早熟禾新品种农菁15的选育

为选育高产优质饲用和坪用草品种,将早熟禾优异风干种子经50Gy60 Co-γ射线辐射处理后,通过田间系统选择,结合生物产量、返青率、营养品质、抗病性及坪用性能等指标的检测,选育出农菁15早熟禾;该品种抗寒、耐盐碱、抗病性强、适应性广、饲用价值较高;与对照优异相比,具有青绿期长、草产量高、种子产量高等优点;在黑龙江高寒地区平均干草产量达3 832.6kg·hm-2,成熟期平均种子产量达510.2kg·hm-2;适宜在黑龙江全省推广种植。     

苦瓜对8种蔬菜的化感作用

以8种海南主要栽培的蔬菜为受体,采用室内生测法研究苦瓜(Momordica charantiaL.)茎叶水浸提液对其化感作用。结果表明:苦瓜茎叶水浸提液对8种受体植物的种子萌发和幼苗生长均有一定的化感效应,且化感作用方式和强度在受体间及指标间存在显著差异;化感作用综合效应的平均值大小顺序为:辣椒黄瓜豇豆菜豆萝卜樱桃番茄胡萝卜番茄。试验结果为建立合理的栽培制度提供了理论和试验依据。     

Association analysis for detecting significant single nucleotide polymorphisms for phosphorus-deficiency tolerance at the seedling stage in soybean [Glycine max (L) Merr.]

Tolerance to low-phosphorus soil is a desirable trait in soybean cultivars. Previous quantitative trait locus (QTL) studies for phosphorus-deficiency tolerance were mainly derived from bi-parental segregating populations and few reports from natural population. The objective of this study was to detect QTLs that regulate phosphorus-deficiency tolerance in soybean using association mapping approach. Phosphorus-deficiency tolerance was evaluated according to five traits (plant shoot height, shoot dry weight, phosphorus concentration, phosphorus acquisition efficiency and use efficiency) comprising a conditional phenotype at the seedling stage. Association mapping of the conditional phenotype detected 19 SNPs including 13 SNPs that were significantly associated with the five traits across two years. A novel cluster of SNPs, including three SNPs that consistently showed significant effects over two years, that associated with more than one trait was detected on chromosome 3. All favorable alleles, which were determined based on the mean of conditional phenotypic values of each trait over the two years, could be pyramided into one cultivar through parental cross combination. The best three cross combinations were predicted with the aim of simultaneously improving phosphorus acquisition efficiency and use efficiency. These results will provide a thorough understanding of the genetic basis of phosphorus deficiency tolerance in soybean.     

水稻粒宽突变体gw87的基因定位及候选基因分析

【目的】对水稻粒宽突变体gw87（grain width 87）进行表型鉴定、遗传分析、基因定位及候选基因分析,为探明该基因调控水稻籽粒大小的分子机制及应用潜力奠定基础。【方法】利用甲基磺酸乙酯诱变籼稻恢复系材料676R,获得一份籽粒宽度和千粒重显著增加的突变体gw87。对该突变体进行表型观察、农艺性状调查及外源油菜素内酯（BL）敏感性、叶绿素含量、光合参数测定,了解其表型特征及生理特性。调查gw87与676R杂交F₁的表型和F₂群体的分离情况,分析其遗传行为;选取该群体中的突变植株进行高通量测序,并利用gw87与粳稻品种日本晴杂交的F₂代作为定位群体,通过MutMap分析和分子标记定位,遴选候选基因并进行DNA和cDNA测序验证。利用qRT-PCR分析gw87和676R中BR合成途径基因OsDWARF4、D11和D2的表达差异。【结果】与野生型亲本676R相比,gw87突变体的株高降低,节间缩短,其中,倒一节间长度缩短最大,并呈现出扭曲的形态;叶片长度减少,宽度增加;单株有效穗数、主穗穗长和结实率显著降低,但籽粒宽度和千粒重显著增大。BL敏感性试验显示,gw87突变体幼苗对外源BL的敏感性降低。光合色素和光合参数测定表明,gw87光合色素含量增加,光合速率也有所增加。遗传分析表明gw87的突变性状是由1对隐性核基因控制。MutMap分析显示gw87突变基因位于第5染色体中部,在该染色体区域仅有1个碱基突变引起编码氨基酸变化;分子标记连锁分析表明该突变基因位于InDel标记X2和X3之间约101 kb的染色体区域;综合这两方面分析结果,最后遴选出gw87候选基因是编码一个含有AP2/EREBP DNA绑定结构域的转录因子基因LOC_Os05g32270。对该候选基因进行DNA和cDNA测序验证,发现gw87突变体中该基因DNA的第1 041位的碱基由G突变为A,导致与该位点相邻的76 bp内含子序列被剪接为外显子,引起阅读框移码,蛋白翻译提前终止。qRT-PCR分析显示gw87突变体中BR合成途径基因的表达量显著上调,表明gw87突变体中BR信号减弱。【结论】gw87是smos1、shb、rla1、ngr5的新等位突变体,但与这些突变体表型不同,gw87籽粒的宽度和千粒重显著增加,可能是LOC_Os05g32270的突变位点不同,导致其编码蛋白的功能活性不同所造成。     

花生种子特异启动子AHSSP1的克隆及功能分析

为丰富花生种子特异启动子资源,本研究利用PCR技术在花生基因组中克隆了种子贮藏蛋白基因PSC32的启动子AHSSP1,利用半定量RT-PCR检测了PSC32基因表达模式,借助NewPLACE在线分析了AHSSP1序列中存在的顺式作用元件,并构建了AHSSP1驱动GUS报告基因的表达载体,经农杆菌转化获得转基因拟南芥,经GUS组织化学染色鉴定了该启动子的功能。结果表明,PSC32基因957 bp长的启动子AHSSP1序列具备种子特异表达启动子特有的3个RY REPEAT元件。半定量RT-PCR分析发现,PSC32基因在花生成熟种子中表达,而在饱果成熟期根、茎、叶片、花、入土前的果针、成熟种子的果壳中均不表达。GUS组织化学染色发现,转基因拟南芥成熟种子以及萌发种子的子叶、下胚轴和胚根均能够被染上蓝色;长出真叶后,子叶和下胚轴仍能被染色,而根和真叶不能被染上蓝色;成年期转基因拟南芥的叶片也不能被染上蓝色。而野生型拟南芥整个生长时期均不能被染上蓝色。以上现象说明AHSSP1是一个种子特异启动子。本研究丰富了花生种子特异启动子的资源,对花生籽仁品质改良或以花生籽仁作为“生物反应器”的研究具有重要的应用价值。     

镉和模拟酸雨胁迫对苦楝幼苗镉含量及叶片抗氧化系统的影响

为探讨苦楝在重金属Cd和酸雨的单一及复合胁迫下的生理响应特征,采用人工配置土壤盆栽试验,研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg^-1)和3个梯度模拟酸雨(pH值5.6、4.5、3.5)单一及复合处理对苦楝幼苗生物量、Cd含量及叶片保护性酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性和抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)的影响。结果表明,除低浓度Cd(≤30 mg·kg^-1)单一及其与pH值4.5酸雨复合处理对幼苗地上部、地下部生物量有促进作用外,其他处理均表现出抑制作用,其中复合处理对苦楝幼苗的抑制作用更明显,表现为叠加效应;单一Cd处理时,随着Cd浓度的增加,幼苗根、茎、叶中Cd含量逐渐升高,且根系大于茎叶,复合处理抑制了植物对Cd的积累,对叶片的抑制作用最强;Cd和酸雨单一及复合处理下叶片SOD、CAT和POD活性均有所增加,分别在60 mg·kg^-1 Cd、pH值5.6,60 mg·kg^-1 Cd、pH值4.5和90 mg·kg^-1Cd、pH值4.5时出现阈值;在AsA-GSH循环中,单一Cd处理下,AsA、GSH含量和抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均随着Cd浓度的增加呈先上升后下降的趋势,单一酸雨处理对上述4个指标的影响不尽一致,而复合处理下上述指标在Cd浓度≤60 mg·kg^-1、pH值≥4.5时均能保持较高值,且随着胁迫程度的加深均出现了阈值。综上所述,苦楝对重金属Cd和酸雨胁迫具有一定的耐性,可在Cd浓度≤60 mg·kg^-1和pH值≥4.5的酸雨双重污染区域正常生长。本研究结果为土壤Cd污染的酸雨区域的修复植物筛选提供了理论基础和参考依据。     

陇薯系列高淀粉马铃薯品种的淀粉产量及品质性状综合评价

为了评价高淀粉马铃薯品种的综合品质性状,本研究以甘肃省农业科学院育成的15个马铃薯品种(系)为参试材料,2011-2018年连续8年定点田间试验,测定了块茎产量、营养品质(干物质、淀粉、维生素C、粗蛋白)含量和矿物质元素(钾、钙、铁、锌)含量。结果表明,参试材料的块茎产量和营养品质含量均存在显著的基因型、环境及基因型与环境的互作效应,其中块茎产量、淀粉产量、干物质含量、淀粉含量性状的基因型效应大于环境效应,而营养品质中的维生素C、粗蛋白和还原糖含量的环境效应大于基因型效应。参试材料的块茎产量24 549~50 140 kg·hm^-2,淀粉产量4 271~9 298 kg·hm^-2,干物质含量21.07%~30.18%,淀粉含量14.63%~21.83%,维生素C含量12.20~18.95 mg·100g^-1,粗蛋白含量2.17%~2.71%,还原糖含量0.18%~0.43%,钾含量4 316~5 368 mg·kg^-1,钙含量85.10~138.40 mg·kg^-1,铁含量10.17~24.50 mg·kg^-1,锌含量2.45~3.80 mg·kg^-1。大西洋的衍生品种陇薯8号、陇薯9号、陇薯12号、陇薯14号、L0527-2、L08104-12、LZ111和L1149-2淀粉含量均超过18%,其中,L1149-2总体表现优异,其平均块茎产量50 140 kg·hm^-2、淀粉产量9 298 kg·hm^-2、干物质含量26.75%、淀粉含量19.30%、维生素C含量14.62 mg·100g^-1、粗蛋白含量2.52%、还原糖含量0.28%、钾含量5 297 mg·kg^-1、钙含量138.40 mg·kg^-1、铁含量20.40 mg·kg^-1、锌含量3.20 mg·kg^-1;而陇薯5号淀粉产量及营养品质较差。本研究为合理利用陇薯系列高淀粉马铃薯品种提供了科学依据,对改良高淀粉马铃薯品种产量和品质具有指导意义。     

Acquired Thermo‐Tolerance and Trans‐Generational Heat Stress Response at Flowering in Rice

In rice, pre‐exposure to sublethal treatment followed by harsh lethal treatment is known to improve tolerance of different abiotic stresses at the vegetative stage within and across generations. Our major aim was to test the phenomenon of thermo‐tolerance at flowering across (trans)‐generations and within generation using rice cultivars contrasting for heat stress tolerance at flowering. To test trans‐generational response, plants were exposed to higher temperature at flowering stage and seeds obtained from previous generations were exposed to heat stress during flowering, which recorded significantly lower fertility when exposed to the same degree of stress in their subsequent generations. A pre‐acclimation to moderately high acclimating temperatures imposed over three different durations during the vegetative and initial reproductive stage showed positive response in the tolerant N22, particularly under severe heat stress (40 °C). This finding indicates the possibility of acquiring ameliorative thermo‐tolerant mechanisms at anthesis, restricted to tolerant genetic backgrounds to combat subsequent harsh conditions within the same generation. However, trans‐generational memory was ineffective in mitigating spikelet sterility losses in both tolerant and susceptible backgrounds. Rice is extremely sensitive to heat stress during flowering; hence, similar exercise across other crops of interest needs to be carried out before generalizing conclusions.     

水稻粉垄耕作生长及生理特性研究

以两系超级杂交水稻(Oryza sativa L.)桂两优2号为供试品种,通过田间研究比较常规耕作和粉垄耕作条件下水稻生长及生理特性.结果表明,粉垄耕作方式有利于水稻植株分蘖中后期的分蘖生长,全生育期白根多、活力强,叶绿素相对含量(SPAD)极显著高于常规耕作,叶片净光合速率高,并且持绿时间长,利于光合同化物的生产积累;成熟期地上部干物质积累量显著高于常规耕作,有效穗较常规耕作多27.6万/hm2,因而产量增加显著,增产约20.36％.     

不同饲粮粗蛋白质水平下黑水虻蛋白替代豆粕对蛋鸡生产性能、蛋清品质及血清蛋白质代谢指标的影响

本试验旨在探讨不同饲粮粗蛋白质水平下黑水虻蛋白替代豆粕对蛋鸡生产性能、蛋清品质及血清蛋白质代谢指标的影响。采用单因素随机试验设计,选用252只产蛋率相近的33周龄罗曼白蛋鸡,随机分为3组,每组7个重复,每重复12只鸡。各组分别饲喂标准回肠可消化氨基酸(SIDAA)平衡模式下配制的不同粗蛋白质水平(16.50%、14.85%、13.20%)的玉米-豆粕-黑水虻蛋白饲粮,各组黑水虻蛋白与豆粕提供等量的粗蛋白质。预试期2周,正试期12周。结果表明:1)与16.50%组相比,14.85组%和13.20%组的产蛋率和平均日采食量无显著影响(P>0.05),平均蛋重显著降低(P<0.05),料蛋比显著升高(P<0.05);13.20%组的产蛋量显著降低(P<0.05),14.85%组的产蛋量无显著差异(P>0.05)。2)与16.50%组相比,14.85%组的平均蛋重、蛋清重、浓蛋白重、蛋白高度、哈氏单位和蛋清比例均无显著差异(P>0.05);13.20%组的平均蛋重、浓蛋白重、蛋白高度显著降低(P<0.05),蛋清重和哈氏单位呈下降趋势(P=0.0513和P=0.0673)。3)各组血清谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性及总蛋白、白蛋白、尿酸含量无显著差异(P>0.05)。16.50%和13.20%饲粮粗蛋白质水平对蛋鸡输卵管膨大部分泌功能有轻微不良影响。由此可见,在SIDAA模式下,以黑水虻蛋白替代豆粕并使饲粮粗蛋白质水平降低至14.85%时对鸡蛋蛋清品质无不良影响。