养分专家系统在双季常规稻模式下的减氮效应

近年来,双季稻区的常规稻种植规模在不断扩大。同时,氮肥施用过多也是生产中的突出问题,因此,在双季常规稻种植模式下养分专家系统推荐施肥的减氮效应研究具有重要意义。试验于2019和2020年在江西省进贤县温圳镇进行,早晚稻均为常规稻品种,分别为江早361和湘晚籼12号,开展双季种植,在养分专家推荐施肥(NE)的基础上,设置不施氮肥处理(NE-100%N)、氮肥减量25%和50%(NE-25%N 和NE-50%N)、氮肥增量25%和50%(NE+25%N和NE+50%N)共6个处理,测定水稻产量、植株氮素养分吸收量、氮肥利用率等指标。结果显示,两年早、晚稻产量及氮肥产量反应均为养分专家系统推荐施氮量的NE处理最高,较NE-100%N和NE-50%N处理显著增产11.6%～59.3%,随施氮量的增加,至NE处理时产量达到最高,继续增加则水稻产量有降低趋势。进一步进行拟合方程表明,产量和施氮量之间呈极显著一元二次抛物线关系,两年NE处理早、晚稻施氮量较最大施氮量分别降低13.7%～18.2%和6.7%～12.5%,而产量均较最大施氮量对应产量略高。氮素养分吸收量随施氮量的增加,在NE处理时达到最高,早、晚稻两年平均氮素吸收量较其他处理分别显著提高9.5%～105.7%和7.0%～88.0%。而NE处理的早、晚稻平均氮肥吸收利用率较其余处理两年增幅分别为14.7%～147.0%和8.9%～155.0%,平均农学效率较NE-50%N、NE-25%N处理均无显著差异,较其余处理两年增幅为27.9%～108.2%。综上,养分专家系统推荐氮肥用量可使双季常规稻增产,提高水稻植株的氮素养分吸收量以及氮肥利用率,同时达到减氮增效的目标,有利于科学指导双季常规稻的氮肥施用。     

枯草芽孢杆菌KD03液态菌剂的保存方法研究

保质期短是限制液态微生物菌剂在农业生产上广泛应用的主要因素。枯草芽孢杆菌KD03是一株具有良好抗黄瓜枯萎病的生防菌。为了提高KD03液态菌剂的菌体存活率、延长保质期,采用单因素试验研究了添加防腐剂、碳氮源、醇类物质以及菌剂pH值对菌体存活率的影响,在此基础上采用正交试验设计优化菌剂的保存条件。试验结果表明:KD03液态菌剂中添加防腐剂(山梨酸钾和苯甲酸钠)、碳源(葡萄糖)、氮源(酵母浸粉)、醇类物质(甘油和聚乙二醇)均可显著提高KD03的存活率。菌剂pH值为7.0或为接近7.0的弱酸性时,KD03菌体存活率高。KD03液态菌剂的最佳保存条件为:山梨酸钾1.0 g/L、甘油0.5 g/L、葡萄糖3.0 g/L,菌剂pH值自然(pH值6.7)。在此条件下,KD03液态菌剂室温保存6个月后,菌剂活菌数为3.98×109 CFU/mL,菌体存活率为82.2%。     

井冈蜜柚果园土壤和叶片养分状况及果实品质研究

为研究吉安市井冈蜜柚果园土壤和叶片营养元素状况及果实品质,在井冈蜜柚主产区采集了33个代表性果园的土壤、叶片及果实样品进行测定分析。结果表明:1)井冈蜜柚果园土壤 pH 均值 4.82,酸性至强酸性井冈蜜柚果园占 90.91%。土壤碱解氮、有效磷、交换性钙及交换性镁含量处于缺乏的井冈蜜柚果园分别占24.24%、30.30%、100%及90.91%;土壤有机质和速效钾含量均处于中等偏上水平。2)叶片中氮、钾、钙和镁含量缺乏的井冈蜜柚果园分别占 15.16%、12.13%、100%和60.61%;叶片磷含量在适宜偏高水平。3)井冈蜜柚果实品质:单果重均值886.12 g,果形指数均值1.05,维生素C含量均值0.71 mg/g,可溶性固形物均值10.82%,可滴定酸均值0.78%,固酸比均值15.57,且桃溪蜜柚品质较佳。4)土壤碱解氮、交换性镁的含量与叶片中对应元素存在显著正相关关系;叶片钙、镁含量存在极显著的正相关关系;土壤pH与叶片钙、镁含量存在显著正相关关系;叶片钙含量、镁含量与果实单果重存在极显著正相关关系。因此,吉安市井冈蜜柚果园应加强钙、镁等元素的补充以促进果实品质的提升及产量的提高,同时可施用适量石灰改良酸性土壤,提高土壤养分的有效性。     

施肥水平与播量对青稞生长及产量的影响

为提升甘南青稞产业种源支撑基础,实现青稞新育品种的增产增收潜力,以青稞新品种甘青11号为试材,在甘南高寒阴湿区旱川地进行了不同施肥水平与播量对其生长及产量的影响试验。结果表明,施肥水平为尿素150 kg/hm2、磷酸二铵225 kg/hm2,播量为192.0 kg/hm2时,甘青11号青稞折合产量最高,为3 720 kg/hm2;施肥水平为尿素150 kg/hm2、磷酸二铵300 kg/hm2,播量分别为223.5、256.5 kg/hm2时,甘青11号青稞折合产量较高,分别为3 580、3 510 kg/hm2。由此可见,在施肥水平为尿素150 kg/hm2、磷酸二铵225～300 kg/hm2,播量为192.0～256.5 kg/hm2时,青稞产量高、综合农艺性状优良。综合考虑,该施肥水平和播量为青稞在甘南高寒阴湿区种植适宜的肥料配比和播量。     

OsESV1基因对水稻淀粉合成的影响

【目的】 研究水稻EARLY STARVATION1 (OsESV1)基因对水稻淀粉代谢的影响。【方法】 通过CRISPR-Cas9技术获得osesv1突变体,考查osesv1的表型及胚乳淀粉的理化特性,分析OsESV1的表达特性及相关功能。【结果】 OsESV1蛋白在植物界中十分保守。osesv1突变体株高、穗长、每穗粒数低于野生型,分蘖数显著多于野生型,叶片中淀粉含量显著下降,籽粒中的直链淀粉含量上升,而总淀粉含量无明显变化。OsESV1呈组成型表达,并且具有昼夜节律表达的特征。OsESV1蛋白定位在叶绿体内且呈点状分布。酵母双杂交和双分子荧光互补实验结果表明OsESV1蛋白可以与ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基(OsAGPS) 2a和OsAGPS1互作。【结论】 OsESV1基因影响水稻叶片的淀粉合成途径,而对胚乳淀粉合成的影响不明显。     

橡胶树1981’IRRDB野生种质预割诱导次生乳管分化的比较分析

巴西橡胶树树干树皮中的次生乳管是天然橡胶合成和贮存的主要组织,次生乳管列的多少与胶乳产量密切正相关。割胶是天然橡胶生产中的核心环节,是当前获得天然橡胶的唯一途径,而割胶伤害能诱导次生乳管分化。采用碘-溴染色方法和石蜡切片技术,观察预割前后1981’IRRDB野生种质成龄树的树皮结构,对不同种质预割前后黄皮层和水囊皮区域的乳管列进行统计,并分析新分化的次生乳管列。研究结果表明,选取的85份8年生野生种质在自然条件下的乳管分化能力普遍较弱,黄皮层和水囊皮中成列的次生乳管数量均较少,2个部位合计乳管列数普遍低于8列。预割后不同种质水囊皮中次生乳管列数普遍增多,但黄皮层尚无明显变化。根据伤害诱导分化新的次生乳管列数的多少,将预割诱导乳管分化的能力由低到高分为1、2、3级,分别对应于新分化乳管列数为少于2列、2~3列(含2列)、3~4列（含3列）。在85份种质中,对应1级57份、2级23份、3级5份的种质,所占比例分别为67.06%、27.06%、5.88%,可见,诱导分化次生乳管能力强的种质占比较低,大部分种质为1、2级乳管分化,3级分化能力的种质极少。被诱导新分化次生乳管的能力与种质在自然条件下的分化能力有关,尤其是高乳管分化能力的种质通常在自然条件下也有较强的分化乳管的能力。通过预割判断乳管分化能力不仅为野生种质鉴定和评价奠定基础,也为橡胶树高产育种以及早熟、晚熟品种的早期预测提供有效指标。     

外源水杨酸诱导香蕉苯丙烷类代谢提高对枯萎病抗性

由尖孢镰刀菌古巴专化型热带4号生理小种（Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4, TR4）引起的香蕉枯萎病严重阻碍我国香蕉产业的绿色可持续发展。外源水杨酸（SA）处理能诱导香蕉体内SA合成及信号传导途径关键酶基因上调表达,激活香蕉植株内系统获得抗性,增强对各种生物和非生物胁迫的抵抗能力,在此基础上,本研究对香蕉感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘农科1号’进行SA诱导处理,随后接种TR4,结果显示2个品种的病情指数均降低。为了进一步探究水杨酸信号途径下游的苯丙烷类途径在SA诱导的香蕉植株抗病过程中的作用,本研究运用实时荧光定量PCR技术（RT-qPCR）,对SA处理的感病品种‘巴西蕉’和抗病品种‘农科1号’中苯丙烷类途径关键基因的表达情况进行分析,结果发现分支途径中常规苯丙烷类途径关键酶基因C4H和4CL、木质素合成途径关键酶基因CAD和CCoAOMT、黄酮类物质生物合成途径关键酶基因CHS和CHI,对SA处理和TR4接种均有响应。在仅接种TR4的情况下,‘巴西蕉’相关基因主要表现为显著下调表达,而‘农科1号’相关基因主要表现为上调表达;仅用SA处理时,2个品种的C4H和4CL被诱导上调表达;SA处理并接种TR4,2个品种C4H和4CL依然保持上调表达的趋势,变化幅度在‘农科1号’中偏高;‘巴西蕉’CAD经SA诱导上调表达,但在接种TR4后,CAD相对表达量降低,而‘农科1号’CAD被SA诱导显著上调表达,SA和TR4共同作用下,表达水平亦显著升高;‘巴西蕉’CCoAOMT被TR4诱导显著上调表达,在SA处理并接种TR4的‘巴西蕉’植株中也表现为上调表达,‘农科1号’CCoAOMT在SA处理或SA、TR4共同作用下表现为强烈上调表达;CHS和CHI在SA处理的2个品种中主要表现为上调表达,SA和TR4双重作用下,依然表现为上调表达。结果表明外源SA处理可诱导感病和耐病香蕉根组织中苯丙烷类途径关键酶基因上调表达,该途径在SA诱导的香蕉抗枯萎病过程中起着重要作用。     

直播稻生产概况与品种选育策略

近年,直播稻面积在我国迅速扩大。本文结合国内外直播稻生产概况,指出了直播稻在抗倒伏、出苗率、耐冷性、防治杂草以及生育期等方面存在的问题,提出了培育“生育期适中、抗倒伏、耐低温、耐低氧萌发”的适合直播的水稻新品种选育策略。     

冬小麦品种（系）品质相关基因的分子标记检测

为了解10年来中国冬小麦育成品种（系）的面筋强度、黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性以及1BL·1RS易位相关基因的分布情况,利用Dx5、By8、YP7A、PPO18和H2O特异性功能标记对266份冬小麦品种（系）进行检测。结果表明,面筋强度相关基因 Dx5和 By8的分布频率分别为32.0%和28.9%,PPO活性相关基因 Ppo-A1a和 PPo-A1b的分布频率分别为54.1%和45.9%,黄色素含量相关基因 Psy-A1a和 Psy-A1b的分布频率分别为76.3%和23.7％,1BL·1RS易位基因型的分布频率为45.9%。不同省份之间品质相关基因分布差异较大,1BL·1RS易位在江苏、河南和陕西品种（系）中出现的频率较高,分别为81.3%、57.2%和35.7%,而在河北、山东和北京品种（系）中出现的频率较低,分别为15.0%、8.7%和8.3%; Dx5和 By8在河北、山东品种中出现的频率较高,分别为60.9%、65.2%和45.0%、45.0%; Ppo-A1b和 Pys-A1a在山东、北京、河北品种（系）中出现的频率较高,分别为95.7%、83.3%、75.0%和100.0%、83.3%、80.0%。筛选到 Psy-A1b/PPo-A1b/ Dx5/By8和 Psy-A1a/ PPo-A1b/ Dx5/ By8基因聚合且不含1BL·1RS易位的品种（系）分别有2和23份,可作为优质面条小麦育种的亲本材料;筛选到 Psy-A1b/ PPo-A1b/ Dx5基因聚合且为1BL·1RS易位的品种（系）12份,可用于1BL·1RS易位系品质改良的研究。     

不同氮效率油菜苗期碳氮代谢差异

为探究氮高效的机制,研究油菜苗期碳氮代谢规律,以两个氮效率差异显著的油菜种质（氮高效种质A294和氮低效种质A364）为材料,通过设置正常（CK, 9.5 mmol/L）和低氮（LN, 0.475 mmol/L）两个处理,比较不同氮效率油菜在根系形态、氮吸收转运同化、光合碳代谢生理指标以及碳氮代谢相关基因表达等方面的差异。结果表明,氮高效的A294在低氮胁迫下根系发达,植株生物量和氮累积量显著高于A364,前者根系吸收及向地上部转运氮的能力较强,而氮同化关键酶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性在两个种质间无显著差异;同时,A294叶片SPAD值、光合色素含量、净光合速率及磷酸蔗糖合酶基因BnaSPS的表达均更高。进一步分析发现,低氮胁迫下A294根系中硝酸盐转运蛋白基因BnaNPF7.3的表达显著高于A364,而BnaNPF7.2b在A364根系的表达则显著高于A294;此外,A364可溶性糖含量的根叶比及根系中蔗糖合酶基因BnaSUS表达高于A294,说明低氮胁迫下氮高效油菜A294可以将更多的营养元素（氮）分配至地上部,使叶片保持较高的光合速率,为生物体构建提供保障;而氮低效油菜种质A364则倾向于将有限的营养元素（氮）分配在根系并维持其生长发育,同时其根系可溶性糖消耗占比高于A294,导致其根冠比高于A294。由此认为,油菜在响应外界氮缺乏胁迫时,氮素与能量物质（可溶性糖）的分配与消耗差异会影响叶片碳代谢（光合作用、蔗糖合成）速率,最终导致油菜苗期氮效率的差异。