Genetic analysis and QTL mapping of growth period traits and plant height traits in soybean recombinant inbred lines from Dongnong 47 × PI 317334-B

High and stable yield is the main goal of soybean genetic improvement. In this study, association analysis was used to detect the quantitative trait loci (QTL) for the plant height, and soybean growth period using 182 SSR markers in the RIL population of 136 F_4:8 lines, which developed from a cross between photoperiod-insensitive cultivar ‘Dongnong 47’ and photoperiod-sensitive variety PI317334–B. The results showed that 33 QTLs related to soybean growth period and plant height traits were detected by compound interval mapping, and were located on 12 linkage groups including N, C1, C2, J, D1a, B2, E, G, A2, O, L, I, with the contribution rate of 7.85–33.84%. These QTL loci and linkage markers related to soybean photoperiod sensitivity, would be helpful to identify key genes that control soybean photoperiod sensitivity, and provide an important basis for the breeding of new photoperiod-insensitive soybean varieties based on molecular design breeding.     

Screening and identification of soybean varieties with high phosphorus efficiency at seedling stage

In order to simplify the workload and find a reliable method for screening soybeans with different phosphorus(P)efficiencies,47 soybean varieties were screened from 90 varieties according to yield under normal phosphorus,and 10 indicators including root phenotype,phosphorus utilization efficiency at the seedling stage and yield were measured.Through single-index cluster analysis,the performance value and relative value of the abovementioned indexes under low-phosphorus conditions were analyzed,and then,the combined indexes were analyzed by principal components method.The membership function method and the cluster analysis method was used to calculate and analyze the comprehensive score value.Three indexes of root P utilization efficiency(X₁),relative value of root P utilization efficiency(X₂),and root volume(X₃)under low P at the seedling stage were selected as the most consistent with the yield screening results under low P condition,and the mathematical model of the comprehensive score value was obtained:D=1.218X₁t 0.320X₂t 0.007X₃-0.664(P=0.000,R²=1.000).The comprehensive score can screen and identify the P efficiency of soybeans with fewer indexes in the early growth stages,which provides a more rapid and reliable mathematical model for screening and identifying a larger number of germplasm resources for P efficiency.     

大豆PHD家族蛋白的全基因组鉴定及表达特征分析

PHD（Plant Homeodomain Finger）基因家族编码一类锌指转录因子,广泛参与植物的生长发育和逆境应答过程。通过全基因组鉴定获得了95个大豆PHD家族蛋白。通过共线性分析、进化树构建、基因结构和功能结构域鉴定、GO注释分析、不同组织间和非生物胁迫下表达分析等,获得了大豆PHD家族基因复制、家族进化、保守结构域及基因表达等信息。结果表明,大豆PHD基因在家族进化、基因结构和保守结构域上存在较大变异,可能参与Zn ²⁺结合、DNA结合及表观遗传调控等分子过程,参与调控植物生长发育和逆境应答。这些结果为进一步研究大豆PHD家族在生长发育和逆境应答中的生物学功能提供重要线索。     

野生大豆内生真菌对作物促生作用的研究

为了实现绿色生态农业、农作提质增效,加快生防菌剂的研发进度。本研究利用具有广谱拮抗玉米大斑病和大豆疫霉病野生大豆内生真菌Y6R15和Y2S2为试材,通过菌液灌根和叶喷处理,分析不同处理下玉米和大豆苗期干物质和根系指标的变化。结果表明：拮抗菌株Y6R15对玉米叶片和根干重促生作用明显,均提高根长度、根表面积、根体积、根尖数等指标,以根冠比指标标准Y6R15叶喷效果为最佳方式,依据根系指标特征变化Y6R15灌根效果好于叶喷。拮抗菌株Y2S2和Y6R15处理均对大豆有促生作用,效果显著,Y6R15菌株对玉米和大豆均有促生作用。     

川渝地区地方和育成大豆品种SSR标记多样性分析?

利用基本均匀分布于大豆20条染色体的135对SSR标记，对232份包括6个地方品种地域亚群和1个育成品种亚群进行全基因组扫描。结果表明：所有的标记都有多态性，所有检测到的位点都是纯合基因型，说明所选用品种高度纯合，每个标记存在2～4个等位变异，平均2.66个。亚群多态信息含量变异范围0.2751-0.3165，整个群体为0.3208；亚群内Nei遗传距离变异范围0.325 8～0.359 4，整个群体为0.3711，说明川渝地区大豆遗传变异较小。亚群间的遗传一致度（GI ≥ 0.8862）较高，亚群间遗传距离（GD ≤ 0.1208）较小，地方品种亚群间遗传差异更小，育成品种亚群与自然地域亚群的遗传差异相对较大。亚群间基因分化系数（Fst）平均为 0.0722，基因流（Nm）平均为 3.214，说明不同亚群之间存在一定的基因交流。主坐标分析表明第一、二和三主成分分别解释总变异的4.97%、3.54%和3.33%。来自同一区域的品种资源基本聚集在同一亚群，聚类分析同样表明同一自然地域亚群品种资源虽不能完全聚集到同一个遗传类群中，但具有一定的聚集效应，说明川渝大豆品种资源遗传变异与地理位置有一定的关系。分子方差分析表明亚群内变异占总变异的97%，亚群间变异仅占总变异的3%。Mantel收敛分析表明地方品种自然地域亚群的遗传距离与所处的地理位置距离（纬度和海拔）呈显著的正相关关系（R2=0.723）。川渝地区大豆种质资源群体遗传丰富度不高，当前的育成品种未蕴含本地区所有遗传变异。     

玉米大豆间作种植密度耦合数学模型及其优化方案研究

云南省大豆的种植主要以与玉米间作为主,适宜的种植密度是获得高产的前提,为研究种植密度对群体产量和经济产值的影响,找到最佳种植密度组合。采用二次饱和D-最优设计,分别在云南嵩明县（A）、会泽县（B）和鲁甸县（C）等3个点进行试验。研究了玉米和大豆种植密度对群体产量和经济产值的影响,并分别建立二元二次数学模型。结果表明：玉米和大豆密度对间作群体产量和经济产值影响显著,均呈凸抛物线型变化,在低密度水平下,群体产量和经济产值随密度的增加而增加。通过模型解析表明,玉米+大豆密度组合分别为64 110株/hm ²+147 013株/hm ²（A）、63 068株/hm ²+147 116株/hm ²（B）、64 059株/hm ²+145 077株/hm ²（C）时,各试验点可分别达到最高群体产量。玉米+大豆密度组合分别为62 909株/hm ²+149 852株/hm ²（A）、61 499株/hm ²+151 807株/hm ²（B）、62 762株/hm ²+147 108株/hm ²（C）时,各试验点可分别达到最高产值。经模拟得出,在本试验条件下,各试验点玉米大豆间作群体产量≥12 270kg/hm ²、经济产值≥24 000元/hm ²的最佳密度组合分别为玉米59 251~66 437株/hm ²、大豆140 075~161 495株/hm ²（A）,玉米58 927~65 366株/hm ²、大豆144 159~169 203株/hm ²（B）,玉米58 821~66 703株/hm ²、大豆139 315~154 886株/hm ²（C）。合理的密度搭配能有效提高群体产量,获得较高经济产值。     

大豆菌核病鉴定方法研究进展

大豆菌核病在全球范围内均有发生,由于病原菌寄主范围较广,难于防治,对大豆产量和品质产生严重影响。对于大豆菌核病抗性种质资源的鉴定是抗性机理研究、基因定位及抗病育种工作的重要基础,文章对大豆菌核病资源鉴定中涉及的接种体(菌丝、孢子和菌核)的培养、植株不同部位的接种鉴定、草酸鉴定、茎中可溶性色素水平测定及田间鉴定方法进行了系统的总结和分析,并针对接种体的选择、环境条件对发病的影响及田间与温室鉴定结果不一致等问题展开讨论,为大豆菌核病抗性资源的筛选,菌核病发病机理及抗性基因的定位研究奠定基础。     

高产抗逆大豆新品种石豆12号的选育

石豆12号是由石家庄市农林科学研究院以石豆1号为母本,汾豆63为父本经有性杂交选育而成。2015-2016年参加河北省夏播大豆区域试验,平均产量3 284.0 kg·hm~(-2),较对照冀豆12增产6.22%。2016年参加河北省夏播大豆生产试验,平均产量3 229.7 kg·hm~(-2),较对照冀豆12增产4.91%。2017年通过河北省农作物品种审定委员会审定,准予推广。石豆12号的主要特点是高产、抗病、抗倒伏,适宜在河北省中南部夏播种植。     

父母本不同行距配置对昆虫授粉效率的影响

为探讨昆虫为杂交大豆授粉的行为,提高授粉效率,以大豆细胞质雄性不育系JLCMS34A和保持系JLCMS34B为材料,研究父母本3种行距配置(T1、T2、T3)对昆虫授粉行为及产量构成的影响。结果表明:行距配置T2条件下昆虫授粉效率最高,母本单株粒数最多,为45.98个(2011年),与T1、T3差异达到显著水平,T3配置授粉效率最差,单株粒数最少,为32.06个(2012年),与T1、T2差异达到极显著水平。在吉林省洮南地区适当缩小父母本行距,增加母本间行距可有效促进昆虫授粉效率,提高结实率。     

基于多载荷无人机遥感的大豆地上鲜生物量反演

以多载荷无人机获取数据和地面实测的数据为基础,将大豆生殖生长期分段建模,采用植被指数和光谱参数相结合再加上农学参数株高,通过最小二乘法建立多元线性回规模型的方法,来估算大豆开花期和结荚期的鲜生物量,采用高光谱植被指数法估算大豆鼓粒期和成熟期的鲜生物量。结果表明:在大豆开花期和结荚期内,采用混合法构建生物量反演模型利用交叉验证法,验证结果的R~2和RMSE分别为0.714和0.393;在大豆鼓粒期和成熟期内,采用高光谱植被指数法构建生物量反演模型,利用交叉验证法,验证结果的R~2和RMSE分别为0.697和0.386;大豆开花结荚期构建的模型和鼓粒成熟期构建的模型都有比较高的精度和可靠性,利用这两种模型完成了高光谱影像鲜生物量的遥感空间制图,能反映当地当时大豆的真实长势情况。