甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因的鉴定及功能性研究

液泡是调控植物细胞分化、生长发育的重要部位,AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因调控植物液泡内外离子平衡、离子运输以及能量供应。本研究利用功能已知的拟南芥AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因为参考序列在甘蓝型油菜全基因组数据库、NCBI植物基因组注释数据库等鉴定并筛选出9个BnaAVP1、3个BnaVHA-a2和4个BnaVHA-a3,并分析基因拷贝数变异、分子特征、跨膜结构域、保守基序、染色体定位、系统进化树构建、蛋白二级结构及三维结构预测、高通量转录组测序等。发现甘蓝型油菜BnaAVP1和BnaVHA-a3的基因数量明显多于甘蓝和白菜;甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3蛋白属于由酸性氨基酸组成的稳定蛋白;系统进化选择能力的分析表明,甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3家族基因与甘蓝、白菜关系相近。转录组测序表明,低氮处理后,BnaAVP1s基因主要在地上部表达,且低氮3h后地上部表达下调,低氮处理72h根中表达量上调;BnaVHA-a2s和BnaVHA-a3s基因在地上部和根中均有表达,BnaVHA-a2s在低氮处理72h后表达量基本呈上调趋势,BnaVHA-a3s在低氮3h后基本呈下调趋势。低磷处理后,BnaAVP1s根中大部分基因表达上调,地上部表达基本无差异;BnaVHA-a2s表达基本无差异;BnaVHA-a3s地上部和根中均基本为上调趋势。该结果为进一步研究甘蓝型油菜AVP1、VHA-a2和VHA-a3基因生物学功能及AVP1、VHA-a2和VHA-a3蛋白水解ATP提供能量供植物代谢的分子机制奠定基础,为已知大量数据的其他物种家族基因生物信息学研究提供参考。     

湖南48个水稻栽培品种抗瘟性评价及抗性基因鉴定

为了明确48个湖南种植品种的抗瘟性和抗瘟基因型,选用10株已明确其无毒基因组成的稻瘟病单孢菌株对湖南稻区48个水稻品种进行离体接种试验;分析菌株对48个水稻品种的毒力频率,并作出其抗瘟性评价和抗瘟基因型的初步推定。结果表明,48个品种对10株菌株抗瘟性存在较大差异,毒力频率在0～60%之间,供试菌株对丰两优4号(VF=60%)、粤禾丝苗(VF=50%)、隆两优534(VF=50%)为较强毒力,对34个水稻品种中等毒力(20%≤VF50%),占试验总数的70.83%,对11个品种表现为弱毒力(VF20%),占试验总数的22.92%。在相似系数0.70水平上,可将48个品种划分为31谱系;通过稻瘟病菌与品种"基因对基因"关系的推断,抗瘟基因型Pi-1、Pi-a、Pi-7、Pi-3、Pi-i、Pi-11、Pi-19普遍存在于各水稻谱系中,出现频率高;Pi-5、Pi-t、Pi-k~p抗性基因出现频率比较低;抗性基因Pi-ta出现频率最低。     

马铃薯耐盐性研究进展

从马铃薯耐盐资源的评价、盐胁迫对马铃薯的生理影响、马铃薯盐胁迫应答分子机制和基因工程提高马铃薯耐盐性等4个方面综述马铃薯耐盐性研究现状,并做出讨论和展望,以期为揭示马铃薯耐盐机理、耐盐种质资源鉴定和培育耐盐马铃薯品种提供理论参考。     

全基因组关联分析定位水稻芽期中胚轴长度性状QTL

直播稻出苗难的问题是制约直播稻发展的重要因素之一,中胚轴的长度与直播稻大田出苗率和出苗质量密切相关。利用控制中胚轴伸长的基因培育长中胚轴品种是提高水稻直播稻出苗率和出苗质量的重要策略。为了挖掘长中胚轴水稻品种资源和鉴定控制中胚轴长度的基因,本研究以来源广泛的203份水稻核心种质为研究材料,评价了不同类型品种芽期中胚轴长度表型变异,利用全基因组关联分析(genome wide association analysis, GWAS)定位了控制中胚轴长度的QTL,并预测相关候选基因。结果表明,不同亚群材料中胚轴长度表型变异丰富,6个亚群平均长度为AUS稻(AUS)>温带粳稻(TEJ)>中间型(ADMIX)>籼稻(IND)>热带粳稻(TRJ)>香稻(AROMATIC)。GWAS分析定位了21个中胚轴长度相关QTL,共48个显著关联的SNP(P<0.001),分别位于第1、2、3、4、5、6和10染色体上。预测获得其中5个QTL区间的6个候选基因,编码松弛细胞壁、细胞伸长因子、生长素诱导等蛋白。研究结果为进一步克隆水稻中胚轴长度调控基因和利用分子标记辅助选择培...     

花后增温对双季晚粳稻产量和稻米品质的影响

【目的】 明确花后增温对双季晚粳稻产量和稻米品质的影响,以期为未来气候变暖条件下双季晚粳稻安全生产和优质栽培提供理论依据。 【方法】 本研究于2017—2018年在江西农业大学上高科技驿站试验基地进行,该地区位于江西双季稻主产区。以籼粳杂交稻甬优1538为试验材料,设置花后增温（post-anthesis warming treatment,PAW;从抽穗期到成熟期昼夜不间断增温）和不增温对照（ambient temperature treatment,CK;安装与增温处理相同的装置,但不供电）2个处理,随机区组设计,3次重复。采用稻田开放式远红外主动增温（free-air temperature increase,FATI）系统对水稻冠层进行增温,对比分析了不增温和花后增温条件下,晚粳稻产量、产量构成、加工品质、外观品质、RVA谱特征值、直链淀粉含量、蛋白质含量和氨基酸含量的变化。【结果】 花后增温导致晚粳稻甬优1538的产量和稻米品质发生明显变化,且2年变化趋势基本一致。与不增温对照相比,花后增温2.2℃显著降低了晚粳稻产量,平均降幅为4.4%。花后增温条件下,2年晚粳稻的糙米率、精米率和整精米率均无显著变化,但2年的垩白粒率和垩白度分别平均显著提高了27.4%和24.4%。花后增温提高了米粉RVA谱特征值的峰值黏度、热浆黏度和糊化温度,降低了其消减值,而对崩解值和最终黏度无显著影响。花后增温条件下,直链淀粉含量呈下降趋势,2年平均降幅为6.4%;但精米中蛋白质相对含量和绝对含量均呈增加趋势,2年平均增幅分别为8.7%和6.6%。另外,花后增温均提高了精米中非必需氨基酸和必需氨基酸的含量,并且非必需氨基酸对增温的响应比必需氨基酸敏感,其中非必需氨基酸的总量显著提高了5.7%。从氨基酸的相对比例可以发现,花后增温对绝大多数氨基酸的相对比例无显著影响,而酪氨酸和甲硫氨酸的相对比例显著提高。【结论】 花后增温降低了晚粳稻产量,对稻米加工品质无显著影响,使稻米外观品质品和蒸煮品质变差,而有利于改善其营养品质和食味品质。     

玉米籽粒机收影响因素及其栽培调控研究进展

全程机械化对玉米生产的发展具有非常重要的意义,而机械化收获是玉米全程机械化的重要环节,也是当前推进玉米全程机械化的难点。本文介绍了国内外玉米机械化发展的现状,分析了籽粒含水率、苞叶性状、茎秆特性与穗轴特性对玉米机收的影响,总结了行距、播期、收获时期、施氮量与密度等玉米机收栽培调控措施,并从宜机收品种筛选、收获机械研发与配套栽培技术研究等角度为玉米机械化收获的研究与发展提出了建议。     

基于机器视觉的稻田灌溉用水铜离子浓度检测

为实时、快速地监测稻田灌溉用水的质量,确保粮食生产安全,提出了基于机器视觉的稻田灌溉用水铜离子浓度检测方法.利用搭建的机器视觉检测试验装置,设计了不同浓度铜离子溶液的机器视觉检测试验,通过提取试纸图像的特征值,运用指数回归、对数回归、2阶多项式回归和线性回归等方法建立铜离子浓度的预测模型,减少了人为认知对检测结果的影响.试验结果表明,在0～300 mg/L范围内,基于机器视觉的试纸检测水中铜的方法训练集和预测集的相关系数分别达到0.9438和0.9191,均方根误差分别为19.9563、9.7889 mg/L,误差控制在8％以下,基本上达到了对稻田灌溉用水进行实时快速检测的要求,为进一步开发实用的稻田灌溉用水监测设备提供了依据.     

中国农业航空发展现状及对策建议

农业航空是现代农业的重要组成部分,为全面、深入地了解中国农业航空行业的发展现状和趋势,同时反映行业面临的困难和问题,增强社会公众对农业航空的了解和认知,推动农业航空行业的健康快速发展,农业航空产业技术创新战略联盟秘书处组织编写了《中国农业航空行业发展报告》。该文以该报告为基础,从有人驾驶航空器和无人驾驶航空器涉农航化作业2个方面对近年来中国农业航空行业的发展情况进行了综述,比较全面地展示了中国农业航空行业的总体状况,分析了目前行业发展中有人驾驶航空器农林航化作业时间稳步增长、无人驾驶航空器发展势头良好的特点,以及在行业标准、法规体系、核心技术以及配套经营主体、社会化服务等方面存在的亟待解决的主要问题:行业标准规范的建设滞后,尚未形成完善的标准化体系;农业航空相关政策及法规体系不健全;研发经费投入不足,共性核心关键技术研究滞后;发展模式未成型,社会化组织的服务能力不强;企业规模小,产业结构不合理,市场无序竞争。随后,针对上述问题,该文从管理、模式、标准、创新、应用和政策6个方面提出了进一步促进中国农业航空行业健康发展的对策与建议,包括应进一步明确中国农业航空的管理办法、探讨中国农业航空的发展模式、加强技术标准和规范的制定、加强关键技术协同创新研究、加强技术推广应用以及制定促进中国农业航空发展的政策等,可为政府引导行业发展和企业规划自身发展提供参考。     

作物硝态氮转运利用与氮素利用效率的关系

【目的】 铵态氮（NH₄+）和硝态氮（NO₃-）是作物氮素吸收利用的主要形态,旱作作物NO₃-的累积与利用是氮素营养研究的主要组成部分,关系到理解作物NO₃-的转运和利用关系及作物体内NO₃-含量和氮素利用效率（nitrogen utilization efficiency,NUE）高低的问题。主要进展 作物吸收的NO₃-分为被作物直接利用、分泌到根外、储存在液泡和向地上部分运输四种途径。其中NO₃-短途分配（液泡NO₃-分配）和长途转运（地上、地下部NO₃-的转运）共同调控着NO₃-的利用效率,进而影响作物的NUE。液泡NO₃-不能被作物直接利用,只有分配到液泡外细胞质中的NO₃-才能被作物迅速代谢和利用;同时有更大比例的NO₃-分配到地上部分,使得作物可以充分利用太阳光能进行NO₃-代谢和能量转换,从而提高了作物的NUE。此外,液泡对NO₃-起到分隔作用,储存在液泡中的NO₃-并不能对NO₃-转运相关基因（如NR、NO₃-长途转运基因NRT1.5和NRT1.8）起到诱导效果;只有分配在液泡外原生质体中的NO₃-才能对NO₃-诱导基因产生强烈的诱导。因此,作物细胞原生质体中液泡内、外NO₃-的分配不仅影响了NO₃-的同化利用,而且直接影响了NO₃-的长途转运。展望 本文对植物原生质体中液泡内、外NO₃-的短途分配和地上、地下部间NO₃-的长途转运机制进行了总结,为进一步深入研究作物地上、地下部NO₃-长途转运和液泡NO₃-短途分配的关系,以及更好地揭示作物NUE对NO₃-转运和利用的响应机理提供参考。