不同氮效率油菜种质苗期氮吸收转运与利用差异研究

氮效率研究是油菜营养性状遗传改良的前提,为探究不同氮效率油菜种质苗期氮吸收、转运和利用的异同,以2个氮效率差异油菜种质H6（氮高效）和L18（氮低效）为供试材料,利用水培营养液设置正常氮（CK）和低氮（LN）2个氮浓度处理,培养14d后检测植株氮含量,计算氮累积量、氮转运系数和氮利用效率。结果显示,不同氮浓度处理对油菜苗期氮的吸收、转运和利用效率影响的差异达到极显著水平（P＜0.01）。与CK相比,LN处理的油菜生物量、氮含量和氮累积量均显著降低,而氮利用效率和根冠比显著提高;氮高效油菜种质H6的生物量、氮累积量、氮转运系数和氮生理利用效率均显著大于氮低效种质L18,分别为L18的2.07、1.42、3.23和1.56倍。从氮的吸收、转运和利用3个方面探讨了低氮胁迫处理下油菜种质苗期氮效率差异的原因,对深入开展油菜氮高效机理研究及油菜品种氮效率改良具有一定的指导意义。     

适宜茶园套种的绿肥型油菜资源筛选及初步应用

为推广生态茶园的油菜绿肥套种模式，于2017-2018年在茶园系统筛选和评价适宜套种的油菜资源。比较23个不同油菜品种（品系）的盛花期鲜草的生长与养分还田量，结果发现：茶园套种油菜的生物量、株高、养分还田量等指标表现存在差异；种植后根际土pH、有机质、碱解氮含量发生改变或提升。综合比较分现，品种阳光131、 圣光86和中双11表现相对较好：单株生物量达0.81～1.00 kg；植株养分还田量高，三者的氮磷钾养分还田量分别为 49.21～72.48 kg/hm2、12.64～17.40 kg/hm2和33.64～56.29 kg/hm2，可基本满足茶青的生长需求，且三个品种种植后土壤有效养分和有机质的改善较为明显。大地69和油肥1号株高相对较矮，适宜在低龄或矮枞茶园中套种。于2018-2019年探索油菜品种阳光131作为绿肥在不同树龄的茶园套种的应用，发现土壤的有机质含量显著改善，pH 值显著提升。综上，认为优选油菜品种应用于冬季茶/油菜（绿肥）套种模式     

Lipid analysis of three special nervonic acid resources in China

Nervonic acid plays an important role in nutrition and function of the human body. Malania oleifera, Acer truncatum and Xanthoceras sorbifolium are China’s unique woody plant rich in nervonic acid in seed oil. This study aims to investigate the lipid composition of these 3 special resources. Their fatty acids were detected by gas chromatography coupled with flame detector (GC-FID). Triglycerides (TAGs) and phospholipids (PLs) were detected by shotgun-mass spectrometry (shotgun-MS). Results showed that M. oleifera oil presented the highest level of nervonic acid (46.20 ​± ​0.22%) among the 3 oils. Seeds oil of A. truncatum and X. sorbifolium had 3.53 ​± ​0.20% and 1.83 ​± ​0.21% nervonic acid respectively. 53 species of TAGs and 15 species of PLs were identified in M. oleifera oil, with PLs content of 499.94 ​± ​22.34 ​μg/g. In A. truncatum oil, PL and TAG species were twice more than those in M. oleifera oil, and its’ content of PLs was 76.27 ​± ​3.21 ​μg/g. In X. sorbifolium oil, 75 TAGs and 34 ​PLs were detected, with the lowest PLs at 23.84 ​± ​0.17 ​μg/g. The results demonstrated that these 3 vegetable oils have great potential to become nervonic acid supplements for human health.     

产量和株型性状良好的抗晚斑病花生新种质创制

花生晚斑病抗性常与不良的产量和株型性状相连锁,为发现更多综合性状优良的抗晚斑病品种,以感病亲本中花5号和抗病亲本ICGV 86699及其杂交构建的重组自交系群体（recombined inbreed lines, RIL）为材料,进行晚斑病抗性、产量和株型相关性状的调查,以筛选综合性状优良的抗病新种质。结果表明,4个环境下共发现18个稳定高抗和26个稳定中抗晚斑病的家系;在两个环境中对百果重和单株结果数进行考察,筛选出38个百果重（≥180.0 g）和单株果数（≥20.0个）都比较大的家系;同样,在两个环境中筛选出主茎高（30～60 cm）和总分枝数（≤20.0个）适中的家系54个。综合分析晚斑病病害等级、产量和株型相关性状,共鉴定出4份产量和株型相关性状优良的抗晚斑病新种质,其中1份高抗晚斑病,3份为中抗晚斑病。该研究结果为培育综合性状优良的抗晚斑病花生品种奠定了理论和材料基础。     

Exogenous application of a low concentration of melatonin enhances salt tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) seedlings

Melatonin is a naturally occurring compound in plants. Here, we tested the effect of exogenous melatonin on rapeseed(Brassica napus L.) grown under salt stress. Application of 30 μmol L~(–1) melatonin alleviated salt-induced growth inhibition, and the shoot fresh weight, the shoot dry weight, the root fresh weight, and the root dry weight of seedlings treated with exogenous melatonin increased by 128.2, 142.9, 122.2, and 124.2%, respectively, compared to those under salt stress. In addition, several physiological parameters were evaluated. The activities of antioxidant enzymes including peroxidase(POD), catalase(CAT) and ascorbate peroxidase(APX) were enhanced by 16.5, 19.3, and 14.2% compared to their activities in plants without exogenous melatonin application under salt stress, while the H_2O_2 content was decreased by 11.2% by exogenous melatonin. Furthermore, melatonin treatment promoted solute accumulation by increasing the contents of proline(26.8%), soluble sugars(15.1%) and proteins(58.8%). The results also suggested that higher concentrations(50 μmol L~(–1)) of melatonin could attenuate or even prevent the beneficial effects on seedling development. In conclusion, application of a low concentration of exogenous melatonin to rapeseed plants under salt stress can improve the H_2O_2-scavenging capacity by enhancing the activities of antioxidant enzymes such as POD, CAT and APX, and can also alleviate osmotic stress by promoting the accumulation of osmoregulatory substances such as soluble proteins, proline, and water soluble glucan. Ultimately, exogenous melatonin facilitates root development and improves the biomass of rapeseed seedlings grown under salt stress, thereby effectively alleviating the damage of salt stress in rapeseed seedlings.     

农作物抗倒性研究进展

由于品种选用不当、过量施肥、种植密度增大和外界自然环境等因素的影响,倒伏已经成为农作物生产中面临的最为严峻的问题之一。对水稻、玉米、小麦、大麦、油菜等主要农作物中已有的抗倒性评价方法进行了介绍和比较,分析了影响作物倒伏的主要内在和外在因素,并综述了当前在抗倒性相关性状遗传规律、QTL定位、基因克隆与功能分析等方面取得的研究进展,指出了抗倒性研究存在的问题,并对今后的研究方向进行了探讨。     

河南省不同轮作区双低杂交油菜氮磷钾肥的效应研究

确定河南省不同轮作区冬油菜的最佳氮、磷、钾施肥配比,为河南省油菜的配方施肥提供科学依据。以丰油10号为冬油菜供试品种,在基追比为7:3的基础上,采用“3414”最优回归设计,研究氮磷钾不同施肥处理对油菜产量、农学利用率、养分生产力及经济效益等的影响,并通过一元二次回归方程确定不同轮作区油菜的最佳施肥方案。结果表明各施肥处理中,稻油轮作潢川2个试验点达到最高产量的施肥配方为N₂P₂K₃,平均产量为3 204.15kg/hm ²,其经济效益最高,为13 485.5元/hm ²。氮肥（N）、磷肥（P₂O₅）、钾肥（K₂O）平均增收15.33、22.20和22.17kg/kg。因此稻油轮作中磷钾较低地区的最佳施肥处理为N₂P₂K₃,与一元二次效应方程得出的最佳施肥量结果基本一致。玉米-油菜轮作区南阳试验点获得最高经济效益的施肥配方为N₁P₁K₂,产量为2 801.4kg/hm ²,经济效益为12 599.4元/hm ²,相比最高产量的施肥配方N₂P₃K₂,产值减少875.3元/hm ²,经济效益增长472.4元/hm ²。氮肥（N）、磷肥（P₂O₅）、钾肥（K₂O）平均增收4.05、6.07和5.87kg/kg。因此玉米-油菜轮作磷钾较高地区最佳施肥处理为N₁P₁K₂,是获得高产和高经济效益的施肥配方。     

一个花生早期胚特异性表达基因AhDGAT3启动子的克隆及功能分析

为获得在早期胚中特异性表达启动子,本研究通过基因组步移技术对AhDGAT3（GenBank: AY875644.1）的启动子进行克隆。研究结果表明,获得了AhDGAT3 起始密码子ATG上游 5´侧翼序列2181 bp,应用PLACE和plantCARE在线分析显示,AhDGAT3启动子除了含有核心调控元件TATA-box和CAAT-box之外,还有多个非生物胁迫作用元件,如茉莉酸响应元件、防御和干旱胁迫响应元件TC-rich repeats、光响应元件、干旱诱导的MYB结合位点、光响应MYB结合位点等之外,还包含种子表达相关顺式作用元件及分裂组织表达相关元件。构建重组载体pBI121-PAhDGAT3,转化拟南芥,GUS染色结果显示,该启动子能驱动下游GUS基因,仅在发育早期的心型胚期至鱼雷型胚期较短时间内的胚中特异性表达。     

甘蓝型油菜茎秆强度性状的主基因+多基因遗传分析

为辅助抗倒伏育种,了解甘蓝型油菜茎秆强度的遗传调控,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传分离分析方法,对M417 × Brongoro（MB）组合和浙油18 × Brongoro（ZB）组合六个世代（P1、P2、F1、B1:2、B2:2和F2:3）的茎秆强度性状进行遗传分析。结果显示：甘蓝型油菜茎秆强度性状的最佳遗传模型为MX2-ADI-ADI,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型,表明该性状受2对主基因和微效多基因共同控制,以主基因遗传为主,MB组合和ZB组合的平均主基因遗传率分别为19.46%和69.93%。2对主基因的加性效应和显性效应在MB组合中作用方向相反,而在ZB组合中作用方向相同,同时还存在多种上位性效应。两个组合中环境变异占表型变异的54.68%和13.23%,说明环境对茎秆强度性状具有较大影响。     

花生主要品质性状的QTL定位分析

本研究以远杂9102×徐州68-4杂交后代衍生的重组自交系(RIL)的188个家系为材料,连续3年种植后检测其含油量及脂肪酸含量。结果表明,该RIL群体的含油量及脂肪酸变异丰富,从中获得了含油量稳定高于高值亲本的后代材料1份,油酸含量稳定高于高值亲本的材料23份。RIL群体的含油量、油酸和亚油酸含量以及油酸/亚油酸比的广义遗传力分别为0.849、0.761、0.874和0.887,表明这些性状的变异主要受基因型控制。利用前期构建的SSR遗传连锁图,结合3年主要品质性状鉴定数据,共检测到82个相关QTL,分布在11个连锁群上,其中与含油量、油酸、亚油酸和油酸/亚油酸比(油亚比)相关的QTL分别为15、21、21和25个,贡献率大于10%的主效QTL有23个,2年能重复检测到QTL有8个,3年重复检测到的有4个。其中,本研究新鉴定出的主效QTL有7个,重复性好的有5个,尤其是LG2上区间GM2839-GNB159,3年均定位到与油酸和油亚比相关的QTL,2年定位到与亚油酸相关的QTL,贡献率为5.80%~28.14%,该区间只有1.63c M。这些QTL的获得对于花生品质性状改良中亲本选配、后代标记辅助选择以及QTL精细定位具有重要意义。