67个花生品种主要农艺性状的变异及相关性分析

本研究对67个花生品种的9个农艺性状进行统计分析,利用其变异系数(CV)对各个农艺性状进行分析评价,并分析各农艺性状之间的相关性。结果表明,单株分枝数和单株产量的变异系数较大,而出仁率和饱果率的变异系数相对较小。单株产量与单株经济系数、百果重和百仁重呈极显著正相关,与单株分枝数呈显著相关;单株经济系数与百仁重、出仁率呈极显著正相关,与百果重呈显著正相关,而与叶面积呈显著负相关。用隶属函数度综合值进行聚类分析发现,67个花生品种在欧氏距离为5时可分为4个分支。     

NaCl处理谷子萌发期种子的转录组学分析

【目的】谷子具有抗旱、耐贫瘠的特性,逐渐成为研究禾本科作物的模式作物。本研究以前期筛选并获得的谷子耐盐品种和敏感品种为材料,通过RNA-Seq测序筛选鉴定谷子的盐胁迫响应基因,揭示其响应盐害机制,为培育谷子抗盐新种质提供理论依据。【方法】 对14个谷子品种进行了萌发期抗盐筛选。谷子不同品种的种子经150 mmol·L ^-1NaCl处理萌发培养7 d后,分别统计各品种种子的萌发率、根长和芽长,综合各项指标鉴定到豫谷2为耐盐品种、安04为盐敏感品种。以这两个品种盐胁迫前、后萌发期种子为材料,应用RNA-Seq进行转录组测定,分析鉴定盐害下差异表达基因（differentially expression gene,DEG）,并对DEG进行GO和KEGG功能富集分析。同时应用qRT-PCR对随机挑选的15个DEG表达模式进行验证,并与RNA-Seq结果进行相关性分析。 【结果】 耐盐品种豫谷2、盐敏感品种安04种子经盐胁迫处理后,分别鉴定出2 786个和4 413个DEG;其中,每个品种在NaCl处理前及处理后分别鉴定出1 470和3 826个DEG。GO和KEGG聚类分析显示,NaCl处理下参与信号转导、抗氧化、有机酸的合成及转运以及次生代谢等相关的DEG在谷子萌发期种子应对盐胁迫响应过程中具有关键性的作用,DEG主要集中在胁迫响应、离子的跨膜转运、氧化还原、次生代谢及有机酸、多胺、苯丙烷的合成等过程。qRT-PCR对15个DEG表达模式的检测结果与RNA-seq结果相关系数为0.8817。其中编码离子通道的基因（HKT）、过氧化物酶基因（POD）、黄烷酮-3-羟化酶基因（FL3H）、MYB转录因子基因等在豫谷2中表达量较高,显示其在谷子萌发期种子响应盐胁迫中可能发挥一定作用。【结论】 谷子耐盐品种及盐敏感品种的种子对盐胁迫的响应程度具有一定的差异性,且品种对盐害的耐受能力主要与基因对胁迫的响应程度相关,而与DEG的数量相关性不大。     

三种酚酸类物质在花生连作障碍中的生态效应分析

      为阐明酚酸类物质在花生连作障碍形成过程中的作用机理,本研究排除田间因素的干扰,通过室内模拟培养法,研究了4种不同浓度的肉桂酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸及其混合物对土壤的生态效应。结果表明,当酚酸类物质的初始含量较低（15 mg·kg-1干土）时,各处理土壤微生物量碳氮、微生物活性、酶活性（脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶）及养分含量（碱解氮、有效磷、有效钾）均略高于对照,但差异不显著（P>0.05）;当其初始含量达到或高于30 mg·kg-1干土时,各指标均降低,且随浓度增加降幅增大,以3种酚酸类物质混合物的化感抑制作用相对最强。总体来看,随培养时间的延长,酚酸类物质的化感抑制作用呈先增强后减弱的趋势。其中,对羟基苯甲酸在处理第7d化感抑制作用达到最强,而肉桂酸、邻苯二甲酸和3种酚酸类物质混合物的最强化感作用是在处理第15 d。推测酚酸类物质的累积与连作花生土壤微生态环境的劣化有着直接关系,是花生连作障碍形成的重要因素之一。     

分蘖和拔节期干旱对小麦植株氮素积累转运的影响

为明确分蘖和拔节期干旱对小麦氮素积累转运的影响,采用盆栽试验,以扬麦13和扬麦16为材料,研究了小麦分蘖和拔节期轻度和重度干旱条件下产量、氮代谢相关酶活性、氮素积累和转运的特征。结果表明,分蘖和拔节期干旱对两个小麦品种植株氮素积累转运的影响基本一致,分蘖和拔节期轻度干旱对小麦籽粒产量和蛋白产量影响不显著,而重度干旱可显著降低籽粒产量和蛋白产量。两时期干旱处理均显著降低小麦叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,且重度干旱降幅更大;胁迫解除后,叶片NR和GS活性增强。分蘖期轻度干旱提高了分蘖-拔节、拔节-开花阶段植株氮素积累量,而拔节期轻度干旱提高了拔节-开花、开花-成熟阶段的氮积累量。分蘖期轻度干旱提高了花前氮素转运量及其对籽粒贡献率;拔节期轻度干旱提高了花后氮素积累量及其对籽粒氮贡献率,而降低花前氮素转运量。成熟期籽粒氮素积累量与籽粒产量和蛋白产量均呈显著正相关。分蘖期和拔节期轻度干旱解除后,植株氮代谢相关酶活性增强,有利于植株氮素积累,并协调花前和花后氮素积累对籽粒氮贡献,从而获得高籽粒产量和蛋白产量。     

利用CRISPR/Cas9技术创制糯稻种质

基因组编辑技术已成为分子育种的重要手段。本研究利用CRISPR/Cas9系统,以直链淀粉含量合成基因Waxy(Wx)为编辑对象,构建敲除载体,利用农杆菌介导法转化优质粳稻品种圣稻22,共获得了20个T₀代转化株系,测序结果表明16个株系实现了对Wx基因的定点编辑,突变率为80%,纯合及双等位率为20%。稻米外观品质检测表明13个株系外观呈现糯稻表型,直链淀粉含量测定表明有3个株系的直链淀粉含量降至2.0%以下。可见,利用CRISPR/Cas9系统可以快速改良水稻品种的直链淀粉含量目标性状,在品种的定向改良方面具有巨大的潜力。     

设施农业土壤中聚磷菌的筛选及其生物学特性分析

为在设施农业土壤中筛选获得兼具高效除磷能力和良好环境适应性的聚磷菌(Phosphorus accumulating organisms,PAOs),从设施大棚采集40 cm以上土样,梯度稀释后经PAOs平板初筛、异染粒染色复筛聚磷菌,结合形态学和16S rRNA测序鉴定种属。采用钼锑抗分光光度计法测定聚磷菌的除磷率和菌体磷含量,PCR验证聚磷作用关键基因ppk。采用活菌计数法分析聚磷菌的耐盐和耐高温率,对峙培养法分析对病原菌的抑菌率。本研究共筛选得到7株聚磷菌,经鉴定分别属于节杆菌(Arthrobacter spp.)、微杆菌(Microbacterium spp.)、红球菌(Rhodococcus spp.)和芽孢杆菌(Bacillus spp.)4个菌属。好氧条件下,所有菌株均具有除磷作用,其中A.ureafaciens Fp64的除磷率最高(70.52%),R.rhodochrous Fp31的菌体含磷量最高(18.74%)。在除磷率大于50%的4株聚磷菌中,均可扩增获得ppk基因。所筛选聚磷菌兼具多种其他生物学特性,其中A.ureafaciens Fp64和A.keyseri Fp38具有病原菌拮抗和耐盐性,M.esteraromaticum Np20具有病原菌拮抗和耐高温性,R.rhodochrous Fp31具有极其显著的耐盐性。本研究所筛选的菌株具有较高的除磷能力和菌体含磷量,兼具拮抗病原菌和良好环境适应性等特点,有望用于控制土壤渗漏液磷流失,为进一步研发针对设施农业土壤环境的高效生物除磷技术提供了优良菌种。     

叶面过量施硒对玉米产量、硒和矿质营养元素含量的影响

为了明确过量施硒对作物生长的毒害效应,为合理施用硒肥提供依据,本研究在田间条件下探究了叶面过量施硒对糯玉米京科糯2000和普通玉米郑单958两个品种产量、硒含量和矿质营养元素含量的影响。结果表明,叶面喷硒量(亚硒酸钠)≤0.2 g·L^-1时,京科糯2000植株生物量和籽粒产量与对照(不喷硒)相比持平或略有增加,未表现出毒害效应;京科糯2000在叶面喷硒量≥0.5 g·L^-1时,郑单958在叶面喷硒量≥0.1 g·L^-1时,其植株生物量和籽粒产量均明显降低;随着叶面喷硒浓度的增加,两品种玉米籽粒硒含量均逐步增加,郑单958产量和籽粒硒含量的变化幅度高于京科糯2000。叶面喷硒可显著提高玉米籽粒锌和铁的吸收量,对铜、磷、镁和钙的吸收基本无影响,但抑制硼的吸收。总体来看,过量施硒抑制2个不同品种玉米生长,造成产量下降,但可提高籽粒硒、锌和铁的营养水平。本研究对玉米微量元素营养调控具有一定的借鉴指导意义。     

莠去津降解菌的分离及不同施用方式对土壤修复效果的影响

土壤中的莠去津残留会对大豆等后茬敏感作物造成药害,还会对人体和环境造成危害。为建立莠去津污染土壤高效修复技术,本研究进行了莠去津降解菌株的分离筛选,并比较了不同施用方式对土壤修复效果的影响。以莠去津为降解底物,从长期施用该农药的农田土壤中分离降解菌,根据菌落形态特征、16S rRNA基因序列和系统发育分析,对降解菌进行鉴定。通过发芽试验,验证降解菌对莠去津抑制大豆种子萌发的缓解作用。通过盆栽试验,比较了播前冲施、浸种和播后冲施对降解菌缓解莠去津药害效果的影响。结果表明：本研究筛选获得了一株莠去津高效降解菌Zatd001,鉴定结果为类节杆菌(Paenarthrobacter sp.)。菌株Zatd001能有效缓解莠去津对大豆种子萌发的抑制作用,3种施用方式都能显著降低莠去津对大豆植株的毒害,各生长指标与空白对照无显著差异。3种施用方式修复效果大小顺序为：播前冲施>播后冲施>浸种处理,但各施用方式差异不显著。上述结果表明,菌株Zatd001能有效缓解莠去津残留会对大豆造成药害,且施用方式灵活方便,该研究对降解菌在修复莠去津污染土壤中的应用具有重要实践指导意义。     

山东沿黄稻区水稻产业发展现状与对策建议

山东沿黄稻区属于黄淮稻区,该区是我国重要的优质稻“黄河大米”的主产区。黄河从山东境内穿流而过,为沿黄区域大力发展水稻生产提供了充沛的水源保障。山东省水稻种植面积最大时达293.74万亩（1999年）,优质的“黄河大米”为当地农民增收做出了重要贡献。近几年,因为水稻种植劳动强度大、机械化程度低、水资源短缺以及当地农业产业结构调整等多种因素影响,水稻种植面积大幅减少,山东沿黄稻区水稻产业发展受限。本文以济南市济阳区为例,调研了济阳区水稻生产的历史和现状,分析了水稻生产中存在的主要问题,提出了推动水稻产业发展的措施及建议,为促进山东沿黄稻区水稻生产的恢复与发展提供决策支撑。