孔雀草杂交组合遗传效应分析

【目的】孔雀草( Tagetes patula )是菊科万寿菊属一年生花卉,具有很高观赏价值和经济价值。优势育种是培育草花新品种的重要途径。本研究探究四倍体孔雀草优势育种后代是否具有杂种优势,并分析其遗传效应,为孔雀草的优势育种提供理论依据。【方法】对孔雀草6个母本（K2、K3、K4、K5、K15、K17）和3个父本（K6、K8、K13）采用NCII不完全双列杂交设计,并测量亲本和18个杂交组合的始花期、盛花期、株高、冠幅、分枝数、花朵数、花葶长、花径、花心径、舌状花数和管状花数等11个园艺性状。利用Excel软件对后代园艺性状进行杂种优势分析;利用DPS软件分析后代园艺性状的配合力和遗传力,选出优良亲本和杂交组合,并进一步分析其遗传表现。【结果】杂种优势分析表明,冠幅、花朵数、花径的超亲优势为正值;盛花期、株高、舌状花数的中亲优势为正值;始花期、分枝数、花葶长、花心径、管状花数的超亲优势和中亲优势均为负值。根据各亲本的一般配合力效应值表明：K6可用作培育低矮、紧凑、多花品种的父本;K13可用作培育早花、大花、复瓣和较长观赏期品种的父本;K3可用作选育株型紧凑、早花、复瓣和较长观赏期品种的母本;K5可用作培育低矮、紧凑、早花、多花和较长观赏期品种的母本;K17可用作培育低矮、大花和复瓣品种的母本。特殊配合力分析表明,同一亲本所配组合之间以及同一组合不同的园艺性状间的特殊配合力效应值差异很大。K2×K6和K3×K8在株高、花心径上特殊配合力表现出较强的负向效应,在花朵数、舌状花数上表现出较强正向效应,符合孔雀草低矮、多花和复瓣的育种目标;K4×K13在始花期、株高、冠幅、分枝数上特殊配合力表现出较强负向效应,在盛花期、花径、舌状花数上表现出较强正向效应,适合培育株型紧凑、早花、大花、复瓣和较长观赏期的品种。遗传力分析表明,始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数的一般配合力方差占主要因素,且其对应的广义遗传力和狭义遗传力都在中等以上,而株高、花朵数、舌状花数一般配合力方差和特殊配合力方差相差不大,且对应广义遗传力远大于狭义遗传力。【结论】孔雀草园艺性状的杂种优势明显,有利于培育早花、大花、多花、复瓣和较长观赏期的品种。K6、 K13、 K3、K5、K17为综合性状优良的亲本;K2×K6、K3×K8 和K4×K13为符合育种目标的优良组合。始花期、盛花期、分枝数、花径、花心径、管状花数主要受基因加性效应控制,株高、花朵数、舌状花数主要受基因非加性效应控制;除了始花期外,其它园艺性状在杂交育种中易受环境影响。     

千金子对水稻生长和产量性状的影响及其防治经济阈值

[目的]研究稻田千金子对水稻生长和产量性状的影响及其防治经济阈值,为稻田千金子科学防除提供技术指导.[方法]在大田条件下,研究不同密度(0、1、2、5、10、20、40和80株/m2)千金子对水稻田间透光率、水肥吸收和水稻产量性状的影响,采用模型拟合法分析不同密度千金子与水稻产量损失率间的函数关系,并根据经济危害允许水平推导千金子的防治经济阈值.[结果]随着千金子密度的增加,其株高显著增高(P<0.05,下同),并通过株高优势争夺水稻田间光照,当千金子密度≥10株/m2时,离地70 cm处的透光率显著降低至10.00%以下,离地25 cm处田间透光率低于1.00%.千金子可同时竞争稻田土壤的水肥营养,进而影响水稻生长,导致水稻有效穗数、穗长、实粒数和千粒重等产量性状显著降低,水稻产量锐减,产量损失率增加.相关性分析结果表明,水稻各产量性状间,除穗长和空秕粒数无显著相关性外(P>0.05),其他产量性状间的相关性均达显著或极显著(P<0.01)水平.二次曲线模型y=-0.0151x2+2.2760x+0.8114能较好地拟合千金子密度与水稻产量损失率间的关系.根据经济危害允许水平和二次曲线模型,人工防除千金子的经济阈值为5.39株/m2,10%氰氟草酯EC化学防除的经济阈值为0.76株/m2.[结论]千金子可竞争水稻的田间光照和土壤水肥,影响水稻的产量性状,导致水稻严重减产.采取化学防治稻田千金子具有显著的经济优势.     

孔雀草栽培技术研究

[目的]研究孔雀草的栽培技术,从而建立孔雀草盆花的最佳栽培技术体系.[方法]采用不同播种期、栽培基质、施肥方式、摘心次数对孔雀草进行盆栽试验,研究各处理对孔雀草观赏性状的影响.[结果]武汉地区,孔雀草于3月中旬或7月中旬播种,观赏性状最佳;孔雀草对于基质的适应性强,除在河沙土中生长不良外,其他基质中均长势良好;施用全效复合肥作基肥和每隔7～10 d施用水溶性复合肥,均能使孔雀草植株具有良好的观赏性;2次摘心孔雀草株型最好.[结论]通过调节播种期,选择合适的基质,配套肥水管理和摘心措施可以有效控制孔雀草的观赏效果.     

石榴替代控制紫茎泽兰的种植模式研究

在西昌市袁家山比较了经济林木落叶松、桉树和石榴对紫茎泽兰的替代作用,并研究了不同栽培模式对石榴产量和产值的影响。结果表明:落叶松和桉树对紫茎泽兰的发生密度和鲜重有显著的抑制效果,但对紫茎泽兰株高的抑制作用不显著;与空旷露地相比,石榴林中紫茎泽兰的株高降低了70.42%,发生密度降低了96.15%,鲜重减少了99.67%,且紫茎泽兰中养分含量最低;采用冬季翻耕、化学除草杀虫、施用农家肥、林下养鸡,并结合整枝、抹芽和套袋等栽培措施后,石榴林间的透光率高,石榴的单果重、商品果数、产量和产值高。     

万寿菊番茄红素β-环化酶基因及其启动子克隆和功能分析

【目的】克隆万寿菊番茄红素β-环化酶基因和其启动子,进行生物学信息分析,并预测启动子功能,为万寿菊类胡萝卜素的代谢机制和叶黄素含量的调控提供参考依据。【方法】通过RT-PCR技术从万寿菊总RNA中克隆得到TeLCYb的cDNA序列;应用生物学方法分析其DNA序列及其编码蛋白质序列特征,使用DNAMAN和在线软件Box Shade对其氨基酸序列同源性比对分析,并利用MEGA6.0构建进化树,分析其亲缘关系;根据其cDNA序列利用FPNI-PCR法克隆其启动子序列,利用Plant Care在线数据库分析万寿菊TeLCYb启动子调控元件,构建启动子缺失表达载体pTeLCYb(-1969)∷GUS和pTeLCYb(-1140)∷GUS,利用农杆菌介导法侵染烟草,以GUS为报告基因研究不同调控元件的活性。【结果】从万寿菊中成功克隆TeLCYb,生物信息学分析发现,其全长共1 865 bp,开放阅读框为1 527 bp,编码508个氨基酸,氨基酸序列同源比对结果表明其与西洋蒲公英和菊花的同源性最高,且具有LCYb蛋白质特有的保守功能位点和特征多肽序列,在进化上与菊科单独聚为一枝。在已知基因序列的基础上获得长度为1 806 bp的TeLCYb启动子序列,生物学信息分析表明:该启动子除包含核心启动子元件TATA-box、CAAT-box外,还含有多种光应答元件和激素响应元件,其中光响应元件有13个,激素响应元件有5个,此外还具有MYBHv1结合位点元件、耐热响应元件、生理调控作用元件等顺式调控元件。GUS化学组织染色结果显示不同长度启动子均能够驱动GUS在茎、叶、花药及柱头中表达,但不同组织GUS染色蓝色斑点深度不同,其中花器官中花药和柱头中GUS酶活性最强;相对于启动子pTeLCYb(-1969),pTeLCYb(-1140)启动子还能够驱动GUS在根、叶和花萼中特异性表达,且各组织中GUS酶活性明显强于启动子pTeLCYb(-1969)的GUS化学组织染色结果。【结论】不同长度TeLCYb启动子均能驱动下游GUS的表达,但启动子的作用部位和作用强度存在差异,推测在ATG上游1 140 bp和164 bp区间的光响应元件可能具有增强子的功能,而全长启动子特有的激素响应元件和热响应元件可能具有抑制或降低启动子功能的作用。     

氯氟吡氧乙酸与顶尖或骠马混用对小麦田间杂草的防除效果

为了研究除草剂混配对小麦田间杂革的防效,测定了15%顶尖WP或6.9%骠马EW与20%氯氟吡氧乙酸EC混配对小麦田杂草的防效、田间透光率、杂草对水肥的吸收量和小麦产量.结果表明,除草剂混配对小走田间杂草的综合密度防效和综合鲜重防效分别达到98.21%～100.00%和99.46%～100.00%,显著优于单剂的防效.除草剂混配能有效抑制杂革的株高,顶尖WP与最低剂量的氯氟吡氧乙酸混配,野燕麦即被全部防除,大巢莱和猪殃殃的株高亦显著降低.除草剂混配使用能显著提高小麦田间不同部位的透光率,小麦顶部透光率比时照增加54.08%～57.20%;离地50 cm的透光率比对照增加47.21%～52.73%;离地10 cm的透光率比对照增加22.84%～27.44%.除草剂混配使用降低了杂草对水肥的吸收,高剂量的组合中,杂草的水肥含量均降为零.除草剂混配喷施后增产效果显著,增产率达到124.63%～172.88%.     

阔世玛的麦田杂草防效及对小麦田间透光率和产量的影响

为给阔世玛可分散油剂的推广应用提供依据,通过大田喷施试验,研究了12 g·L-1阔世玛对小麦田间杂草的防效及对小麦田间透光率和产量的影响.结果表明,阔世玛时小麦田婆婆纳、野燕麦、大巢莱、猪殃殃、野油莱等杂草有较好的防除效果,可明显降低杂草株高、鲜重及养分和水分含量.抑制杂草生长,显著增加小麦田间的透光率和小麦产量.综合来看,阔世玛在麦田杂草处于2～6叶期时喷施,喷施剂量以8.1～13.5 g(a.i.)·hm-2为宜.     

大豆竞争替代紫茎泽兰的种植模式研究

为明确大豆与紫茎泽兰的种间竞争关系,探索紫茎泽兰替代控制的途径和策略,采用田间试验方法,研究土壤翻耕方式、紫茎泽兰的割除方式和大豆的种植密度等栽培方法对大豆和紫茎泽兰的竞争效应的影响,定量分析两者的株高和密度、对光照和水肥的竞争能力以及大豆的产量。结果表明:不翻耕、在紫茎泽兰空隙间点播大豆的处理区,紫茎泽兰为优势种群,大豆的生长和产量受到明显抑制。不翻耕、刈割紫茎泽兰后点播大豆的处理区,大豆为优势种群,对光照的竞争能力强,紫茎泽兰的发生密度和株高被显著抑制,对水肥的吸收显著降低,且随着大豆种植密度的增加,大豆产量显著增加,从2 113.66kg/hm2增加至2 885.62kg/hm2。旋耕处理区,紫茎泽兰的防除效果达到了100%,大豆的产量达到3 828.02~4 007.87kg/hm2。通过合理的栽培措施,大豆的竞争优势很强,可以有效替代紫茎泽兰,且产生较高的经济效益。     

旱莲草对水稻产量性状的影响及其防治经济阈值

为明确大田条件下旱莲草对水稻生长和产量的影响和为其防治提供有效经济参数,采用添加系列试验和模型拟合的方法研究不同旱莲草密度下水稻田间透光率、水稻株高和产量性状的变化。当旱莲草密度≥2株/m2时,田间透光率显著降低,且随着旱莲草密度增加,水稻有效穗数、穗长、穗粒数等显著降低,空粒率显著增加,导致产量显著下降。二次曲线模型y=-0.0189x2+2.3546x+2.0819能很好地拟合旱莲草密度与水稻产量损失间的关系。人工拔除方法和10%苄嘧磺隆WP防除旱莲草,其经济危害允许水平分别为22.22%和4.67%,经济阈值分别为9.3株/m2和1.1株/m2。     

高温胁迫对‘索邦’百合花色合成的影响

为精准探究高温胁迫对百合开花品质的影响，以东方百合‘索邦’为试验材料，研究了不同发育阶段的花苞经过不同温度和不同时间处理后，盛花期花径、花色和矢车菊素含量的变化，以及温度处理过程中矢车菊素合成通路的3个关键基因LhCHS、LhF3H和LhANS的表达量变化。结果显示：S5－S6时期是‘索邦’百合花苞显色的关键时期；花苞在高于30 ℃温度培养4 d后，盛花期花径显著变小，矢车菊含量显著降低，花被片颜色变浅； qRT-PCR结果显示，花苞显色的关键时期，遇到30 ℃以上的高温处理导致LhCHS、LhF3H、LhANS等花青素合成基因表达量显著下调，从而影响盛花期花色的合成。