粳稻分蘖数全基因组关联分析及候选基因的挖掘

【目的】利用全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）检测与粳稻分蘖数显著相关的SNP位点,筛选影响分蘖数的候选基因,为分子辅助育种提高产量提供理论基础。【方法】利用295份来自世界各地的粳稻品种,于2018和2019年分蘖盛期调查水稻分蘖数,结合高通量重测序获得的788 396个高质量多态性SNP,利用TASSEL 5.0软件的MLM模型进行全基因组关联分析,对GEC软件计算的有效独立SNP数目进行阈值确定,判定SNP标记与目标性状关联的显著性。根据2年检测到的峰值SNP和水稻每条染色体LD衰减距离,确定2年共定位分蘖数主效QTL,并进一步提取QTL区间内所有基因外显子区非同义突变SNP和启动子区SNP进行单倍型分析,结合基因注释筛选影响粳稻分蘖数候选基因。【结果】295份粳稻品种的分蘖数在2018和2019年总趋势基本一致,并且均具有较大的表型分布。通过全基因组关联分析,在P<5.46×10^-6阈值条件下,从第8、9和10染色体上共鉴定3个与粳稻分蘖数相关的QTL（qTiller8、qTiller9和qTiller10）,其中,在2年中均检测到qTiller9,在2018和2019年的表型贡献率分别为11.86%和10.61%,而qTiller8和qTiller10仅在2018年被检测到,表型贡献率分别为9.36%和9.10%。对qTiller9区间内的全部15个基因进行单倍型分析,结果表明,在qTiller9区间内共有6个基因（LOC_Os09g25090、LOC_Os09g25100、LOC_Os09g25150、LOC_Os09g25190、LOC_Os09g25200和LOC_Os09g25220）的不同单倍型分蘖数之间存在极显著差异,LOC_Os09g25090被启动子区SNP分为2种单倍型,hap2（TAA）分蘖数极显著大于hap1（AGG）;LOC_Os09g25100被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap2（GAGA）分蘖数极显著大于hap1（AGCC）;LOC_Os09g25150被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap2（ATG）分蘖数极显著大于hap1（GCC）;LOC_Os09g25190被启动子区SNP分为2种单倍型,hap2（GCATCGCATCGACGCCGA）分蘖数极显著大于hap1（ATGCTGATGAAGTCATCC）;LOC_Os09g25200被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap2（TAG）分蘖数极显著大于hap1（AGA）;LOC_Os09g25220被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap1（GG）分蘖数极其显著大于hap2（AA）。结合基因注释发现,LOC_Os09g25090和LOC_Os09g25100均预测编码钙调蛋白依赖性蛋白激酶,是脱落酸（ABA）表达所必需Ca²⁺的传感器,推测LOC_Os09g25090和LOC_Os09g25100为影响粳稻分蘖数的候选基因。【结论】筛选出LOC_Os09g25090和LOC_Os09g25100为影响粳稻分蘖数的候选基因。     

供液方式对番茄基质栽培盐分累积与养分利用率的影响

研究了开放式和封闭式供液方式下番茄根区盐分累积强度、盐分离子组成与比例变化特征、番茄养分含量特征、养分利用效率,分析了盐分累积对番茄产量和脐腐病患病率的影响。结果表明:开放式和封闭式根区电导率均随生育期的延长不断上升,开放式根区溶液电导率最高为11.9 m S/cm,封闭式为17.2 m S/cm;开放式和封闭式根区盐分离子组成由大到小为NO_3~-、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、H_2PO_4~-;开放式和封闭式根区溶液离子比例失衡特征与程度相当,均表现为K~+、Ca~(2+)和H_2PO_4~-比例降低,Mg~(2+)、NO_3~-和SO_4~(2-)比例上升;番茄产量随电导率的增加而降低,果实脐腐病患病率则随电导率和离子比例失衡程度的增加而增加,到采收后期开放式和封闭式果实脐腐病患病率分别高达29.7%和36.6%;与开放式相比,封闭式供液方式下番茄N、P、K、Ca、Mg和S养分利用率分别提高11.6%、19.6%、18.9%、11.8%、37.3%和15.9%。开放式和封闭式基质栽培根区均存在盐分累积和离子比例失衡现象,为控制根区离子比例失衡和果实缺Ca现象,在番茄进入坐果期后应提高K和P的投入,控制N、Mg和S的投入。从节水、节肥和保护环境角度出发,基质栽培应着力发展封闭式供液方式。     

104份黑龙江省水稻资源株型性状比较及遗传多样性分析

为阐明黑龙江省水稻资源的株型演化规律及遗传基础,为资源的有效利用和亲本选配提供参考,连续2年对参试的104份水稻材料的21种株型性状进行调查及多重比较,并利用152对简单重复序列(SSR)引物对其进行遗传多样性分析。株型性状多重比较结果表明,不同年代育成的水稻品种的剑叶宽度、倒二叶宽度随时间推移呈现逐渐增大的趋势,植株高度、穗抽出度、剑叶角度、倒二叶角度、倒三叶角度逐渐缩小。SSR标记多态性分析结果表明,共检测出749个等位基因变异,观测等位基因数量(N_a)、基因多样性指数(H_e)、Shannon信息指数(I)和多态性信息量(PIC)的均值分别是3.425、0.490、1.158和0.597。不加权聚类分析结果显示,参试的104份材料的遗传相似系数取值为0.676 3时,将供试的104份材料划分为4个亚群。供试材料间相似系数都在0.664 1以上,表明其遗传多样性差异较小,遗传背景狭窄,在育种工作中应加强资源引进,丰富黑龙江省水稻种质遗传多样性。     

大豆种衣剂有效成分配比优选及应用研究——Ⅱ大豆种衣剂有效成分分配比优选

由植物竹长调节剂Cc、杀虫杀菌i、多元络合态微肥Mi三种组分配制的各种衣剂处理大豆，使大豆出苗率增加，病株率降低，苗期株斋降低，叶片数增多，叶绿素含量增加，叶面积增大，光合速率增强，总根长增加，根系活力增强，大豆地睚部，地下部干重均有不同程度的增加。     

设施菜田土壤剖面中的反硝化特征

利用田间原位硅胶管法和自动连续在线培养监测体系（Robot 系统）,分别监测了设施菜田不同施肥处理土壤剖面N2O浓度以及不同土层土壤反硝化潜势、NO和N2O产生潜势。结果表明:灌溉施肥后,传统施肥处理（CN）土壤剖面50 cm和90 cm处的N2O浓度都会出现峰值,50 cm处的N2O浓度峰值都高于90 cm处; 50 cm处的N2O变幅在2.15～50.77 l/L 之间,90cm处的变幅在2.57～14.05 l/L 之间;空白处理（CK）剖面N2O浓度几乎不受灌水的影响,50 cm和90 cm处的N2O浓度变幅较小,在1.43～2.75 l/L 之间。反硝化潜势、NO和N2O产生潜势的监测结果显示,040 cm土层反硝化较为强烈;40100 cm土层中由于受碳源限制,反硝化发生及强度明显滞后,添加碳源,经过48 h培养后,能够达到与表层反硝化潜势相当的程度;厌氧条件下,上层040 cm土壤的N2O和NO产生量远高于底层40100 cm的。由此推测,原位监测的高N2O浓度,可能来源自上层的扩散,因而田间表层通量观测数据可能会低估N2O产生量。底层土壤有一定反硝化潜势,当施用有机肥后,底层土壤氮素反硝化损失不容忽视。     

地方高校农学专业本科实践教学体系的构建研究

分析了地方高校农学专业本科实践教学存在的主要问题,为了提高实践教学质量,从明确人才培养目标、加强硬件建设、合理设置课程、加强实验教师队伍建设和完善实践教学评价体系6个方面阐述了完善实践教学体系的构建问题.     

利用高密度遗传图谱发掘水稻抽穗期新位点

水稻抽穗期是决定水稻种植地区及其季节适应性的关键因素,发掘控制水稻抽穗期相关的新主效QTL至关重要。利用包含527个bin标记的高密度遗传连锁图谱,通过靶向测序基因型检测技术对水稻“空育131/小白粳子”衍生的RIL群体进行抽穗期基因型分析。通过对双亲和RIL群体的基本统计分析发现,双亲抽穗期呈极显著差异,表型处于RIL群体范围内,RIL群体有明显的超亲分离现象,符合正态分布。利用IciMapping 4.2软件的完备区间作图法,在水稻第1、3和7号染色体上共检测到4个QTL,其中3个QTL区间内分别含有与抽穗期相关的已知基因OsGI、Hd6和Ghd7,而qHD-3-1是控制水稻抽穗期的新位点。     

盐碱胁迫对寒地粳稻产量形成机理的研究

采用三个寒地粳稻品种和不同盐碱度盐碱土进行盆栽试验,探讨了盐碱胁迫对寒地粳稻产量形成的影响机理。结果表明:随土壤盐碱度的增加,水稻生育期延迟、分蘖数下降,每穴有效穗数、成穗率与千粒重呈明显降低趋势,且品种间差异较大;方差分析表明,盐碱胁迫下水稻减产主要是通过降低每穴穗数、成穗率与千粒重来实现的,轻度盐碱胁迫下耐盐碱品种吉玉粳、绥粳5产量降幅较小,而中度和重度盐碱胁迫下产量则极显著下降,而对照品种松粳6各处理间产量差异均极显著。因此,寒地盐碱稻作区水稻生产,应以提高水稻有效穗数、成穗率、千粒重为目标,选择盐碱度适宜的盐碱地和耐盐碱性较强的寒地粳稻品种。     

东北粳稻不同生育期耐冷性分析

研究以140份东北地区粳稻品种(系)为材料,分别对芽期、分蘖期、孕穗期、灌浆成熟期的耐冷性进行鉴定。结果表明,140份材料中,芽期强耐冷性材料有3份,分蘖期耐冷性较好的占20.00%,孕穗期耐冷性较好的占64.28%,成熟期耐冷性较好的占44.42%;对各生育期耐冷性进行相关分析,结果表明分蘖期地上部分生长量与芽期死苗率和孕穗期结实率呈显著或极显著正相关,孕穗期耐冷性与成熟期耐冷性呈极显著正相关。死苗率可作为分蘖期和孕穗期耐冷性鉴定的间接指标;分蘖期耐冷性可作为孕穗期耐冷性的间接指标。     

提高作物叶面养分吸收的复合型助剂研究

本文研究了含有黄腐酸在内的复合型表面活性剂对白菜和花生叶片硼、锰吸收的影响。复合表面活性剂通过降低喷施液的表面张力,明显增加了供试作物叶片对硼、锰的吸收。单一黄腐酸对喷施液的表面张力影响不大,可通过络合作用促进硼、锰的吸收。黄腐酸与表面活性剂结合使用表现出明显的复合效应,使喷施液的表面张力低于作物叶片临界表面张力,显著促进了白菜和花生叶片对硼、锰的吸收效果,可以用复合型助剂提高作物叶面对养分的吸收。