基于季节特征的土壤退墒模型建立与率定

利用河南省南阳市2011—2015年12个墒情站的土壤水分监测资料,分析研究了无增墒情况下土壤含水量消退规律,构建出基于不同季节(夏季、春秋季与冬季)的土壤含水量与衰减系数的数学模型,运用规划求解法率定模型参数,并利用2016—2017年资料对模型进行检验。结果表明,不同季节土壤水分衰竭系数模型分别为α=1.023(1-ω~2/4353)~(1/2)(夏季)、α=1.013(1-ω~2/7005)~(1/2)(春秋季)与α=1.008(1-ω~2/9303)~(1/2)(冬季),所建立的数学模型适用于南阳市相应季节壤土与粘壤土小麦、水稻与休闲地土壤旱情预测,但不适用于夏季与春秋季砂土特别是休闲地砂土土壤墒情预测。     

防治烟草根黑腐病拮抗芽孢菌株的筛选

由基生根串珠霉菌(Thielaviopsis basicola)引起的烟草根黑腐病是烟草生产上重要根部真菌病害,近年在我国烟草种植区有加重危害的趋势,目前防治措施主要依赖化学药剂,给卷烟卫生带来一系列问题[1].探索该病生物防治途径,克服农药残留和病原菌抗药性十分重要.芽孢杆菌是土壤和植物微生态区系的优势生物种群,具有优良生防特性[2],采用芽孢杆菌作为烟草根黑腐病生防因子尚未见报道.本研究从烟草根际土壤中分离筛选对烟草根黑腐病病菌有较强拮抗作用的芽孢菌株,研究其抑菌活性、控病作用及其分类学地位.     

已知抗瘟基因在黑龙江省寒地稻区的评价与利用

 利用12个日本鉴别品种、7个中国鉴别品种、24个抗稻瘟病单基因系及6个当地主栽品种,对2006年采自该省主要积温区不同水稻品种的178个稻瘟病菌株进行了致病性测定。结果表明：2006年黑龙江省稻瘟病菌生理小种划分为104个日本小种,077.7号生理小种比例最高为4.49%,017.1号、017.5号、037.5号生理小种出现频率为3.93%。就抗性基因而言,抗瘟基因Pi9(t)在全省抗谱为97.75%,是较好的抗源可以在全省内广泛利用;Piz-5、Pi12(t)抗瘟基因抗谱分别为78.09%和78.65%,根据品种种植区域可以有选择地利用。就品种而言,抗瘟基因Pi9(t)、Piz-5是空育131;Pi5(t)、Pita-2是垦稻10号;Pi9（t）、Pita是上育397;Piz-5、Pi12(t)是垦稻12号等品种抗瘟改良的有利基因;在研究中同时加强对稻瘟病菌种群的监测和新抗源的发掘,有针对性地向主栽品种导入新的抗性基因。     

甘蓝型冬油菜在西北寒旱区适应性分析

为了研究甘蓝型冬油菜在西北寒旱区的适应性,以29份甘蓝型冬油菜品系为材料,分析在天水、兰州两个试点越冬率、生育期、产量、含油量及农艺性状的差异。结果表明,参试品系在天水试点越冬率均高于兰州试点,在天水试点,21份参试品系越冬率80.00%以上,而兰州试点在覆盖条件下越冬率平均为14.49%,最高为平甘1号(48.50%)。联合方差表明,试点气候差异是引起越冬率差异的最主要原因。与天水试点相比,参试品系北移至兰州试点后越冬期延长,冬后生育期缩短,全生育期延长;在天水试点参试品系株高、分枝部位、主花序长度、千粒重、折合每667 m~2产量、含油量平均值分别为133.52 cm、32.79 cm、51.37 cm、3.15 g、184.20 kg、40.16%,较兰州分别高22.11 cm、31.58 cm、2.47 cm、0.66 g、160.54 kg、22.54%;变异分析表明,在天水试点参试品系越冬率、主要农艺性状、产量、含油量变异系数相对兰州试点较小,相对稳定。结论:天水试点气候条件更适合甘蓝型冬油菜的生长,参试品系越冬率高、农艺性状良好、产量高、含油量高,适应性强。     

北方白菜型冬油菜花器特性及农艺性状与含油量的相关性

为研究北方白菜型冬油菜花冠直径与千粒重及含油量之间的相关性,以20份不同的白菜型冬油菜为材料,测定花器大小、农艺性状、种子含油量及蛋白质含量,并对控制花器特征基因mf6、apetala和myb进行实时荧光定量PCR分析。结果表明:花冠直径受雌蕊直径影响较大,主成分分析提取的3个主成分可综合为花器各性状长度、雌蕊直径和花器各性状宽度;以花冠直径为指示性状,将20份白菜型冬油菜花冠划分为3类群;相关性分析表明,花冠直径与千粒重呈极显著正相关,相关系数0.663;千粒重与含油量呈极显著正相关,与蛋白质含量呈显著负相关。相较于小花,mf6在大花中相对表达量上调了151.63%,而apetala和myb分别下调了83.80%和72.70%。北方白菜型冬油菜品种间花器大小存在显著差异;在育种中可通过增加花冠直径来提高千粒重,进而增加油菜产油量,培育高含油量白菜型冬油菜品种。mf6、apetala和myb基因对白菜型冬油菜花器生长发育均具有一定调控作用。     

一个与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pik~m连锁的SCAR标记的分离

 本研究将以前在稻瘟病菌菌株S1522获得的与决定对水稻品种梅雨明无毒性的基因(AVR-Pik^m)相连锁的1个RAPD标记OPO12₁₀₀₀进行了克隆和鉴定。核苷酸序列测定与分析结果表明:OPO12₁₀₀₀的大小为946个碱基,不含有与已报道的稻瘟病菌Mg-SINE、Fosburry、Magyy、Grasshopper、Pot2以及Pot3等同源的重复序列。根据OPO12₁₀₀₀的核苷酸序列,设计了1对24个核苷酸的特异引物,对无毒表型亲本S1522和毒性表型亲本S159、无毒表型群体基因池、毒性表型基因池以及有性杂交后代108个菌株进行了PCR扩增,所有无毒表型的菌株均能特异性地扩增出1条与OPO12₁₀₀₀大小相同的DNA条带,而毒性表型的菌株除5个重组个体外,均不能扩增出这条特异带。此结果表明,与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pik^m连锁的RAPD标记OPO12₁₀₀₀被成功地转化为SCAR标记,为进一步通过染色体步移克隆该无毒基因奠定了基础。     

水分处理对不同专用型小麦籽粒灌浆特征和产量的影响

采用盆栽方法,研究了不同水分处理(田间最大持水量的40%、60%和80%)对不同专用型小麦籽粒灌浆特征和产量的影响。结果表明,在各处理下不同专用型小麦籽粒灌浆过程呈“S”型变化趋势,并用三次多项式对其进行模拟,其中,不同专用型小麦籽粒灌浆特征参数受水分处理影响不同。当水分处理为田间最大持水量的40%时,提高(早)了豫麦34籽粒各项灌浆参数,提高了豫麦49灌浆速率和粒重,提早了最大灌浆速率出现时间,提高了豫麦50灌浆持续期和粒重;60%处理下增加了豫麦49灌浆持续期,提早了豫麦50最大灌浆速率出现时间;80%时增加了豫麦49有效灌浆持续期,提高了豫麦50的灌浆速率。同时,豫麦34和豫麦50粒重与各灌浆参数均呈正相关,但差异均不显著;豫麦49粒重与灌浆持续期呈显著负相关,与平均灌浆速率呈显著正相关。豫麦34产量在60%处理下最高,且差异达显著水平;豫麦49和豫麦50产量在80%处理下最高,且差异分别达显著和极显著水平。     

黄瓜霜霉病菌对双炔酰菌胺的敏感基线及其抗性突变体生物学性状研究

为建立黄瓜霜霉病菌对双炔酰菌胺的敏感基线及评估其抗性风险,采用叶盘漂浮法测定了采自河北、山东未使用过羧酸酰胺类(CAAs)药剂地区的69株黄瓜霜霉病菌(Pseudoperonospora cubensis)对双炔酰菌胺的敏感性,并对黄瓜霜霉病菌抗双炔酰菌胺突变体的获得方法及突变体的生物学性状进行了研究。结果表明:69株黄瓜霜霉病菌对双炔酰菌胺的平均EC50值为(0.358±0.144)μg/mL,不同敏感性菌株的频率呈连续单峰曲线分布,未发现敏感性下降的亚群体,因此可将其作为黄瓜霜霉病菌对双炔酰菌胺的敏感基线;通过药剂驯化的方法未获得黄瓜霜霉病菌抗双炔酰菌胺的突变体;而通过紫外诱导的方法获得了6个抗双炔酰菌胺的突变体,其抗性水平介于5.74~22.96倍之间,突变频率为1.09×10-7,适合度显著低于其亲本菌株,且抗药性不能稳定遗传;双炔酰菌胺与甲霜灵、嘧菌酯、霜脲氰、氟吡菌胺之间无交互抗性关系,与烯酰吗啉之间有交互抗性关系。据此推测黄瓜霜霉病菌对双炔酰菌胺的抗性风险为低到中等。     

基于全基因序列的中国北方3省(区)马铃薯Y病毒遗传多样性分析

本研究以马铃薯Y病毒(PVY)全基因组为基础,分析吉林、黑龙江和内蒙古3省(区)PVY群体遗传多样性和群体分化,并评估突变、重组、选择等遗传力所起的作用。根据已报道的PVY全基因序列保守区设计4对引物,采用片段重叠法对来自内蒙古和吉林的24个PVY分离物全基因序列进行测定,并联合NCBI中已登录的9个黑龙江分离物全基因组序列进行遗传多样性参数评估、群体分化检验和分子变异等分析。结果显示,我国北方3省(区)PVY群体遗传多样性高,其中内蒙古和黑龙江PVY群体遗传多样性高于吉林群体,并且3个群体之间呈现一定程度的遗传分化。分子变异分析发现在PVY基因组中存在1 786个变异位点,表明我国北方3省(区)PVY群体变异程度较高,并且这种高变异度有85.54%来自各个马铃薯种植区内PVY个体的遗传变异。重组分析和系统发育分析发现,我国北方3省(区)PVY群体中重组株系占比高达90.3%,并具有明显的株系多样性,表明PVY重组株系已成为我国北方3省(区)马铃薯种植区的流行株系。选择压力分析显示,使用FEL和IFEL法分别检测出501个和315个净化压力选择位点,这表明3省(区)PVY群体受净化选择压力为主。以上结果表明,中国北方3省(区)PVY群体遗传多样性高,突变、重组和自然选择都对遗传多样性和群体分化存在一定影响。     

中国帕米尔高原黄耆属的分类学研究

通过野外考察、查阅文献和标本鉴定,对中国帕米尔高原黄耆属(Astragalus L.)植物进行形态分类学研究。结果表明:中国帕米尔高原有黄耆属植物23种,其中神圣黄耆(Astragalus dignus)是中国新记录种,高山黄耆(A.alpinus)是中国帕米尔高原新记录种。对物种学名的考证发现,以前国内文献记载的产于本区的A.mendax,A.alatavicus,A.laspurensis分别是A.charguschanus,A.pamirensis,A.petraeus,同时也采集到了A.laspurensis的标本,证实本种在该区确有分布。同时还给出了23种黄耆属植物的分种检索表,并对其生境和分布作了介绍。