禾本科作物籽粒淀粉化学组分及生物合成研究进展

综述了禾本科作物籽粒淀粉化学组成及其生物合成的基本原理.籽粒淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉组成,直链淀粉合成主要受二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶( AGPP)、直链淀粉合成酶(GBSS)和淀粉去分支酶(DBE)共同作用,而支链淀粉除受以上酶的催化外还受淀粉分支酶(SBE)的影响.     

小麦种子萌发耐高铵胁迫的基因型差异

为明确小麦萌发期的高铵胁迫临界浓度以及耐高铵胁迫的基因型差异,采用温室水培方法,通过研究不同铵(NH~+_4-N)浓度对小麦种子萌发时期的形态学影响以及不同品种对高铵环境的响应,系统评价了24个小麦品种间种子萌发耐高铵胁迫的基因型差异。结果表明,随着铵浓度的升高,种子发芽率、总根长、根数、株高、胚根干重和胚芽鞘干重逐渐降低;当铵浓度为5.0 mM时,上述指标较对照均显著降低。此外,5.0 mM铵显著降低了萌发种子内α-淀粉酶活性、可溶性糖和游离氨基酸含量,增加了淀粉含量,表明5.0 mM铵抑制萌发种子贮藏物质动员,影响小麦种子萌发形态形成,确定5.0 mM为高铵胁迫临界浓度。从相关性分析结果发现,胚根长度与胚芽鞘长度的相关性达到显著水平;胚根干重与根冠比和植株干重的相关性达到极显著水平,表明根系对高铵胁迫的响应更敏感。以胚根长度、胚芽鞘长度、植株干重和根冠比耐性指数为筛选指标,将24个小麦品种分为高铵敏感型、中间型和耐高铵型。     

磷素水平对小麦突变体农艺性状和品质特性的影响

为丰富磷高效小麦遗传资源,分析了小麦纤维素相关基因突变体（ZC5和ZC7,为郑麦9023经EMS诱导的脆杆小麦）及其野生型（小麦品种郑麦9023）在三种磷素水平下（0、105、210 kg·hm^-2）、不同发育时期的相关生理指标和成熟期农艺和品质性状。结果表明,基因型、磷水平和基因型与磷水平互作均对旗叶叶面积、旗叶SPAD值和籽粒淀粉含量有一定影响,影响程度因生育时期而异。不同处理小麦灌浆过程符合Logistic生长规律,籽粒干物质积累均呈“慢－快－慢”的变化趋势。基因型和磷水平均对成熟期籽粒蛋白质含量和全磷含量有极显著影响;基因型对成熟期株高、有效小穗数、穗粒数及千粒重有极显著影响。相关分析表明,籽粒渐增期灌浆速率和干物质积累量、快增期干物质积累量和旗叶SPAD值均与千粒重呈极显著正相关,籽粒渐增期、快增期持续时间和淀粉含量均与千粒重呈显著正相关。ZC5为磷敏感材料,施磷能提前ZC5最大灌浆速率出现日期,提高其最大灌浆速率和平均灌浆速率,且随着施磷量的增加籽粒蛋白质和全磷含量增加。纤维素合成相关基因突变对旗叶SPAD值、叶面积、籽粒淀粉含量、蛋白质含量、全磷含量、株高、有效小穗数、穗粒数和千粒重均存在显著影响。通过化学诱变改良小麦细胞壁成分可为小麦育种提供丰富的遗传资源。     

新疆春小麦品种种子耐老化评价

为筛选出耐老化春小麦品种,采用高温高湿(41℃,95%RH)人工老化法对33份新疆春小麦品种进行种子老化处理,分析了老化对春小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数的影响,以耐老化系数为基础,运用加权隶属函数和聚类分析法对参试品种的种子耐老化性进行了综合评价及分类。结果表明,品种间种子耐老化能力差异显著。与对照相比,种子发芽势和发芽率分别下降41.16和30.96个百分点,发芽指数和活力指数分别降低50.29%和64.77%,差异均达极显著水平。通过加权隶属函数和聚类分析,将33份材料划分为4种耐老化类型,其中新春6号、新春30号、新春40号、新春41号、新春43号、新春47号等6份品种种子耐老化能力突出,可以作为小麦耐老化育种的亲本。     

基于无人机可见光影像的农田作物分类方法比较

大面积农田种植信息的准确获取是精准农业的基础。色彩空间转换、纹理分析和颜色指数等方法能够有效的增强和挖掘影像潜在的信息,对影像分类很有帮助,该文利用2016年9月获取的无人机影像对新疆兵团第八师149团的部分农田进行了作物类型的提取研究。首先对影像进行了色彩空间转换和灰度共生矩阵纹理滤波,得到了27项色彩与纹理特征,通过比较变异系数和差异系数认为亮度、饱和度和红色二阶矩可以作为最优分类特征。其次计算影像的过绿指数(excess green index,EXG)和可见光波段差异植被指数(visible-band difference vegetation index,VDVI),通过阈值对比确定了EXG指数可以有效的区分不同作物类型。最后对比以上2种方法计算得到的分类结果,表明基于色彩与纹理特征提取的作物类型的精度较高,将该方法应用于棉花、玉米和葡萄的分类,误差值分别为7.2%、4.75%和2.37%,明显高于基于颜色指数的提取方法,是一种行之有效的无人机数据作物分类方法。该研究虽未对更大区域做进一步探讨,但可为无人机应用于农田作物分类提供参考。     

不同浓度乙烯利复配剂对棉花的打顶效应

【目的】研究不同浓度乙烯利复配试剂对新疆北疆滴灌棉花生长发育及产量形成的规律,分析最适浓度组合,为棉花化学打顶技术的应用及推广提供理论依据。【方法】以鲁棉研24为材料,设置5个不同浓度乙烯利(C₁:0 mg/L、C₂:100 mg/L、C₃:200 mg/L、C₄:400 mg/L、C₅:800 mg/L)与烯效唑复配的组合试剂,研究不同复配试剂对北疆滴灌棉花生长发育及产量形成的影响。【结果】相较于C₁处理,其它处理最终新生主茎长度降低10.9%～34.67%。与CK相比,C₁、C₂、C₃、C₄处理下株高均显著提高10.55%～21.26%;各处理均显著增加棉花果枝1.9～2.7台、显著提高棉花叶龄2～3.2;C₄、C₅处理下节间长分别显著缩短7.21%、7.75%;C₃处理下SPAD值在播种后101 d...     

增效缩节胺化学封顶对不同施氮量条件下棉花群体生长特征的影响

为探索与完善施用棉花化学封顶技术,以早熟棉品种‘新陆早53号’为试材,设150(N_1)、300(N_2)、450(N_3)kg·hm~(-2)施氮处理,每个施氮处理下设450(D_1)、750(D_2)、1 050(D_3)mL·hm~(-2)化学封顶(DPC~+剂量)和人工打顶(CK)处理,研究化学封顶对不同施氮量条件下群体生长率(CGR)、净同化速率(NAR)、棉铃生长率(BGR)和叶面积载铃量(LAB)的影响。结果表明:在N_1条件下,D_1处理的CGR、NAR、BGR和LAB较高,与CK相比,D_1处理的CGR、NAR在盛花期、盛铃后期和吐絮期增幅达12.93%～35.57%;在N_2条件下,不同DPC~+剂量处理的CGR、NAR、BGR均以D_2处理较高,吐絮期增幅达7.69%～16.21%;在N_3条件下,CGR、NAR、BGR和LAB则均随DPC~+剂量的增加呈增加趋势,D_3处理在吐絮期增幅达7.00%～16.16%。施氮量和DPC~+剂量互作表现为N_2D_2处理的CGR、LAB、BGR和NAR均较高。在盛花期、盛铃后期和吐絮期,各群体生长参数间呈显著正相关,其中BGR与CGR、NAR、LAB在吐絮期的相关系数达到0.78～0.89。因此,在300 kg·hm~(-2)施氮条件下,施用750 mL·hm~(-2) DPC~+化学封顶剂有利于保持较高的群体生长速率,促进棉花"库"器官的发育和生长,提高群体干物质的生产能力,有利于实现干旱区棉花高产高效生产。     

应用灰板校正提高计算机视觉预测棉花植株含水量的精确度

利用灰板校正以消除棉花不同生育期图片颜色特征值的亮度差异,建立适用于不同生育期预测植株含水量的通用模型,以提高运用计算机视觉技术进行棉花植株含水量预测的精度。研究结果表明,由灰板校正前、后颜色特征值G-B建立的最佳预测模型,决定系数分别为0.746和0.782。有效性检验结果表明,灰板校正前、后计算预测值与实测值的决定系数分别为0.739和0.783;RMSE分别为2.218和2.03,RE分别为2.13%和1.79%。基于计算机视觉提取的冠层图片颜色特征值能够预测植株含水量,应用灰板校正颜色特征值能够提高模型预测精度,可为提高计算机视觉预测植株水分状况的精度提供技术支撑和方法补充。     

新疆118个枣品种表型性状比较分析

通过对118个枣品种叶片、枣头、二次枝、枣吊、花等表型性状的调查研究,运用多种分析方法明确各品种间的表型变异丰富度及遗传多样性。变异分析表明:各数量性状的变异系数为7.94%～63.34%,平均变异系数为20.60%,各器官变异大小为花表型性状＞叶片表型性状＞枣头表型性状＞枣吊表型性状＞二次枝表型性状。在叶片描述型性状多样性分析中发现Shannon-wiener指数为0.76～1.70,Simpson指数为0.32～0.61,大小与Shannon-wiener指数排列一致,顺序为叶基形状＞叶尖形状＞叶片形状＞叶缘形状＞叶片光泽 ＞叶片颜色＞叶片状态。相关性分析中得出多对极显著性相关关系,较为清晰地体现出各器官和各组织间的相关性。主成分分析得出6个主成分因子,特征值均大于1,累计贡献率为75.64%,说明该6个主成分能够代表118个枣品种的大部分信息;结合主成分特征向量绝对值大小发现叶片长、宽、叶面积、二次枝长节间度、枣吊叶片数、花序花朵数、花序数对枣种质资源具有较强的描述能力,可以作为资源评价的重要指标。聚类分析将现有种质分为6个大类,同一类别共性明显,不同类别差异较大,除第6类山东大柿饼外其余类别均是由两个或两个以上品种构成。     

不同密度棉花群体冠层光合有效辐射的时空分布特征

以北疆2个棉花主栽品种‘新陆早50’和‘鲁棉研24’为试验材料,测定高(24.0万株/hm2,D1)、中(17.6万株/hm2,D2)、低(8.25万株/hm2,D3)3个不同密度下,棉花铃期冠层光合有效辐射(PAR)时空分布状况。结果表明:各处理干物质量和蕾铃数与棉花叶面积指数在纵向空间分布上有良好的线性关系;冠层内PAR透光率从顶部向下逐级递减,冠层上部递减幅度迅速,中、下部递减缓慢;PAR透光率随密度的增加而递减,随向下累积叶面积指数(LAI)的增加呈指数递减,群体消光系数K日变化表现为早晚较高,中午较低;D2条件下透光率优于D1和D3,有利于增加蕾铃数,低密度条件虽然有利于增加单株蕾铃数,却不利于单铃质量的增加,最终D2密度条件下‘鲁棉研24’和‘新陆早50’棉花实收籽棉产量均达到最高,分别为4 852.27kg/hm2和5 167.73kg/hm2。