超低温技术的研究进展及其在甘蔗脱毒中的应用前景

超低温处理是以植物组织培养以及超低温保存为基础的一种新型的脱毒技术。为研究其在甘蔗脱毒中的应用前景,笔者对超低温技术在常见作物中脱毒方法及效率进行了分析,对超低温的原理、方法以及脱毒效果做了总结,对甘蔗现有的脱毒技术进行了分析。阐述了超低温技术为甘蔗脱毒工作中所提供的新的思路。     

基于Meta分析评价秸秆覆盖对我国北方半干旱区不同生态区域小麦产量的影响

为了明确秸秆覆盖对我国北方半干旱区不同降雨量和积温条件下小麦产量的影响,利用Meta定量分析方法分析秸秆覆盖和不同秸秆覆盖量对我国北方半干旱区不同降雨量和积温条件下小麦产量的影响。以“半干旱区”、“秸秆覆盖”和“小麦产量”为关键词搜集、筛选并整理1970-2019年公开发表的相关文献,建立综合文献数据库。分析秸秆覆盖、不同秸秆覆盖量、不同年均降雨量和不同年均积温与小麦产量的关系。结果表明,秸秆覆盖可以增加北方半干旱区不同降雨量和积温区域的小麦产量,主要通过增加有效穗数使小麦平均增产12.77%;当秸秆覆盖量为6 000~9 000kg/hm ²时,小麦增产率最高,为14.49%（9.01%~20.52%,CI>95%）;当年均降雨量为200~400mm时,小麦增产率最高,为19.36%（9.86%~28.49%,CI>95%）;当年均积温为0℃~3 000℃时,小麦增产率最高,为19.56%（16.36%~22.39%,CI>95%）。此研究结果可为我国北方半干旱区不同降雨量和积温区域采用秸秆覆盖技术栽培小麦提供理论依据。     

EMS诱导水稻‘一目惚’表型变异和部分基因表达变异的比较

本研究利用甲基磺酸乙酯(Ethy methan sulfonate)试剂胁迫诱导粳稻品种‘一目惚’(Hitomebore),获得性状稳定遗传的水稻矮杆突变体(E58),对株高、分蘖、千粒重等表现与相同环境生长下的野生型‘一目惚’对照(E63)进行对比分析,结果表明,该突变体田间表现为植株矮化,分蘖增多,千粒重减少,且株高与对照相比呈极显著差异,分蘖呈显著差异,千粒重呈极显著差异。EMS诱导的序列变异可能对基因表达产生影响,进而引起水稻矮化的表型变异。根据前人试验结果,应用Real-time PCR对与胁迫及矮化相关的39对引物中筛选出24对引物进行Real-Time PCR扩增,结果表明:引物OsNR1、OsP5CS、OsGS1;1、OsGDH1、OsHKT1;5、OsNRT1;1、OsGDH3、OsAKT1、OsAMT2;3、OsGS1;2、OsSOS1、OsNHX2、OsNRT2;1、OHAK16、OsGS2、OsHAK1、OsGDH2、OsAMT3;3在E63、E58表达差异极显著;OsHAK10、OsNHX1、OsAMT1;1表达差异显著;OsNADHGOGAT、OsFd-GOGAT、OsGS1;3表达差异不显著。EMS诱导对部分水稻基因表达产生影响,从而影响水稻表现型,为进一步工作提供科学依据。     

花生栽野种间杂交异源多倍化早期世代基因表达变化分析

为了进一步认识花生种间杂交异源多倍体进化过程中的基因表达变化规律,采用cDNA-HFO-TAG技术,研究花生种间杂交组合(四倍体栽培种‘仲恺花4号’×二倍体野生种Arachis. diogio)杂种F_1和早期多倍体世代S0~S3的基因表达变化情况。14条HFO-TAG引物共扩增出121条cDNA片段,其中差异片段84个,主要包括三种类型:亲本转录物完全沉默(3个),双亲转录物在后代部分材料中沉默(59个)和新转录物激活(22个),上述变化在F1代即开始发生。筛选其中大小为500~2 000 bp的35个TDFs进行克隆测序,有27个和NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性,包括抗逆相关基因(10条)、未知功能蛋白基因(8条)、能量与代谢相关基因(7条)和转录因子相关的基因(2条)。这些研究结果进一步表明在花生种间杂交异源多倍化早期发生着快速、剧烈的基因表达变化,从中获得的差异基因片段,有助于了解花生属种间杂交异源多倍化早期分子机制变化,这对有效利用野生花生种质优异基因具有重要意义。cDNA-HFO-TAG技术简单、有效且实用,完全适用于花生属基因表达变化研究,可以作为花生属及其它物种基因表达变化分析技术的有效补充。     

瓠瓜(Lagenaria siceraria)白粉病抗性的全基因组关联分析

白粉病是瓜类作物重要病害之一。本研究采用苗期人工接种方法,研究了117份瓠瓜微核心种质对白粉病的抗性,并基于不同材料的病情指数和基因型数据,进行全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)。利用2014年和2018年的抗病表型数据,分别鉴定到22个和13个与白粉病抗性相关的SNPs,其中2个SNPs位点在两年试验中同时被检测到。进一步研究发现不同瓠瓜材料的白粉病抗性与其携带有利等位变异数目成正相关。本研究为克隆瓠瓜抗白粉病相关基因、研究其抗病机制提供科学依据,促进了瓠瓜抗白粉病分子育种。     

基施沼渣液替代化肥氮对葡萄产量及品质的影响

以氮元素含量为定量指标,设计1个全施化肥处理和5个基施沼渣液替代化肥氮处理,以期为大面积生产葡萄园基肥施用沼渣液技术的推广和应用提供一定的理论参考。研究结果表明,随着基施沼渣液替代化肥氮比例的增加,葡萄产量呈现先增加后下降的趋势,100%NZY处理产量最高,为18197.03 kg/hm ²;粒重和穗重呈现同样的变化趋势。随着基施沼渣液替代化肥氮比例的增加,萌芽至成熟天数、叶片SPAD值、新梢节间长、粗度、百叶鲜重及单叶面积等生长指标都呈现逐渐增加的趋势,其中以150%NZY处理最高,表现出成熟期延迟,贪青晚熟,从而影响产量。基施沼渣液替代化肥氮可改善葡萄果粒品质,以70%NZY和100%NZY处理较好。随着基施沼渣液替代化肥氮比例的增加,葡萄果粒重金属Cu、Zn和Pb含量均有所增加,Cr含量则有所下降,Cd和As含量无明显变化。各处理中葡萄果粒重金属含量均低于相应的污染物限量标准(GB 2762—2005)。因此,本研究认为,综合葡萄产量和品质指标,沼渣液替代100%化肥氮可作为葡萄园定量化基施沼渣液的参考。     

基于‘罗氏沼虾’养殖尾水灌溉条件下稻田养分利用效能提升技术研究

为了实现稻田消纳罗氏沼虾养殖尾水过程中水稻稳产及养分利用效率最大化,设置CK（空白对照）、BC（添加生物炭）、TG（添加土壤改良液）、BT（生物炭及土壤改良液分别减半）4个处理,依据养分运移状况及水稻生长指标的比较,筛选适宜材料类型。结果表明,BC、TG及BT的添加对表层土壤(0~10cm)TN累积、土壤(0~25cm)TP累积及养分损失,BC、TG对土壤(0~25cm)TN累积及养分损失均存在正面效应;TG显著促进表层土壤(0~10 cm)NO₃ ^-累积(P<0.05);除BC外,其他材料的养分表聚作用均促使TN、TP向根部运移(P<0.05);BT处理中灌浆期叶绿素含量显著高于TG和CK(P<0.05),材料处理组在第一节间长度均显著低于CK(P<0.05),其余处理间的差异性均未达到显著水平(P>0.05)。各处理的理论和实际产量间的差异性均未达到显著水平(P>0.05)。综上所述,相较于其他材料,有效截留NO₃ ^-为主氮素养分,提高养殖尾水养分利用率,降低淋洗污染风险;显著控制水稻底部节间生长,降低倒伏风险;且其对水稻生长及产量性状并无显著抑制作用,因而将其作为水稻消纳罗氏沼虾养殖尾水中养分利用效率提升材料具有一定应用潜力。     

利用重组自交系高密度遗传图谱定位水稻芽期耐冷QTL

为定位水稻芽期耐冷QTL,本实验以双季超级稻品种‘五丰优T025’的双亲‘五丰B’和‘昌恢T025’杂交衍生的重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)群体为材料,对10℃低温处理的水稻幼芽的存活率、根数、根长和芽长进行了测定。利用QTL Icimapping v4.2软件,共检测到3个控制芽期耐冷性QTL：qRL1、qRL2和qBL6,分别位于第1、2、6染色体上,LOD值分别为2.98,2.51和5.26,分别解释表型变异的10.54%,8.67%和14.04%,其增效等位基因均来自于亲本‘昌恢T025’。这些QTL定位在6.75k~40.05 kb染色体区间,为后续利用这些QTL进行分子标记辅助,选育芽期耐冷籼稻新品种奠定了基础。此外,检测到13对影响水稻芽期耐冷上位性互作QTL,分布在所有12条染色体,其中第3染色体与第8染色体之间互作位点可解释的表型变异率达到21.77%,表明上位性互作QTL在调控水稻芽期耐冷过程中也发挥了重要作用。     

不同有机肥用量对芋头生长、食味品质和土壤肥力的影响

以‘香荷芋’为供试材料,于泰州、泰兴分别设置T1、T2和T3共3种有机肥用量和CK（对照）处理,探索有机肥施用对芋头生长、食味品质及土壤养分的影响,以期为泰州地区芋头科学施肥技术提供依据。结果表明：泰州、泰兴点T2和T3处理6叶期、12叶期株高均显著高于CK处理(P<0.05),泰兴点T1处理株高在12叶期显著高于CK处理,在6叶期和泰州点6叶期、12叶期与CK处理均无显著差异;泰兴点T3处理6叶期叶面积指数平均为0.31,均显著高于其他处理,其他处理间差异均不显著,泰州、泰兴点T3处理12叶期叶面积指数分别为0.71、0.75,均显著高于CK处理;有机肥用量与子芋口感、香味指标及土壤有机质含量均呈显著正相关,相关系数分别为0.89、0.86、0.79;泰州、泰兴点T2、T3处理碱解氮、有效磷均显著高于CK处理;泰州点土壤有效钾以T2处理最高,为174 mg/kg,T3处理最低,为159 mg/kg,泰兴点则以CK处理最高,为172 mg/kg,T3处理最低,为140 mg/kg。     

浅谈陆地棉杂种二代利用

棉花杂种优势利用是提高棉花产量主要途径之一。研究表明,一些陆地棉F₂仍具有明显的产量杂种优势,种子成本低廉的F2具有潜在的应用前景。本文综述了陆地棉F₂杂种优势遗传基础、优势表现以及目前生产上出现的问题,并从育种层面提出了有针对性的解决对策。