甘蓝型油菜EMS突变体库构建及抗除草剂突变体筛选

为了利用诱变技术快速创造变异类型丰富的油菜新材料用于油菜遗传改良,分别用0.4%、0.8%、1.0%和1.2%的EMS（甲基磺酸乙酯）溶液对甘蓝型油菜中双9号种子进行诱变处理。结果发现：（1）1.0%的EMS溶液是处理中双9号干种子的最适浓度,4种不同浓度处理M2代表型变异率依次为11.26%、14.82%、27.19%和12.38%;（2）EMS诱变具有器官特异性;（3）M2代突变体库中筛选到3株苯磺隆抗性突变体,突变率约为10-4。现已创建了包括子叶、叶片、花器、株型、角果等多器官变异类型的突变体库,为油菜遗传研究提供了丰富的种质资源。      

小麦CO-like基因TaCO9的克隆及分析

CO蛋白(CONSTANS)是光周期途径中重要的调控因子,为了从普通小麦中进一步挖掘COlike基因,利用同源克隆的方法得到与大麦HvCO9基因同源的小麦TaCO9基因。结果表明,在冬性品种西农889中,初步克隆得到TaCO9基因的三个同源序列,分别命名为TaCO9-1、TaCO9-2、TaCO9-3。其cDNA序列全长均为870bp,开放阅读框为1 977bp,编码289个氨基酸,含有CO-like蛋白家族典型的CCT结构域,但不含B-box结构域;而在春性品种中发现TaCO9-1序列的第二外显子区域有6个碱基的插入,利用中国春缺-四体材料将该序列定位于小麦的1A染色体,命名为TaCO9-1A。系统发育分析表明,TaCO9蛋白与水稻Ghd7及大麦HvCO9位于同一分支。空间结构分析表明,其CCT结构域的NF-YA2区域较为保守,而该区域与CCAAT box互作相关。本研究克隆得到的TaCO9基因可能是小麦CO-like基因家族的新成员,与大麦HvCO9基因的结构相似,可作为新的小麦光周期候选基因加以研究利用。     

不同施氮水平对烟富3/M26/平邑甜茶幼树当年及翌年氮素吸收、利用、分配的影响

以2年生烟富3/M26/平邑甜茶幼树为试材,研究了不同施氮水平对苹果矮化中间砧幼树当年及翌年15N 吸收、 利用和分配的影响。结果表明,适量施氮肥利于幼树生长和氮肥利用率的提高,更利于翌年树体生长及氮肥利用率的提高。以不施氮肥（N0）处理为对照,适量施氮肥（N100）或过量施氮肥（N200）条件下均通过促进根系生长进而促进地上部生长,且 N100处理对地上部生长的促进作用较N200更为显著。氮肥施入至春梢旺长期和春梢停长期,N100处理对根系生长的促进作用显著,根冠比由高到低分别为 N100＞N200＞N0,且春梢旺长期根系15N 分配率为 N100(42.93%)＞N200(37.10%)＞N0(26.39%),春梢停长期各处理根系15N分配率由高到低仍为 N100(28.61%)＞N200(20.30%)＞N0(14.27%)。至秋梢旺长期,N100处理生长势显著高于N0,但各器官15N分配率无显著差异;N100与N200处理树体生长势无显著差异,但N100处理地上部15N分配（85.93%）显著高于N200处理(77.28%),根系15N 分配率(14.07%)显著低于N200 处理(22.72%)。至翌年春梢旺长期,N100树体生物量迅速增高至N0 的175.83% 和N200 的176.41%,根冠比和根系15N 分配率显著低于N0和 N200。N200处理始终保持较高的根冠比和根系15N分配率但不利于地上部生长。冬季叶片脱落是苹果矮化中间砧幼树最大的氮流失途径,流失量为当年氮吸收量的44.56%~51.25%。     

氮硫互作对大葱氮、 磷、 钾、 硫吸收分配特性的影响

为探讨氮硫互作对大葱植株矿质营养状况的影响,本文采用裂区试验设计,研究了营养液不同氮（N）、 硫（S）水平对盆栽沙培大葱生长量及氮（N）、 磷（P）、 钾（K）、 硫（S）吸收分配特性的影响。结果表明,营养液N、 S水平显著影响大葱根、 假茎及叶片N、 P、 K、 S含量,植株干物质及N、 P、 K、 S 的吸收积累量均随营养液N、 S水平升高而显著增加,当硫水平超过6.69 mmol/L（S4）时,植株干物质量开始降低,对N、 P、 K、 S的吸收积累量也相应下降,虽然S4较S0（0.01 mmol/L）处理仍增加显著,但较S1（1.68 mmol/L）干物质重量降低了7.97%,对N、 P、 K、 S的吸收积累量也分别降低了16.37%、 10.24%、 9.06%、 5.77%。营养液N、 S水平及其交互效应（NS）对大葱N、 P、 K、 S 在不同器官的分配多有显著影响,但硫的影响远不及氮明显。综合分析表明,以营养液氮水平16.00 mmol/L、 硫水平为1.68~3.35 mmol/L时最有利于改善大葱的矿质营养水平,并促进其干物质的积累。     

树盘施肥区域大小对~(15)N吸收利用及桃幼树生长的影响

【目的】探讨树盘施肥区域大小对氮素吸收与分配的影响以及适合桃园的施肥模式,以期为桃树栽培生产提供有益的参考。【方法】在大田栽培条件下,以2年生"春雪"桃为试材,以主干为中心,在水平方向把树盘均匀分为东西南北4个区,设置1/4、2/4、3/4、4/4根区施肥以及固定根区施肥和根区交替施肥,以不施肥处理为对照,共7个处理。生长季定期测定桃树干茎,试验结束时,破坏性整株取样,解析为各施肥区与非施肥区对应的地上部和地下部,地上部解析为对应根区的枝、叶和干;地下部解析为对应根区的粗根(直径0.2 cm)和细根(直径≤0.2cm),烘干后测定各部分干重。应用15N同位素示踪技术,研究树盘施肥区域大小对15N吸收利用及桃幼树生长的影响。【结果】4/4根区(全树盘)施肥氮肥吸收利用率为4.16%,分别为1/4、2/4、3/4根区施肥的3.62倍、1.65倍和1.24倍;固定根区施肥氮肥吸收利用率是根区交替施肥的1.24倍。局部施肥处理,施肥区根系的Ndff值高于非施肥区根系的Ndff,差异显著;施肥区根系的15N分配率高于非施肥区根系的15N分配率,差异显著;施肥区对应的地上部新生器官的15N分配率和Ndff值与非施肥区对应的地上部新生器官的15N分配率和Ndff值均无显著差异。施肥区的根系总干重均小于非施肥区根系的总干重。总体以全树盘施肥处理植株生长速率最大,4/4根区(全树盘)施肥植株生长速率为0.57 cm/month,分别为1/4、2/4、3/4根区施肥的1.19倍、1.14倍和1.04倍;根区固定施肥与根区交替施肥处理植株生长速率无显著差异。【结论】全树盘施肥氮肥吸收利用率最高,植株生长速率最大,即均匀施肥有利于桃幼树对养分的吸收利用,利于桃幼树形态建成,促进树体生长发育。     

我国北方麦区小麦生产的化肥、农药和灌溉水使用现状及其减用潜力

【目的】化学品和灌溉水资源的不合理使用是限制小麦生产的重要因子。本研究旨在查明我国北方麦区小麦生产化肥、农药和灌溉水使用现状及其减施潜力,并尝试阐述农田经营规模对小麦生产的影响,为小麦可持续生产提供参考依据。【方法】于2018—2019年在我国北方七省开展的大范围小麦生产中化肥、农药和灌溉水使用现状,基于小麦产量形成的养分需求评估北方麦区的化肥减施潜力、基于标准推荐用药量评估农药减施潜力、基于Penman-Monteith估算节水潜力,并尝试分析农田经营规模对小麦产量、化肥和灌溉水投入成本的影响。【结果】各麦区产量间差异较大,春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区平均产量分别为3.0、7.6、4.7和7.4 t·hm^-2。春麦区氮磷钾用量分别为87 kg N·hm^-2、91 kg P₂O₅·hm^-2和1 kg K₂O·hm^-2,汾渭平原灌区氮磷钾用量分别为280 kg N·hm^-2、133 kg P₂O₅·hm^-2和1 kg K₂O·hm^-2,黄土高原旱地氮磷钾用量分别为178 kg N·hm^-2、117 kg P₂O₅·hm^-2和25 kg K₂O·hm^-2,绿洲灌区氮磷钾用量分别为225 kg N·hm^-2、168 kg P₂O₅·hm^-2和15 kg K₂O·hm^-2。氮磷肥用量偏高,钾肥用量不足普遍存在。汾渭平原灌区的氮、磷肥减施潜力分别为25%和40%,黄土高原旱地的氮、磷肥减施潜力分别为24%和57%,春麦区和绿洲灌区的磷肥减施潜力分别为65%和54%。不同麦区农药喷施的次数差异较大。春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区的平均喷药次数分别为1.8、1.4、1.6和1.6次。春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区的减药潜力分别为40%—70%、54%—83%、40%—65%和50%—83%。施用农药的种类为杀虫杀菌剂和除草剂,杀虫杀菌剂的施用频次较高,占比为73%。杀虫杀菌剂中吡虫啉和三唑酮的用药频次较高,在杀虫杀菌剂中占比分别为32%和12%,除草剂中苯磺隆、2,4-D丁酯和二甲四氯钠用药频次较高,在除草剂中占比分别为48%、15%和19%。调研农户小麦生产的灌水次数多为2—4次,汾渭平原灌区灌溉次数较少,为2.2次,均采用河水灌溉;绿洲灌区灌溉次数最多,为3.5次,均采用井水灌溉。汾渭平原灌区和绿洲灌区的节水潜力分别为14%和42%。各麦区中小规模经营占比最大,经营碎片化现象明显。相对于农田小规模经营,大规模经营在增产7%—36%的同时可使肥料和灌溉成本降低17%—19%。【结论】本研究查明了我国北方麦区小麦产量及其生产过程中的化肥、农药和灌溉水使用现状,发现不同农户、不同区域间的用量存在较大变异,同时具有较大的减用潜力;并与农田经营规模结合,发现农田适度规模经营能在增产的同时减少投入成本,这为我国北方麦区优化经营规模提供参考。     

中国野生毛葡萄转录因子VqWRKY6与VqbZIP1互作调控抗白粉病功能分析

目的 欧洲葡萄作为世界葡萄主栽品种,具有产量高、品质佳的优点,但对病害抵抗能力差。白粉病是严重危害葡萄栽培的一种真菌性病害,中国野生葡萄资源丰富,可为抗病育种提供充足种质资源。论文旨在筛选调控抗白粉病的葡萄转录因子基因,探究转录因子基因调控抗白粉病的作用机理,为选育葡萄抗病品种提供优质的基因资源。方法 从中国野生毛葡萄‘商-24’中克隆得到转录因子基因VqWRKY6,使用DANMAN和MEGA-X软件对序列进行分析。利用PEG介导转化拟南芥原生质体进行亚细胞定位分析发挥转录调控作用的位置,利用酵母双杂交和双分子荧光互补试验证明VqWRKY6能够和转录因子VqbZIP1互作形成转录复合体。以感病葡萄‘赤霞珠’叶片为试材,通过农杆菌介导法瞬时转化到‘赤霞珠’葡萄叶片,叶片进行白粉菌（Uncinula necator）接种后,观察发病症状,用台盼蓝染色在显微镜下观察菌丝发育进程,使用DAB染色观察活性氧积累,比较共同过表达VqWRKY6和VqbZIP1的葡萄叶片、单独过表达VqWRKY6的葡萄叶片、单独过表达VqbZIP1的葡萄叶片和对照组叶片的差异。使用实时荧光定量PCR技术对抗病基因在白粉菌诱导下的表达水平进行分析。结果 VqWRKY6定位于葡萄2号染色体,编码342个氨基酸,属于WRKY家族的group Ⅲ亚家族。亚细胞定位和酵母转录激活试验证明,VqWRKY6在细胞核内发挥转录调控功能且在酵母中有转录激活活性。‘赤霞珠’叶片共同过表达VqWRKY6和VqbZIP1后,叶片表面白粉菌菌丝扩繁速率显著慢于单独过表达VqWRKY6和单独过表达VqbZIP1的叶片,共同过表达VqWRKY6和VqbZIP1的叶片组织中活性氧含量显著高于单独过表达VqWRKY6和单独过表达VqbZIP1的叶片;此外,VqWRKY6和VqbZIP1的协同调控能够激活茉莉酸（JA）途径的PR3、PR4,基因表达量显著上调。结论 VqWRKY6和VqbZIP1协同作用可能通过激活JA抗病途径,促进活性氧产生,增强抗病基因表达,抑制白粉菌的生长,从而提高葡萄对白粉病的抗性。因此,中国野生毛葡萄‘商-24’是重要的抗病种质资源,而VqWRKY6与VqbZIP1可作为重要的抗病基因资源。     

不同氮素营养对小麦苗期根系发育及抗旱性的影响

本文以济麦22为材料,研究了不同氮素形式及浓度对小麦苗期根系生长发育的影响,结果表明在促进小麦根系生长发育上,三种氮素形态（硝态氮、铵态氮、硝酸铵）的表现为：硝态氮>硝酸铵>铵态氮。对于水培生长的小麦幼苗来说,硝态氮更有利于其根系生长,且当硝态氮浓度为1 mmol·L-1时,根系生长最好。而后研究了不同浓度硝态氮对小麦抗旱性的影响,发现适当提高硝态氮浓度可以促进根系的生长发育,增加小麦叶片含水量,使小麦对干旱有更强的抵抗力。上述结果为农业生产上通过合理施用氮肥以培育小麦壮苗及提高小麦的抗旱性提供了理论依据,并为进一步研究小麦吸收氮素的分子机理奠定了基础。     

同源四倍体不结球白菜‘五月慢’新材料的创制及其特性

[目的]本文旨在创制高产抗病的四倍体不结球白菜‘五月慢’新材料。[方法]利用2 g·L^-1秋水仙素溶液处理不结球白菜‘五月慢’二倍体幼苗子叶生长点,通过形态学、细胞学、解剖学、流式细胞仪分析等方法鉴定筛选出同源四倍体植株,并对二、四倍体植株的形态学指标、农艺性状、营养品质、光合特性、抗病能力等方面进行比较分析。[结果]与二倍体相比,四倍体植株开展度降低,叶片的长宽比明显变小,叶型扁圆形,叶柄显著增厚,种子、花器官、种荚等明显增大;叶片气孔变大,气孔密度减小;花粉粒呈现矩形、菱形等不规则形状;细胞染色体数目和DNA荧光强度为二倍体的2倍;可溶性糖、纤维素含量显著性提高,硝态氮、叶绿素含量显著减少,可溶性蛋白、有机酸含量无显著变化;光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率分别增加了13.47%、24.02%、12.12%,光合能力更强;相同培养条件下灰霉菌表达量更低,抗病性更强。[结论]获得了具有高产、抗病潜力的同源四倍体不结球白菜‘五月慢’新材料。     

陕西化龙山国家级自然保护区鳞翅目昆虫多样性与垂直分布研究

对2017-2019年化龙山国家级自然保护区的鳞翅目昆虫资源进行了详细调查,并分析不同海拔对鳞翅目昆虫物种丰富度的影响。结果表明,化龙山有鳞翅目昆虫35科232属341种,其中尺蛾科、夜蛾科和蛱蝶科种类最为丰富。此外,鳞翅目昆虫在化龙山的物种丰富度随海拔变化呈现“驼峰型”模式,即在中海拔（1 500 m）的物种数量、标本数量、辛普森指数（D）以及香农-维纳指数（H′）都达为最大值,分别为189、2114、0.875和2.175,而在低海拔（1 000 m）和高海拔（2 000 m和2 500 m）区域的物种丰富度则较低,分析认为这可能是植被分布、温度条件以及人为活动等因素造成。