郭予元院士在宁夏植保防控事业中的学术贡献——纪念郭予元院士诞辰90周年

五六十年代的宁夏, 农业发展落后, 农业科学发展刚刚起步, 引黄灌区的水稻和南部西海固地区的冬小麦分别是当地的主要粮食作物, 其产量直接关乎当地群众温饱。但是由于特殊的地理位置和气候特点, 这些地区病虫害发生严重, 制约了当地的粮食生产。本文回顾了郭予元院士在宁夏进行病虫害科学研究, 为水稻稻瘟病、小麦麦种蝇和小麦腥黑穗病的监测预警, 防治示范做出的突出贡献。郭予元院士建立的预测预报体系及防治技术示范一直指导当地的农业生产, 并给全国的病虫害防治做了示范。     

叶绿素荧光动力学O-J-I-P参数在棉花幼苗耐冷性评价上的应用

低温冷害是影响棉花生长的主要逆境因子,如何建立简捷、有效的棉花耐冷性鉴定及筛选体系是棉花耐冷研究的关键问题。在本研究中,阐述了如何用O-J-I-P参数来评价棉花幼苗的耐冷性。选用北疆棉区22个主栽棉花品种,对盆栽幼苗经过连续4d的4℃低温处理,进行了相应的冷害指数鉴定,并基于O-J-I-P参数Fv/Fm和PI所建立的冷害因子指数1及冷害因子指数2对各个棉花幼苗做了耐冷鉴定和分级评价。结果发现,冷害因子指数1和冷害因子指数2的鉴定、评价结果与冷害指数鉴定结果相近。中棉所36、新陆早25、297-5幼苗具有较强的耐冷性,而新陆早10号、新陆早12号及炮台1号的耐冷性较弱。叶绿素荧光动力学O-J-I-P可以快速、有效地鉴定棉花幼苗的耐冷性,这对棉花的耐冷性鉴定和培育耐冷型的棉花品种具有重要的意义。     

苹果苗断根施肥机的设计与试验

苹果苗倒栽作业是苗圃园艺生产作业中将矮化中间砧半成品苗倒栽进行嫁接果树穗种的一项准备工作,工作强度大.为此,根据苹果苗苗圃园艺作业要求,设计了L型断根铲的断根施肥机.田间试验表明:作业参数为断根深度178mm,工作幅宽450mm,施肥量300kg/hm2,配套动力22kW以上轮式拖拉机能够实现对苹果苗的断根和施肥联合作业,可提高效率和减轻工作强度.     

黄瓜6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因cDNA片段的克隆及表达分析

以黄瓜品种露丰为材料,根据已报道的6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(6PGDH)的保守氨基酸序列设计简并引物,利用RT-PCR技术获得黄瓜6PGDH的cDNA同源片段,命名为CSPG(登录号为EU815934)。该片段长度为1 207 bp,包含一个936 bp的开放阅读框(编码311个氨基酸)和271 bp的Poly A 3′非翻译区末端,无内含子;该基因编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆、水稻、玉米、菠菜的6PGDH基因有75%以上的同源性。运用半定量RT-PCR技术对6PGDH基因的转录水平进行分析,结果表明:该基因在叶、根、茎中均有表达,高温胁迫下的表达量高于常温对照,说明6PGDH基因与热胁迫相关。     

不同降雨条件下沂蒙山区耕层土壤团聚体特征

降雨强度和时长对土壤团聚体的影响至关重要,不同降雨特征下沂蒙山区耕层土壤团聚体时空变异特征仍不清晰。基于模拟降雨试验,研究了不同降雨强度(16 mm/h,43 mm/h,71 mm/h)和降雨时长(10 min,30 min,60 min)下沂蒙山区褐土耕层土壤团聚体特征。结果表明:降雨强度16 mm/h,10 min降雨时长下仅对0—5 cm土层土壤团聚体产生影响,>5 mm粒级团聚体含量迅速降低。其他雨强和时长下,0—5,5—10,10—20 cm土层团聚体含量均发生变化。在43,71 mm/h的降雨强度下,随着降雨时长的增加,0—5 cm土层微团聚体含量均表现出先增加后降低的趋势。与供试土壤相比,雨强为71 mm/h,降雨时长60 min时,0—5 cm土层>5 mm粒级团聚体含量减少了93%,而<0.25 mm粒级团聚体含量增加了42%。土壤团聚体的平均重量直径(MWD)随降雨强度及时长的增加而减小,在降雨强度71 mm/h,降雨时长60 min时各土层MWD趋于一致。说明,随降雨强度及时长的增加,雨滴打击和雨水湿润作用对土壤大团聚体的拆分作用增强,大团聚体含量逐渐减少,微团聚体含量逐渐增加,土壤稳定性先降低后趋于稳定。     

江西省芝麻地方种质表型性状遗传多样分析

【目的】对江西省芝麻地方种质资源进行表型性状遗传多样分析,为江西芝麻种质资源的有效利用及开发提供理论参考。【方法】依托“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”从江西省39个县(市、区)收集到的132份芝麻地方种质为试验材料,对其23个表型性状(12个质量性状和11个数量性状)进行测定,并计算遗传多样性指数和变异系数。同时,对11个数量性状进行相关分析,并对供试种质进行聚类分析。【结果】23个表型性状的平均遗传多样性指数为1.2821,其中,12个质量性状的遗传多样性指数为0.3217~1.0307,平均0.7290;11个数量性状的变异系数为4.70%~43.58%,遗传多样性指数为1.6138~2.0627,平均1.8855。3种粒色类型芝麻种质中,以46份白芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数最高,为1.3602,74份黑芝麻种质和12份其他粒色(黄色、褐色、黄褐色、红褐色等)芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数分别为1.1782和1.0476。生育期与株高、始蒴高度、蒴果长、千粒重和蛋白含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),但与含油量呈极显著负相关。供试的132份芝麻种质资源可分为四大类,不同类群种质的来源地存在地理位置的交错分布现象,其中,第Ⅰ类群可作为潜在选育芝麻高含油量新品种的亲本材料,第Ⅱ类群可作为潜在高产优良芝麻材料利用,第Ⅲ类群可作为潜在矮杆株型的亲本材料,第Ⅳ类群可作为潜在的高蛋白型亲本材料加以利用。【结论】江西芝麻地方种质资源的主要表型性状变异较大,遗传多样性较丰富,其中以46份白芝麻种质的遗传多样性更丰富。种质间亲缘关系与地理来源无必然联系。以高产高蛋白为育种目标时应选择株高较高,始蒴高度适中、蒴果较大、千粒重较高的材料为亲本,并据此进行后代选择。     

山西土石山区3种草本植物根拉拨特性

为了解山西省土石山区固土护坡草本植物根系拉拔特性,筛选拉拔力优势草本植物物种进行水土流失防治,通过开展根系原位拉拔力学试验,研究了3种典型草本植物香根草（Vetiveria zizanioides L.）、百喜草（Paspalum notatum Flugge）、黑麦草（Lolium perenne L.）根系拉拔力随根径和土层深度的变化规律。结果显示:3种草本植物根系拉拔力随着根径的增大而增加,且拉拔力与根径之间满足幂函数关系;整体上,根系拉拔力从大到小顺序表现为香根草 > 黑麦草 > 百喜草,而且三者之间差异显著;但在D≤0.4 mm和D>0.4 mm两个根径组下,黑麦草均表现出较好的拉拔力性能。在0—10 cm,10—20 cm两个土层间,香根草和百喜草两种植物根系拉拔力性能相似,而黑麦草单根拉拔力在表层土壤发挥效果优于下层土壤。从单根拉拔力方面出发,黑麦草在3种植物中可优先考虑用于固持浅表层土壤。试验探究了草本植物单根在不同根径组下和土层深度下的抗拔性能,研究结果可为山西省土石山区水土保持植物措施草本植物物种选择提供理论依据。     

棉花秸秆纤维素降解菌的筛选鉴定 与降解棉秆效果研究

【目的】 利用微生物学和分子生物学手段筛选和鉴定棉秆表面附着的真菌,获得具有高效纤维素分解能力的真菌。【方法】 通过将棉花秸秆接种至不同选择性培养基中,分离挑选水解圈较大的菌株,进行镜检和分子生物学鉴定;并同时对菌株进行滤纸酶活性(FPA)和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)糖化活力的测定,以及连续(25 d)观测棉秆纤维的失重率。【结果】 主要4株菌种水解圈直径大小排序为,SN-1＞SN-4＞SN-3＞SN-4(P=0.013)。对于CMC-Na糖化活力,24~96 h时SN-1菌种显著低于其它3个菌种(P＜0.05),120 h时,各菌种处理间差异不显著(P＞0.05)。对于FPA活性,第24和120 h时,SN-1和SN-4菌种显著高于SN-2和SN-3菌种(P＜0.05);其它时间点,各菌种按活性高低排序为:SN-1、SN-4＞SN-3＞SN-2(P＜0.05)。通过镜检和分子生物学鉴定,得到4株菌种分别为:SN-1为黑曲霉(Aspergillus niger),SN-2为赤霉(Gibberella moniliformis),SN-3为链格孢霉(Alternaria nees),SN-4为青霉菌(Penicillium italicum)。【结论】 黑曲霉降解棉花秸秆的效果最为显著。对于CMC-Na糖化酶活力、滤纸酶活性以及棉花秸秆的实际失重率(降解率),接种黑曲霉或青霉菌时表现均最佳。     

基于CROPWAT模型的哈尔滨地区26年大豆生产水足迹变化研究

水足迹是大豆主产区作物生长期农业用水评价的新指标体系,为定量评价哈尔滨地区大豆生产水足迹组成及降雨年型对大豆生产的影响,利用CROPWAT模型计算哈尔滨1986-2011年26年间大豆生产水足迹,探讨不同降水年型大豆生产水足迹及其水足迹组成来源的变化规律,评价其与哈尔滨地区大豆种植面积和产量的关系。结果表明:26年间,大豆生产水足迹中,蓝水足迹和绿水足迹所占的比例不同,绿水足迹为0.12～0.29 m^3·kg^-1,是大豆水足迹的主要组成部分;对比不同降水年型大豆生产水足迹组成,在欠水年型整体上存在着显著的蓝水集聚效应,出现蓝水的5个年份主要集中在欠水年区域,蓝水范围为0.017 4～0.048 2 m^3·kg^-1,占水足迹9.52%～28.73%;1986-2011年水足迹整体呈递减趋势,即随着农业管理技术的提升,单位产量绿水消耗量在逐渐减少。丰水年和欠水年与平水年相比,有效降雨量与大豆单产拟合方程R^2较大,表明在雨量较大或较小时降水分布对产量影响效应关系更接近于二次函数。本研究结果能够为黑龙江大豆主产区水肥统筹管理提供依据。     

贝莱斯芽胞杆菌HN-2的鉴定及对杧果炭疽菌的抑菌活性研究

菌株HN-2为本实验室分离得到的一株生防细菌,通过采用形态学观察结合现代分子生物学的手段鉴定生防菌HN-2为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis,以杧果炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides Penz作为靶标,其发酵上清液的正丁醇萃取粗提物的活性最好,抑菌圈大小为20.93 mm,半最大效应浓度（EC₅₀）为70.62 μg/mL。通过飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）数据结合基因检测的结果分析发现,正丁醇提取物中主要活性成分为脂肽类物质,其中含有表面活性素（surfactin）、伊枯草菌素（iturins）和泛革素（fengycin）等。通过显微观察发现正丁醇粗提物可以造成杧果炭疽病菌菌丝扭曲、膨大、畸形,从而抑制杧果炭疽病菌的生长,菌株HN-2正丁醇提取物处理后的杧果15 d内未出现杧果炭疽病病状,对杧果果实具有较好的保护作用。贝莱斯芽胞杆菌HN-2的主要活性物质为脂肽类物质,其对植物病原真菌有较好的防治效果,具有进一步深入研究和开发应用的潜力。