植物病原镰刀菌产生的毒素种类及其危害

镰刀菌(Fusarium spp.)是多种重要农作物的病原体，不仅可造成农作物产量和品质的严重损失还可在离体培养条件下或植物寄主体内产生一系列被称为镰刀菌毒素的次生代谢产物。这些毒素一方面作为致病因子与镰刀菌对宿主植物的致病力密切相关，另一方面可导致家畜生产性能下降和相关病症的出现，进而影响农业生态系统并对人类健康造成威胁。鉴于镰刀菌毒素对农作物生产的影响及其对家畜和人类的毒性作用，目前已有较多关于镰刀菌侵染粮食作物后产生毒素种类的研究，但关于镰刀菌侵染豆科牧草后产生的毒素种类以及毒素在镰刀菌对豆科牧草致病力方面作用的研究则较少。本文对引起主要粮食和饲料作物病害的常见镰刀菌物种产生的主要毒素，以及这些毒素对植物、家畜和人类的危害进行了综述，并对豆科牧草中镰刀菌毒素的研究前景及意义进行了展望。     

番茄褪绿病毒在湖南省首次发生

2016年7月在湖南省蔬菜病害调查中发现,4种茄科蔬菜表现出叶脉间褪绿、叶片黄化等症状,疑似被番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,To CV)感染,同时叶片背面聚集了大量烟粉虱。采用To CV热激蛋白(heat shock protein 70,HSP70)序列的特异性引物对采集的番茄、茄子、辣椒、马铃薯样品和烟粉虱样品进行RT-PCR检测,均扩增出目标条带,且扩增序列与北京番茄To CV分离物(KC887999.1)部分序列相似度为99.0%,确认采集样品被To CV感染。4种茄科蔬菜To CV的感染率达70%~100%;发病叶片上烟粉虱的带毒率为66.7%~87.5%;鉴定出烟粉虱的生物类型为MED烟粉虱。这是湖南省首次确认该病毒,需要引起关注和加强防范。     

经济作物替代薯稻三熟制早稻对肥料利用、土壤养分和经济效益的影响

为缩短“薯-稻-稻”三熟制作物早稻的生育期,促进“薯-稻-稻”茬口顺畅衔接,提高整体经济效益,本研究以不同经济作物替代早稻,分别在2016年惠东县和2017年白云区试点进行田间试验,共设置5个处理:休耕T₀(空白对照,不种任何作物)、常规处理T_CK(早稻)、T₁(黄瓜)、T₂(豆角)、T₃(甜玉米),探究不同春播经济作物生育期、产量、种植效益和肥料效率及土壤酶活的差异。结果表明,种植黄瓜、豆角和甜玉米替代早稻均可明显增加经济效益和缩短生育期。其中,T₃效果最优,与T_CK相比,单位面积种植效益增加了1.32~3.72 元·m^-2,生育期缩短了37~43 d,收获指数提高了18.6%~20.1%;同时,增加了土壤有效磷和速效钾含量,增强了土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性。综上,甜玉米等经济作物代替早稻形成的“经济作物-中晚稻-冬种马铃薯”三熟轮作模式可以使作物茬口衔接更加顺畅,提升三季作物的整体经济效益,对农民增收具有积极作用。本研究为优化广东乃至华南“薯-稻-稻”三熟区的种植模式提供了理论基础和实践依据。     

土下作物自动对行挖掘收获试验台研制

为了提高土下作物机械化收获质量和效率,解决土下作物收获机械田间试验成本高、效率低、数据采集不便且受天气因素影响大等问题,该研究设计了一种土下作物机械收获自动对行挖掘试验台。该试验台主要由传动装置、速度调节装置、偏离行中心距调节装置、块根固定及株距调节装置、偏离探测装置、液压纠偏执行机构和挖掘模拟装置以及测控系统和液压系统组成。在分析试验台工作原理的基础上,进行了关键部件的结构设计及参数确定,设计了集成角度传感器、位移传感器、速度传感器的机电液一体化测控系统。以甜菜收获为研究对象,以株距、偏离行中心距离和前进速度为试验因素,以漏挖率为指标进行试验台准确性田间对比正交试验。试验结果表明,在不同前进速度、偏离行中心距离、株距等参数组合下,试验台试验漏挖率为2.33%~2.72%,田间试验漏挖率为2.38%~2.92%。与田间试验相比,漏挖率绝对偏差率范围为2.10%~6.85%,平均偏差率为3.67%,且漏挖率越大,偏差率越大,试验台具有较好的准确性。该研究可为甜菜、萝卜、土豆等土下作物的自动对行挖掘收获系统设计提供参考。     

缓释肥侧位深施及用量对油菜产量和肥料利用率的影响

为明确红壤稻田直播油菜缓释肥（N-P2O5-K2O:25-7-8）侧位深施效果及适宜用量，该研究连续2 a在两熟制和三熟制2种种植模式下开展缓释肥侧位深施效果对比试验（设置不施肥、土表撒施和侧位深施3个施肥方式）和施用量试验（设置0、300、450、600、750和900 kg/hm2 共6个施肥水平），研究缓释肥侧位深施及不同用量对油菜产量形成和肥料利用率的影响。结果表明，施肥方式对红壤稻田油菜产量形成和肥料利用率均有显著影响，且对两熟制油菜影响更为显著。相比传统土表撒施，侧位深施显著促进了油菜产量和肥料利用率的提高。缓释肥侧位深施明显提高了各时期油菜干物质量，尤其是显著增加了初花期至成熟期的干物质积累量，促进了花后根部与地上部干物质同步增长；促进了根系对N、P、K的吸收，提高了油菜产量和肥料利用率。菜籽产量与缓释肥用量呈线性加平台关系，适宜施肥量可保证较大的收获密度，并协同产生较多的每株角果数和每角粒数，从而提高籽粒产量、肥料利用率和经济效益。两熟制和三熟制油菜缓释肥侧位深施的适宜用量分别为715和585 kg/hm2，产量潜力可分别达2 450和1 700 kg/hm2。研究表明，侧位深施适量缓释肥可显著提高红壤稻田直播油菜生产力，建议结合机械化种植因地制宜推广应用。     

Transpiration efficiency of Amaranth (Amaranthus sp.) in response to drought stress

Drought is a major abiotic stress responsible for severe crop losses worldwide. Development of new crop varieties with increased drought tolerance is one way to increase crop productivity. The aim of this study was to characterise the diversity of nine accessions belonging to Amaranthus tricolor and A. cruentus, in response to drought stress using a dry-down protocol to characterise the transpiration efficiency (TE). Plants were subjected to either a gradual dry down or well-watered conditions. Results showed that TE was significantly higher (P < 0.01) in water-deficient (WD) plants compared to water-sufficient (WS) plants, 2.40 g kg^?1–7.13 g kg^?1 and 2.19 g kg^?1–4.84 g kg^?1, respectively. There was no significant difference in the fraction of transpirable soil water (FTSW) threshold decline between the amaranth genotypes. TE was highly correlated with yield under both WS (r = 0.89, P < 0.001) and WD conditions (r = 0.662, P < 0.001), and negatively correlated with root-to-shoot ratio under both WS (r = ?0.488, P < 0.05) and WD conditions (r = ?0.460, P < 0.05). Significant genotypic differences were seen for growth rate and stress susceptibility index (SSI). The result obtained in this investigation underline the need to identify genotypic variation in water use efficiency in amaranth.

Abbreviations: FTSW: Fraction of transpirable soil water; NTR: normalised transpiration rate; SSI: Stress susceptibility index; TE: transpiration efficiency; WHC: water holding capacity; WD: water-deficient; WS: water-sufficient.     

光对园艺植物花青素生物合成的调控作用

花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号（光强、光质、光照时长）对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境（光强、光质、光照时长）主要通过不同的光受体（UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs）影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR858影响花青素的生物合成;另外,一些未知的光响应因子可能以不依赖MBW通路的方式直接或间接地调控花青素合成基因和液泡膜上的运转蛋白,改变液泡酸化,调节花青素的合成。同时,光信号会影响光合电子传递,光合电子传递链中的一些因子也会通过依赖和不依赖MBW的途径影响植物花青素的合成。这些途径如何协调以及哪些信号因子优先受光环境（光强、光质、光照时间）调控?本文为深入研究光信号对花青素生物合成的调控机理提供参考,以探索光调控花青素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程、代谢工程和光环境调控手段改良园艺植物花青素积累提供理论基础。     

油料作物油脂合成调控研究进展

植物油脂不仅是人类可食用油的主要来源,也是人类生产生活中重要的可再生原料。本文概述了植物油脂的生物合成途径,从母体效应、QTL、GWAS等多个方面总结了油料作物油脂合成的遗传学研究进展,同时探讨了已知的油脂合成调控相关基因的功能。本文综述了该领域的研究现状,为深入了解油料作物油脂合成调控网络提供了参考,也为油料作物的分子改良和遗传育种提供了理论基础。     

覆盖作物多样性对猕猴桃园土壤微生物群落功能的影响

以丹江口水源涵养区猕猴桃园为研究对象,运用Biolog微平板技术,研究不同种类覆盖作物处理(2、4、8种和清耕对照)下土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明,覆盖作物处理土壤微生物群落对碳源的利用程度、功能多样性指数和丰富度指数均高于清耕对照。覆盖作物及清耕对照处理土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数与土壤含水量、有机碳、pH、微生物量碳氮呈显著正相关关系。主成分分析与碳代谢图谱分析表明,猕猴桃园增加覆盖作物种类提高了土壤微生物对碳源的利用能力,且对D-甘露醇、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-苯丙氨酸、γ-羟丁酸、α-丁酮酸、4-羟基苯甲酸、吐温40的利用能力显著高于清耕对照。此外,4种覆盖作物处理对猕猴桃园土壤生态环境的影响优于2种和8种。研究表明,猕猴桃园增加覆盖作物多样性改变了土壤环境因子,影响了土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性。     

填闲作物腐解过程及其对后茬冬小麦产量的影响

研究了渭北旱塬地区不同填闲作物（长武怀豆（S）、黑麦草（R）及两者1∶1混合（M））翻压和氮肥水平（0、60、120 kg N·hm^-2）双因素处理下，填闲作物的腐解规律、碳氮释放动态及对后茬冬小麦产量的影响，并对腐解速率与Olsen模型进行了拟合。结果表明：各填闲作物翻压后腐解规律及碳氮释放特征均表现为“前期快-中期慢-后期加快”，填闲作物腐解规律符合Olsen模型，在第276天各处理累积腐解率均达70%以上。在第0~35天，同一施氮处理下，累积腐解率和腐解速率均表现为S>M>R（P<0.05）；第35天，S、M和R各处理干物质累积腐解率分别达到61.9%、55.5%和47.5%；在0~35 d，施氮对S、M的腐解影响不显著，对R影响显著，35 d后氮肥效应逐渐减弱；填闲作物的腐解同时伴随其碳、氮的快速释放，在第21天，S、M和R碳氮残留率分别达到40%、50%和60%左右。平均来看，S的碳氮释放速率显著高于R，与M无显著差异。与裸地对照相比，翻压填闲作物能够显著提高后茬冬小麦产量，其籽粒产量增加10%~35% （P<0.05），其中翻压长武怀豆低氮处理和混合翻压低氮处理效果最佳。