基于转录组测序开发糜子SSR标记

【目的】 以6份不同地理来源的糜子资源为试验材料,基于前期转录组测序获得的1 000对SSR引物,选出200对进行多态性检测,以期构建一批可以准确评估糜子种质遗传差异的分子标记。【方法】 用Primer Premier 5.0软件设计引物,改良CTAB法提取DNA,PCR扩增DNA和聚丙烯酰胺凝胶电泳筛选引物多态性;用PowerMarker 3.25和PopGen 1.32计算遗传多样性参数。【结果】 200对引物中97对呈单态性,80对呈多态性。单碱基序列重复引物有20对,10对具多态性,其重复基元是A（50%）和T（50%）。二碱基序列重复引物有36对,15对具多态性,其碱基重复类型有7种（AG最多,TC、GC和GA次之,CA、TA和AC最少）。三碱基序列重复引物有144对,55对具多态性,其碱基重复类型有24种（GGC、GCG和GCC最多,GAA、GCT和CGC等次之,ACC、AGG、CAG、CGT、AAG、AAC、TCG、CGA、ATT、CAA和CCA最少）。就引物分辨率(Rp)值而言,1—3碱基序列重复引物分别为0.67—4.67（平均2.07）、1.33—4.33（平均2.73）和0.67—4.00（平均1.83）。基于Rp值分析SSR分布频次,发现80个标记分布在5个区间：0—1、1—2、2—3、3—4和4—5,分别包含17（21.25%）、36（45.00%）、11（13.75%）、14（17.50%）和2个（2.50%）。就$\overline{\text{Rp}}$值而言,1—3碱基序列重复引物分别为0.33—0.67（平均0.51）、0.40—0.78（平均0.59）和0.33—0.83（平均0.59）。单碱基序列重复标记共检测到22个等位变异,每个位点为2—3个（平均2.2000）,其中8个和2个位点分别具2和3个变异;二碱基序列重复标记共检测到38个等位变异,每个位点为2—3个（平均2.5333）,其中7个和8个位点分别具2和3个变异;三碱基重复标记共检测到136个等位变异,每个位点为2—3个（平均2.4727）,其中29个和26个位点分别具2和3个变异。就多态性信息含量而言,1—3碱基序列重复引物分别为0.3750—0.5355（平均0.4293）、0.2392—0.7438（平均0.4293）和0.2392—0.7438（平均0.3989）。就多样性指数而言,1—3碱基序列重复分别为0.6365—1.0776（平均0.7497）、0.5623—1.0986（平均0.8339）和0.5623—1.0889（平均0.8312）。【结论】 基于转录组测序结果,检测200对SSR引物的多态性,发现177对（88.5%）可以扩增出完整条带,其中80对具多态性,多态率为40%。     

GPIT生物制剂在中度盐碱地黍稷上的应用试验

生物治理盐碱地方便易行,节约成本。在原平市平地泉村进行了GPIT在盐碱地上的黍稷栽培试验。结果表明,在GPIT生物制剂的作用下,耐盐碱作物黍稷的耐盐碱能力会更加提高,首先保证了苗全苗旺,在此基础上又使植株的光合效率大幅提高,最后导致产量大幅提高,为开发利用中度以上的盐碱地开创了一条新的道路。但GPIT生物制剂在盐碱地作物上的应用,也需要在各项栽培技术配套的情况下才能取得更加明显的效果。     

施氮量对宁夏引黄灌区麦后复种糜子生长、产量及氮素利用的影响

为明确不同施氮量下糜子生长规律、产量表现以及氮素利用效率,分析糜子形态特征与产量和氮素利用的关系,同时确定宁夏引黄灌区麦后复种糜子的适宜施氮量,本研究于2019年和2020年以宁糜9号为材料, 2019年设0 (N0)、90 (N1)、120 (N2)和150 kg hm–2 (N3)纯氮水平, 2020年增设180 (N4)和210 kg hm–2 (N5)纯氮水平,以不施氮肥(N0)为对照在宁夏引黄灌区进行大田试验。结果表明,施氮显著促进糜子各生育时期株高、茎粗、叶面积、根系的生长和干物质的积累,但当施氮量超过150kghm^–2时,除茎粗和叶面积外,其余各生长指标出现下降趋势;根冠比随施氮量的增加呈先降低后升高再略微下降趋势,多数生育时期在N2处理根冠比达最小值,拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期分别为0.119、0.087、0.054和0.052。施氮显著促进糜子产量、千粒重和穗粒数增加,并且随施氮量的增加呈先增加后略微下降趋势,N2、N3处理促进效果最佳;N2、N3处理糜子产量分别为2979.41kghm^–2、3084.67 kg hm–...     

Annual warm-season grasses vary for forage yield,quality, and competitiveness with weeds

Warm-season annual grasses may be suitable as forage crops in integrated weed management systems with reduced herbicide use. A 2-year field study was conducted to determine whether tillage system and nitrogen (N) fertilizer application method influenced crop and weed biomass, water use, water use efficiency (WUE), and forage quality of three warm-season grasses, and seed production by associated weeds. Tillage systems were zero tillage and conventional tillage with a field cultivator. The N fertilization methods were urea broadcast or banded near seed rows at planting. Warm-season grasses seeded were foxtail (Setaria italica L.) and proso (Panicum mileaceum L.) millets, and sorghum–sudangrass (Sorghum bicolor (L.) Moench × Sorghum sudenense Stapf.). Density of early emerging weeds was similar among treatments, averaging 51 m^?2. Millets exhibited higher weed density and weed biomass than sorghum–sudangrass. At harvest, sorghum–sudangrass produced significantly greater biomass and N accumulation than either millet. Water use (157 mm) and WUE (25.1 kg mm^-1 ha^?1) of total biomass did not vary among treatments or grass entries. Weed seed production by redroot pigweed and green foxtail was respectively 93 and 73% less in sorghum–sudangrass than proso millet. Warm-season grasses offer an excellent fit in semiarid cropping systems.     

切断深层根对黍子根系及地上部营养生长的影响

采用根管土柱栽培的方法,研究了拔节期和抽穗期切断不同深度(20 cm和40 cm)根系对黍子根系整体及地上部营养生长的影响。结果表明,与不断根相比,在抽穗期和拔节期断掉20 cm或40 cm以下根系,均能导致黍子株高、旗叶叶绿素含量、旗叶SOD与POD活性、单株绿叶面积、总根活力、总根长、总根重及产量明显降低,旗叶M DA含量明显增高。抽穗期断深层根对黍子的影响大于拔节期。但同一生育时期不同深度断根处理间黍子产量差异未达显著水平,表明深层根系(40 cm以下根系)对产量的贡献更大。     

基于高光谱反射率的糜子冠层叶片叶绿素含量估算

连续两年大田试验研究不同糜子品种叶绿素含量与冠层光谱反射率,并基于不同植被指数建立糜子叶片叶绿素含量的估测模型。结果表明,参试糜子品种叶绿素含量在整个生育期呈现"低-高-低"的抛物线变化趋势,最大值出现在抽穗期到开花期之间;不同品种各生育期内冠层光谱反射率趋势一致,在近红外波段,冠层光谱反射率与叶绿素含量呈稳定正相关,灌浆初期光谱反射率达到最大值;可见光波段,拔节期、开花期和灌浆初期冠层光谱反射率与冠层叶绿素含量呈正相关,成熟期呈负相关;糜子冠层叶绿素含量与760~900、630~690、550 nm波段组合的植被指数具有较高相关性;基于RVI、PSNDb、GNDVI750能较好地建立糜子叶绿素含量统一检测模型,决定系数分别为0.791、0.779、0.748;模型验证的相对误差分别为9.58%、8.93%、11.80%;均方根误差分别为0.045、0.140、0.196。表明利用RVI、PSNDb、GNDVI750建立的模型能较为准确地预测糜子冠层叶绿素含量。     

响应面法优化去除黄米淀粉中蛋白的研究

为了优化碱法提取黄米淀粉的工艺条件,在单因素试验的基础上,通过Box-Benhnken的中心组合试验设计及响应面分析方法,考察了提取温度、碱液浓度以及提取时间三因素对黄米淀粉中蛋白质残留量的影响,得出了黄米淀粉提取效果的回归模型.结果表明,最佳工艺参数为提取温度34 ℃,碱液浓度0.38%,提取时间14 h,料液比1:...     

Evaluation of the waxy endosperm trait in proso millet (Panicum miliaceum)*

The entire USDA‐ARS maintained collection of 650 accessions of proso millet (Panicum miliaceum L.) was evaluated for the presence of accessions with waxy (amylose‐free) endosperm starch. Six accessions, five of which derived from mainland China, were identified. Segregation ratios for waxy endosperm were evaluated in F₂ and F₃ populations derived from crosses between two waxy accessions, PI 436625 (Lung Shu 16) and PI 436626 (Lung Shu 18), and several wild‐type accessions. The waxy trait was found to be under the control of duplicate recessive alleles at two loci, herein designated wx‐1 and wx‐2. Wild‐type alleles at these loci were designated Wx‐1 and Wx‐2. Iodine‐binding revealed a mean grain‐starch amylose concentration of 3.5% in waxy lines and 25.3% in wild‐type proso. Expression of the granule‐bound starch synthase (waxy protein) in waxy lines was reduced to approximately one‐tenth that of wild‐type accessions. The waxy accessions identified now are available for the introgression of this trait into breeding lines adapted to the Great Plains of North America.     

除草剂配施安全剂对土壤酶活性与糜子根系生理代谢的影响

为探究安全剂与除草剂复配施用对除草剂药害的缓解以及对糜子田土壤酶活性、根系活性氧代谢和糜子生长发育的影响。于2019年5～10月在陕西省榆林市小杂粮试验示范站进行试验，选用糜子品种''榆糜2号''为试验材料，选取苗前除草剂：谷友（10%单嘧磺隆，2.4 kg/hm2）与3种安全剂：芸苔素（300 mL/hm2）、赤霉素（300 mL/hm2）、奈安（1.2 kg/hm2）复配使用，设置清水不除草对照与人工除草对照。测定杂草鲜重防效、药害指数、根际土壤酶活性、糜子根系抗氧化酶活性与丙二醛含量及糜子农艺性状与产量。结果表明：1）芸苔素、赤霉素、奈安与单嘧磺隆复配后药害指数显著下降，分别降低了20.27%、21.63%、20.94%；2）单嘧磺隆处理（H1）的土壤蔗糖酶、脲酶活性在施药后7～42 d时相较于处理CK1被显著抑制，活性抑制率随时间降低，添加安全剂后土壤蔗糖酶和脲酶活性显著提升，抑制率显著降低；3）与单施除草剂相比，安全剂复配施用的糜子根系SOD活性在施药后14～28 d时显著升高；CAT活性显著降低；MDA含量明显降低；4）单嘧磺隆导致糜子株高、穗长、主穗质量降低，安全剂复配施用减少了除草剂的不利影响，其中单嘧磺隆与赤霉素复配施用产量最高，达5 035 kg/hm2，较CK1增产1 114 kg/hm2，较单施单嘧磺隆处理的增产1 061 kg/hm2。安全剂与单嘧磺隆复配使用能延缓单嘧磺隆对糜子根际土壤酶活性的抑制，提高土壤蔗糖酶、脲酶活性，提高糜子根系SOD活性，减缓了药害胁迫造成的膜脂过氧化作用，减少细胞膜系统的损伤，延缓了根系衰老进程，提高了糜子的株高、茎粗、穗长、主穗质量及产量。其中赤霉素与单嘧磺隆复配使用在缓解除草剂药害，促进糜子增产方面效果较好。     

光周期变化对糜子形态建成及幼穗发育进程的影响

【目的】糜子是典型的短日照作物,对光周期反应极其敏感,造成了糜子育成品种生长适应区域狭窄、不能跨区域应用的问题。研究探讨不同光照长度对糜子植株形态建成及幼穗发育的影响,为明确糜子对光周期的反应机理,培育广适应性糜子新品种提供研究依据。【方法】以河北省糜子地方品种二紫杆为材料,采用盆栽试验,出苗后每天补充光照至18 h;设光照0（对照）、10、15、20和25 d共5个处理,每个处理重复3次,18 h光照结束后转移到每天12 h光照人工气候室;田间调查抽穗期,成熟后室内调查株高、茎粗、穗长、穗干重和穗粒干重等农艺性状;利用体视显微镜室内观察糜子幼穗的发育进程并照相记录,统计分析不同光照条件的变化对糜子农艺性状和经济产量的影响及对糜子幼穗分化进程的影响。【结果】每天18 h长日照条件下生长25 d的处理植株平均株高115.6 cm,单穗粒重0.647 g,分别比对照提高了109.0%和472.6%;茎、叶和穗的干物质积累分别比对照提高了416.7%、142.9%和412.0%,差异均达到极显著水平。延长光照20 d处理与25 d处理相比较,各器官干物质重差异不显著。在18 h长日照条件下,糜子茎尖生长点一直处于未伸长期,持续营养生长,生殖生长滞后;在12 h短日光照条件下5 d后糜子开始从营养生长转入生殖生长,幼穗开始分化,分化过程可分为生长点未伸长期、生长点伸长期、穗枝梗原基分化期、小穗原基分化期、小花原基分化期、雌雄蕊原基分化期和花粉粒形成期等共7个时期。所有5个增加每天光照时间和长日照天数的不同处理,幼穗分化持续时间均为15 d左右,没有受到前期延长光照时间的影响。【结论】短日照条件下,出苗后增加每天光照时间和增加长日照天数能延长糜子的营养生长期,有利于干物质的积累,可以极显著的提高糜子的生物和经济产量;短日照条件能够诱导和促进糜子从营养生长到生殖生长的转变,而长日照条件则抑制糜子生殖生长的开始;糜子的幼穗分化可以划分为7个不同的时期,生殖生长开始后不受前期延长光照时间的影响,持续时间在15 d左右。