谷子MDH基因非生物逆境响应特性研究

为揭示谷子MDH基因对逆境胁迫的响应,本研究通过序列比对得到2个谷子苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)基因SiMDH1、SiMDH2,并对SiMDH1和SiMDH2的编码蛋白特征、基因结构、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,用荧光实时定量PCR(qPCR)检测了SiMDH1和SiMDH2在苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫和不同光照强度下的表达。蛋白特征参数和序列分析表明,SiMDH1和SiMDH2蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有MDH基因的特征功能域苹果酸酶NAD结合域和苹果酸酶C端功能域。亚细胞定位预测显示,SiMDH1和SiMDH2主要定位于叶绿体、细胞质和线粒体。启动子区域顺式元件分析发现,在SiMDH1和SiMDH2启动子区域含有大量光应答、激素类和其他类应答元件。苗期逆境qPCR表达谱分析发现,SiMDH1和SiMDH2受脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、高盐和低温不同程度诱导,揭示SiMDH1和SiMDH2参与了谷子苗期非生物逆境胁迫应答。进一步分析发现,SiMDH1和SiMDH2参与了谷子在拔节、抽穗、灌浆期的干旱应答,而光照强度会显著影响SiMDH1和SiMDH2基因在不同生育期的表达。本研究为进一步分析MDH逆境应答机制以及利用基因工程方法改善作物抗逆性提供了试验和理论支持。     

谷子清选试验台设计

针对谷子清选机械清选小籽粒困难、清选率低，现有谷子清选装置采用手动操作实现不同规格、不同作物的不同筛分，操作复杂、不易调整到理想速度和长度等问题。该文设计了一种谷子清选试验台，主要包括清选装置关键部件参数设计计算和结构设计，建立谷子清选试验台的三维模型和数据采集系统，使谷子清选试验台能够实现自动筛分，不仅降低了人工劳动强度，还提高了生产效率。     

优质高产多抗谷子新品种“郑农谷09-6”的选育

“郑农谷09-6”是以农家种“济源搭过梁”为母本，“冀谷19号”为父本，通过有性杂交和海南异地加代选育成的优质、高产、多抗夏谷新品种。该品种生育期98.8 d，株高114.3 cm，对谷锈病、纹枯病和谷瘟病的抗性均为1级，2014-2015年参加河南省谷子区域试验，平均产量5 660.8 kg·hm^-2。     

11个谷子新品种的主要农艺性状灰色关联度分析与综合评价

以引进的11个谷子新品种为材料，采用渗水地膜穴播技术，对8个主要农艺性状进行了灰色关联度分析，综合评价了品种的优劣性。结果表明，参试品种主要农艺性状对产量的关联度值由大到小依次为穗数、生育期、穗长、穗粒重、穗重、千粒重、株高。通过等权关联度和加权关联度分析，结合生长期的抗病性、抗倒伏等抗逆性指标，筛选出适宜在当地种植的品种为张杂谷13、白良谷和黄金苗。     

谷子人工杂交技术规程

从范围、规范性引用文件、术语和定义、杂交袋的选用、亲本种植规范、杂交前准备、人工去雄、取粉、授粉、挂牌标记、田间检查及收获脱粒等方面规范了谷子人工杂交技术。     

生物质炭对2,4-D丁酯胁迫下谷子生理特性的影响

为探索生物质炭缓解除草剂2,4-D丁酯药害的生理机制,以张杂谷10号和晋谷21号为试验材料,研究单独施用生物质炭及生物质炭与除草剂2,4-D丁酯配施对谷子叶片光合色素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,随着生物质炭施用量的增加,谷子叶片光合色素含量、可溶性蛋白质含量以及SOD、POD活性均呈先增加后降低的变化趋势,MDA含量呈先降低后增大的变化趋势,与B0(CK)处理相比,施用2%(B2)生物质炭处理对谷子生理特性影响的效果最为明显;在B2处理下,随着2,4-D丁酯浓度的增加,谷子叶片的光合色素含量降低,SOD、POD活性呈先增大后降低的变化趋势,而MDA含量呈逐渐升高的变化趋势。施用一定量的生物质炭对作物生长具有积极的作用,可以缓解除草剂2,4-D丁酯的药害。     

叶面喷施钼酸铵对谷子光合特性及产量的影响

以张杂谷10号为试验材料,于谷子拔节期分别喷施清水及不同用量(0.75、1.50、2.25、3.00 kg/hm~2)的钼酸铵,在施肥后对谷子农艺性状、光合参数、叶绿素含量及产量构成进行测定,旨在探明钼酸铵对张杂谷10号光合特性及产量的影响,为谷田合理有效施用钼酸铵提供理论依据。结果表明,施用钼酸铵与清水对照相比,叶绿素含量在1.5 kg/hm~2用量下显著升高,株高、叶面积、净光合速率及产量在1.5 kg/hm~2用量下均达到最大值,增产效果明显。在谷子拔节期喷施1.5 kg/hm~2用量的钼酸铵效果最好。     

20个谷子新不育系综合性状分析

通过对现有不育系进行杂交改良,选育出20个综合性状优良的谷子高度雄性不育系,对这20个不育系的主要农艺性状、繁种产量及测配组合产量等进行分析,旨在为多元化谷子杂交种选配提供技术支撑。结果表明,10个不育系有着较为适中的繁种系数且生育期适中;单个不育系测配平均产量为4 654.63～7 745.75 kg/hm~2,其中,15-3A、15-19A、15-11A和15-14A与不同恢复系组配的杂交种产量变化小且产量较高,表现出较好的一般配合力;而15-35A×张杂谷3号、15-35A×张杂谷5号、15-35A×张杂谷6号、15-35A×张杂谷10号等4个组合的产量均超过9 000 kg/hm~2,表现出较高的特殊配合力。     

名优谷子晋谷21号杂交群体米色与主要农艺性状相关性分析

为了加快谷子品质育种进程,以晋谷21号(以籽粒色泽金黄闻名)为父本、GBS(雄性不育系)为母本,获得杂交F_2群体籽粒,进行米色与主要农艺性状相关性分析,以期找到影响米色品质性状的主要因素。测定了F_2杂交群体109个单株的12个田间农艺性状,即株高、穗长、第三节间粗、第四节间粗、节间数、倒一叶宽、倒二叶宽、倒三叶宽、穗下节间长、单株穗质量、单株粒质量、千粒质量以及脱米前单位容重、脱米后单位容重和颜色的蓝黄值b值3个米色品质相关性状。通过相关性分析、主成分分析、关联分析、回归分析,结果表明,米色与农艺性状之间存在一定的关联性,脱米后的单位容重与b值呈极显著正相关,相关系数为0.254,结果暗示,谷子脱米后单位容重越大米色越好。研究初步探索了谷子杂交群体籽粒米色与其他主要农艺性状之间的关系,可为谷子米色品质育种奠定理论和应用基础。     

忻定盆地谷子引种试验

为筛选出适宜忻州地区种植的优良谷子品种,从河北、山西等地共引进19个谷子品种于2018、2019年连续2 a在忻定盆地进行试验、鉴定、筛选,结合忻定盆地的土壤条件和气候特点以及各品种在试验中的表现,对谷子的主茎长度、主茎直径、主穗长度、主穗直径等农艺性状及单株穗质量、单株粒质量、千粒质量、产量、粒型、粒色等经济性状进行综合分析,以筛选出田间表现良好、产量稳定、适口性好的品种。结果显示,在19个谷子品种中,长生13号综合表现最好,其中,平均主茎长度为136.9 cm,抗倒性好;2 a平均产量为5 909.09 kg/hm~2,比对照晋谷21号增产29.3%,且产量稳定,适宜在忻定盆地大面积推广种植。