用冠层叶色偏态分布模式RGB模型预测大豆产量

为了探索加色混色(Red-Green-Bule,RGB)模型偏态分布模式在大豆产量预测上的可行性,并验证其在不同肥料运筹、不同品种上的通用性,该研究选用曲茎和徐豆18两个大豆品种,设计了不同种植密度和氮肥水平的大田裂区试验,以无人机搭载数码摄像机,在花期及以后的2个重要生殖生长期采集大豆冠层数据。研究证实了大豆冠层数码图像的光学三原色RGB模型色阶遵循偏态分布,并利用偏态分析得到5类共20个叶色偏态参数。花期、荚期和鼓粒期的冠层叶色偏态参数普遍存在明显差异,其中表征叶色深浅的均值、中位数、众数从花期至鼓粒期呈现先降后升的变化趋势,而表征叶色偏向性的偏度和表征叶色集中度的峰度则普遍呈现相反的变化趋势。基于偏态参数构建的大豆产量预测模型的预测准确度平均达91.30%(建模组),对氮肥运筹验证组的预测准确度平均为87.33%,对不同品种验证组的预估准确度虽然低于建模组和氮肥运筹验证组,但也接近80%。这说明RGB模型偏态参数可准确地描述不同生育期大豆冠层叶色状况,基于偏态参数构建的产量预测模型有了更多的冠层颜色信息输入,对选用同品种但采用不同氮肥运筹措施和选用不同品种下的产量预测准确率均较高,可广泛用于不同生产条件的大豆产量预测,具有较好的适用性与较高的推广价值。     

一个水稻低温移栽白条纹突变体wltt的鉴定和基因定位

【目的】叶色突变相关基因的鉴定与克隆为研究叶绿体发育、叶绿素合成和光合作用等分子机制提供理论基础。【方法】从常规粳稻镇糯19杂交后代中分离出一个低温移栽后叶色转成白条纹的自然变异突变体,命名为wltt (white stripe leaf after transplanting at low temperature)。成熟期测定野生型和wltt的主要农艺性状,分别在苗期、移栽后15 d和同时期直播条件下测定新生叶片的色素含量并观察叶绿体的超微结构;将wltt和野生型正反交进行遗传分析;用wltt与籼稻9311杂交产生的F_2作为定位群体进行基因定位;采用RT-qPCR分析叶绿体发育、叶绿素合成和光合作用相关基因在野生型和wltt中的表达水平。【结果】wltt突变体在苗期表现正常绿色,移栽15 d后心叶出现白条纹叶表型,至分蘖末期心叶叶色恢复;而不经移栽,突变体不会出现白条纹叶。人工模拟实验表明该表型是由低温条件下根损伤引起的。与野生型相比,wltt突变体移栽后的新生叶色素含量显著降低,光合速率下降;同时株高变矮,穗长、剑叶长和每穗粒数均显著降低。叶绿体的超微结构显示,突变体的叶肉细胞中,仅少数细胞含有正常的叶绿体,其余大部分叶肉细胞不含叶绿体。进一步研究发现,突变体中部分光合系统相关基因和叶绿体发育相关基因表达下调,叶绿素生物合成相关的14个基因表达也下调。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因控制。利用wltt突变体/9311的F_2群体,将该基因定位于水稻第2染色体着丝粒附近853kb区间内。目前,该区间内没有叶色相关基因的报道。【结论】WLTT是低温条件下移栽调控叶片转色的关键基因,在叶绿体发育过程中发挥重要作用。     

冬小麦抗倒春寒性能鉴定方法和指标的比较

倒春寒是限制黄淮冬麦区小麦稳产和丰产的主要因素之一,选育抗倒春寒小麦新品种是降低倒春寒危害的重要手段,建立简单易行、易推广且全面系统的小麦抗倒春寒性能鉴定方法和指标体系对保障粮食安全有着重要意义。本文系统总结了冬小麦抗倒春寒鉴定的方法和指标,进行了比较和评价,并提出鉴定原则和程序。（1）鉴定方法方面,主要包括直接鉴定法、间接鉴定法和综合鉴定法等,直接鉴定法有田间自然鉴定法（引种栽培应用最广,但周期长、工作量大）、人工模拟气候室法（周期短、可重复性强,但对设备与技术要求较高）和生长恢复法（冬前冻害鉴定较多,抗倒春寒鉴定方面较少,一般与其它鉴定方法配合使用）等;间接鉴定法有助倒春寒危害温度阈值的研究,但目前指标与抗寒性关系还未有明确定论,应用受到限制;综合鉴定法鉴定结果全面而准确,但对技术、成本要求较高且工作量较大。因此,在鉴定过程中要结合实际情况合理搭配、综合运用。（2）鉴定指标方面,主要包括形态与农艺、生理生化、气象与生态指标等,形态与农艺指标一般用于田间自然鉴定法,常以数量、质量、颜色和形态变化等作为参考项;生理生化指标一般用于间接鉴定法,包括活性氧、渗透调节物质、内源激素含量、抗氧化酶活性以及光合与呼吸特性等;气象与生态指标常应用于各种鉴定方法,气温、地温、冠层温度、半致死温度和恢复生长最低温度常作为鉴定指标,而光照、CO2、湿度和肥力等因素会影响结果准确性。（3）关于鉴定原则与程序,本文提出了鉴定结果的地域性、指标选用的针对性、鉴定方法与指标的综合性和实用性等鉴定原则,并以易灾期、品种敏感期、敏感器官、鉴定方法和指标、低温程度、田间/盆栽试验、数学分析方法、抗寒性能评价与分级为主要流程的鉴定程序。最后,从抗寒生理研究、新兴技术鉴定研究与应用和鉴定产品的研发等方面做了展望。     

花后渍水时长对小麦根系形态和抗氧化酶活性及产量的影响

为研究花后渍水对小麦根系形态特征和衰老特性及产量的影响,以小麦品种齐民7号和淮麦44为试验材料,采用柱栽试验方法,在开花期设置0 d(W0)、3 d(W3)、6 d(W6)和9 d(W9)四个渍水时长,分析了不同渍水处理间小麦根系平均直径、总根长、根干重和根系衰老相关酶活性及产量的差异。结果表明,在整个测定时期,W3处理的小麦根系平均直径、总根长、根干重、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性与W0处理无显著差异,但成熟期千粒重和产量显著低于W0处理。花后21 d, W6和W9处理的根系平均直径、总根体积、总根长、根干重、CAT和SOD活性显著低于W0和W3处理,POD活性和MDA含量显著高于W0和W3处理。成熟期不同处理之间穗数无显著差异,W9处理的穗粒数显著低于其他处理,千粒重和产量表现为W9W6W3W0。齐民7号各处理的穗粒数和产量均显著高于淮麦44,但W3处理下,齐民7号的产量损失显著低于淮麦44。随渍水时长的增加,两品种的产量损失均显著增加,渍水9 d时最终产量损失均达到51%以上,品种之间无显著差异。这说明本试验条件下,开花期渍水胁迫会加快小麦根系衰老,进而影响籽粒灌浆,最终导致产量降低,且渍水时间越长,其影响越大。     

营养液浓度对水稻机插水培毯状苗秧苗素质及产量的影响

为探明机插水稻育秧新方法——水培毯状苗育秧方法壮秧培育适宜的营养液浓度,以武运粳24号(常规粳稻)和6两优9368(杂交籼稻)为试验材料,分析不同水培营养液浓度(S1、S2、S4、S8,分别表示营养液浓度为原液浓度的1、2、4、8倍,原液组成为:0.643 g/kg N、0.615 g/kg P2O5、0.359 g/kg K2O、127.2 mg/kg Mg、26.34 mg/kg Fe、8.26mg/kg Mn、0.11 mg/kg Mo、0.66 mg/kg B、0.99 mg/kg Zn、1.405 mg/kg Cu、49 mg/kg SiO2、709.1 mg/kg Ca)对水培毯状苗育秧方法秧苗素质、机插质量、大田群体生长及产量形成的影响。结果表明,移栽前秧苗地上部干物质积累量、苗基宽、发根力、叶片和根系氮含量、叶面积指数、光合速率总体上均随着营养液浓度的增加呈增加趋势;然而,高营养液浓度处理时秧苗根系生长受到抑制(干物质积累小、根系活性低),叶片和根系丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量升高、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD))下降,成苗率变差,机插空穴率升高。低营养液浓度(S1)处理的秧苗素质弱、机插大田后返青活棵慢、分蘖发生延迟、干物质积累量低、穗数不足而影响产量(武运粳24号为10.74 t/hm~2,6两优9368为10.96 t/hm~2);随着营养液浓度的增加(S2～S4),产量呈增加趋势(S2和S4处理下,武运粳24号产量分别为12.09和11.64 t/hm~2,6两优9368分别为12.16和12.47 t/hm~2);但产量并没有随着营养液浓度的升高而持续增加,S8处理下,武运粳24号产量为11.59t/hm~2,6两优9368产量为11.48 t/hm~2),主要受限于穗数不再增加,且穗粒数有下降趋势。因此,水培毯状苗育秧方法适宜的水培营养液浓度,常规粳稻武运粳24号为S2(2倍于原液浓度),杂交籼稻6两优9368为S2～S4(2～4倍于原液浓度)。     

苏北稻麦周年绿色高效栽培关键技术

随着江苏"籼改粳"的推进以及直播稻面积的扩大,适宜品种及配套栽培技术成为苏北地区稻麦周年高产的制约因子。通过品种比较试验及多年栽培技术研发,集成了适宜在苏北地区稻麦两熟轮作区示范推广的"苏北稻麦周年绿色高效栽培技术",同时响应农业部"一控、两减、三基本"的要求,推进秸秆全量还田肥料化,实现农业绿色可持续发展。     

基于主成分分析和聚类分析的甜糯玉米新组合育种潜力评价

选取了49份甜糯玉米杂交新组合和苏玉糯5号为试验材料,对其产量和品质等16个性状进行了主成分分析和聚类分析。通过主成分分析将16个性状降为5个主成分,这5个主成分能解释表型变异的89.42%。对5个主成分进行二维排序分析和聚类分析,共筛选到9个优异甜糯玉米杂交组合,为甜糯玉米新杂交组合的选育提供了科学依据。     

普通小麦株高的遗传分析

利用小麦扬麦9号和CI12633构建了184个重组自交系群体,利用双亲间多态的212个SSR标记绘制分子连锁图谱,图谱总长1 567.2 CM,标记间平均距离8.2 CM。在3年9次条件下对株高性状进行鉴定,利用复合区间作图法监测到6个株高QTL,它们分别位于1D、2A、2B、3A和5A染色体上,其中位于2B染色体上的QTL来自品种CI12633,其余5个QTL均来自矮杆亲本扬麦9号,单个QTL能够解释4.13%~17.44%的表型变异,每个环境条件下检测到的所有QTL能解释29.46%~46.46%的表型变异,5A染色体上的QTL在9次试验环境下均能被检测出来,同时其效应也是最大的QTL,说明这个QTL能够在育种中被利用。     

长期秸秆全量还田对砂姜黑土区冬小麦幼苗生长质量的影响

为探讨安徽淮北平原砂姜黑土麦-玉两熟条件下秸秆全量还田对小麦出苗与幼苗生长质量的影响,基于长期秸秆还田定位试验点,比较分析了秸秆不还田（CK）、玉米单季秸秆全量粉碎翻埋还田（T1）、小麦-玉米周年秸秆全量粉碎还田（T2）和小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田（T3）4个秸秆全量还田方式间小麦出苗、分蘖、干物质积累及光合性状的差异。结果表明,长期秸秆全量还田影响小麦出苗速率,出苗速率表现为CK>T1、T3>T2;秸秆全量还田不同程度降低了小麦出苗率,但影响不显著;长期秸秆全量还田下六叶期小麦单株分蘖数、LAI、地上部与地下部干物重、根冠比、SPAD值、根表面积和根平均直径均增加,冬前群体生长率及光合势分别提高了8.33%~35.29%和4.33%~22.11%。 综合来看,在安徽淮北平原砂姜黑土区,长期小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田有利于壮苗的培育,是适合在当地进行推广的秸秆还田方式。     

水稻耐低氮基因OsTPP6的鉴定及功能分析

[目的]本文旨在研究新的高效利用氮素基因,以改良水稻品种.[方法]通过对117份水稻地方品种的耐低氮表型进行全基因组关联分析(GWAS),鉴定了1个水稻氮素利用相关基因OsTPP6,对野生型'Dongjin'和OsTPP6 T-DNA插入突变体进行氮素利用相关基因的差异表达,及对硝态氮的响应和硝态氮15 N吸收速率进行...