普通菜豆抗旱生理特性

采用盆栽试验,以抗旱性较好的品种跃进豆、260205和敏感品种奶花芸豆为试材,设置干旱和正常供水2种处理,测定产量、产量构成因素及相关生理生化指标,分析干旱胁迫下参试品种各性状及生理指标的变化及对干旱胁迫的生理响应。结果表明,干旱处理36 d,跃进豆和260205的根干重为总生物量的20.2%和20.6%,荚干重为总生物量的30.0% 和28.9%,而奶花芸豆的根干重和荚干重仅为总生物量的10.6%和17.1%,光合产物向根系和籽粒的有效分配与普通菜豆抗旱性关系密切;跃进豆在干旱胁迫后期的水分利用效率较对照增加 230.5%,而奶花芸豆的增幅仅为84.3%,较高的水分利用效率有利于CO₂的有效扩散和高效固定;其他生理特性分析表明,抗氧化酶与光呼吸共同作用有效降低了膜脂过氧化程度,减少了叶片的损伤;脯氨酸和可溶性糖是普通菜豆主要的渗透调节物质,能够较好地保持自身叶片的水分平衡。普通菜豆抗旱性是多种生理调节机制协同作用的结果,主要包括形态调节、气孔调节、渗透调节以及抗氧化能力的调节等。     

普通菜豆品种苗期抗旱性鉴定

以不同来源的普通菜豆品种为材料,采用盆栽法,设正常供水和反复干旱2种处理,测定11项生理指标,采用灰色关联度理论进行苗期抗旱性指标筛选,通过加权抗旱指数(weighted drought-resistance index,WDI值)和抗旱度量值D(drought resistance comprehensive evaluation values,D值)对供试材料进行抗旱性综合评价并通过聚类分析划分抗旱等级。结果表明,不同指标与综合抗旱指数的关联度大小依次为叶片相对含水量(0.7726)、PSII最大量子产量(0.7607)、叶绿素含量(0.7435)、反复干旱存活率(0.7341)、生物量(0.7329)、茎叶干重(0.7314)、根干重(0.7192)、气孔导度(0.7159)、根冠比(0.7092)、株高(0.7086)、叶面积(0.6910)。基于加权抗旱指数和抗旱度量值D的评价结果存在一定差异,但不同材料的抗旱性排序大体一致。根据抗旱度量值D将供试材料分为高抗、中抗、敏感和高敏感4个级别,各占总数的10%、6%、58%和26%。综上所述,叶片相对含水量、PSII最大量子产量和叶绿素含量等10项指标可用于普通菜豆苗期抗旱性综合评价;加权抗旱指数与抗旱度量值D两种综合指标相结合能够提高鉴定结果的可靠性;50个参试普通菜豆品种中,白金德利豆、跃进豆、兔子腿、圆白菜豆和260205抗旱性强。     

两种施肥环境下冬小麦京411及其衍生系产量和生理性状的遗传分析

明确高产广适性与肥料高效利用相关性状的遗传特性对培育优良新品种具有重要意义。本研究以京411及其衍生后代共15个品种(系)为材料,在4个正常施肥和1个常年不施肥环境下研究品种(系)的产量构成因素和生理性状,结合90K SNP芯片,解析骨干亲本携带的产量和生理性状等位基因信息,探讨优异基因对高产品种的贡献。结果表明,正常施肥环境下,京411衍生后代的产量和收获指数均随世代增加呈逐渐上升趋势,其中收获指数增加较为显著(P0.05)。冠层温度对籽粒产量有重要贡献(P0.05),而叶面积指数和光合速率对收获指数有显著贡献(P0.05)。两种施肥条件下中麦175具有较高且稳定的产量和生物学产量,主要与其较高的肥料吸收效率有关。控制产量和生理性状的遗传区段主要分布在A和B基因组上,2B、3A和5A染色体分别携带控制穗粒数、叶面积指数和光合速率的位点。京411携带31个对产量和生理性状为正向效应的等位基因,衍生品种CA0958和中麦175携带的正向效应区段最多,分别占正向效应位点总数的53.85%和51.35%。中麦175的高产潜力和广适应性可能与其携带较多有利等位基因有关。     

利用高密度SNP 遗传图谱定位小麦穗部性状基因

小麦穗部性状之间相关性密切, 其中穗粒数和千粒重是重要的产量构成要素, 挖掘与穗部性状相关联的基因位点对分子标记辅助育种及解释基因效应具有重要意义。本研究以RIL群体(山农01-35×藁城9411) 173个F_8:9株系为材料, 利用90 k小麦SNP基因芯片、DArT芯片技术及传统的分子标记技术构建的高密度遗传图谱, 在5个环境下进行穗部相关性状QTL定位。检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上7个控制千粒重的加性QTL, 解释表型变异率6.00%~36.30%, 加性效应均来自大粒母本山农01-35; 检测到8个控制穗长的加性QTL, 解释表型变异率14.34%~25.44%; 3个控制穗粒数的加性QTL; 5个控制可育小穗数的加性QTL; 3个控制不育小穗数的加性QTL, 贡献率为8.70%~37.70%; 4个控制总小穗数的加性QTL; 6个控制小穗密度的加性QTL。通过基因型与环境互作分析, 检测到32个加性QTL, 解释表型变异率0.05%~1.05%。在4B染色体区段EX_C101685–RAC875_C27536检测到控制粒重、穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数的一因多效QTL,其贡献率为5.40%~37.70%, 该位点在多个环境中被检测到, 是稳定主效QTL。在6A染色体wPt-0959-TaGw2-CAPS区间上检测到控制粒重、总小穗数的QTL。研究结果为穗部性状的分子标记开发、基因精细定位和功能基因克隆奠定了基础。     

鸡粪对芸豆土壤有机碳氧化稳定性与碳库管理指数的影响

为探讨鸡粪与化肥不同比例配施对芸豆/玉米轮作土壤有机碳氧化稳定性及碳库管理指数的影响,通过2009—2014年大田试验,研究了N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、M30N70(鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(鸡粪和尿素各提供50%的氮)等不同施肥处理对芸豆/玉米轮作土壤有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)含量及有机碳氧化稳定性与碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明,M_(10)N_(90)、M30N70和M50N50处理的TOC含量分别比N100处理提高5.21%、12.74%和19.87%;M_(30)N_(70)处理的MBC、ROC含量和CPMI均最高,并显著高于其他处理,其中ROC含量分别较N100、M10N90和M50N50处理提高54.03%、16.50%和10.43%,CPMI分别提高75.10、30.75和27.94;但M30N70处理的有机碳氧化稳定系数显著低于其他处理,并较N100处理下降35.95%。此外,该处理能显著提高芸豆产量,明显改善品质,且影响效果明显优于其他处理。相关性分析表明,芸豆产量、维生素C含量与MBC、ROC、有机碳氧化稳定系数和CPMI之间有极显著或显著的相关性,各指标间具有紧密的内在联系。综合分析认为,在芸豆/玉米轮作种植中配施鸡粪措施有利于提高土壤质量,增强土壤供肥性能,并促进芸豆的高产优质生长,其中鸡粪氮与尿素氮以3∶7比例搭配的作用效果最佳。     

钴圃慢照射小麦不同发育阶段植株的生物学效应

利用钴圃分别慢照射普通小麦减数分裂期前、配子体时期、合子幼胚期的植株。结果表明:照射合子幼胚期对当代(M_1)结实率的影响较小,对下一代(M_2)出苗率的影响较大,M_2代的出苗率可作为选择照射合子幼胚期适宜剂量的主要指标。慢照射当代是辐射损伤的主要世代,M_2代的损伤已很轻,是突变显现的第1个世代。文中讨论了照射植株的世代划分问题。     

Proton toxicity interferes with the screening of common bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes for aluminium resistance in nutrient solution

Common bean (Phaseolus vulgaris L.) proved to be very sensitive of low pH (4.3), with large genotypic differences in proton sensitivity. Therefore, proton toxicity did not allow the screening of common bean genotypes for aluminium (Al) resistance using the established protocol for maize (0.5 mM CaCl₂, 8 μM H₃BO₃, pH 4.3). Increasing the pH to 4.5, the Ca²⁺ concentration to 5 mM, and addition of 0.5 mM KCl fully prevented proton toxicity in 28 tested genotypes and allowed to identify differences in Al resistance using the inhibition of root elongation by 20 μM Al supply for 36 h as parameter of Al injury. As in maize, Al treatment induced callose formation in root apices of common bean. Aluminium‐induced callose formation well reflected the effect of Ca supply on Al sensitivity as revealed by root‐growth inhibition. Aluminum‐induced callose formation in root apices of 28 bean genotypes differing in Al resistance after 36 h Al treatment was positively correlated to Al‐induced inhibition of root elongation and Al contents in the root apices. However, the relationship was less close than previously reported for maize. Also, after 12 h Al treatment, callose formation and Al contents in root apices did not reflect differences in Al resistance between two contrasting genotypes, indicating a different mode of the expression of Al toxicity and regulation of Al resistance in common bean than in maize.     

DEHP对土壤脱氢酶活性及微生物功能多样性的影响

选用肥熟旱耕人为土(黄棕壤),设置了在土壤中施加100 mg kg-1 DEHP与不施加DEHP两个水平,盆栽试验研究了DEHP对土壤脱氢酶活性以及土壤微生物群落功能多样性的影响,以及植物在污染土壤中的修复作用。结果表明,施加DEHP显著抑制了土壤脱氢酶活性,30 d时与对照相比降低了约30%, 第60 d时尽管有缓慢的回升,但仍明显低于对照(p<0.05)。从BIOLOG反应的结果可以看出,DEHP也显著影响土壤微生物的功能多样性,土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数和均度均显著低于无污染的对照,说明DEHP的污染导致了土壤微生物群落功能多样性的下降。种植植物对土壤脱氢酶和微生物活性有很明显的促进作用,并且在一定程度上缓解了DEHP的毒害作用,但并未消除DEHP对土壤微生物的影响。     

猪粪便污水PSB液肥化及其对绿豆插条不定根发生的促进作用

研究结果表明,用猪粪便污水培养光合细菌(简称PSB)生产PSB液肥是可行的,但须进行预酸化处理;猪粪便污水发酵液(CODcr2 173 mg/L)通过8 d培养获得的光合细菌液肥PSB含量可达4.5×108MPN/mL。采用蒸馏水、“绿泉”植物营养液和光合细菌液肥(分别稀释50、100、200和400倍)等6种供试液进行绿豆不定根发生生物试验。结果表明:光合细菌液肥能明显促进绿豆插条不定根发生,其中稀释200倍液的绿豆不定根数量、长度和生物量与蒸馏水处理相比,分别增加24%、57%和73%,而且不定根出现时间比蒸馏水提早3 d。猪粪便污水光合细菌液肥化技术,可为农业循环经济的实施提供很好的技术支持,有助于禽畜养殖业的可持续发展。     

冬播麦区Glu-1和Glu-3位点变异及1B/1R易位与小麦加工品质性状的关系

 贮藏蛋白组成是决定小麦加工品质的重要因素。本文调查了我国冬播麦区251份主栽品种和高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）、低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）和1B/1R易位的分布状况，研究了它们与加工品质性状的关系。结果表明，品质较差的HMW-GS N、7+9、2+12和LMW-GS Glu-A3a与Glu-B3j（1B/1R易位）在冬播麦区分布较广，频率分别为39.4%、45.0%、59.8%、37.1%和44.6%。HMW-GS和LMW-GS等位变异对籽粒蛋白质含量影响较小，对SDS沉降值、和面时间与耐揉性的加性和互作效应达1%的显著水平。按位点对加工品质性状的贡献大小，Glu-D1>Glu-B3>Glu-B1>Glu-A3>Glu-A1；就单个亚基而言，Glu-A1位点，1>2*>N；Glu-B1位点，7+8>14+15>7+9；Glu-D1位点，5+10>4+12>2+12；Glu-A3位点，Glu-A3d>Glu-A3a>Glu-A3c>Glu-A3e，Glu-B3位点； Glu-B3d>Glu-B3b>Glu-B3f >Glu-B3j。1B/1R易位对SDS沉降值、和面时间和耐揉性等加工品质性状有显著负面效应。通过选择优质高低分子量麦谷蛋白亚基和淘汰1B/1R易位系，将有助于提高我国小麦的面筋质量。