用高基元微卫星标记分析中国糜子遗传多样性

【目的】开发高基元(4—6)碱基重复微卫星标记,分析种质资源遗传多样性,为糜子遗传和进化研究提供理论基础。【方法】用隶属函数、主成分分析和聚类分析综合评价糜子资源表型多样性,用前期糜子转录组测序获得高基元SSR引物对地理来源差异大的糜子材料进行PCR扩增检测其多态性,用Power Marker 3.25计算遗传多样性参数,用Pop Gen 1.32计算Nei’s遗传距离,用MEGA 5.0进行聚类分析,用Structure 2.2鉴定遗传类群。【结果】96份糜子资源株高和穗长变异最丰富,多样性指数分别为2.08和1.91。PCR扩增发现,占56.29%的85对引物具多态性,其中四、五和六碱基重复引物分别为71对(83.53%)、10对(11.76%)和4对(4.7%)。85个标记扩增产物大小分布为100—450 bp,PIC值平均为0.51,Rp值为1.00—5.75,平均为3.15。四、五和六碱基重复SSR的平均Rp值分别为3.15、2.8和4.0。基于Rp值分析SSR的分布频次,发现85个标记分布区间为0—1、1—2、2—3、3—4、4—5和5—6,分别包含1(1.18%)、15(17.65%)、31(36.47%)、20(23.53%)、12(14.12%)和6(7.06%)个标记,60%(51个)的标记分布在区间2—3和3—4。用85个SSR扩增96份糜子资源,共检测到232个等位变异,每个位点检测到等位变异2—3个,平均2.7294个;62个位点产生3个变异,23个位点产生2个变异;多样性指数为0.2842—1.0633,平均为0.7708;PIC值为0.0400—0.7281,平均为0.4723。不同生态区糜子种质间的遗传距离为0.0093—0.5052(平均为0.1798),遗传一致度为0.6034—0.9907(平均为0.8485)。基于UPGMA将96个糜子基因型聚为4个群组,第一群组主要属于北方春糜子区;第二群主要属于东北春糜子区;第三群组主要属于华北夏糜子区;第四群组主要属于黄土高原春夏糜子区。遗传结构分析将96份试材划分为4个类群,分别代表黄土高原、华北、东北和北方基因库。UPGMA聚类分析和遗传结构分析结果基本一致,均与地理起源相关。【结论】在糜子中构建了85个四、五和六碱基重复微卫星标记,这些高基元SSR的引物分辨率(Rp)高,对不同基因型分辨能力强,PCR扩增多态性好;用其评估中国糜子资源的遗传差异发现,黄土高原春夏糜子区和北方春糜子区资源遗传多样性最丰富。     

施氮时期对糜子产量和氮素利用效率的影响

为研究糜子高产栽培的氮肥运筹模式,以晋黍9号为材料,基肥、拔节肥和开花肥以不同比例施用,共设6个处理(N0,N1,N2,N3,N4,N5)。结果表明:分次施肥较一次性施肥有利于糜子产量的增加,以N4(2∶4∶4)的产量最大,为4 575.62kg/hm~2;产量与单株粒重和株高达到极显著正相关,分别为0.93和0.94;氮素养分利用效率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力都以N4处理最大,氮素养分利用效率较N1(基肥100%)和N2(基肥50%、拔节肥50%)分别提高了19.70%和1.31%;氮肥农学利用率较N1和N2分别提高了25.55%和23.64%;氮肥偏生产力较N1和N2分别提高了8.72%和8.07%。所以基肥、拔节期、开花期按2∶4∶4施氮,可以有效地提高糜子产量和氮素利用效率。     

不同浓度莠去津对谷子田间杂草的防除效果(英文)

该研究比较了不同浓度莠去津(播后苗前喷药处理)对谷子田间杂草的防除效果,为筛选适宜谷子生产的除草剂最佳使用浓度提供理论依据。结果表明:喷施25 d和40 d后,莠去津4 500 ml/hm_2处理株防效和鲜重防效最好,鲜重防效达到83.16%和86.43%,与喷施清水(CK)相比2 250 ml/hm处理增产效果最佳,增产率达到54.31%,3 000 ml/hm_2次之,因此2 250 ml/hm_2是谷子生产中莠去津(播后苗前喷药)使用的最佳浓度。     

烯效唑对谷子幼苗期生长和生理特性的影响探究

以谷子品种晋谷21号为试验材料,采用不同浓度的烯效唑浸种处理,研究其对谷子幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,烯效唑浸种处理可显著降低谷子幼苗植株高度和MDA浓度,显著提高谷子幼苗叶片中SOD和POD活性,增加叶绿素含量。综合比较不同浓度烯效唑浸种处理后谷子幼苗生长及生理特性,以浓度20 mg·L-1烯效唑浸种处理的效果最佳。     

降雨量与旱地糜子产量的关系

为研究干旱雨养旱作农业区降雨量对糜子产量的影响,2012—2017年在忻州市河曲县测定6年期间的降雨数据和糜子产量数据。结果表明:7月份是糜子生育期需水量最关键的月份,当月降雨量约占生育期总降雨量的38.03%～39.92%,降雨量与糜子产量呈极显著正相关,直接决定糜子能否高产;6月份决定糜子出苗率,当月降雨量约占生育期总降雨量的22.49%～22.65%,降雨量与糜子产量呈不显著正相关;8和9月份的降雨量与糜子产量显著负相关。结果表明,在6和7月份降雨量满足的情况下,当地糜子获得较好产量的生育期适宜降雨量为409.3～472.2mm。     

40份糜子资源淀粉组成及含量分析

利用双波长比色法在606 nm处测定直链淀粉的波长,参比波长为480 nm;在538 nm处测定支链淀粉的波长,参比波长为708 nm,测定来源于不同地区的40份糜子淀粉的组成及含量,为优质糜子品种选育提供理论依据。结果发现,23份糜子材料为糯性,17份为粳性;总淀粉含量介于58.43%～75.45%,直链淀粉含量介于0～20.34%,支链淀粉含量介于46.70%～69.61%;各地区糜子直链淀粉含量差异显著,而淀粉含量差异不显著。     

糜子PmASR2基因克隆与表达分析

为了解糜子PmASR2基因在逆境中(干旱、Na Cl、糖及各种植物激素胁迫)的作用,从河曲红糜子中克隆出PmASR2基因,其全长541 bp,保守域长336 bp,共编码112个蛋白,通过生物信息学分析可知,该基因是由缺水胁迫引起的植物ABA/WDS诱导蛋白质(ASR),且为亲水蛋白,糜子PmASR2基因分别在单子叶植物和双子叶植物之间进化保守(76.4%～86.4%),其中,与柳枝稷相似度最高(86.4%)。实时荧光定量PCR结果显示,PmASR2基因在PEG、甘露醇、ABA、过氧化氢、Na Cl、茉莉酸甲酯、生长素、水杨酸胁迫下基因相对表达量均发生改变,并且根>叶>茎,其中,在茎中相对表达量变化不明显。各种胁迫整体上相对表达量随时间增加呈现先升高后降低的变化趋势,赤霉素胁迫下该基因在糜子不同部位(根、茎、叶)中相对表达量未发生明显变化。     

糜子PmNCED1的克隆及其对PEG胁迫的响应

为了解糜子9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因在抗旱中的作用,本研究从黄糜子中克隆了1个9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因,命名为PmNCED1,利用生物信息学软件预测PmNCED1编码蛋白的理化特性和结构特征。结果表明,PmNCED1基因开放阅读框全长1 284 bp,编码428个氨基酸。预测PmNCED1蛋白属于类胡萝卜素双加氧酶家族成员,保守结构为N-端双亲性α-螺旋和4个组氨酸残基,无跨膜结构,AA23-29(-ARLRQER-)和AA284-290(-TGRSTRR-)为核定位信号,AA400为核输出信号,三级结构包括4个α-螺旋和25个β-延伸链;10种植物NCED1的氨基酸一致性为77%~96%。实时荧光定量PCR显示,PmNCED1的表达量随着PEG胁迫时间增加而升高,PEG处理组与对照组生理指标和解剖结构差异极显著(P0.01),表明PmNCED1与PEG胁迫有关。本研究结果为小麦等作物抗旱性改良提供了理论依据。     

生物菌肥对谷子长势指标及产量的影响

【目的】研究不同生物菌肥浓度对谷子植株叶面积、地上生物量、净光合速率和产量的影响。【方法】以晋品谷4号为材料,大田设置0(CK)、450(S₁)、900(S₂)、1 350(S₃)、1 800(S₄)和2 250(S₅) kg/hm² 6种施肥梯度,随机区组设计,3次重复。【结果】开花期施肥处理叶面积显著高于对照CK,以S₄的叶面积最大,为203.03 cm²,比对照CK增长17.00%;开花期谷子地上鲜重和干重都以S₄最大,分别为579.46和153.02 g,并且都显著高于其它处理;在抽穗期、开花期和灌浆期都以S₄净光合速率最高,分别为26.29、22.94和14.02 μmol/(m²·s),均表现出随着施肥量的增加净光合速率呈现先增加后减低的变化趋势,并且不同施肥处理都显著高于对照CK;不同施肥处理产量均显著高于对照CK,随着施肥量的增加,产量增加到峰值出现降低趋势,以S₄的产量最高,为4 995.00 kg/hm²,较对照CK增加17.80%。【结论】生物菌肥作为一种环保型肥料可以代替部分无机肥料,以1 800 kg/hm²的施用量为宜。     

固相微萃取-气质联用法分析黄酒中挥发性成分

采用顶空固相微萃取与气质法分离、分析延安糜子酒和绍兴糯米酒2种黄酒中的多种易挥发性成分。结果表明,从延安糜子酒中共分离得到46种挥发性化合物,其中醇类、酯类、烃类、酚类、醛酮类的相对含量分别为39.292%、23.556%、7.366%、1.888%、4.214%;从绍兴糯米酒中共分离得到27种挥发性化合物,其中醇类、酯类、烃类、酚类、醛酮类的相对含量分别为43.600%、24.904%、1.437%、0.888%、19.316%。2种黄酒中共鉴定出挥发性成分62种,共有的挥发性成分有11种,在挥发性组成上相似,醇类含量最高,酯类次之,两者相对含量占鉴定得到物质总量的50%以上。该试验从黄酒中分析出不同种类的挥发性物质,为研究黄酒中挥发性物质组成提供了数据,也为黄酒感官评价方法奠定了坚实的基础。