间作栽培对宁夏南部山区马铃薯根际土壤真菌菌群结构的影响

根据宁夏南部山区气候和作物的生长特点,设计马铃薯‖玉米（P‖M,行比分别为4∶1,3∶2, 2∶3）、马铃薯‖蚕豆（P‖F,行比同前）、马铃薯不同品种（A‖B‖C,行比1∶1∶1）间作栽培模式,以马铃薯连作为对照,研究马铃薯根际土壤真菌多样性和菌群结构的变化,探寻能够减轻宁夏南部山区马铃薯连作障碍的有效栽培模式。采用基于18S rDNA的末端标记限制性片段长度多态性 (Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP) 技术研究不同间作栽培模式下马铃薯根际土壤真菌的菌群结构和多样性变化,构建真菌ITS克隆文库,利用Genbank数据库比对各栽培模式中ITS序列的测序结果,并作群落结构组成和功能分析。结果表明,马铃薯间作栽培后真菌Shannon-Wiener指数和Simpson指数均有不同程度降低;马铃薯与玉米、蚕豆间作后根际土壤真菌的物种丰富度在门、纲和目的分类学水平上与连作相比明显下降,菌群结构发生较大变化,成熟期马铃薯‖玉米3∶2行比间作模式与连作的差异最大,属的比例下降67.74%。间作栽培后,黑孢属（Nigrospora）、地丝霉属（Geomyces）、圆盘菌属（Orbilia）、枝顶孢属（Acremonium）、四枝孢属（Tetracladium）等9个属的真菌消失,同时新增刺盘孢属（Colletotrichum）、毛壳属（Chaetomium）、巨孢囊霉属（Gigaspora）、小球腔菌属（Pleosporineae）等13个属的真菌,其中马铃薯‖玉米3∶2行比间作后巨孢囊霉属比例高达60.35%。可见,马铃薯‖玉米间作栽培能有效改善马铃薯根际土壤的真菌菌群结构,使其微环境得以改善,缓解宁夏南部山区马铃薯连作障碍。     

农田排水暗管系统施工方法和装备研究现状与展望

农田排水具有防涝、控水和排盐等多重功能,其中暗管排水是当今最有效的大面积农田排水解决方案。暗管系统的施工从完全人工安装、人工结合机械安装,发展到全机械化安装,实现了基于激光/卫星定位系统的坡降和高程（埋深）控制,作业质量和效率显著提高。然而,暗管排水技术专业性强,施工装备复杂,系统实施难度大、一次性投资高。因此,在施工过程中必须结合生产实际选用最宜技术和装备,进一步完善施工规范,积极探索和开发新工法、新材料和新装备,提高施工装备作业能力、效率和质量,依靠技术创新不断降低工程造价和投资风险,提高技术可接受性。此外,还需加强技术培训与国际合作,广泛汲取国际先进经验和教训,将我国暗管排水技术应用提升到世界先进水平,大规模提升我国盐渍和涝渍化土地质量,逆转或恢复日益恶化的盐碱土地生态环境,确保农林产业可持续发展。      

甜玉米品质遗传改良研究进展

甜玉米为具有果蔬和谷物特征的新型农作物,其营养丰富,适口性好,受到国内外消费者和科研人员的广泛关注。甜玉米含淀粉合成缺陷基因,糖类在胚乳中大量积累,是鲜食玉米主要类型之一。根据缺陷基因的不同,甜玉米可分为普甜玉米、超甜玉米和加强甜玉米等类型,不同类型间食味品质和营养品质差异较大。甜度、爽脆度、果皮厚度、风味等是甜玉米的主要食用品质特性,这些性状受微效多基因控制,其遗传研究及育种改良应用均面临很大挑战。目前,甜玉米品质相关的研究取得了一定进展,研究者对甜玉米食味品质（含糖量、果皮厚度等）和营养品质（维生素、矿物元素、蛋白含量等）的主要评价指标进行鉴定和分析,获得了大量研究成果,主要集中在表型变异、遗传力、QTL 位点、候选基因等层面。这些研究的开展为甜玉米营养改良提供了重要的理论和分子基础。对甜玉米品质相关（包括甜玉米形成的遗传基础、维生素 E、果皮厚度、锌含量、玉米黄质和蛋白质含量）的国内外研究进展进行综述,并探讨了甜玉米遗传改良的发展方向,为甜玉米品质改良和优质品种培育提供理论依据。     

成型马尾松针对含铬废水中Cr（Ⅵ）的去除

以废弃的马尾松针为原材料,制备了易回收的成型马尾松针,并用于含铬（Cr）废水的吸附。通过磷酸与羧甲基纤维素钠反应将废弃马尾松针成型化,以重铬酸钾溶液作为模拟含铬废水,研究吸附剂投加量、pH、初始浓度等对成型马尾松针吸附Cr（Ⅵ）的影响。结果表明：成型马尾松针对水中Cr（Ⅵ）具有良好的去除效果,质量浓度为10 mg·L^-1的Cr（Ⅵ）溶液,吸附剂投加量为10.0 g·L^-1时,Cr（Ⅵ）去除率达到99%;成型马尾松针对Cr（Ⅵ）的吸附是一个先快速吸附、后缓慢达到平衡的过程,对于10 mg·L^-1的Cr（Ⅵ）溶液,最终吸附平衡时间为6 h。马尾松针对Cr（Ⅵ）的去除率随着pH的升高而降低,在pH 1~4时,去除率超过90%;成型马尾松针对Cr（Ⅵ）的吸附符合Freundlich模型,吸附过程可以由准一级动力学模型描述;成型马尾松针去除Cr（Ⅵ）的主要机制是静电吸附、氧化还原和络合作用。研究表明,成型马尾松针在去除Cr（Ⅵ）方面具有良好的潜力,可实现废弃生物质资源的循环利用和废水中有毒重金属去除的双重目标。     

大豆抗菌核病的全基因组关联研究

找到大豆与抗菌核病强关联的候选位点或候选基因,为抗病基因克隆和抗病分子标记开发提供借鉴,服务大豆抗菌核病育种。对126个加拿大大豆品种的基因组DNA用ApekⅠ酶消化后Illumina Hiseq2000平台测序进行基因分型,供试的126个材料用棉垫接种核盘菌菌丝体进行表型鉴定。采用Structure 2.3.4、SPSS 20.0、TASSEL 5.0和PLINKv 1.07软件分别模拟群体遗传结构、二元主成分分析、邻接法聚类,进行SNP-phenotype和Haplotype-phenotype的关联分析(只考虑加性效应)。最小等位基因频率0.01过滤,得到30 125个SNPs。主成分及群体结构聚类结果中度一致,将126个供试材料划分为2个组群,Kappa聚类一致度检验K=0.44。邻接法(The neighbor-joining algorithm,NJ)聚为3个组群。α≤0.05时,在单个SNP-phenotype的关联研究中,最强关联在3号染色体物理位置34387780、34387823和34387841处(P值都为8.669E-7),可分别解释表型变异的17.80%,其次在20,1,4,17号染色体上。Haplotype-phenotype的关联分析中,最强关联在17号染色体物理位置5575883/5647814/5648648/5734897处(P值为1.038E-6),可解释表型变异的17.56%。200 kb范围内,3号染色体上的候选基因有Glma.03g129100、Glma.03g129200、Glma.03g129300、Glma.03g129500、Glma.03g129800、Glma.03g129900。17号染色体上为Glma.17g071300、Glma.17g072200、Glma.17g073300。     

不同水稻种质中渗透胁迫抗性基因DREB2A的遗传多样性分析

本研究旨在分析转录因子DREB2A基因在不同水稻种质中的遗传多样性,以期为水稻耐渗透胁迫遗传改良提供分子工具。利用单倍型分析、系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析,对85份不同类型水稻种质中DREB2A基因的功能性核苷酸序列变异及遗传多样性进行了研究。共鉴定出55个核苷酸变异位点,其中12个位于编码区,43个位于非编码区;鉴定出12个DREB2A等位基因型,其中来自非洲栽培稻(Oryza glaberrima)的3个等位基因型表现大片段变异;根据DREB2A基因的序列变异鉴定出39个单倍型,其中33个为新单倍型;将所有单倍型分为三组（Group I、II和III）,其中非洲栽培稻(Oryza glaberrima)中的10个单倍型单独分为一组(Group III);系统进化树、遗传距离和密码子偏好性分析均表明Group III与其他两组具有较大差异。对85份不同类型水稻种质中DREB2A基因的序列分析表明,非洲栽培稻(Oryza glaberrima)中的DREB2A等位基因在序列变异、系统进化关系和密码子偏好性方面均明显不同于其他种质材料中的等位基因。     

甜樱桃花芽不同发育时期内参基因的筛选与验证

为了筛选甜樱桃花芽不同发育时期均稳定表达的内参基因,以甜樱桃桑提娜和黔樱一号不同发育时期花芽为材料,通过qRT-PCR技术检测28S rRNA、EF1-a1、EF1-a2、UBC、RPL13、18S rRNA、RSP3、CYP40、ACT2和α-TUB3等10个常用看家基因的表达水平,并利用GeNorm、NormFinder和BestKeeper综合评价其表达稳定性。结果表明,EF-1a2和RSP3在所有样品中稳定性最好。分别以EF-1a2、RSP3及EF-1a2+RSP3作为内参基因检测不同发育时期花芽生长素运输载体AUX1基因及生长素响应因子ARF基因的表达模式,该2个基因在不同内参基因标定下表达模式相同。表明EF-1a2、RSP3及EF-1a2+RSP3可作为甜樱桃花芽不同发育时期的内参基因。     

纳米磁珠联合PCR检测甘蔗杆状病毒方法的建立和初步应用

本研究通过对DNA提取裂解液的成分和用量以及裂解时间等因素进行系统优化,建立了一种高通量的磁珠法提取甘蔗总DNA,再进行PCR检测甘蔗杆状病毒(SCBV)的方法。采用核酸自动提取仪,应用纳米磁珠提取甘蔗总DNA,经PCR检测甘蔗杆状病毒,并与以试剂盒提取DNA为模板的PCR检测结果进行比较。结果显示,经优化的裂解液成分为EDTA·Na20.08 mol/L、NaCl 0.8 mol/L、SDS 2%和Tris-HCl0.10 mol/L,裂解时间为20 min,可用于纳米磁珠提取甘蔗总DNA进行SCBV检测。所建立的方法通量高、成本低、耗时短,可用于SCBV的批量检测。     

基于动态规划的电动拖拉机动力电源能量控制策略研究

针对纯电动拖拉机能量利用率低、续航里程不足的问题,提出了基于超级电容和蓄电池复合的纯电动拖拉机动力电源系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,对动力电源系统进行了拓扑结构选型和参数匹配,并以动力电源能耗最低为优化目标,应用动态规划对纯电动拖拉机的动力电源系统进行能量控制策略优化,对动态规划结果以及工况特点进行分析,总结出基于规则的动力电源能量控制策略,利用Matlab/Simulink建模对控制策略进行仿真。结果表明基于动态规划的控制策略能量消耗比基于规则的控制策略能量消耗减少了18%,证明了基于动态规划的能量控制策略在节能降耗方面的有效性。     

水盐胁迫下根系提水作用对土壤盐分与番茄产量的影响

为探究水盐胁迫下番茄根系发生提水作用的可能性及其对土壤盐分分布和番茄产量的影响,利用上下桶分根装置,设定上桶不同水分(W1、W2、W3表示土壤含水率为田间持水率的60%～70%、50%～60%、40%～50%)和盐分条件(S0、S1、S2表示Na Cl添加量分别为干土质量的0、0.2%、0.4%),监测分析了水盐胁迫下根系提水量、上桶盐分分布及番茄产量。结果表明:随着生育期的推进,根系提水量呈现先增加后减小的趋势,其中盐分对番茄根系提水量影响显著,在相同水分处理条件下,盐分含量越高,根系提水量越大;水盐胁迫下,上桶盐分含量与根系提水量呈线性正相关,除W1S0处理外,上桶土壤电导率在提水量达到最大时有所增加;与对照处理W1S0相比,水盐抑制了根系生长,使根系活性显著下降,同一水分处理下,随着盐分的增加,根长、根表面积及根体积减小;盐分对番茄水分生产率有显著影响,在相同水分条件下,盐分越大,水分生产率越大,7种处理中W2S2水分生产率达到最大,而其产量较对照并未显著减小,生育期提水量占需水量的17.73%。本研究对进一步理解作物在"上干下湿"的土壤水盐胁迫下充分利用土壤剖面深层水分来维持上层根系生存和提高水分生产率具有科学价值。