22个冬小麦品种主要农艺和品质性状遗传多样性分析

为了解甘肃天水地区育成冬小麦品种的遗传多样性,提高种质资源的利用效率,以22份冬小麦品种为试验材料,研究了其主要农艺性状与品质性状的变异情况、遗传多样性指数,并进行了主成分分析和聚类分析。结果表明,农艺性状中,穗粒数的变异系数最大(11.5%),千粒重的遗传多样性指数最高(1.75);品质性状中,沉降值的变异系数最大(31.3%),容重的遗传多样性指数最高(1.87)。说明供试材料的遗传多样性较丰富。8个性状的主成分分析结果表明,前4个主成分的累计贡献率为82.636%,用类平均法(UPGMA)将22个品种聚为5类,其中第Ⅰ类群可作为提高品质的材料供育种选择,第Ⅴ类群可作为增产材料供育种选择。     

甜荞产量性状综合评价及AMMI分析

为了评价全国区域试验甜荞品种（系）在山西不同生态区的性状表现、品种稳定性及适应性,本研究以2019—2020年全国甜荞区试的6个参试品种（系）为试验材料,在山西省榆次（E1）、忻州（E2）、大同（E3）3个生态区种植,对参试品种的产量、每公顷株数、株高、主茎分枝、主茎节数、单株粒数、单株粒重、千粒重、生育期等9个主要性状进行考察;采用加性主效应乘积交互作用（AMMI）模型分析和双标图对3个试点进行产量稳定性、适应性及试点鉴别力分析,并对产量相关性状进行变异性分析和遗传相关分析。结果表明,在6个参试品种（系）中,丰产性、稳定性和适应性较好的品种为白荞3号和平荞2号。3个区试点均适宜甜荞品种鉴选,但相比榆次和大同,忻州试点的鉴别力最大。不同试验年份3个试点甜荞品种的产量及相关性状变异较大,6个品种（系）9个性状的变异范围在8.71%～35.80%,平均变异系数达19.34%。其中,变异系数较大的为主茎分枝,然后依次是每公顷株数、单株粒数和单株粒重,株高和生育期变异系数较小。对产量相关性状的遗传相关性分析也表明,株高与主茎分枝、单株粒数与单株粒重、单株粒数与产量以及单株粒重与产量均呈正向遗传...     

番茄自交系农艺性状的表型分析

为探究番茄自交系种质资源的遗传多样性和亲缘关系,以46份普通番茄自交系为试验材料,利用遗传变异度分析、遗传相关性分析、主成分分析和聚类分析等技术对其9个农艺性状进行了综合统计分析。结果显示:在9个农艺性状中,单果重的变异系数最大,达36.8%,而果实硬度的变异系数最小,为12.6%。遗传相关分析结果表明,各性状间存在着复杂的相互关系;综合相关性和通径分析结果,单株总产量与心室数、果实横径、果实纵径、单果重和坐果率5个性状关系最为紧密。主成分分析结果显示株高、坐果率、单株产量和单果重的累计贡献率是84.4%,可以涵盖所有研究性状的主要信息。基于表型数据,在欧氏距离为0.16处将供试材料分为3个类群,国外品种主要集中于第一类群第1、2亚类和第三类群第2亚类,且分布较为紧凑;来自中国的1份野生番茄单独成为第二类群。研究结果明确了不同自交系材料间的表型特异性,为利用番茄自交系杂交育种工作理清了思路,并为加快新品种的选育奠定了基础。     

旱塬冬小麦氮磷肥效及其利用率的变异性研究

多年试验研究结果表明,氮（Ｎ）磷（Ｐ）肥对旱塬冬小麦有显著增产效果,但其随小麦品种、年度波动性很大。Ｎ、Ｐ肥利用率年际间变化很大,且随其用量的增加而降低。１９８４～１９９５年（供试品种“长武－１３１”）Ｎ肥利用率变幅为６．４％～５８．６％,变异系数为４８．７％;Ｐ肥利用率变幅为３．７％～１９．８％,变异系数为３９．５％。１９９６～１９９８年（供试品种“长武－１３４”）肥料用量由４５ｋｇ／ｈｍ＾２增     

中国南瓜海南农家品种资源遗传多样性和亲缘关系研究

为系统评价中国南瓜海南农家品种资源,通过表型变异结合ISSR和SRAP分子标记技术,对中国南瓜海南农家品种进行遗传多样性和亲缘关系分析。表型分析结果表明,在所有观察的农艺性状中,除蔓性、生长势、果柄、果肉质地等4个性状外,其他性状在不同品种间均有不同程度的差异,平均变异系数为34.88%,其中果形的变异最大,部分农艺性状间存在显著的相关性;使用UPGMA法聚类分析可依据叶片大小、叶色和叶尖将28份材料划分为2个类群。ISSR标记和SRAP标记所揭示的遗传多样性水平基本一致,均表明供试品种间存在较大的遗传变异。基于ISSR标记,所有供试品种间的Nei's基因多样性指数H为0.1943,多态性条带百分率PPB为62.90%;基于SRAP标记,H=0.2258,PPB=61.50%;2种标记的UPGMA聚类结果存在显著的相关性,均可将供试品种分为5类,但是其聚类结果与表型分析结果之间相关性较低。综合2种标记的扩增结果,各品种间的平均遗传相似性系数GS值为0.7741,海13和海17亲缘关系最近,而海30与海18遗传基础差异最大。供试中国南瓜海南农家品种间存在较丰富的遗传变异,ISSR和SRAP标记均能有效应用于中国南瓜海南农家品种遗传多样性和亲缘关系研究。研究结果为中国南瓜海南农家品种保护和创新利用提供了科学依据。     

利用ISSR标记分析福云（半）同胞系茶树品种（系）的遗传多样性和亲缘关系

福鼎大白茶和云南大叶茶是茶树育种中的骨干亲本,利用这两个亲本选育了许多优良的品种（系）。本研究利用ISSR标记技术分析了40个福云（半）同胞系茶树品种（系）的遗传变异水平和亲缘关系。14个ISSR引物在供试品种（系）间共扩增出251条谱带,多态性条带的比率为96.4％。引物的PIC值平均为0.94,Rp值平均为29.35,表明引物扩增位点的高多态性和对品种的强辨别能力。40份供试品种（系）的基因多样性指数（H）为0.35,Shannon信息指数（I）为0.52。按母本来源和育种机构对供试品种（系）进行分组分析,结果表明不同品种（系）组间的遗传多样性水平比较接近,遗传变异主要存在于组内品种（系）的个体之间,不同组间基因交流明显。供试品种（系）间的相似系数介于0.52-0.75,根据相似系数矩阵按UPGMA法对40个供试品种（系）进行聚类分析,构建了不同品种（系）间的亲缘关系树状图。福鼎大白茶在树状图中形成单独的分支,在树状图的根基处,其它品种（系）根据遗传距离聚类成不同的类群。来源于同一育种单位的部分茶树品种（系）聚类在同一类群中,但未发现按母本来源区分的独立类群。总之,通过ISSR标记分析,可在基因组水平上进一步了解福云（半）同胞系茶树品种（系）间的遗传变异水平,并进一步明确其亲缘关系,为今后福云（半）同胞系在茶树育种上的有效利用提供依据。     

青藏高原野生老芒麦种质醇溶蛋白遗传多样性分析

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE) 对采集自青藏高原的54份野生老芒麦（Elymus sibiricus L.）种质进行遗传多样性分析,获得下述结果:（1）供试材料共分离出42条带纹,多态率达92.86%。4个电泳分区（α、β、γ、ω）的平均Shannon指数为0.4627,Nei-Li遗传相似系数（GS）变异范围为0.2424~0.9767,平均值为0.5822。说明供试野生老芒麦材料具有较为丰富的醇溶蛋白遗传多样性。（2）对所有材料的聚类分析和主成分分析发现,在GS值为0.562的水平上供试材料可聚成4个大类,绝大部分来自于相同或相似生态地理环境的材料聚成一类,主成分分析显示了相似的结果,即醇溶蛋白图谱类型与材料的生态地理环境具有一定的相关性。（3）基于Shannon 多样性指数估算了5个老芒麦地理类群内和类群间的遗传分化,发现类群内遗传变异占总变异的68.17%,而类群间的遗传变异占总变异的31.83 %。（4）对各地理类群基于Nei氏无偏估计的遗传一致度的聚类分析表明,各地理类群间的遗传分化与其所处的地理生态环境具有较高的相关性。     

寒地野生大豆资源农艺性状的相关性和主成分分析

评价和筛选优异野生大豆农艺性状可为大豆育种提供种质资源.本研究对204份寒地野生大豆资源9个农艺性状进行主成分分析,结果表明:农艺性状变异系数的变幅为14.0％ ～71.4％,多样性指数的变幅为1.46～2.06;筛选出27份特异材料,有8份材料聚集了2个以上特异性状;单株粒重与其它的性状(无效荚数除外)之间均存在显著...     

黄淮海平原小麦保护性耕作对土壤动物总量和多样性的影响

强度的耕作管理使土壤生物多样性下降,也使农业可持续发展面临困难,而实行保护性耕作可以缓解这一问题。通过调查小麦季保护性耕作下土壤动物群落结构,分析了耕作方式和秸秆覆盖对土壤动物群落的影响,采用冗余分析（RDA）并设置协变量的方法对土壤动物数量变异进行了研究。结果表明,弹尾目和蜱螨目是土壤动物优势类群,两者数量之和占总数比例约为80％,土壤动物在表层（0～10cm）分布较大,约占总数的75％。土壤动物类群数免耕高于翻耕,覆盖量越大,个体数量越多。免耕在小麦拔节期有更高的多样性指数,但在成熟期土壤动物优势类群明显,多样性指数下降。相似性指数表现为土壤动物类群对环境具有选择性,翻耕和免耕之间类群差异较大。耕作方式、覆盖数量、土壤层次和时间共解释了土壤动物数量变异量的28．7％,其中时间占最大的变异量,为12．2％,其次是秸秆覆盖处理（8．7％）和土壤层次（6．4％）。耕作方式直接解释的变异量较小,但耕作方式显著影响了秸秆覆盖的作用形式,进一步影响了土壤动物的垂直分布状况。     

辣椒种质表型性状与SSR分子标记的遗传多样性分析

为改良辣椒品种和挖掘新品种选育的特异种质材料,以52份纯化的辣椒种质为供试材料,对18个表型性状进行变异性、多样性和主成分分析,分别基于表型性状及SSR分子标记对供试材料进行聚类分析,并对2种聚类结果进行相关性分析。结果表明,18个性状在不同种质材料之间存在显著差异,平均变异系数为34.57%,平均香农多样性指数为2.47;被提取的前7个成分占表达信息量的78.153%,其中第1主成分占表达信息量的20.991%,且第1主成分在果实直径、果肉厚度、单果重、果形指数、叶片宽度和叶片长度等性状上呈现较高的载荷量;表型性状分析将52份材料分成四类,SSR标记分析将52份材料也分成四类,但2种分类方法的结果之间不存在相关性(r=-0.027,P=0.6050.05),即2种方法得出的结果吻合性不高。本研究结果为辣椒种质资源创新和新品种选育提供了一定的理论依据。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

我国泥石流防治进展

从20世纪50年代开始,我国先后在西部开展了交通沿线和典型区域的泥石流综合科学考察,进行了东川蒋家沟、波密古乡沟、武都火烧沟等10余处泥石流定点观测,在铁道科学研究院西南研究所和中国科学院成都山地灾害与环境研究所建立了大型模拟实验室。针对山区公路、铁路、航道、矿山、城镇、农田、水电工程、风景区等建设与保护中的防灾减灾需求,研发了一系列泥石流监测和预警仪器,建立了单沟和区域泥石流预测预报模型,实现了泥石流预报的气象业务作业;建立了泥石流危险度评价和风险评价模型,提出了泥石流风险分析和风险管理方法;发展了岩土工程措施与生态工程措施相结合的泥石流综合治理技术;开发出城镇、道路、农田、矿山、风景区等泥石流防治模式,构建了系统的泥石流防治理论与技术,实施了大量的泥石流治理工程,取得了较好的减灾实效。我国山区社会经济的发展带来了人口密度与经济密度的增加,使得泥石流防治任务愈加艰巨,对泥石流减灾提出了更高的要求。为了做好泥石流防治工作,应该加强泥石流基础理论研究;发展基于泥石流形成理论的机制预报模式,提高泥石流预报精度;改进泥石流防治工程设计参数确定方法,完善灾害防治技术规程;加强灾害风险管理理论与方法研究,注重地震区泥石流风险预测;同时,认识泥石流的资源化属性,开发资源利用技术。     

Variability in growth and nutrient accumulation in sorghum grown in waterlogged soils

Abstract

Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] is a potential crop for use in lowland paddy soils following rice in the Philippines. Little is known about the variability in sorghum germplasm with respect to yield potential in these soils, or the alterations in mineral uptake which might occur if late season rains resulted in waterlogging. Eight sorghum cultivars including the most widely used Philippine cultivar were grown after rice under flooded or non‐flooded conditions. Flooding was initiated 30 days after seeding and terminated when most cultivars were at or near the boot growth stage. Flooding markedly reduced dry matter production, and delayed bloom date on the average of 5.5 days. Grain yield was reduced about 57% over all cultivars. Early maturing cultivars were not reduced in days to bloom as much as the late maturing types, and there was a significant cultivar x treatment interaction for both bloom date and grain yield. Later maturing cultivars outyielded the other cultivars at physiological maturity in both flooded and non‐flooded conditions. Concentrations of the major nutrients N, P, K, Ca, Mg, and S were decreased in foliage at the boot stage due to flooding. The only nutrient to fall below published “critical” levels in leaf tissue, however, was N, and plants growing in these conditions showed classical N deficiency symptoms. Iron and Mn concentrations were significantly higher in foliage at the boot stage with flooding, but not high enough to be considered toxic. Most differences observed at boot still existed at maturity, but of less magnitude. Marked variability existed in the response among cultivars to waterlogging. It would appear that flooding tolerant genotypes could be selected which would improve existing cultivar choices for use in these difficult soils.     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.