QTL mapping of seedling biomass and root traits under different nitrogen conditions in bread wheat(Triticum aestivum L.)

Plant nitrogen assimilation and use efficiency in the seedling's root system are beneficial for adult plants in field condition for yield enhancement. Identification of the genetic basis between root traits and N uptake plays a crucial role in wheat breeding. In the present study, 198 doubled haploid lines from the cross of Yangmai 16/Zhongmai 895 were used to identify quantitative trait loci(QTLs) underpinning four seedling biomass traits and five root system architecture(RSA) related traits. The plants were grown under hydroponic conditions with control, low and high N treatments(Ca(NO_3)_2·4H_2 O at 0, 0.05 and 2.0 mmol L~(-1), respectively). Significant variations among the treatments and genotypes, and positive correlations between seedling biomass and RSA traits(r=0.20 to 0.98) were observed. Inclusive composite interval mapping based on a high-density map from the Wheat 660 K single nucleotide polymorphisms(SNP) array identified 51 QTLs from the three N treatments. Twelve new QTLs detected on chromosomes 1 AL(1) in the control, 1 DS(2) in high N treatment, 4 BL(5) in low and high N treatments, and 7 DS(3) and 7 DL(1) in low N treatments, are first reported in influencing the root and biomass related traits for N uptake. The most stable QTLs(RRS.caas-4 DS) on chromosome 4 DS, which were related to ratio of root to shoot dry weight trait, was in close proximity of the Rht-D1 gene, and it showed high phenotypic effects, explaining 13.1% of the phenotypic variance. Twenty-eight QTLs were clustered in 12 genetic regions. SNP markers tightly linked to two important QTLs clusters C10 and C11 on chromosomes 6 BL and 7 BL were converted to kompetitive allele-specific PCR(KASP) assays that underpin important traits in root development, including root dry weight, root surface area and shoot dry weight. These QTLs, clusters and KASP assays can greatly improve the efficiency of selection for root traits in wheat breeding programmes.     

四种短体线虫的形态和分子生物学鉴定

采用形态学和分子生物学方法对来自荷兰的藏橐吾和铃兰、泰国的高山榕、缅甸的香蕉等种苗(球)分别鉴定出玻利维亚短体线虫Pratylenchus bolivianus、铃兰短体线虫P.convallariae、咖啡短体线虫P.coffeae和斯佩奇短体线虫P.speijeri。对这4种线虫的形态特征进行较为详细的描述后,认为头环、口针、侧区、生殖系统和尾形等形态特征是种类鉴定的重要依据;进一步利用引物28S-D2A/28S-D3Br扩增测序得到上述4种线虫的28S rRNA基因D2/D3区序列,序列分析发现玻利维亚短体线虫从欧洲到美洲的不同种群之间的遗传距离变异较小,仅为0～0.007;铃兰短体线虫同一种群不同个体之间的遗传变异较大,为0.006～0.029;咖啡短体线虫不同种群之间的平均遗传距离为0.013;斯佩奇短体线虫不同种群之间的平均遗传距离为0.010;咖啡短体线虫P.coffeae和斯佩奇短体线虫P.speijeri亲缘关系很近,二者种间平均遗传距离仅为0.026。本研究再次证明线虫28S rRNA基因D2/D3区基因序列可作为短体线虫种间鉴定的依据。     

氮肥与密度互作对单粒精播花生根系形态、植株性状及产量的影响

为明确花生单粒精播适宜的氮肥水平和种植密度,本研究于2018年和2019年以‘花育22’为供试花生品种,设置3个氮肥水平(0 kg hm^–2, N0; 60 kg hm^–2, N1; 120 kg hm^–2, N2), 3个种植密度(7.93万株hm^–2, D1; 15.86万株hm^–2,D2; 23.79万株hm^–2, D3),采用二因素裂区试验设计,研究氮肥、密度及其互作对单粒精播花生根系形态、植株性状及产量的影响。氮肥对花生根长、根表面积、根体积、根干重的影响不显著,而密度的影响显著。单株根长、根表面积、根体积及根系干重随密度的增加而降低, D1显著高于D2和D3, D2、D3处理间差异不显著;单位面积根长、根表面积、根体积及根系干重随密度的增加而增加, D1显著低于D2和D3, D2、D3处理间差异不显著。氮肥和密度互作对2019年收获期单位面积根长、根表面积的影响显著,与D1相比, N1处理下D3的增幅显著高于N0和N2处理。氮肥及氮肥与密度互作...     

毛乌素沙地不同水分梯度根系垂直分布与土壤水分关系的研究

通过对毛乌素沙地不同水分梯度根系垂直分布的研究表明:不同水分梯度根系分布随土壤深度的增加呈指数形式下降,不同梯度由于土壤水分、植被根系类型的差异,不同水分梯度植被根系的空间分布也有差异,不同梯度根量随土壤垂直深度的模拟方程分别为:y=9.5736e-0.1341x,R2=0.8859(I);y=16.246e-0.2037x,R2=0.9301(II);y=32.001e-0.1904x,R2=0.9544(III);y=28.336e-0.1993x,R2=0.9484(IV)。不同水分梯度土壤含水率变化程度不同,同一水分梯度各层土壤含水率变化幅度亦有差异,0.1m土壤含水率变异系数最大,随着土壤深度增加变异系数减小,根据土壤含水率变异系数分析我们将各层土壤水分垂直变化划分为活跃层(0-0.1m)、次活跃层(0.2-0.6m)、相对稳定层(1m)(I、II、III);而对IV梯度划为活跃层(0-0.1m、1m)、相对稳定层(0.3m)。根系生物量垂直分布与其对应土壤含水率有明显相反的关系,土壤含水率的变化与根系生物量的变化趋于相反,当土壤含水率增大时相应区域根系生物量减小;反之则增加。随水分梯度的增加各梯度最高水分利用层逐渐向表层发展,从第I梯度0.4m的6.84到第IV梯度0.1m的14.33。     

水培条件下钾对大蒜幼苗生长及根系活力的影响

以‘金乡白皮蒜’为试材,采用设施水培探讨了不同K+浓度对大蒜幼苗生长及根系活力的影响。结果表明:钾可显著增加大蒜幼苗生长量及根系活力;当营养液K+浓度为6.0mmol/L时,大蒜幼苗叶长、叶宽、假茎高、假茎粗、根长及根系活力最大,绿叶数及根系数最多,大蒜幼苗叶片、假茎、鳞茎及根系干、鲜重也最大,较不施钾处理干重分别增加133.91%、167.22%、146.31%和116.74%,鲜重分别提高168.34%2、43.18%、153.24%和128.78%。     

草莓根腐病病原菌分离与鉴定

为了有效防控草莓根腐病,采用组织分离法,对徐州地区草莓根腐病病原菌进行分离与鉴定,分离、纯化后获取了5个真菌菌株,经形态学与分子生物学碱基序列测定结果比对发现：CMGF-1是胶孢炭疽菌或其亚种,CMGF-2和CMGF-3是棒孢拟盘多毛孢或其亚种,CMGF-4和CMGF-5是串珠镰刀菌或其亚种。黑根根腐的致病菌主要是镰刀菌和拟盘多毛孢菌,而红中柱根腐的致病菌是胶孢炭疽菌。     

根域限制对‘峰后’葡萄果实韧皮部糖卸载的影响

 为了探明根域限制提高葡萄果实糖度的机制,用5 年生‘峰后’葡萄为材料,在果实成熟 期用“浆果杯”技术比较了根域限制处理与对照的果实韧皮部糖卸载的日变化。结果表明,葡萄果实韧 皮部糖卸载在一天中有3 次高峰,分别出现在上午、下午和晚上（9：00、17：00 和21：00 左右）。上午 卸载量大,其峰值分别为下午和晚上的2.1 和1.4 倍左右;根域限制处理果实的糖卸载量始终高于对照, 约为对照的1.5 倍,并且上午糖的快速卸载提前了3 h,峰值为对照的2.0 倍。给“浆果杯”中的糖卸载 缓冲液添加ABA、EGTA,促进了糖卸载,但添加EB 却抑制糖卸载。表明葡萄果实韧皮部糖卸载需要消 耗能量,根域限制促进了葡萄果实韧皮部的糖卸载,并可能与其诱导ABA 含量的升高有关。     

间作对咖啡和澳洲坚果根系形态、分布及养分累积的影响

为探明澳洲坚果与咖啡间作对地上部生长及地下部互作效应,为生产推广复合高效栽培模式提供理论依据,布置了咖啡和澳洲坚果间作盆栽实验,以二者分别单作为对照,分析植株的生长量、生物量、养分含量、根系形态以及土壤养分的差异.结果表明:(1)间作咖啡和间作澳洲坚果根干重、茎干重、单株总干重分别为40.86、50.38、148.34...     

局部高浓度硝酸盐供应对玉米根系 形态及氮累积的影响

以郑单958和鲁单981为研究对象,进行水培分根试验,在正常供水和水分胁迫条件下,分别以均匀低浓度硝酸盐处理主根和种子根(LPR-LSR)、局部高浓度硝酸盐处理主根（HPR-LSR）和局部高浓度硝酸盐处理种子根（LPR-HSR）,测定分析根系形态、生物量以及氮含量。结果表明：与氮低效鲁单981相比,氮高效郑单958具有较高的主根根长、根表面积、根系生物量、地上部生物量和氮累积量。水分胁迫条件下,郑单958和鲁单981的主根的根长、根表面积、根体积、地上部生物量和氮累积量总体上均低于正常水分条件。玉米主根和种子根对局部高浓度硝酸盐的反应存在差异。与均匀低浓度硝酸盐处理相比,局部高浓度硝酸盐处理促进正常水分条件下主根和种子根根系的生长,尤其是根长和根系表面积;在正常水分条件下,主根根长和根系表面积增加幅度范围为6.8%~27.3%和1.9%~21.9%,除HPR-LSR处理条件下的郑单958外,种子根根长和根系表面积增加幅度范围为30.4%~92.7%和10.5%~135.1%;在水分胁迫条件下,主根根长和表面积增加幅度范围为24.6%~152.9%和62.1%~229.9%,然而种子根根长降低了10.0%~29.9%,表明水分胁迫会影响种子根对高浓度硝酸盐的响应。除水分胁迫条件下LPR-HSR处理外,局部高浓度处理可同时增加两侧根系的生物量和氮累积量。无论是正常供水还是水分胁迫,与LPR-LSR处理相比,局部高浓度硝酸盐供应均能够增加地上部生物量以及氮累积量,在LPR-HSR处理条件下,增加幅度范围分别在35.0% ~107.9%和162.9%~291.1%,在HPR-LSR处理条件下分别为56.7%~109.4%和204.1%~377.0%,HPR-LSR处理条件下增加幅度较大,表明在氮素非均匀分布环境中,当主根处于高浓度硝酸盐区域时将会更显著促进生物量的增加和氮累积。     

干旱胁迫对不同根型苜蓿内源激素含量的影响

为探究不同根型苜蓿在不同生长年限的抗旱性与内源激素间的关系,采用高效液相色谱法测定根茎型、直根型、根蘖型苜蓿播种当年及生长第2年在干旱胁迫后地上与地下部内源激素吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）和脱落酸（ABA）含量。结果表明,随干旱胁迫加剧,播种当年及生长第2年,根茎型、直根型和根蘖型苜蓿地上、地下部IAA和ZT含量显著降低,相比CK,IAA的年均降幅分别为50.09%、36.52%、49.15%和58.17%、53.42%、56.62%,ZT的年均降幅分别为38.11%、52.57%、36.18%和43.86%、63.94%、54.17%。ABA含量显著升高,随生长年限延长增幅降低,种植当年及生长第2年的增幅分别处于62.50%～358.82%和19.70%～85.19%之间;而GA₃含量在播种当年显著下降,生长第2年中、重度胁迫下达到峰值。相比CK,播种当年地上、地下部GA₃/ABA、IAA/ABA、（IAA+GA₃+ZT）/ABA比值及干质量随胁迫加剧呈下降趋势;生长第2年...