Compatibility of root growth and tuber production of potato cultivars with dynamic and static water‐saving irrigation managements

The important root characteristics of root length density (RLD) and root mass density (RMD) generally differ among irrigation managements and potato cultivars. The objective of this study was to investigate the RLD and RMD variations and their functional relationships with gross potato tuber yield for two commercial potato cultivars, Agria and Sante, under different irrigation strategies. Full irrigation and water‐saving irrigation strategies, deficit and partial root drying irrigations, were applied statically (S) and dynamically (D) based on daily crop evapotranspiration. Results showed that SPRD had significantly greater RLD (3.64 cm/cm³) and RMD (132.7 μg/cm³) than other irrigation treatments. Between the potato cultivars, Agria had significantly larger values of RLD (3.50 cm/cm³) and RMD (138.7 μg/cm³) than Sante. The functional relationship between the root growth characteristics and tuber yield showed that under water‐saving irrigations, Agria increased root mass at the expense of gross tuber yield but Sante increased root mass to maintain larger gross tuber yields. However, Agria produced more roots and gross tuber yield than Sante, and it is concluded that Agria is a more drought‐tolerant potato cultivar, which is recommended for tuber production in regions where water might be scarce. It was shown that larger root production in potatoes was associated with improved tolerance to water stress.     

灌水对强筋小麦籽粒产量及营养品质的影响

为明确水地强筋冬小麦高产、优质、高效的灌溉技术，试验设3个灌水时期8个灌溉处理［越冬期灌1水（W₁），拔节期灌1水（W₂），孕穗期灌1水（W₃），越冬期和拔节期灌2水（W₁₂），越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃），拔节期和孕穗期灌2水（W₂₃），越冬期、拔节期和孕穗期灌3水（W₁₂3），全生育期不灌水处理（CK）］,于小麦成熟期测定籽粒产量、总蛋白及其组分含量和淀粉含量。结果表明，与不灌水的CK比较，所有灌水处理的籽粒产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量以及籽粒淀粉含量均显著增加，但籽粒的总蛋白及其组分含量均呈不同程度降低（W₁处理除外）。越冬期灌水对有效穗数、籽粒产量、总蛋白及其组分含量、淀粉含量的提升作用较大；拔节期灌水对穗粒数的提升作用较大，但对淀粉含量的提升作用较小，对总蛋白及其组分含量的降低作用较大；孕穗期灌水对千粒重的提升作用较大，对蛋白质产量的提升作用较小。随着灌水次数增加，小麦籽粒产量显著提高，淀粉含量先显著提高后基本不变，而籽粒总蛋白及其组分含量降低。W₁₂3处理籽粒产量最高，其次是W₁₃处理；W₁处理籽粒蛋白质及其组分含量最高，其次是W₁₂及W₁₃处理；W₂₃处理淀粉含量最高，其次是W₁₂或W₁₃处理。综合各项指标，最好的灌水组合是越冬期和孕穗期灌2水（W₁₃）。     

我国喀斯特断陷盆地石漠化区植物群落构建机制研究

喀斯特断陷盆地是我国石漠化综合治理8大喀斯特类型中治理成效最低、治理难度最大的区域，面临石漠化严重、干旱频发、植被恢复难等突出问题。文中针对水分是影响喀斯特断陷盆地石漠化治理与植被恢复成效最关键的限制因素，综合分析了国内外水分梯度差异与植物群落构建机制研究动态与发展趋势；提出利用日趋成熟的水分脆弱性评价方法，通过建立基于耦合暴露度、敏感性及适应性的水资源脆弱性评价指标体系，以满足遥感影像分辨率和植物群落调查样地大小的评价单元进行水分脆弱性评估；在建立物种库—功能性状—生境特征数据库的基础上，提出基于功能性状差异进行喀斯特断陷盆地植物群落机制构建的研究方案。提出的研究方案有望解决喀斯特断陷盆地石漠化区水分梯度特征与分布格局、自然植物群落组配规律及其生境特征、水分梯度与生境要素对植物群落特征及功能性状组成的影响规律等关键科学问题，可为不同脆弱生态区植被恢复群落构建机制研究提供重要参考和借鉴。     

全球植物科学领域发展态势分析

基于农业科技创新的发展需求,为农业科技资源的有效配置提供支撑,从文献计量角度对全球植物科学领域研究现状及态势进行分析。利用定性、定量相结合的方法构建检索策略,基于Web of Science数据库及文献计量分析工具,对文献发表量、文献主要贡献国家、机构、期刊及发文量较高的作者H指数进行统计分析。结果表明,1995—2018年植物科学领域的文章发表量整体上呈现稳定增长趋势,学科呈现蓬勃发展的整体势头。美国和中国是文献主要贡献国家,文献量和总被引频次显著高于其他国家,但美国及欧洲国家的篇均被引数量高于中国。从全球来看,中国科研机构在发文数量占有绝对优势,而德国马克思普朗克的文章篇均被引数量高,达到10以上。对2016—2018年的高被引文献(Top10)进行内容分析,并通过高频词共现主题聚类可视化分析。从论文影响力及主题词规模2个维度表征领域内研究方向。结果表明,“植物应对生物及非生物胁迫”、“基因编辑技术”、“基因组学分析”、“植物生殖发育调控”是近年来植物科学的高关注度研究方向,主题内容与前期的需求调研相符,初步预测这些研究方向将对农业创新发展起到重要推动作用。     

Bulk pollen pollination in maize for efficient construction of introgression populations with high genome coverage

Introgression populations consist of a set of introgression lines or families, constructed by continuous backcrossing to the recurrent parent, while carrying a limited number of chromosome segments from a donor parent in their genomes. Increasing the genome coverage is an important aim when constructing introgression population. In this study, we proposed bulk pollen pollination (BPP) method and used it to increase the genome coverage of a maize introgression population. The results showed that the genome coverage of the introgression population constructed using BPP method reached 100% at BC₃ generation, which accorded with the simulation result. The BPP‐based BC₃F_1:2 population could identify most quantitative trait loci (QTL) detected using the F_2:3 population, especially major QTL. Simulation analysis showed that the genome coverage of introgression population increased with the increase of population size and the number of bulked plants, and decreased with the increase of backcross generation. Our results proved the reliability of the BPP‐based introgression population in increasing genome coverage and detecting QTL, and provided references for constructing high‐coverage introgression populations.     

我国牧草种植成本收益变化与比较

本研究以牧草种植户牧草及粮食作物的调研数据为基础,计算出2010-2014年主要牧草和粮食作物的成本收益基本信息,对其变化进行统计分析,并对各作物的成本收益进行比较。分析发现,2014年苜蓿(Medicago sativa)的经济效益有所下降;黑麦草(Lolium perenne)和青贮玉米(Zea mays)的纯收益和收益率有所增长;苜蓿的纯收益和收益率要高于黑麦草和青贮玉米;马铃薯(Solanum tuberosum)和苜蓿的经济效益更具优势,种植小麦(Triticum aestivum)经济效益较差;黑麦草和青贮玉米人工和土地成本更高,苜蓿水电费最高。建议调整农业产业结构,推行"粮+经+饲+草"四元种植结构,全面扶持牧草产业发展,建立健全牧草生产资料补贴制度。     

HVI大容量棉花测试仪排出样品处理装置的设计

针对HVI大容量棉花测试仪排出的样品处理难等问题，设计了1套自动化样品处理装置。该装置集样品自动输送、自动感应、自动压缩和自动装包等功能于一体，既可解决该类测试仪出棉通道容易堵塞的难题，又可降低劳动强度，提高工作效率和节省棉包存储空间。     

马铃薯AP2/ERF转录因子的克隆及植物表达载体构建

AP2/ERF基因家族转录因子普遍存在于植物中,参与植物体内的各种生物学过程,包括植物的生长发育、生物和非生物胁迫响应等。前期转录组测序的结果发现马铃薯‘加湘1号’一个AP2/ERF家族基因(PGSC0003DMG400012154)在接种晚疫病菌(Phytophthora infestans)24 h后被显著激活。从接种P.infestans 24 h的‘加湘1号’的总RNA中通过RT-PCR获得了该基因CDS序列为885 bp,BLAST分析显示该基因编码一个295个氨基酸残基的蛋白,并且含有1个AP2/ERF结构域,是AP2/ERF转录因子家族中的ERF亚家族的一员。本研究将该基因与XcmⅠ酶切的表达载体pCXSN连接,转化大肠杆菌,通过测序挑选插入正确克隆酶切验证,并成功转化农杆菌。本研究结果为进一步研究该基因的功能提供了帮助。