青狗尾草Dof基因家族的全基因组鉴定及组织特异性表达分析

青狗尾草是禾本科狗尾草属的一种草本植物,随着基因组测序的完成,青狗尾草逐渐发展成为抗旱耐逆研究的模式植物。Dof(DNA binding with one finger)是植物特有转录因子基因家族之一,在植物生长发育的一系列生理生化反应过程中发挥重要作用。本研究对青狗尾草Dof转录因子基因家族的基因在染色体上的位置、基因结构、编码蛋白的理化性质和系统发育等方面进行分析。此外,还对该基因家族成员在不同的组织器官、发育阶段的表达进行了分析。研究结果发现青狗尾草基因组中存在36个Dof基因,命名为Sv Dof1~Sv Dof36。通过对青狗尾草、谷子、高粱、水稻和拟南芥Dof蛋白的系统发育关系分析,Dof基因家族可被分为6个亚组(Group 1~6)。利用狗尾草转录组数据,进一步研究了狗尾草Sv Dof基因在10中不同组织器官中的表达情况,结果显示Sevir.8G018500和Sevir.1G022000基因只在胚芽鞘中表达,Sevir.8G184900在叶分生组织和花序分生组织中呈现特异性表达,预示着这些Dof基因可能参与特定组织的发育。本研究结果为下一步鉴定Sv Dofs基因功能提供基础。     

谷子SibZIP8转录因子基因功能鉴定

[目的]bZIP转录因子在植物生理代谢过程中有重要的调控作用,在植物对逆境的响应过程中能够抑制或激活下游基因的转录,从而增强植物对环境的适应能力。本文拟分析谷子SibZIP8转录因子基因功能,解析谷子转录因子的抗逆调控机制。[方法]前期通过生物信息学和表达量分析,已经发现谷子SibZIP8转录因子在逆境胁迫中表达量显著上调。为了进一步深入研究SibZIP8基因的功能,本试验在拟南芥中超量表达SibZIP8,并对转基因植株进行抗逆表型分析。[结果]在1.5μmol·L~(-1) ABA处理下,野生型拟南芥与转基因拟南芥都没有发芽;在300mmol·L~(-1)mannitol处理下,野生型拟南芥区域与转基因拟南芥均有发芽,没有明显差别;在200mmol·L~(-1) NaCl条件下,野生型拟南芥没有发芽,而转基因拟南芥均发芽。[结论]转基因拟南芥植株表现出较强的耐盐性,本研究结果可为转基因育种技术提高作物抗逆性研究奠定理论基础。     

农业科技成果产业化发展初探

文章分析了农业科技成果产业化发展的必要性及存在问题,针对性地提出了提高农业科技成果创新能力;提高农民与农技推广人员素质;构建新型社会化科技服务体系;建立科技信息服务平台及加强对农业科技成果产业化投入的发展农业科技成果产业化对策。     

谷子加工是谷子产业发展的关键因素

谷子是我国北方的古老作物,新中国成立后我国制定了农业现代化目标,随着现代农业进程的快速发展,谷子在我国粮食作物中逐渐退出了主粮的范围。随着农业产业结构调整,农业产业化迅速发展,2008年谷子产业体系启动,经过近10年的快速发展,谷子产业已经逐渐从传统的小农生产走出来,融入我国特色农业现代化的进程,但是作为小宗作物,发展较慢,产业链中的许多环节还很薄弱,其中谷子加工就是一个很重要的环节,谷子产后加工的落后极大影响了谷子产业发展进程。     

谷子长刚毛基因的克隆与表达分析

谷子(Setaria italic)是中国北方地区重要的粮食作物之一,然而谷子种植面积逐年下降,其中一个重要原因就是鸟害。谷子长刚毛有减轻和防止鸟害的作用,因此谷子长刚毛基因的研究,对提高谷子产量,扩大谷子的生产有重要的意义。本研究以长刚毛的谷子品种‘毛毛谷’、短刚毛的‘晋谷21’及其杂交一代为研究材料,对长刚毛基因进行克隆和表达分析。RT-PCR结果显示,控制谷子长刚毛的基因bHLH转录因子(Seita.1G316900),在毛毛谷和杂交一代幼穗中的表达量显著高于在‘晋谷21’中的表达量。该研究为全面解析调控谷子刚毛发育的机制提供基础,为提高谷子产量和防治鸟害发生都有着重要的意义。     

谷子主要农艺性状与产量的相关分析及通径分析

对谷子品种"长农39"在5个试验点的农艺性状与产量进行了相关分析及通径分析。结果表明,产量、株高、穗粒重、穗重的变异系数较大;穗重与产量、穗粒重相关系数呈正相关显著水平,株高与产量呈负相关水平;穗重对产量的直接通径系数和决策系数均最大,出谷率次之。谷子田间高产栽培技术应主要针对穗重、穗粒重、出谷率、株高采取措施;主攻穗重,兼顾穗粒重、出谷率及其他农艺性状间的关系,适当调控株高的生长,以获得较高的产量。     

谷友(10％单嘧磺隆WP)对春谷田杂草的防除效果

[目的]研究谷友(10%单嘧磺隆WP)对春谷田杂草的防除效果,为谷子生产筛选谷友最佳使用浓度提供参考。[方法]研究1 125、1 500、1 875、2 250、2 625、3 000 g/hm26种不同浓度的10%谷友可湿性粉剂对山西长治春播谷子田杂草的防除效果。[结果]3 000 g/hm2处理的株防效和鲜重抑制率最高,且对谷子安全性无影响。喷施45 d后,对单子叶杂草、双子叶杂草的株防效分别为76.0%和93.0%,鲜重抑制率分别为73.3%和94.2%。2 625 g/hm2处理与3 000 g/hm2处理,株防效和鲜重抑制率无显著差异。[结论]2 625 g/hm2处理是春谷生产中谷友使用的最佳浓度。     

西北春谷早熟区谷子品种十五年变化趋势及主要性状分析

【目的】通过对过去15年西北春谷早熟区区试谷子品种的产量及农艺性状进行综合分析,明晰了该区15年来谷子育种进展,并提出今后的发展方向,为该区新品种选育及产业发展提供理论指导。【方法】基于2001—2015年国家区域试验西北春谷早熟区的数据,对参试品种及通过鉴定品种的主要农艺性状、产量性状进行比较与分析,同时对通过鉴定的18个品种进行了抗逆性分析。【结果】2001—2015年西北春播早熟区共有85个新品系参加国家区试,12个常规品种和6个杂交种达到新品种鉴定标准通过鉴定,新育成品种比对照增产10%以上的品种有3个,其中,常规品种1个为大同32,杂交种2个分别为张杂谷1号和张杂谷15号。参试品种和通过鉴定品种的产量平均数在年度间表现了较大差异,但总体趋势表现为产量潜力水平的提高。参试品种穗长和千粒重年度间差异不显著,穗长基本稳定在23—27 cm,千粒重稳定在3—3.4 g,但参试品种的株高、单穗重、穗粒重年度间差异大,株高、单穗重、单穗粒重随年份有增加的趋势。通过鉴定的18个品种有13个生育期长于对照,5个短于对照,同时伴随着株高的增加,单穗重和穗粒重的提升,说明新育成品种生育期的延长和单株产量性状的提升。多元回归分析表明,生育期、株高、单穗重、穗粒重和出谷率决定了产量81.43%的变异,产量与穗粒重和单穗重呈显著正相关,穗粒重与株高、单穗重呈显著正相关。对通过鉴定品种的抗逆性分析表明,这15年该区主要病害有红叶病和白发病,不同年份间不同品种都有一定发生,通过鉴定品种的抗倒性、抗旱性呈现下降趋势。【结论】2001—2015年春谷早熟区选育的品种产量有增加的趋势。影响产量的主要因素为单穗重和穗粒重,其次为株高、生育期,育种中应注意提高品种的综合性和各性状之间的协调性。生育期延长、株高增加、抗倒性降低等因素直接影响到早熟区品种产量的突破,同时也不利于谷子机械化生产的发展。早熟区品种选育应以中矮秆、抗倒性强、结实率高、品质优、适合机械化收获为发展方向。     

水稻ACGM遗传标记在谷子中的可转移性研究与应用

为了检验水稻基因组分子标记在谷子基因组中的可转移性及多态性,选取59份不同的谷子材料,利用基于水稻基因组数据设计的38个扩增共有序列遗传标记(ACGM)进行分析,并采用DARwin 5.0.156软件对供试材料进行了分子聚类分析。结果表明：33对引物可以在至少5份以上谷子材料中获得扩增产物,占引物总数的87%。其中,在供试材料之间有多态性的引物共7对,占引物总数的18.4%。供试材料的分子聚类结果表明,采用水稻ACGM标记进行的聚类并没有按谷子的表型数据或生态类型聚在一起,其原因尚需进一步研究。这些结果表明基于水稻基因组序列开发的ACGM标记在谷子中具有较高的可转移性,但与其他作物相比,这些ACGM标记在谷子中的多态性偏低。     

施氮量对春谷农艺性状、光合特性和产量的影响

【目的】通过分析不同氮素水平下春谷品种农艺性状、光合特性与产量的变化规律,确定春谷最佳施氮量,并探讨光合特性与产量相关性。【方法】以春谷品种长农35号和晋谷21号为试验材料,采用裂区设计,品种为主区、施氮量为副区,重复3次,小区面积15.0 m²（5 m×3 m）,留苗30万株/hm²。共设0（N1）、45（N2）、90（N3）、135（N4）、180（N5）和 225 kg·hm^-2（N6）6个氮素水平,40%氮肥作底施,60%在拔节至孕穗期追施。于谷子抽穗后,用日本产叶绿素测定仪SPAD-502（Konica Minolta）测定顶三叶SPAD值,用美国产CIRAS-2光合速率仪（PPSYSTEMS）测定谷子顶三叶的细胞间隙二氧化碳浓度（Ci）、光合速率（Pn）和蒸腾速率（E）。【结果】随着氮素水平的提高,春谷品种的株高、茎粗、穗长呈上升趋势,穗重、穗粒重、旗叶与顶三叶SPAD值、蒸腾速率（E）及光合速率（Pn）表现为先升高后降低,千粒重在各氮素处理间无显著差异,氮水平为90 kg·hm^-2 时,以上各指标值（千粒重除外）达到或接近最大,产量趋于稳定,预示氮肥施用量90 kg·hm^-2 为春谷最佳施氮量,进一步通过2个春谷品种产量随氮素施用量变化回归方程计算出最高理论产量,方差分析表明两品种最高理论产量和施氮90 kg·hm^-2 时产量无显著差异（P_长农35号=0.5571、P_晋谷21号=0.6632）。综合以上结果,将90 kg·hm^-2 施氮量确定为春谷最佳施氮量。春谷光合生理指标与产量相关性分析表明：谷子旗叶蒸腾速率（E）及光合速率（Pn）与产量相关系数分别为 0.87和0.86,顶三叶总蒸腾速率（E）及总光合速率（Pn）与产量相关系数分别为 0.82和0.83,4个相关系数值均达到显著水平。【结论】明确了春谷品种在山西中南部生态气候和土壤条件下的最佳施氮量为90 kg·hm^-2,发现谷子开花后旗叶蒸腾速率（E）及光合速率（Pn）、顶三叶蒸腾速率（E）及光合速率（Pn）与春谷产量呈显著正相关。