利用CRISPR/Cas9技术创建OsCOL9水稻突变体

CRISPR/Cas9系统可对植物的内源基因进行有效定点编辑,为作物的遗传育种提供了新的方向。以感病水稻品种丽江为材料,抗病基因OsCOL9为靶基因,探索该系统对水稻内源基因定点编辑效率以及获得有研究意义的突变体。OsCOL9基因CDS序列全长1 266 bp,编码一个422 aa蛋白,分子量大小约为45.6 k Da,蛋白质结构的N端含有B-box结构域,C端含有CCT(CONSTANS、CONSTANS-Like、TOC1)结构域。设计4个长20 nt的guide RNAs(gRNAs)靶点,靶向编辑OsCOL9基因的CDS起始区域以及外显子的末端,分别由U3、U6a、U6b以及U6c启动子驱动,提取T1转基因植株的基因组DNA并对编辑位点附近的DNA片段进行序列分析。结果表明,T1材料中OsCOL9的碱基缺失数最多可达59 bp,突变次数最多可达11次,取得较好的基因编辑效果。同时本试验出现了脱靶效应,因此着重探讨了降低脱靶效应的方法。由于CRISPR/Cas9系统在进行基因编辑时没有外源基因的导入,加上该技术的快捷、简便,对生物技术与传统育种的结合具有重要实践意义。     

根际氧浓度对番茄幼苗生长发育的影响

为了探究设施园艺作物栽培时适宜的水气环境,采用水培试验,以河南四号和粉珍珠2个栽培番茄品种为研究对象,设置3个氧水平:低氧(0.5~2.0 mg/L)、正常氧(7.0~8.0 mg/L)和饱和氧(14.0~17.0 mg/L)处理,以不通气作为空白对照CK,研究根际不同氧浓度对番茄幼苗植株的形态生长、生物量、根系活力和光合色素的影响。结果表明,随着根际氧浓度的增加,番茄幼苗的长势越好,根系活力增加,但叶绿素含量降低。在处理末期,正常氧处理与饱和氧处理显著提高番茄幼苗的最长根长并增加番茄幼苗的干、鲜质量。其中,在18 d河南四号正常氧和饱和氧处理下总干质量比CK分别增加24.00%和74.86%,而低氧处理比CK降低3.43%;最长根长分别增加67.23%和230.55%,而低氧处理比CK降低1.63%。饱和氧处理下根系更发达健壮,地上部分长势更好,生物量积累最多。因此,在设施园艺栽培管理中,增加营养液中根际氧浓度有利于番茄生物量的积累,进而提高产量。     

承德地区引进食用高粱新品种比较试验

试验对13个引进食用高粱新品种进行比较试验分析,以确定各品种在承德地区的抗病性、丰产性和适应性.结果表明:锦杂108和辽粘3适合承德地区南部无霜期在130 d以上地区大面积推广种植,其它品种可选择种植.     

6种杀菌剂对西瓜炭疽病的防效试验

采用6种杀菌剂对西瓜炭疽病进行田间药效试验。3次药后试验结果表明:50%咪鲜胺锰盐可湿性粉剂和25%吡唑醚菌酯乳油效果最好,防效在73%以上;10%苯醚甲环唑水分散粒剂和25%溴菌腈可湿性粉剂防效次之,防效在67%以上;50%多菌灵可湿性粉剂和80%代森锰锌可湿性粉剂防效较差,防效为50%左右。药剂处理后,50%咪鲜胺锰盐可湿性粉剂、25%吡唑醚菌酯乳油和对照,中心可溶性固形物含量分别为11.8%、12.0%、9.8%;两种药剂比对照分别增产30.96%、28.26%,增产效果显著。因此,推荐50%咪鲜胺锰盐可湿性粉剂和25%吡唑醚菌酯乳油为目前防治西瓜炭疽病的理想药剂。     

藜麦甜菜筒喙象发生规律与防治技术

甜菜筒喙象是北京市新发现的一种危害藜麦的重要害虫。通过田间观察试验,了解该虫的形态特征和生物学特性,明确了在北京地区一年发生1～2代的规律,提出了植物检疫、种子包衣、清洁田地、化学防治和生物防治5种控制措施。      

不同种衣剂对玉米生长及病虫害防治效果

为了筛选适宜玉米生长及病虫害防治的种衣剂配方,选取6种种衣剂,设置5种处理组合,通过田间试验,评价各种种衣剂配方防病虫及助长、增产效果。结果表明,高巧300 mL+顶苗新100 mL+立克秀100 mL+普绿通375 g的助长、增产效果最明显,达到18.5%;防效较好,对地下害虫、蚜虫、褐斑病的防效分别达85.94%、95.09%、77.06%。      

休闲期不同耕作模式对旱地麦田土壤水分、养分及产量的影响

为探索适宜晋南旱地小麦高效生产的耕作模式,以晋麦92为试验材料,设置休闲期深翻/深翻、深松/深翻、深松/深松、常规耕作(对照)4个耕作模式,研究其对土壤水分及养分、作物生长和水分利用效率的影响。结果表明,深翻/深翻、深松/深翻、深松/深松模式较对照休闲末期3m内土壤蓄水量和土壤蓄水效率显著提高,土壤蓄水效率提高达52.5%~91.3%,以深松/深松模式较好;越冬-孕穗期3m内土壤蓄水量提高,且深松/深松模式与对照差异显著;各生育时期单株干物质积累量提高,且越冬-拔节期深松/深松、深松/深翻模式与对照差异显著,孕穗-成熟期各耕作模式与对照差异均显著;穗数、千粒重、产量和水分利用效率显著提高,其中穗数提高22.7%~29.9%,水分利用效率提高15.1%~21.6%,产量提高39.4%~60.3%,以深松/深松模式较好;收获后0~40cm土层土壤有机质平均含量提高2.5%~8.7%,速效磷含量提高11.1%~34.4%,碱解氮含量提高5.1%~20.2%,以深松/深松模式较好。总之,深翻/深翻、深松/深翻、深松/深松模式均能提高土壤蓄水保墒能力,改善养分供应状况,有利于促进小麦干物质积累,最终提高产量和水分利用效率,以深松/深松模式最佳。     

Heterosis and combining ability of seven maize germplasm populations

Understanding the combining ability and heterosis of available germplasm is a prerequisite for successful maize improvement and breeding. The objectives of this study were to analyze the combining ability and heterosis of seven representative maize germplasm populations, and further, to evaluate their potential utility in germplasm improvement. A total of 21 crosses were made among these seven populations in a complete diallel without reciprocals. The parental populations and 21 crosses were evaluated for days to silking (DS), ear height (EH), and grain yield (GY) in the Northeast and Yellow and Huai River maize growing areas in China in 2012. Csyn5, Csyn7, Cpop.11, and Cpop.12 had desirable general combining ability (GCA) effects for DS and EH in both the Northeast China mega-environment (NCM) and the Yellow and Huai River Regions of China mega-environment (YHCM). Cpop.11 possessed a favorable GCA effect for GY in the NCM, as did Csyn5, Cpop.17, and Cpop.18 in the YHCM. Csyn6 and Csyn7 exhibited tremendous yield-enhancing potential in both mega-environments. Additionally, six combinations including Csyn7 × Csyn6, Csyn5 × Csyn6, Cpop.11 × Cpop.18, Cpop.12 × Cpop.17, Csyn7 × Cpop.17, and Csyn5 × Csyn7 exhibited better specific combining ability effects for GY, yield performance, and mid-parent heterosis in the appropriate mega-environment. These results indicated that the seven populations would be very useful for the improvement of related agronomic traits, and the six candidate combinations possessed great potential for further improvement and utilization.     

不同植被措施下排土场边坡细沟发育时空特征

为明确不同恢复年限植被措施对煤矿排土场边坡水土流失的防治效应,采用样方调查法,以内蒙古准格尔旗永利煤矿矿区排土场边坡为研究对象,以裸露边坡(CK)为对照,研究不同恢复年限(1a、3a、5 a)的沙柳方格+沙棘+沙打旺(SHA)和沙柳方格+沙打旺(SA)2种措施对细沟发育的影响。结果表明:(1)1a时CK、SHA与SA措施细沟宽度均集中分布在4～8 cm,细沟深度均集中分布在2～4 cm;3 a时CK、SHA与SA措施细沟宽度则集中分布在4～8 cm、8～12 cm、4～8 cm,细沟深度均集中分布在4～6 cm;5 a时CK与SHA措施细沟宽度均集中分布在8～12 cm,而细沟深度则集中分布在4～6 cm和8～14 cm;(2)CK(1～5 a)、SHA措施(1～5 a)和SA措施(1～3 a)的细沟平均宽分别为7.57～11.35 cm、7.58～13.31 cm和5.57～6.14 cm,细沟平均深分别为3.38～6.23 cm、4.19～10.34 cm、2.59～4.24 cm,三者的细沟平均宽深比分别为2.39、2.12和2.05,平均细沟密度分别为1.52～5.25 m·m–2、1.42～1.68 m·m–2和1.88～2.25 m·m–2;(3)1 a时CK、SHA和SA措施的细沟宽深比随坡长变化幅度较大,随着恢复年限增加,宽深比则呈下降趋势,CK、SHA措施和SA措施的细沟密度和细沟侵蚀量均随坡长增加呈增大趋势;(4)与CK相比,1 a时SHA和SA措施边坡细沟侵蚀模数分别减小25.0%和25.86%,两种措施减蚀效果差别不大,而3 a时则分别减小了61.73%和35.31%,SHA措施减蚀效果显著增强。研究结果可以为矿区排土场边坡的植被合理布设提供科学依据与理论指导。     

昕水河流域径流变化及其对气候和人类活动的响应

开展流域尺度气候变化和人类活动对径流的影响研究是科学制定流域综合管理规划,并实现流域可持续管理的基础。以黄土高原丘陵沟壑区的典型流域——昕水河流域为研究对象,结合流域多年(1958—2015年)气象水文数据,采用M-K趋势检验法分析年降水、年潜在蒸发散和年径流量的变化趋势,运用双累积曲线法分析年径流量序列的突变年份,并根据生态水文分析法与水量平衡原理定量解析流域尺度气候变化和人类活动对年径流的影响。结果表明:1958-2015年,流域年径流量变化呈显著下降趋势(Z=-5.84,p<0.0001),而降水(Z=-0.72,p=0.31)和潜在蒸散发(Z=-0.5,p=0.88)变化趋势不显著。双累积曲线法表明径流量突变点为1974年和2000年,其中,1975—2000年间影响径流减少的主要因素是气候变化,气候变化导致径流量减少的贡献率为73.14%,土地利用方式仅为26.86%;而2001—2015年土地利用变化是影响径流减少的主要原因,其贡献率高达103.81%,可见土地利用变化已成为昕水河流域径流量变化的主要驱动因素。在今后的流域治理中,需合理制定土地利用方案,实现昕水河流域水土资源协调发展。