陆地棉棉铃与纤维品质性状的遗传协方差分析北大核心CSCD

采用加性-显性及其与环境互作的遗传模型,分析了陆地棉棉铃性状与纤维品质性状的各项遗传协方差分量。结果表明,绒长与铃纵径呈显著的加性和显性正相关,麦克隆值与铃横径呈显著的加性负相关,与铃形指数呈显著的加性正相关,比强度与铃横径和纵径均呈极显著的加性正相关。除整齐度外,其它4个纤维品质性状与3个棉铃形态性状的基因型相关以正向加性遗传相关为主,因此在低世代间接选择棉铃形态性状对改良纤维品质是有效的。绒长与单铃重、单铃纤维重、单铃种子重和单铃种子数均存在极显著的正向显性遗传协方差,比强度与单铃种子重呈显著的显性遗传正相关。纤维品质性状与4个棉铃内产量因子的基因型相关主要来自正向的显性遗传相关,表明可以通过杂种优势利用实现两者的同步改良。     

基因型×环境互作下小麦氮代谢相关性状的遗传和相关性分析

【目的】选育氮高效的小麦品种,可有效提高氮素利用效率和生产效率,对环境安全至关重要。本文分析了小麦氮代谢相关性状的遗传效应,为小麦氮高效品种选育提供理论依据。【方法】选用7个小麦品种及其组配的12个杂交组合,进行田间盆栽试验。设置3个氮水平,利用基因型与环境互作的加性-显性遗传模型,对氮代谢相关的10个性状进行遗传与相关性分析。【结果】株高、开花期和成熟期单茎干物重、开花期氮素积累量、籽粒氮素积累量和氮素吸收总量主要受加性效应控制,花后氮素同化量受显性×环境互作效应影响较大,氮素利用效率、氮素生理效率以加性×环境互作效应为主。10个性状狭义遗传力总体不高(平均值为0.56),广义遗传力总体较高(平均值为0.881)。互作广义遗传力均达到1%显著水平,表明不同的氮水平对遗传表达有较大影响。氮素利用效率、氮素生理效率和开花期氮素积累量的互作狭义遗传力较大,表明不同氮水平对这些性状的选择效果不同。通过加性效应预测值得出,亲本DK138和JN10的氮素利用效率和氮素生理效率的加性效应为显著正效应。大多数组合的显性主效应与不同氮水平下的显性×环境互作效应在方向上不尽一致,表明小麦氮高效杂交后代的选择宜考虑特定的氮水平条件。显性效应预测值表明,组合JN10×W9903的氮素生理效率显性效应值最大且达到显著水平,是氮素生理效率较高的组合。相关分析表明,两两性状间以加性遗传相关为主。氮素生理效率与株高呈加性正相关关系,达到10%显著水平。除株高和谷氨酰胺合成酶活性外,氮素利用效率与其他性状间以显性环境互作相关为主。氮素利用效率与氮素生理效率之间的显性×环境互作相关系数达到10%显著水平。氮素利用率与氮素生理效率的表现型和基因型相关系数为正值且达1%显著水平。【结论】通过性状分析表明,株高在一定程度上可以作为氮素生理效率的间接选择性状,氮素利用效率与氮素生理效率这两个性状进行协同改良。品种DK138和JN10可作为亲本以提高后代的氮素利用效率和氮素生理效率。杂交组合LM14×W9903表现出良好的后代选育利用潜力。     

不同生态环境对甘薯主要品质性状的影响

为研究甘薯鲜薯总胡萝卜素、淀粉、蛋白质、还原性糖和可溶性糖等主要块根品质特性在不同地区的生态变异,选用"徐薯25"与"徐22-5"杂交所获得的不同甘薯基因型,在4个生态点进行栽插试验,系统分析不同生态环境下甘薯块根主要品质性状的变异规律。结果表明:生态点、年份、基因型、地点×基因型互作、年份×基因型互作对甘薯鲜薯总胡萝卜素、淀粉、蛋白质、还原性糖和可溶性糖的影响均达到显著水平。胡萝卜素表现为基因型×环境互作效应大于基因型效应和环境效应,而其他品质性状均表现为环境效应远大于基因型效应和基因型×环境互作效应;可溶性糖和蛋白质含量的年际效应明显大于基因型主效应或基因型×年份互作效应,而其余3个品质性状的基因型×年份互作效应大于基因型主效应或年份主效应。在4个生态点中,徐州点的胡萝卜素、还原性糖和可溶性糖含量最高,但淀粉含量最低;烟台点的蛋白质含量最高,胡萝卜素含量最低;南昌点的蛋白质含量最低,胡萝卜素含量最高;万州点的还原性糖和可溶性糖含量最低,上述品质性状随纬度变化的规律不明显。值得关注的是,不同环境下,蛋白质含量为烟台点>徐州点>万州点>南昌点,表现出随纬度升高而增大的趋势。不同年份处理间,2008年的胡萝卜素、还原性糖及可溶性糖含量高于2009年,而2008年的淀粉和蛋白质含量低于2009年。淀粉、可溶性糖含量变幅范围在2年间差别不大,而其他3个性状变幅范围在2年间差别较大。各甘薯基因型在不同地点、不同年份间品质性状的变异中,以胡萝卜素变异系数为最大,淀粉变异为最小。     

水稻锌高效营养特性的遗传分析

本试验以耐低锌能力不同的6个水稻基因型为材料,采用双列杂交,在不同锌离子活度下研究了水稻锌高效营养的遗传特性。结果表明,水稻秧苗含锌量和单位锌营养效率虽然存在不同程度的遗传变异,但主要受基因型与环境互作效应的影响,显性与环境互作效应方差在总方差中占57.50%～68.35%,加性与环境互作效应方差在总方差中占10.49%～24.44%。水稻的耐低锌能力与干物质分配(冠/根比)、锌运输能力和锌利用效率有关,它们主要受基因的显性效应控制,其次受基因的加性效应控制。     

模拟铅胁迫下玉米不同基因型生长与铅积累及各器官间分配规律

我国遭受重金属污染的土地中有87%左右是中轻度污染土壤类型,深入研究不同植物对重金属的吸收和转运积累规律,是科学利用植物和土壤资源的重要基础工作。通过玻璃网室盆栽模拟污染的手段,研究了玉米6种基因型在铅中度污染胁迫（800mg·kg^-1）与轻度污染胁迫（400mg·kg^-1）下的植株生长、铅吸收积累及其在玉米不同器官间分配的规律。结果表明,不同铅污染胁迫下,玉米不同基因型的生长及铅吸收量达到极显著差异（P〈0.01）,铅在不同器官之间的分布形式也存在显著的基因型差异。轻度铅污染胁迫不同程度地促进玉米所有供试基因型的生长,而中度污染胁迫下糯玉米基因型生物量最大。与正常土壤对照条件下的表现相比,不同程度铅污染胁迫下基因型申甜1号的生物量增幅最大,表现出较强的铅耐受能力。不同基因型的玉米体内铅积累量随着污染水平的提高而增加,各器官内铅积累浓度差异规律为根〉叶〉茎〉穗。掖单13号具有较强的铅转运能力（TF=0.6628）,申甜1号的生物富集能力最强（BCF=0.0264）,掖单13号和申甜1号均具有较强的铅吸收和积累能力,属于潜在的高积累基因型。但掖单13号根部富集量少而穗部积累多,申甜1号根中铅积累较多而果穗中较少。2个甜玉米基因型果穗内铅积累量较少,其含量符合国家规定的食品生产相应的安全标准。     

玉米叶片叶绿素含量的发育遗传动态及环境互作效应分析

采用包括基因型×环境互作效应的加性-显性遗传模型及非条件和条件的分析方法,研究了不同环境条件下玉米吐丝后不同发育时期叶片叶绿素含量性状的发育动态及其遗传发育规律.结果表明:玉米叶片叶绿素含量在不同发育时期均受到环境变化的影响.控制玉米叶片叶绿素含量的各遗传效应在不同环境条件下存在表达水平上的差异.吐丝至成熟前4个时期性状的表现是以遗传主效应(加性效应VA和显性效应VD)为主,遗传效应表达在不同环境中较为稳定,玉米籽粒成熟期该性状的表现是以环境互作效应为主,此时的遗传效应表达在不同环境中变化较大.玉米腊熟期至成熟期即玉米吐丝后40～50d是控制玉米吐丝后叶片叶绿素含量表现的微效多基因被激活表达最为活跃的时期.一些遗传效应存在发育时期间断表达的现象.     

不同基因型大麦对钾的吸收、积累及分配特性

通过不同供钾水平的土培试验,研究了钾高效基因型大麦Sandrime和钾低效基因型大麦ACWestech对钾素的吸收、积累和分配特性。结果表明：在各生育期,钾高效基因型Sandrime株高和生物量均大于钾低效基因型AC Westech,根冠比小于低效基因型,但钾低效基因型缺钾症状比高效基因型严重;不同钾效率基因型大麦各器...     

粳稻硅素积累与分配对氮素的反应及其基因型差异

以15个常规粳稻品种为材料,设置0 、150、225、300 kg/hm2四种氮素水平,研究水稻硅素积累与分配对氮素的反应及其基因型差异。结果表明,不同生育时期,硅在水稻各器官、全株中的积累量均随氮素水平的提高而增加。随氮素水平的提高,水稻在移栽-拔节和抽穗-成熟阶段的积累比例增加而拔节-抽穗阶段的积累比例减少,在茎鞘中的分配比例减少而叶片和穗中的分配比例增加。不同生育时期,硅在茎鞘、叶片和全株中的含量均随氮素水平的提高而下降,抽穗和成熟期,穗中的硅素含量随氮素水平的提高而下降,至中肥最低,高肥条件下略有回升。不同氮素条件下,水稻硅素的积累与分配特性存在显著的基因型差异,同时各基因型硅素积累与分配对氮素的反应也存在差异。其中,武育粳7号、华粳3号、武香粳9号、香粳20-18、武育粳3号、晚粳4003、早丰9号、华粳2号的硅素积累效率具有随氮素水平的提高保持稳定或相对提高的特性,对于氮肥用量不断增加条件下水稻植株的抗逆性改良具有较好的遗传潜力。     

Cd/Cr复合胁迫下不同品种蔬菜对Cd和Cr积累与转运的差异研究

为筛选土壤重金属复合污染环境下低积累重金属蔬菜的预防品种,提高叶菜类蔬菜质量与安全,本研究采用盆栽试验,比较了Cd/Cr复合胁迫下17个蔬菜品种对重金属Cd和Cr的积累与转运的差异。结果表明,Cd/Cr复合胁迫下,17个蔬菜品种地上部茎叶中Cd和Cr含量差异显著,其含量均值分别为0.645±0.212 mg·kg FW-1和0.222±0.092 mg·kg FW-1,变异系数(CV)分别为32.87%和41.44%;Cd和Cr的转运系数(TF)均值分别为1.031±0.157和0.102±0.028,与对照相比分别增加41.43%和下降37.80%;地上部Cd积累是造成不同蔬菜品种植株生物量下降和耐性差异的主要因子;Cd/Cr复合胁迫下,不同蔬菜品种茎叶中Cd、Cr含量和转运系数的变化与对照相应品种间的变化均呈显著或极显著正相关,表明不同蔬菜品种重金属积累与转运具有遗传稳定性;聚类分析表明,17个蔬菜品种地上部Cd、Cr含量和转运系数由低到高分为4个类群,其中华绿二号(HL2)品种同时具有最低的Cd、Cr积累和转运能力,可推荐其作为Cd/Cr中轻度复合污染土壤环境下的重金属污染预防品种(Cd+Cr-PSC)。本研究为叶菜类蔬菜低积累品种选育及解决中、轻度复合污染土壤的可持续利用和食品安全提供了有效途径。     

黄淮冬麦区南片气象因子对不同品种小麦籽粒特性的影响

2020/2021年度在黄淮冬麦区南片的4个省份分别设置大田试验,选择周麦18、周麦36及爱民蓝麦1号3个不同品质类型的冬小麦品种,分析比较不同气象因子对3个品种小麦产量及品质的影响。结果表明：不同小麦品种特性和试验点生态环境对小麦籽粒长宽、产量及品质的影响均达到显著水平,其中籽粒长度、株高及产量受环境条件的影响大于品种基因型,而籽粒宽度、产量三要素、籽粒淀粉、蛋白质和纤维素含量受品种基因型的影响大于环境条件。从不同试验点气象因子来看,籽粒长宽和千粒重表现一致,主要受抽穗−灌浆中期水分的正向调控和拔节−成熟期气温的负向调控;株高主要受拔节期水分和气温的正向调控;产量和穗粒数主要受抽穗期水分和气温、灌浆中期水分的正向调控;有效穗数主要受拔节−抽穗期日照时数的正向调控。籽粒淀粉含量受拔节后气温、水分的正向调控,受扬花后期日照时数的负向调控,籽粒蛋白质含量则与其相反,纤维素主要受抽穗−灌浆中期水分的正向调控。综上所述,不同小麦品种特性和试验点生态环境对小麦籽粒长宽、产量及品质均存在显著影响;拔节后的平均气温、总供水量及总日照时数对小麦籽粒表型、产量及品质性状的影响存在差异。     

Studying crossover genotype × environment interaction using linear-bilinear models and mixed models

In agriculture and plant breeding the most important genotype × environment interaction pattern is crossover genotype × environment interaction. Procedures using linearbilinear models are used to find disjoint subsets of sites or genotypes with negligible crossover genotype × environment interaction. In terms of correlations, these subsets of sites or genotypes should be such that pairs of sites have nearly perfect positive genetic correlations. Perfect positive genetic correlation between sites is a sufficient, but not a necessary, condition for a non-COI pattern. The main objective of this study was to use the mixed model theory to confirm that the subsets of sites and genotypes formed by using the linear-bilinear models have negligible crossover genotype × environment interaction. If there is no significant crossover interaction in a subset of sites or genotypes, then the mixed model should be able to confirm this by nonrejection of the hypothesis that the covariance structure has perfect genetic correlation. Mixed model analysis of results from two multisite cultivar trials confirmed the validity of the procedures using linear-bilinear model methods for clustering sites and genotypes into noncrossover genotype × environment interaction subsets.     

夏尔希里地区土壤重金属含量特征及空间变异分析

以夏尔希里地区为研究区,对土壤样品中Co,Cr,Cu,Mn,Ni共5种重金属的含量特征和空间分异规律进行了研究,采用单因子和内罗梅法分析土壤重金属的污染程度,并利用地统计学方法分析研究区土壤重金属的空间分异特征等。结果表明:研究区5种土壤重金属含量为:Mn > Cr > Cu > Ni > Co,5种重金属和有机质均属于中等变异强度;相关性分析结果显示:Co与Cu,Mn呈现显著相关;Cr与Cu,Ni有显著正相关;有机质与Cr,Mn,Cu,Ni均呈现正相关;重金属含量空间分异特征整体表现为绿洲区 > 荒漠区 > 山地森林区;重金属污染评价结果为:Co和Mn属于轻污染,Cr和Ni处于警戒线,属于尚清洁状态。     

土壤有效态重金属提取剂选择的研究

利用5种不同的土壤重金属浸提剂,研究了土壤有效态重金属含量与玉米重金属含量的关系,并提出了一种新的土壤有效态重金属的浸提剂。结果表明:0.1mol/L HCl,0.05mol/L EDTA-2Na,0.1mol/L CaCl2,0.1mol/L HAc-NaAc,0.05mol/L DTPA提取的化学有效态重金属与玉米根、茎、叶中重金属Cu、Zn、Cd、Pb大部分呈显著或极显著相关,但各化学提取剂提取的有效态Zn、Cu与玉米籽粒Zn、Cu的相关性较差。利用柠檬酸-酒石酸为提取剂提取的重金属含量与玉米籽粒中重金属的含量有着相对较好的相关性,是一种预估玉米籽粒中重金属含量的较好办法。     

南京栖霞重金属污染区植物富集重金属效应及其根际微生物特性分析

以南京栖霞重金属污染区5种植物及其根际土壤为研究对象,对植物富集重金属特征以及重金属含量与根际土壤细菌数量、土壤酶活性等的相关性进行了调查分析。结果发现,植物根际重金属污染物以Zn和Cd为主;重金属污染地区的植物有较强的吸收重金属能力,龙葵和茼草具备了超积累植物的基本特征;植物根际细菌和Pb抗性细菌的数量达到了107CFU g-1土;根际土壤酶活性未受到重金属的毒害或受到的毒害很小;植物体中重金属含量与土壤重金属含量及其存在状态、土壤酶、土壤重金属抗性细菌有显著的正相关性。根际土壤细菌尤其是具有重金属抗性的活性细菌可能会促进土壤重金属的活化,由此促进植物体对重金属的吸收和转运。     

Natürlicher gehalt und anthropogene anreicherung von Schwermetallen in den Sedimenten von Elbe, Eider, Trave und Schwentine

The sediments of four rivers in Northern Germany were analysed for heavy metals. 371 sediment samples were taken from 24 investigation sites of the rivers Elbe, Eider, Trave and Schwentine and from North Sea tidal flat areas. Within each investigation site strong positive relationships exist between the heavy metal contents and the contents of the fine size fractions < 2 μm and < 20 μm of the sediments. To compare the metal contents in the sediments from different areas, differences in grain size were eliminated by computing the metal contents for a clay content of 25% by means of regression equations.The fluvial sediments at a few inland investigation sites, as well as the tidal flat sediments are not detectably polluted with heavy metals. Their metal contents could be used as background values for computing enrichment factors of polluted fluvial deposits.Sediments from the river Elbe in and upstream of the port of Hamburg, and from some parts of the rivers Eider and Trave near industrial and densely populated districts, are highly enriched with heavy metals. The highest enrichment factors are for Hg 85, Cd 56, Pb 37, Cu 34, Zn 29, As 19, Cr 6, Ni 4 and Co 3 times the background values.The ecological importance of the heavy metal contents in the sediments is discussed.     

沿海滩涂区土壤重金属含量分布及其有效态影响因素

为揭示沿海地区土壤重金属含量的空间分布特征及其与自然、人为因素的关联,以近年来围垦开发强度较大的江苏沿海某滩涂区为研究对象,采用经典统计与地统计相结合的方法研究了表层土壤主要重金属Pb、Cr、Cd、As全量与有效态含量状况及其空间分布,分析了沿海滩涂区土地利用方式对重金属含量的影响,探讨了重金属有效态含量与土壤理化性质的相关性。结果表明:目前研究区土壤环境质量状况良好,土壤Pb、Cr、Cd、As均呈累积趋势但基本都低于土壤环境质量一级标准值;土地利用方式不同程度地影响了Pb、Cr、Cd全量与有效态含量,As全量与有效态含量受土地利用方式影响较小;研究区土壤Pb、Cr、Cd全量与Pb、Cr有效态含量具有明显的趋势效应,且研究区土壤重金属全量与有效态含量的空间分布受大尺度的潮汐作用与小尺度的人为因素的共同控制;土壤Pb、Cr、Cd有效态含量与黏粒含量、阳离子交换量和p H显著负相关,与有机质呈显著正相关,土壤As有效态含量仅与土壤p H显著正相关。本研究为沿海滩涂区土壤重金属源头减量、活性钝化、污染消减与风险防范提供科学依据。     

Industrial Pollutants Tend to Increase Genetic Diversity: Evidence from Field-Grown European Scots Pine Populations

The effect of heavy metal and gaseous pollution on genetic make up due to selection and mortality was studied in eight European Scots pine (Pinus sylvestris L.) populations. Genetic structure of these populations was evaluated after 13 years of growth at two sites, one located in the vicinity of a copper smelter in Glogow (southern Poland) and another in a control area (Kornik, central Poland). Based on data from 10 enzymatic loci, studied by starch gel electrophoresis, the following genetic parameters were characterized: mean number of alleles and genotypes per locus, heterozygosity and genotype polymorphism index, genetic diversity among sites and genetic similarity according to Nei and Roychoudhury. Most of the parameters differed both between sites as well as between pairs of populations. Mean multilocus observed heterozygosity and genotype polymorphism indices were 8% and 6% lower respectively at the control site than in the polluted one. Populations from the site polluted by heavy metals demonstrate higher genetic diversity then those from the control. Genetic similarities showed differentiation of particular populations from both locations in response to industrial pollution. These results provide evidence that the general pattern of adaptation strategy of populations to pollution stress is connected with increasing genetic variation. The best isoenzymatic markers for monitoring changes in the genetic structure of Scots pine populations under the influence of industrial pollution are fluorescent esterase (FEST), glutamic-oxaloacetatic transaminase (GOT-A and GOT-B), alcohol dehydrogenase (ADH), malate dehydrogenase (MDH-A) and shikimate dehydrogenase (ShDH-A) loci.     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C（MBC）、N（MBN）和P（MBP）、土壤基础呼吸、代谢商（qCO2）及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

重庆市主城区街道地表物中重金属的污染特征

分析了重庆市主城区街道地表物的基本性质及As、Cd、Cr、Cu、Hg，Ni、Pb，Zn等元索的全置、模拟酸雨（pH4．5）的浸出量。结果表明：各功能区中街道地表物的自然组成均以中等粒径的为主；就元素而言，粒径越细对重金属的贡献率越高；就功能区而言．细粒径与中等粒径的颗粒对重金属贡献率较为接近。街道地表物呈碱性，有潜在的有机物污染。重庆市主城区街道地表物重金属元素含量有较大的差异，受人为活动干扰严重的重金属种类为Cr、Cd、Hg、Cu。内梅罗指数评价结果显示除Ni外，其他元素均有不同程度的污染，各功能区均受到重金属的严重污染。重庆市主城区街道地表物中的重金属只与其中的磷素含量显著正相关。     

绿色食品产地土壤重金属空间分布与污染评价

为研究绿色无公害食品产地土壤重金属的含量与分布状况,以慈溪市周巷镇为研究区,利用综合指数法对土壤中重金属的含量进行评价,应用地统计学的方法分析土壤重金属含量的空间变化,并绘制土壤重金属的空间分布图。结果表明：以当地土壤重金属的自然背景为评价标准,所研究的8种重金属单项污染指数均大于1,说明8种重金属在该区均产生污染。以内梅罗指数法计算的土壤重金属综合污染指数为1.54,处于轻微污染的级别。研究区由北向南随地理位置和土地利用方式的不同,土壤中重金属含量有逐渐增高的趋势。不同剖面土壤重金属含量的研究表明,土壤中重金属有表聚和亚表聚的特征,随取样层次的加深,土壤中的重金属含量逐渐减少,说明土壤中的重金属含量受到人类活动的强烈影响。