玉米根系对玉米抗倒伏性影响的研究进展

【目的】研究玉米根系对玉米抗倒伏性的影响，为筛选出抗倒伏性优良、产量高的玉米品种提供理论依据。【方法】本文通过国内外玉米根系对玉米抗倒伏性的影响研究专题进行了归纳总结，从玉米根系的三维图像构建、生长发育质量、延伸形态、抗倒伏指标和遗传性状，对影响玉米抗倒伏重要因素之一的根系性状进行系统的综述。【结果】随着技术的进步构建玉米根系三维模型正逐步应用到实际操作当中，为研究人员提供便利；玉米初生根、次生根、气生根生长发育优良的品种，极大提升了玉米抗倒伏性；横展型根系是玉米理想的抗倒伏根系延伸形态；根干重、根系开张角度、入土次生根条数、根体积、根直径、根层数是大多数学者选用的根系抗倒伏指标；目前常用QTL与GWAS技术对根系基因进行分析，定位了初生根直径、初生根长度、总根长、根尖数等一些根系相关的QTL，筛选出气生根直径、气生根角度等气生根性状相关联的SNP位点。【结论】明确玉米抗倒伏根系的优良性状并用现有的技术对其加强表达，是增产的重要手段。     

不同生育阶段燕麦对干旱胁迫的响应

设中度干旱(MD,土壤田间最大持水量的55±5%)、重度干旱(SD,土壤田间最大持水量的35±5%)两个处理,研究干旱胁迫对温室盆栽燕麦不同生育阶段(苗期、分蘖期、拔节期)的生长性状、叶绿素荧光参数以及根系形态的影响。结果表明,与正常供水(CK)相比,干旱胁迫处理均显著(P<0.05)降低了燕麦苗期、分蘖期、拔节期3个生育阶段地上部生物量、株高以及叶片光合荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo。干旱胁迫下,燕麦根系表现出明显的形态可塑性,苗期通过增加根长、分支数和细根数(直径≤0.48mm)来响应干旱胁迫,分蘖期主要通过减少根长、分支数来响应干旱胁迫,拔节期主要通过减缓各级根系的生长并增加根的分级数来响应干旱胁迫。     

不同有机肥氮替代化肥氮比例对马铃薯根系吸收能力和形态的影响

针对甘肃定西地区马铃薯生产长期大量施用化肥造成马铃薯产量降低、品质下降以及环境污染等问题,通过大田试验,研究了不同有机肥氮替代化肥氮比例处理对旱地覆膜马铃薯根系吸收能力和形态的影响。结果表明: 不同施用量有机肥氮替代化肥氮处理显著增加了马铃薯根系活力、活跃吸收面积和总吸收面积,且随着替代比例的增加逐渐增加,在有机肥氮替代化肥氮比例达到30%时达到最大值,而后降低;不同施用量有机肥氮替代化肥氮处理对马铃薯根系总根长、根体积、总根尖数和主根直径有显著影响,特别是增加了0~0.50、0.51~1.00和1.01~1.50mm直径范围内马铃薯根系的总根长;施用有机肥的处理显著增加了马铃薯块茎产量,与纯施化肥相比分别提高了11.32%、16.04%、23.53%和12.69%。综上所述,在定西地区,施氮量为纯氮180kg/hm²,氮、磷、钾配比为4:3:3（N:P₂O₅:K₂O）,有机肥氮替代化肥氮比例为30%是最佳施肥模式。     

食用向日葵产量性状的遗传研究

以食葵不育系17-A26为母本、恢复系17-C19为父本,构建P₁、P₂、F₁、F₂、B₁和B₂ 6个世代群体,研究了产量相关性状盘径、单株总粒数、结实率、百粒重、粒长和粒宽的后代变异及遗传率。结果表明,6个性状均为数量性状,变异幅度排序为单株总粒数>粒长>盘径>结实率>百粒重>粒宽,狭义遗传率排序为百粒重>粒长>单株总粒数>粒宽>盘径>结实率。根据遗传进度结果,百粒重、粒长、单株总粒数和粒宽宜早代根据表型选择,盘径宜晚代选择,结实率宜晚代结合多环境联合选择。     

水分和盐胁迫下小麦种子萌发相关性状的QTL定位

小麦萌发期对水分和盐胁迫敏感，对该时期水分和盐胁迫下种子萌发性状进行QTL定位具有重要的意义。本研究以小麦“泰农18×临麦6号” RIL群体为材料，以20%PEG-6000溶液和100 mmol·L^-1 NaCl溶液分别模拟水分和盐胁迫环境，对种子萌发期10个性状进行了QTL定位。结果表明，在正常、水分胁迫和盐胁迫3种不同处理下各性状变异较大。相关分析表明，抗旱和耐盐可能是两个独立遗传的性状，胚芽鞘长可以作为节水抗旱的鉴定指标。3种处理下共检测到10个萌发相关性状的103个QTL，其中，17个为相对高频QTL（RHF-QTL），分布在7条染色体（1A、3A、3B、4B、7A、7B和7D）上，平均贡献率为7.55%~15.97%。这些RHF-QTL形成4个QTL簇（QTL cluster,QC），分布在3A、7A和7D染色体上。其中，7A染色体上的QC2包括3个RHF-QTLs（ QSdw-7A.1、 QGf-7A.1和 QGi-7A.1），均与小麦耐盐性相关；7D染色体上的QC3包括2个RHF-QTLs（ QGi-7D.1、 QGdrc-7D.1），均与小麦节水抗旱性相关。这2个QCs增加效应均来自母本泰农18。本研究获得的RHF-QTLs和QCs，可为小麦萌发期节水抗旱和耐盐分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

An artificial inoculation protocol for Uromycladium acaciae,cause of a serious disease of Acacia mearnsii in southern Africa

Uromycladium acaciae is the cause of a severe wattle rust epidemic in plantations of Acacia mearnsii (black wattle) in southern Africa. Research on the biology of this damaging rust is assisting in the development of control strategies. One strategy under investigation is the identification and deployment of resistant lines of A. mearnsii. Selection of resistant families currently relies on large-scale, time-consuming and expensive field trials. In this study, we present a detailed artificial inoculation protocol for U. acaciae, which can be used to screen for resistance. The results of an experiment that used the protocol to screen the relative resistance of 12 families of A. mearnsii to U. acaciae are also presented. The developed artificial inoculation protocol can also be used to investigate several other aspects of this host–pathogen system.     

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。     

Relationships Among the Feeding Behaviors of a Mirid Bug on Cotton Leaves of Different Ages and Plant Biochemical Substances

Apolygus lucorum (Meyer-Dür) (Hemiptera: Miridae) tends to feed on young plant tissues. To explore the relationship between stylet probing behaviors of adult A. lucorum and conditions of cotton leaves, we conducted an experiment using electropenetrography (EPG). Behaviors were recorded on four cotton varieties, in relation to thickness and biochemical traits of differently-aged leaves. Cotton leaf age had a significant effect on the probing behavior of A. lucorum but cotton variety did not. One-day-old leaves of A. lucorum received the highest mean number of stylet probes (penetrations) per insect, and longest mean durations per insect of combined stylet probing or its components, cell rupture and ingestion behaviors. All of the leaf traits (thickness and biochemical substances) were similar among these four cotton varieties. Leaf thickness had a significantly negative effect on the same four variables above. Gossypol and tannin also had a negative impact on combined probing duration. Redundancy analysis showed that the four EPG variables were closely related to nutrient substances (amino acids, sugar, and water) while they had the opposite relationship with plant defense substances (gossypol and tannin). On cotton in the seedling stages, A. lucorum fed more readily on the youngest, thinnest leaves in our no-choice EPG experiments. Nutrients and chemical resistance substances determined the probing duration of A. lucorum. Our findings can contribute to better understanding of patterns of feeding and host consumption by A. lucorum, ultimately improving cotton resistance to A. lucorum.     

五大连池火山山杨叶功能性状的变异特征

  目的  探讨五大连池火山山杨叶功能性状特征，揭示植物对火山生境的适应，以及对不同坡向的生存策略，为特殊生境和微地形生境下植物的适应机制提供参考依据。  方法  以5座火山共有植物山杨为对象，测定叶面积（LS）、叶厚度（LT）、比叶面积（SLA）、叶干物质量（LDMC）、叶碳含量（LCC）、叶氮含量（LNC）、叶磷含量（LPC）和叶氮磷比（LNP）等8种功能性状在坡向间、火山间的变化规律和变异特征，分析叶功能性状间相互关系和主成分。  结果  （1）除LCC外，其他7种功能性状在南北坡向间均具有显著差异，LT、LDMC、LNC、LNP表现为南坡大于北坡，而LS、LCC、LPC表现为南坡小于北坡。（2）山杨SLA、LCC、LPC在新、老期火山间差异显著，但在老期火山间差异不显著。（3）火山南坡、北坡山杨LT与LDMC呈显著负相关，南、北坡向及火山间山杨LNP与LNC均呈极显著正相关、与LPC呈极显著的负相关关系。（4）火山环境中山杨LNP、LPC、LNC和LS在叶功能性状分化中起到主要贡献作用。  结论  五大连池火山山杨叶功能性状的变异与火山喷发的特殊性有关，山杨通过调节自身功能性状形成不同的生存策略来适应南、北坡向和不同火山环境，在生长过程中更容易受到氮元素缺乏的限制。火山森林生态系统是一个特殊环境，研究火山植被演替和植物功能性状等问题需要结合火山喷发的特殊情况深入讨论。