基于无人机可见光遥感的苎麻冠层氮素营养动态诊断

为定量评估利用无人机遥感图像进行苎麻冠层叶片氮素营养动态监测的准确性,试验从2019年起对湖南农业大学耘园基地苎麻进行了为期一年的氮肥控制试验,在该基础上利用无人机采集2020年第二季苎麻各生长阶段的冠层数码图像.首先,基于HSV(Hue,Saturation,Value)颜色通道图像采用阈值分割法剔除土壤、杂草等背景...     

作物分蘖影响因素研究进展

分蘖作为禾本科作物的重要农艺性状,是评估作物生产潜力的关键指标,并对作物高产目标的实现有重要意义。本文从植物激素、遗传基因及外界环境因素3个方面阐述了作物分蘖发生的主要影响因素,以期为作物分蘖研究提供一定的理论参考。     

重金属富集植物种质资源收集研究进展

随着工矿业发展、城市化进程的加快、农药化肥的施用,我国的重金属土壤污染问题日趋严重。相比物理、化学修复方法,植物修复技术更加廉价、安全,成为目前各国研究的热点。超富集植物是植物修复技术的关键核心,开展超富集植物的收集、筛选、研究工作具有非常深远地意义。基于此,结合国内外在重金属超富集种质资源收集方面的进展进行简要综述。     

苎麻茎皮EST数据库构建及肌动蛋白解聚因子（ADF）和β-tubulin基因时空表达分析

本研究以封行期的苎麻(Boehmeria nivea(L.)Gaud)的茎皮为材料构建cDNA文库.从文库中随机挑选400个克隆测序获得274条有效序列(GenBank登录号为EH041928～EH041933,EH667190～EH667251,ES584534～ES584595和FG588817-FG588960).生物信息学分析表明:拼接出217个假定独立转录本(TUT),冗余度为20.8%.Blast比对结果获得了91条已知功能基因或具推测功能的基因,其余183个ESTs为未知基因.91条具已知或推测功能的ESTs大致分为9类,其中与细胞壁有关的ESTs占5.5%.对与细胞壁有关基因中的肌动蛋白解聚因子(ADF)和β-tubulin基因进行半定量RT-PCR分析,结果显示这两个基因在4个生长期和5个组织中均有表达,在封行期的茎皮高度表达.提示ADF和β-微管蛋白基因的表达具有时空特异性.     

抗氧化酶和植物螯合肽对苎麻重金属Cd胁迫的应答

为了探究抗氧化酶和植物螯合肽在苎麻耐镉生理机制中的作用,本研究以苎麻耐性品种‘川苎8号'为实验材料,对其进行5、25、50 mg/L的镉处理,7 d后分别测定其生物量、镉含量、抗氧化酶活性、植物螯合肽含量以及相关基因表达量。结果表明5 mg/L镉处理‘川苎8号'的株高、根长与生物量受到促进,25、50 mg/L镉处理下‘川苎8号'的株高、根长与生物量受到抑制,‘川苎8号'主要将镉积累在根部,不同镉处理下转运系数均小于1,25 mg/L镉处理时镉积累量与转运系数均显著高于其他处理;镉胁迫后‘川苎8号'地上部和地下部超氧化物歧化酶（SOD）活性显著升高,丙二醛（MAD）活性显著降低,过氧化氢（H₂O₂）含量显著上升;5、25 mg/L镉处理时地下部植物螯合肽（PCs）与谷胱甘肽（GSH）含量显著低于对照,50 mg/L镉处理时高于对照但未达到显著差异;PCs和GSH在地上部和地下部承担着不同的解毒作用;各浓度处理的地上部BnPCS1相对表达量均与镉含量呈极显著正相关（P<0.01）,高浓度（25、50 mg/L）处理的地上部BnGCL1相对表达量与镉含量呈正相关（P<0.01）;低浓度（5 mg/L）处理下SOD活性显著高于对照,与各部位镉含量均呈极显著正相关（P<0.01）,高浓度镉处理时地下部SOD活性与镉含量呈极显著负相关（P<0.01）,地下部PCs含量与镉含量呈极显著正相关（P<0.01）。综合分析说明,‘川苎8号'在低浓度镉胁迫时主要通过激活抗氧化酶活性消除细胞中自由基的毒害,高浓度镉胁迫时通过调节抗氧化酶活性和PCs与GSH合成解除镉的毒害。     

不同性别苎麻材料的花芽分化及开花特性研究

对全雌（GBN-09）和雌雄同株（GBN-08）材料进行开花特性观察,结果表明：苎麻第一花芽（最先分化的花芽）的性别决定整株的性别,如第一花芽是雌花则整株是雌株,如是雄花则整株是两性花。同时对GBN-08和GBN-09的花芽分化进行显微切片观察,其花芽大小为0．20&#177;0．067cm是两性苎麻的性别决定期,此时总节位为28-30节;花芽大小为0．25&#177;0．037cm时是雌性苎麻的性别决定期,此时总节位为24-29节。     

苎麻茎皮cDNA文库的构建

以生长中期的苎麻茎皮为材料，提取总RNA，经纯化mRNA后，合成双链cDNA。双链cDNA加上EcoRI—SmaI接头后，用限制酶NotI酶切并除去小于400bp的短链cDNA，长的cDNA片段连接到EcoRI—NotI酶切载体pAP3neo上，获得滴度为2．6×10^4的苎麻cDNA文库，插入片段大部分分布在500bp-1500bp之间。该文库的建立为苎麻表皮功能性新基因的发现奠定了基础。     

苎麻耐镉品种差异及其筛选指标分析

以营养液盆栽试验结合田间微区试验调查9个苎麻品种耐镉差异并筛选耐镉指标。结果表明,营养液盆栽试验中,不同镉处理下苎麻株高、单株叶片数、地上部干重和地下部干重差异显著,各性状具有较大的品种间差异。地上部干重与株高、叶片SPAD值和地下部干重均呈显著或极显著正相关,相关系数分别为0.95、0.82和0.85。田间微区试验中,地上部干重与株高、茎粗、皮厚均呈显著或极显著正相关,相关系数分别为0.86、0.72和0.76。分别对营养液盆栽试验和微区试验各指标耐镉指数的隶属函数值进行聚类分析,9个品种均被分为3类,结果基本一致。说明以营养液盆栽苎麻的株高、叶片SPAD值、地下部干重和地上部干重作为指标筛选苎麻耐镉品种是一条有效途径。     

苎麻对矿区土壤中重金属的原位去除效应(英文)

[目的]对苎麻对矿区土壤中重金属的原位去除效应进行研究。[方法]以"湘苎三号"、"中苎一号"2个苎麻品种为材料,研究在湖南浏阳七宝山矿区土壤中生长的植株重金属含量以及2个苎麻品种对Cu、Pb、Cd、Zn4种重金属的富集和转移特征。[结果]中一苎麻各部位单位重量中Cu的含量趋势为:根>皮>叶>骨;Pb含量的总体趋势为:根>叶>皮>骨,Cd的含量的总体趋势为:根>皮>骨>叶;Zn含量的总体趋势为:根>叶>皮>骨。重金属含量较低的A田每平方米耕作层土壤上种植的中一对Cu的迁移总量为3404.44mg,将土壤修复到国家标准土壤环境质量三级标准水平年限为8.59年;对Pb的迁移总量为3638.5mg,修复年限为13.52年;对Cd的迁移总量为720.48mg,修复年限为1.49年;对Zn的迁移总量为37324.8mg,修复年限为0.67年。[结论]在污染矿区种植中苎一号可较快修复矿区受Cu、Pb、Cd、Zn污染的土壤。     

基于无人机遥感表型监测的苎麻优质种质资源筛选方法

苎麻是重要的纤维作物之一,由于土地资源紧缺及优良品种的推广应用等原因,苎麻遗传变异和遗传多样性减少,对苎麻种质资源多样性调查和保护的需求日趋加大。基于无人机遥感的作物表型测量方法可以对不同基因型作物的生长特性进行频繁、快速、无损、精准的监测,实现作物种质资源调查,筛选特异优质品种。为了实现苎麻种质资源表型的高效综合评价,辅助筛选优势苎麻品种,本研究提出了一种基于无人机遥感影像的苎麻种质资源表型监测及筛选方法。首先,基于无人机遥感影像,利用Pix4dmapper软件生成试验区的数字地表模型（Digital Surface Model,DSM）和正射影像;然后,对苎麻种质资源关键表型参数（株高、株数、叶面积指数、叶片叶绿素含量、含水量）进行估测。基于DSM采用“差分法”提取苎麻株高,基于正射图像采用目标检测算法提取苎麻株数,采用机器学习方法估测苎麻叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）、叶片叶绿素含量（SPAD值）、含水量;最后,根据提取的各项遥感表型参数,采用变异性分析和主成分分析方法对苎麻种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,（1）基于无人机遥感的苎麻表型估测效果较好,株高的拟合精度为0.93,均方根误差为5.65 cm;SPAD值、含水量、LAI的拟合指标分别达到0.66、0.79、0.74,RMSE分别为2.03、2.21、0.63;（2）苎麻种质资源的遥感表型存在较大差异,LAI、株高和株数的估测值变异系数分别达到20.82%、24.61%和35.48%;（3）利用主成分分析法将苎麻种质资源的遥感表型聚类为因子1（株高、LAI）和因子2（LAI、SPAD值）,因子1可用于苎麻种质资源结构特征评价,因子2可以作为高光效苎麻资源的筛选指标。本研究将为作物种质资源表型监测和育种相关分析提供参考。