不同降雨年型旱地冬小麦水分利用及产量对施氮量的响应

【目的】降雨和施氮是影响渭北旱塬冬小麦生产的主要因素,降雨年际变幅大对其影响更大,因此小麦增产效应受降雨年型显著影响。分析不同降雨年型下施氮量对旱地麦田水分利用、籽粒产量和蛋白质含量的影响,能够为实现渭北旱地冬小麦 “因雨施氮”和稳产优质提供理论依据。【方法】于2017—2020年连续3年在陕西合阳县开展田间定位施氮试验,以晋麦47为试验材料,设置5个施氮量处理0、60、120、180、240 kg·hm^-2（分别以N₀、N₆₀、N₁₂₀、N₁₈₀、N₂₄₀表示）,研究不同降雨年型施氮量对冬小麦生育期0—200 cm土层水分变化动态、水分利用效率、产量构成及蛋白质含量的影响。【结果】降雨年型和施氮对冬小麦播前底墒及生育期土壤含水量、耗水量、水分利用效率、籽粒产量和蛋白质含量影响显著。（1）休闲期降雨与播前底墒呈线性相关,每增加1 mm夏季降雨,底墒增加0.9 mm。在丰水年和平水年休闲期降雨充足,前季小麦增加施氮量对下季小麦播前底墒无显著影响;在欠水年休闲期降雨较少,前季小麦每增施氮100 kg·hm^-2,下季小麦播前底墒减少15.4 mm。丰水年较欠水年和平水年均能提高冬小麦生育期0—200 cm土层土壤含水量,因而分别增加生育期耗水量35.7%和6.6%。全生育期0—120 cm土层土壤含水量受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但160—200 cm 深层土壤含水量相对稳定。丰水年的水分利用效率较欠水年和平水年分别提高55.7%和26.5%,籽粒产量分别提高112.3%和39.1%,蛋白质含量分别降低8.3%和5.2%。（2）与N₀处理相比,丰水年、欠水年和平水年施氮均降低各生育时期0—200 cm土层土壤含水量,分别提高生育期耗水量4.6%—14.6%、6.0%—8.6%、2.2%—9.5%,分别增加水分利用效率20.7%—39.8%、4.7%—33.3%、13.1%—35.4%,分别增产7.1%—28.1%、1.5%—34.1%、8.5%—28.9%,分别提高蛋白质含量5.6%—10.4%、10.1%—17.7%、8.5%—15.6%。（3）施氮量和籽粒产量、蛋白质产量均符合二次曲线关系,拟合方程表明,丰水年、欠水年和平水年满足旱地冬小麦稳产优质的最适施氮量范围分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2。【结论】综合来看,丰水年、欠水年和平水年的最佳施氮量分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2,并可采取“播前底墒确定基施氮肥量+播种至拔节期降雨确定追施氮肥量”的“因雨施氮”管理模式,既能满足旱地冬小麦稳产优质,也可保证水分高效利用。     

苦荞VQ基因家族的全基因组鉴定及其在叶斑病原与激素处理下的表达谱分析

【目的】VQ基因家族在植物生长、发育以及对生物或非生物胁迫反应中发挥重要功能。在全基因组尺度上,全面鉴定苦荞（Fagopyrum tataricum L. Gaertn.）VQ（FtVQ）基因家族,分析其在苦荞叶斑病原——互格链格孢（Alternaria alternata）和黑孢霉（Nigrospora osmanthi）侵染和防御相关激素——水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、乙烯（ET）处理下的表达模式,为深入解析苦荞VQ基因家族在植物抗病防御中的功能及机理奠定基础,同时为优良基因资源发掘及抗病品种改良提供线索。【方法】基于VQ保守结构域的隐马尔可夫文件（PF05678）,采用HMMER 3.0对苦荞平苦一号基因组数据库进行比对搜索,鉴定VQ基因;通过DNAMAN、MapInspect、MEGA、MEME、OrthoFinder、PLACE等生物信息学工具分析基因结构、染色体分布、启动子顺式元件、蛋白质理化性质、蛋白质保守基序、蛋白质亚细胞定位和蛋白质系统进化关系;采用实时荧光定量PCR（qPCR）方法分析苦荞叶VQ基因在病原侵染或激素处理下的表达模式。【结果】从苦荞基因组中鉴定获得28个VQ基因,大小为566—1 454 bp,均无内含子,不均一地分布在8条染色体上。根据它们在染色体上的物理位置,命名为FtVQ1—FtVQ28。每一个FtVQ蛋白含有1个VQ基序——FxxxVQx（L/F/I/V/A/Y）TG（x代表任意氨基酸）。亚细胞定位预测表明,21个FtVQ蛋白定位在细胞核中,其余定位在叶绿体或细胞质中。根据蛋白质氨基酸序列与保守结构基序,FtVQ蛋白归类于5个亚家族,亚家族内基因结构和蛋白质基序相对保守。基因重复分析表明,苦荞基因组中有8对VQ旁系同源基因,均为大片段重复基因,提示大片段基因重复在FtVQ基因家族数量扩张中发挥主要作用;它们的非同义突变和同义突变的比值（Ka/Ks）均小于1,提示重复基因在进化中经历了纯化选择。启动子顺式元件预测表明,所有FtVQ基因启动子含有BIHD1OS、CGTCA、ERELEA4、W-box和类W-box等病原或SA、JA、ET反应元件,尤其在FtVQ10、FtVQ14、FtVQ15、FtVQ22、FtVQ23、FtVQ27的启动子区域密集程度更高。qPCR分析显示,在可检测的20个FtVQ基因中,有55%—70%的基因为病原或激素处理下的差异表达基因（DEGs）,其中72.7%—85.7%的DEGs的表达显著上调。【结论】苦荞基因组拥有28个VQ基因成员,部分VQ基因可能参与了苦荞对叶斑病原的抗性反应。     

基于国家果树种质南京桃资源圃的桃褐腐病抗性评价

【目的】褐腐病是危害桃果实的最严重病害之一,在采收前后造成大量果实损失,开展桃褐腐病抗性的系统鉴定评价,筛选抗性资源,为褐腐病抗性育种的亲本选配提供遗传资源,是解决栽培品种褐腐病抗性不强的长久之策。【方法】2018—2021年,以国家果树种质南京桃资源圃的种质资源为试材,采收8.0—8.5成熟度的果实,无损接种616份,有损接种505份,观测无损接种的病果率每天增加百分比（%）和有损接种的病斑直径扩展速率（cm·d^-1）,以平均值和0.5标准差建立9级抗性评价体系,比较不同种质类型、果实类型、来源地的褐腐病抗性,并分析抗性指标与其他果实性状的相关性。【结果】无损接种病果率每天增加百分比为（11.22±5.96）%,变异系数为35.48,基于此指标建立的9级抗性评价体系中,抗性1级（<0.80%）的种质资源缺失,2级（0.80—3.78%）中含有10份抗性较强的种质资源,3级（3.78%—6.76%）134份,4级（6.76%—9.73%）157份,5级（9.73%—12.71%）122份,6级（12.71%—15.68%）73份,7级（15.68%—18.66%）60份,8级（18.66%—21.64%）21份,9级（>21.64%）39份。无损接种病斑直径扩展速率为（1.71±0.21）cm·d^-1,变异系数为0.18,基于此指标的9级评价体系中,1级（<0.98 cm·d^-1）含11份种质资源,2级（0.98—1.19 cm·d^-1）28份,3级（1.19—1.40 cm·d^-1）72份,4级（1.40—1.61 cm·d^-1）109份,5级（1.61—1.83 cm·d^-1）103份,6级（1.83—2.04 cm·d^-1）82份,7级（2.04—2.25 cm·d^-1）45份,8级（2.25—2.46 cm·d^-1）29份,9级（>2.46 cm·d^-1）26份。无损接种病果率每天增加百分比（y）与有损接种病斑扩展速率（x）的回归为关系为y=6.2073x（R²=0.1839）,线性程度较低。分组均值比较发现中国桃野生资源相对具有较强的褐腐病抗性,是抗性资源挖掘的重点。无损接种病果率每天增加百分比与有损接种病斑扩展速率2个指标均与果实带皮硬度（r=-0.234）和去皮硬度（r=-0.240）呈极显著负相关,与单果重（r=0.427）和着色程度（r=0.319）呈极显著正相关,但相关系数较低。【结论】分别建立了基于无损接种病果率每天增加百分比（%）和有损接种病斑直径扩展速率（cm∙d^-1）的褐腐病抗性9级评价体系;筛选出抗侵染能力较强的种质资源10份,抗扩展能力较强的种质资源11份。     

苹果锈果类病毒在7个品种苹果上的分子变异及系统发育关系

【目的】探究不同品种苹果锈果类病毒（apple scar skin viroid,ASSVd）的分子变异及系统发育关系,为进一步揭示ASSVd分子变异机制打下基础。【方法】以富士、斗南、王林、中秋王、金冠、信侬红和信侬黄7个品种的染病苹果组织为材料,通过特异性引物对ASSVd全基因组序列进行扩增,然后进行分子克隆和序列测定,利用生物学软件DNAMAN对变异序列一致性进行分析并利用生物学软件MEGA构建系统发育树。【结果】共获得210个ASSVd的基因组序列,共计17种变体,大小为325—333 nt。将不同苹果品种获得的17种变体与其他已发表代表性分离物进行分析发现,所有变体被分为3组,组Ⅰ包括10种变体,同已报道的保定富士分离物（KR264032.1）亲缘关系较近;组Ⅱ包括6种变体单独聚类;组Ⅲ包括1种变体,与新疆红富士苹果上的分离物（EU031455.1）亲缘关系较近。进一步根据基因组0—3、221、251、284、302这8个位点的碱基变异,将17种变体分为6种类型：1、nt 0—3（GGTA）+ nt 41—46（TAAAAT）+ nt 221（T）+ nt 251（T）+ nt 284（G）+ nt 302（T）;2、nt 0—3（XGGT）+ nt 41—46（AGATAX）+ nt 221（T）+ nt 251（X）+ nt 284（A）+ nt 302（A）;3、nt 0—3（XGGT）+ nt 41—46（AGATAX）+ nt 221（X）+ nt 251（T）+ nt 284（A）+ nt 302（A）;4、nt 0—3（XGGT/GGTA）+ nt 41—46（AGATAX）+ nt 221（T）+ nt 251（T）+ nt 284（A）+ nt 302（A）;5、nt 0—3（GGTA）+ nt 41—46（TAAAAT）+ nt 221（X）+ nt 251（G）+ nt 284（G）+nt 302（T）;6、nt 0—3（GGTA）+ nt 41—46（TAAAAT）+ nt 221（T）+ nt 251（G）+ nt 284（G）+ nt 302（T）。其中X表示缺失。富士品种包含6种变体,以类型4为主（47.5%）;王林品种包含3种变体,以类型5为主（43%）;金冠包含3种变体,以类型4为主（60%）;斗南品种只有1种变体,为类型5,占比100%;中秋王品种只有1种变体,为类型4,占比100%;信侬红包含2种变体,以类型1为主（83.3%）;信侬黄包含3种变体,以类型1为主（62.5%）。【结论】根据ASSVd nt 0—3、221、251、284、302这8个位点的碱基变异,将富士、斗南、王林、中秋王、金冠、信侬红、信侬黄品种中17种变体分为6种类型,不同苹果品种携带的ASSVd种群结构、病毒变体类型及占比均不同。     

翻耕深度对遮阴油菜根系生长和养分吸收利用的影响

【目的】长江流域油菜季降雨丰沛,导致该地区光照强度下降,加之密植技术的推广,加剧了个体间对光照的竞争。故光照不足、土壤质地差成为制约该地区油菜高产的重要因素。通过研究耕作深度对遮阴油菜根系生长和养分利用的影响,以期为油菜的稳产增收提供理论支撑。【方法】2019—2021年在湖北武汉华中农业大学试验基地进行裂区试验,品种为主区（湘杂油518,XZY518;浙油50,ZY50）,土壤翻耕深度（T5,5 cm;T20,20 cm）为副区,不同光照强度（S0,0%遮阴;S1,30%遮阴）为副副区,研究不同耕作深度下遮阴油菜的土壤养分和理化性质、干物质累积、抗氧化酶活性、根冠生长、养分吸收的变化。【结果】深耕可以促进各层土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾养分的积累,其中10—20 cm土壤的养分含量增幅最大,为7.5%—42.3%。两种翻耕深度下,遮阴均导致土壤电导率下降,根表面积减少13.3%—36.6%,主根长、根冠比和侧根占比增加,氮素利用率显著下降3.0%—28.4%,根系干重减少,抗氧化酶（POD、SOD、CAT）活性增加。遮阴条件下,翻耕深度的增加,使土壤含水量降幅减小,油菜主根伸长且根表面积增大,根冠比和侧根占比增加,氮素利用率提高,根系的抗氧化酶（POD、SOD）活性增强,干物质积累增多。方差分析表明翻耕深度和遮阴对根系形态、干物质累积、抗氧化酶活、养分利用的互作效应多呈显著或极显著水平。在浅耕和深耕条件下,与正常光照相比,遮阴导致根表面积分别下降24.9%—36.6%、13.3%—19.2%,氮素利用率分别下降10.0%—28.4%、3.0%—23.9%。【结论】弱光胁迫下,深耕通过提高各层土壤养分含量,使油菜主根伸长,侧根占比增加,根表面积增大,同时根系抗氧化酶活力的增强延缓了根系的衰老,使根系养分吸收能力增强,氮素利用率增大,干物质积累量增大,最终促进了油菜的生长。     

不同降雨年型黑膜垄作对土壤水肥环境及马铃薯产量和效益的影响

【目的】探索降水年型与垄型互作对黑膜垄作土壤水肥环境及马铃薯产量和效益的影响,解析水肥互作促进作物增产、高效用水机制,为深挖覆膜垄作技术增产潜力提供理论依据。【方法】2016—2018年布置大田试验,以当地推广应用的白膜覆盖双垄集雨耕作（WRF,垄高16 cm,垄宽60cm,沟宽40 cm）为对照,基于垄上微沟集雨耕作技术,设置由黑膜覆盖低垄（垄高16 cm,垄宽 60cm）、中垄（垄高24 cm,垄宽 60 cm）、高垄（垄高32 cm, 垄宽60 cm）+垄上微集水沟（宽20 cm,深10 cm）+垄间小集水沟（沟宽 40cm）组成的3种黑色地膜覆盖垄上微沟集雨土壤水肥调控耕作处理（BLRF,BMRF 和BHRF）,测定了马铃薯播种、出苗、现蕾、开花、结薯、成熟6个生育关键时期0—200 cm土层土壤含水量和研究期末0—30 cm土层土壤有机碳及氮磷钾养分含量,计算土壤贮水量、水分利用效率,分析土壤水、肥与马铃薯产量的相关关系。【结果】不同降水年型,黑、白地膜覆盖垄作都显著增加了马铃薯生长发育期对40—120 cm土层土壤水分的消耗。BHRF,BMRF和BLRF处理马铃薯6个生育关键时期0—200 cm土层土壤含水量和贮水量（SWS）都显著高于WRF处理（P<0.05）。较高的降水量以及黑膜覆盖集蓄增加的土壤水对120—200 cm土层的土壤水具有明显的补充作用。在干旱年（2016）和平水年（2017）,BLRF和BMRF处理的集水和保水效应较好,BHRF处理次之,都显著优于WRF处理;在丰水年（2018）三者无显著差异,也都显著优于WRF处理。研究期末（2018）黑膜垄作0—30 cm 土层的全氮全钾（TN 和TK）及速效氮磷钾（AN,AP和AK）含量均显著高于白膜垄作（P<0.05）,分别增加了4.5%—5.6%、3.6%—5.9%、8.4%—18.4%、15.3%—22.3% 和7.1%—13.3%。归因于显著增加了大薯结薯个数和结薯重,黑膜垄作马铃薯产量、WUE、纯收益和产投比均显著高于白膜垄作,3年平均分别提高了16.9%—19.0%、15.5%—19.2%、23.3%—27.3% 和12.1%—18.2%。这4个效益参数在干旱年和平水年以BLRF和BMRF处理较好、BHRF处理次之,丰水年三者都优于WRF处理,且无显著差异。相关分析表明,3年马铃薯平均产量与研究期末平均土壤氮磷钾养分含量呈显著正相关关系,与作物平均耗水量（ET）呈显著负相关关系（P<0.05）。通径分析表明,土壤AP、AK、AN含量,马铃薯生育期平均耗水量（ET）和平均降水量（GPR）解释了99.4%的产量变化。【结论】黑膜覆盖垄沟与垄上微沟的叠加集水效应显著改善土壤水分状况;水分条件的改善促进了马铃薯旺盛生长,使更多的根茎（茎叶、根等）类有机物归还土壤,其腐解释放的养分与施肥结合提高了土壤养分含量。良好的土壤水肥条件有效改善了土壤水肥互作关系,增加了作物水肥供应而显著提高马铃薯产量、WUE、纯收入和产投比。BLRF和BMRF处理在干旱年和平水年表现较好,BLRF、BMRF和BHRF处理在丰水年表现较好,BLRF和BMRF处理在各种年型都有良好的表现。因此,黑膜覆盖低、中垄垄上微沟集雨耕作（BLRF和BMRF）是继白膜覆盖双垄集雨耕作（WRF）之后最适用于半干旱区的马铃薯高产高效栽培模式。     

甘蓝短散布元件对转基因表达效果的研究

为检验甘蓝短散布元件(SINE)对植物转基因表达的影响,采用PCR方法,从甘蓝基因组中克隆了一段短散布元件序列(Short Interspersed Nuclear Element,SINE),该SINE具有核基质结合区(matrix attachmentregion,MAR)的结构特征,将其构建到β-葡糖醛酸酶(β-glucuronidase,GUS)基因(uidA)的两侧翼,形成SINE调控的植物表达载体,采用农杆菌介导法,将含SINE序列和不含SINE序列的植物表达载体导入烟草中。对转基因植株进行GUS活性定量测定,结果表明,SINE表现出类似MAR的功能,可以提高外源uidA基因的表达水平,与不含SINE的转化植株相比,外源基因的平均表达水平提高了2倍,但转基因植株个体间表达水平存在较大的差异。     

牦牛心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因的克隆及序列分析

【目的】对牦牛H-FABP基因进行克隆和序列分析，以期为进一步开展牦牛该基因与其肉质性状的相关分析，进行分子标记辅助选择以及基因定位、表达等研究提供理论基础。【方法】用特定引物对牦牛H-FABP基因进行PCR扩增并进行T-A克隆和测序，在此基础上使用RepeatMasker、DNAMAN4.0、BioEdit4.8.10、Clustal W1.81等生物信息学软件进行序列分析。【结果】牦牛H-FABP基因(已在NCBI上登录，登录号为DQ026674)由4个外显子和3个内含子组成，CDS序列全长为402 bp，前体氨基酸数为133个。4个外显子大小分别为73 bp、173 bp、102 bp和54 bp；3个内含子大小分别为3 460 bp、1 892 bp和1 495 bp；外显子与内含子的连接区序列遵循通常的基因组成规律。外显子和内含子个数与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼各物种相同。牦牛H-FABP基因序列中，重复序列所占比率为13.07%。内含子Ⅰ含有5个重复元件，包括1个SINE/Artiodactyls元件、1个SINE/MIR3元件、1个SINE/Bov-tA1元件和2个SINE/MIR元件；内含子Ⅱ无重复元件；内含子Ⅲ有3个重复元件，其中SINE/MIR元件、LINE/L2元件、SINE/Artiodactyls元件各1个。SINEs短重复序列所占比率为11.85%，哺乳动物分散性重复序列MIRs比率为6.44%。LINEs所占比率为1.22%，小于SINEs元件。其中，LINE1、BovB/Art2、L3/CR1重复元件以及LTR类反转录元件和DNA转座子元件在牦牛该基因区域中不存在。不同物种间在该基因编码区核苷酸序列和氨基酸序列上有较高的保守性。牦牛与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼各物种在H-FABP基因编码区核苷酸序列上同源性大小分别为99.8%、97.8%、97.0%、92.8%、88.8%、83.3%、83.1%、76.4%、68.7%；相应的氨基酸序列间同源性大小为100%、96.9%、96.9%、92.4%、88.7%、85.7%、85.7%、77.4%、69.9%。【结论】牦牛H-FABP基因由4个外显子和3个内含子组成，其中外显子I、外显子Ⅱ、 外显子Ⅲ 和外显子Ⅳ大小分别为73 bp、173 bp、102 bp和54 bp，内含子I、内含子Ⅱ和内含子Ⅲ大小分别为3 460 bp、1 892 bp和1 495 bp。牦牛该基因区域含有较为丰富的重复序列元件且外显子与内含子的连接区序列遵循通常的基因组成规律。牦牛与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼9个物种在H-FABP基因编码区核苷酸及氨基酸序列上具有较高的保守性。     

甘蓝短散布元件对转基因表达效果的研究*

 为检验甘蓝短散布元件（SINE）对植物转基因表达的影响,采用PCR方法,从甘蓝基因组中克隆了一段短散布元件序列（Short Interspersed Nuclear Element,SINE）,该SINE具有核基质结合区（matrix attachment region,MAR）的结构特征,将其构建到β-葡糖醛酸酶（β-glucuronidase,GUS）基因（uidA）的两侧翼,形成SINE调控的植物表达载体,采用农杆菌介导法,将含SINE序列和不含SINE序列的植物表达载体导入烟草中。对转基因植株进行GUS活性定量测定,结果表明,SINE表现出类似MAR的功能,可以提高外源uidA基因的表达水平,与不含SINE的转化植株相比,外源基因的平均表达水平提高了2倍,但转基因植株个体间表达水平存在较大的差异。     

绿洲灌区免耕一膜两年用玉米密植的水分承载潜力

【目的】针对绿洲灌区资源性缺水严重,传统玉米生产模式地膜用量和耗水量大等问题,探讨通过免耕一膜两年用集成密植技术提高水分利用效率的可行性,以期为构建试区地膜减量玉米高效生产技术提供理论支撑。【方法】2017—2019年,在河西绿洲灌区设置耕作措施（传统覆膜CT,一膜两年用NT）和密度（78 000株/hm²,低;103 500株/hm²,中;129 000株/hm²,高）两因素田间试验,研究不同处理的水分利用特征和产量表现,以耗水量的多少、产量的高低和水分利用效率的大小为依据,探索在2种耕作措施下可以承载作物最大密度的土壤水分,即水分承载潜力,明确免耕一膜两年用对玉米密植的水分承载潜力。【结果】NT较CT土壤播前含水量和贮水量分别提高11.6%—14.0%和19.4%—26.0%,利于玉米密植。NT与CT相比,中、低密度玉米全生育期总耗水量无显著差异,而高密度玉米全生育期总耗水量增加了4.7%;随玉米密度增加,玉米全生育期总耗水量随之增大,但总棵间蒸发量和蒸散比随之下降;NT和CT条件下,高、中密度较低密度玉米全生育期总耗水量分别增加了10.7%、5.2%和7.4%、4.6%,即从耗水量角度讲,NT支撑玉米高密度的水分承载潜力较CT下降。密度相同时,NT和CT玉米籽粒产量差异不显著;NT条件下高、中密度较低密度产量提高了6.1%—19.0%、10.9—25.0%,CT条件下高、中密度产量较低密度提高了4.8%—5.8%、8.8%—8.9%,中密度利于玉米高产,从产量角度讲,NT较CT支撑高密度的水分承载力未下降。相同密度下,NT和CT玉米水分利用效率无差异;密度对玉米水分利用效率影响显著,NT与CT条件下,中密度较高、低密度水分利用效率分别提高9.8%—10.8%、6.3%—17.8%与5.9%—7.1%、4.3%—4.7%,中密度下水分利用效率最大,从水分利用效率角度讲2种模式都不足以承载高密度。【结论】在绿洲灌区,免耕一膜两年用与传统覆膜具有相同的通过增密获得同等籽粒产量和水分利用效率的潜力,但免耕一膜两年用玉米全生育期总耗水量较大;免耕一膜两年用结合103 500株/hm²的密度可作为绿洲灌区地膜减量和玉米高产、水分高效利用技术推广应用。     

生物有机肥对枸杞产量、品质及土壤性状的影响

【目的】比较化肥、有机肥和生物有机肥对枸杞产量、品质及土壤性状的影响,为改善枸杞品质及提升枸杞园土壤肥力提供科学依据。【方法】设置化肥、50%化肥配施有机肥和50%化肥配施不同生物有机肥共4个处理,测定化肥减施条件下配施生物有机肥对枸杞产量、品质及土壤性状的影响。【结果】施用生物有机肥后,枸杞产量比对照增加3.6%~7.4%,差异不显著;枸杞可溶性固形物、百粒重、枸杞多糖、总糖含量分别提高9.6%~9.4%、10.5%~20.2%、29.8%~50%、41.8%~60.2%;土壤pH值降低7.2%~8.6%,有机质含量提高26.8%~31.8%,速效氮磷钾分别提高27.7%~41.6%、26.3%~34.2%、26.9%~33.3%;细菌数量显著上升,真菌数量显著下降。【结论】化肥减施条件下,配施生物有机肥对枸杞产量无显著影响,但可显著提升枸杞品质和土壤养分,并可明显优化土壤微生物种群结构。     

3种杀虫剂亚致死剂量对棉蚜和棉长管蚜生长与繁殖的影响

【目的】研究氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺亚致死剂量对新疆阿拉尔棉区棉蚜和棉长管蚜生长与繁殖的影响。【方法】采用浸叶法,测定棉蚜和棉长管蚜成虫毒力,以3种药剂LC₁₀和LC₃₀处理F₀代棉蚜和棉长管蚜,记录F₀代及F₁代蚜虫的寿命、产蚜量和发育历期等生命参数,建立种群生命表。【结果】氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺亚致死剂量处理(LC₃₀)显著抑制了棉蚜和棉长管蚜的寿命和产蚜量,寿命分别下降27.99%~40.09%和35.65%~50.79%、28.19%~37.67%和32.76%~40.27%,产蚜量分别下降45.01%~50.17%和50.25%~52.24%、21.54%~28.24%和44.57%~54.97%,且棉长管蚜的下降幅度大于棉蚜。经氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺处理后,随各药剂亚致死剂量增加,棉蚜和棉长管蚜生命表参数净增殖率、平均世代历期和种群加倍时间降低或缩短,内禀增长率和周限增长率增高。【结论】氟啶虫胺腈、噻虫啉和噻虫胺亚致死剂量能够显著抑制F₀及F₁代蚜虫的寿命和繁殖力,且3种杀虫剂对棉长管蚜的抑制作用大于棉蚜。     

海岛棉抗枯萎病性状与 SSR标记的关联分析

【目的】运用SSR( Simple sequence repeat) 分子标记关联分析204份海岛棉种质资源的抗枯萎病性状,为抗枯萎病棉花育种材料的利用、分子标记辅助选择提供参考。【方法】采用前期实验室研究的抗病基因序列,设计出40对SSR分子标记,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测筛选标记引物特异性,并鉴定204份海岛棉种质资源。【结果】(1)从40对引物中筛选出6对引物具有多态性,多次重复后选用CHS-04和CHS-05两个分子标记,均来自类黄酮代谢途径;(2)引物CHS-04扩增条带与群体抗病性一致率介于41.67%~52.94%,平均值为46.67%;引物CHS-05扩增条带与群体材料一致率介于30.39%~54.68%,平均值为35.78%。【结论】引物CHS-04和CHS-05可以作为海岛棉枯萎病抗性的分子标记鉴定指标。     

四倍体小麦胚大小性状QTL定位与分析

【目的】挖掘小麦胚大小性状相关的数量性状位点，解析胚大小与其他重要农艺性状之间的相关性，为胚相关性状QTL的精细定位及育种利用奠定基础。【方法】以四倍体小麦矮兰麦（Ailanmai）和野生二粒小麦（LM001）构建的121份F8代重组自交系群体（AM群体）作为研究材料，将其分别种植于成都市崇州试验基地（2018、2019和2020年）、成都市温江区试验基地（2020年）和雅安市试验基地（2020年），调查5个环境下的胚长、胚宽、胚长/胚宽、胚长/粒长、胚宽/粒宽以及胚面积6个性状，结合基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱对上述6个性状进行QTL定位。【结果】胚大小性状呈近似正态分布，符合数量性状的遗传特征。QTL定位共检测到27个胚大小相关性状的QTL，其中，7个分别控制胚长和胚宽的QTL可解释7.75%—21.74%和7.67%—33.29%的表型变异，共检测到5个在多环境稳定表达的主效QTL:QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B，其贡献率...     

黄土高塬沟壑区植被恢复对沟头土壤团聚体特征及土壤可蚀性的影响

【目的】沟头是黄土高塬沟壑区发育最活跃的地貌部位,关系着整个塬坡沟系统的水土流失。探明黄土高塬沟壑区植被恢复对沟头土壤团聚体特征及土壤可蚀性的影响,为区域生态环境修复和水土保持效益评价提供科学依据。【方法】以仍进行耕作利用的农地沟头为对照,研究撂荒后自然恢复植被沟头不同土层（0—10、10—25、25—40 cm）土壤团聚体特征及土壤可蚀性随植被恢复年限（3—30 a）的变化。通过干筛法和湿筛法测定土壤团聚体组成,计算>0.25 mm水稳性团聚体含量（WR_0.25）、平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、团聚体破坏率（PAD）、团聚体分形维数（D）等团聚体特征值,测定土壤机械组成及有机质含量,计算土壤可蚀性因子（K）。【结果】（1）与农地沟头相比,恢复3—30 a植被沟头土壤WR_0.25、MWD、GMD分别增加11.49%—84.43%、0.18—2.05倍、7.53%—108.62%,三者随植被恢复年限的增加呈线性递增关系（P<0.01）,且均随土层深度增加而减小;（2）植被沟头土壤PAD、D随植被恢复年限增加以线性方式递减（P<0.01）,较农地沟头分别减小3.81%—32.14%、0.55%—6.63%,二者随土层深度增加而增大;（3）随着植被恢复年限增加沟头土壤可蚀性因子K以线性关系递减（P<0.01）,较农地沟头减小5.43%—14.44%,K随着土层深度增加而增大。【结论】植被恢复条件下有机质含量的提升对团聚体形成和稳定性起着重要的作用。沟头土壤可蚀性的减小与水稳性团聚体含量的增加、团聚体稳定性的提高密切相关,自然恢复条件下植被恢复22—30 a沟头土壤团聚体稳定性和抗蚀性能得到明显提升。     

度尾文旦柚叶片矿质元素含量的适宜值

【目的】构建‘度尾文旦柚’（Citrus grandis (L.) Osbeck. cv. Duweiwendan）叶片矿质营养元素的诊断系统,推演矿质营养平衡诊断体系（BDRIS）共享优化方法。【方法】2016—2018年于产区仙游县选择有代表性且分属于不同管理者的果园20个,采集200个单株叶样及其8 660个单果样,另外采集同叶腋着生的48对孪生异形果（H-FSI正常果与L-FSI裂顶果）果皮;测试叶片与果皮的N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、B、Mo、S元素,果实的内、外观品质与果顶裂宽;并基于果实可溶性固形物（TSS）与平均裂宽指数（FCAI）差异,构建主要矿质元素BDRIS诊断体系,及其微量元素临界值诊断标准。【结果】由TSS差异分析,富N、P、K与缺Mo显著降低果实TSS。由FCAI12差异分析,除疑似B过量（>177 mg·kg^-1）则显著加剧裂果外,其他矿质元素未见与果实裂顶存在显著的因果关系,但未获得B毒导致裂果的直接证据;另外,孪生异形果果皮元素的成对比较分析,也未见显著差异。经检验筛选建模样本的N、P、K、Ca、Mg元素分布满足BDRIS建模要求P（Normal）≥0.12;据构建BDRIS获得：树龄与BDRIS指数极显著负相关,与果实TSS显著正相关,即随树龄增长,树体矿质营养越趋向营养均衡原点,果实品质越佳,其赋予“老树果甜”果树栽培常识新阐释;BDRIS与FCAI12相关性不显著;由相关法筛查,仅当K处于病态过量时才具备果皮增厚减轻裂果可能,对生产矫治裂果无实际意义。建议叶片矿质元素临界值诊断标准“元素（<缺乏;适宜下限—适宜上限;>过量）”：N（<2.29%;2.41%—2.87%;>2.99%）、P（<0.09%;0.10%—0.14%;>0.15%）、K（<1.17%;1.39%—2.24%;>2.46%）、Ca（<1.74%;2.26%—4.21%;>4.72%）、Mg（<0.20%;0.24%—0.41%;>0.46%）、Cu（<4 mg·kg^-1;6—25 mg·kg^-1;>30 mg·kg^-1）、Zn（24—40 mg·kg^-1）、Fe（60—140 mg·kg^-1）、Mn（25—140 mg·kg^-1）、B（<15 mg·kg^-1;30—65 mg·kg^-1;>150 mg·kg^-1）、Mo（<0.05 mg·kg^-1;0.1—1.0 mg·kg^-1）、S（0.2%—0.4%）。研究提供BDIRS诊断参数Mean、Std、r的共享优化算法,有效拓展BDIRS应用范畴。【结论】以丰产、优质群体为样本,建立度尾文旦柚主要矿质营养元素平衡诊断BDSIS体系,及其微量元素临界值标准;在本研究样例内,度尾文旦柚果实裂顶与植株矿质营养未发现有显著关联。     

基于簇毛麦No.1026转录组的SSR序列分析及其PCR标记开发

【目的】 探究从前苏联引进的簇毛麦No.1026（Dv#4）的EST-SSR序列特征及其在染色体的分布,分析它们在不同簇毛麦间及与小麦间的多态性,为其进一步的研究与利用提供依据。【方法】通过Illumina HiSeq测序获得No.1026植株的转录组序列,利用MISA软件分析转录组SSR序列及特征,采用Primer 3设计SSR引物,随机合成238对引物,对小麦中国春与簇毛麦Dv#4和引自英国剑桥的簇毛麦Dv#2的基因组DNA进行扩增,在琼脂糖凝胶上分离评价扩增产物的多态性,并利用一套小麦-簇毛麦异染色体系进行扩增分析。【结果】 检测了No.1026总长62.76 Mb的转录组序列,发现10 497个SSR位点,它们分布于8 735条Unigene上。在1—6个核苷酸的重复单元中,单、双、三碱基的重复占95.85%,其中三核苷酸串联重复数量最多,占SSR总数的50.33%,而CCG/CGG基序的重复占三核苷酸串联重复的41.66%;单核苷酸重复是第二大类型,出现频率为27.13%,其中A/T重复占单核苷酸重复的74.58%。二核苷酸重复类型的数量位列第三,占SSR总数的18.39%。在238对EST-SSR引物中,88对在中国春与簇毛麦（包括Dv#2和Dv#4）之间的扩增产物显示多态性;8对只在簇毛麦和单一异染色体系扩增;4对可在簇毛麦和多个异染色体系中特异扩增;但多数可在簇毛麦中清晰扩增的引物不能在任何异染色体系中扩增,推测可能与簇毛麦基因组及染色体导入小麦过程中的变异有关;47对（19.74%）在2份不同来源的簇毛麦Dv#2和Dv#4之间的扩增产物呈现多态性。利用1对EST-SSR引物和1个EST-PCR标记检测48个簇毛麦植株,证明多态性的SSR引物可有效用于检测簇毛麦的异质性。【结果】 簇毛麦No.1026（Dv#4）的转录组中存在丰富的SSR序列,其中CCG/CGG、A/T和AG/CT等三核苷酸、单核苷酸和二核苷酸是其最主要的串联重复基序。部分EST-SSR的侧翼保守序列与单一或若干外源染色体特异相关联,据此开发特异的分子标记,可用于跟踪检测小麦背景中特异的簇毛麦染色体或染色体片段。Dv#4与Dv#2间的部分EST-SSR具有多态性,提示2份不同来源簇毛麦的表达序列间存在一定程度的遗传差异,因此,簇毛麦Dv#4值得进一步的发掘研究。     

山东省小麦田大穗看麦娘抗性水平、靶标抗性机理及田间防除效果测定

【背景】大穗看麦娘（Alopecurus myosuroides）是我国大陆近几年新发展蔓延的一种恶性禾本科杂草,目前已在山东、河南、河北、安徽等省有分布,且分布面积不断扩大。【目的】明确山东省冬小麦田大穗看麦娘对常用除草剂的抗性水平及部分种群产生抗性的机理,并评价不同除草剂对其田间防除效果,为制定小麦田大穗看麦娘防控技术规程提供理论依据。【方法】室内采用整株生物测定法测定9个大穗看麦娘种群对乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂除草剂啶磺草胺、甲基二磺隆以及乙酰辅酶A羧化酶（ACC）抑制剂除草剂唑啉草酯、炔草酯、精噁唑禾草灵共5种除草剂的抗性水平,并对产生抗性的种群进行靶标基因检测,同时分别在冬前和冬后开展田间试验,评价不同除草剂对大穗看麦娘的田间防除效果。【结果】室内测定结果表明,种群8（JN2）对啶磺草胺和甲基二磺隆产生明显抗性,相对抗性指数分别达到47.32、15.97,靶标基因检测显示,该种群内植株ALS基因编码的第197位点氨基酸发生由脯氨酸（CCC）到苏氨酸（ACC）的突变;所有种群对唑啉草酯、炔草酯和精噁唑禾草灵均表现敏感。田间试验结果表明,冬前使用除草剂对大穗看麦娘的防除效果优于冬后使用除草剂的效果,冬前唑啉草酯对大穗看麦娘鲜重防效为98.6%,而冬后处理为89.1%;冬前使用啶磺草胺、甲基二磺隆对大穗看麦娘的株防效和鲜重防效在72.2%—89.3%,冬后使用则为68.6%—83.2%;唑啉草酯、炔草酯和精噁唑禾草灵对大穗看麦娘均表现出很好的防除效果,冬前使用的株防效和鲜重防效均在96.2%以上,冬后使用在82.6%—92.2%。【结论】供试的9个大穗看麦娘种群中,发现1个种群对甲基二磺隆、啶磺草胺产生较高抗性,但未发现对唑啉草酯等产生抗性的种群,室内试验和田间试验结果具有一致性。     

伊犁绢蒿荒漠群落特征及植物多样性对短期封育的响应

【目的】研究封育对草地群落特征和植物多样性的影响规律,为该类退化草地恢复治理和科学经营提供理论依据。【方法】以玛纳斯县封育3a的伊犁绢蒿荒漠草地为对象,采用野外调查取样的方法,测定不同生长季(5月、7月和9月)围栏内外的群落数量特征,计算植物多样性指数。【结果】(1)与放牧区相比,伊犁绢蒿荒漠草地短期封育(3a)后群落高度、盖度和生物量分别显著提高52.55%~91.80%,40.28%~108.75%和44.36%~75.32%(P<0.05),但植物多样性指数对封育的响应较小;(2)5月围栏内外的群落盖度、密度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均显著高于7月和9月(P<0.05),群落高度均显著低于7月和9月(P<0.05),而围栏内外生物量在月际间差异不显著(P>0.05)。【结论】短期封育(3a)有利于退化伊犁绢蒿荒漠草地植被的恢复,但对植物多样性影响相对较小。     

122份栽培桃品种（系）黄白肉性状的分子标记辅助鉴定

【目的】 类胡萝卜素裂解双脱氧酶基因（Carotenoid Cleavage Dioxygenases 4,CCD4）控制桃果肉颜色（白/黄）,CCD4存在3种等位基因。本研究利用Indel、SSR荧光标记毛细管电泳及SNP鉴定等基因分型技术分析我国主要桃黄白肉品种（系）中CCD4等位基因的差异,为主要黄/白肉品种（系）的基因型鉴定、亲本选配和选择相应的分子标记对不同来源子代的果肉颜色进行鉴定奠定基础。【方法】利用已经报道的桃不同果肉颜色中CCD4等位基因3种突变类型,合成不同引物进行PCR扩增,LTR反转录转座子插入突变经1%的琼脂糖凝胶电泳检测,CT单元重复的PCR产物在ABI3730XL测序仪上进行SSR荧光标记毛细管电泳检测,SNP标记经Sanger测序后利用ContigExpress软件分析CCD4等位基因的碱基替换（A→T）。综合以上结果,统计每份材料中CCD4等位基因的突变类型与果肉颜色的一致性。【结果】通过对不同来源的122份桃品种（系）材料进行基因型分析,发现CCD4发生LTR反转录转座子插入突变材料的基因型共有31份,占总材料的25.4%,其中纯合插入突变材料的片段扩增长度为729 bp,共有8份,占总突变的25.8%;CCD4发生微卫星重复序列突变材料存在2 bp的插入,扩增片段长度为179 bp,该类型共有68份,占总材料的55.7%,其中纯合插入材料25份,占总突变的36.8%;CCD4发生A→T碱基替换突变的材料较少,仅有1份,占总材料的0.82%,实际应用中可以不考虑该种类型。CT和LTR插入的两种突变类型的黄肉品种（系）有7份,占总材料的5.7%。研究结果表明,LTR反转录转座子插入突变和微卫星序列重复突变是黄肉桃中CCD4等位基因的主要突变类型。其中CCD4发生一种纯合突变或两种杂合突变桃品种（系）为黄肉类型,分子标记鉴定结果与调查的122份桃品种（系）黄白肉表型性状完全一致,准确率为100%。【结论】采用分子标记明确了122个桃品种（系）黄/白肉性状的基因型,为不同亲本组合子代表型鉴定的标记类型选择提供了技术支撑,为建立桃种质材料黄/白性状的分子辅助育种体系和黄肉桃的选育奠定了基础。