不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应及HvPIPs基因表达特征分析

为研究不同基因型大麦苗期对干旱胁迫的响应,挖掘优质抗旱的大麦种质资源,以4份不同基因型大麦(2个高抗品种ZDM5430和ZDM5458,2个干旱敏感型品种7DCADA和IL-12)为材料,利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件,综合分析不同品种大麦的苗期抗旱性差异;并通过对不同品种根系进行PIPs实时定量分析,研究水通道蛋白AQPs基因与干旱胁迫之间的应答关系。结果表明,持续干旱胁迫会使大麦生长变缓,各处理苗长、根长、叶含水量和根含水量都呈下降趋势,其中,4个品种的大麦叶含水量在干旱胁迫14 d时下降最为显著,与对照相比,其降幅分别为29.14%、52.64%、21.67%和72.15%。干旱胁迫对大麦苗期干物质积累量和根冠比的影响较小,各处理间差异不显著;但持续干旱后,抗旱品种ZDM5430的根冠比呈上升趋势,在胁迫7、14、21 d时较CK分别增加了4.92%、42.86%和21.05%。随着胁迫时间的延长,大麦旗叶叶绿素含量和根系活力也呈下降趋势,其中ZDM5430和ZDM5458较对照组降幅较小,说明抗旱品种的形态指标、叶绿素含量及根系活力受干旱胁迫的影响较小。通过PIP...     

山荆子类受体蛋白MbRLP7负调控杜梨对腐烂病的抗性

山荆子类受体蛋白MbRLP7为研究对象，结合生物信息分析、功能验证和表达量测定，分析了其在对腐烂病菌的抗性中的作用和调控机制。结果表明，MbRLP7编码的氨基酸序列与拟南芥AtRLP6和AtRLP7相似性最高，分别为43.0%和42.8%。MbRLP7启动子区域存在多个响应逆境相关信号的顺式作用元件，并响应腐烂病菌信号。将该基因导入杜梨悬浮细胞获得过表达细胞系3个。接种腐烂病病原菌Valsa pyri后，过表达细胞的发病速度显著高于野生型细胞。腐烂病菌代谢物处理后的所有过表达细胞系的细胞存活率显著低于野生型。此外，该基因的过表达增强了腐烂病菌代谢物对病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns,PAMPs）触发的免疫反应（PAMP-triggered immunity,PTI）、活性氧相关基因和病程相关蛋白PR1的诱导。综上所述，MbRLP7负调控杜梨对腐烂病的抗性，PTI、活性氧和PR1参与了该调控过程。     

大麦 PHT1基因家族的鉴定及表达特性分析

植物磷转运蛋白1(phosphase transporter protein 1，PHT1)家族在植物磷吸收和转运中发挥着重要作用。为研究大麦 PHT1基因家族成员的特性，利用生物信息学方法在全基因组范围内对大麦 PHT1家族成员进行鉴定，结果共鉴定到14个大麦 PHT1（ HvPT1～ HvPT14）基因，分布在2H、4H、5H和7H染色体上。根据系统发育关系、基因结构和保守蛋白基序，可将14个大麦 PHT1基因分为3个亚群。基于RNA seq数据对大麦品种GN121(磷高效基因型)根和叶片中12个 PHT1基因的表达模式进行分析，发现在低磷胁迫处理下，根中 HvPT1、 HvPT7、 HvPT10和 HvPT12基因以及叶片中 HvPT13基因均上调表达。进一步利用荧光定量PCR技术对大麦品种GN121和GN42（磷低效基因型）根中10个 PHT1基因的表达模式进行分析，发现两个品种根中 HvPT7、 HvPT8、 HvPT10、 HvPT12和 HvPT14基因在磷恢复后第3 d的表达量均显著低于低磷处理第22 d的表达量，推测这5个基因在低磷胁迫下参与磷的吸收和转运；此外 HvPT5基因在磷恢复后第3 d的GN42根中表达量显著下降，而在GN121根中的表达量显著上升，说明 HvPT5基因的表达与品种类型有关。     

马铃薯块茎顶端优势与主茎数及产量组分的相关性

马铃薯块茎产量性状复杂,由多个产量组分构成.为探究马铃薯块茎不同顶端优势类型、植株主茎数和产量组分的相关性,本研究对国际马铃薯中心引进的102份高代品系块茎的发芽情况进行筛选,以12个顶端优势强弱程度不同的马铃薯品系为试验材料,在马铃薯植株盛花期测定主茎数;收获期统计小区产量、小区大薯产量、小区小薯产量、单株产量、单株...     

西北干旱灌区不同地膜覆盖利用方式对玉米水分利用的影响

【目的】资源型缺水严重制约干旱灌区的农业生产,传统玉米生产模式地膜投入量大。在极端高温和生态环境污染的挑战日益加剧的情境下,探讨通过免耕地膜重复利用维持较高水分利用的可行性,以期为构建试区地膜减量玉米高效生产技术提供理论支撑。【方法】2017—2018年,在甘肃河西绿洲灌区,设置免耕地膜重复利用（免耕覆膜,NM）、秋免耕春覆膜（少耕覆膜,RM）与传统耕作每年覆盖新膜（传统覆膜,对照,CM）3种地膜覆盖利用方式,研究其对玉米田土壤水分利用的影响,以期为优化试区玉米高产高效栽培管理技术提供理论依据。【结果】NM与RM处理较CM处理提高玉米播种时0—120 cm土层平均土壤重量含水量,分别为7.8%与5.1%,这为玉米播种创造良好的土壤水分环境。玉米播种—拔节期及吐丝—灌浆初期,NM处理较CM处理提高0—120 cm土层平均土壤重量含水量,分别为5.0%与4.7%,弥补了灌浆期玉米植株旺盛生长对土壤水分的大量需求。与CM处理相比,NM处理增加了玉米播种—大喇叭口期的耗水量,降低了玉米吐丝—灌浆初期的耗水量,增大了玉米灌浆初期—收获期的耗水量,有效协调玉米各生育阶段的水分需求关系。虽然NM处理较RM与CM处理提高了玉米吐丝期之前的棵间蒸发量,分别为11.7%与26.0%,提高棵间蒸发量占耗水量的比例（E/ET）,分别为13.4%与19.9%,但是NM处理较RM与CM处理降低了玉米吐丝期之后的棵间蒸发量,分别为9.2%与19.4%,降低E/ET,分别为9.7%与20.7%,说明NM处理有利于增强玉米吐丝期之后土壤水分的有效利用。因而,在地膜减投与免耕措施下,NM处理获得与RM及CM处理相当的籽粒产量与水分利用效率。【结论】在西北干旱灌区,应用免耕地膜重复利用并没有导致玉米产量和水分利用效率的降低,具有稳定产量及水分利用效率的作用,是玉米生产中地膜减投的可行措施。     

氮肥后移及间作对玉米光合特性的耦合效应

【目的】针对绿洲灌区覆膜玉米氮素需求前移,后期脱肥问题,通过探讨氮肥后移对间作玉米光合生理特性及产量的影响,以期揭示间作玉米产量形成的光合机制。【方法】2019—2021年,在河西绿洲灌区以玉米为试验材料,采用裂区试验设计,主因素为种植模式,设玉米间作豌豆和单作玉米2个水平,副因素为3个施氮制度（氮肥后移20%,氮肥后移10%,常规施氮不后移）,研究氮肥后移及间作模式下,玉米的光合生理特性和产量表现。【结果】与常规施氮不后移相比,氮肥后移20%和氮肥后移10%处理下间作玉米籽粒产量分别提高28.5%、13.8%,生物产量分别提高23.8%、12.5%;单作玉米籽粒产量分别提高29.7%、13.3%,生物产量分别提高19.6%、10.3%。相同占地面积下,间作较单作玉米籽粒产量增加33.2%—35.1%,生物产量增加26.8%—31.5%。同时,氮肥后移20%和氮肥后移10%处理较常规施氮不后移提高了间作群体籽粒产量27.2%、12.9%。说明,间作较单作模式可提高玉米产量,且氮肥后移处理较常规施氮促进了间作产量的提高。与单作模式相比较,间作玉米可保持较高的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,较低的胞间CO₂浓度,且氮肥后移处理具有促进作用。氮肥后移20%、氮肥后移10%较常规施氮不后移处理玉米净光合速率分别提高12.8%、6.0%;气孔导度分别提高14.0%、6.9%;蒸腾速率分别提高20.5%、9.5%;胞间CO₂浓度分别降低29.8%、13.1%。间作模式下,氮肥后移20%、氮肥后移10%处理玉米全生育期叶片相对叶绿素含量（SPAD值）较常规施氮不后移处理分别提高7.5%、3.7%。主成分分析结果表明,氮肥后移和间作主要通过提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶片相对叶绿素含量和降低胞间CO₂浓度来增加玉米产量。【结论】氮肥后移20%（玉米拔节期追肥36 kg·hm^-2+吐丝后15 d追肥108 kg·hm^-2）有利于间作玉米光合特性提高,从而促进玉米增产。     

转PPase基因对马铃薯块茎休眠特性的影响

利用农杆菌介导法将组成型表达启动子CaMV 35S驱动的正义和反义无机焦磷酸酶(PPase)基因导入到马铃薯栽培品种‘费乌瑞它’的试管薯中,通过PCR检测证明PPase基因已转入马铃薯基因组中.对转基因株系及对照植株块茎的休眠特性的测定表明,分别在4℃低温和25℃室温贮藏条件下的转反义基因马铃薯株系块茎的休眠期较对照株系均延长了2~3周;转正义基因马铃薯株系块茎的休眠期较对照株系均提前了2~3周;且在4℃低温贮藏条件下的转基因马铃薯株系及对照块茎的休眠期比25℃条件贮藏的长2~3周,为进一步利用PPase基因改良马铃薯块茎休眠特性提供科学依据.     

施氮对胡麻磷素营养状况的影响

为了探讨氮肥运筹在调控胡麻磷素营养方面的潜力,通过2个土培试验,研究了氮肥用量及等量氮肥的施用时期、比例对胡麻磷素积累和磷素利用的影响。结果表明：施氮显著增加了植株体内的磷素积累量;0.1 g N/kg土及0.2 g N/kg土的氮肥全部作为基肥施用,成熟期植株体内的磷素积累量较不施氮肥分别提高了24.83%和34.23%;0.2 g N/kg土的氮肥,100%基肥(F₁)、2/3基肥+1/3现蕾追肥(F₂)、1/2基肥+1/2现蕾追肥(F₃)、1/6基肥+5/6枞形追肥(F₄)、1/6基肥+1/3枞形追肥+1/2现蕾追肥(F₅) 5种施用方式下,F₂、F₃、F₄、F₅的植株体内磷素积累量,较F₁,枞形、现蕾、青果和成熟期分别增加了14.17%~32.60%、9.32%~66.20%、20.47%~36.35%和4.65%~31.04%,且增幅依F₂、F₃、F₄、F₅的顺序增加;基肥追肥结合且基肥比例≤1/2的施氮方式,均有效促进了磷的吸收,F₃、F₄、F₅协助磷素累积的效果依次增加。施氮协同提高了磷素吸收效率及磷肥偏生产力;F₅比F₁、F₂、F₃、F₄,植株干物质积累量和籽粒产量分别提高了7.89%~22.02%和9.59%~26.71%,磷素吸收效率和磷肥偏生产力分别提高了10.58%~31.04%和9.59%~26.71%,磷素干物质生产效率降低了2.42%~7.43%。氮磷的吸收具有协助作用,一定范围内氮肥用量的增加提高了氮磷之间的协助作用;等剂量的氮肥,基肥和追肥结合比全部作为基肥施用可更好地发挥氮磷吸收之间的协助作用;基肥占比小于1/2、现蕾期追肥比例1/2左右,是胡麻较好的促生又促进磷素吸收累积和提高磷肥偏生产力的氮肥运筹方式,但该方式下的磷素干物质生产效率及磷素籽粒生产效率均较低。     

冬小麦品种（系）品质相关基因的分子标记检测

为了解10年来中国冬小麦育成品种（系）的面筋强度、黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性以及1BL·1RS易位相关基因的分布情况,利用Dx5、By8、YP7A、PPO18和H2O特异性功能标记对266份冬小麦品种（系）进行检测。结果表明,面筋强度相关基因 Dx5和 By8的分布频率分别为32.0%和28.9%,PPO活性相关基因 Ppo-A1a和 PPo-A1b的分布频率分别为54.1%和45.9%,黄色素含量相关基因 Psy-A1a和 Psy-A1b的分布频率分别为76.3%和23.7％,1BL·1RS易位基因型的分布频率为45.9%。不同省份之间品质相关基因分布差异较大,1BL·1RS易位在江苏、河南和陕西品种（系）中出现的频率较高,分别为81.3%、57.2%和35.7%,而在河北、山东和北京品种（系）中出现的频率较低,分别为15.0%、8.7%和8.3%; Dx5和 By8在河北、山东品种中出现的频率较高,分别为60.9%、65.2%和45.0%、45.0%; Ppo-A1b和 Pys-A1a在山东、北京、河北品种（系）中出现的频率较高,分别为95.7%、83.3%、75.0%和100.0%、83.3%、80.0%。筛选到 Psy-A1b/PPo-A1b/ Dx5/By8和 Psy-A1a/ PPo-A1b/ Dx5/ By8基因聚合且不含1BL·1RS易位的品种（系）分别有2和23份,可作为优质面条小麦育种的亲本材料;筛选到 Psy-A1b/ PPo-A1b/ Dx5基因聚合且为1BL·1RS易位的品种（系）12份,可用于1BL·1RS易位系品质改良的研究。