小麦-长穗偃麦草矮秆种质系的鉴定及遗传分析

矮源是进行小麦矮化育种的基础。本研究对2个小偃麦矮秆种质系31505-1和31505-2进行了分子鉴定和遗传分析。结果表明,31505-1和31505-2是2个不同的矮秆小偃麦易位系,31505-1中易位的偃麦草染色体片段位于2D染色体;对矮秆小偃麦种质系与不同株高材料杂交后代的株高和节间长度进行了分析,发现2个种质系的后代致矮率可达16%~23%,其株高的降低主要由节间长度的变化引起的,其中倒2节间与株高的变化相关性最高。本研究对拓宽小麦矮秆种质资源基础具有一定意义。     

水稻主要农艺性状和抗倒性的基因型差异及其相互关系

为明确水稻主要农艺性状对其抗倒性的影响,以黄淮稻区最新育成的28个品种为试验材料,按株高进行系统聚类,分析不同株高类型水稻主要农艺性状、茎秆特征和倒伏指数的基因型差异及其相互关系。结果表明,28个水稻品种主要农艺性状存在极显著基因型差异,株高、穗长、穗鲜重和籽粒产量变异系数分别为11.8%、12.2%、24.4%和9.9%;聚类后不同类群品种穗长、穗鲜重和籽粒产量均随株高增高而增加。所有参试品种倒3、倒4和倒5节位叶鞘长度、节间长度、节间鲜重和倒伏指数等性状均存在显著或极显著基因型差异,变异系数介于8.8%~40.4%之间,且聚类后不同类群品种对应性状参数均随着株高的增高而增加。相关性分析结果表明,供试水稻株高、穗长、穗鲜重及籽粒产量均与基部节间倒伏指数呈显著或极显著线性正相关,相关度依次为株高穗长穗鲜重籽粒产量。说明不同品种水稻主要农艺性状及其茎秆特征存在极显著基因型差异,而这种差异对倒伏指数产生显著影响,其中株高、穗长和穗鲜重影响较大,而产量影响较小。综上,水稻育种过程中可以适当降低株高、减小穗型,通过增加穗数和改善群体质量来实现丰产性和抗倒性的双提升。本研究初步明确了水稻倒伏的基因型差异及其与主要农艺性状的关系,为抗倒伏水稻育种和栽培调控提供了理论参考。     

抗黄矮病小麦种质的遗传分析

以抗黄矮病小麦种质为母本、丰产性品种为父本配制杂交组合,鉴定所有F1代及保留组合6个世代的抗病性,运用不完全双列杂交模式和加权最小二乘法分析抗病基因的遗传效应,根据Castle-Wright方法估计抗病种质的最小抗病基因数目。结果表明:抗黄矮病遗传不符合加性-显性模型,以加性效应为主,抗病基因间存在明显的互作效应,表现为加性×加性和加性×显性;黄矮病抗性遗传力较高,变幅为69.15%～97.75%;抗病种质"02R084"和"02R493"分别含有1对抗病基因,且在不同遗传背景中基因互作方式存在差异。     

水稻脆秆矮生突变体鉴定及基因定位研究

经过氮离子束处理的籼稻品种9311,其M₂代中发现1株茎、叶均较脆且株高偏矮的突变体,暂定名为矮脆(dfr)。该突变体株高74.5cm,而野生型株高为122.9cm;细胞壁成分分析表明,突变体和野生型叶片纤维素含量分别为13.8%和23.8%;半纤维素分别为24.2%和20.6%;突变体和野生型茎秆的纤维素含量分别为22.3%和34.1%;半纤维素分别为30.3%和18.6%;细胞壁其他成分无明显变化。遗传分析表明,该突变体脆性矮生性状受单隐性基因控制;以突变体dfr与02428杂交组合的F₂代群体为基因定位群体,利用SSR分析标记将dfr突变位点定位在2号染色体,位于SSR分子标记的RM5472和RM240之间,遗传距离分别为1.1cM和1.6cM。这些结果为研究脆秆矮生突变体及其基因克隆打下基础。     

钾肥用量对夏玉米干物质和钾素积累、分配及抗倒性的影响

为合理施用钾肥,稳定夏玉米产量,减少倒伏,采用田间试验法,以河北省黑龙港低平原区冬小麦/夏玉米粮田为研究对象,研究钾肥用量对夏玉米产量及其构成因素、体内干物质和钾素积累与分配、茎秆抗倒性的影响。结果表明,增施钾肥促进干物质和钾素在植株体内各器官的运输和分配,植株干物质积累直到成熟期。成熟期,各施钾肥处理籽粒中干物重和钾素分别占整株的51.1%~57.0%和15.8%~20.7%,各处理籽粒干物质和钾积累量分别是灌浆期的1.33~1.61和0.70~0.97倍,整株干物质和钾积累量分别是灌浆期的0.98~1.15和0.75~1.00倍,说明钾和干物质在玉米体内的运输和分配不同步,在施用其他养分时应合理分期调控。施用钾肥增加玉米茎秆抗拉力、抗折力和穿刺强度,以K225处理最大,且茎秆抗拉力和抗折力均在灌浆期最强。同一植株随节位上升茎秆抗折力和穿刺强度下降,基部第3节作用最强。因此,钾肥用量225 kg·hm-2时,不仅促进玉米体内干物质和钾素有效运输、积累和利用,增强其抗倒性,还可提高玉米产量,节约钾肥资源。     

低钾胁迫对不同基因型大豆生长发育的影响

盆栽条件下,通过低钾和施钾两个处理,研究低钾胁迫对不同基因型大豆生长发育的影响。结果表明:在低钾胁迫下,不同基因型大豆的株高、茎粗、分枝数和植株干重均减少,T40的株高和植株干重减少的最小,仅减少1.1%和3.4%;低钾还造成不同基因型大豆主茎节数增加,增加最多的是九农22。在低钾胁迫下,耐低钾品种T40单株荚数增加9%,每荚粒数降低10%,单株粒数降低2%,百粒重降低10%;不耐低钾的大豆品种GD8521单株荚数降低18%,每荚粒数降低10%,单株粒数降低26%,百粒重降低16%。由于产量性状的互作,耐低钾的大豆品种产量保持稳定。     

种植密度对川中丘陵夏玉米茎秆性状及产量的影响

以玉米品种‘正红505’为材料,设置4.50万株·hm~(-2)、5.25万株·hm~(-2)、6.00万株·hm~(-2)、6.75万株·hm~(-2)、7.50万株·hm~(-2) 5个密度处理,研究种植密度对川中丘陵夏玉米茎秆性状及产量的影响。结果表明:随种植密度的增加,株高、穗位高、节间长、茎节长粗比逐渐增加,茎粗、茎粗系数、节间干重、单位茎长干物质重、茎秆压碎强度和外皮穿刺强度逐渐减小,除穗位高外,其余各性状均存在显著性差异;其中,当种植密度增加到7.50万株·hm~(-2)时,第1、3、5茎节的外皮穿刺强度分别较4.50万株·hm~(-2)显著降低27.10%、22.78%和30.80%。在本试验设置的密度范围内,玉米产量随密度的增加而先增后减,在6.00万株·hm~(-2)处获得最大值,与4.50万株·hm~(-2)相比,6.00万株·hm~(-2)显著增产12.02%。随种植密度增加,玉米穗长、穗粗、成穗率、穗粒数和千粒重显著降低,有效穗数和秃尖长显著增加。相关分析表明,茎秆压碎强度与外皮穿刺强度呈极显著正相关(r=0.93**),且茎秆压碎强度和外皮穿刺强度分别与茎粗、茎粗系数、节间粗、节间干重和单位茎长干物质重呈显著或极显著正相关,而与株高、节间长和茎节长粗比呈负相关或极显著负相关。其中,茎秆农艺性状与茎秆压碎强度的相关性更好。单株产量与茎粗、茎粗系数、节间粗、节间干重、单位茎长干物质重、茎秆压碎强度和外皮穿刺强度呈显著或极显著正相关,与节间长和茎节长粗比呈显著负相关。逐步回归分析表明,茎粗系数和单位茎长干物质重对茎秆压碎强度的影响最大。综上所述,种植密度是影响玉米茎秆性状和产量的重要因素,适当增加种植密度可以显著增加玉米群体产量,茎粗系数和单位茎长干物质重可以作为评价玉米茎秆抗倒伏能力的重要农艺指标。     

垄作稻-鱼-鸡共生对水稻茎秆倒伏、穗部性状及产量的影响

为了探究水稻垄作栽培和稻-鱼-鸡共生模式的结合对水稻茎秆倒伏、穗部性状及产量的影响,本文通过设计常规水稻垄作栽培(CK)、水稻垄作养鱼(RF)、水稻垄作养鸡(RC)和水稻垄作养鸡养鱼(RFC)的田间对比试验,研究垄作稻-鱼-鸡共生模式下水稻茎秆倒伏、穗部性状和实际产量的变化。结果表明:2年中4个处理的水稻株高、株鲜重、重心高度和节间长的均值整体无显著性差异。与CK处理相比, RFC和RC处理水稻茎秆节间外径、节间壁厚、穗长和穗鲜重虽呈增加趋势,但均值整体也无显著性差异;水稻产量也保持稳定。RF处理水稻茎秆节间外径、壁厚、穗长和穗鲜重均呈降低趋势,且2019年穗鲜重达显著降低(P0.05);水稻产量2年平均降低为29.98%(P0.05),其余均值整体无显著性差异。2年中RFC和RC较CK处理水稻节间茎秆抗折力平均增加19.69%和8.10%,且2年中RFC的第4和第5节间茎秆抗折力显著增加(P0.05);而RF处理茎秆抗弯截面模量和抗折力整体均呈降低趋势,但均值整体变化不显著。RFC和RC较CK处理水稻茎秆节间最大应力均值降低为17.85%和15.08%,倒伏指数均值降低为4.35%和4.26%,但未达显著水平;RF处理茎秆节间倒伏指数平均增加11.47%,且2018年第3和2019年第2～5节间均达显著性差异(P0.05)。综上所述,垄作稻-鱼-鸡共生和垄作稻-鸡共生模式能够提高水稻穗长和穗鲜重,稳定水稻产量,增加水稻茎秆节间外径和壁厚,提高茎秆抗折力和抗弯截面模量,降低茎秆最大应力和倒伏指数,从而具有一定的壮秆效应和抗倒伏能力。     

切花菊茎秆性状的生长动态与遗传分析

为明确切花菊茎秆性状在不同遗传背景下的生长动态和遗传特性,本研究以亲本茎秆性状差异较大的寒小白×蒙娜丽莎白(MH)和亲本茎秆性状差异较小的QX097×蒙娜丽莎白(MQ)两个杂交F₁群体为试验材料,调查了定植后15、30、45、60、70 d时的株高、茎粗和节间数,比较分析切花菊茎秆性状的生长动态、杂种优势和主基因效应。结果表明,两个组合的茎秆性状生长动态基本一致,与亲本性状的差异程度关系不大。其中,株高和茎粗总体符合S型生长曲线,而节间数的生长曲线不明显;各茎秆性状的相对生长速率在定植后45 d前均较快。MQ组合株高、茎粗和节间数等茎秆性状的平均值在大部分测定时期均高于MH组合;而MH组合株高和定植45 d后节间数的变异系数都高于MQ组合,但是在茎粗性状上没有明显规律性。各茎秆性状的中亲优势率在MH组合中多表现为正值,而在MQ组合中,除了定植后15 d时茎粗的中亲优势率为正值,其他各时期茎秆性状的中亲优势率均表现为负值。主基因+多基因混合遗传模型分析在MH组合的株高和MQ组合的茎粗上检测到2对加性主基因效应,主基因遗传力分别为97.12%和9.33%,而在其他组合或茎秆性状上未检测到主基因效应。本研究结果为菊花营养生长期栽培调控和茎秆性状的遗传改良提供了参考依据。     

水稻橙红色突变体的遗传分析与基因定位

从水稻材料H9808航天诱变的后代中筛选出1株与色素相关的突变体,该突变植株在幼穗分化期新出幼叶的叶脉为橙红色,到拔节后期植株节间及下部约1/3的茎秆均呈现橙红色,在茎杆节底部中心有一橙红色的原点,抽穗时颖壳为橙红色,并保持到种子成熟,遗传分析表明突变体受1对隐性基因控制。在突变体与9311杂交的F2代隐性群体中,利用SSR标记将橙红色基因定位在2号染色体RM5350和RM12601标记之间,遗传距离分别为0.55cM和1.38cM。再利用新设计的InDel标记,进一步将该基因定位在S1和S2之间,遗传距离分别为0.41和0.25,为克隆水稻橙红色基因奠定了基础。     

旱稻(Oryza sativa)/稗草(Echinochloa caudata)//高梁(Sorghum bicolor)三属杂种表现及分析

以旱稻基因型远F2 1 [旱 65 (Oryzasativa) 长芒稗 (Echinochloacaudata) ]为母本 ,高粱(Sorghumbicolor)基因型沈农 1 33为父本 ,进行属间远缘杂交 ,获得三属间杂交实粒种子。对杂交种F0 、F1、F2 代连续观察结果表明 :( 1 )杂交F0 代高度不孕 ,并伴有杂交种发育夭折现象发生 ,结实率仅为 2 63‰ ;( 2 )F1杂种优势明显 ,株高、穗长、1级枝梗数、小花数、结实粒数、结实率、千粒重诸性状超母本优势为 0 61 %～ 2 0 5 6% ;主茎叶片数多于母本 1片 ,总叶面积超亲优势为 1 1 95 % ;F1出现母本没有的红芒、红护颖和紫柱头 3个可遗传性状 ;( 3)F2 除在生育期、株高及穗长等性状发生分离外 ,其典型特征是穗型、芒性、芒色、柱头颜色、护颖颜色等性状发生分离     

甜高粱EMS诱变获得新种质的研究

为创制甜高粱新种质,本研究以甜高粱自交系甜94为供试材料,以甲基磺酸乙酯(EMS)为诱变剂,采用种子浸泡法进行诱变,并调查了株高、生育期、茎粗等性状.结果表明,以半致死率为筛选标准,适宜诱变的EMS浓度和时间为0.20％和16 h;通过对诱变后代的逐代表型进行观察、鉴定和筛选,在M5代共获得18份在生育期、株高、含糖量...     

旱稻(O.sativa)、高粱(S.bicolor)属间远缘杂交种质创新研究

以旱稻基因型远FH 2-1〔旱稻65(O.sativa)/长芒稗(E.caudata)〕为母本、高粱基因型沈农133(S.bicolor)为父本,进行属间杂交旱稻新种质创造研究,分别在F1、F2获得双亲没有的紫色柱头、紫色芒、紫色护颖、紫色颖尖及糯质胚乳5种变异性状。上述性状均能稳定遗传,通过系谱法选育,已获得带有上述新性状的纯合高代品系,部分品系已直接用于旱稻抗逆、高产、优质新品种选育。     

与南瓜矮生基因连锁的分子标记

以中国南瓜(Cucurbita moschata Duch)矮生突变体(矮10)为供体亲本,以印度蔓生南瓜(C.maxima Duch)(蒙日南瓜)为轮回亲本,经6代回交和2代自交选育出S1~S9共9个南瓜矮生近等基因纯合株系,其中S2株系再与蒙日南瓜杂交获得F2分离群体共306株。利用RAPD技术,采用近等基因系(near isogenic lines,NILs)分析法,结果表明,在640条随机引物中,发现RAPD标记S1225-548与矮生单基因D呈现连锁关系,遗传距离为2.29cM。RAPD标记成功转化成更为稳定的SCAR标记SCAR3-398。     

Potassium-Use Efficiency in Upland Rice Genotypes

Potassium (K) uptake is greatest among essential nutrients for rice. Data related to yield, yield components, and K-use efficiency by upland rice genotypes are limited. A greenhouse experiment was conducted to evaluate influence of K on growth, yield and yield components, and K-use efficiency by upland rice genotypes. Potassium levels applied to an Oxisol were zero (natural K level) and 200 mg K kg¹ of soil and 20 upland rice genotypes were evaluated. Plant height, shoot dry weight, grain yield, 1000-grain weight, and spikelet sterility were significantly affected by K and genotype treatments. Genotypes Primavera and BRA 1600 were the most efficient and genotype BRAMG Curinga was most inefficient in producing grain yield. Plant growth (plant height and shoot dry weight) and yield components (panicle number, grain harvest index, 1000-grain weight, and panicle length) were significantly and positively associated with grain yield. However, spikelet sterility was significantly and negatively correlated with grain yield.     

与南瓜矮生基因连锁的分子标记研究

本研究以世界上首次发现的中国南瓜矮生突变体（矮10）为供体亲本，以印度蔓生南瓜（蒙日南瓜）为轮回亲本，经6代回交2代自交选育出S1—S9共9个南瓜矮生近等基因纯合株系，其中S2株系再与蒙日南瓜杂交获得F2代分离群体共306株。利用RAPD技术, 采用近等基因系（Near isogenic lines, NILs）分析法，对上述材料进行分析。在640条随机引物中，发现RAPD标记S1225-548与矮生单基因D呈现连锁关系，遗传距离为2.29cM。并且本研究进一步将此RAPD标记成功转化成更为稳定的SCAR标记SCAR3-398。     

高粱与旱稻属间杂交部分遗传物质导入的F_3及BC_1表型鉴定

以高粱(S.BICOLOR)为母本、旱稻(O.SATIVA)为父本进行属间杂交,F1出现双亲没有的短芒和黄色柱头新性状,并能在F2、F3及BC1稳定遗传。F3在株高、穗长、穗型、分蘖性等性状上仍疯狂分离,并出现父本白色籽粒单株。BC1在株高、分蘖二性状上接近父本,回交效应非常明显,T测定无差异,并出现多子房新性状。高梁与旱稻杂交及回交,能创造变异,产生新性状,对创造矮秆、优质、多子房新种质十分有效。然而,二者杂交后代主体性状仍似母本,只表现父本少数性状,属于部分遗传物质导入。     

饲草高粱新品种晋生粱1号选育报告

为了培育适合当地自然条件的优质、高产、抗逆性强的饲用作物新品种，山西农业大学高粱研究所以不育系A3SX-1A为母本、晋光1R为父本配制杂交组合，经过多年的南繁北育，选育出生物质饲草高粱新品种晋生粱1号。2017 — 2018年参加全国高粱品种区域试验，2 a平均折合产量94 464.3 kg/hm2，比对照品种海牛增产17.2%。生育期143 d，株高400 cm左右，茎粗1.84 cm。该品种可以无限生长，晚熟，生长速度快，抗逆性强。适宜在山西晋中、甘肃张掖、辽宁锦州、辽宁朝阳、内蒙古赤峰地区种植。     

植物性脲酶抑制剂对作物营养和土壤特性的影响

采用15N 尿素进行盆栽试验 ,研究了 4种植物材料 (P1、P2 、P3、P4 )作脲酶抑制剂对高粱和水稻营养效应及土壤特性的影响。结果表明 ,4种植物性脲酶抑制剂对水稻和P1对高粱生长、地上部干重有明显的提高作用 ,且植株叶绿素a b值变幅小。植物性脲酶抑制剂 (除P3外 )提高水稻叶片氨基酸含量 1 2 9%～ 2 5 1 %和植株氮素利用率 5 2 %～ 7 7% ,亦促进高粱植株对氮素的利用。 4种植物性脲酶抑制剂提高两种作物氮素表观利用率 4 3 %～ 1 9 2 %和水稻磷、钾吸收量 ,而对高粱磷、钾吸收有降低作用。植物性脲酶抑制剂能提高两种作物的土壤碱解氮含量。淹水条件下植物性脲酶抑制剂持续作用时间相对较短 ,水稻生长 3 6d ,土壤脲酶活性变化不大 ;高粱生长 48d ,土壤脲酶活性降低 1 0 5%～ 1 8 3 %。