PROGRESS ON IMPROVING AGRICULTURAL NITROGEN USE EFFICIENCY: UK-CHINA VIRTUAL JOINT CENTERS ON NITROGEN AGRONOM

● Virtual joint centers on N agronomy were established between UK and China. ● Key themes were improving NUE for fertilizers, utilizing livestock manures, and soil health. ● Improved management practices and technologies were identified and assessed. ● Fertilizer emissions and improved manure management are key targets for mitigation. Two virtual joint centers for nitrogen agronomy were established between the UK and China to facilitate collaborative research aimed at improving nitrogen use efficiency (NUE) in agricultural production systems and reducing losses of reactive N to the environment. Major focus areas were improving fertilizer NUE, use of livestock manures, soil health, and policy development and knowledge exchange. Improvements to fertilizer NUE included attention to application rate in the context of yield potential and economic considerations and the potential of improved practices including enhanced efficiency fertilizers, plastic film mulching and cropping design. Improved utilization of livestock manures requires knowledge of the available nutrient content, appropriate manure processing technologies and integrated nutrient management practices. Soil carbon, acidification and biodiversity were considered as important aspects of soil health. Both centers identified a range of potential actions that could be taken to improve N management, and the research conducted has highlighted the importance of developing a systems-level approach to assessing improvement in the overall efficiency of N management and avoiding unintended secondary effects from individual interventions. Within this context, the management of fertilizer emissions and livestock manure at the farm and regional scales appear to be particularly important targets for mitigation.     

巴西橡胶树不同抗风性品系木材胞壁纤丝角

应用X射线（002）衍射的Cave法，对巴西橡胶树的13个具不同抗风力的品系PR107、海垦1、RRIM600、PB86、GT1等主干和枝干木材纤维壁的（微）纤丝角，进行了初步测试分析，结果表明：主和枝干木材纤维壁S2层的纤丝角，在抗风和弱抗风品系之间存在着明显的差异；品系的抗风力与木材纤维S2层纤丝角度有一定的关系，抗风品系的木材纤维壁S2层纤丝角度较小，弱抗风品系的纤丝角度较大；主干木材纤维S2层纤丝角度小于枝干材的纤丝角度。     

核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白预测及其特性研究

[目的]脂蛋白几乎存在于所有细菌中,其通过N端脂质结构锚定在膜中,并参与细胞膜结构构建、维护细胞膜的稳定性、信号转导和转运等过程,同时在维持其生理功能、致病性和耐药性等方面发挥着重要作用.核桃细菌性黑斑病严重危害着我国核桃产业的健康发展,然而,尚未见其脂蛋白信号肽相关研究报道.[方法]本研究基于11个核桃细菌性黑斑病菌的全基因组序列,通过LipoP v1.0在线分析程序预测,从而实现对上述细菌中脂蛋白的预测.[结果]上述细菌中总共有1718个脂蛋白,所含脂蛋白范围为148～164个,所占比例为3.62％～4.02％,脂蛋白长度集中在150～450 aa,其中长度在100～200 aa的脂蛋白数量最多,氨基酸组成以丙氨酸所占比例最高,平均为14.4％～14.8％,而天冬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、色氨酸的含量最低.上述菌株所含脂蛋白氨基酸长度较小,推测与脂蛋白较为灵活地实现其行使功能有关;同时,对上述蛋白特性进一步开展了研究,明确脂蛋白具有1次以上跨膜结构域不多,多数脂蛋白定位在线粒体核胞外,并且在理论等电点、不稳定系数以及总平均亲水性等方面存在着一定的差异,但是总体而言上述菌株中的脂蛋白在理化性质方面具有趋同的特性,此外,少数蛋白不具有信号肽序列,不属于典型分泌蛋白,具有转运肽的脂蛋白数量较少,且预测可靠性不高.进一步对信号肽切割位点特征进行分析,发现在上述1718个脂蛋白中,A(丙氨酸)所占比例最高,在信号肽切割位点-3、-2、-1、1、2处,A(丙氨酸)、A(丙氨酸)、C(天冬氨酸)、A(丙氨酸)、P(脯氨酸)的含量最高,且氨基酸的组成在-3和-1割位点上相对比较保守,属于A-X-C类型,即丙氨酸-任意氨基酸-天冬氨酸.最后,通过遗传关系分析发现细菌性黑斑病菌中脂蛋白序列之间在具有较高同源性以及较近亲缘关系.[结论]核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白在理化性质、亚细胞定位以及转运肽等方面具有趋同性特征,为进一步深入开展核桃细菌性黑斑病菌中脂蛋白的研究提供了重要的理论指导,此外,通过遗传关系分析进一步明确了与细菌性黑斑病菌中脂蛋白之间的关系,为深入探索脂蛋白在细菌性黑斑病菌中的作用奠定了坚实的理论基础.同时,核桃细菌性黑斑病菌分泌系统中SPaseI和SPaseII等不同信号肽类型的外泌蛋白在同源关系上、功能类别上是否保守,是否都具有上述研究结果的(种内、种间的)独特生物学功能还有待进一步深入研究.     

吉林省天然红松居群表型变异分析及多样性研究

  目的  为揭示天然红松居群的表型分化程度及变异模式,以吉林省的6个天然红松居群为研究对象,  方法  采用方差分析、主成分分析、聚类分析及多性状综合评价等方法对红松居群的13个表型性状（针叶性状和种实性状）进行系统分析和综合评价。  结果  （1）除针叶束粗/针叶厚在居群间差异未达显著水平外,其余性状在居群内和居群间均达极显著差异水平（ P < 0.01）。（2）在居群间红松的平均表型分化系数为59.33%,其变异大于群体内（40.67%）。（3）6个居群的平均表型变异系数为11.30%,针叶性状和种实性状的表型变异系数依次为针叶性状（14.56%） > 球果性状（10.48%） > 种子性状（5.87%）。（4）主成分分析结果表明,红松居群表型多样性基本来源为针叶性状 > 种子性状 > 球果性状。（5）利用欧氏距离对红松居群进行聚类分析,将红松6个居群划分为3大类群,分别为P1与P6、P3与P5、P2与P4。（6）利用多性状综合评价法,分别以种实性状（种长、种宽、百粒质量和球果质量）和针叶性状（针叶长、针叶宽、针叶厚、针叶束粗）对天然红松居群进行评价,分别筛选出1个居群。  结论  红松居群具有中等的表型多样性,居群间和居群内均存在丰富的表型变异,研究结果为今后红松种质资源的保护和利用提供基础,为红松优良居群的构建提供材料。      

黑龙江省的西部松嫩平原6个杨树品种光合特征

通过盆栽试验,测定分析了6个杨树品种净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及叶片水分利用效率(WU,E)随光照强度从低到高梯度变化后的表现特征及差异,探讨分析了不同杨树品种光补偿点、光饱和点及光适应幅度.结果表明:随着光照强度由0～1800μmol·m-2·s-1的梯度变化,6个杨树品种叶片净光合速率、蒸腾速率及叶片水分利用效率均随着光照强度递增而增大,各品种间呈现不同程度差异.其中,净光合速率均值由大到小依次为DN113杨(11.35μmol·m-2·s-1)、青山杨(10.93μmol·m-2·s-1)、银中杨(10.52μmol·m-2·s-1)、山新杨(8.71μmol·m-2·s-1)、中黑防杨(8.42μmol·m-2·s-1)、小黑杨(1.67μmol·m-2·s-1);蒸腾速率均值由大到小依次为青山杨(4.87 mmol·m-2·s-1)、中黑防杨(4.47 mmol·m-2·s-1)、DN113杨(4.22 mmol·m-2·s-1)、山新杨(4.10 mmol·m-2·s-1)、银中杨(4.01 mmol·m-2·s-1)、小黑杨(2.87 mmol·m-2·s-1);水分利用效率均值由大到小依次为DN113杨(2.46μmol·mmol-1)、银中杨(2.37μmol·mmol-1)、青山杨(2.04μmol·mmol-1)、山新杨(1.94μmol·mmol-1)、中黑防杨(1.70μmol·mmol-1)、小黑杨(0.27μmol·mmol-1).6个杨树品种中,DN113杨、青山杨、银中杨光补偿点较低、光饱和点较高,对光照适应幅度较宽;山新杨、中黑防杨次之;小黑杨光补偿点相对最高(210.8μmol·m-2·s-1),光饱和点(1516.7μmol·m-2·s-1)相对最低,对光照的适应幅度相对最窄.     

闽楠种实性状表型多样性与环境地理因子的关系

以14个天然分布在6省的闽楠(Phoebe bournei)林为对象,采用巢式分析、冗余分析、热图等方法,探究不同种源间7个种实表型性状变异特征及闽楠种实表型性状与环境地理因子之间的相互关系.结果表明:闽楠种实的表型性状在种源间、种源内均呈极显著差异,平均表型分化系数为70.83％,表型变异主要来源为种源间.种源间,种形指数的变异系数最高(13.33％),果实横径的变异系数最低(7.03％).种源内,湖南永顺的平均变异系数最高,为7.62％,福建延平最低,为4.93％.种子平均变异系数高于果实,表明果实表型性状比种子更稳定.冗余分析得出,在环境地理影响因子中,年降水为影响种实表型性状的主要因素,随年降水增加,种子呈狭长瘦小的生长趋势.热图将种源按种实表型性状分为3类,江西南部种实较瘦小的为第1类;湖南及周边种实较宽阔饱满的为第2类;福建及东南线种实较狭长的为第3类.     

蛋白质组学在番茄非生物逆境胁迫中的研究进展

【目的】回顾近年来蛋白质组学在番茄逆境胁迫中的研究进展,综述蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温、其它)胁迫上的研究进展,为利用蛋白质组学技术进一步研究番茄响应非生物逆境胁迫的分子机制奠定理论基础。【方法】运用统计学方法收集文献资料,并分析汇总蛋白质组学技术在番茄响应非生物(盐碱、干旱、高温、低温等)胁迫的研究文献进展情况。【结果】盐胁迫耐受性(渗透调节,渗透保护,离子稳态,消除氧清除剂,胁迫反应等)与胁迫的持续时间有关;下调的蛋白主要参与代谢和能量转换,上调的蛋白参与信号转导或运输;干旱应答蛋白包括与耐热性和渗透性保护剂的产生、脂质代谢、细胞壁修饰、神经酰胺代谢和丝裂原活化蛋白磷酸化相关的蛋白;蛋白质广泛参与了细胞过程,包括防御/应激反应,离子结合/转运,光合作用和蛋白质合成;最初如何感知胁迫条件,以及植物器官激活了哪些主要反应,可以避免低温胁迫晚期相关蛋白的干扰。【结论】在非生物逆境胁迫条件下,番茄通过改变自身的蛋白质表达水平对各种非生物胁迫作出响应。蛋白质组学研究能够全面揭示番茄响应胁迫时其细胞内蛋白质的动态变化规律,鉴定差异表达的蛋白质,是番茄抗逆生物学研究的重要组成部分。     

Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基在小麦品质育种中的应用

为了研究小麦优质亚基导入效率,进一步提升小麦品质,实现小麦高产、优质性状同步提升,保证国家粮食安全,通过将优质、强筋春小麦‘津强1号’与高产冬小麦‘济麦22’进行人工杂交,将‘津强1号’与品质密切相关的Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基转入‘济麦22’中,筛选农艺性状优良同时利用STS标记筛选含有Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基的后代,结果表明,在经过初步农艺性状筛选出的59个F_3代株系中,33份材料含有Bx7~(OE)优质亚基、41份材料含有Dx5+Dy10优质亚基,27份材料既含有Bx7~(OE)又含有Dx5+Dy10优质亚基。Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基导入冬小麦‘济麦22’的难度较小,但是结合农艺性状后,兼具Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基及优异农艺性状的难度较大,在提升小麦品质时,杂交F_1代应扩大群体量,并在育种低世代引入优质亚基分子标记辅助育种技术,降低育种工作量,同时可对含有目标品质性状的品系进行连续回交,在保证主栽品种的优良农艺性状下提高其品质。本研究为通过Bx7~(OE)及Dx5+Dy10优质亚基提升冬小麦品质提供了新的思路。     

连阴雨寡日照对大棚草莓小气候、产量和品质的影响

为分析冬春季连阴雨寡日照对大棚草莓产量和品质的定量化影响,探究其影响规律,促进草莓生产减灾增收,实验筛选3个连阴雨寡日照天气发生较重的典型受灾年份,将未发生该灾害的相近年份同时段作为对照,对比分析草莓棚内气象要素、果实产量和品质相关指标,根据上述年度数据差异进一步分析了受灾最重年份逐月果实产量品质指标,以探究连阴雨寡日照天气对大棚草莓果实生长、果实产量、品质等相关指标的影响。结果显示,连阴雨寡日照年份与对照年份的棚内各小气候要素差异较明显,与对照年份相比,发生连阴雨寡日照时段的日均温平均偏低2.5 ℃,相对湿度平均偏高13.5%,太阳辐射平均偏低61.4%;连阴雨寡日照年份较对照年份年产量平均减产11.6%,连阴雨导致果实生长迟滞,果实横纵径均较对照年份偏小,果实畸形和病害影响加重,畸、烂果明显比正常年份偏多;连阴雨寡日照年份逐月产量受影响较重,且有滞后发灾特点,该灾害发生时段对可溶性固形物抑制作用较明显,当灾害结束、天气转好后,该指标能在较短时间内反弹。本研究可为下一步开展大棚草莓连阴雨寡日照灾害防御技术研究奠定基础。     

黑土区农田尺度田间持水率的空间变异性研究

【目的】探究黑土区农田田间持水率的空间变异性机制。【方法】利用传统统计学和多重分形方法量化了田间持水率的空间变异强度,分析了造成田间持水率空间变异性的局部信息;利用联合多重分形方法确定了田间持水率与土壤基本物理特性在多尺度上的相关性。【结果】研究区域田间持水率具有多重分形特征,随土层深度增加,田间持水率的空间变异程度先降后增;田间持水率的大值数据对0~5 cm和10~15 cm土层田间持水率空间变异性的贡献较大,小值数据对5~10 cm和15~20 cm土层田间持水率空间变异性的贡献较大;单一尺度上,与田间持水率相关程度最高的土壤基本物理特性在0~5 cm土层是黏粒量和土壤体积质量,在5~10 cm和10~15 cm土层是粉粒量和黏粒量,在15~20 cm土层是土壤体积质量和粉粒量;多尺度上,与田间持水率相关程度最高的土壤基本物理特性在0~5、5~10和10~15 cm土层是黏粒量和粉粒量,在15~20 cm土层是土壤体积质量和粉粒量。【结论】黑土区农田田间持水率的空间变异程度为弱变异,田间持水率与土壤基本物理特性的相关程度在单一尺度和多尺度上有所差异。