Evaluating diverse systems of tobacco genetic resistance to Phytophthora nicotianae in Yunnan,China

Black shank, caused by the soilborne pathogen Phytophthora nicotianae, is one of the most devastating diseases affecting tobacco production in China. The most effective strategy for reducing economic loss from this pathogen is development and use of resistant tobacco varieties. Multiple sources and systems of resistance have been developed in the Western Hemisphere; however, populations of P. nicotianae are variable around the world, including the predominance of different races. Different P. nicotianae isolates may react differently on tobacco plants with different systems of resistance, a possibility that could complicate the breeding of cultivars with resistance that is effective in different tobacco production regions worldwide. The objective of this research was to evaluate an array of tobacco germplasm possessing different systems of genetic resistance to black shank disease in tobacco-growing regions of Yunnan, China. Resistance types included simply inherited resistance mechanisms introgressed from wild Nicotiana relatives and polygenic partial resistance systems of N. tabacum origin. The loci of Wz exhibited high level resistance to black shank in the five diverse disease environments in Yunnan, China. K326 Php/−Wz/− genotype and Beinhart 1000 exhibited the greatest levels of resistance in both 2015 and 2016. Field observed results for 13 tobacco genotypes were highly correlated with those tested in growth chamber evaluation. These findings suggest that both Wz− and Beinhart 1000-mediated resistance have important commercial value in flue-cured tobacco breeding programmes in China. Cultivars developed for black shank resistance in China may also have utility in other tobacco-growing areas.     

西南地区油菜品种根肿病抗性及布局分析

为明确西南地区主栽油菜品种根肿病抗性,以期为合理品种布局提供依据,降低根肿病的危害和损失。结合病圃根肿病菌生理小种鉴定,在四川安县、大邑、广汉三地区,采用病圃自然发病法,对80个油菜品种进行根肿病抗性评价,并对22个品种连续3年进行抗性跟踪。结果表明：三地区病圃根肿菌为存在基因型分化的4号生理小种;供试油菜品种中无免疫根肿病品种,安县、大邑、广汉三地感病品种分别占比88.75%、83.75%、87.50%,其中55个品种在三地区均表现感病,即不适宜在根肿病菌为4号生理小种区域种植;抗性跟踪评价显示不同品种的抗性稳定性存在差异。‘浙油50’、‘油罐罐’适宜安县地区种植,‘黄金荚’、‘金油858’、‘油研9号’、‘种都油998’和‘渝黄4号’适宜大邑地区种植,‘志远油8号’适宜广汉地区种植。‘绵丰油5号’、‘德名油1号’表现抗性丧失趋势;‘丰油精’、‘高油48’抗性不稳定;‘矮架早’抗性完全丧失。     

株行距及穴苗数的配置对寒地水稻产量和品质的影响

为明确垦稻26和龙粳31高产优质栽培的株行距和穴苗数处理,采取裂区设计进行试验研究。结果表明,最优群体因品种而异,垦稻26在株距10cm、行距30cm、5苗/穴产量最佳,龙粳31则以株距13.3cm、行距27cm、9苗/穴产量最佳;垦稻26在5苗/穴、行株距30cm×10cm处理,有利于提高稻米的碾磨品质,不利于改善稻米的外观品质,营养品质较低,利于改善稻米的食味品质,且食味评分值高达86.5,显著高于最低处理;龙粳31在5苗/穴、行株距27cm×13.3cm处理,碾磨品质较高,不利于营养品质和外观品质的改善,食味品质得到明显改善,食味评分值高达86.0,与最低处理差异达显著水平。因此,高产优质栽培要因品种选择适宜的穴苗数和株行距,是实现水稻高产优质最为快捷、最为经济有效的措施。     

翠竹及菲白竹LEA3同源基因的克隆及序列分析

竹类植物在中国有着非常悠久的栽培历史,并被广泛应用于园林、造林、庭院以及食品等行业。本研究以翠竹和菲白竹为材料提取其叶片总DNA,采用PCR方法获得翠竹SpLEA3基因与菲白竹SfLEA3-1、SfLEA3-2基因;其中SpLEA3全长804 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.4%;SfLEA3-1全长803 bp,编码195个氨基酸,GC含量为68.2%;SfLEA3-2全长557 bp,编码144个氨基酸,GC含量为67.8%。通过ProtParamy等生物软件分析,SpLEA3、SfLEA3-1和SfLEA3-2与贵州悬竹LEA3基因同源性高达61%以上,且3个基因编码蛋白均属于亲水性蛋白。源自2个竹种LEA3基因均包含一个完整的开放阅读框,其编码的氨基酸含有4~6个由11个氨基酸组成的保守基元序列。本研究不仅为深入了解竹类植物抗旱的分子机理研究提供了基础数据,也为竹类植物的抗旱育种后续研究提供了科学依据。     

单萜酚类化合物与苯醚甲环唑和噻呋酰胺混配对立枯丝核菌的抑菌活性研究

为探究单萜酚类化合物与杀菌剂混配对立枯丝核菌的抑制效果,筛选能够防治水稻、玉米纹枯病的药剂,本研究分别将百里香酚、香芹酚与苯醚甲环唑、噻呋酰胺混配,通过菌丝生长速率法测定了其对R. solani的抑菌活性,并以孙云沛法评价了单萜酚与杀菌剂混配的增效作用。试验结果表明：香芹酚、百里香酚与噻呋酰胺以1:5、1:4、2:3、3:2、4:1和5:1比例混配均表现出协同增效作用,其中香芹酚和噻呋酰胺4:1混配的抑菌效果最好,EC₅₀值为0.928 mg/L,共毒系数(CTC)为1397.39;香芹酚与苯醚甲环唑以3:2、4:1和5:1比例混配以及百里香酚与苯醚甲环唑以2:3、4:1和5:1比例混配也表现出协同增效作用。百里香酚和香芹酚对苯醚甲环唑和噻呋酰胺增效作用明显,香芹酚与噻呋酰胺的4:1混剂对R. solani抑菌活性高,具备应用于水稻、玉米纹枯病的防治的潜力。天然单萜酚类化合物与杀菌剂以一定比例混配能够显著提高其抑菌活性,在杀菌剂研发、筛选中具备很高的研究价值。     

京津冀地区植被NDVI动态变化及其与气候因子的关系

[目的] 探究气候变化对植被覆盖变化的驱动机制，可为揭示区域乃至全球植被覆盖动态变化及其与气候变化之间的响应机制提供依据。[方法] 以MODIS NDVI，SRTM DEM，降水和气温为数据源，运用Theil-Sen Median趋势分析法、Mann-Kendall显著性检验法、R/S分析法和Pearson相关分析法等数学分析方法，结合ANUSPLIN气象插值模型，研究2001—2019年京津冀地区植被NDVI时空演变特征及预测未来变化趋势，并探究植被NDVI与降水和气温最大相关关系及时滞效应。[结果] ①2001—2019年京津冀地区植被NDVI整体呈波动上升趋势，上升速率为0.002 2/a，且未来植被NDVI呈改善趋势的面积略小于呈退化趋势的面积；②降水和气温对京津冀地区植被生长以正向促进作用为主，且降水对植被生长的作用强度高于气温；③植被NDVI对降水变化的滞后期略长于气温，京津冀地区植被生长受前3月的降水和前1月的气温影响最大。[结论] 在林业生态工程实施背景下，2001—2019年京津冀地区植被覆盖整体呈改善态势，尤以西北部为著；植被NDVI与降水和气温相关关系呈现出明显的地域差异，且植被生长相对降水和气温变化存在一定的滞后效应。     

宁南山区经济林降雨集流机理试验研究

[目的]探究宁夏回族自治区固原市原州区彭堡镇红梅杏经济林降雨集流渗灌系统的雨水收集能力,明确当地红梅杏经济林降雨分配特征,为降雨集流的定量研究和该地区集雨农业的发展提供科学依据。[方法]以当地红梅杏为研究对象,采用对比观测的方法,以天然降雨和人工模拟降雨相结合的方式,对红梅杏降雨集流过程进行观测与模拟。[结果] 2019年7—9月在彭堡红梅杏基地观测到的总计19场降雨数据,天然降雨中5 mm以下的降雨次数占到天然降雨总次数的83.3%,天然降雨与人工模拟降雨的相似系数为0.91,总体的集流率为61.29%,渗灌系统截留率为27.12%,林冠截留率为11.95%。[结论]试验地小降雨频率大,两种降雨方式具有较高相似性,降雨集流渗灌系统集流效率高,渗灌系统的集流量与降雨量成线性关系(R~2=0.995 5),集流率与降雨量成对数关系(R~2=0.693 9)。     

培肥措施对复垦土壤微生物碳氮代谢功能多样性的影响

土壤复垦是矿区生态环境恢复和耕地总量平衡及质量提升的根本要求。本研究依托山西襄垣采煤塌陷区复垦定位试验基地，采用Biolog-ECO方法和荧光定量PCR技术，研究了不施肥（CK）、单施化肥（CF）、单施有机肥（M）和有机无机培肥（MCF）4种培肥措施下复垦4年和8年土壤微生物碳代谢功能多样性及氮代谢功能基因丰度的变化特征。结果表明，随复垦年限增加，单施有机肥较其他处理可显著提高复垦土壤微生物的总碳源利用能力；不同处理复垦土壤微生物碳源相对利用率总体表现为氨基酸类>糖类>聚合物类>羧酸类>双亲化合物类>胺类，其中单施有机肥更大程度上提高了羧酸类、氨基酸类和胺类碳源的利用率；复垦年限和培肥措施没有改变复垦土壤微生物优势度指数，但有机无机配施较其他处理可显著提高香浓指数（H′）和Pielou均匀度指数；不同处理复垦土壤氮转化功能基因丰度总体表现为amoA（AOA）> amoA（AOB）>nisS、nirK> nifH，5种功能基因丰度均为以有机无机培肥处理最高，且随复垦时间增加而增加；复垦土壤有机质含量与nirS、nirK、nifH基因丰度以及AWCD值存在显著相关性，相关系数在0.707～0.807，同时5种氮转化功能基因丰度均与玉米产量存在显著或极显著的相关性，相关系数在0.824～0.949。综上所述，单施有机肥可提高土壤有机质含量，进而增强了复垦土壤碳代谢强度，有机无机培肥则更有利于复垦土壤碳氮代谢功能多样性的提升，并促进作物产量形成。