Combining ability of yield and yield components among Fusarium oxysporum f.sp. strigae-compatible and Striga-resistant sorghum genotypes

ABSTRACT

Use of sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] cultivars with partial resistance to Striga spp. and Fusarium oxysporum f.sp. strigae (FOS) represents a novel strategy to control Striga. This study aimed to identify the nature of gene action controlling grain yield and yield components and to select promising sorghum crosses possessing both FOS compatibility and Striga resistance, along with good combining ability effects. One-hundred hybrids, developed from pairwise matings among 10 FOS compatible, high-yielding female lines and 10 Striga-resistant male lines, were evaluated with and without FOS inoculation. The F₁s were field evaluated at three locations in Tanzania known for their severe Striga infestation, using an alpha lattice design with two replications. General (GCA) and specific combining ability (SCA) variances were significant for grain yield per plant, hundred-seed weight, plant height, flowering time and the number of Striga plants. The study demonstrated FOS inoculation to be an effective means of controlling Striga. Families 675?×?672, AS435?×?3993 and 4643?×?AS436 displaying large SCA effects for grain yield, and 4567?×?AS429, 3424?×?AS430 and 3424?×?AS436 with small SCA effects for Striga counts should be useful genetic resources for breeding and integrated Striga management.     

不同根系分泌物对土壤N2O排放及同位素特征值的影响

【目的】探究植物根系分泌的主要组分（有机酸、氨基酸、糖类）对土壤N₂O排放及其微生物过程的影响,为选择适宜的植物进而控制土壤N₂O排放提供支撑。【方法】通过室内试验分别添加草酸、丝氨酸、葡萄糖于土壤中模拟根系的3种主要分泌物,每种分泌物设置两个浓度水平：低浓度（150 μg C·d ^-1）和高浓度（300 μg C·d ^-1）,另设置添加蒸馏水的对照组,共7个处理。将土壤置于120 mL玻璃瓶中进行培养,24 h内采集气体样品7次,每次培养2 h,获取N₂O排放速率、日累积排放量和同位素特征值（δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP（site preference,SP=δ ¹⁵N ^α-δ ¹⁵N ^β））。【结果】添加3种根系分泌物组分后,土壤N₂O排放速率均逐渐升高,且均高于对照。高浓度处理组N₂O累积排放量为：葡萄糖（（3.2±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（2.6±0.5）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>草酸（（1.4±0.2）mg·kg ^-1·d ^-1）处理,低浓度处理组为：草酸（（2.7±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（1.8±0.4）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>葡萄糖（（1.6±0.8）mg·kg ^-1·d ^-1）处理;添加根系分泌物的不同处理间土壤N₂O的δ ¹⁸O值无明显差异,并稳定在24.1‰—25.6‰,且均显著高于对照（（20.1±1.5）‰）;土壤N₂O的δ ¹⁵N ^bulk值与添加根系分泌物的种类有关,其中草酸处理组为（-20.06±2.22）‰、丝氨酸处理组为（-22.33±1.10）‰、葡萄糖处理组为（-13.86±1.11）‰、对照组为（-23.14±3.72）‰。各处理土壤N₂O的SP值的变化范围为13.13‰—15.03‰,根系分泌物浓度越高,SP值越低。综合分析不同处理4个指标（N₂O排放速率、N₂O的δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP值）的不同时刻的检测值与日均值的校正系数,添加根系分泌物后第16小时各处理4个指标的校正系数最接近于1。【结论】在NH+ 4-300 mg N·kg ^-1的土壤环境下根系分泌物促进N₂O的排放,且在培养期间（24 h）土壤N₂O排放速率逐渐升高。高浓度处理组葡萄糖对土壤N₂O排放速率促进效果最强,低浓度处理组草酸对土壤N₂O排放速率促进效果最强。与对照组相比,根系分泌物的添加使N₂O的δ ¹⁸O值显著升高;与对照组相比,葡萄糖的添加使δ ¹⁵N ^bulk值显著升高。根系分泌物浓度越高,反硝化作用对N₂O的贡献越大。     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响

【目的】本研究旨在阐明脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)和硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)对稻田土壤氮素转化的影响,探讨抑制剂提高稻谷产量以及氮肥利用率的机理。【方法】本试验设在我国南方红壤稻田,共5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI);脲酶抑制剂采用N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂采用3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)。在水稻分蘖期和孕穗期测定土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物碳、氮的含量,分析NBPT与DMPP对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率,通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂NBPT与硝化抑制剂DMPP在稻田的增效机理。【结果】1)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施均显著提高稻谷产量与地上部氮素回收率,两个处理分别增产6.56%与8.24%,氮素回收率提高幅度为19.4%与23.7%。2)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施,显著降低水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,所有处理对两个时期的硝态氮含量、硝酸还原酶活性、微生物量碳、氮含量均无显著影响;因此,NBPT对于抑制脲酶活性以及提高铵态氮含量的作用主要在孕穗期之前,而单施DMPP没有显著效应。3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无显著影响。【结论】脲酶抑制剂NBPT以及NBPT与硝化抑制剂DMPP配施显著提高孕穗期土壤中的铵态氮含量,显著提高稻谷产量以及地上部氮素回收率,证明了生产上氮肥后移的重要意义。     

疫情下“生物分离工程”课程教学模式思考

生物分离工程是生物工程、食品工程、酿酒工程等多个专业的必修课；为保质保量的完成教学任务和人才培养目标,从课程教学实施、存在问题、改革建议等方面思考了新冠肺炎疫情下,课程线上授课模式。     

饲用酵母甘露聚糖检测方法研究进展

酵母细胞中的甘露聚糖是一种非淀粉多糖,存在于酵母细胞壁的外层中。酵母甘露聚糖通常与蛋白质以共价键的形式相连,被称为甘露糖蛋白。酵母甘露聚糖在动物营养中具有重要的生物学功能,是酵母源生物产品中的关键功能性成分之一。甘露聚糖含量是评价酵母提取物、酵母水解物、酵母培养物等产品品质的重要指标。本文就饲用酵母甘露聚糖的检测方法研究进展做一综述。     

菌剂挂膜3D-RBC联合BCO工艺处理养猪沼液废水

针对养猪沼液废水寡营养、高氨氮的水质特征，该研究采用耐高氨氮、适应贫营养生长的异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification，以下简称HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘+生物接触氧化反应器（3D-RBC+BCO）组合工艺对沼液进行处理。该文研究了3D-RBC+BCO组合工艺在真实沼液条件下的启动过程及污染物去除效果，重点考察了溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）浓度和C/N比2个关键因素对组合工艺污染物去除效果的影响。同时，借助高通量测序技术对DO和C/N比优化过程中微生物群落结构的变化规律进行解析。结果表明：在真实沼液条件下，采用HN-AD菌剂挂膜启动方法，仅用12和18 d就分别完成3D-RBC和BCO反应器的挂膜启动，同时组合工艺对COD、NH4+-N和TN的去除率分别稳定在94.8%、95.7%和80.1%，出水优于城镇污水厂排放一级B标准。在对3D-RBC反应器DO和C/N比的优化过程中，增设底曝后COD、NH4+-N和TN等指标的去除率分别降低了25.4%、15.4%和15.5%。高通量测序结果显示，增加底曝后3D-RBC盘片生物膜中微生物菌属的数量小幅下降，但HN-AD优势菌属的种类与丰度显著降低，导致脱氮效率下降；贫营养型Acinetobacter、Pseudomonas菌属是3D-RBC可以对真实沼液高效脱氮的关键，提高C/N比会显著降低其丰度，进而影响脱氮效果。     

不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律,以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验,对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明:7d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49mgN kg-1 d-1和0.30mgCO2-C kg-1 h-1,显著低于粉壤土的平均净矿化速率(1.37 mgN kg-1 d-1)和CO2平均排放速率(0.47mgCO2-C kg-1 h-1)。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65mgN kg-1 d-1和212.6ngN2O-N kg-1 h-1,显著低于粉壤土的5.02mgN kg-1 d-1和521.3ngN2O-N kg-1 h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明,土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。     

‘王林’苹果苦痘病的防治试验

近几年来‘王林’苹果苦痘病的发病率较高,为了探索防治办法,2018—2019年在瓦房店市驼山乡大魏村‘王林’苹果园进行施用“聚能螯合钙+硅”+生物有机肥试验。结果表明:第1年好果率达到90.2%,比对照提高15.0%;第2年分别为96.82%、22.23%。病果的病斑数也明显减少。     

硝化抑制剂对枸杞园土壤的作用效果研究

通过室内恒温培养试验，筛选出效果最佳的硝化抑制剂剂型及剂量并应用于枸杞园土壤，研究其对枸杞产量及品质的影响。室内恒温培养试验供试硝化抑制剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)、双氰胺(DCD)和3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)，共设17个处理：未添加硝化抑制剂(CK)，添加Nitrapyrin(纯氮量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%)，添加DMPP(纯氮量的0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)，添加DCD(纯氮量的1.0%、2.0%、3.0%、3.5%、4.0%和5.0%)。结果表明：在砂土的培养中，三者硝化抑制效果表现为DMPP≥Nitrapyrin＞DCD；DMPP和Nitrapyrin的硝化抑制率分别为71.90%~75.17%和4.83%~77.28%。但由于DMPP的价格(240~360元·kg^-1)及用量均高于Nitrapyrin(155元·kg^-1)，故选择纯氮量0.5%的Nitrapyrin应用于大田试验。田间试验设置4个处理：农民习惯施肥为SF100，SFN100、SFN80及SFN60处理是在SF100处理基础上分别减少0%、40%、60%的枸杞专用肥同时添加纯氮量为0.5%浓度的Nitrapyrin。结果表明：田间试验中施用Nitrapyrin处理的产量较SF100处理分别提高了6.67%，5.80%及3.52%，同时与SF100处理相比，SFN100处理的多糖及蛋白质含量分别提高了16.22%及8.67%。综合经济效益及生态效益，浓度为纯氮量0.5%的Nitrapyrin为最佳处理。在大田试验中施用Nitrapyrin同时减少枸杞专用肥的用量，枸杞产量及效益均有所提高，且蛋白质及多糖含量有显著增加。因此，可初步认为硝化抑制剂的施用对枸杞的种植有“减肥增效”的作用。     

草履蚧对林木的危害及防治

草履蚧寄主丰富，一年发生1代，大多数以卵在土中越夏和越冬，翌年1月下旬至2月上旬，在土中开始孵化，若虫出土后沿茎杆上爬至梢部、芽腋或初展新叶刺吸危害。造成树势衰弱生长量降低，危害严重时造成树木死亡。若虫2龄后虫体蜡质增厚，农药不易渗透，防治难度大。我们采用综合防治，针对不同的虫期采取不同的防治方法，取得较好效果。