基于配合力和遗传距离的甜高粱杂种优势预测

【目的】对甜高粱主要农艺性状进行杂种优势、一般配合力及特殊配合力分析,同时,分析配合力、表型遗传距离以及分子遗传距离用于杂种优势预测的可行性,为甜高粱的种质创新和杂交种选育提供理论参考。【方法】采用不完全双列杂交设计,以8个甜高粱不育系为母本及8个甜高粱恢复系为父本配制64个杂交组合。对亲本及杂交后代进行2年的性状调查,包括：出苗至开花日数、生育期、株高、穗长、茎粗、分蘖、单穗粒重、千粒重、籽粒产量、单株重、生物产量和含糖量。分析不同性状的杂种优势、一般配合力、特殊配合力、表型遗传距离、分子遗传距离以及配合力、遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】各性状的中亲优势由强到弱分别为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、千粒重、茎粗、生育期、至开花日数、分蘖和含糖量,其中,生育期、至开花日数、分蘖和含糖量等性状为负优势。不同性状的中亲优势和超亲优势由强到弱的顺序基本相同。配合力分析表明,每个性状中,不同亲本的一般配合力相差较大,且不同组合的特殊配合力也有很大差异。大多数特殊配合力高的组合,其亲本的一般配合力也较高。杂种优势与配合力和遗传距离的相关性为单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、穗长、千粒重、分蘖以及含糖量等性状的杂种优势与其亲本的一般配合力和特殊配合力均为极显著正相关。生育期的杂种优势与特殊配合力为极显著正相关,至开花日数与特殊配合力为显著正相关。亲本间的表型遗传距离为2.86—6.82,分子遗传距离为0.50—0.96。单株重、籽粒产量、单穗粒重、生物产量、株高、穗长、茎粗及含糖量等性状的杂种优势与分子遗传距离的相关性大于表型遗传距离,其中,生物产量、单株重、穗长和茎粗的杂种优势与分子遗传距离为极显著正相关。【结论】所有性状中,与产量相关性状的杂种优势较高,而含糖量和分蘖的杂种优势较低。在杂种优势预测上,利用亲本的配合力可有效预测杂种优势,预测效果优于遗传距离。与表型遗传距离相比,分子遗传距离对杂种优势的预测更有效。     

果园有机肥深施机分层变量排肥控制系统设计与试验

果园不同深度的土壤养分不同，果树根系分层吸肥能力不同，有机肥分层变量深施可以解决传统施肥存在的养分分布不均和肥料利用率低等问题。针对有机肥分层变量深施的排肥控制问题，本文设计了排肥控制系统，可以根据用户设置的各层理论排肥量和作业速度，实时计算液压马达的理论转速，并采用PID算法控制比例流量阀开度，调节马达转速驱动螺旋输送器排肥，实现分层变量排肥。将AMESim中建立的液压系统模型与在Matlab/Simulink中建立的控制模型进行联合仿真，整定PID参数。液压马达转速调节性能试验中最大超调量为14r/min，达到稳定转速的时间最大为6s，控制性能较好，表明通过AMESim-Matlab/Simulink联合仿真，能够快速便捷地整定PID参数，结果准确可靠。排肥控制性能试验中排肥量相对误差最大6.20%，变异系数最大8.69%，排肥量准确性和均匀性均达到要求。设计的控制系统具有较好的性能，能为果园有机肥分层变量深施提供技术支撑。     

饲料脂肪水平对俄罗斯鲟幼鱼生长、血液生化指标及抗氧化性能的影响

以鱼油、豆油、亚麻籽油等比例混合,配成脂肪含量分别为5.45%(L1)、7.00%(L2)、10.44%(L3)、14.37%(L4)、16.34%(L5)、18.91%(L6)及20.15%(L7)的等氮饲料,饲喂俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedtii)幼鱼[(6.20±0.02)g]8周。实验结果表明,L3组的终末体质量、增重率最大,但与L2组间无显著差异(P0.05),L3组的蛋白质效率显著高于其它组(P0.05),且饲料系数最低。L6和L7组终末体质量、增重率和蛋白质效率显著低于L2和L3组(P0.05)。将幼鱼的增重率与饲料脂肪水平进行回归分析,得出俄罗斯鲟幼鱼在饲料脂肪水平为10.69%时生长最佳。随着饲料脂肪水平的升高,各组鱼的肝体比和体粗脂肪有上升趋势,其中肝体比在饲料脂肪含量大于14.37%时显著增大(P0.05)。血清中的甘油三酯、胆固醇含量也随脂肪水平升高而显著提高(P0.05),提示脂肪过高会影响俄罗斯鲟幼鱼的生长,降低蛋白质效率,导致脂肪在体内的过量积蓄。L7组鱼血清中高密度脂蛋白胆固醇含量最高,而L1组鱼的低密度脂蛋白胆固醇含量最高。肝脏脂蛋白酯酶活性随饲料脂肪水平的提高而升高,脂肪酸合成酶活性则随脂肪水平升高而降低,提示饲料脂肪水平的提高会促进鱼体脂肪的分解代谢。肝脏丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性均随着饲料脂肪水平的提高显著升高(P0.05),表明脂肪含量过高会导致脂质过氧化,引发机体抗氧化酶活性的升高。综合俄罗斯鲟幼鱼的生长、血液指标及抗氧化性能,建议生产中将幼鱼的饲料脂肪水平控制在7.00%~10.69%。     

5种蔷薇科树种多酚氧化酶比较基因组学分析

蔷薇科植物中有多种具有重要价值的水果,如苹果、梨、桃、草莓和黑树莓等。这些水果普遍容易发生由多酚氧化酶(PPO)介导的酶促褐变而导致重大经济损失,从全基因组角度分析比较PPO基因家族,有助于加深对PPO基因家族和功能的认识。采用比较基因组学的方法,对这5种植物的PPO基因家族进行了基因鉴定、染色体定位、编码蛋白的亚细胞定位、内含子统计分析、基因系统进化、基因倍增与丢失等特征分析。从这5种植物中,共计鉴定出了42个PPO基因,其中6个基因被认定是假基因;绝大多数基因编码的蛋白定位于叶绿体,2个定位于线粒体,3个是分泌型蛋白;PPO基因在染色体上有串联重复和散布两种形式;9个基因具有内含子,聚类结果显示可以将它们分为6个类型,每个基因类型在进化过程中都发生过基因倍增和丢失;同型基因内含子的位置和大小具有相似性。这些结果揭示蔷薇科植物PPO基因内含子是伴随着基因倍增产生的,基因倍增也是推动PPO基因多样化的重要动力,PPO基因倍增和丢失差异导致PPO基因数量在不同物种之间产生差异。     

Estimation of irrigation requirements for drip-irrigated maize in a sub-humid climate

Drip-irrigation is increasingly applied in maize (Zea mays L.) production in sub-humid region. It is critical to quantify irrigation requirements during different growth stages under diverse climatic conditions. In this study, the Hybrid-Maize model was calibrated and applied in a sub-humid Heilongjiang Province in Northeast China to estimate irrigation requirements for drip-irrigated maize during different crop physiological development stages and under diverse agro-climatic conditions. Using dimensionless scales, the whole growing season of maize was divided into diverse development stages from planting to maturity. Drip-irrigation dates and irrigation amounts in each irrigation event were simulated and summarized in 30-year simulation from 1981 to 2010. The maize harvest area of Heilongjiang Province was divided into 10 agro-climatic zones based on growing degree days, arid index, and temperature seasonality. The simulated results indicated that seasonal irrigation requirements and water stress during different growth stages were highly related to initial soil water content and distribution of seasonal precipitation. In the experimental site, the average irrigation amounts and times ranged from 48 to 150 mm with initial soil water content decreasing from 100 to 20% of the maximum soil available water. Additionally, the earliest drip-irrigation event might occur during 3- to 8-leaf stage. The water stress could occur at any growth stages of maize, even in wet years with abundant total seasonal rainfall but poor distribution. And over 50% of grain yield loss could be caused by extended water stress during the kernel setting window and grain filling period. It is estimated that more than 94% of the maize harvested area in Heilongjiang Province needs to be irrigated although the yield increase varied (0 to 109%) in diverse agro-climatic zones. Consequently, at least 14% of more maize production could be achieved through drip-irrigation systems in Heilongjiang Province compared to rainfed conditions.     

菜豆细菌性萎蔫病菌传入中国的风险分析

从世界分布、主要寄主、经济重要性、传入可能性和风险管理难度5个方面对菜豆细菌性萎蔫病菌传入我国的风险进行评估。结果表明,该病菌是特别危险的有害生物。根据分析结果提出了非疫区输入、输出国应严格检疫、进境口岸加严检查等相应的风险管理措施。     

水稻苗期根系铵钾离子吸收的交互作用研究

【目的】为探讨水稻幼苗根系NH_4~+、K~+吸收的交互作用,深化水稻养分吸收理论,【方法】采用溶液培养的方法,对低钾及高钾浓度下水稻在有铵和无铵时的K~+吸收动力学特征进行了研究,对不同钾浓度下水稻根系NH_4~+的吸收速率进行了比较。【结果】1)当K~+0.2 mmol/L时,水稻根系通过高亲和转运系统吸收K~+服从Michaelich-Menten动力学方程;NH_4~+的存在显著降低K~+的最大吸收速率(Vmax),且降幅随着NH_4~+浓度的增加而增大;NH_4~+对水稻根表载体与K~+的亲和力(Km)影响较小,在1.62 mmol/L NH_4~+浓度下,水稻品种齐粒丝苗和沪科3号的Km分别下降了12.33%和16.46%,远低于Vmax 47.30%和39.21%的降幅。2)当K~+0.5 mmol/L时,水稻根系K~+低亲和转运系统发挥作用,K~+吸收速率随浓度的增加而不断增加,呈不饱和特征;但在相同K~+浓度下,水稻根系的K~+吸收速率随NH_4~+浓度的增加而下降。3)水稻根系对NH_4~+的吸收速率随着NH_4~+浓度的增加而增加;在相同NH_4~+浓度下,水稻根系对NH_4~+的吸收速率受K~+浓度的影响很小。【结论】NH_4~+抑制水稻苗期根系K~+的高亲和转运和低亲和转运,NH_4~+对K~+高亲和吸收的影响主要是由于铵竞争细胞膜上的钾载体所致;外界K~+浓度的变化对水稻幼苗的NH_4~+吸收速率影响很小。水稻铵钾的交互作用主要表现在NH_4~+对K~+吸收的抑制作用。     

不同饵料搭配对脊尾白虾幼体发育的影响

通过脊尾白虾幼体饵料搭配的比较试验,研究了海水小球藻、中肋骨条藻分别与虾片和卤虫无节幼体搭配投喂对脊尾白虾幼体的变态速率、存活率及体长变化的影响。结果表明,单一使用虾片的育苗效果较差,幼体发育至2期溞状幼体后开始大量死亡,只有约30%的幼体变态成3期溞状幼体;投喂卤虫无节幼体与中肋骨条藻搭配组的脊尾白虾幼体组在第8d时有46%的幼体变态为仔虾,至第10d时幼体100%变态为仔虾;此外,卤虫无节幼体与中肋骨条藻搭配组幼体的存活率为92%,其幼体在1期仔虾平均体长为5.199mm,平均日增长达到0.3079mm/d。由此可见,卤虫无节幼体与中肋骨条藻搭配有利于脊尾白虾幼体的生长发育,可用于脊尾白虾育苗生产。     

大豆种质资源对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性评价

2006-2014年,应用病土盆栽方法,对来自于12个省(市)的779份大豆种质资源进行了大豆胞囊线虫3号生理小种的抗病性鉴定。鉴定材料来源于吉林省539份、黑龙江省58份、辽宁省51份、山西省16份、内蒙古17份、河北省10份、北京市42份、安徽省5份、广西壮族自治区14份、河南省17份、山东省6份、江苏省4份。从中选出19份抗病种质,占鉴定总数的2.44%,分别是FY001-3、W93155、JH229、HJ01-1900、W94128-8、YX04-6561、W7491、W201102-25、Q30、Q31、HK6、HK7、BN9、CM2008-12、JY407、Q32、Q28、Q33、BN10,按抗病种质在各省份鉴定材料中所占的比例来看,山东省大豆种质抗病比例最高,占83.33%,其次是黑龙江省占15%。这些品种(系)的农艺性状优良,可直接作为抗性亲本应用于育种。     

苏粳815机插高产形成特点及其配套精确定量栽培技术

通过综合高产试验和机插行株距规格与氮肥组合试验,分析了苏粳815高产形成的特点,明确了其高产产量结构及其形成的主要生育指标,提出了目标产量650~700 kg/667 m~2相配套的精确定量栽培技术。