越冬栽培稻产量性状相关QTL定位

越冬栽培稻是一类能越过自然冷冬季节并在第2年春季萌芽、正常开花结实、收获稻谷的水稻品种。本文通过对越冬栽培稻产量性状QTL分析,明确产量相关性状的遗传规律,旨在进一步解析越冬栽培稻产量性状的遗传机制,为育种创新利用提供理论依据。以3份越冬栽培稻构建的3个半同胞F2群体为材料。各考察15个产量相关性状,利用Excel 2003、GraphPad Prism 5.0和QTL IciMapping 4.10软件分析数据、绘制遗传图谱、定位QTL和联合分析。结果表明,产量性状表型值在3群体中呈连续正态分布,表现为数量性状遗传。共检测到37个QTL和26对上位性QTL,贡献率分别介于2.32%～36.31%和1.04%～2.05%;检测到9个同时影响2个及以上产量性状(一因多效)QTL标记区间;以联合分析检测到13个产量性状相关QTL,其中4个QTL区间与单群体检测QTL区间重叠;越冬栽培稻产量相关性状QTL以加–显性效应遗传为主、上位性遗传效应为辅。本研究将为越冬栽培稻产量相关基因挖掘及育种创新利用奠定基础。     

小麦TaBG的克隆及其在花药开裂中的潜在功能

【目的】β-葡萄糖苷酶（4-β-D-glueosidase,BG）是一种水解酶,可以从糖聚合物或寡聚糖中水解糖苷键释放出非还原性糖基,对控制花药开裂具有重要作用。小麦光温敏雄性不育系BS366在不育环境下花药不开裂,在可育环境下花药开裂或不完全开裂。从BS366中克隆TaBG,分析其在花药开裂中的潜在功能,为进一步解析小麦光温敏雄性不育系花药开裂异常的分子机理提供理论基础。【方法】以不育系BS366花药的cDNA为模板,克隆TaBG;利用生物信息学软件对TaBG及其蛋白结构进行预测,构建系统进化树、预测互作蛋白并对TaBG进行上游启动子元件以及互作miRNA预测;构建TaBG-16318hGFP载体,观察其在小麦原生质体中的亚细胞定位;使用实时荧光定量PCR（qPCR）方法测定TaBG在不育环境、可育环境下不同发育时期花药中的表达量,以及MeJA处理下TaBG及与其互作的tae-miR395a在花药和颖壳中的表达模式。【结果】TaBG属于糖基水解酶超家族基因,全长为1 473 bp,编码490个氨基酸,蛋白理论等电点为8.12,属于不稳定的亲水性蛋白。通过miRNA互作预测,发现TaBG可能受miR169、miR395a等抗逆性相关的miRNA调控。通过蛋白互作预测,发现TaBG可能与氧化还原酶（glucose-methanol-choline oxidoreductase,GMC）、内切葡聚糖酶（endoglucanase,EG）等蛋白互作。TaBG定位于小麦原生质体的液泡中。qPCR结果表明,TaBG在花药发育双室期（stage13)、花药开裂时期（stage14）和衰退期（stage15）中的表达量呈现先升高后下降的趋势。在花药开裂时期表达量最高,并且在不开裂花药中的表达量是正常开裂花药的2.8倍。经MeJA处理后,花药和颖壳中的TaBG均呈下调表达,tae-miR395a表达模式与其相反。【结论】TaBG可能受miR169、miR395a等抗逆相关miRNA的调控,参与花药开裂调控。由于TaBG表达量的升高,增加了不育环境下花药中可溶性糖的含量,进而增加花药中的渗透势,从而减缓花药开裂时的脱水活动,导致花药不开裂。     

F型小麦雄性不育系恢复性研究

F型小麦雄性不育系（FA）是我国近年来发现的新型普通小麦细胞质雄性不育系,该不育系通过小麦品种间近缘杂交获得,具有良好的不育性和恢复性。为了解FA的生态适应性,本研究通过FA与116份恢复性材料进行组合配制,在北京和河南南阳两个试验区进行种植,筛选高恢复性材料和强优势组合。研究发现,FA的花粉粒在两地都表现为瘦小、空瘪,花药成熟后不能完全开裂,主要通过开颖授粉,且在南阳种植的植株花粉碘染率低于北京。通过对FA杂交组合结实率的分析,在北京和南阳分别筛选出结实率大于90%的高恢复性组合72个和25个,分别占比62.07%和21.55%;进一步筛选出北京和南阳两地结实率均大于90%的高恢复性组合22个,占比18.97%,说明FA具有较好的恢复性。比较FA和杂交组合F₁代在北京及南阳两地的结实率,发现在南阳结实率小于5%的低恢复性杂交组合12个,且这些组合在北京的结实率显著高于南阳,推测FA及部分FA的杂交组合具有一定的光温敏特性。将FA与小麦光温敏核雄性不育系BS366具有相同父本的20个组合进行比较,发现FA与BS366的恢复源存在差异,其育性恢复机制存在一定差异。     

氮肥中不同硝化抑制剂DCD添加比例对棉花生长发育及产量的影响

  【目的】  棉花生长和品质对氮素施用量十分敏感，研究在氮肥中添加不同比例的硝化抑制剂双氰胺 (DCD) 对棉花生长发育及产量和品质的影响，为棉花生产提供可行的氮肥管理措施。  【方法】  以农大棉601为材料进行了田间试验。在施氮量240 kg/hm2条件下，设置在氮肥中添加双氰胺比例分别为0% (CK)、1.5% (C1.5) 和3% (C3) 的3个处理，研究各处理棉花生长发育指标、产量和纤维品质的变化。  【结果】  与CK相比，C1.5处理显著提高了棉花初花期、盛铃期、吐絮期株高，蕾期、盛铃期、吐絮期茎粗，蕾期、盛铃期叶面积指数，有利于形成良好的棉花形态特征。与CK相比，C1.5处理显著提高了蕾期棉花叶片叶绿素含量，蕾期、初花期和盛花期可溶性糖含量，蕾期和初花期可溶性蛋白质含量，表明氮肥配施适量DCD对棉花蕾期生理特征 (叶绿素含量、可溶性糖以及蛋白质含量) 产生了显著促进作用。与CK相比，C1.5处理显著提高了初花期、盛花期主茎功能叶干物质量，初花期和盛铃期果枝叶干物质量，5个生育时期茎干物质量；蕾期、初花期和盛铃期蕾干物质量，表明氮肥配施适量DCD对棉花干物质 (茎、叶、蕾) 量产生了明显促升作用。但C3与CK相比，以上各指标之间多无显著差异。两年产量结果显示，C1.5处理均显著高于CK，分别增产812和324 kg/hm2；而C3处理理论产量与CK无显著差异。C1.5和C3处理的伏桃、伏前桃和秋桃棉铃纤维品质各项指标与CK均无显著差异。  【结论】  连续两年的田间试验表明，在不增加施氮量的前提下，在氮肥中配施1.5%双氰胺 (DCD) 可以调控氮素养分的供应强度和时间，不仅提高了棉花生育前期和中期株高、茎粗和叶面积指数，还增加了蕾期、花期叶片叶绿素含量、可溶性糖与可溶性蛋白质含量，提高了棉花的干物质积累和产量，对棉花纤维的品质没有显著影响。而当氮肥中DCD添加比例为3%时，有可能过度抑制了氮素的硝化反应，影响了棉花生育后期氮素的供应，削弱了DCD的有益作用。因此，在常规施氮量不变的前提下，添加1.5%双氰胺是促进棉花生长发育和提高产量的有效措施。     

粗山羊草JAZ基因家族的全基因组鉴定与分析

为了挖掘可用于小麦茉莉酸调控通路及其穗部或花器官发育研究的候选基因,基于已发布的粗山羊草全基因组数据,利用生物信息学分析方法鉴定了粗山羊草JAZ基因家族,并从染色体分布、基因及蛋白结构、启动子顺式作用元件、系统进化关系和基因表达模式等方面对该基因家族的特征进行了比较分析。结果表明,本研究共鉴定到9个粗山羊JAZ基因,命名为AetJAZ1-AetJAZ9。染色体定位结果显示,9个粗山羊草JAZ基因分别定位在2D、5D、6D和7D染色体上,其中在7D染色体上分布最多。进化分析表明,粗山羊草JAZ蛋白与短柄草JAZ蛋白亲缘关系最近,且9个粗山羊草JAZ蛋白被分别聚类到了S5、S12、S13、S16和S20五个亚族中,其中S20亚族有五个粗山羊草JAZ蛋白。启动子分析表明,9个粗山羊草JAZ基因启动子顺式作用元件种类和数量存在差异,推测其各自的功能也存在差异。表达谱分析表明,粗山羊草JAZ基因在粗山羊草不同组织间存在不同的表达特性,且不存在组成型表达基因,其中,AetJAZ1和AetJAZ2表现出明显的组织特异性,分别只在穗部、雌蕊和雄蕊中特异表达。     

瑞利激光雷达探测大气温度廓线

介绍了使用瑞利散射激光雷达探测平流层大气温度的原理,给出数据的反演方法。对模拟数据进行相应的计算分析,探讨提高反演精度的实用算法;在54.6km参考点,对25~55km高度进行温度反演,并将参考温度分别增加和减少5%,进行对比与分析,验证在不同高度上对温度探测结果的影响。     

基础地理信息及村级坐标在暴雨洪涝灾害风险普查中的应用

暴雨洪涝灾害风险普查中需要填写辖区内各中小河流、山洪沟流经区域的乡镇、村信息,在常规地图上很难找到这些信息。介绍通过Global Mapper软件处理各级河流矢量数据,导出KML/KMZ矢量数据文件,在Google Earth中打开河流数据并叠加各乡镇、行政村的坐标,结合水利、国土、民政部门调查到的信息填写普查表格,能显著提高普查工作效率。     

F型小麦雄性不育系育性的遗传分析

F型不育系（FA）是我国近年来新选育的普通小麦细胞质的CMS型不育系,为确定FA育性基因的遗传模型,采用植物数量性状主基因+多基因遗传模型的5世代联合分析方法,以FA/临汾3158、FA/冬81、FA/HB-7三个杂交组合的P₁、P₂、F₁、F₂群体和FA/HB-7的F_2:3群体为试材,分析了FA育性的遗传特性和遗传效应。结果表明,FA育性受2对加性-显性-上位性主基因和加性-显性多对微效基因共同控制,基因互作效应明显。三个F₂群体结实率的主基因遗传率为50.58%~71.77%,多基因遗传率为0~45.58%,环境遗传效应值为3.84%~44.12%;三个F₂群体结实小穗率的主基因遗传率为52.35%~66.36%,多基因遗传率为0~17.77%,环境遗传效应值为25.70%~47.65%。FA/HB-7的F_2:3群体育性在北京、南阳两地的主基因遗传率相差较大,北京、南阳结实率和结实小穗率的主基因遗传率分别为7.50%和5.45%、90.89%和77.83%,多基因遗传率均为0.00%。FA育性以主基因遗传为主,但环境对性状的影响较大,推测FA育性可能具有一定的环境诱导效应。研究结果为进一步改良和利用FA及其杂种优势利用奠定了基础。     

小麦雄性不育系BS366和FA-101的配合力及杂种优势分析

为探究BS型二系杂交小麦及F型三系杂交小麦亲本配合力和遗传率，以BS型不育系BS366和F型不育系FA-101以及16个恢复系为亲本，采用不完全双列杂交（NCII）模式分析了14个杂交组合的7个主要农艺性状的一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）及与杂种优势的关系。结果表明，影响BS366和FA-101组合产量的主要因素的顺序不一致； BS366/济麦12、BS366/凤麦24、BS366/07品151-80和FA-101/川麦21等4个组合的单株粒重超对照优势大于12%，且株高低于对照，绵阳35和凤麦24可作为优良父本使用；杂种优势超对照值与其父本GCA值、组合SCA值具有较高的相关性，且与GCA的相关性要大于与SCA的相关性，但父本GCA值与组合SCA值几乎无相关性； BS366和FA-101两个不育系各性状的一般配合力不同，而且具有相同父本的两组不育系组合的杂种优势趋势、规律以及特殊配合力效应值大多存在差异，因此利用BS和FA两种不育系选育杂交种的策略有所不同。