谷子株高及穗部性状主基因+多基因混合遗传模型分析

【目的】株高和穗部性状是影响谷子产量的关键性状。探究谷子株高及穗部性状表型变异的遗传规律,为相关性状的遗传改良与基因定位提供参考依据。【方法】以谷子优质品种豫谷18为共同父本,分别与黄软谷和红酒谷杂交,构建2个分别包含250个家系的重组自交系F₇群体（YYRIL和YRRIL）。采用主基因+多基因混合遗传模型,对YYRIL和YRRIL群体在2个环境下的株高、穗长、穗下节间长、穗码数、穗粒重等5个农艺性状的表型数据进行遗传分析。【结果】5个性状在所有环境中均表现连续变异且存在超亲分离现象,峰度和偏度绝对值小于1,近似正态分布,呈现数量性状的典型遗传特点。性状间相关性分析表明株高与穗长、穗下节间长在所有环境中均呈极显著正相关,穗码数与穗粒重呈极显著正相关。遗传模型分析显示YYRIL和YRRIL群体株高的最适遗传模型分别为PG-AI和PG-A多基因模型,多基因遗传率分别为95.15%和91.27%。2个群体穗码数的最适模型均为PG-AI,多基因遗传率为70.07%—71.58%。穗下节间长在2个群体的最适遗传模型分别为4MG-CEA和3MG-CEA,均为等加性主基因模型。穗下节间长在YYRIL群体的主基因遗传率为9.69%,4对主基因加性效应值相等,均为-0.34,具有负向效应;穗下节间长在YRRIL群体的主基因遗传率为45.78%,3对主基因加性效应值相等,均为1.17,具有正向效应。穗长在YYRIL群体的最适模型为MX2-ED-A,即2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为43.56%,多基因遗传率为50.56%。控制穗长的2对主基因加性效应值分别为-1.21、1.68,多基因加性效应较小,为-0.0017;穗长在YRRIL群体的最适模型为MX2-AE-A,即2对累加作用主基因,加性多基因混合遗传模型;穗长的主基因遗传率为46.40%,多基因遗传率为46.91%。控制穗长的第1对主基因加性效应值为1.53,具有正向效应,第1对主基因加性×第2对主基因加性上位性互作效应值是0.60,多基因加性效应值为-0.47,表现为较低的负向遗传效应。穗粒重在YYRIL群体的最适遗传模型为MX2-ED-A;符合2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为69.09%,多基因遗传率为12.08%;控制穗粒重的2对主基因加性效应值分别为0.58、5.82,以第2对主基因的加性效应为主,多基因加性效应值为-3.81。穗粒重在YRRIL群体的最适遗传模型为3MG-PEA,即3对部分等加性主基因遗传模型;穗粒重的主基因遗传率为81.10%,3对主基因加性效应值分别为-2.68、-2.68和2.66,前2对主基因的加性效应值相同,且均为负向效应。【结论】谷子株高、穗码数的最适遗传模型相似,均服从多基因遗传,遗传率较高,受环境影响较小;穗下节间长的遗传受主基因控制,主基因遗传率偏低,受环境影响较大,在栽培中应充分考虑环境因素;穗长遗传受主基因和多基因共同控制;穗粒重在2个群体均服从主基因遗传,主基因遗传率较高,可能存在主效QTL。     

单基线PolInSAR森林高度反演方法研究

极化干涉SAR(Polarimetric SAR interferometry,PolInSAR)森林高度反演是当前雷达遥感领域的研究热点,近年来出现了多种单基线PolInSAR森林高度反演方法。为了给单基线PolInSAR反演森林高度的算法提供基础,并探索和发展效果更优的反演方法,使用Pol SARpro软件模拟森林平均高度为18 m的L波段(L=23 cm)全极化干涉SAR数据,研究了森林高度反演算法中的DEM差分法、RVoG法、复相干幅度反演法、混合反演法,并基于相干优化法对混合反演法进行了改进;为了更准确地对算法的性能进行比较,给出方位向为48 bin时各算法的距离向剖面的对比图,并选取图像的中间区域,对森林高度位于3~30 m的1 104个样本点,应用均值和均方根误差RSME对5种方法模拟的18 m森林高度进行比较。结果表明:森林高度平均值反演结果由大到小依次为:复相干幅度反演法、混合反演法、改进的混合反演法、RVoG法、DEM差分法,分别为19.40、18.31、18.12、10.55、10.05 m,均方根误差(RMSE)由小到大依次为:改进的混合反演法、混合反演法、复相干幅度反演法、RVoG法、DEM差分法,分别为1.06、1.48、3.49、7.51、8.04 m;说明DEM差分法与RVoG法反演的森林高度存在明显低估,复相干反演法出现明显高估且其离散程度最大,混合反演法和改进的混合反演法与真实值的误差分别为0.31、0.12 m,改进的混合反演法与真实值的相差最小,离散程度最小,均方根误差最小,反演结果最优。改进的混合反演法综合了混合反演法与相干优化法的优点,使其估计的地形相位的均方根误差最小(0.045 rad),森林高度与真实值的误差最小,均方根误差最小,并且具有一定的鲁棒性。     

基于GODAS资料的南海上层海洋热状态气候变化特征分析

为了深入了解南海上层海洋热力状态的变化规律,利用1980—2015年共36年GODAS月平均海温资料,将5~366 m的垂直平均海温表征南海地区海洋上层的热含量,分析了南海海洋上层热状态的水平和垂直分布特征以及季节和年际变化特征。结果表明：年平均南海热含量水平分布表现为东高西低的形势,垂直纬向平均分布表现为暖水厚度和温跃层深度东厚（深）西薄（浅）,垂直经向平均表现为暖水厚度南厚北薄,温跃层深度中间浅两边深;南海地区海温变化幅度在75~200 m处最大,不同深度海温距平均具有明显的年际和年代际变化特征;南海区域平均热含量在秋季最高,春夏次之,冬季最低,其年际变化明显,且在1998年之后出现明显的突变,由负值转变为正值,表现出明显的增温趋势;热含量季节EOF主模态空间分布形势表现为东高西低的特征,对应的时间序列在20世纪90年代末存在年代际转折,由主要为负值转化为主要为正值,表现在空间分布上,则为南海地区热含量由西高东低型转化为东高西低型。     

茄子株高性状鉴定与遗传分析

以长茄高代自交系125 和126 构建的茄子6 个不同世代的遗传群体〔P₁、P₂、F₁、F₂、 B₁（125×F₁）、B₂（126×F₁）〕 为试材，利用主基因+ 多基因混合数量性状遗传模型对茄子的株高性状进行多世代遗传联合分析。结果表明：供试亲本株高 性状差异显著，分离世代株高性状数值均呈单峰的偏正态分布，属于数量性状遗传。多世代遗传联合分析结果显示茄子株高 性状的最适遗传模型为C-0 模型，不存在主基因遗传效应，表现为多基因控制的加性- 显性- 上位性遗传模式。采用二阶 遗传参数进一步分析株高的多基因遗传效应，结果显示，茄子分离世代F₂、B₂ 的多基因遗传率分别为49.24%、22.77%，茄 子株高以多基因遗传为主。     

玉米DH系15D969、D1279株高、穗位高的遗传育种效应研究

利用2份低穗位高DH系(15D969、D1279)、5份自交系(A6、PHB1M、B20、PH4CV、PH6WC)进行杂交、回交试验,对株高、穗位高效应进行研究分析。结果表明,DH系15D969所具有的低株高、低穗位高由隐性基因控制。相对于PH6WC×A6,15D969与PH6WC杂交效应不表达;DH系D1279同时具有高株高隐性基因和低穗位高部分显性基因,杂交组合PH6WC×D1279株高、穗位高显著低于先玉335(PH6WC×PH4CV),改良效果显著。     

8种野生葱属植物的叶形态特征及其分类学意义研究

【目的】比较8种野生葱属植物的叶形态特征,为其分类学研究和生态适应性机制分析提供依据。【方法】以分布于新疆不同生境的8种野生葱属植物齿丝山韭、实葶葱、新疆蒜、健蒜、多籽蒜、奇台蒜、喀纳斯蒜和乌鲁木齐蒜为研究对象,采用田间观测和树胶制片法,测定其叶片数量、长度、宽度等指标,观察其解剖结构异同;通过相关性分析和聚类分析,研究叶片表皮性状之间的关系以及性状的分类学意义。【结果】8种葱属植物的叶形态和微形态存在差异,实葶葱和齿丝山韭叶直立,其余呈不同程度倒伏;实葶葱叶圆柱形,其余叶均为条形;实葶葱叶表面被蜡粉,其余均为光滑;实葶葱叶表皮细胞矩形,其余均为菱形;实葶葱垂周壁直线型,其余均为弧线形。8种植物叶片均为双面气孔型,气孔椭圆形,保卫细胞肾形,无副卫细胞,保卫细胞不同程度下陷。基于叶表皮结构性状的聚类分析结果显示,供试8种材料分为3类,齿丝山韭和实葶葱分别聚为一类,其余6种聚为一类。【结论】叶形态、表皮细胞形状、垂周壁形状、表皮细胞密度和气孔指数大小可为种的界定提供重要的形态分类学依据,具有分类学意义。叶片上表皮细胞比下表皮细胞可以提供更为全面的微形态特征。新疆8种野生葱属植物的叶片形态和微形态结构均呈现一定的抗旱和抗寒特征。     

化学调控剂对玉米自交系株高及穗上各节间长度的影响

以玉米自交系郑58和PH6WC为研究材料,在不同时期喷施赤霉素和乙烯利+油菜素内酯调节株高。结果表明,郑58在17片可见叶期,喷施200 mg/L赤霉素效果最佳,倒1节节间长度提升幅度与对照达显著性差异;PH6WC对赤霉素反应不敏感。郑58在14片可见叶期,喷施100 mg/L乙烯利+0.1 mg/L油菜素内酯降低株高的效果最佳,倒2节至倒6节节间长度降低幅度均与对照达显著性差异;PH6WC在17片可见叶期,喷施200 mg/L乙烯利+0.1 mg/L油菜素内酯降低株高效果最佳,倒1节至倒6节节间长度降低幅度均与对照达到显著性差异。不同自交系对化控剂处理的最佳时期和浓度均有差异。     

基于共表达网络分析发掘调控玉米株高发育的关键ZmGRF基因

生长调控因子(growth-regulating factors,GRF)基因家族是一类植物特有的转录因子。在模式植物水稻、拟南芥中,部分GRF基因被证实是影响株高发育的核心调控因子。利用加权基因共表达网络分析方法(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA),初步构建以玉米ZmGRF基因与调控株高发育的功能基因为核心的共表达网络。结果表明,有9个ZmGRF基因与已报道的调控株高发育基因具有显著的共表达关系,并呈现出网络化的共表达模式,推测这9个ZmGRF基因是调控玉米株高发育的潜在候选基因。进一步通过微共线性分析发现,9个ZmGRF候选基因中有8个基因可以形成基因对,并且所有基因对的Ka/Ks值均显著小于1,暗示调控株高发育候选ZmGRF基因功能的保守性。     

Divergent effects of defoliation intensity and frequency on tiller growth and production dynamics of Pascopyrum smithii and Hesperostipa comata

Rotational stocking theoretically enables regrazing of regrowth, but regrowth may be limited in xerophytic vegetation. We tested the hypothesis that regrowth would be slow and fixed in Hesperostipa comata (a caespitose, drought‐tolerant grass), while growth would be flexible in Pascopyrum smithii (a rhizomatous, less drought‐tolerant grass) under increasing defoliation and moisture, by assessing tiller growth rates, population dynamics and plant yield on marked plants in a Dry Mixed Grass prairie. Plots were clipped in late summer to simulate a deferred control, or intermittently during the growing season (May–August) at high intensity–low frequency (HILF), low intensity–high frequency (LIHF) or high intensity–high frequency and crossed with two water treatments (ambient and addition) in both a xeric upland and a mesic lowland. Growing season defoliation increased tiller growth rates of P. smithii in the upland, whereas HILF and LIHF reduced growth in the lowland. All defoliation regimes increased tiller growth for H. comata. Tiller populations of H. comata increased with frequent defoliation, while tiller populations of P. smithii decreased regardless of defoliation regime. Frequent defoliation, regardless of intensity, reduced yield relative to the deferred control for both grasses. While water addition consistently increased growth rates and reduced differences in tiller number among defoliation treatments, the regrowth of both grasses remained similar under varied defoliation with ambient moisture. High moisture conditions also promoted regrowth more in P. smithii compared to H. comata. In summary, neither grass species displayed an inherently fixed or flexible tiller or plant yield response in response to defoliation or moisture.     

中国再生稻种植的影响因素及可持续性研究进展

再生稻作为一种特殊的水稻耕作模式，种一茬可收获两次，对增加粮食产量、保障国家粮食安全和提高稻田综合效益有重大意义。综述了中国再生稻的发展趋势，分析了再生稻种植的关键影响因子，阐释了再生稻高产栽培技术，提出在种好头季稻的前提下，适当高留桩，在头季稻齐穗后15 d施用尿素150 kg·hm^-2作为促芽肥，头季稻收割后3 d施用尿素150 kg·hm^-2作为发苗肥，同时配施磷钾肥，可在保证土壤养分平衡的基础上使再生稻获得高产，最后讨论了当前存在的问题及今后发展的方向，认为未来的研究需重点关注再生稻产业化、土壤养分管理、高产栽培技术、稻米品质、温室气体和水体质量，以促进再生稻的发展并为国内同行的研究提供参考与借鉴。