不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究

本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12 d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R~2 0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12 d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e~(-b×LAI))定量描述(R~2 0.88);冠层内IPAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。     

Three SNPs within exons of INHA and ACVR2B genes are significantly associated with litter size in Dazu black goats

The aim of this study was to analyse the association between single-nucleotide polymorphisms within INHA and ACVR2B and litter size in Dazu black goats. In total, twenty-two SNPs were genotyped in 190 individuals by SNaPshot and resequencing. The results showed that three SNPs (SNP_1, SNP_12 and SNP_13 in this study) were detected to have significant additive genetic effect on the recorded goat litter size (p < .05). The SNP_1 (NC_030809.1), a non-synonymous substitution of G for T at chr2-g. 28314990 in the exon 2 of INHA gene (NM_001285606.1), resulted in homozygote 2 (HOM2) contributed 0.25 and heterozygote (HET) contributed 0.12 larger litter than homozygote 1 (HOM1). Meanwhile, SNP_12 (Chr22-g. 11721225 A > T) and SNP_13 (Chr22-g. 11721227 A > C) (NC_030829.1) simultaneously mutated at the first and third position of a triplet AAA (lysine, K) in the exon 4 of ACVR2B gene (XM_018066623.1) had estimated genetic effects of HOM1 (0.00) and HOM2 (0.03) larger than HET (−0.12). In conclusion, one SNPs (chr2-g. 28314990 T > G) within the exon 2 of INHA and two SNPs (Chr22-g. 11721225 A > T and Chr22-g. 11721227 A > C) i n the exon 4 of ACVR2B gene were highly recommended as candidate markers of litter size in Dazu black goats. A large-scale association study to assess the impact of these variants on litter size is still necessary.     

钾肥和硅肥对油用亚麻茎秆抗倒伏特性的影响

为了优化油用亚麻抗倒伏的肥料运筹措施,以‘陇亚11号’和‘定亚23号’为试验材料,通过裂区设计,研究了钾肥（不施钾、52.5 kg K₂O/hm²和105 kg K₂O /hm² 3个水平）和硅肥（不施硅和90 kg SiO₂/hm² 2个水平）用量对油用亚麻茎秆形态学、力学抗倒伏特性及产量的影响。结果表明：‘陇亚11号’的株高、重心高度及茎粗、壁厚、抗折力均显著大于‘定亚23号’,茎秆形态学及力学抗倒伏特性的综合影响下,‘陇亚11号’较‘定亚23号’倒伏率提高21.24%而产量降低9.43%。钾肥显著改善了抗倒的茎秆表观形态学特性,施钾后茎粗、壁厚、茎秆抗折力、抗倒伏指数提高而株高和重心高度降低,千粒重和籽粒产量分别提高7.35%和9.34%。硅肥对茎秆形态学、力学特性及籽粒产量均无主效应,但硅肥与钾肥的互作使茎粗显著增加。抗倒伏指数与茎粗、壁厚呈显著正相关,与株高、重心高度呈显著负相关。品种间的茎秆抗倒伏特性差异较大,施用钾肥显著改善了抗倒的茎秆表观形态学特性,优化了茎秆机械性能,增强了油用亚麻的抗倒伏能力;供钾量较低时,硅肥与钾肥对茎粗的互作正效应明显。     

水稻OsUBA基因的表达及其在促进种子萌发和开花中的功能

自噬是将功能异常或不需要的胞内组分降解的细胞学过程,广泛参与真核生物的生长发育过程、对营养缺乏的响应及生物/非生物胁迫反应。NBR1 (Next to BRCA1 gene 1, NBR1)是在植物中发现的最重要的自噬受体,但有关植物NBR1类自噬受体的研究较少,水稻中此类蛋白的研究还是空白。本文通过RT-PCR方法,从水稻日本晴幼苗的cDNA中克隆到一个含有泛素相关结构域(Ubiquitinassociated,UBA)的基因,将其命名为OsUBA。OsUBA的开放阅读框长2538 bp,编码845个氨基酸残基。OsUBA属于水稻中的NBR1类蛋白。OsUBA的启动子区有多个与光、逆境胁迫及激素反应相关的元件; OsUBA基因在水稻花药、正在萌发的种子以及根中的表达量较高,在茎和叶中也有表达; 200μmol L~(–1) ABA处理显著抑制OsUBA的表达,100μmol L~(–1) GA处理后OsUBA的表达略有升高。对OsUBA过表达水稻株系的研究表明,转基因水稻种子的萌发比野生型更快, ABA (3μmol L~(–1))处理显著抑制OsUBA过表达水稻株系种子的萌发, GA (100μmol L~(–1))处理对OsUBA过表达水稻株系种子的萌发略有促进;OsUBA过表达水稻株系的开花时间较野生型明显提前。这些结果表明,水稻NBR1蛋白基因OsUBA的表达和功能可能与对开花时间和种子萌发的调控以及生物/非生物胁迫反应有关。     

山下黑猪与鲁莱黑猪正反交F1代杂种优势的估计

旨在估计山下黑猪和鲁莱黑猪正反交F₁代杂种优势，筛选出合适的杂交方式，以提高优质肉猪的生产效率，满足人们对于优质猪肉的需求。本研究在山下黑猪（164头）和鲁莱黑猪（69头）及其正（6头山下黑猪♂×25头鲁莱黑猪♀）、反（3头鲁莱黑猪♂×35头山下黑猪♀）交4个群体中测定了生长肥育、体尺外貌（75～110 kg）、繁殖和胴体肉质（90～115 kg）4大类共43个性状，比较了这些性状在群体间的差异，并估计了正反交F₁代的杂种优势。结果表明，山下黑猪的生长肥育和体尺性状较好，鲁莱黑猪的繁殖和肉质性状较好，正反交群体介于它们之间。正交群体的繁殖性能优于反交群体，但生长肥育性能比反交差。由于这4个群体的母猪都是纯种，因此繁殖性状没有表现出明显杂种优势。除膘厚、胸椎数、45 min pH和剪切力无显著的杂种优劣势外，大部分胴体性状和肉质性状有明显的杂种劣势。生长肥育性状的杂种优势在正反交群体中的表现不一致，反交群体表现出显著杂种优势，而正交则无明显的杂种优势。本研究估计了山下黑猪和鲁莱黑猪正反交的杂种优势，为筛选山下黑猪和鲁莱黑猪的最佳杂交方式奠定基础。     

水稻对稻飞虱抵御机制研究

为更好地利用水稻自身抵御能力遏制稻飞虱为害,综述了水稻抵御稻飞虱的物理、生化效应和机制的研究现状。水稻抵御稻飞虱的物理机制包括宏观的水稻叶脉间距、宽度,钩毛和纤细毛密度、长度,硅含量和微观的粗纤维、胼胝质含量及叶绿体膜稳定性;生化机制涉及水分、可溶性糖、叶绿素、游离氨基、酶物质活性及挥发物的含量。国内外虽广泛涉及水稻自身固有的物理结构及体内生理生化物质对稻飞虱的抵御效应研究,但其分子机理研究较为匮乏,尚需深入系统的研究。     

不同氮肥水平下蚯蚓粪施用对水稻生长特性及产量的影响

以两优培九为材料,采用大田微区试验,研究不同氮肥水平(N1,9 g/m~2;N2,12 g/m~2;N3,15 g/m~2)下不同蚯蚓粪施用量(EC0,0;EC_1,16.88 kg/m~2;EC_2,33.76 kg/m~2)对水稻生长及产量形成的影响。结果表明,移栽40 d后EC_2和EC_1处理的茎蘖数均显著高于EC0(P0.05);幼穗分化期和乳熟期EC0处理的SPAD值均显著低于EC_1和EC_2处理(P0.05);齐穗期EC0处理的叶面积指数分别比EC_1和EC_2处理低32.7%和80.7%,地上部总干物质量分别比EC_1和EC_2处理低30.6%和59.8%;成熟期有效穗数、地上部干物质量和水稻产量均表现为EC_2EC_1EC0,EC_2和EC_1处理的有效穗数分别比EC0处理多41.5%和21.3%、地上部干物质量分别比EC0处理高47.7%和25.8%、产量分别比EC0处理高35.4%和34.3%。由此可见,施用蚯蚓粪便可促进水稻分蘖,提高水稻叶面积、SPAD值和地上部干物质量,进而提高水稻籽粒产量。     

基于RGB颜色空间的早稻氮素营养监测研究

针对双季稻区水稻过量施肥带来环境污染和成本提高问题,设计不同品种氮肥梯度大田试验,应用数码相机获取早稻冠层数字图像,研究不同色彩参数及早稻氮素营养指标的时空变化特征,以期确立双季早稻氮素营养预测模型。结果表明:不同品种同一氮肥处理下图像色彩参数差异不大;拔节期数字图像参数对氮素营养指标敏感;模型构建结果显示,图像参数INT与水稻氮素营养指标构建的模型决定系数(R2)最大,模型预测效果最佳,R2分别为0.895 7和0.924 7;进一步采用多元回归分析和BP神经网络分析法进行预测,预测效果均较好。对预测结果进行检验,发现品种对于模型的构建影响不大,以BP神经网络分析法构建的叶片氮浓度(LNC)模型和以INT为敏感色彩参数构建的叶片氮积累量(LNA)回归模型效果最优,而多元回归分析方法则效果不佳。早稻冠层RGB颜色空间敏感参数与氮素营养指标间相关性较好,可以实现氮素营养的无损监测诊断。     

不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对大气CO2浓度升高响应的差异

目的 探明不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对FACE(大气CO₂浓度增高)响应的差异。方法 以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE对不同类型水稻产量、氮素吸收利用的影响。结果 1）FACE处理极显著提高了水稻产量,平均增加24.17%, 常规籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高;2）FACE处理显著增加了单位面积穗数,常规粳稻增幅最大,并显著增加了杂交籼稻和常规籼稻每穗粒数;3）FACE处理显著提高了成熟期吸氮量和氮素籽粒生产效率,成熟期吸氮量平均增加21.23%,杂交籼稻增幅最大, FACE和对照均以常规籼稻最高;氮素籽粒生产效率平均增加7.33%,杂交籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高。成熟期吸氮量对产量促进作用略大于成熟期氮素籽粒生产效率;4）FACE处理降低了植株含氮率,成熟期平均下降0.105个百分点,常规粳稻降幅最大。FACE处理极显著提高植株干物质量,成熟期平均增加23.95%,常规籼稻增幅最大;FACE处理显著提高常规籼稻和杂交籼稻成熟期单穗吸氮量,分别增加10.79%、13.93%,但常规粳稻下降了9.60%;FACE处理显著提高了成熟期群体吸氮强度,平均增加22.29%,杂交籼稻增幅最大。FACE处理对水稻全生育期天数无显著影响;FACE处理显著提高茎鞘、叶片、穗各器官吸氮量,叶片增幅最大,平均增加51.86%,杂交籼稻增幅最大;FACE处理显著提高了不同生育阶段吸氮量,抽穗-成熟阶段增幅最大,平均增加108.90%,杂交籼稻增幅最大;5）植株干物质量、单穗吸氮量、吸氮强度、穗吸氮量、抽穗-成熟阶段吸氮量对成熟期总吸氮量的促进作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生育天数、茎鞘叶吸氮量、移栽-分蘖和分蘖-抽穗阶段吸氮量;6）FACE处理显著提高了氮肥偏生产力,降低了每百千克籽粒需氮量,前者平均增加24.16%,常规籼稻增加最多;后者平均降低4.7%,常规籼稻降幅最大。结论 FACE处理可显著提高水稻产量和氮素吸收利用效率,但品种间差异较大。     

Predicting the potential geographic distribution of Bactrocera bryoniae and Bactrocera neohumeralis(Diptera: Tephritidae) in China using MaxEnt ecological niche modeling

Bactrocera bryoniae and Bactrocera neohumeralis are highly destructive and major biosecurity/quarantine pests of fruit and vegetable in the tropical and subtropical regions in the South Pacific and Australia. Although these pests have not established in China, precautions must be taken due to their highly destructive nature. Thus, we predicted the potential geographic distribution of B. bryoniae and B. neohumeralis across the world and in particular China by ecological niche modeling of the Maximum Entropy(Max Ent) model with the occurrence records of these two species. Bactrocera bryoniae and B. neohumeralis exhibit similar potential geographic distribution ranges across the world and in China, and each species was predicted to be able to distribute to over 20% of the globe. Globally, the potential geographic distribution ranges for these two fruit fly species included southern Asia, the central and the southeast coast of Africa, southern North America, northern and central South America, and Australia. While within China, most of the southern Yangtze River area was found suitable for these species. Notably, southern China was considered to have the highest risk of B. bryoniae and B. neohumeralis invasions. Our study identifies the regions at high risk for potential establishment of B. bryoniae and B. neohumeralis in the world and in particular China, and informs the development of inspection and biosecurity/quarantine measures to prevent and control their invasions.