国审棉花品种——创棉501号

创棉501号2016年通过国家农作物品种审定委员会审定。本文主要介绍该品种的特征特性、产量和纤维品质等特点及主要栽培措施。     

棉花种质资源收集鉴定与创新利用

十二五期间通过对我国西南地区、南海诸岛、及国外野生棉起源中心实地考察和广泛征集,新收集国内外棉花种质资源1220份,其中陆地棉986份、海岛棉176份、亚洲棉58份,所收集种质均已入国家中期库保存。收集的棉花种质资源分别在河南安阳、海南三亚、新疆阿拉尔进行主要农艺经济性状鉴定和特性鉴定。通过SSR(Simple sequence repeat)分子标记、重测序等技术对收集到的种质进行了分子鉴定,筛选到大量与纤维品质、抗黄萎病、抗旱、抗草甘膦显著关联的基因。在收集保存的种质资源基础上,通过辐射诱变、远缘杂交、复合杂交创造出优质、高产、抗逆等优异种质资源。通过展示向全国科研院所及公司发放棉花种质19 191份次。     

温度胁迫下沙葱萤叶甲小热激蛋白基因GdHsp20.6的克隆及表达分析

为明确小热激蛋白在沙葱萤叶甲Galeruca daurica应对温度胁迫中的作用,采用PCR方法克隆沙葱萤叶甲小热激蛋白基因Hsp20（GdHsp20.6）完整的开放阅读框（open reading frame,ORF）序列,应用在线软件对GdHsp20.6基因进行生物信息学分析,通过原核表达技术诱导表达及纯化其编码蛋白,并通过实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR,RT-qPCR）技术分析不同温度胁迫下GdHsp20.6基因的表达量。结果显示,GdHsp20.6基因ORF序列长度为543 bp,编码180个氨基酸,预测分子量为20.6 kD,无跨膜区和信号肽。GdHsp20.6氨基酸序列有高度保守的α-结构域。GdHsp20.6氨基酸序列与其它鞘翅目昆虫的Hsp20氨基酸序列有较高的一致性,其中与花绒寄甲Dastarcus helophoroides的Hsp20.99氨基酸序列的一致性最高,为63%。GdHsp20.6基因在大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）细胞系中成功表达,经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷（isopropyl-β-d-thiogalactoside,IPTG）诱导后GdHsp20.6蛋白成功表达,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE）和Western-blot分析表明融合蛋白大小与预测大小一致,并纯化获得了纯度较高的目的蛋白GdHsp20.6。低温（-10~5℃）和高温（35~40℃）处理1 h以及处理后25℃恢复30 min均能诱导GdHsp20.6基因表达上调,并且0℃处理30~120 min也能诱导GdHsp20.6基因表达上调。表明GdHsp20.6基因在沙葱萤叶甲应对低温和高温胁迫中可能起着重要作用。     

Identification of Co-dominant SSR Markers Associated with Genes Controlling α′-and α-subunit-null β-conglycinin Phenotypes in Soybean (Glycine max (L.) Merr.)

Studies have shown that the three subunits of β-conglycinin are the main potential allergens of soybean sensitive patients.And β-conglycinin has adverse effects on nutrition and food processing.So solation and production of lines with lower β-conglycinin content has been the focus of recent soybean breeding projects.Soybean lines with deficiency in one or all subunits of β-conglycinin have been obtained.An effective and rapid system to identify such mutations will facilitate genetic manipulation of the β-conglycinin subunit composition.Here,two segregating F_2 populations were developed from crosses between Cgy-1/cgy-1 (CC),an α′-lacking line (Δα′),and DongNong 47 (DN47),a wild-type (Wt) Chinese soybean cultivar with normal globulin components,and Cgy-2/cgy-2 (CB),an α-lacking line (Δα),and DN47.These populations were used to estimate linkage among the cgy-1 (conferring α′-null) and cgy-2 (α-null) loci and simple sequence repeat (SSR) markers.Seven SSR markers (Sat_038,Satt243,Sat_307,Sat_109,Sat_231,Sat_108 and Sat_190) were determined to co-segregate with cgy-1,and six SSR markers (Satt650,Satt671,Sat_418,Sat_170,Satt292 and Sat_324) co-segregated with cgy-2.Linkage maps being composed of seven SSR markers and cgy-1 locus,and six SSR markers and the cgy-2 locus were then constructed.It assigned that the cgy-1 gene to chromosome 10 at a position between Sat_307 and Sat_231,and the cgy-2 gene to chromosome 20 at a position between Satt650 and Satt671.These markers should enable map-based cloning of the cgy-1 and cgy-2 genes.For different subunit-deficiency types[α′-null,α-null and (α′+α)-null types],the two sets of SSR markers could also detect of polymorphism between three normal cultivars and seven related mutant lines.The identification of these markers is great significance to the molecular marker-assisted breeding of soybean β-conglycinin subunits.     

陆地棉转录因子GhNAC78基因的特征及功能分析

本实验室从陆地棉中克隆得到GhNAC78,分析了其基因特征及功能。该基因cDNA全长为937 bp,开放阅读框为876bp,编码291个氨基酸,隶属于NAM转录因子亚家族。体外转录激活实验表明,GhNAC78具有转录激活活性。上游启动子区1537 bp序列的生物信息学分析可知其包含多种激素、胁迫和光响应元件,表明GhNAC78广泛地参与植物生长发育和胁迫响应的调控。荧光定量结果显示,GhNAC78在棉花叶片衰老过程中高调表达,推测其参与叶片衰老的调控。     

基于机器视觉的帧种子数识别及其应用

首先,介绍了采用机器视觉的精播排种器性能检测方法;然后,在对获取样本图像进行处理的基础上,完成帧种子数的识别,利用采样频率和排种频率之间的关系,构造了帧种子数、帧型孔数和型孔种子数频数统计模型,计算出排种器性能指标。试验表明,此方法检测误差小,速度快,精度高。     

黄土高原褐土和黑垆土剖面中Rb和Sr分布与全新世成土环境变化

对黄土高原 3个土壤剖面Rb和Sr分布规律的研究表明 ,全新世不同阶段的黄土和土壤中Rb和Sr分布存在明显的差异 ,Rb/Sr比值的变化反映了成土环境和成土作用强度的变化。全新世早期 ,气候比较温和干燥 ,风尘堆积速率降低 ,土壤发育表现为边沉积边成土 ;全新世中期 ,气候温暖湿润 ,沙尘暴很少发生 ,风尘堆积速率极低 ,生物风化成土作用达到最强 ,以至于在黄土高原面发育黑垆土 ,在关中盆地形成褐土。到了 3 10 0多年前 ,气候恶化变干 ,风尘堆积速率加快 ,土壤严重退化。从区域上看 ,冬季风对黄土高原南部的环境效应比夏季风对北部的环境效应要强 ;黄土高原南部季风场强的变化较北部大。     

淮河上游全新世黄土-古土壤序列元素地球化学特性研究

在野外考察研究的基础上,对河南禹州全新世风成黄土-古土壤剖面系统采样,利用X-荧光光谱仪测定了常量元素和微量元素的含量及其变化,并与磁化率曲线、粒度变化曲线对比分析发现:常量元素氧化物比值钾钠比、残积系数和以Rb为代表的微量元素含量等随剖面层次呈规律性变化,即在古土壤层(S0)中含量最高,表土层(MS)中次之,在黄土层(L1、Lt、L0)中最低。硅铝率和Sr的含量表现出相反的变化规律。表明在全新世古土壤层和表土层形成时期,气候温暖湿润,成壤作用和次生粘化作用较强;在黄土堆积时期,气候比较干旱,沙尘暴频繁,成壤作用微弱。这些化学参数与磁化率曲线可以进行对比,表明成土过程中元素的迁移变化受全新世以来气候变化和成壤环境变化的控制。与黄土高原腹地的洛川剖面相比,淮河上游禹州剖面中绝大多数常量元素的含量较高,而绝大多数微量元素的含量偏低,磁化率也显著偏低,绝对值差别很大,粒度组成当中细沙成分含量很高,这说明淮河上游黄土物质来源与黄土高原地区明显不同。联系全新世时期黄河频繁泛滥、改道、沉积与黄淮平原盛行东北风形成流沙地的事实,认为淮河上游的黄土是黄河泛滥沉积物质经过风沙活动改造,由东北风力系统搬运而来的近源粉尘堆积,再经过就地风化或者成土改造而形成。     

龙眼复合涂膜保鲜剂的研究

选用魔芋葡苷聚糖、壳聚糖、乳化剂等，采用正交设计设立10个试验组，进行涂膜效果试验和龙眼常温保鲜试验，得出最佳的涂膜配方(含抗菌抑霉剂)为：魔芋葡甘聚糖浓度0.2%，壳聚糖0.2%，蔗糖脂肪酸脂0.15%。经过重复性试验，采用该组配方涂膜能有效增加“福眼”在贮藏期间的好果率，在常温下贮藏7d好果率为82%。显微照片显示，复合涂膜能在龙眼果皮形成一层更加致密的白色半透膜，能渗透到龙眼外果皮的微裂孔和维管束中，覆盖龙眼果皮表面的细孔。     

中国作物栽培科学的历史沿革与发展方向

简要回顾了中国作物栽培科学的发展历史和建国后创立发展、停滞不前、恢复加速、巩固提高等4个发展阶段的基本情况,总结了50多年来新中国作物栽培学3大主要社会贡献和3个主要自身建设成就,分析了目前存在的10个现实问题,该科学按照“高产、优质、高效、安全、生态”的目标,向区域化、专业化、规模化、标准化、简约化、产业化的方向发展。中国农业、农村和农民的许多问题,仍需要作物栽培科学解决,其他科学无法取代,因而作物栽培工作者任重道远,作物栽培科学大有可为。