宁夏枸杞在柴达木高寒地区的适应性及气象因子的关系研究

选择柴达木高寒地区的1300m2的宁夏枸杞种植地,连续观测3年的发育期、产量因素和产量结构,结合当地气象资料,探究宁夏枸杞在高寒地区的适应性。结果表明：柴达木高寒地区宁夏枸杞发育时间为181 d,平均产量为426.52g/m2,产量结构为老眼枝果>夏果>秋果。柴达木地区宁夏枸杞产量与气象因子的Pearson相关显示：局域环境中枸杞产量与各气象因子的关系均不显著(p>0.05),推测枸杞产量可能取决于灌溉。综合表明宁夏枸杞在柴达木高寒地区的适应性较好,但需要合理经营管理。本研究为宁夏枸杞在高寒地区的适应性研究提供了较好的基础。     

柴达木地区枸杞产量与气象条件关系模型构建

在柴杞主产区内选取格尔木市台、诺木洪站2个站点的枸杞发育期及相对应的气温、降水及日照等观测资料,应用逐步回归、概率统计等方法对柴达木地区不同发育时段气象因子对产量的影响进行统计分析,结果表明：（1）枸杞产量与老眼枝开花期间日平均气温,春梢生长期间日最高气温及积温,老眼枝果实成熟期间日最低气温,夏果形成及成熟期间气温日较差,春梢生长及秋梢开花期间的日照总时数达到较高正相关。（2）枸杞产量与老眼枝开花期、老眼枝果实形成期、春梢生长期、夏果成熟期、秋梢开花期及秋果成熟期间的降水达到较高负相关。（3）将影响枸杞产量的关键气象因素与产量进行回归分析,得出柴达木地区枸杞产量与气象条件的关系方程,方程的复相关系数为0.9705,根据构建模型,回代历年产量和2019年实际预报应用,绝对误差和相对误差均较小,预报精度较高,充分说明,选取的5个气象要素能够准确预报该地区的枸杞产量,可以在实际预报业务中应用。     

野生黑果枸杞染色体核型分析

为明确野生黑果枸杞染色体形态结构特征,以青海省柴达木地区黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)为研究对象,采用体细胞染色体常规制片法与显微摄影技术相结合的方法,对黑果枸杞染色体进行了核型检测与分析。结果表明:柴达木地区黑果枸杞染色体数为2n=24,其核型公式是2n=24=18sm+2m+2st+2m (SAT),全组染色体总长度为33.32μm,长臂总长为11.34μm,核型不对称系数(AS.K%)为68.1,属于核型不对称型‘2B’型,在进化程度上属于原始野生种。本研究结果既可为今后选择种内杂交和种间杂交育种提供选择种类的依据,又可为野生黑果枸杞染色体加倍、多倍体等新品种选育等方面研究提供可靠的实验材料和理论依据。     

柴达木枸杞的农业气象观测方法研究与标准制定

依据连续性、广泛适用性和可操作性原则,制定《柴达木枸杞农业气象观测方法》,结合《农业气象观测规范》和柴达木地区枸杞观测试验,制定观测及评定枸杞各个发育期和生长状况、生长量和产量、相关农业气象灾害和病虫害等方法与标准。同时根据实际观测中存在的问题,提出低温冻害、病虫害危害等特殊情况下的解决方法,进一步优化观测标准,实现柴达木地区枸杞气象观测、科研、服务等相关工作的规范性和理论性,以期为高产优质的枸杞特色农业生产提供科技支撑。     

黑果枸杞和宁夏枸杞的多倍体诱导和鉴定

为了获得黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)和宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)的多倍体,本研究分别以这两种植物的种子为原材料,用不同浓度的秋水仙素在不同时间下进行处理。通过茎尖染色体压片法、流式细胞法、叶片下表皮气孔观察法进行鉴定。结果表明:黑果枸杞对秋水仙素的耐性高,而宁夏枸杞的耐秋水仙素性和诱导率更高。黑果枸杞种子在秋水仙素浓度0.1%,处理36 h的条件下诱导率最高,为25%;宁夏枸杞种子在秋水仙素浓度0.1%,处理48 h的条件下诱导率最高,诱导率为33.33%。通过叶片下表皮气孔及保卫细胞大小确定植株倍性实验发现,当黑果枸杞平均保卫细胞长度达到102.07μm左右,宁夏枸杞平均保卫细胞长度达到71.33μm左右时,植株为四倍体的可能性大。该研究为获得大量黑果枸杞和宁夏枸杞多倍体育种材料提供了方法,并通过叶片下表皮气孔观察的方法提高了多倍体鉴定的效率,为进一步选育优良的枸杞新品种提供了新的材料和方法。     

高寒草原草地植被物候期及其与气象因子的关系模式

为进一步探寻高寒地区草地植被物候期生长指标与气象因子间的最佳关系模型,基于近11a的气象和牧草观测资料,采用曲线估计分析法探讨了高寒地区不同年际间草地植被物候期生长指标的变化特征及其与气象因子间的关系。结果表明,不同年际间气温和降水量均无显著差异,草地植被物候期生长指标在不同年际间的表现规律不尽相同。其中2005和2010年草地植被高度显著高于2015年,而植被盖度在不同年际间无显著差异;草地植被产量的变化趋势与植被高度一致。另外,2014年草地植被各生长指标的变异系数最大,分别为85%、55%和94%;而2015年变异程度最小,分别为48%、32%和64%。此外,不同年际间高寒草地植被物候期平均气温与高度无关,而与盖度和产量呈一次函数;年平均降水量与高度、盖度和产量间的最佳拟合模型均呈一次线性方程。由此可见,季节性降水量是驱动高海拔地区草地植被高度、盖度和产量的主导因子。     

基于多元回归的高寒地区油菜产量预测模型

为准确预测高寒地区油菜产量提供方法支持。笔者利用1991—2015年青海省贵南县气象局观测的油菜产量资料和地面气象观测资料,对影响油菜产量的气象因子进行分析。结果表明,影响油菜产量的主要气象因子是春油菜生长期6月、7月降水量。利用多元回归分析法建立了春油菜产量预测模型。用所建立的预测模型对历年油菜产量进行回测,回代效果总体较好。     

土壤生态因子与宁夏枸杞中甜菜碱含量变化的关系

以宁夏枸杞的主栽品种宁杞1号为材料,于2004年7月采用高效液相色谱（HPLC）法测定了同心、中宁、惠农、园林场四个产地的宁夏枸杞中甜菜碱的含量并进行了比较。通过对宁夏枸杞果实中甜菜碱含量与产地土壤理化因子分析,研究不同产地土壤理化因子对枸杞有效成分甜菜碱含量的影响。结果表明：宁夏四个主要产地的宁夏枸杞中甜菜碱含量差异显著,其中中宁含量最高,惠农含量最低;四个产地宁夏枸杞中甜菜碱含量与肥力因子中的速效磷和速效钾有显著正相关,与有机质无显著相关性;宁夏枸杞中甜菜碱含量与土壤盐分含量呈正相关。     

气象因子对辽西地区玉米产量的影响分析

为了掌握在各生育期内影响辽西地区玉米产量的气象因子,以便更加有针对性地开展农业气象服务工作。应用辽宁省西部地区1981—2010年30年6个农业气象观测站玉米主要发育期资料和相应台站气象因子观测资料,结合玉米单产历年资料,利用相关分析等统计方法分析各生育期内日平均气温、最低气温、最高气温、降水量、日照时数等气象因子与玉米单产的关系。结果表明：（1）辽西6个地区30年气象产量的变化特征具有高度相似性,且影响6个测站玉米生长发育的气象因子波动表现的极具区域性;（2）气象因子对辽西地区玉米产量变化构成影响的主要发育阶段为拔节-抽雄期,该阶段内平均气温、最高气温及日照时数与产量呈显著负相关关系;（3）辽西6个地区拔节-抽雄期最高气温大于30~ 31℃及降水量小于10 mm出现日数与产量呈显著负相关关系。     

转录组学挖掘黑果枸杞中花青素生物合成代谢关键bHLH调控基因

黑果枸杞果实中富含花青素,为探究黑果枸杞和白果枸杞的基因表达差异,挖掘控制黑果枸杞黑果性状的主效基因,本研究利用RNA-Seq技术对黑果枸杞和白果枸杞进行转录组测序与生物信息学分析。结果表明,黑果枸杞和白果枸杞中共检测到25 279个基因差异表达,其中12 381个基因在黑果枸杞表达上调,12 898个基因表达下调。KEGG富集结果显示,共有571个差异表达基因参与植物次生代谢产物合成,尤其是在黄酮类和花青素生物合成代谢通路中差异最为明显。黑果枸杞中共有8个参与花青素合成代谢的结构基因的表达量均高于白果枸杞,说明花青素的生物合成可能与黑果枸杞黑果性状相关。调控花青素生物合成的bHLH转录因子CL8159.Contig5＿All的表达水平比白果枸杞增强了2 139.57倍,这个基因很有可能是控制黑果枸杞黑果性状的候选基因。本研究筛选到控制黑果枸杞花青素合成代谢的候选基因,为黑果枸杞的分子遗传机理及进一步的基因功能研究提供了依据。     

黑龙港流域玉米不同生育阶段气象因子对产量性状的影响

明确玉米生长发育不同阶段气象因子与产量的关系,有助于确定区域最适播期。通过调整播期来改变玉米生育期内气候条件,对于抵御阶段性不良气象因子的胁迫并最终实现高产目标有重要意义。本研究以郑单958为试验材料,于2009年至2010年在黑龙港地区中国农业大学吴桥试验站进行分期播种试验,分析产量及产量构成因素与不同阶段气象因子的关系。结果显示: (1)由于年际间气象条件的差异,产量及其构成因素并非简单地随播期变化而变化。(2)在试验设定的高密度条件下,产量提升主要受千粒重的制约,穗粒数次之。(3)产量性状与不同生育阶段的多个气象因子显著相关。穗期、抽雄吐丝阶段的光照条件对穗粒数以及产量有影响;苗期、营养生长阶段气温日较差与产量显著正相关;抽雄吐丝前后的温度条件影响穗粒数;生育期总降水量影响穗粒数和千粒重的提升。该地区在调整播种时间、改进栽培措施时,上述关系应是考虑的重点。生产中可适当早播晚收,选用适宜的中晚熟品种,既可避开生育前期及籽粒形成阶段不利气象因子的影响,又可延长籽粒灌浆时间,充分利用该地区生育后期丰富的光热资源。     

黑果枸杞ISSR-PCR反应体系的正交设计优化

黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)为茄科枸杞属小灌木。果实为黑紫色球形浆果,具有较高的药用价值、营养价值、生态价值和经济价值。该研究以青海省野生黑果枸杞为材料,将对黑果枸杞ISSR-PCR反应产生主要影响的五种因子(Taq DNA聚合酶, dNTP, Mg~(2+),引物和模板DNA)进行L_(16)(4~5)的正交试验,以建立黑果枸杞ISSR-PCR最佳反应体系,并对反应体系进行验证。在此基础上筛选出适宜的ISSR引物,用梯度法优化各引物的最佳退火温度。结果表明:黑果枸杞20μL ISSR-PCR反应体系中包括Taq DNA聚合酶0.02 U/20μL,Mg~(2+) 1.65 mmol/L,dNTP 0.15 mmol/L,引物0.60μmol/L和模板DNA 50 ng;在100条ISSR引物中筛选出16条最适引物,并确定了各引物的最适退火温度为44℃～54.5℃;最佳扩增程序设定为94℃预变性5 min;然后94℃变性20 s,44℃～54.5℃复性1 min,72℃延伸1 min 20 s,共进行38个循环;最后72℃延伸6 min,4℃保存。该体系在黑果枸杞不同样品中所得条带清晰且多态性丰富,有助于后续青海省黑果枸杞种质资源筛选和遗传多样性分析研究。     

不同钠盐胁迫对黑果枸杞种子萌发的影响

通过对黑果枸杞(Lyciurn ruthenicum Murr.)种子在不同钠盐(NaCl、NaHCO3、Na2CO3)溶液中萌发情况的研究,旨在探明黑果枸杞种子在不同盐胁迫下的萌发特性.结果表明:NaHCO3和Na2CO3溶液及其导致的高pH溶液环境对黑果枸杞种子的毒害作用明显小于Na 对黑果枸杞种子萌发的影响.种子对NaCl的耐盐临界值为90.7 mmol/L,极限值为242.2mmol/L.不同钠盐胁迫下黑果枸杞种子胚根和胚芽的受抑制大小顺序为,中性盐NaCl胁迫:胚根＜胚芽;碱性盐NaHCO3和Na2CO3胁迫:胚根＞胚芽.     

黑果枸杞中调控花青素合成代谢的MYB基因克隆与序列分析

黑果枸杞中富含花青素、蛋白质、多糖等多种对人体有益的营养物质,是一种很好的药用植物。本研究对黑果枸杞cDNA进行Solexa高通量转录组测序并用PCR方法克隆黑果枸杞中MYB基因的转录因子Sl AN2。研究结果表明:该基因全长774 bp,编码257个氨基酸,分子量为29 775.84,等电点为7.79,具有两个属于SANT超基因家族的保守区,蛋白具有一定的亲水性,二级结构主要以α-螺旋和不规则卷曲为蛋白质最大量的结构原件,跨膜区分析推测该蛋白质可能不具有跨膜区,主要是在膜外进行作用。进化分析表明:SlAN2基因与番茄、矮牵牛、辣椒等物种的调节基因的亲缘关系很近。本研究为解析黑果枸杞果实中调控花青素合成代谢基因分子遗传机理、为更好的利用花青素提供了科学依据。     

黑果枸杞果实原花青素含量分析

为解决人工种植中缺少判定苗木优劣标准的问题,并为黑果枸杞的栽培利用提供依据,采集来自青海、甘肃、新疆、内蒙古不同种源、不同种植地中野生与人工栽种黑果枸杞果实,测定果实中原花青素含量。结果表明:鲜果原花青素含量内蒙古种源最高,之后依次为青海、甘肃、新疆,内蒙古、青海种源黑果枸杞可作为阿拉善盟地区黑果枸杞优选品种;不同种植地中,种植在额济纳旗的黑果枸杞原花青素含量最高,阿拉善地区的环境指标可作为黑果枸杞种植地参考;人工栽种的黑果枸杞果实原花青素含量高于野生黑果枸杞。     

黑果枸杞LrDREB1基因克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

DREB(Dehydrate responsive element binding factor)转录因子是植物非生物逆境适应中的关键调节因子,该类转录因子具有保守的AP2/EREBP结构域,在低温、高盐等非生物逆境胁迫下,可调控下游逆境应答基因的表达,对增强植物的抗逆能力有重要作用。黑果枸杞具有极强的耐干旱、盐碱能力,为研究黑果枸杞DREB类基因在低温、盐碱响应中的功能,本研究以强抗盐灌木黑果枸杞总RNA为模板,基于前期转录组测序拼接序列,利用RT-PCR方法克隆得到一条DREB基因。该基因含有一个1116 bp的开放阅读框,编码372个氨基酸。系统进化树分析显示,Lr DREB1基因属于DREB亚家族A2组成员,与拟南芥AtDREB2B、AtDREB2E具有较高的相似性。荧光定量PCR结果显示,Lr DREB1受盐胁迫、ABA胁迫和低温胁迫诱导表达,可能参与依赖ABA的信号转导途径,调节黑果枸杞抗盐响应。本研究通过对黑果枸杞LrDREB1基因的克隆、序列分析和表达分析,为研究Lr DREB1的功能及黑果枸杞抗盐机理提供了帮助。     

邢台地区夏玉米生产气候脆弱性分析

为明确邢台地区夏玉米产量波动的气象要素变化规律和玉米生产潜力发挥的限制因子,利用邢台地区17个气象站1971—2006年气象资料和1983—2006年夏玉米单产数据,对夏玉米生产潜力做出估算,以直线滑动平均法分离气象产量,进行了气象要素和气象产量间的通径分析,结果表明：邢台地区夏玉米光合生产潜力为24818kg/hm^2,光温生产潜力为20437kg/hm^2,光温水生产潜力为11723kg/hm^2,分别是现实生产力的3.6倍、2.9倍、1.7倍,水分条件是限制生产潜力发挥的主要因素;夏玉米趋势产量年际间变化较为平稳,气象产量年际间变化幅度较大,农业生产表现出气候脆弱性,生育期总降水量及总日照时数是年际间气象产量波动的主要因素,生育期总降水量与气象产量呈显著正相关,直接通径系数为0.363,气象产量与生育期总日照时数呈显著负相关,其直接通径系数为-0.385;生育期内以旬为时间序列气象因子中,气象产量与6月上旬日照时数、7月下旬平均气温、7月中旬降水量具有显著相关性。综合分析表明,邢台地区夏玉米生产的气候脆弱性与该地区降水量的年际间波动相关,发育关键期光温条件对夏玉米生产也具有重要的影响。     

北方优质粳稻品种产量、品质对温光响应特征及适应性

为探明北方优质粳稻品种对不同温光资源的响应特征及适应性,本试验以北方优质粳稻品种‘松粳9’、‘龙稻18’、‘龙洋16’、‘松粳22’为研究材料,‘吉粳88’为对照,通过跨区种植,进行水稻适应性鉴定,对不同区域种植水稻品种的产量和品质进行了分析,重点研究了北方优质粳稻品质形成与灌浆期各气象因子的相关性。试验结果表明,‘松粳9’、‘松粳22’两个品种的产量与品质性状表现均接近对照‘吉粳88’,适合作为备选品种引进吉林地区;不同温光因子作用下,龙井地区各品种品质性状除蛋白质含量外其他均优于五常地区,分析龙井地区各品种灌浆后期15 d气象因子与品质相关性发现,灌浆后期15 d各气象因子对水稻加工品质影响最大,对食味值影响最小。且北方优质中熟品种在灌浆后期15 d适宜温度区间为日平均温(18.66±2.44)℃、日最高温(23.91±2.66)℃、日最低温(14.66±3.63)℃、温差(9.25±4.01)℃、日平均日照(5.82±3.47)℃。     

用于枸杞品种鉴定的多重EST-SSR标记的建立

针对近年来宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)栽培面积急速增长,从而导致枸杞的栽培品种混杂、退化等问题,本研究运用EST-SSR分子标记技术,开发可用于鉴定宁夏地区七个宁夏枸杞栽培品种的SSR分子标记。结果表明,10对引物能够准确、高效的鉴定宁夏枸杞的七个栽培品种。基于多重引物PCR理论,将这10对引物分成四组,在面对大批量鉴定的情况下,能够大幅减少鉴定的时间成本和经济成本。运用UPGMA聚类分析,绘制宁夏枸杞七个栽培品种的聚类图。结果表明,"宁杞1号"和"宁杞9号"亲缘关系较近,在同一分支上;其它五个品种在另一分支上,其中"宁杞4号"与"宁杞5号"亲缘关系较近。本研究为未来绘制宁夏枸杞的遗传图谱和开发适用于宁夏枸杞的高通用性的SSR标记提供理论基础。     

胡麻新品系95053的选育

胡麻(Linum usitatissimum L)是世界重要的油料作物和纤维作物,在我国年栽培面积在53.3万hm2左右,主要分布在西北、华北的甘肃、宁夏、新疆、内蒙古、山西等干旱高寒地区,是干旱冷凉地区的主要油料作物.胡麻具有抗旱、耐寒、耐瘠薄、适应性广等特性,因此,胡麻的生态适应性与我省的自然气候条件和农业生产条件相一致,具有其他作物不可替代的优势.