日光温室温、湿度模糊控制系统研究

通过模糊控制系统的模型建立和模糊控制器的设计,对日光温室的温度湿度进行控制,使温室达到作物生长的最佳环境。     

水稻芽期耐冷性QTL的分子定位

 以籼粳交密阳23号/吉冷1号的F2：3 代200个家系作为作图群体，构建了一张含有97个微卫星 （SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下，对F3家系进行芽期耐冷性鉴定，并利用SSR标记进行了芽期耐冷性数量性状位点（QTL）分析。研究结果表明，芽期耐冷性在F3家系群中呈单峰连续分布，表现为由多基因控制的数量性状；共检测到与芽期耐冷性有关的QTL 3个，分别位于第2、4 和7染色体上，对表型变异的贡献率范围为11.5%～20.5%。其中，位于第4染色体RM273～RM303的qCTBP4对表型变异的贡献率最大。     

不同生长环境下水稻结实率数量性状位点的检测

以籼稻密阳23与粳稻吉冷1号配制所获得的F_2:3群体200个家系作为作图群体，在北京、昆明、三亚、公主岭和韩国春川等5个点进行水稻结实率的鉴定，并利用SSR标记对水稻结实率数量性状位点进行检测。结果表明，水稻结实率表型值及其在F₃家系群中的分布以及所检测到的QTL数目因生长环境不同而有较大差异，说明QTL与环境有明显的互作效应。水稻结实率在F₃家系群中呈接近正态或偏态的连续分布，是多个基因所控制的数量性状。共检测到与水稻结实率相关的QTL 14个，分布于第1、2、3、4、6、7、8、10和12染色体上，对表型变异的贡献率为4.9%～15.3%。分别位于第1、2、6和12染色体RM1~RM259、RM263~RM6、RM340~RM30、RM270~RM17区间的qSSR1、qSSR2、qSSR6和qSSR12至少在2种生长环境下均检测到，对表型变异的贡献率分别为4.9%～8.4%、4.8%～7.2%、7.6%～10.7%和7.4%～10.4%。以上多数QTL增效等位基因均来自吉冷1号，基因作用方式主要为部分显性或显性或超显性。     

马铃薯早疫病拮抗菌株筛选及其抗菌活性

为更加有效地利用微生物资源控制马铃薯早疫病,采用平板对峙法,筛选马铃薯早疫病病原菌的拮抗菌株,通过含毒介质法探究拮抗菌株的抗菌活性。结果表明:44个供试内生真菌和细菌的菌株中,7株细菌对马铃薯早疫病病原菌有显著的抑菌作用,其中菌株H3的拮抗能力最强,采用平板对峙法显示,菌株H3对马铃薯早疫病病原菌抑菌宽度为5.50 mm;对H3培养基类型进行筛选,含毒介质法显示LB发酵液的抑菌活性最高,16.7%的H3发酵液的抑制率为71.17%;菌株H3发酵液能导致马铃薯早疫病病原菌菌丝形态变化:菌丝顶端出现空泡状的膨大,菌丝隔间细胞变粗变短,原生质收缩。结果说明H3可以拮抗马铃薯早疫病病原菌。     

水稻RIL群体高密度遗传图谱的构建及苗期耐热性QTL定位

【目的】 随着全球气候变暖,高温严重威胁粮食安全,发掘耐热基因资源是培育耐高温新品种和消除高温危害最直接的绿色生态途径,也是阐明耐热生理生化和分子遗传机理的基础。【方法】 构建苗期耐热性鉴定评价方法,以热敏感品种周南稻和强耐热品种赣早籼58号杂交衍生的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL群体进行全基因组测序;依据171个家系的基因型数据,利用滑动窗口法将SNP信息转换成Bin基因型,预测染色体上的重组断点,构建RIL群体高密度BinMap遗传图谱,结合耐热表型数据,运用QTL IciMapping软件完备复合区间ICIM的作图方法,进行高温胁迫下幼苗存活率和耐热等级QTL分析。【结果】 构建了一张包含3 321个Bin标记高密度遗传图谱,各染色体Bin标记数为159—400个,标记间平均物理距离为106 kb;利用逐步高温胁迫方式鉴定亲本和RIL家系幼苗耐热表型,高温胁迫下,幼苗存活率和耐热等级存在极显著负相关性,且幼苗存活率与籼型基因频率存在显著正相关性,籼型基因频率越高,耐热性越好,RIL群体表型性状呈现双峰连续分布,苗期耐热性可能受少数几个主效QTL调控;共检测到12个苗期耐热性相关的QTL,其中,调控幼苗存活率和耐热等级的QTL分别有8和4个,幼苗存活率和耐热等级相关QTL存在遗传重叠现象,形成调控耐热性的主效QTL簇qHTS2、qHTS7和qHTS8,三者在调控苗期高温抗逆中具有重要作用,其中,qHTS7为新发现主效QTL,对增强苗期耐热性具有较强的功效。【结论】 构建了一张包含3 321个Bin标记的高密度分子遗传图谱,解析了耐热品种赣早籼58号苗期耐热基因,鉴定出3个苗期耐热调控关键QTL簇,发掘了一个新主效QTL簇qHTS7,基于高密度遗传图谱高效获取目标区段及候选基因,筛选出8个苗期耐热性调控的关键目标基因。     

水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响

利用籼粳稻杂交后代（密阳23/通88-7、密阳23/TR22183、密阳23/高产102）探讨了水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响。从籼粳稻杂交后代F2和F3中选择的耐冷个体群或系统群与随机个体群或敏冷系统群间进行主要农艺性状的比较结果表明,在F2和F3水稻幼苗期耐冷性选择对秆长、穗长和穗数并不产生显著的影响,但选择获得的幼苗期耐冷性强的F2个体群的孕穗期耐冷性(结实率)、F3系统群的分蘖期耐冷性(赤枯度)和孕穗期耐冷性(结实率)均显著强于随机个体群和敏冷系统群;在冷水处理下F3幼苗期耐冷性强的耐冷系统群的产量显著高于敏冷系统群。提出在水稻幼苗期以叶赤枯度来选择幼苗期耐冷性强的个体是获得高产耐冷后代材料的有效途径。     

水稻孕穗期耐冷性QTLs分析

本研究以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2∶3 代200个家系为作图群体,在韩国春川进行冷水胁迫下水稻耐冷性鉴定,并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻孕穗期耐冷性及其相对耐冷性进行数量性状位点（QTLs）分析。研究结果,在第1、2、4、11和12染色体上检测到与孕穗期耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5     

海河夏季浮游植物丰度与环境因子的相关性研究

为研究海河夏季浮游植物与环境因子的关系,2013年8月对海河浮游植物群落结构及水质因子进行了监测,并运用灰色关联分析方法对浮游植物丰度与环境因子关系进行了相关性分析。结果表明：海河夏季浮游植物丰度从上游至下游呈降低趋势：最高点出现在金汤桥,为12021×104ind／L;最低点出现在二道闸,为583×104ind／L。灰关联分析结果表明：对海河浮游植物丰度影响最大的环境因子是氮磷比,因此,控制氮磷输入对海河水质健康极为重要。     

粳稻发芽期耐碱性的QTL检测

 以粳粳交高产106/长白9号的200个F2:3株系为作图群体,在0.15% Na2CO3溶液碱胁迫下,进行了水稻发芽率及其相对碱害率的鉴定评价,并以SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻发芽率及其相对碱害率进行了数量性状基因座(QTL)检测。结果表明,在F3株系群中水稻发芽率及其相对碱害率均呈单峰接近正态的连续分布。共检测到碱胁迫下与水稻发芽率相关的QTL 7个,对表型变异的贡献率范围为4.05%～12.61%,其中位于第6染色体RM225-RM204区间的qGC 6和位于第9染色体RM219-RM3700区间的qGC 9对表型变异的贡献率分别为12.61%和10.85%。共检测到与水稻发芽率相对碱害率相关的QTL 6个,对表型变异的贡献率为4.82%～28.07%,其中位于第2染色体RM29-RM221区间的qRGC 2、位于第6染色体RM225-RM204区间的qRGC 6 1、位于第9染色体RM219-RM3700区间的qRGC 9和位于第12染色体RM260-RM3226区间的qRGC 12对表型变异的贡献率较大,分别为28.07％、15.35％、15.61％和18.91％,为主效QTL,但其相应的区间距离均较远,需要进一步深入研究。所检测的QTL增效等位基因主要表现为部分显性和超显性。     

马铃薯早疫病拮抗菌及其抑菌作用研究

为了利用拮抗细菌防治马铃薯早疫病,通过平板对峙试验,筛选出对茄链格孢菌有显著抑制作用的细菌,即解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)D1、嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)he41、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)hd213。生长速率法,检测该三株菌单菌发酵、混菌发酵对茄链格孢菌的抑制作用。结果表明:he41、D1与hd213单菌发酵均对马铃薯早疫病有较强的抑制作用,且抑菌效果随发酵液浓度的增大而增强,在发酵液浓度为4%时,其抑菌率分别为68.59%、62.12%和73.87%;与单菌株发酵相比,该三株菌混菌发酵无增效作用。菌株he41、D1与hd213对马铃薯早疫病具有较大的生物防治潜力。