高产稳产大豆新品种兆丰2号的选育与应用

介绍了大豆新品种兆丰2号的选育过程、生物学特征特性、品质、抗性及产量表现,并总结了其配套栽培技术。     

野生大豆资源的研究现状与发展前景

本文对野生大豆种质资源的起源、新型应用、以及未来发展进行了阐述。对其遗传性状进行了简单分析,并从国内分布的地理位置、种质资源发展所需要面对的一些问题进行了探讨。为野生大豆资源的相关研究提供参考。     

Establishment and application of an accurate identification method for fragrant soybeans

In order to screen the aroma characteristics of soybean,a new method was established which can quickly quantify the content of 2-acetyl-1pyrroline (2-AP),an important compound related to soybean aroma,using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).Based on peak profile,total peak area and retention time as test indexes,an accurate identification method for fragrant soybeans was established.The optimum parameters of the protocol consisted of column temperature70°C,sample injector temperature 180°C,optimum extraction alcohol content 1 m L,Na Cl content 0.1 g,ultrasonication time10 min,and extraction time 1 h,which were established by using the orthogonal test of single factors and three factors with four levels (L_9(3)~4).2-AP content of leaves had significant correlations with seeds,which were easier to measure.The protocol was simple and easy to carry out,consumed only small amounts of reagents,and provided accurate and reliable results with good reproducibility.A total of 101 soybean genotypes from different geographical sources were analyzed using this protocol.The results showed that the average content of 2-AP was 0.29 mg L~(–1),ranging from 0.094 to 1.816 mg L~(–1),and the genetic diversity index was 0.54.Among all genotypes-tested,they were classified into three grades,including seven elite genotypes identified as"grade one fragrant soybeans",which were Zhonglong 608,Heinong 88,Ha13-2958,Hongmiandou,Heinong 82,Huangmaodou,and Jiyu 21.These results provide both an identification technique and several elite aroma genotypes for gene discovery and good quality breeding in soybean.     

基于高通量测序及分离培养初步研究美国大豆中真菌多样性

中国是全球最大的大豆进口国,进境大豆所携带的病原真菌传入我国的风险极高。基于高通量测序技术对6批美国大豆真菌多样性进行分析,同时采用分离培养获得单一菌株,依据菌落形态、显微结构及分子技术进行鉴定。高通量测序结果显示,大豆中所有真菌共计5门15纲35目63科112属155种,主要为链格孢属(Alternaria)、球腔菌科(Mycosphaerellaceae)、小戴卫霉科(Davidiellaceae)、小囊菌科(Plectosphaerellaceae)、赤霉属(Gibberella)、附球霉属(Epicoccum)、间座壳属(Diaporthe)、隐球菌属(Cryptococcus)。分离培养结果显示,得到真菌共计40株10种,分别是大豆北方茎溃疡病菌(Diaporthe phaseolorum var.caulivora)、大豆南方茎溃疡病菌(Diaporthe phaseolorum var.meridionalis)、大豆拟茎点种腐病菌(Diaporthe longicolla/Phomopsis longicolla)、大豆炭腐病菌(Macrophomina phaseolina)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、菌核菌(Sclerotinia sclerotiorum)、镰刀菌(Fusarium sp.)、附球菌(Epicoccum sp.)、交链孢菌(Alternaria sp.)、小双胞腔菌(Didymella sp.)。     

CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统在大豆中的应用

自CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9）基因 组编辑技术发现以来，迅速在作物中得到广泛应用。但是，CRISPR/Cas9多基因编辑系统在大豆中的研究尚待开 发。本文利用CRISPR/Cas9介导的多基因编辑系统，分别构建了两个载体，一个载体含6个靶点，编辑7个大豆基因 （4个Glycine max ASYMMETRIC LEAVES1（GmAS1）同源基因和3个GmAS2 同源基因），另一个载体含8个靶点，编辑 11个G. max AGAMOUS 家族同源基因（4个GmAG 同源基因，2个G. max SEEDSTICK（GmSTK）同源基因和5个G. max SHATTERPROOF1（GmSHP1/2）同源基因）。大豆遗传转化后，经表型鉴定和靶点检测发现，CRISPR/Cas9介导的多 基因编辑系统在大豆中成功实现了多基因编辑。当3个GmAS1 同源基因和3个GmAS2 同源基因同时突变时，导致 大豆叶片向远轴面弯曲、皱缩且叶柄变短的表型。当2个GmSHP1 同源基因和2个GmSTK 同源基因同时突变时，导 致豆荚停止发育的不育表型。     

Aux/IAA基因家族鉴定及对大豆茎尖发育的调控作用分析

Aux/IAA 基因家族在植物茎尖发育过程发挥重要作用。为了探究大豆Aux/IAA 基因家族在大豆茎尖发育过程的调控作用，本文以拟南芥Aux/IAA 基因家族蛋白序列为参照鉴定了大豆全基因组Aux/IAA 家族基因，包括63个成员；然后以拟南芥、鹰嘴豆和大豆的Aux/IAA 家族为研究对象，比对这些基因全长氨基酸序列并构建进化树，结果表明三种作物的Aux/IAA 家族成员间亲缘关系差异明显，进化过程中同源重组频率不同；进而利用RNA-seq技术分析东农594（DN）、Charleston（CH）及二者杂交后代的RIL群体的高矮秆池（WH、WS）和F2群体的高矮秆池（JH、JS）的差异表达基因及其功能，共有17个Aux/IAA 基因在3组材料中差异表达。CHvsDN组有15个差异表达基因，JHvsJS组有2个，WHvsWS组只有1个；其中，Glyma.10G180100 在JHvsJS组和WHvsWS组均差异表达，这些结果为进一步研究大豆Aux/IAA 基因家族的功能及调控茎尖发育提供理论依据。     

水分胁迫对大豆生长与产量的影响及应对措施

在大豆生长发育过程中,非生物胁迫严重影响理化进程并降低产量,其中水分胁迫是所有其他非生物胁迫（高温、低温、土地瘠薄、盐碱等）损失的总和。为了提高大豆在水分胁迫中的抗逆性,通过归纳水分胁迫对大豆生长发育及产量的研究现状,总结干旱和淹水胁迫对大豆形态结构、生理指标及产量指标的影响,分析抵御水分胁迫的应对措施和有效方法。指出目前抗旱防涝存在的问题,并提出解决方案,以期降低水分胁迫对大豆生产造成的损失。     

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。     

麦/油-稻轮作下秸秆还田与氮肥管理对直播杂交稻氮素利用特征的影响

【目的】探明秸秆还田和氮肥管理对麦/油后直播杂交稻氮素积累、转运、氮肥利用效率及籽粒产量的影响。【方法】选用优质三系杂交稻宜香优2115,采用二因素裂区设计,麦、油茬田同步开展试验,处理完全一致。主区为麦/油秸秆全量翻埋还田(M₁)和秸秆不还田(对照,M₀),副区设4个氮肥管理,即不施氮对照(N₀)、m_基肥∶m_分蘖肥∶m_促花肥∶m_保花肥比例分别为1∶0∶0∶0(N₁)、3∶3∶2∶2(N₂)、2∶2∶3∶3(N₃),测定了直播杂交稻主要生育时期各器官的氮素积累量及籽粒产量。【结果】结果表明,两种轮作方式下,氮肥管理对直播杂交稻主要生育时期的氮素积累、齐穗后茎鞘、叶片的氮素转运及稻株氮素利用效率均存在显著或极显著的调控效应。秸秆还田显著提高麦/油茬杂交稻中后期的氮素积累量、茎鞘和叶片的氮素转运量以及氮肥利用效率,其中,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率较秸秆不还田分别提高了34.96%/28.76%、2.52%/2.61%和31.91%/22.30%。同时,油菜秸秆还田下直播杂交稻各生育时期氮素积累和产量较麦秆还田表现更好,籽粒产量提高481 kg/hm²(5.22%)。M₁N₂处理、M₀N₃处理下,直播杂交稻各阶段的氮素积累速率明显加大,促进结实期茎鞘和叶片的氮素向穗部转运,成熟期稻株氮素积累量优势明显且有较高的氮素利用效率(麦/油茬稻氮肥农学利用率、偏生产力和表观利用率分别达17.87 kg∙kg^-1/17.85 kg∙kg^-1、67.27 kg∙kg^-1/71.28 kg∙kg^-1、74.93%/75.05%),最终实现高产。【结论】在麦/油-稻轮作下秸秆全量还田,配合N₂氮肥管理,可有效提高直播杂交稻氮素吸收、利用效率,增加籽粒产量,尤以油菜秸杆还田的效果更好。