02、LQ17)具有突出特点的藜麦资源。
溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶(lysophosphatidylcholine acyltransferase,LPAT)在植物脂肪酸的积累和代谢中起着至关重要的作用,为了研究LPAT基因家族在甘蓝型油菜(Brassica napus)中的进化和表达模式,利用生物信息学方法,在甘蓝型油菜全基因组水平进行BnLPAT基因的鉴定,并对其理化性质、系统进化、基因结构、顺式作用元件和表达模式进行分析。结果表明,在甘蓝型油菜全基因组水平一共鉴定到44个LPAT基因,它们不均等分布在17条染色体上。根据系统发育关系分为LPAT1~LPAT5,共5个分支,相邻分支的成员具有相似的基因结构和保守基序构成。在推定的BnLPAT基因启动子区域一共鉴定到4类共42种顺式作用元件。此外,表达模式分析发现它们在不同组织部位均能检测到,进一步检测了12个BnLPAT基因在种子发育过程中以及4个基因在高、中、低含油量材料中的表达特征。
为探究有机质提升下马铃薯对土壤氮、磷、钾养分的吸收利用特点,采用中晚熟品种青薯9号,在2个基础肥力差异较大的试验点,设置有机质0(T1)、975(T2)、1950(T3)、2925(T4)和3900 kg/hm2(T5)5个有机质用量处理,并设不施肥处理(T0),研究有机质施用总量增加对土壤养分含量与微生物数量,及对中晚熟品种青薯9号产量、干物质积累量和养分吸收利用情况的影响。结果表明,有机质施入总量增加能有效提高土壤养分含量和土壤微生物数量;随着有机质施入量的增加,马铃薯产量、养分积累量以及养分利用率、肥料贡献率、肥料偏生产力与土壤细菌/真菌比率均呈现先增后减的趋势,且基础肥力较高试验点高于基础肥力较低试验点。在基础肥力较高的歇马试验点和基础肥力较低的尖山试验点分别施入有机质975和1950 kg/hm2时其产量最佳,较T1处理分别增产11.84%和8.22%。综上,施入有机质对肥料利用率、偏生产力与肥料贡献率的作用更突出;土壤肥力较高时,马铃薯更易于达到高产目标;施入过多或过少有机质均不利于马铃薯的营养吸收与产量形成。
为准确评价福建省龙岩市长汀烟区“翠碧一号”特色烟叶植烟土壤养分状况,在该烟区“翠碧一号”6个种植乡镇采集90个土壤样品,测定pH、有机质、碱解氮等8个化学指标,运用模糊数学法对长汀烟区土壤肥力适宜性进行综合评价。结果表明,采样区土壤肥力均在Ⅳ级以上,适宜性指数为0.66,肥力较高;根据土壤养分丰缺现状分析土壤肥力等级情况,6个乡镇中,馆前肥力适宜性等级最高,其他依次为策武、古城、新桥、大同和童坊;长汀烟区烤烟施肥方案整体应调节土壤pH,控制氮肥和氯肥的施用,减少磷肥,合理补充钾肥、有机肥及钙镁等中微肥,提高土壤中多种营养元素的有效性,达到精准施肥,从而改善烟叶品质。
探讨不同无人机飞播时期及播种方式对冬油菜生长、产量、品质、养分吸收和经济效益的影响,为长江流域冬油菜轻简化生产提供参考依据。在江汉平原荆州市进行田间试验,共设6个处理,即飞播不施肥处理(CK)、人工撒播处理(T1)、谷林套种飞播处理(T2)和稻后飞播1(T3)、2(T4)、3(T5)处理。结果表明,与CK相比,T3、T4、T5处理均可显著增加冬油菜产量、生物量和改善农艺性状,尤以T3处理效果最好。与T1处理相比,施肥处理可以提高冬油菜的生长指标和含油量。T3、T4、T5处理高油酸和亚油酸含量平均值较CK平均高出9.9%和3.6%。综合考虑冬油菜的产量、养分吸收、品质和经济效益等指标,稻后不同播期处理中T3和T4处理效果最好,即在江汉平原地区,中稻收获后飞播油菜的最佳时期为9月底至10月中旬,可获得较高产量、品质和收益。
DNA结合单锌指蛋白(DNA binding with one finger,Dof)是植物中特有的一类转录因子,参与调控植物组织分化、种子萌发、植物抗逆及代谢等生理生化过程。为鉴定并分析高粱Dof转录因子家族成员,利用生物信息学方法从全基因组水平对高粱Dof转录因子家族成员的基本基因结构、理化性质、保守基序、启动子顺式作用元件、组织特异性表达及干旱胁迫表达等进行分析。20% PEG6000模拟干旱胁迫处理豫粱10号的幼苗后,利用qPCR技术分析Dof基因家族成员响应不同时间段干旱胁迫的表达情况。结果共鉴定了30个高粱Dof基因,分布在9条染色体上,基因保守性分析结果显示,Motif1(即锌指结构)是高粱Dof基因家族中保守的蛋白质序列;其中29个基因中都含有CX2CX21CX2C保守基序,而SbDof15基因保守序列为CX20CX2C;启动子结构分析表明,Dof基因的启动子区域中含有ABA、MYB、MeJA、低温等逆境胁迫响应元件;进化树分析结果表明,高粱Dof蛋白与玉米的同源性更高,热图分析表明Dof家族成员在高粱的不同部位都有表达。qRT-PCR结果表明,高粱Dof基因家族成员可能参与高粱应对干旱胁迫的响应,不同的Dof基因成员在应对干旱胁迫时的调控机制可能不一样。
低湖冷浸田具有土壤通气透水性差、土壤还原性强、有效养分缺乏等特点。以湖北省典型潜育型低湖冷浸田为研究对象,探讨土壤改良剂对土壤特性、水稻根系特征及产量的影响。结果表明,与单施化肥处理(CK)相比,施用土壤改良剂(T1处理)通过增加有效穗数和结实率使产量提高16.76%;显著促进了水稻根系生长发育,总根长增加14.0%,根鲜重增加27.1%,根干重增加28.5%,根体积增加21.5%;并有效降低了冷浸田还原性,增强土壤氧化特性,氧化还原电位提高16.3%,土壤还原性物质总量降低1.86 cmol/kg,活性还原物质降低2.19 cmol/kg;还可增加土壤有效养分含量,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高11.0%、28.5%和39.2%。化肥减量20%配施土壤调理剂(T2处理)后,水稻减产4.98%,但未达显著水平,总根长增加5.0%,根鲜重增加9.3%,根干重增加18.6%,根体积增加8.3%;并使土壤还原性物质总量降低1.95 cmol/kg,活性还原物质降低2.24 cmol/kg,氧化还原电位提高13.9%,亦降低了土壤还原性。综上,施用土壤改良剂可减轻低湖冷浸田还原性,提高土壤氧化特性,改善根系生长发育,提高土壤有效养分供应,增产效果显著。
为评价不同小麦品种(系)品质性状的关系及差异,探讨小麦醇溶蛋白的遗传多样性,以200份小麦品种(系)为研究对象,对8个小麦品质性状,包括蛋白含量(GPC)、湿面筋含量(WGC)、吸水率(WA)、粉质延伸度(FE)、沉降值(SV)、最大拉伸阻力(MR)、稳定时间(ST)和形成时间(DT)进行考察分析,并利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)技术鉴定分析其醇溶蛋白多样性。结果表明,8个品质性状均存在广泛变异(变异系数5.08%~58.18%),变异系数最大的是稳定时间,最小的是吸水率。8个品质性状间存在不同程度的相关性,蛋白含量与湿面筋含量相关性最强(0.98),湿面筋含量与吸水率相关性最弱(-0.01)。对8个品质性状进行聚类分析,将200份材料分为3大类群,其中类群Ⅰ包含17份小麦材料,类群Ⅱ包含71份,类群Ⅲ包含112份。200份材料共分离出5273条醇溶蛋白谱带,谱带出现频率变异范围为29.0%~89.0%;20 100个醇溶蛋白遗传相似系数变异范围为0.15~1.00,其中周麦11与周麦32间的遗传相似系数最大(0.944)。以非加权组平均UPGMA法对其遗传相似系数进行聚类分析,将200个小麦品种(系)分为5类,聚类分析结果与品种系谱关系基本一致。
为提高辽宁中部平原稻区在高端稻米市场竞争力和满足市场对优质香稻的日益需求,对13个香型粳稻品种在本地区同一管理模式下的产量、品质及2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)含量进行分析,并对各指标进行综合评价。结果表明,辽粳香1号等8个品种产量超过9000 kg/hm2,不同品种取得高产的因素有差异;直链淀粉含量、整精米率、垩白度和食味值是限制各品种优质米等级的主要因素;香气主要活性物质2AP在辽粳香1号、盐粳476、盐粳935、盐粳939和华香粳1号中有较高水平,且显著高于其他品种;主成分分析表明,前4个主成分的累计方差贡献率在80%以上,综合排名前5的品种依次为铁粳香1号、隆粳香6号、盐粳476、辽粳香1号和吉源香1号。综合产量、品质及2AP含量,本研究中辽粳香1号可作为辽宁中部平原稻区优质香型粳稻生产供选品种。
施用生长调节剂是增加产量的重要措施之一,其能消除密植的不利影响并改善叶片光合能力。以登海618(DH618)和MC670为供试品种,设置3个种植密度(9.0万、13.5万、18.0万株/hm2)以及喷施玉黄金(EDAH)和清水(CK)2个处理,研究密植条件下生长调节剂对玉米光合特性及产量形成的调控作用。结果表明,随着密度的增加,2个品种的籽粒产量、株高、穗位高呈先增后降的趋势,叶面积、比叶重、叶片厚度、叶绿素总量、气体交换参数随着密度的增加逐渐降低。喷施EDAH显著降低了株高、穗位高,显著增加了2个品种的籽粒产量,其中DH618的产量高于MC670。此外,喷施EDAH使2个品种的叶面积、比叶重、叶片厚度、叶绿素总量、气体交换参数呈增加趋势。综上所述,喷施EDAH可有效通过调控株高、穗位高、叶面积、比叶重、叶片厚度、叶绿素总量和气体交换参数来增强光合作用,提高籽粒产量。其中EDAH对矮秆品种DH618的调控作用强于高秆品种MC670。
分析麦套花生品种产量构成,为品种评价及高产育种提供参考。以2016-2017年河南省花生联合体麦套花生区域试验数据为研究对象,对产量及其相关的9个农艺性状进行通径分析和GGE双标图分析。结果显示,出米率的变异范围最小,主茎高、单株果数、单株果重的变异系数较大,具备改良潜力;与产量相关性较大的是百仁重和百果重;直接通径系数最大的性状是百仁重;农艺性状与产量的直接通径系数与相关系数排序不完全一致,主要是受到农艺性状间相互作用及其对产量的间接影响。GGE双标图结果显示,丰产稳产性排名前4的品种为开农79、商花21、洛花1号和郑农花18。在花生品种选育过程中,应侧重对产量有关键影响的性状百仁重、百果重的选择,并控制主茎高、侧枝长、总分枝数和结果枝数。
以水稻油菜素内酯(BR)受体BRI1编码基因(OsBRI1)的突变体Fn189及其野生型Tz65为供试材料,在大田条件下,采取随机区组试验设计,研究BR对拔节期水稻生长发育及碳代谢相关生理指标的影响。结果表明,与野生型相比,Fn189拔节期生长受到抑制,Fn189的株高、分蘖数分别降低了25.07%和15.82%。此外,Fn189拔节期叶片的Rubisco活性降低,叶片固定CO2的能力减弱;在蔗糖―淀粉代谢中,与野生型相比,Fn189拔节期叶片的蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶和颗粒结合型淀粉合酶活性降低,酸性转化酶活性增加,说明Fn189叶肉细胞内蔗糖和淀粉合成减弱,而蔗糖分解加速;结果显示Fn189叶片中蔗糖、可溶性糖、淀粉和非结构性碳水化合物含量均显著降低,较野生型分别降低了23.76%、13.46%、9.02%和10.40%。最终,Fn189的产量较野生型降低了71.04%。综上,BR信号转导受阻不仅影响了拔节期水稻的生长发育,还通过影响水稻叶片的光合作用、蔗糖和淀粉代谢,最终影响水稻产量。
玉米垄侧栽培是我国东北山区推广应用多年的一种保护性耕作栽培方式,为明确其对玉米生长发育、光合特性、生理特性及产量的影响机理,在吉林省东部山区坡耕地进行了2年大田垄侧栽培模式(T1)和传统栽培模式(CK)的对比研究。结果表明,与CK相比,T1处理在抽雄期(V12)和吐丝期(VT)可显著提高玉米叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率。T1处理在拔节期(V8)对玉米叶片的过氧化物酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶有显著负影响,对超氧化物歧化酶、谷氨酰胺合成酶及核酮糖二磷酸羧化酶没有显著影响。在V12和VT期,垄侧栽培对碳代谢酶、氮代谢酶及叶片保护酶均没有显著影响。在V8和V12期,垄侧栽培在干物质积累方面没有明显影响,但在VT期,T1处理的干物质积累显著高于CK。T1处理在V8期对根系伤流有显著负影响,但在V12和VT期有显著正影响。T1处理对叶面积没有显著影响,可降低株高和穗位,增加玉米穗粒数、百粒重,提高玉米产量。上述研究结果表明,坡耕地垄侧栽培对玉米生长发育、光合特性及生理特性有重要影响,可提高玉米产量。
为探究不同浓度外源硅对盐胁迫下娃娃菜种子萌发及幼苗生理特性的影响,以娃娃菜品种“华耐B1102春玉黄”为试验材料,采用单因素完全随机区组设计,在85.55 mmol/L NaCl盐胁迫下,共设6个处理,分别为CK1(蒸馏水)、CK2(NaCl)、A1(NaCl+0.5 mmol/L Si)、A2(NaCl+1.0 mmol/L Si)、A3(NaCl+2.0 mmol/L Si)和A4(NaCl+4.0 mmol/L Si),每个处理3次重复,测定娃娃菜种子萌发和幼苗生长指标及生理活性的变化。结果表明,不同浓度外源硅均可有效缓解盐胁迫对娃娃菜种子和幼苗带来的伤害,当硅浓度为1.0 mmol/L时,娃娃菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数显著提高;同时娃娃菜幼苗的株高、茎粗、叶面积、根系体积和叶绿素含量也显著增加,其叶片过氧化物酶活性增高,丙二醛含量下降。外源硅可有效调节盐胁迫对华耐B1102春玉黄娃娃菜种子萌发及幼苗生长的抑制,其缓解盐胁迫效果最佳的硅浓度为1.0 mmol/L。
“成苦2号”是通过对四川凉山州的推广品种“川荞3号”用0.2%甲基磺酸乙酯(EMS)处理,然后在后代群体中选择突变体单株,通过多代株(行)系选择、品系鉴定、品种比较、区域试验选育而成。该品种生育期86~96 d,为中熟品种,具有苗齐、幼苗健壮、株型紧凑等特点。叶片戟形,中等大小,绿色。株高107~ 133 cm,主茎分枝数5~8个,主茎17~21节,茎秆绿色,花色淡绿、无香味,花序柄短,结实率高,结籽集中。籽粒褐色,三角形,长度较短,千粒重17~20 g。“成苦2号”具有抗逆性强、落粒性低、适应性强、产量高等特点。2021-2022年新品种区域试验有5个试点、10个参试种、1个对照品种(九江苦荞),2年平均产量2764.8 kg/hm2,较对照增产14.6%。该品种适宜在四川省凉山州苦荞种植区及类似生态区域推广种植。
为探明不同催熟剂对芝麻籽粒产量与品质的影响,为芝麻的机械化收获提供理论支持。选用商芝196采用常规种植,在芝麻终花期喷施化学催熟剂乙烯利、立收谷+乙烯利和540 g/L噻苯·敌草隆+乙烯利,分别在3、6、9 d后调查蒴果层的脱叶和脱水情况、蒴果光合特性、光合效率、千粒重等。结果表明,随催熟天数的增加,蒴果、茎秆和籽粒含水量都下降,且显著低于CK(清水),并且随浓度的增加,下降幅度增加;脱叶率和落叶率不断提高,且显著高于CK;3种催熟剂中,立收谷+乙烯利处理对芝麻脱水和脱叶效果最为显著,其次为540 g/L噻苯·敌草隆+乙烯利处理。催熟剂处理后,蒴果叶绿素含量不同程度下降,随催熟天数的增加,立收谷+乙烯利处理蒴果叶绿素破坏严重,芝麻蒴果实际光合速率较CK显著降低,PSII潜在活性(Fv/Fo)和光化学效率(Fv/Fm)均下降。540 g/L噻苯·敌草隆+乙烯利处理叶绿素含量随催熟天数的增加呈先升高后降低的趋势。催熟处理后,芝麻千粒重和脂肪、蛋白质含量均下降,立收谷+乙烯利处理影响最为显著,540 g/L噻苯·敌草隆(SC)+乙烯利处理对芝麻品质和产量的影响最小。综合分析表明,540 g/L噻苯·敌草隆(SC)45.0 g/hm2+乙烯利2500 g/hm2复配组合下脱叶、脱水和催熟效果显著,对后期蒴果的光合效率影响较小,可以获得较为理想的催熟效果。
以夏玉米品种庐玉9105为供试材料,设置6月5日、6月15日、6月25日和7月5日4个播期,研究不同播期对玉米产量与籽粒灌浆特性的影响。结果表明,播期每推迟10 d,播种到吐丝期平均缩短3.3 d,吐丝期到生理成熟期平均延长5.4 d。播期显著影响玉米产量,2年中6月5日和6月15日播期产量和穗粒数显著高于其他播期,其中6月15日平均产量最高;百粒重表现为6月25日播期最大。灌浆特性分析表明,播期推迟,灌浆持续期延长,平均灌浆速率先升高后降低,最大灌浆速率出现的时间提前。玉米产量与穗粒数和百粒重呈显著正相关,穗粒数对产量贡献率为56.1%;随播期推迟,百粒重增大的趋势不能弥补穗粒数降低导致的产量降低,穗粒数降低为产量下降的主要原因。综上,江淮中部夏玉米适宜播期为6月15日以前。
为筛选与春小麦抗倒伏性密切相关的性状指标,构建宁夏春小麦抗倒伏评价体系,以宁夏历年选育的60个春小麦品种为研究对象,对植株茎秆形态特征、穗部性状、茎秆强度及抗倒伏指数等25个性状进行测定和分析,明确不同品种性状间差异,采用相关性分析和通径分析筛选出与春小麦抗倒伏性密切相关的指标,通过主成分分析和线性回归构建春小麦抗倒伏评价体系。结果表明,60个春小麦品种在茎重、茎长和抗倒伏指数表型性状上变异明显;与抗倒伏指数相关性较大的性状是第二节间抗折力、穗重和茎秆强度,均呈极显著正相关;第二节间抗折力对抗倒伏指数的直接通径系数最大,穗重和茎秆强度对抗倒伏指数的相关系数和直接通径系数大小排序不一致,主要由于农艺性状之间相互影响造成;重心高度、穗重、植株鲜重、茎粗、茎秆强度、第二节间抗折力、第二节间茎长等8个性状可作为宁夏春小麦抗倒伏性鉴定指标。
为明确硅藻土对水稻产量和氮肥利用率的影响,于2021-2022年在湖北荆州设置了单施硅藻土(Si)、单施氮肥(N)、硅藻土与氮肥配施(N+Si)试验,以不施加硅藻土和氮肥作对照(CK),测定分析了产量、产量构成要素和氮肥利用率。结果表明,与CK相比,Si对水稻产量无显著影响;但与N处理相比,N+Si处理能显著提高39.26%(2021年)和19.80%(2022年)的水稻产量。从产量构成因素来看,N+Si处理对产量的提升主要在于有效穗数、结实率和千粒重的增加。此外,与CK相比,Si、N和N+Si处理均显著提高水稻成熟期地上部干物质积累量,依次为N+Si>N>Si>CK。与N处理相比,N+Si处理显著提高氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力,但显著降低氮素收获指数。综上所述,硅藻土配施氮肥能显著提高水稻产量、干物质积累量和氮肥利用率,是一种有利于江汉平原地区水稻生产节氮高效的施肥方式。
为探究河西灌溉农业区耕种模式对玉米叶片生理及结构的影响,设置免耕留茬(NT)与传统耕作(CT)2种耕作方式,小麦间作玉米(W/M)、小麦收后播种冬油菜玉米轮作(W-G→M)、小麦玉米轮作(W→M)3种种植模式,研究6个不同处理玉米叶片生理、结构及产量变化。结果表明,NT模式下玉米可溶性糖含量有3个时期高于CT模式。灌浆期CT(W-G→M)与CT(W→M)处理可溶性糖含量显著低于其他处理。不同耕作处理的玉米叶片可溶性蛋白含量呈现出先增后减趋势,但不同耕作处理峰值出现时期有所不同。不同耕作处理叶片丙二醛(MDA)含量均呈先增后减趋势。成熟期W/M模式叶片比叶重(SLW)较W-G→M和W→M模式分别高23.75%和19.87%,NT(W/M)处理较其他处理高13.17%~39.66%。NT处理玉米叶片线粒体长轴近乎平行,内外膜和嵴清晰可见,而CT处理线粒体呈长条形且排列无序,弯曲盘旋于细胞内,多数呈堆积状存在于细胞内的一角,内外膜比较模糊。W/M模式中,NT小麦产量较CT高8.17%,NT玉米较CT平均增产13.91%,W/M模式玉米产量增幅最大。与传统耕作相比,免耕处理可提高玉米叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量与SLW,增加叶片叶绿体数量,间作可减少叶片MDA含量,缓解叶片衰老。免耕玉米单株粒重、百粒重较传统耕作分别提高9.24%和9.40%,产量较传统耕作高13.91%。单株粒重、百粒重和玉米产量呈正相关关系。不同种植模式下,由于播种密度不同,小麦、玉米产量均低于轮作模式。麦玉间作土地当量比达到1.30~1.36。因此,玉米免耕间作模式是比较适合绿洲灌区推广应用的一种耕种模式。
以萌芽期高度耐冷资源巴盟黑糜子和高度冷敏感资源PAN21为试验材料,通过人工气候箱土培法,对比研究了苗期低温胁迫对不同耐冷糜子品种生长指标的影响及渗透调节和抗氧化能力的变化。结果表明,低温胁迫下,巴盟黑糜子死苗率为8.9%,为强耐冷糜子;PAN21的死苗率为80.3%,为极不耐冷糜子,与其在萌芽期耐冷性强弱分类结果一致;低温胁迫对糜子地上部分生长量的影响显著小于地下部分;低温胁迫下糜子苗期叶片脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛和H2O2含量均不同程度升高,叶绿素含量降低,且通过提高超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性降低活性氧水平,减轻低温对生物膜的伤害。渗透调节物质和抗氧化系统的运行效率是衡量糜子耐性强弱的重要生理指标。
为了探究水杨酸浸种对盐胁迫抑制藜麦种子萌发和幼苗生长的缓解机制,以藜麦品种陇藜1号(盐敏感型)和陇藜4号(耐盐型)为试验材料,研究不同浓度(0、0.10、0.25、0.50、1.00 mmol/L)水杨酸浸种对中度盐胁迫(200 mmol/L NaCl)下藜麦种子萌发和幼苗生长及生理的影响。结果表明,2个藜麦品种在盐胁迫下种子发芽率均显著下降,幼苗生长受到抑制。经水杨酸处理后,盐胁迫引起的负面影响得到明显缓解,发芽率、发芽势以及发芽指数在浸种处理后均显著提高,有效促进了种子发芽。此外,2个藜麦品种幼苗的生长参数、地上部干重、抗氧化酶活性、渗透调节物质、叶绿素含量和根系活力均随水杨酸浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势,MDA含量则随水杨酸浸种浓度的增加先降后升,其中0.25 mmol/L水杨酸浸种浓度对盐胁迫下陇藜1号调控效果最佳,0.10 mmol/L对陇藜4号调控效果最佳。
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