吉林省水稻品种选育过程及品种的农艺性状和生理特性的变化

20世纪以来,吉林省水稻品种经历了五次更新,使2011年吉林省水稻单产达到535.0 kg/667 m2。本文通过对吉林省水稻育种历史的回顾和总结,结合前人研究结果及本课题组近年来对吉林省历史育成品种的农艺性状和生理特性进行的系统研究,提出吉林省下一步超级稻育种的目标株型及农艺性状特点。同时建议为提高品种选育的科学性,可将水稻生理机能纳入育种选择的范畴,水稻上3叶光合能力特别是倒3叶光合能力可作为生理机能的重要参考。     

普通小麦花发育基因 TriFVE 的克隆与染色体定位

植物自主开花途径花发育基因FVE对植物营养生长向生殖生长的转变起重要的调控作用。为了进一步研究该基因在小麦中的调控功能,利用小麦基因组数据和二穗短柄草基因组数据,通过RT-PCR和PCR技术对小麦花发育基因FVE的DNA序列和cDNA序列进行了克隆和序列分析,分别获得了7 034bp(TriFVE1,Gene Bank JQ317687)和6 910bp(TriFVE2,Gene Bank JQ317688)的两个FVE基因序列。基因结构分析表明,FVE基因由15个外显子和14个内含子组成,TriFVE1和TriFVE2基因的内含子序列存在大片段的插入/缺失,同源性仅为79.87%。TriFVE1和TriFVE2的cDNA编码区序列均为1 368bp,存在4个SNP位点,编码455个氨基酸的FVE蛋白序列完全一致。利用"中国春"和21个缺四体将TriFVE1和TriFVE2分别定位于小麦3A和3D染色体上。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析了FVE基因在单棱期、二棱期和穗分化时期的小麦茎尖组织表达模式,发现二棱期和穗分化期TriFVE的转录水平显著高于单棱期,表明FVE在小麦花发育由营养生长到生殖生长过程中起重要作用。基于FVE蛋白序列的系统进化树分析表明,苔藓植物、单子叶和双子叶植物被明显分为不同类群,该基因随着物种的进化而进化,可以为研究植物分子进化关系提供参考。     

基于不完全双列杂交设计的水稻农艺性状配合力基因组预测

[目的]在亲本一般配合力的基础上优选特殊配合力高的杂交种,是水稻杂种育种的关键。基因组选择基于覆盖全基因组的分子标记和样本的表型数据建立预测模型,实现对品种更加可靠的选择。[方法]本研究利用一组基于不完全双列杂交(NCII 设计)的水稻数据集,考查其多个农艺性状配合力的基因组预测能力。并比较了不同训练群体构建方法对杂交种表型预测能力的影响。[结果]8个农艺性状一般配合力的预测能力由其遗传率主导,从0.3888 到0.7367。杂交种特殊配合力的预测能力较低,但是直接预测杂交种的表型可以获得较高的预测能力。[结论]基因组预测水稻亲本一般配合力是有效的,能够帮助育种家实现对亲本的科学选择。如果要选配杂交种,直接预测杂交种表型是最有效的手段。此时让更多的亲本均衡地参与杂交种训练集的组配,有利于获得更高的预测能力。     

基于微小型无人机平台的农作物养分信息遥感解析关键技术研究

在详细论述黑龙江垦区大农业生产中作物养分诊断与管理的实际需求基础上,提出了引入微小型无人机平台,开展农作物养分信息遥感解析关键技术研究的必要性,并阐述了主要研究内容、目标以及技术难点等。     

不同保墒与土壤结构改良措施对土壤结构及小麦、玉米水分利用的影响

为探明不同保墒与土壤结构改良措施对小麦、玉米水分利用等的作用机理,采用大田试验,研究了秸秆覆盖、地膜覆盖、保水剂及有机肥对小麦—玉米生长、光合生理特征、产量、水分利用效率及土壤结构等。结果表明:地面覆盖和土壤结构改良措施均改善了土壤团粒结构,且促进了土壤有机碳含量的提高。同时,不同措施改善了小麦、玉米不同生育期的光合生理特征,提高了小麦、玉米不同生育期的株高、叶面积及生物量,且成产要素也显著提高,地膜覆盖较其他措施更利于小麦产量的提高,其较普通耕作增产14.7%。对玉米而言,以秸秆覆盖和地膜覆盖处理增产效果较佳,分别较普通耕作增产10.4%和10.3%。对小麦—玉米周年而言,地膜覆盖的总产量和总水分生产效率均最高,分别较普通耕作提高了12.5%和17.1%。相关分析表明,小麦、玉米周年总产量和总水分生产效率与小麦不同生育期的土壤水分、灌浆期叶面积、小麦单产、玉米大喇叭口期的叶面积以及土壤有机碳含量密切相关。     

小麦-玉米周年水肥一体化增产效应

为探明小麦-玉米周年水肥利用效应,在农业部作物高效用水原阳科学实验站进行小麦-玉米周年水肥一体化研究。试验肥料设置底施、1次追施和2次追施,水分设置1水、2水和3水,每次灌水450 m3/hm2。结果表明:补充灌溉与追肥相结合对小麦、玉米的生长发育具有积极效果,其中小麦穗长增加0.2~0.8 cm,穗粒数增加2~10粒,千粒质量增加2~9 g,成穗数增加9万~57万穗/hm2;玉米穗长增加0.48~1.82 cm,行粒数增加2.0~8.4粒,5穗穗粒质量增加15~374 g,百粒质量增加2.0~13.0 g。同时,补充灌溉和追肥处理较对照小麦增产9.85%~37.93%,与一次性底施肥处理相比,相应补充灌溉+追肥处理增产9.92%~25.66%,以3水2肥效果最好;与1次追肥处理相比,相应2次追肥增产3.95%~6.11%,以2水2肥效果最好。与对照、相应1次性底施肥和1次追肥处理相比,玉米产量分别增加11.05%~46.62%、18.71%~32.03%和2.8%~5.42%;小麦玉米综合产量分别增加10.46%~42.36%、14.37%~28.87%和3.34%~5.75%,与小麦增产趋势一致。小麦玉米综合灌水利用效率较对照增加0.95~5.41 kg/m3,较一次性底施肥0.56~3.81 kg/m3,较1次追肥提高0.35~0.67 kg/m3,均以1水2肥处理最好。因此,节水增产的最佳配置为2水2肥和1水2肥。     

黄土高原土壤抗冲性的试验研究方法探讨

在回顾黄土高原土壤抗冲性研究历史的基础上，提出用实施放水冲试验的方法，或径流小区实测资料分析法测定土壤抗冲性，所得结果最可靠，也比较切合实际。根据对山西水保所径流小区观测资料的统计分析，提出衡量土壤抗冲性的具体指标，并初步拟定黄地土高原土壤抗冲性分级方案。     

森林防止崩塌的机理

<正>关于森林防止崩塌的各种争议,包括哪些内容呢?根据文献对下述3个问题进行讨论。1．森林是否能防止崩塌;2．森林防止崩塌的主要原因;3．不同的森林状况防止崩塌的机能是否存在差异。     

挖土受损农田对冬小麦植株性状及生理参数的影响

研究了农田挖土1 m深后不同时段对冬小麦植株性状(地上部分生物量、子粒的各项指标、叶面积)以及生理特性的影响。结果表明:植株地上部生物量挖土后10年、6年与未挖土样地在抽穗后期大于抽穗前期,而挖土1年、3年后的样地则是抽穗前期大于抽穗后期;穗部性状(子粒干、鲜重、鲜样子粒体积)以及叶面积指数的变化趋势一致,且未挖土>挖土后10年>挖土后6年>挖土后3年>挖土后1年;灌浆后20天之内,灌浆速率的变化趋势为挖土后1年>挖土后3年>未挖土>挖土后10年>挖土后6年,之后则表现为未挖土>挖土后10年>挖土后6年>挖土后3年>挖土后1年。同时未挖土的光合速率大于挖土。研究结果显示,开挖农田严重影响了小麦植株的营养吸收量和干物质的累积量,限制了小麦同化物的合成能力,受损农田生产力的修复过程需要10年以上甚至更长的一段时间。