自研型黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]黑曲霉(Aspergillus niger)是一种广泛存在于自然界的腐生真菌,也是重要的工业发酵微生物,在工业酶制剂及有机酸发酵方面得以应用.因其具有强大的酶系统,可溶解土壤中的难溶盐分,促进植株生长,且具有抑菌性而在农业上被广泛应用.在黑曲霉作为丸粒化种衣剂的有效成分的条件下,探究了该制剂对高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)种子萌发及幼苗生长的影响,为新型高粱种衣剂的研发及其合理应用提供理论依据.[方法]以高粱种子及幼苗为研究对象,采用室内发芽和盆栽试验相结合的方法,采用自研型黑曲霉丸粒化种衣剂对高粱种子进行丸粒化包衣,播种后测定高粱种子的发芽势、发芽率、幼苗素质及对高粱幼苗叶斑病的防效,以评价黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长发育的影响.[结果]黑曲霉的最佳的包衣浓度为5×108 cfu/g,当浓度为1×109 cfu/g黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长有一定程度的抑制作用;适宜浓度的黑曲霉丸粒化种衣剂对高粱种子的发芽率及发芽势有促进作用,使发芽率提高3.3～10个百分点,出苗率提高11.6个百分点;可使高粱根长伸长11.2～34.8个百分点,株高矮化27.8～41.5个百分点,单株幼苗鲜质量提高21.9～162.8个百分点,根冠比增大6.7～46.7个百分点,根系活力提高4.6～20.2个百分点;对高粱叶斑病防治效果达63.37％～82.77％.[结论]将适宜浓度的黑曲霉引入到丸化种衣剂中,可促进高粱种子萌发,显著提高其幼苗根长、根冠比、根系活力及单株鲜质量,使株高矮化,提高其抗倒伏能力,并且对高粱叶斑病有一定的防效;但过量浓度的黑曲霉包衣高粱种子则降低高粱种子发芽势、根长及根系活力,对高粱种子萌发及幼苗生长有一定程度的抑制作用.适宜浓度的黑曲霉丸化种衣剂是保苗壮苗及安全生产的新型环保种衣剂.研究结果可对新型丸化种衣剂的研发提供科学参考、对黑曲霉的应用前景提供新的理论依据、对有机高粱的生产提供新的思路及保障高粱质量安全具有重要的意义.     

地膜覆盖免放苗栽培技术在高梁上的应用研究

为丰富平凉高粱品种资源并大面积推广应用地膜覆盖免放苗栽培技术,以吉杂127露地栽培为对照,对引进的7个酿造高粱品种进行地膜覆盖免放苗栽培技术配套种植,系统研究了8个品种的物候期、主要农艺性状及产量.结果表明,川糯梁1号表现为植株高、穗子长、穗柄长、穗粒重大、耐倒伏、植株生长整齐、生育期适宜、抗病虫危害、穗粒优势大等特点,产量可达9800.49 kg/hm2,极显著高于其他参试品种,较对照产量增加64.48％,应作为地膜覆盖免放苗栽培技术的主配品种在域内种植推广;通杂139、吉杂224-2和吉杂237具有幼苗生长快、茎秆粗壮、耐倒伏、成熟较早、籽粒性状优良的特性,产量分别达到了8333.75、8108.74和7775.39 kg/hm2,较对照品种分别增产39.86％、36.08％和30.49％,可作为地膜覆盖免放苗栽培技术的搭配品种进行种植;其他3个品种虽然在一些农艺性状上有较好的表现,但增产水平偏低,不建议作为该技术的配套品种.进一步分析试验结果得出,吉杂224-2和吉杂237的株高、茎粗、穗部性状、成熟期等与机械收获高粱品种的性状指标要求相吻合,产量水平较高,应作为地膜覆盖免放苗栽培机械化收获配套品种在域内种植推广.     

北方粳高粱微波干燥特性试验与仿真分析*

为明确微波干燥条件对高粱含水率和籽粒温度等干燥特性的影响,以粳高粱“龙杂10”为原料,在隧道式微波干燥机上进行连续式干燥试验。并利用HFSS软件仿真分析试验用干燥机的磁控管排布方式和微波作用距离对高粱干燥均匀性的影响。结果表明:随着单位质量功率在2~6 W/g范围内逐渐增加,含水率下降幅度先加快后渐缓,籽粒温度有所下降;每循环干燥时间在1.02~5.0 min范围内逐渐增加,含水率下降幅度显著增强,籽粒温度增加显著;排湿风速在0.0~2.0 m/s范围增加,含水率下降幅度有减小趋势,籽粒温度略有下降。仿真分析表明干燥机磁控管采用“三二三排布方式”、微波作用距离为250 mm时电磁场分布的均匀性更好,从理论上表明本试验采用的隧道式微波干燥机对高粱干燥均匀性是有利的。研究结果将为高粱微波干燥产业化应用提供理论和数据支持。     

粒用高粱F2群体农艺性状数量遗传分析

通过对高粱F_2群体农艺性状进行数量遗传分析,确定各性状的最适遗传模型并掌握其遗传规律,为田间选育遗传稳定的农艺性状提供参考。以粒用高粱品种忻粱52和美引-20的杂交F_2分离群体为试验材料,根据单个分离世代群体的遗传模型方法 -主-多基因遗传分析模型对F_2世代6个数量性状进行遗传分析。结果表明,6个农艺性状中株高、穗柄长、主茎茎节数、平均茎节长符合遗传模型,受主效基因控制;而穗长和旗叶鞘长不存在主基因,受微效多基因遗传。株高符合Model B_1,受2对主基因控制,为加性-显性-上位性混合遗传模型,主基因遗传率为88. 65%;穗柄长和主茎茎节数符合Model A_1,为受1对主基因控制的加性-显性混合遗传模型,遗传率分别为61. 58%和68. 94%;平均茎节长符合Model A_4,受1对主基因控制,符合负向完全显性遗传模型,主基因遗传率为49. 24%。株高、穗柄长和主茎茎节数的主基因遗传率较高,说明这3个性状在后代遗传中受环境影响较小,遗传较稳定,可以在育种早代直接进行选择;而平均茎节长的遗传率较低,说明该性状在后代中遗传不稳定,受环境影响较大,需在育种高代进行选择。     

高粱南繁田间管理问题与对策

本文从整地、播种、灌水、间苗、施肥、杂草防治、鼠虫鸟害防治方面常见问题入手,总结出高粱南繁田间管理问题与对策。     

高粱光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与长短日照诱导表达模式

光敏色素是一类红光/远红光受体,对植物光形态建成、外部形态和生理功能等方面起着重要的调节作用。为明晰光敏色素A在调控高粱光形态建成发育过程中的作用,本研究比较分析光温敏感程度不同的高粱品种Btx623、Rio、Tx430和LH645的PhyA基因序列和PHYA蛋白的保守结构域,利用qRT-PCR明确长短日照条件处理下PhyA基因的表达模式。结果表明,Btx623、Rio和Tx430之间PhyA基因序列存在非同义突变,LH645在PhyA基因的第7个外显子上插入了5 bp碱基序列;高粱PhyA蛋白中含有1个PAS-2结构域、1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构;遗传进化树分析表明,单子叶和双子叶植物PhyA蛋白明显聚为2大类,高粱PhyA、谷子PhyA和玉米PhyA1、PhyA2聚为一个亚类,相互间亲缘关系较近,与水稻PhyA同源性相对较远;在短日照(SD)条件下各时期PhyA基因转录水平变化显著,Rio PhyA基因转录水平较Btx623和Tx430变化明显,LH645 PhyA基因转录变化不显著,在长日照(LD)条件下Rio PhyA基因转录水平低于Btx623和Tx430,LH645 PhyA基因转录水平变化不显著。以上结果表明,PhyA受光周期诱导,推测其在高粱光形态建成中起重要调控作用。本研究为进一步解析PhyA基因功能及其在调控高粱光形态建成发育过程中的作用提供理论基础。     

高粱萌发期盐害鉴定浓度标准研究

为建立高粱耐盐鉴定评价体系,用不同浓度NaCl对42份高粱资源在萌发期进行了盐胁迫培养,研究高粱萌发期盐害鉴定浓度标准。结果表明:随着盐浓度增加出芽率是逐步降低的,且盐浓度越高,发芽率降低越快。经T测验(α=0.01)盐浓度在1.6%～1.8%时相对盐害率差异显著。最终确定高粱萌发期耐盐鉴定的最适宜NaCl浓度为1.7%。     

基于主成分和隶属函数分析的高粱品种耐深播性综合评价

采用盆栽试验,分别设置1、3、5、7 cm播深,对34个高粱品种在不同播深下的出苗率、幼苗形态和幼苗干物质量进行分析,筛选耐深播性鉴定指标,综合评价高粱品种的耐深播性。研究结果表明,随着播种深度的加大,出苗率、苗长、根长、根数和苗重均呈下降趋势,3、5、7 cm与1 cm播深上述指标测定值的比值分别为0.84～0.60、0.96～0.75、0.83～0.53、0.88～0.64和0.95～0.85;中胚轴长、根重和根冠比呈上升趋势,3、5、7 cm与1 cm播深上述指标测定值的比值为1.52～3.30、1.10～1.25和1.17～1.50;胚芽鞘长在播深间差异不显著。主成分分析结果表明,前4个主成分的累积方差贡献率为77.647%,相对根冠比、相对根长、相对中胚轴长和相对出苗率载荷量最大,将其作为高粱耐深播性筛选的主要指标并计算隶属函数值。根据隶属函数值对高粱品种进行聚类分析,结果显示,34个高粱品种可聚为3类,晋粱白2号等11个品种为耐深播品种,红青壳等14个品种为中等耐深播品种,吉品609等9个品种为深播敏感品种。品种间耐深播性差异明显,杂交种较常规种耐深播性强。     

中晚熟粒用高粱不同组合杂交种的筛选

为选育优质中晚熟粒用高粱新材料,本试验采用单因素随机区组设计,以4份不同杂交组合高粱亲本为试验材料,分析不同组合杂交种的生育期、农艺性状及产量性状的差异,筛选最佳的中晚熟粒用高粱组合。高粱组合杂交种的生育期存在差异,但相差不大,生育期最长的高粱组合23A×014-52,生育期为134天,生育期最短的高粱组合147A×014-34,生育期为123天;高粱组合23A×014-52的农艺性状较好;与对照相比,增产的高粱组合为23A×014-52、27A×017-95,其中高粱组合23A×014-52增产明显,较对照高出30.06%。结合分析农艺性状、产量性状等,高粱组合23A×014-52杂种优势较突出,可以作为培育中晚熟粒用高粱的亲本材料。     

高粱单宁提取物与聚乙二醇对体外瘤胃发酵参数及营养物质消化率的影响

本研究开展了3个试验,探讨了高粱单宁提取物(STE)与聚乙二醇(PEG)的协同作用对体外瘤胃发酵参数和营养物质消化率的影响。选用3头健康、体况相近的成年肉牛作为瘤胃液供体,以精粗比为40∶60(干物质基础)的混合料作为发酵基质,采用两步消化法模拟瘤胃发酵和真胃消化过程。试验1:分别向发酵基质中添加0、0.50%、1.00%和2.00%STE作为处理;试验2:在向发酵基质中添加1.50%STE的基础上,分别添加0、0.75%、1.50%、3.00%PEG作为处理;试验3:在发酵基质中分别进行不添加STE和PEG(对照)、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE和3.00%PEG、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE+真胃消化阶段添加3.00%PEG处理。在上述3个试验中,STE和PEG的添加量均以干物质为基础,每个处理均设置8个重复,另外设置3个空白。试验1结果显示:发酵基质中添加STE对培养液的pH没有显著影响(P0.05)。随着STE添加量的增加,培养液中总挥发性脂肪酸(TVFA)、乙酸、丙酸和丁酸浓度均呈现先降低后升高的二次曲线变化(P0.05),异丁酸、戊酸和异戊酸浓度均呈线性下降(P0.05),体外干物质消化率(DMD)和粗蛋白质消化率(CPD)均呈线性和二次曲线下降(P0.05),乙酸/丙酸及氨态氮(NH3-N)浓度没有显著变化(P0.05)。试验2结果显示:在发酵基质中含有1.50%STE的条件下,随着PEG添加量的增加,培养液中TVFA、NH3-N浓度线性升高(P0.05),乙酸浓度呈现先下降再升高的二次曲线变化(P0.05)。添加PEG对培养液中丙酸、异丁酸浓度和乙酸/丙酸没有显著影响(P0.05),对丁酸浓度有显著影响(P0.05)。添加PEG具有线性提高培养液中戊酸(P=0.088)和异戊酸(P=0.067)浓度以及体外CPD(P=0.089)的趋势,对体外DMD没有显著影响(P0.05)。试验3结果显示:添加1.50%STE显著降低了体外DMD和CPD(P0.05)。在瘤胃发酵阶段或者真胃消化阶段添加3.00%PEG均缓解了STE对体外CPD的抑制作用。由此得出,STE抑制碳水化合物在体外瘤胃中的发酵,降低VFA产量及体外DMD和CPD,而PEG能够缓解STE对体外瘤胃发酵及CPD的抑制作用。