苦荞GIS基因家族生物信息学分析

[目的]对苦荞GIS基因家族进行系统分析,为该基因家族的进一步功能研究奠定了基础。[方法]本研究利用苦荞全基因组数据,运用BLAST对比,结合SMART和Pfam分析,对苦荞GIS基因家族进行分析。[结果]从苦荞全基因组数据中,共挖掘得到了10个GIS家族基因FtZFP1～FtZFP10;编码氨基酸数目为115～270个,等电点为5.77～9.22,整体表现为疏水性不稳定蛋白;二级结构元件以无规则卷曲为主。10个FtZFP均含有一个保守的C2H2锌指结构,多位于肽链的N端,在数量和分布上均具有一致性;除FtZFP1和FtZFP4外,均含有植物特有的QALGGH结构。在盐胁迫下,FtZFP8表现为上调表达;在铝胁迫,FtZFP7表现为上调表达。[结论]本研究通过苦荞全基因组数据分析,挖掘得到10个GIS基因家族成员,系统分析了其染色体定位和基因结构、蛋白保守区域和系统进化,以及逆境下表达情况,为进一步揭示苦荞C2H2锌指蛋白基因在表皮毛发育调控中功能以及苦荞高海拔耐逆性奠定了理论基础。     

棉花花铃期氯化胆碱-BF1组合调节产量性状的时空效应研究

 试验于2002年和2005年在南京农业大学江浦试验站进行,研究氯化胆碱单一组合及与多利来（BF₁）复配组合对棉花产量性状调节的时空效应。结果显示,花铃期常规施用DPC条件下,于初花期和花后15 d两次单一CC处理显著提高各部位单铃子棉重,但铃数不增加;CC-BF₁复配组合初花期BF₁处理、花后15 d CC处理（BC）或CC-BF₁混合处理（BBC）,显示极显著提高全株外围和中下部内围单铃子棉重的调节效应,BBC处理可稳定维持花铃期各部位的成铃增长效应,BC处理主要维持中下部即伏桃和早秋桃的成铃增长效应。提出CC处理对以增加铃重为目标管理的适宜性和CC-BF₁复配组合对以提高铃重和增加成铃双重目标管理的适宜性。     

不同浓度PEG-6000对苦荞种子萌发的影响及抗旱性评价

选取4个苦荞材料,以不同浓度(0%、5%、15%、25%)的PEG-6000溶液胁迫萌发,研究不同浓度PEG-6000对苦荞种子萌发影响,以期筛选出苦荞抗旱性鉴定指标并对不同苦荞材料的抗旱性进行综合评价。结果显示,5%PEG-6000胁迫促进了云南花苦和晋荞2号的种子萌发,提高了黔苦4号的幼苗活力指数、胚芽含水量、胚根干物重和储藏物质转运率。15%PEG-6000胁迫抑制了苦荞的种子萌发,降低了苦荞的胚芽长、幼苗活力指数和储藏物质转运率,提高了苦荞的根茎比、黔苦4号的胚根长和胚根干物重。25%PEG-6000胁迫下4个材料均未发芽,复水后川荞1号多倍体恢复发芽率仅为16.7%。通过灰色关联分析筛选出萌发指数、发芽率、储存物质转运率作为抗旱鉴定的初级指标,发芽势、胚芽干物重、胚芽含水量、胚根含水量作为抗旱鉴定的次级指标。通过隶属函数对苦荞材料抗旱性进行评价,发现不同苦荞材料在5%PEG-6000、15%PEG-6000胁迫下种子的抗旱性不同。     

叶面喷施烯效唑对大豆产量及品质的影响

通过分枝期和初花期对大豆喷施烯效唑试验,研究了施药时期和施药浓度对大豆产量和品质的影响。结果表明,经烯效唑处理的大豆植株表现为株高降低,茎粗增粗,分枝数增多,产量增加;蛋白质含量、蛋白质产量和粗脂肪产量均高于对照(除A2B1),均以分枝期喷施75mg/kg烯效唑最高,分别比对照提高5.05%,56.59%和59.15%。可见,分枝期喷施75mg/kg的烯效唑最有利于产量形成,蛋白质和粗脂肪的积累。     

饲用燕麦育种研究进展与展望

燕麦是一种一年生禾本科作物,具有耐瘠薄、耐盐碱、抗旱耐寒、适应性广等特性,可广泛种植于欧洲、北美洲和亚洲的北纬40°以北的温带地区。同时,燕麦产草量高、营养价值高、适口性好、消化率高、适于青贮和调制干草,因此,燕麦是一种粮饲兼用的重要杂粮作物。根据燕麦籽粒是否被麸皮包裹可分为皮燕麦和裸燕麦。目前,我国多种植不带麸皮的裸燕麦,主要用于食用,而国外以种植带麸皮的皮燕麦为主,主要用于饲喂牲畜。在大力发展畜牧业的今天,我国的饲用燕麦品种是严重不足的。因此,我国制定并实施了“草牧业”“粮改饲”“引草入田”等系列政策,促进了饲用燕麦产业的快速发展。在国家政策和产业需求的大力支持和引导下,饲用燕麦的种植面积不断扩大,对新品种的需求也日益迫切,对饲用燕麦的育种工作也提出更高的要求。本研究综述了国内外饲草燕麦的：1）种质资源收集、整理和鉴定评价;2）常规育种的4个发展阶段;3）分子技术在燕麦科研与育种中的利用。基于以上研究的梳理总结,明确当前饲用燕麦的育种需求,分析饲用燕麦育种的重点、难点和热点问题,为我国饲用燕麦育种的现代化发展提供重要参考。     

小麦/玉米/大豆套作的产量、氮营养表现及其种间竞争力的评定

采用多年大田试验研究了小麦-大豆(A1)、小麦-甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4,麦/玉/豆)和小麦/玉米/甘薯(A5,麦/玉/薯)5种种植模式的生物积累和氮素吸收特性,以探讨麦/玉/豆套作体系的种间竞争力变化规律。试验通过土地当量比(LER)、种间相对竞争力(A)、氮营养竞争比率(NCR)等指标来评定不同套作系统内的作物竞争力。结果表明,麦/玉/豆套作表现出明显的套作优势(LER＞1、A_wc<0、A_cs>0、NCR_wc<0、NCR_cs>1),玉米始终占据套作系统的优势生态位,小麦、大豆处于竞争劣势;与A1、A2、A3及A5相比,麦/玉/豆套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒产量与吸氮量和地上部植株的总生物量与总吸氮量;各作物的生物量与吸氮量在处理间的变化规律为套作＞单作、大豆茬口＞甘薯茬口,以A4处理最高。麦/玉/豆套作的全年总经济产出比麦/玉/薯套作平均高28.02%。     

不同苦荞品种茎秆强度和植株性状的差异及其相关性

以20个生产上广泛应用的苦荞材料为研究对象,研究了不同材料在茎秆强度和株高、子叶节间、基部1~3节间长和直径等10个植株性状上的差异,采用相关性分析对茎秆强度与性状的关系进行了研究。结果表明,不同材料间在株高、重心高度及基部各节间长度方面差异显著,通辽苦荞显著高于其他材料,西荞1号株高、重心高度最低,分别为41.72、20.21cm;在各节间直径及机械强度方面,以云荞2号表现较高,以通辽苦荞在第1~2节间的机械强度最低;穿刺强度方面,以滇宁1号、云荞1号表现较高。相关分析表明,茎秆抗折力与主茎节数、节间长度呈显著正相关;子叶节间穿刺强度与株高、重心高度相关系数达显著水平,相关系数分别达到0.58、0.54,而其余各节间穿刺强度与各茎秆性状间并未达到显著相关。     

温光气象因子影响棉铃产量和纤维品质性状的相关效应研究

 通过播期设置营造着果点棉铃差异性或相近性温光条件下完成棉铃发育过程,研究温度及光照两个气象因子对棉铃产量及纤维品质性状的影响。结果表明,不同温光条件各着果点棉铃的产量与品质性状差异达到极显著和显著水平,变异单铃纤维重>单铃子棉重>单铃生物量>衣分,比强度>伸长率>麦克隆值>纤维长度>整齐度;各着果点上不同开花期单铃纤维重极显著差异趋势一致,其它性状差异趋势不尽一致。依据温光气象因子与产量和品质性状的正相关,建立逐步回归分析动态模型分析铃期更具重要的影响因子,相对单铃总生物量6.0～7.0 g和单铃子棉重4.8～5.4 g的≥15℃有效积温范围为408.90～764.77℃和471.12～729.74℃,相对单铃纤维重1.8～2.3 g、麦克隆值3.5～4.9、纤维长度27～31 mm的平均日最低温度范围为15.46～26.33℃、13.1～23.6℃、15.9～26.6℃,相对纤维比强度值24.0～26.0 cN·tex^-1的日均温为21.2～23.7℃,相对衣分40%～42%的有效太阳辐射总量范围为871.45～899.57 MJ·m^-2 。据此可分别推理出江淮生态棉区目标性状棉铃的临界开花日。     

收获期籽粒田间霉变对大豆产量和品质的影响

为明确收获期籽粒田间霉变对大豆产量和品质的影响,采用人工降雨室内模拟连阴雨天气,对18个大豆材料进行高湿诱导霉变处理,通过籽粒霉变程度分级,比较不同材料间的霉变敏感性差异,同时考察霉变对大豆产量和品质的影响。结果表明,不同大豆材料对籽粒田间霉变的敏感性存在显著差异,黑色和棕色种皮大豆较黄色种皮大豆的霉变抗性更强。霉变使各大豆材料产量显著下降,产量损失在23.14%~96.55%之间,产量损失率与霉变指数呈极显著正相关(P0.01),产量损失率(Y)与霉变指数(X)的回归拟合方程为Y=1.34X+24.51,R=0.98。霉变还影响大豆品质,籽粒蛋白质、脂肪的相对含量随霉变程度的增加先降低后升高,可溶性糖的相对含量随霉变程度的增加而降低,而蛋白质、脂肪和可溶性糖的绝对含量均随霉变程度的增加而降低。此外,霉变使籽粒百粒重降低,并随霉变程度的增加而逐步降低。大豆收获期籽粒田间霉变会对大豆产量和品质产生不利影响,不同抗性的大豆种质资源为抗霉变大豆品种的选育提供了物质基础。     

净作和套作条件下大豆籽粒异黄酮积累规律比较

以我国西南地区3个常用大豆品种为材料,比较净作和套作条件对大豆籽粒发育及后熟过程中异黄酮积累规律的影响。结果表明:籽粒成熟期按总异黄酮积累速率可分为初始积累期和快速积累期;受田间小气候影响,套作条件下大豆较晚进入快速积累期;田间采收时,贡选1号品种净作总异黄酮含量极显著高于套作,南豆16和贡秋豆3号净作与套作之间差异不显著。3个品种籽粒后熟期套作条件下总异黄酮的积累量均极显著高于净作,总异黄酮含量套作均显著高于净作;后熟期不同品种异黄酮各组分及总异黄酮的积累量均存在显著差异。本研究发现净套作对3个大豆品种的异黄酮积累动态及总含量均有显著影响,品种间籽粒异黄酮的积累对种植条件的反应不同。相对净作而言,后熟过程更利于套作大豆籽粒异黄酮的进一步积累。