小麦4B染色体上LOX基因的等位变异及其区域分布

为了解中国不同麦区小麦种质资源籽粒脂肪氧化酶（lipoxygenase,LOX）活性相关基因TaLox-B1的差异和分布,利用小麦4B染色体上的功能标记LOX16和LOX18对7个麦区的436份种质资源进行分子检测。结果表明：在供试材料中共检测到3种TaLox-B1基因等位变异类型,分别为TaLox-B1a（与高LOX活性相关)、TaLox-B1b（与低LOX活性相关）和杂合型,其频率分别为19.0％、70.4％和10.6％。小麦LOX活性基因不同变异类型在各生态区的分布存在明显差异：基因型TaLox-B1a在黄淮冬麦区、北部冬麦区和长江中下游冬麦区分布较多,其比例分别为21.1%、19.8%和17.6%;基因型TaLox-B1b在西南冬麦区和长江中下游冬麦区分布较多,比例分别为87.9%、72.5%;杂合型仅存在于北部冬麦区、黄淮冬麦区与长江中下游冬麦区,比例分别为14.2%、12.4%和9.8%。利用标记LOX16和LOX18对53个自选高代品系进行分子检测,发现自选品系仅有TaLox-B1b与杂合型两种基因型,其中基因型TaLox-B1ab有32个,比例为60.4%。采用分子标记辅助选择,有利于快速鉴定小麦籽粒LOX活性,加速LOX的遗传改良和新品种选育。     

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。     

钾肥对不同抗虫棉品种叶片光系统Ⅱ性能的影响

【目的】 通过对不同抗虫棉品种功能叶叶片PSⅡ性能和有关参数的研究，探讨钾影响棉花叶片光合系统的机理，以期为棉花的钾肥施用提供科学依据。 【方法】 选用三种抗虫棉岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21 (L21)、冀棉169 (J169) 为供试材料。设2个施钾水平:施硫酸钾 240 kg/hm2 (K) 和不施钾 (CK)。于棉花见蕾期，利用便携式LI-6400XT光合仪测定了净光合速率 (P_n)、气孔导度 (G_s)、胞间CO₂浓度 (C_i)。利用M-PEA型植物效率仪快速测定了叶绿素荧光动力学曲线 (OJIP曲线) 相关参数, PSⅡ反应中心单位活化截面积还原QA的激发能 (TR_o/CS_m)、活性反应中心数目 (RC/CS_m)、反应中心捕获的激子将电子传递到电子传递链中Q_A下游的其他电子受体的比例 (Ψ_o) 以及PSⅡ性能指数 (PI_abs)，PSⅡ单位反应中心热耗散掉的能量 (DI_o/RC)、K点的可变荧光F_k占振幅F_j-F_o的比例 (W_k) 以及J点的相对可变荧光 (V_j)。利用JIP-test进行了叶绿素荧光动力学曲线 (OJIP曲线) 的参数分析。 【结果】 施钾对三个棉花品种叶片的P_n、G_s、叶绿素含量、PSⅡ反应中心单位TR_o/CS_m、RC/CS_m、Ψ_o以及PI_abs均有显著的提高作用，同时显著降低了PSⅡ的DI_o/RC、K点的W_k以及J点的V_j。施钾后，岱字棉99B (DP99B)、鲁棉研21 (L21)、冀棉169 (J169) 的P_n在2016年分别提高了9.60%、19.84%、11.85%，2017年分别提高了9.14%、18.48%、9.60%；PSⅡ的整体性能 (PI_abs) 分别增加了10.79%、17.93%、14.04%。 【结论】 施用钾肥有利于提高不同棉花品种叶片PS Ⅱ反应中心电子供体侧和受体侧以及PS Ⅱ反应中心电子受体侧之后的电子传递链性能，从而有效提高PSⅡ的整体性能，最终增强了叶片的光合能力。三个品种相比，施钾对L21光合系统的整体改善效果优于DP99B和J169。由此可见，在实际生产中，可以根据不同棉花品种对钾的敏感性合理施钾。但由于我国棉区较多，生产条件差异大，这一结论需在不同的种植区进行进一步验证。      

割苗对夏玉米生长发育、产量及抗倒伏性能的影响

倒伏严重影响夏玉米的高产稳产,本研究旨在探讨割苗对夏玉米生长发育、产量和抗倒伏性能的影响。本试验2016年分别选用郑单958和DH618于三叶期(V3)割苗、登海618于拔节期(V6)割苗,2017年选用浚单20和登海605分别在V3和5叶期(V5)割苗。结果表明:与对照相比,割苗处理夏玉米的生育进程推迟2～8天;穗粒数和千粒重显著降低;V3割苗比对照产量降低0.7%～6.8%,V5割苗比对照产量降低18.9%～32.4%,割苗越晚产量降低越严重。割苗后夏玉米抗倒伏性能显著提高,并且V5割苗处理提升最显著:与对照相比株高降低6.9%～10.6%,穗位高降低16.5%～19.6%;基部第三节间茎秆穿刺强度提高30.1%～34.2%,节间长降低56.2%～58.6%;茎秆小维管束数、皮层厚度和硬皮组织厚度显著提高,并且V5割苗对其影响大于V3割苗。结论:割苗显著改善夏玉米茎秆形态学特征和力学特征,进而提高夏玉米抗倒伏能力;但是由于割苗后夏玉米生育期内光合产物减少,导致夏玉米产量显著降低,并且割苗越晚产量降低越严重,因此不宜在夏玉米生产中应用。     

播种深度对花生生育进程和叶片衰老的影响及其生理机制

在春播、土壤水分适宜以及起垄覆膜种植模式条件下,选用大花生品种山花108,设置3、5、7、9、11、13和15 cm (SD3、SD5、SD7、SD9、SD11、SD13和SD15) 7种播种深度,研究播种深度对花生生育进程、叶绿素含量、光合性能、干物质积累量、抗氧化酶活性及产量形成的影响。2年结果表明,播种深度明显影响花生出苗时间,与SD5处理相比, SD15处理的出苗期推迟5 d,产量形成期缩短2.5 d。播深过浅(3 cm)或过深(7 cm)显著降低了植株主茎高和侧枝长,导致叶面积指数(LAI)显著降低;且降低了产量形成期叶片叶绿素含量和光合速率,导致植株干物质积累量显著降低。播种过深(7cm)显著降低了产量形成期叶片可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性,丙二醛(MDA)含量显著提高,导致叶片膜脂过氧化加剧。各播深处理相比,SD5处理的荚果和籽仁产量较高,主要是由于其单株结果数、单果重及出仁率的提高,播种深度超过7 cm后,减产显著。因而,春花生适宜的播种深度应控制在5 cm。     

不同栽培管理条件下夏玉米产量与肥料利用效率的差异解析

于2017—2018年在泰安、淄博和烟台,根据生产调研和各地夏玉米高产经验,在同一地块综合设置了超高产栽培、高产高效栽培和农户栽培3种栽培模式,分别模拟超高产生产水平(SH)、高产高效生产水平(HH)和农户生产水平(FP) 3个层次。并分别设置不施氮(SHN_0、HHN_0、FPN_0)、不施磷(SHP_0、HHP_0、FPP_0)和不施钾(SHK_0、HHK_0、FPK_0)的肥料空白处理。定量分析不同产量层次之间产量差及肥料利用效率差,探究产量差和效率差的影响因素及缩差增效途径。结果显示,当前山东省夏玉米SH、HH和FP的籽粒产量分别实现了光温潜力产量的68.13%、63.71%、53.22%。随着产量差距的增大,肥料利用效率降低。FP的N、P、K肥料利用效率分别为4.23、5.83、4.94 kg kg~(–1), SH的分别为3.84、4.64、2.97 kg kg~(–1)。通过优化栽培措施后,高产高效管理模式能够较FP籽粒产量提升10.49%, N、P、K的肥料利用效率分别提高67.07%、101.35%、57.65%,是实现产量与肥料利用效率协同提升的有效技术途径。对各产量水平进行产量性能分析发现,随着产量水平的提高,平均叶面积指数和单位面积穗数明显提高,而穗粒数、平均净同化率和粒重则有所下降。随着产量水平的提高,吐丝后干物质和N、P、K元素积累比例有增加的趋势。因此,在保持现有功能性参数不降低情况下,优化结构性参数是当前产量与资源利用效率协同提升的有效措施,今后高产高效应更加注重生育后期群体结构性能的优化。     

小麦-长穗偃麦草异染色体系筛选与鉴定

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum(Host) A. Löve,2n=2x=14,EE)具有抗病性强、耐盐碱、抗旱、多花多实等优异性状。为明确引进的小麦-长穗偃麦草后代种质系的染色体遗传组成,本研究综合利用原位杂交与分子标记技术结合田间农艺性状对其进行鉴定。结果表明,16份小麦-长穗偃麦草种质系中,L20161461、L20161462两份材料是二体异附加系,分别附加6E和7E染色体;L20160940、L20160942、L20161457、L20161459四份材料是二体异代换系,分别是4E/4D、4E/4D、1E/1D、3E/3B;与中国春相比,L20160947的千粒重增幅57.02%,达到极显著水平;在2.2%NaCl溶液处理下,L20160940的耐盐性高于中国春。本研究为这些材料在小麦遗传改良中的进一步利用奠定了基础。     

菊小筒天牛的发生与防治

菊小筒天牛是为害菊科植物的一种重要害虫,对药用菊花的危害尤为严重,主要以成虫咬食和幼虫蛀食菊花茎杆,严重影响菊花的正常生长。为进一步明确菊小筒天牛的发生和危害状况,笔者对山东农业大学中草药园菊花上的菊小筒天牛进行了系统调查。通过田间调查和室内观察,结合已有的文献资料,对菊小筒天牛的形态特征和生物学特性进行了描述,明确了其发生规律,从而提出了有效的防治措施。     

不同生育时期冬小麦叶片相对含水量高光谱监测

为实现冬小麦不同生育时期叶片水分含量的快速监测，以冬小麦冠层高光谱数据和红外热成像数据为基础，计算得到5种光谱参数，通过对不同生育时期叶片相对含水量与光谱参数拟合状况进行分析和筛选，分别构建了基于光谱参数的叶片相对含水量反演模型，并对模型进行检验。结果表明，不同生育时期叶片相对含水量与比值指数（RVI）、归一化差值植被指数（NDVI）、比值/归一化植被指数（R/ND）、优化土壤调整植被指数（OSAVI）、冠气温差（TDc-a）均呈极显著相关（P＜0.01）；拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期叶片相对含水量分别与NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a拟合效果较好，决定系数分别为0.842、0.884、0.831、0.864和0.945；预测模型的均方根误差分别为0.019、0.016、0.027、0.032和0.024，相对误差分别为2.16%、1.80%、3.30%、3.81%和3.53%。因此，在拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期，可以分别利用NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a估测冬小麦叶片相对含水量。