荷斯坦奶牛牛嘴宽度影响因素分析及遗传参数估计

【目的】探究中国荷斯坦奶牛牛嘴宽度的群体规律,并估计其遗传参数。【方法】2021年7月至2021年8月分别在2个规模化奶牛场测定了628头泌乳期荷斯坦奶牛的牛嘴宽度及臀高、体高、体斜长和胸围等体尺性状,同时利用体斜长和胸围估计试验牛体重。利用SPSS 26.0软件分析了牧场、月龄和泌乳阶段等因素对牛嘴宽度的影响,以及牛嘴宽度与各体尺性状之间的相关关系;基于DMU软件采用单性状动物模型估计了牛嘴宽度的方差组分及遗传力。【结果】荷斯坦奶牛牛嘴宽度的群体平均值为17.28 cm,变异系数为5%,变异相对较小;牧场和月龄对牛嘴宽度均有极显著影响（P<0.01）,泌乳阶段对牛嘴宽度有显著影响（P<0.05）,牛嘴宽度随母牛月龄的增加呈逐渐增加的趋势,泌乳初期牛嘴宽度显著小于其他泌乳阶段（P<0.05）;牛嘴宽度与各体尺性状之间存在极显著正相关（P<0.01）;荷斯坦奶牛牛嘴宽度的遗传力估计值为0.28,为中高遗传力性状。【结论】牧场和月龄对奶牛牛嘴宽度影响极显著,泌乳阶段对奶牛牛嘴宽度影响显著,牛嘴宽度与臀高呈较弱相关。荷斯坦奶牛牛嘴宽度是一个具有中高遗传力的体尺性状。     

6种公路常绿植物叶面特性对滞尘效果的影响研究

通过选择6种具有代表性的道路常绿植物,应用接触角测定仪测定了不同树种叶片的接触角,通过扫描电镜观察比较了6种常绿植物的叶表面形态结构,分析其对滞尘能力的影响。试验结果表明常绿植物叶片正面接触角越大,滞尘能力越小;表面叶孔越多,粗糙度越大,滞尘能力越强。研究成果可为城市绿化树种的选择提供基础依据。     

重金属Cd、Pb复合污染对植物生理生化和细胞结构影响的研究进展

我国受重金属污染的土地面积广大,因采矿等造成的环境和土壤重金属污染问题日趋严重。因金属矿床形成特点及开采方式单一等原因,造成Cd、Pb居于重金属复合污染前列。通过总结单一Cd、Pb污染对植物生理生化特征的影响以及Cd、Pb复合污染对植物生理生化及细胞结构的影响等研究进展,明晰土壤重金属Cd、Pb复合污染对植物影响和损害的研究热点,进而探明植物重金属胁迫的生理响应机制。     

Variation and heritability of morphological and physiological traits among Leymus chinensis genotypes under different environmental conditions

Intraspecific trait variation and heritability in different environmental conditions not only suggest a potential for an evolutionary response but also have important ecological consequences at the population, community, and ecosystem levels. However, the contribution of quantitative trait variation within a grassland species to evolutionary responses or ecological consequences is seldom documented. Leymus chinensis is an important dominant species in semi-arid grasslands of China, which has seriously suffered from drought and high temperature stresses in recent decades. In the present study, we measured variation and heritability of 10 quantitative traits, namely the number of tillers, maximum shoot height, number of rhizomes, maximum rhizome length, rhizome mass, aboveground mass, root mass, maximum net photosynthetic rate(Pmax), specific leaf area(SLA), and leaf length to leaf width ratio(LL/LW), for 10 genotypes of L. chinensis under one non-stress(Ck) condition and three environmental stress conditions(i.e., drought(Dr), high temperature(Ht), and both drought and high temperature(DrHt)). Result indicated that(1) the interaction of genotype and environmental condition(G×E) was significant for 6 traits but not significant for the other 4 traits as shown by two-way analysis of variance(ANOVA), suggesting that different selection forces were placed for different traits on the factors dominating phenotypic responses to different environmental conditions. Moreover, these significant G×E effects on traits indicated significantly different phenotypic adaptive responses among L. chinensis genotypes to different environmental conditions. Additionally, individuals could be grouped according to environmental condition rather than genotype as shown by canonical discriminant analysis, indicating that environmental condition played a more important role in affecting phenotypic variation than genotype;(2) by one-way ANOVA, significant differences among L. chinensis genotypes were found in all 10 traits under Ck and Dr conditions, in 8 traits under Dr Ht condition and only in 4 traits under Ht condition; and(3) all 10 traits showed relatively low or non-measurable broad-sense heritability(H_2) under stress conditions. However, the lowest H_2 value for most traits did not occur under DrHt condition, which supported the hypothesis of 'unfavorable conditions have unpredictable effects' rather than 'unfavorable conditions decrease heritability'. Results from our experiment might aid to improve predictions on the potential impacts of climate changes on L. chinensis and eventually species conservation and ecosystem restoration.     

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

探明绿色超级稻的农艺与生理性状,对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料,1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照,观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明,与对照品种相比,绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高,较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。     

普通小麦主要农艺性状的全基因组关联分析

为解析小麦复杂农艺性状的遗传机制,本研究以150份小麦品种(系)为自然群体,在4个环境条件下测定了9个主要农艺性状,利用小麦35K SNP芯片,结合5种关联模型(Q、PCA、K、PCA+K、Q+K),进行全基因组关联分析。结果表明,全基因组多态性信息量PIC的范围为0.0950～0.5000,最小等位基因频率MAF值为0.0500～0.5000;群体结构分析和PCA分析均表明参试材料可分为两个亚群;连锁不平衡分析发现A基因组、B基因组、D基因组和全基因组的LD衰减距离分别为4.7、8、11和6 Mb。9个性状共检测到652个显著的关联位点(P≤0.001),其中21个SNP在2个或2个以上的环境中被重复检测到,分布在1A(1)、1B(4)、2A(3)、2D(2)、3A(1)、5A(1)、5B(5)、6A(1)、6B(2)和7D(3)染色体上; 1个SNP标记的物理位置未知, 3个SNP标记同时与2个性状显著关联;单个SNP的表型贡献率为7.67%～18.79%。8个优势等位变异在供试群体中所占比例较低,筛选出14个可能与小麦农艺性状相关的候选基因,其中TraesCS5B02G237200、TraesCS7D02G129700和TraesCS1B02G426300可能在植物抵御生物与非生物胁迫中起作用,TraesCS5B02G010800和TraesCS7D02G436800可能与植物激素的合成和响应有关,TraesCS2A02G092200可能与植物细胞壁的增强有关, TraesCS5A02G438800可能参与叶绿体发育,另外7个候选基因的功能未知。     

干热河谷冲沟侵蚀劣地坡积区土体性质与裂缝形态发育特征

采用实地调查和室内分析等方法,并结合数字图像处理技术,研究了干热河谷冲沟侵蚀劣地坡脚堆积区(PJ)、坡底沉积区(PD)和平地漫流区(PM)土体性质和裂缝形态发育特征,并探讨了土体性质对裂缝形态特征的影响。结果表明,(1)侵蚀劣地坡积区不同部位土体性质差异显著,其中土壤体积质量及黏粒质量分数均表现为PDPJPM,毛管孔隙度为PMPDPJ,有机质为PMPJPD;不同部位土体性质极值比:黏粒质量分数最大(1.94),有机质(0.65)次之,再次是毛管孔隙度(0.27),土壤体积质量(0.09)最小;PJ、PD土体性质变化主要受物源特性和沉积方式的影响,而PM土体性质主要与植被分布以及漫流有关。(2)干热河谷侵蚀劣地不同部位土体裂缝形态特征差异也十分显著,其中裂缝长度密度(Lc)及连通性指数(K)均表现为PDPJ≤PM,面积率(Rc)、面积周长比(APc)及加权平均分形维数(AWMFRAC)则整体上表现为PD≥PJPM(Ⅲ号坡积区的Rc除外);表明裂缝发育强度(Rc)及复杂程度(APc、AWMFRAC)PD最高,其次为PJ,再次是PM。(3)相关分析表明,长度密度与土壤体积质量(p=-0.782)、黏粒质量分数(p=-0.626)均呈显著负相关,连通性指数与黏粒质量分数呈显著负相关(p=-0.618),这表明土壤体积质量及黏粒质量分数对裂缝发育产生了重要影响。     

干旱胁迫下‘宁玉’草莓生长发育及相关基因表达特点

为分析基因诊断草莓在干旱逆境条件下生长状态的可行性,以‘宁玉’草莓为试材,调查了不同干旱胁迫条件下的生长特点以及与生长素合成、脱落酸合成、花果发育、色素合成相关的10个基因的表达情况。研究结果表明:在不同干旱条件下草莓均可完成从营养生长到生殖生长的生命周期,所选基因也都行使并完成了其调控功能。与对照植株相比,在轻度和中度干旱胁迫(50%~65%土壤持水量)条件下,草莓植株的物候期较对照(80%土壤持水量)提早,而在严重干旱胁迫(35%土壤含水量时)条件下延缓,随着干旱胁迫条件的加重,草莓植株、叶片、果实明显变小,果实着色加深。每个基因在不同干旱条件下表达水平的变化趋势基本一致,且都与相应的物候期以及生长发育时间长短的变化情况相一致,但所选基因在几种干旱条件下其表达开始的早晚、表达水平的高低以及表达相应程度持续时间的长短存在不同。在轻度和中度干旱条件下,这些基因的表达时间提早,但持续时间较短,表达水平高于对照;而在重度干旱条件下,这些基因的表达开始的时间较对照延缓,表达水平较低但持续时间拉长。上述研究结果表明,利用基因的表达信息可以提前推断草莓植株在不同干旱条件下的生长发育状态,了解干旱胁迫对草莓生长发育的影响以及为是否需要提早采取管理措施等提供重要依据。