苗期调控对晚播小麦产量及氮素利用的影响

针对冬小麦因播期推迟造成产量损失的问题,以2个不同分蘖能力的冬小麦品种中麦8号和航麦501为供试材料,研究苗期覆膜和补施氮肥对晚播小麦产量及氮素利用的影响。试验设置3个播期：10月5日适期播种（S0,对照）、10月15日适当晚播（S1）和10月25日过晚播（S2）。结果表明：随着播期推迟,小麦产量逐渐降低。晚播条件下,苗期覆膜和补施氮肥可调控冬小麦产量构成因素、农艺性状、茎蘖生长、成穗率以及氮素的吸收利用。综合而言,晚播条件下,覆膜和补施氮肥有利于提高小麦穗长、总小穗数及冬前群体数量;同时,覆膜可显著提高2个品种晚播条件下的分蘖成穗率和过晚播条件下的植株氮素积累量（PNA）及氮肥偏生产力（PFP）,增幅分别为46.4%~89.1%、12.7%~26.5%和19.5%~20.1%;补施氮肥在过晚播条件下有利于成穗率的提高,增幅为18.5%~34.7%。2种调控措施均有利于增加晚播小麦产量,增幅达1.4%~19.5%。但不同分蘖力的小麦对2种调控措施的响应存在差异。综合考虑产量及氮素利用等各方面因素,在晚播条件下,相比于补施氮肥,苗期覆膜更有利于提高晚播小麦产量,弥补晚播造成的产量损失,但在实际操作和节约生产成本方面,前者优于后者。     

北方冬麦区新育成优质品种的面包和馒头品质性状

本研究旨在了解近年北方冬麦区育成优质小麦品种的品质状况,为优质小麦新品种选育和推广提供重要信息。2013—2014和2014—2015年度将52份国内及6份国外代表性优质品种种植于河北高邑和山东济宁,测定粉质仪和拉伸仪参数及面包和馒头品质性状,并分析蛋白质组分含量对面团流变学特性及面包和馒头成品品质的影响。结果表明,大部分参试品种的粉质仪稳定时间在7 min以上,品种间面筋强度、面包和馒头成品品质均存在显著差异。CA0493、师栾02-1、12品404、新麦26和Karl 5个品种面包品质好,其中师栾02-1和Karl的馒头品质也较好,可以作为兼用型品种在品质育种中应用。拉伸仪品质特性是反映强筋品种面包品质的重要指标,建议在进行面包品质改良时,重视拉伸特性。不溶性谷蛋白聚合体含量与面筋强度和面包品质呈显著正相关,可作为品质育种的选种指标。     

北疆玉米大田机械粒收质量调查

北疆是我国玉米机械粒收率最高的区域,为了解北疆玉米大田粒收质量现状,2012-2017年在新疆奇台总场、伊犁新源71团、伊宁县和温泉县等地农户田块调查了机械粒收质量,共获得269组样本,结果表明:(1)子粒破碎率均值为6.38%,高于5%的国家标准[玉米收获机械技术条件(GB/T 21961-2008)]要求;杂质率和产量损失率均值分别为0.41%和0.96%,分别低于3%和5%的国家标准要求,子粒破碎率高是当前北疆玉米大田机械粒收存在的主要质量问题。(2)收获玉米子粒含水率均值为23.3%,其与破碎率呈显著相关,可用二次函数y=0.0263x~2-1.0433x+15.867(R~2=0.108,n=269)拟合。(3)在子粒含水率相同条件下,不同品种之间子粒破碎率表现出明显差异,其中,新引M751子粒破碎率明显低于KWS2564,而KX3564介于两者之间。(4)筛选早熟、脱水快、耐破碎品种,实施玉米密植高产全程机械化绿色生产,可以有效改善机械粒收质量,实现玉米高产高效协同。     

中国粮食安全百年变化历程

以人粮关系为主线、以中国社会经济发展为辅线,重点回顾了近百余年中国粮食安全变化历程及其社会经济背景。提出粮食安全问题分析的4个纬度,即农民生计、土地制度、农业科技、政策管理。认为重粮重农不轻工商、控制人口过快增长、完善土地使用制度、发展农业科技、维护国家长治久安是保障粮食安全的5个要素。最后指出应树立包括数量安全、结构安全、生态安全、质量安全在内的广义粮食安全观,系统地构建粮食安全保障体系。     

施氮处理对不同筋型小麦产量和品质的影响

为探究施氮处理对不同筋型小麦的植株性状、籽粒产量和品质的影响,采用盆栽试验,选用强筋小麦品种中麦578（A1）和中麦5051（A2）、弱筋小麦品种扬麦15（A3）和扬麦24（A4）为供试品种,在施氮量相同的条件下进行底施（B1）和追施（B2）处理。结果表明：在其他栽培措施相同条件下,强筋小麦穗长、总小穗数、千粒重和籽粒产量均优于弱筋小麦,其中A1籽粒产量分别比A2、A3和A4高0.44%、49.81%和15.27%;施氮处理中B2的株高、穗长、穗粒数、总小穗数和籽粒产量均高于B1;不同处理组合中,强筋小麦品种A1B2的植株和产量性状优于其他处理;强筋小麦品种的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量均高于弱筋小麦品种,且具有极显著差异（P<0.01)。本试验中强筋小麦品种中麦5051在氮肥追施处理中可以兼顾籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量。     

玉米苗期耐盐性状的QTL分析

为探究玉米苗期耐盐性状的遗传调控机理,以耐盐的热带自交系CML298与盐敏感的温带自交系Zong31构建得到200份F2:3家系的初定位群体为试验材料,结合Illumina Maize 6K芯片获取相应的基因型数据,通过调查苗期盐胁迫处理前后的株高比率(SHR)、株高差值(SHD)、鲜重比率(SFWR)、鲜重差值(SFWD)4个耐盐指标,对玉米苗期的耐盐性进行评价。结果表明,共检测到2个与SHR相关的QTL位点q SHR4、q SHR8,分别解释7.08%和9.40%的表型变异;2个与SHD相关的QTL位点q SHD4、q SHD8,分别解释7.87%、9.21%的表型变异;3个与SFWR相关的QTL位点q SFWR3-1、q SFWR3-2和q SFWR9,分别解释6.15%、11.14%和6.27%的表型变异;2个与SFWD相关的QTL位点q SFWD4与q SFWD7,分别解释6.89%和6.04%的表型变异。其中,在第4号染色体129 c M位置与第8号染色体8c M位置都定位到了与SHR、SHD相关的QTL位点。本研究结果为玉米苗期耐盐相关基因的挖掘奠定了理论基础。     

有机肥类型及其施肥配比对稻田培肥效应和经济效益的影响

采用3种有机肥和2种施肥配比,研究了有机肥类型和施肥配比对水稻产量、土壤的培肥效应和经济效益的影响。结果表明,施用相同有机肥,6∶4施肥配比的水稻产量高于6∶3∶1;相同施肥配比,施用菜子饼肥的水稻产量均显著高于沼液、商品有机肥和CK。2种施肥配比条件下,菜子饼肥处理抽穗开花期及抽穗开花期至成熟期干物质积累量均高于沼液、商品有机肥和CK。6∶4施肥配比条件下,成熟期水稻谷草和子粒含氮量在沼液和商品有机肥处理下均高于6∶3∶1。6∶4施肥配比条件下,氮收获指数、氮素转移率、氮素生理利用率和氮素农学利用率均高于6∶3∶1,且此条件下成熟期土壤有机质含量高于6∶3∶1,有利于培肥地力。虽然6∶4施肥配比条件下菜子饼肥产量最高,但由于菜子饼肥的成本较高,故沼液经济效益最高。因此,本试验条件下,在绿色稻米生产中施肥种类选取沼液更有利于经济效益的提高和培肥地力,有机肥的施用配比以6∶4施肥为最佳。     

大豆GmFTL3和GmFTL5启动子的组织特异性表达分析

大豆（Glycine max (L.) Merr.）GmFTL3和GmFTL5基因具有很高的序列相似性，均参与大豆开花调节，但表达模式并不相同，本研究以启动子为突破口，分析这两个基因之间的表达差异。从大豆品种天隆1号中克隆GmFTL3和GmFTL5的启动子，构建载体pGmFTL3pro::GUS和pGmFTL5pro::GUS，转化拟南芥进行GUS染色分析。结果显示：无论长日条件还是短日条件，苗期和花器官中GmFTL3启动子均不驱动GUS基因在拟南芥中表达，而GmFTL5启动子则驱动GUS基因在拟南芥中表达，且在苗期的不同阶段呈现组织表达特异性。在花器官中，GmFTL5启动子驱动GUS基因主要在花萼、花瓣、花药和花粉粒中表达。实时定量结果显示，在大豆中，GmFTL3和GmFTL5基因均有表达。综上所述，大豆GmFTL3启动子在大豆中有活性但在拟南芥中无活性；GmFTL5启动子在大豆和拟南芥中均有活性，但表达可能存在差异； GmFTL5启动子在花器官中表达可能暗示GmFTL5基因与花器官发育有关。     

色氨酰-tRNA合成酶基因WRS1调控水稻种子发育

【目的】氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetases, aaRSs）与遗传信息传递密切相关,已发现植物中aaRSs家族蛋白在维持翻译功能之余,还参与配子发生与胚发育、质体的早期发育以及免疫信号的感知与病害防御等生物学过程。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体,分析水稻色氨酰-tRNA合成酶（WRS1）在胚乳发育中的作用,证明WRS1基因编码一个影响水稻胚乳发育的关键因子。【方法】本研究通过甲烷磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate, EMS）诱变籼稻（Oryza sativa subsp. indica）品种N22,筛选到一个稳定遗传的水稻粉质胚乳突变体（wrs1）,图位克隆获得目标基因。对wrs1成熟种子进行形态学观察以及淀粉相关理化性质测定,利用细胞学切片分析wrs1发育中胚乳的结构,利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）和GUS活性染色分析基因表达模式,通过qRT-PCR比较野生型与突变体花后12 d胚乳中淀粉合成相关基因表达情况,免疫印迹检测野生型与突变体成熟种子中淀粉合成酶蛋白积累情况,使用全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸含量。【结果】 wrs1突变体幼苗表现出明显的发育滞后且逐渐蔫萎死亡,从杂合突变体（WRS1wrs1）中分离到的粉质籽粒呈现明显的腹部皱缩,粒厚、千粒重下降,同时总淀粉含量下降,糊化淀粉的峰值黏度和崩解值均低于野生型。wrs1突变体发育胚乳中复合淀粉颗粒变小,排列疏松。WRS1定位于第12染色体长臂约183 kb的区间内,测序发现编码色氨酰-tRNA合成酶（tryptophanyl-tRNA synthetase, WRS）基因的第6外显子上发生单碱基替换,导致一个保守位置上的甲硫氨酸被替换。wrs1突变体中大部分淀粉合成相关基因表达量下调,且野生型与突变体间基因表达的变化与相应蛋白积累的差异存在不一致的趋势。wrs1突变体籽粒中蛋白质积累降低,而游离氨基酸含量显著升高。【结论】 WRS1编码色氨酰-tRNA合成酶,该基因突变后通过影响氨基酸稳态和蛋白质合成,造成淀粉合成相关基因异常表达从而影响淀粉的合成与积累,导致种子发育缺陷。     

玉米果穗不同部位子粒水分动态差异研究

为明确玉米果穗不同部位子粒含水率和脱水速率的动态变化差异,在春玉米区宁夏银川和夏玉米区河南新乡采用8个不同熟期和脱水速率的品种,将玉米果穗垂直等分为5个部位,定期测定不同部位子粒含水率,计算子粒脱水速率。结果表明,玉米生长中后期,果穗上部子粒含水率低于中下部子粒含水率,生理成熟前各部位子粒含水率的差值低于生理成熟后。参试品种生理成熟前20 d时不同部位子粒含水率极差低于3%,成熟期的极差值变幅为0.6%～5.2%,生理成熟后极差最大值可达6.2%。同一果穗自上而下子粒的脱水速率逐渐降低,品种之间有明显差异,先玉335、迪卡517和迪卡519果穗不同部位子粒脱水速率差异较大。果穗中部子粒脱水速率和平均脱水速率与不同部位子粒含水率的极差值呈负相关。