基于表型多样性构建向日葵核心种质

为鉴定评价我国向日葵（Helianthus annuus L.）种质资源在南方地区的表现，筛选构建向日葵核心种质，以422份向日葵种质为材料，在进行2年鉴定观察的基础上，采用描述性统计、相关性分析、主成分分析等方法对11个表型农艺性状进行分析评价。结果表明，原始群体的这些农艺性状具有较大的变异幅度，其变异系数（CV）为3.60%~83.32%，平均变异系数为20.93%，其中分枝株率（0%~62.5%）、单株粒重（9.70~232.35 g）、百粒重（4.60~14.92 g）、叶片数（14.40~48.38个）和株高（103.75~260.00 cm）变异幅度较大；性状间表现出显著的相关性，主成分分析表明，影响性状的4个主要成分解释了总方差的71.72%。采用QGAstation 2.0软件构建了72组核心种质候选群体，并根据均值差异百分数（MD）、方差差异百分率（VD），极差符合率（CR）和变异系数百分率（VR），获得组获得1组包含84份材料的最佳核心种质群体。聚类分析将84份核心资源分为5大类，与原群体相比，所选核心种质均值无显著差异，方差显著提高，能最大限度代表原始油葵种质资源保存和利用。     

河西绿洲区大棚甘蓝产量、品质和养分吸收对不同水肥组合的响应

为探明河西绿洲区塑料大棚甘蓝适宜的水肥管理模式,通过田间小区试验,设定3个施肥量(F_1:N、P_2O_5、K_2O含量为320,160,210kg/hm~2;F_2:N、P_2O_5、K_2O含量为260,120,157.5kg/hm~2,F_3:N、P_2O_5、K_2O含量为200,80,105kg/hm~2)和2个灌水频率(H_1:6d/次,H_2:9d/次),共6个处理,分析甘蓝农艺性状、产量、品质和叶球养分吸收及水肥利用效率对不同施肥量和灌水频率的响应规律。结果表明:H_1处理水平下叶球全氮、磷、钾含量随施肥量增加逐渐升高,H_2处理水平下氮、磷含量随施肥量增加先升高后降低,而钾含量却在随施肥量增加逐渐升高,同一灌水条件下肥料偏生产力随施肥量的减少而升高;同一施肥水平下,叶球中的全氮、磷、钾含量及吸收量高灌水频率大于低灌水频率处理,而肥料偏生产力的变化则相反。水肥耦合作用下,甘蓝叶球纵横径、生物产量和干物质量均H_2F_1处理最高,叶球紧实度、干鲜重比、单球重、经济产量和经济系数均H_2F_2最大,而叶球中心柱长和帮叶比H_2F_3处理最小。灌溉频率和施肥量对甘蓝叶球品质影响显著,且两因素的交互作用达到显著水平,其中硝酸盐含量H_1F_1最高、可溶性糖含量H_2F_1最高、Vc含量H_2F_2处理最大。水肥耦合后全氮和全磷含量及两者吸收量均以H_2F_2最大,全钾及吸收量H_2F_1最高。随着施肥量的增加,水分利用效率也逐渐升高,H_2F_1水分利用效率显著高于其他处理。综合分析表明,水肥耦合对河西绿洲区塑料大棚甘蓝叶球的农艺性状、产量、品质和养分吸收及水分利用率的影响显著,且灌溉频率的影响大于施肥量。H_2F_2处理(灌水频率9d/次,施肥量N、P_2O_5、K_2O为260,120,157.5kg/hm~2)是河西绿洲区塑料大棚甘蓝农艺性状、产量、品质、养分吸收以及水肥利用效率方面最佳的水肥组合模式。     

基于点云的谷粒高通量表型信息自动提取技术

在进行水稻的数字化考种、表型与基因关联分析和数字农业仿真模拟时,需要大量的谷粒表型信息作数据支撑。本文提出了一种基于三维点云的谷粒高通量表型信息自动提取方法,能同时自动获取谷粒的三维模型和40个表型参数,实现谷粒形状的定量和定性描述。首先,通过对谷粒点云数据进行聚类分析,完成谷粒点云的分类;其次,实现谷粒的三维重建,对谷粒离散点云进行柱面构网,获取谷粒点云的三维模型数据;最后,根据不同表型参数的特点,实现了谷粒的三维表面积和体积、长、宽、高、3个主成分剖面的周长和面积等11个基本参数与长宽比、长高比和体积比等11个衍生参数以及18个形状因子的自动提取。利用Handyscan 700型手持式激光扫描仪获取的谷粒高精度点云数据进行实验,成功实现了谷粒表型参数的自动提取,测量结果可达毫米级。基于主成分方法分析了各表型参数的权重。以游标卡尺测量值和Geomagic Studio测量值作为真值,长、宽、高的平均相对误差为1.14%、1.15%和1.62%,体积和表面积的相对误差为零,3个主成分剖面面积的平均相对误差为1.82%、2.12%和2.43%。本文方法与人工测量方法及软件测量方法相比,精度相当,且具有批量、自动、人工干预少(仅数据采集阶段需要人工操作)以及效率高的特点。     

Phenotypic plasticity of two invasive alien plant species inside a deciduous forest in a strict nature reserve in Italy

ABSTRACT

Invasive alien plant species (IAPs) represent one of the main biological threats to biodiversity worldwide. Information about their phenotypic plasticity are needed to increase awareness about their future invasive potential. A study about phenotypic plasticity in response to contrasting light regimes and its quantification by a plasticity index (PI) of two IAPs (Ailanthus altissima and Robinia pseudoacacia) inside a Strict Nature Reserve was conducted. R. pseudoacacia showed a 70% higher PI, with a strongly greater value at morphological leaf level, associated with a greater ability to survive and grow in forest understory, explaining its greater widespread. Otherwise, A. altissima showed its highest PI at physiological level, which was associated with the ability to colonize and grow in environments with high-light regimes. Based on these results, the conservative management has limited the presence of A. altissima by its lower ability to grow in forest understory. In fact, the small-scale gaps in the forest infrastructure, that could allow its recruitment, are originated only from the death of a single tree or small group of trees. Regarding R. pseudoacacia, it is critical to maintain this type of management because any disturbances resulting in large openings could further promote its presence inside the Reserve.     

玉米田养鹅对土壤理化性状、杂草多样性及玉米生长的影响

为探究"玉米田养鹅"对农田生态系统杂草多样性、土壤理化性质及玉米生长状况的影响,以林芝市八一镇章麦村试验田为研究对象,运用对比方法,研究玉米田养鹅(Raising geese in cornfield,RGC)和对照(Control,CK)土壤理化性质、杂草多样性及玉米生长的异同,旨在通过田间状态的描述和中间状态的研究,为以后优化玉米田调控措施提供依据。结果表明:1)RGC处理有19种杂草,其中以菊科植物最多,对照组仅有9种。不同功能群杂草密度相差很大,双子叶一年生或越年生被子植物功能群杂草密度远远高于其他5种功能群;RGC处理提高了杂草群落Shannon-Wiener和Simpson多样性指数,但降低了Pielou均匀度指数和Margalef物种丰富度指数;2)RGC处理土壤含水率较对照高1.27%,与对照相比差异不显著(P0.05);3)随着土层加深,RGC和对照土壤紧实度均呈逐渐增加趋势,且RGC对紧实度影响显著;4)对照土壤碱解氮含量为86.48mg/kg,略高于RGC处理2.67mg/kg(P0.05),速效钾含量为161.07mg/kg,略高于RGC处理28.66mg/kg(P0.05),而RGC的土壤中速效磷含量为120.98mg/kg,是对照(106.25mg/kg)的1.14倍(P0.05)。结论:RGC处理增加了农田系统杂草数量、种类和生物量,提高了生物多样性,使土壤紧实度明显减小、土壤含水率增加及土壤养分含量出现差异,且玉米各项农艺性状低于对照。     

四个猕猴桃品种在南京地区引种栽培表现

猕猴桃果实风味独特，富含维生素C，享有“水果之王”的美称，近年来发展迅速。江苏省气候适合猕猴桃的生长，栽培面积逐年增加，本文对四个猕猴桃优良品种‘青皮红香’、‘早鲜’、‘翠香’和‘晚红’在南京地区的引种栽培表现进行了观测。四个猕猴桃品种果实各具特点，且与其他地区的表现有所差异，‘青皮红香’果皮无毛，红肉，但在南京果肉为绿色，其他果皮品质也不佳；‘早鲜’成熟早，在南京8月中旬即可成熟，耐贮藏，果实重量达到91.03 g，且维生素C含量较高，为82.13 mg/100g，但口味偏酸；‘翠香’果皮易剥落，果肉翠绿，可溶性糖含量（9.56%）和糖酸比（8.25）较高，口味佳；‘晚红’果肉绿，果心周围具红色，可溶性固形物含量高达19.11，但果实较小，为62.92 g。     

油菜角果数量及关键表型参数的自动化检测方法研究

为有效替代人工方式考种油菜、观测角果,研究了一种用于测量批量角果的数量和关键表型参数的自动化检测方法。设计了角果散铺和图像采集装置,利用拨动加振动的方式将堆积角果均匀散开并拍摄视频;使用二维码作为标记块,以有效地提取关键帧并拼接为包含全部角果的整幅图像;提出了基于凹点提取与匹配的图像分割方法,分割各种形态下的重叠角果,准确率达到98%以上。在关键表型参数测量中,利用了最大类间方差法以判断角果的正置或侧置姿态,以此估计角果横切面的近似椭圆长短轴,再计算角果的长度、表面积和体积。实验结果表明该方法具有很好的检测精度,对不同品种的油菜适应性较好,长度、表面积和体积的估计误差分别不大于2.9%、4.8%和5.0%。该方法可以有效替代人工方式的油菜考种,为相关农业科研领域提供基础数据。     

刈割次数对苜蓿相关表型性状与饲草产量的影响

试验选取4份苜蓿材料,设4次刈割处理,观察测试表型性状及干物质的变化动态,并用DPS7.05数据处理系统对各性状指标与饲草产量的关系进行计算分析,以探讨刈割次数对苜蓿表型性状及饲草产量的影响,为高效优质生产提供依据。结果表明,刈割频度显著影响苜蓿越冬率(P<0.05),苜蓿株高、茎粗、茎叶比、分枝数等指标均随刈割次数增加呈明显降低趋势,其中WL525苜蓿首次刈割与其他3次刈割时的株高、茎粗均呈现显著性差异(P<0.05),茎叶比差异性不显著(P>0.05);而苜蓿饲草产量则随刈割次数增多而增加,与刈割1次的情况相比,WL525苜蓿刈割4次后产量增量最多,达1885kg/hm₂;4次刈割后试验材料饲草总产量从高到底的次序依次为WL525>WL903>赛迪>惊喜。全部材料中与饲草产量关联度最大的指标为株高和茎粗,其中株高与惊喜苜蓿饲草产量的关联系数最大,达0.3751;茎粗与WL525苜蓿、WL903苜蓿饲草产量的关联系数最大,分别为0.2854、0.1944。     

木枣抗裂变异系的鉴定和果实性状分析

在枣品种的抗裂性调查中，发现“木枣”存在变异系。本研究以“木枣”、变异系“V1”、变异系“V2”和易裂品种“狗头枣”为供试材料，在采用冷水浸泡法进行室内裂果率测定和抗裂性分析的基础上，对单果重、果纵茎、果横茎、果纵横茎比、单核重、核纵茎、核横茎、核纵横茎比、梗洼宽度、肉核比、含水量等果实性状进行了测定。结果表明：裂果率表现为狗头枣>V1≈木枣>V2，筛选出木枣优良抗裂变异系V2，与木枣遗传背景一致，抗裂性又极显著优于木枣，可为后续裂果机理研究和抗裂品种选育提供育种材料。品种的抗裂性与果形、核形、肉核比、梗洼宽度有关。果实较小、果核较小、果形细长、肩大尾尖、肉核比高、梗洼宽度大，抗裂性好。     

茶树品种峨眉问春和川茶2号新梢主要生化成分分析

为了解峨眉问春和川茶2号在四川茶区的产量及鲜叶品质,以福鼎大白茶为对照,对翠屏、沐川、名山茶区的峨眉问春和川茶2号的芽叶性状和主要生化成分进行测定。结果表明:三地的峨眉问春芽叶较长较重,发芽密度与对照相当;其春、夏梢的茶多酚、儿茶素和咖啡碱含量均显著(P<0.05)高于对照,游离氨基酸总量均显著(P<0.05)低于对照。川茶2号芽叶较重实,发芽密度显著(P<0.05)高于对照;其春、夏梢的水浸出物含量和游离氨基酸总量均显著(P<0.05)高于对照,茶多酚、儿茶素含量及酚氨比均显著(P<0.05)低于对照;其春梢的茶氨酸、鲜爽味氨基酸含量及儿茶素品质指数均显著(P<0.05)高于对照,儿茶素苦涩味指数均显著(P<0.05)低于对照。峨眉问春和川茶2号在三地均表现出高产潜力及较好的适应性。川茶2号具有鲜爽、苦涩味轻的生化物质基础,可开发高档名优绿茶,可在四川全省茶区推广。峨眉问春鲜叶品质不及对照,可在川南早茶产区进行适度推广。