中国橄榄研究40年

橄榄是我国热带亚热带特色果树,栽培历史悠久。40年来,我国橄榄研究取得长足进步,在一些领域获得重大突破,有力地支撑了橄榄产业的发展。本文全面梳理40年来我国橄榄研究发展历程及取得的主要成绩,总结橄榄种质资源、栽培技术、果实品质、保鲜加工、药理活性和生物技术等方面取得的重要进展。针对我国橄榄产业存在的问题及发展趋势,建议加强橄榄应用基础研究及产业关键性技术研发,推动橄榄产业转型升级与绿色发展。     

水稻蜡质稀少突变体wax1的鉴定及基因定位

【目的】 蜡质是植物表面的一种重要保护物质,筛选和鉴定水稻蜡质相关突变体有助于解析水稻蜡质形成的遗传机制。【方法】利用EMS诱变籼稻品种湘早籼6号,从突变体库中筛选出一个蜡质稀少的突变体wax1,考查突变体的形态特征和农艺性状,利用突变体与02428杂交的F₂群体定位目标基因,并通过荧光定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】与野生型相比,wax1突变体具有叶片短小皱褶、叶表面蜡质晶体减少、穗长变短等形态特征;在农艺性状方面,突变体的株高、每穗总粒数和千粒重显著降低,但有效穗数显著高于野生型;遗传分析表明,wax1的突变表型受一对隐性核基因控制,将WAX1基因定位在第10染色体上SSR标记RM5806与InDel标记P1之间,物理距离约为49.8 kb;定位区间内的测序结果表明,突变体中β-酮脂酰-CoA合酶的编码基因发生单碱基突变,导致催化活性中心的一个氨基酸发生改变。WAX1基因的突变显著提高了同源异型盒基因OSH6的表达,同时引起部分IAA基因的差异表达。【结论】WAX1基因突变引起叶表面蜡质晶体的减少,同时通过影响茎尖分生组织和生长素的信号转导引起植株生长发育等多方面的异常。     

Quantitative trait loci analysis for root traits in synthetic hexaploid wheat under drought stress conditions

Synthetic hexaploid wheat(SHW), possesses numerous genes for drought that can help breeding for drought-tolerant wheat varieties. We evaluated 10 root traits at seedling stage in 111 F9 recombinant inbred lines derived from a F2 population of a SHW line(SHW-L1) and a common wheat line, under normal(NC) and polyethylene glycol-simulated drought stress conditions(DC). We mapped quantitative trait loci(QTLs) for root traits using an enriched high-density genetic map containing 120 370 single nucleotide polymorphisms(SNPs), 733 diversity arrays technology markers(DArT) and 119 simple sequence repeats(SSRs). With four replicates per treatment, we identified 19 QTLs for root traits under NC and DC, and 12 of them could be consistently detected with three or four replicates. Two novel QTLs for root fresh weight and root diameter under NC explained 9 and 15.7% of the phenotypic variation respectively, and six novel QTLs for root fresh weight, the ratio of root water loss, total root surface area, number of root tips, and number of root forks under DC explained 8.5–14% of the phenotypic variation. Here seven of eight novel QTLs could be consistently detected with more than three replicates. Results provide essential information for fine-mapping QTLs related to drought tolerance that will facilitate breeding drought-tolerant wheat cultivars.     

近红外光谱技术在家禽养殖领域应用现状

近红外光谱是一种快速光谱分析的新方法,伴随着光谱技术与化学计量法的发展,近红外光谱已广泛应用于农业、食品、医药、石油化工等行业,极大地提高了各行业信息化水平。基于近红外光谱在家禽养殖领域的应用现状,本文总结了近红外光谱技术的发展及其在饲料成分检测和禽肉检测中的应用。在饲料检测和家禽肉类检测方面,通过将禽肉样品的光谱信息与质量指标的参考值相关联,建立了预测饲料和待测肉类高精度、高稳定性的数学模型。与传统方法相比,近红外光谱技术具有信息量大、数据计算速度快等优点。本文还归纳了近红外光谱技术在饲料品质检测和肉类品质检测的应用现状,指出了近红外光谱在家禽养殖领域的大规模应用推广的可能性。同时指出近红外光谱技术存在的问题和未来发展方向,结果表明近红外光谱技术在饲料和畜产品检测领域具有良好的发展前景和应用价值。     

基于无人机多光谱遥感的冬小麦冠层叶绿素含量估测研究

为探讨利用无人机多光谱影像监测冬小麦叶绿素含量的可行性,基于北京市大兴区中国水科院试验基地的2019年冬小麦无人机多光谱影像和田间实测冠层叶绿素含量数据,选取16种光谱植被指数,确定对冬小麦冠层叶绿素含量显著相关的植被指数,采用一元二次线性回归和逐步回归分析方法建立各生育时期及全生育期的SPAD值估测模型,通过精度检验确定对冬小麦冠层叶绿素含量监测的最优模型。结果表明,两种分析方法中逐步回归建模效果最佳。拔节期选取4个植被指数(MSR、CARI、NGBDI、TVI)建模效果最好,模型率定的决定系数(r~2)为0.73,模型验证的r~2、相对误差(RE)和均方根误差(RMSE)分别为0.63、2.83%、1.68;抽穗期选取3个植被指数(GNDVI、GOSAVI、CARI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.81,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.63、2.83%、1.68;灌浆期选取2个植被指数(MSR、NGBDI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.67,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.65、2.83%、1.88。因此,无人机多光谱影像结合逐步回归模型可以很好地监测冬小麦SPAD值动态变化。     

西藏高原主要麦类作物真菌毒素污染与产毒真菌分布研究

为探明西藏麦类作物中真菌毒素污染程度及产毒真菌种类与分布,以青稞、小麦为研究对象,对其籽粒中多种毒素进行分析,并对毒素污染阳性样品进行真菌分离鉴定。结果表明,2018年毒素总检出率为20.13%;杂色曲霉毒素检出率最高,为10.74%;OTA超标率最高,为3.36%;小麦的毒素检出率和超标率都高于青稞,二者的污染毒素种类以OTA、ZEN、ST为主。西藏高原42份被真菌毒素污染的农作物籽粒中共分离到199份真菌,分属23属67种真菌,青霉属为优势属,曲霉属次之。     

中国河西走廊东灰山和西灰山作物遗存研究

河西走廊是古代中原文化和西域文化的交叉地带,也是古丝绸之路的重要通道。为了给研究东西方物质和文化交流在中国农业发展史上的作用提供实物证据,对甘肃民乐东灰山和西灰山现有材料采用遗址剖面土壤样本浮选、分拣、鉴定和理化分析方法,以现代作物种子为对照,确定遗址炭化作物籽粒的种类、性状差异及年纪。结果显示,东灰山遗址发现了炭化小麦、大麦、谷子(粟)、糜子(黍、稷)、黑麦、荞麦和燕麦籽粒,以及胡桃壳、枣核等;西灰山遗址发现了炭化小麦、谷子、糜子和大麦籽粒;两个遗址的作物种植结构基本一致。东灰山和西灰山发现的作物以小麦最为古老,距今在3 800~3 600年之间,西灰山小麦种植历史稍早于东灰山。在新石器晚期至青铜器时代,河西走廊的粮食生产已有比较合理的作物种类结构,包括小麦、大麦、谷子、糜子、黑麦、荞麦和燕麦等。炭化小麦籽粒较小,且大小不均匀,说明人工选育程度低。如对东灰山和西灰山作物和植物遗存开展系统性发掘,可能还会有更多新发现或新认知。     

氮磷钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响

为明确不同氮、磷、钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响,以济麦22为供试材料,设置F0（不施肥）、F1（N 180 kg·hm^-2,P₂O₅ 75 kg·hm^-2,K₂O 60 kg·hm^-2）、F2（N 225 kg·hm^-2,P₂O₅ 120 kg·hm^-2,K₂O 105 kg·hm^-2）和F3（N 270 kg·hm^-2,P₂O₅ 165 kg·hm^-2,K₂O 105 kg·hm^-2）4个施肥量处理,比较分析开花后不同氮、磷、钾用量对小麦叶面积指数、冠层不同层次光截获特性和成熟期干物质分配的影响。结果表明,F1处理下叶面积指数显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异;开花后15 d,F1处理下小麦冠层不同层次及总PAR截获率和截获量均显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异。F1处理下成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官中的分配量、籽粒中的分配量及总干物质积累量显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异。成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官和籽粒中的分配量以及总干物质积累量与冠层上层（顶部至株高2/3）、中层（株高2/3至株高1/3）和总PAR截获率均呈显著正相关。F1处理（N 180 kg·hm^-2,P₂O₅ 75 kg·hm^-2,K₂O 60 kg·hm^-2）为本试验条件下的最优处理。     

Relay-intercropping soybean with maize maintains soil fertility and increases nitrogen recovery efficiency by reducing nitrogen input

Optimized nitrogen(N)management can increase N-use efficiency in intercropping systems.Legume-nonlegume intercropping systems can reduce N input by exploiting biological N fixation by legumes.Measurement of N utilization can help in dissecting the mechanisms underlying N uptake and utilization in legume-nonlegume intercropping systems.An experiment was performed with three planting patterns:monoculture maize(MM),monoculture soybean(SS),and maize-soybean relay intercropping(IMS),and three N application levels:zero N(NN),reduced N(RN),and conventional N(CN)to investigate crop N uptake and utilization characteristics.N recovery efficiency and 15N recovery rate of crops were higher under RN than under CN,and those under RN were higher under intercropping than under the corresponding monocultures.Compared with MM,IMS showed a lower soil N-dependent rate(SNDR)in 2012.However,the SNDR of MM rapidly declined from 86.8%in 2012 to 49.4%in 2014,whereas that of IMS declined slowly from 75.4%in 2012 to 69.4%in 2014.The interspecific N competition rate(NCRms)was higher under RN than under CN,and increased yearly.Soybean nodule dry weight and nitrogenase activities were respectively 34.2%and 12.5%higher under intercropping than in monoculture at the beginning seed stage.The amount(Ndfa)and ratio(%Ndfa)of soybean N2 fixation were significantly greater under IS than under SS.In conclusion,N fertilizer was more efficiently used under RN than under CN;in particular,the relay intercropping system promoted N fertilizer utilization in comparison with the corresponding monocultures.An intercropping system helps to maintain soil fertility because interspecific N competition promotes biological N fixation by soybean by reducing N input.Thus,a maize-soybean relay intercropping system with reduced N application is sustainable and environmentally friendly.     

虎雪兰玻璃化超低温法脱毒技术的研究

以兰属花卉虎雪兰组培原球茎为试材,采用玻璃化超低温法对兰花病毒脱除进行了研究,以期为虎雪兰玻璃化超低温法脱毒体系的建立提供参考依据。结果表明:在蔗糖浓度0.5 mol·L-1预培养4 d,然后在蔗糖0.6 mol·L-1加载液冰上处理50 min,之后转入PVS2溶液冰上玻璃化处理120 min,再液氮冷冻40 min,37℃水浴解冻3 min,最后卸载液(1/2MS+1.2 mol·L-1蔗糖)卸载20 min,待恢复培养后,原球茎成活率可达到65%以上,随机检测不同处理样品的脱毒率可达97%。