大豆植株分杈数自动提取算法研究

根据大豆植株分杈个数可以预估大豆的产量。为了满足现代农业预测农产品产量的需要,本文提出一种大豆植株分杈数自动提取算法,即首先将采集到的大豆植株图片进行灰度变换、滤波、阈值分割得到二值图像,再进行形态学中的闭运算操作得到大豆植株的轮廓,然后基于Zhang并行快速细化算法提取骨架,最后借助改进的角点检测算法对大豆植株的所有分杈点进行标记并自动统计分杈数,仿真结果与大豆植株实际分杈点一致。     

芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉应用研究

探讨芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉水分生产效率,为芝麻高产栽培的合理灌溉和水分管理提供科学依据,2013-2018年在安徽、新疆等不同地域,选用6个芝麻主栽品种,开展芝麻不同生育阶段需水特性和灌溉水利用研究。结果表明：盆栽芝麻的全生育期蒸腾需水量平均为283.59mm,品种间差异大,形成100kg芝麻籽粒蒸腾需水量为263.56mm(175.7t/666.7m²),苗期、蕾期、初花期、盛花期、终花期、成熟期的蒸腾需水量分别为18.76mm、21.91mm、21.03mm、149.28mm、71.21mm和34.79mm,蒸腾模系数为5.89%、7.21%、6.85%、47.07%、23.93%和9.05%；盛花期最大,出苗期最小。池栽芝麻全生育期需水量531.36mm,其中株间蒸发量、蒸腾量分别占全生育期需水量的46.1%和53.9%；株间蒸发量最大的时期为苗期；蒸腾量最大的时期为花期。芝麻苗期、花期和成熟期需水模系数平均为18.65%、66.79%和14.56%。合肥基地出苗期、临泉基地花期遇旱喷灌,水分生产效率高达0.61kg/m³和0.65kg/m³；新疆精河基地按需滴灌处理比传统滴灌方式的水分生产效率提高43.28%,节水19.61%,这对水资源匮乏的新疆干旱区来说意义重大。芝麻需水量与栽培条件、品种、气温(r＝0.99)等密切相关。在芝麻不同生育阶段遇旱灌溉是提高水分生产效率和产量的关键措施之一。     

小花蝽在不同植物上的种群密度

2010―2016年通过人工栽培小区试验，系统调查了33科152种植物上小花蝽复合种群发生动态。多年调查结果表明：除黄柴胡外，其余151种植物上均有小花蝽发生，但小花蝽的种群密度在不同调查年度的植物种类上差异较大。小花蝽种群发生密度最高的植物是蓝蓟，其次是芥菜、硫华菊、荞麦、紫花苜蓿、红麻、陆地棉等有大量蚜虫及开花周期较长的植物。本研究明确了农田生境中小花蝽发生密度较高的候选功能植物，为下一步利用植物多样性促进农田小花蝽种群的保育及控害功能提供科学依据。     

An efficient method to produce segregating populations in quinoa (Chenopodium quinoa)

Quinoa offers a promising alternative for staple food, considering its outstanding nutritional value and tolerance to abiotic stresses. To develop breeding programmes in quinoa, a reliable crossing method for increasing the genetic variation is required. In the following study, we aimed to develop segregating populations in quinoa. We tested the efficiency of three different crossing methods (hand emasculation, warm water emasculation and no emasculation). Moreover we developed a two-stage selection strategy based on morphological traits and molecular markers for the selection of hybrid plants. We reported hand emasculation to be the most efficient crossing method, followed by warm water emasculation and no emasculation. Our results demonstrated that crosses in quinoa can be successfully performed, despite its complicated flower structure and high self-pollination rate. Additionally, we developed 30 segregating populations from crosses between accessions of different origins with varying phylogenetic relationship, which offers a promising perspective for quinoa breeding programmes in the future.     

极小种群野生植物八蕊单室茱萸的种群状况研究

八蕊单室茱萸为云南省特有的极小种群野生植物和濒危物种。通过查阅相关文献并结合访问调查,确定八蕊单室茱萸可能分布的区域,开展种群资源调查。结果显示:八蕊单室茱萸目前仅在普洱市和西双版纳州有10个天然种群,其种群规模已低于最小可存活种群,属极小种群野生植物和濒危物种,亟需开展保护工作。生境破坏和生境片段化是导致八蕊单室茱单室茱萸濒危的人为因素。提出收集种质资源、营建和管护近地保护种群、建立迁地和回归种群等保育建议。     

马铃薯组培苗时期不同LED光源处理对温室移栽后植株生长和微型薯结薯的影响

不同LED光源下培养的马铃薯组培苗在形态特征上差异明显,为探索这种差异是否会对其移栽后产生进一步影响,试验研究了100%红光(R)、100%蓝光(B)、100%绿光(G)、75%红光+25%蓝光(RB)、45%红光+35%蓝光+20%绿光(RBG)和100%白光(CK)6种光谱下培养4周的马铃薯组培苗温室移栽后植株的生长和结薯情况。试验结果表明,B处理的马铃薯组培苗移栽后缓苗期叶绿素荧光参数Fv/Fm和qP、结薯前期SPAD值及结薯期各器官生物量均始终高于CK和其他处理,且该处理下最大薯的干鲜重和有效微型薯占比分别较CK提高45.66%、45.09%和10.93%。R处理的组培苗移栽后结薯期地上部生物量显著高于CK,单株结薯数目提高29.60%,但有效微型薯占比较CK降低63.97%。G处理的组培苗移栽后生长和结薯指标均表现最差。组合光谱RB和RBG处理的组培苗移栽后的生长指标和微型薯产量及产量构成指标均与CK无显著差异。因此,单色红、蓝、绿光谱处理对马铃薯组培苗的影响会持续至其移栽后植株幼苗生长,甚至结薯期,组合光谱RB和RBG则不会。在马铃薯组培苗生产上,单色蓝光和单色红光作为照明光源具有潜在的应用价值,组合光谱RB和RBG可作为白色光源的替代光源。     

糜子愈伤诱导及再分化最适条件研究

研究旨在应用组织培养技术探究愈伤诱导及再分化的最适条件,以期为糜子建立遗传转化体系奠定基础。采用5种不同类型的糜子品种研究愈伤诱导及再分化的最适条件。利用植物激素2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)诱导茎尖愈伤组织,筛选出发芽率高,愈伤组织诱导率高,染菌率低的品种,并对诱导愈伤最适激素浓度及配比进行了鉴定。结果显示,冀黍2号出芽率高、愈伤组织诱导率高、染菌率低,适宜进行组织培养；2,4-D对冀黍2号愈伤诱导效果最好,最适浓度为2.5mg/L,诱导率达86.67%,淡黄色块状,结构紧密,质地较硬,继代培养后形成的胚性愈伤组织状态更好。再分化过程中,2,4-D浓度为2.5mg/L+TDZ浓度为3.5mg/L时出现明显的嫩芽。该试验获得冀黍2号愈伤诱导及再分化的最适条件,可为糜子再生体系的构建提供参考。     

The priority of management factors for reducing the yield gap of summer maize in the north of Huang-Huai-Hai region,China

Understanding yield potential, yield gap and the priority of management factors for reducing the yield gap in current intensive maize production is essential for meeting future food demand with the limited resources. In this study, we conducted field experiments using different planting modes, which were basic productivity(CK), farmer practice(FP), high yield and high efficiency(HH), and super high yield(SH), to estimate the yield gap. Different factorial experiments(fertilizer, planting density, hybrids, and irrigation) were also conducted to evaluate the priority of individual management factors for reducing the yield gap between the different planting modes. We found significant differences between the maize yields of different planting modes. The treatments of CK, FP, HH, and SH achieved 54.26, 58.76, 65.77, and 71.99% of the yield potential, respectively. The yield gaps between three pairs: CK and FP, FP and HH, and HH and SH, were 0.76, 1.23 and 0.85 t ha~(–1), respectively. By further analyzing the priority of management factors for reducing the yield gap between FP and HH, as well as HH and SH, we found that the priorities of the management factors(contribution rates) were plant density(13.29%)fertilizer(11.95%)hybrids(8.19%)irrigation(4%) for FP to HH, and hybrids(8.94%)plant density(4.84%)fertilizer(1.91%) for HH to SH. Therefore, increasing the planting density of FP was the key factor for decreasing the yield gap between FP and HH, while choosing hybrids with density and lodging tolerance was the key factor for decreasing the yield gap between HH and SH.     

硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾对土壤酶活性及桃幼树生长的影响

为探究硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾对桃树生长的效应,以盆栽一年生瑞蟠21号毛桃(Amygdalus persica Linn.)为试验材料,设置3种不同施肥方式(T1:硅钙钾镁;T2:硅钙钾镁+黄腐酸钾;CK:空白对照),在桃幼树生长季进行追肥处理,研究硅钙钾镁肥及硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾对土壤酶活性、土壤养分状况及桃幼树根系构型和植株生长的影响。结果表明,与CK相比,T1、T2均显著提高了桃幼树生长季各时期土壤酸性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性,以及土壤中碱解氮、有效磷、速效钾和有效硅等含量,且配施黄腐酸钾后作用更明显。与CK相比,T1、T2细根比重分别提高了11.2%和26.2%,根系活力分别提高了12.2%和18.1%,根系总长度分别增加了28.1%和61.9%,且有效延缓了根系衰老;T1、T2植株总干重分别提高了1.2倍和2.0倍,根冠比分别提高了9.4%和17.0%,且差异显著。与CK相比,T1、T2各器官中全氮、全磷、全钾含量均显著增加,地上部硅含量分别提高了61.3%和91.9%,地下部硅含量分别提高了62.3%和102.5%,且差异显著。同时,T1、T2桃幼树叶片叶绿素含量和净光合速率均显著提高。综上所述,硅钙钾镁肥可有效提高土壤酶活,促进桃幼树细根的生长,延缓根系衰老进程,增加氮、磷、钾、硅等营养元素积累量,提高叶片光合速率,促进植株生长;硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾后,提高了土壤有效硅及植株硅含量,比单施硅钙钾镁肥效果更加显著。本研究结果为桃树合理施用硅钙钾镁肥提供了理论依据。     

草果AtNCED基因克隆、表达和植物表达载体构建

9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase, NCED)是ABA生物合成的限速酶。诸多研究表明NCED基因表达量的变化与ABA含量显著相关,在种子休眠过程中发挥重要作用。为探究草果AtNCED基因的序列特征和功能,本研究以草果(Amomum tsaoko Crevost et Lemarie)种子转录组为基础,采用RT-PCR技术克隆了一个AtNCED基因。该基因全长2 372 bp,包含一个1 830 bp的开放阅读框(open reading frame, ORF),编码610个氨基酸。生物信息学分析显示,AtNCED基因编码的蛋白在N-末端包含典型的叶绿体转运肽序列,在催化结构域含有4个高度保守的组氨酸残基。AtNCED蛋白与芭蕉科马来西亚蕉同源性较高,与其他单子叶植物处在同一进化分支。实时荧光定量PCR分析结果表明,AtNCED基因表达量随着层积时间的增加逐渐下降,该基因可能正向调控种子休眠,在草果种子休眠诱导与维持中发挥重要作用。进一步地,利用同源重组方法,成功构建了pBI121-AtNCED过表达载体,并转化至农杆菌EHA105。该研究结果为弄清ABA激素信号在种子休眠中的调控作用提供了帮助。