高能重离子束和X射线辐射水稻幼苗的当代生物学效应研究

为探究高能重离子束和X射线辐射对水稻幼苗生长发育和生理特性的影响,使用5~40 Gy的高能碳离子束和10~80 Gy的X射线辐射处理粳稻Kitaake幼苗,测定根长、芽长、苗高、株高、分蘖数、结实率、千粒重、光合特性、抗氧化酶活性及遗传物质多态性指标。结果表明,高能重离子束或X射线辐射水稻幼苗后,其根长和芽长均呈现随辐射剂量增加而降低的趋势,但存活植株成熟期的株高与未辐射组相比差异不显著;M₁植株结实率及种子千粒重随剂量升高呈下降趋势,在较高剂量下表现为显著降低。辐射处理后相对根长约为69%时,两种辐射对幼苗的根及芽在较短时间内的抗氧化系统存在显著影响。与未辐射组相比高能碳离子束辐射组的叶绿素含量和F_v/F_m值均无显著差异,而X射线辐射处理组的叶绿素含量较高、F_v/F_m值降低。20 Gy高能碳离子束辐射处理水稻幼苗简单重复序列间扩增(ISSR)多态率为29.31%,40 Gy X射线辐射处理水稻幼苗ISSR多态率为37.76%。本研究结果为不同电离辐射处理水稻幼苗提供了推荐的诱变剂量区间:高能碳离子束20~30 Gy,X射线30~40 Gy。     

12C6+重离子束辐照玉米后代的生物学效应

为给玉米种质创新及品种改良创制优异的资源材料,采用不同剂量0(对照)、30、60、90、120 Gy 的¹²C⁶⁺重离子束辐照自育骨干玉米自交系LY8405干种子,并对各剂量辐照后代植株的生物学效应进行详细的对比分析。结果表明,随着辐照剂量的增加,自交系LY8405 M₁种子发芽率、株高、穗位高和花粉活力均低于对照组,相同剂量辐照的M₂生理损伤检测指标较M₁有较大程度的恢复,但仍显著低于对照组,而90和120 Gy剂量辐照后的M₁、M₂种子发芽率、株高和穗位高均与对照组表现出极显著差异;辐照剂量为30 Gy时,在M₂、M₃植株变异表型筛选中,创制出了多种农艺性状表型变异突变体,说明30 Gy是对自交系LY8405的生物学效应最为明显的辐照剂量,60 Gy影响效应次之,同时60 Gy是辐照半致死阈值;M₂和M₃突变类型包括植株矮化、穗位高度降低,叶片皱缩、叶色黄化、白化、花叶,穗型变大、变长,穗轴颜色由白变红,籽粒颜色由黄变为酒红色,粒型由马齿型变为硬粒型。生物学效应表明,30~40 Gy辐照剂量是0~120 Gy范围内重离子辐照选育玉米自交系LY8405的适宜剂量。本研究结果为不同玉米自交系创制新的种质资源提供了方法,更为玉米选育新品种提供了稳定的遗传材料。     

~(60)Co-γ射线对路易斯安那鸢尾种子的辐射效应研究

为探索路易斯安那鸢尾育种的新途径,利用0(CK)、100、200、300 Gy 4个不同剂量的~(60)Co-γ射线对6个路易斯安那鸢尾品种的自交种子进行辐射处理,研究~(60)Co-γ射线对路易斯安那鸢尾种子的辐射效应。结果表明,与CK相比,100 Gy辐射处理可以提高路易斯安那鸢尾种子萌发率和成苗率,并有效促进F1M1花茎伸长和花朵直径增加;200 Gy的辐射处理具有明显的致死效应,种子成苗率显著下降;低于200 Gy的~(60)Co-γ射线辐射对其中5个品种F1M1的花色分离具有促进作用,剂量越高,花色分离率越高;300 Gy辐射处理下,6个品种种子成苗率均低于2%,表明300 Gy具有强烈的致死效应。由此可知,100 Gy辐射处理可以促进种子萌发,用于种苗生产;200 Gy可以作为诱变剂量用于诱变育种;300 Gy则不适宜选作辐射育种剂量。本研究结果为路易斯安那鸢尾的辐射育种技术的应用提供了一定的理论依据和技术参考。     

~(60)Co-γ射线辐射对荷兰鸢尾花色诱变效应的研究

为探究不同~(60)Co-γ射线辐射剂量对荷兰鸢尾的诱变效应,以花深蓝色的荷兰鸢尾品种展翅种球为试验材料,分别进行0(CK)、3、5、7、10 Gy 5个剂量的辐射处理,并调查辐射后代的生长发育状况以及花色变异表现。结果表明,辐射处理对VM_1的生长具有抑制作用,但经过2代的栽培后VM_3生长指标恢复,变异特性稳定;受体的花色诱变效应和花色变化产生的方向与辐射剂量密切相关,7 Gy处理时,出现白色和紫色2种颜色;低剂量(3 Gy和5 Gy)处理下的花色更倾向于白色转变,而高剂量(10Gy)处理下更偏向于紫色方向变化。经多代选育,在VM_6中筛选到深蓝紫色、紫罗兰色和白色3个不同花色的变异新株系,表明~(60)Co-γ辐射诱变可以作为荷兰鸢尾新品种培育的有效途径。本研究结果为荷兰鸢尾种球~(60)Co-γ射线辐射诱变育种和选育观赏性状优良的新品种奠定了一定的理论基础。     

玉米自交系48-2和R08辐照后代M_3株系遗传变异的SSR分析

为研究玉米自交系辐射诱变后代的性状遗传变异规律,促进突变体的高效选择和利用,本研究用3种剂量梯度的60Coγ射线对玉米自交系48-2和R08的种子进行辐射诱变处理,用32个多态性SSR分子标记对48-2和R08及其辐射诱变后代M3株系等103份材料进行了遗传变异分析。结果表明：48-2和R08 M3株系位点多态信息量（...     

陕A群、陕B群选育的玉米自交系氮效率评价

为阐明不同类型玉米自交系氮效率差异特征,筛选氮高效的玉米自交系,以陕A群、陕B群选育的33份玉米自交系为材料,以4份骨干自交系(‘郑58’、‘昌7-2’、‘PH6WC’和‘PH4CV’)为对照,调查了2种施肥条件下[0 kg(N)·hm?2、180 kg(N)·hm?2]玉米自交系的穗位叶SPAD值、叶面积、干物质积累量、叶片、茎秆和籽粒氮含量等生理指标。利用主成分分析和模糊隶属函数,采用逐步回归分析方法建立最优回归方程,筛选耐低氮性综合评价指标。结果表明:穗位叶SPAD值、吐丝期绿叶面积、吐丝期茎干重、吐丝期叶干重和籽粒氮含量,可作为玉米自交系耐低氮能力的第2性状筛选指标。以产量作为第1性状指标,可将37份玉米自交系划分为14份高产氮高效型,5份低产氮高效型,15份低产氮低效型和3份高产氮低效型。以耐低氮能力综合值D值筛选,将37份玉米自交系可分成3种类型,其中耐低氮能力较强的15份(D值≥0.5),耐低氮能力中等的15份(0.35≤D值0.5),耐低氮能力较差的7份(D值0.35)。综合分析,2种施氮条件下,‘KB215’、‘KB417’、‘KA225’、‘KB081’和‘L123098-2’5份玉米自交系具有吐丝期绿叶面积大,吐丝期茎叶干重、籽粒氮含量高和籽粒产量高,耐低氮能力强的特点。因此,强化育种环境的选择压力,实施低氮选择策略,可有效提高玉米种质对氮肥的利用效率。     

悬铃木种子~(60)Coγ辐照及其苗期生物学性状调查

以不同剂量的60Coγ射线辐射悬铃木干种子,测定不同剂量对悬铃木M1代的影响。结果表明,在50~400Gy辐射范围内,随着剂量的增加,悬铃木种子的萌发率、出苗率、成苗率降低,株高、鲜重、根长也明显下降。辐射对幼苗生长的抑制作用极显著,50~250Gy处理各组出真叶期比对照组依次推后2、5、9、14d。300~400Gy处理组虽有发芽,但幼芽严重扭曲,15d后逐渐死亡。通过对悬铃木辐射组与对照组成苗率和根长进行比较,初步推测悬铃木辐射的半致死剂量为50Gy,辐照诱变的适宜剂量为50至250Gy。     

航空诱变处理玉米自交系研究简报

将糯玉米自交系S147、S181和普通玉米自交系268、561作航空搭载诱变处理,考察回收种子与地面保存种子主要农艺性状,结果表明:空间诱变可使纯合的玉米自交系产生变异;不同类型的玉米自交系对空间环境诱变因子敏感程度不同,糯玉米自交系比普通玉米自交系更容易产生变异;同样的糯玉米自交系,S147比S181更容易产生变异.S147处理后代变异类型丰富,株高、穗位高、雄穗主轴长度、雄穗分枝个数,穗长、穗粗、穗行数均发生了变异;S18l处理后代中产生了雄穗完全退化植株;普通玉米自交系268、561处理后代无明显变异.     

60Co-γ射线辐射对荷兰鸢尾花色诱变效应的研究

为探究不同⁶⁰Co-γ射线辐射剂量对荷兰鸢尾的诱变效应,以花深蓝色的荷兰鸢尾品种展翅种球为试验材料,分别进行0(CK)、3、5、7、10 Gy 5个剂量的辐射处理,并调查辐射后代的生长发育状况以及花色变异表现。结果表明,辐射处理对VM₁的生长具有抑制作用,但经过2代的栽培后VM₃生长指标恢复,变异特性稳定;受体的花色诱变效应和花色变化产生的方向与辐射剂量密切相关,7 Gy处理时,出现白色和紫色2种颜色;低剂量(3 Gy和5 Gy)处理下的花色更倾向于白色转变,而高剂量(10 Gy)处理下更偏向于紫色方向变化。经多代选育,在VM₆中筛选到深蓝紫色、紫罗兰色和白色3个不同花色的变异新株系,表明⁶⁰Co-γ辐射诱变可以作为荷兰鸢尾新品种培育的有效途径。本研究结果为荷兰鸢尾种球⁶⁰Co-γ射线辐射诱变育种和选育观赏性状优良的新品种奠定了一定的理论基础。     

γ射线和高能混合粒子场辐照紫花苜蓿品质变异的比较分析

分别用109、145、195、284和560Gy5个剂量的60Coγ射线和高能混合粒子场处理龙牧803紫花苜蓿干种子,种植后田间观察,测定株高、鲜草产量和品质含量来比较2种不同诱变方法所造成的损伤效应。结果表明,高能混合粒子场处理过的植株在株高和产量上均高于同剂量γ射线处理的植株;而γ射线处理组的粗纤维含量普遍低于高能混合粒子场处理组,粗蛋白含量普遍高于高能混合粒子场处理组;粗脂肪含量在低剂量条件下(109、145和195Gy)γ射线处理高于高能混合粒子场处理,高剂量(284~560Gy)条件下则低于高能混合粒子场处理。     

地下水埋深对辽宁中部地区膜下滴灌玉米生长及产量的影响

为探讨地下水埋深对膜下滴灌玉米生长和产量的影响,以沈阳地区为例,选择郑单958玉米品种为试验材料,通过地下水埋深模拟系统设置地下水埋深1.0(D1.0),1.5(D1.5),2.0(D2.0),2.5(D2.5),3.0m(D3.0)共5个处理,对玉米生长指标、灌浆期光合作用、产量及耗水量等指标进行分析。结果表明:(1)不同地下水埋深下的株高、茎粗和叶面积指数达到峰值时的具体表现为D1.0D1.5D2.0D3.0D2.5,且D1.0和D1.5处理下的株高和茎粗达到峰值的日期(播后天数)较其他处理提前了10~20天。(2)D1.0处理下的净光合速率和蒸腾速率较其他处理分别提高18.05%~32.89%和18.50%~137.24%。(3)产量随地下水埋深的增加呈降低趋势,其中D1.0处理产量最大,达17 100kg/hm~2,且产量随着地下水补给和全生育期耗水量的增加而增加。通过对玉米产量影响因素与产量间的通径分析可知,地下水埋深通过增加叶面积指数和穗粒数使玉米增产。浅埋地下水(1.0~2.5m)有助于缩短玉米生育进程,增加叶面积指数,从而提高叶片光合作用能力,促进灌浆期玉米籽粒的形成,增加穗粒数使玉米增产。研究结果可为辽宁中部及类似地区不同地下水埋深条件下玉米高产栽培和节水灌溉提供科学依据。     

不同氮肥减施量下玉米针叶豌豆间作体系的产量及效益

  【目的】  通过探讨河西绿洲灌区氮肥减施对玉米针叶豌豆间作体系产量及肥料贡献率的影响,为玉米针叶豌豆间作体系氮素资源高效管理提供理论依据。  【方法】  研究基于2011年设置在武威绿洲灌区的玉米间作针叶豌豆长期田间定位试验。不施肥和习惯施肥 (N100) 处理为单作玉米,施用习惯氮肥量95%、90%、85%、80%和0%处理为玉米间作针叶豌豆。调查了2014—2019年玉米针叶豌豆间作体系产量、产量构成要素、经济效益、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥肥料贡献率。  【结果】  玉米针叶豌豆间作种植具有明显的增产优势,而且这种增产优势随种植年限的延长呈增加趋势。在85%常规氮肥用量条件下,玉米籽粒产量与N100基本相当,差异不显著,虽然玉米株高和茎粗会受到明显抑制,穗位和穗位比下降明显,但是成穗数、穗粒数和百粒重却无明显变化,同时因为增收了1419 kg/hm2针叶豌豆干草和1637 kg/hm2针叶豌豆籽粒,合计收益增加3813元/hm2,增幅明显,而且氮肥偏生产力和氮肥农学利用率显著提高,氮肥肥料贡献率除2019年显著降低外,其余年份无明显变化。在80%常规氮肥用量条件下,玉米籽粒产量显著降低,降幅达8.77%,但是同样因为可以增收1438 kg/hm2针叶豌豆干草和1569 kg/hm2针叶豌豆籽粒,合计收益增加2098元/hm2,增幅明显,氮肥偏生产力显著提高,增幅达14.04%,氮肥农学利用率无明显变化,但是玉米的成穗数、穗粒数、百粒重、株高、茎粗、穗位、穗长、穗粗、氮肥肥料贡献率等降幅均达到显著水平。  【结论】  在河西绿洲灌区,长期进行玉米间作针叶豌豆,在玉米季减少15%的化学氮肥施用量不会造成玉米减产,由于同时收获了针叶豌豆干草和籽粒,整个体系收益提高,氮肥效率显著增加。在玉米季减少20%的化学氮肥施用量虽然会造成玉米减产,氮肥肥料贡献率下降,但是同样因为增收了针叶豌豆干草和籽粒,整个体系收益提高,氮肥偏生产力显著增加。     

水肥耦合对玉米化学计量学特征及其生长性状的影响

为了探讨不同水肥条件下玉米C、N、P化学计量学特征及其影响因素,设置土壤不同含水量和全氮含量的盆栽试验,分析了不同水肥对玉米生长性状和碳氮磷化学计量学特征的影响,并对两者进行了相关分析。试验设置田间持水量的90%,70%,50%(W1、W2、W3),田间正常施氮量的150%,100%,50%,(N1、N2、N3),共9个处理。结果表明:玉米根、茎、叶不同器官干物质量均随着施氮量的减少而减少,随着土壤含水量的增加而增加。高、中水分时玉米株高随着施氮量的增加而增加,当玉米处于干旱胁迫时施氮量对玉米株高影响不大。低水分下的茎粗显著低于高、中水分。玉米根、茎、叶的C含量差异不显著。低氮施肥处理下玉米根、茎和叶的N含量均显著低于中、高氮处理,而后两者对根、茎和叶的N含量的影响表现不一,其中对茎氮含量差异达到显著水平,对叶氮含量在抽雄期以后才显著。玉米C∶N∶P生态化学计量特征随水肥因素的变化表现不一,其中N/P平均为6.01,随着施氮量的增加而升高,随土壤含水量的增加而降低;C/N为0.31,随着施氮量的增加而降低,对水分因素不敏感;C/P为1.62,表现出强烈的内稳性,不随外界生物与非生物环境的变化而变化。     

黄土塬区不同玉米品种间作的竞争力表现

为探明不同玉米品种间作下植株对资源的竞争力变化, 以及竞争对植株生长和产量的影响, 本文利用紧凑型玉米品种"郑单958"和半紧凑型玉米品种"沈单16号", 在两个密度(低密度: 45 000株·hm^-2, 高密度: 75 000株·hm^-2)条件下进行隔行间作田间试验, 测定了不同玉米品种茎叶干物质积累量、株高、穗位高度和根系干物质量及收获期产量和产量构成因素的变化。研究结果表明: 随着生育期的延伸, 玉米茎叶比呈先增加而后逐渐稳定的变化趋势; 茎叶比在营养生长阶段呈明显增长, 灌浆期后间作竞争明显降低了茎叶比; 低密度间作茎叶比有所增加, 高密度间作茎叶比显著降低, "郑单958"表现突出。间作栽培下根冠比随间作密度的增加显著降低, 低密度间作处理之间根冠比差异显著。穗位比、收获指数随间作密度的增加而增加, 穗位比在低密度间作时显著低于单作, 高密度间作时显著增加, "沈单16号"变化较明显; 间作收获指数较单作明显增加, 且随间作密度的增加而增加, "郑单958"变化不稳定, 低密度间作时较单作显著增加, "沈单16号"具有稳定而明显的变化。品种间作竞争可以改变间作种群的产量构成, 穗长和穗粗明显减小, 秃尖长明显缩短。竞争系数具有品种差异, "郑单958"强于"沈单16号"。说明品种间作竞争具有提高玉米产量的能力, 有效利用竞争效应, 有可能实现高效利用资源和发掘玉米增产潜力。     

春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮对施氮的响应

为了提高氮肥增产效益,减少对环境的污染,通过田间试验研究了施氮量对春玉米产量、氮肥效率及土壤矿质氮的影响。结果表明,施氮量较低时,春玉米籽粒产量随施氮量增加显著增加,当施氮量高于180 kg·hm-2时,产量保持不变或有减少趋势。氮肥农学利用率、氮素吸收效率、氮素偏生产力和氮收获指数均随着施氮量增加显著降低,氮肥表观利用率和氮肥生理利用率均先增加后降低。从苗期到收获期,施氮处理0~60 cm土层硝态氮含量呈现"上升—下降—上升—下降—稳定"的变化趋势,而60~120 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势。随着土层加深,土壤硝态氮含量呈波浪式下降,施氮量240 kg·hm-2和300 kg·hm-2处理在60~100 cm土层硝态氮含量均显著高于其他处理。随着施氮量增加,0~120 cm土层硝态氮累积量显著增加,当施氮量超过240kg·hm-2时,土层中累积的硝态氮存在着较大的淋溶风险。综合考虑产量、氮肥效率和环境效应,179~209 kg N·hm-2是本试验条件下春玉米的合理施氮量。     

马棘的γ辐照效应与彩叶突变选育

用0~450Gy 8种剂量60Co γ射线辐照马棘干种子,研究表明：150Gy以下低剂量辐照对种子具有刺激效应,350Gy以上的高剂量具有显著的抑制作用,200～450Gy之间时,剂量与出苗率、成苗率和苗高显著相关,综合考虑苗高和成苗率,初步认为马棘种子辐照以300Gy为佳。经300Gy辐照诱变2代出现黄色、白色、虎斑、紫色等4大类型的10种叶色变异,尤以黄色突变谱最丰富。并对比分析了黄色、紫色和银白3种叶色突变体材料的物候期、成枝量、分枝长度、主干花序数、结荚果数、成熟种子数、耐逆性与适应性等特征特性。     

POTASSIUM UPTAKE CHARACTERISTICS OF TWO MAIZE HYBRIDS AND THEIR PARENTS UNDER THE STRESS FROM A LOW AMOUNT OF POTASSIUM

The objective was to study the relationship between maize hybrids and their parents in potassium ion (K⁺)-uptake characteristics under the stress from a low amount of potassium. Superoxide dismutase (SOD) activity, the malondialdehyde (MDA) content, the potassium utilization index (KUI), root volume, total and active root uptake area, Michaelis-Menten coefficient (Km), and the maximum rate of uptake (Vm) of different maize (Zea mays L.) genotypes were determined. SOD activity and MDA content in the leaves of Si144, Xianyu335 and PH4CV were significantly higher than the control, whereas for Jidan27, Si-287 and PH6WC, no differences were detected. Jidan27 showed a higher KUI than Xianyu335 under 0.1 mM potassium chloride (KCl), but no differences were observed under 3 mM KCl. Jidan27, Si287, and PH6WC had a greater root volume, total and active uptake areas, higher Vm and smaller Km than the other genotypes under 0.1 mM KCl. The differences in the KUI among maize genotypes resulted from variation in the Km to a greater extent than the Vm. These results indicate that potassium absorption characteristics of the low-K⁺-tolerance genotype, Jidan27 resembled its female parent, Si-287, whereas that of the stress-sensitive genotype, Xianyu335 was more like its male parent, PH4CV.