甘薯胡萝卜素含量、干率聚合育种的一个特例

2005年采用高胡萝卜素、低干双亲的特殊组合‘浙薯81’ב浙薯255’创制出甘薯优异高干红肉品种‘浙薯13’。为了探索甘薯胡萝卜素含量、干率聚合育种新方法,2016年对这一双亲的正反交组合F1胡萝素含量、干率进行了测定和遗传分离规律分析。结果表明,正反交组合的胡萝卜素含量遗传主要受非加性效应控制,组合传递力分别为45.32%和49.73%。干率不仅存在加性效应,而且呈明显的超亲遗传,正反交组合的超亲优势分别达到15.12%和12.75%,超高亲率约70%,呈现相当于高干×低干的遗传分离,中、高干类型比例高达60%左右,其中高干类型比例约28%。杂交后代含有干率≥25%、胡萝卜素含量≥3 mg/100 g FW的株系占26.10%,含有干率≥25%、胡萝卜素含量≥10 mg/100 g FW的株系占9.78%。干率是甘薯食味的主要影响因子。因此,‘浙薯81’与‘浙薯255’杂交可以高效地聚合胡萝卜素含量和干率,大幅度提高优质食用高胡萝卜素育种的筛选效率。     

甜玉米(Zea mays L.saccharata Sturt)含糖量与主要农艺性状的相关及通径分析

为选育含糖量高的甜玉米品种,本试验对甜玉米含糖量与主要农艺性状进行相关性分析。结果表明,含糖量与穗长、株高、穗位呈正相关,与单穗重、秃尖长、穗粗、穗行数、行粒数、轴重、轴粗、百粒重、茎粗呈负相关。在实际选择中可以参考这些性状来选择含糖量高的甜玉米。为了更加清楚地了解各主要农艺性状和含糖量之间的直接效应和间接效应,对此进行通径分析,结果表明,各农艺性状对含糖量的通径系数顺序为穗长>株高>轴重>穗位>单穗重>穗粗>茎粗>行粒数>穗行数>百粒重>轴粗>秃尖长>皮渣率。本研究为今后选育含糖量高的甜玉米品种提供了重要的参考依据。     

大花序桉幼苗营养吸收及分配规律研究

对大花序桉幼苗生物量及营养元素进行测定,结果表明,大花序桉苗木平均单株生物量大小排序为茎>根>叶。幼苗主要营养含量和吸收积累规律为K>N>P>Fe>Mn>Zn>B>Ca>Cu>Mg。大量元素N、P、K贮量最高的部位均为茎,根部和叶中含量相近。大花序桉苗期叶片对主要营养元素N、P和K的吸收分配间存在相互促进的关系;Mg与Ca,Cu与P、K,Zn与N、K、Cu、Fe,Fe与N呈现互相促进关系;Mn与N、Fe、K、Cu,B与P、Cu为相互抑制关系。据此,大花序桉苗期以氮、磷、钾肥为主,其中要求养分K₂O>N>P₂O₅,并有针对性地添加铁肥、锌肥和铜肥。     

盛荚期喷施亚硒酸钠对大豆籽粒硒含量及单株产量的影响

为了研究喷施亚硒酸钠对大豆籽粒硒含量及单株产量的影响,采用裂区设计,主区为盛荚期喷施不同用量的亚硒酸钠,共5个处理（CK（清水）：0 g/hm²,C1:30 g/hm²,C2: 60 g/hm²,C3: 90 g/hm²,C4: 120 g/hm²）,副区为8个大豆品种。分析8个大豆品种在喷施5种用量亚硒酸钠处理中籽粒硒含量及单株产量变化规律。结果表明,试验地土壤达到富硒水平,在CK处理中,不同大豆品种籽粒硒含量均未达到富硒大豆标准,需要额外喷施硒肥。随着喷施亚硒酸钠用量的增加,8个大豆品种籽粒中硒含量均呈增加趋势,亚硒酸钠用量与大豆籽粒硒含量呈显著或者极显著正相关。8个大豆品种籽粒硒含量均值随亚硒酸钠用量的增加呈上升趋势,与CK相比,C1～C4处理均能极显著提高8个大豆品种籽粒硒含量均值,提高了571.186 %～2 489.831%。亚硒酸钠用量对大豆籽粒硒含量的影响大于大豆品种对大豆籽粒硒含量的影响。喷施亚硒酸钠用量（X）与每种用量下8个大豆籽粒硒含量均值（Y -均）的直线回归方程为Y -均=0.012X+0.003,r =0.986,达到极显著正相关。根据该方程,当大豆籽粒硒含量达到富硒大豆标准（0.1～1 mg/kg）,喷施亚硒酸钠用量的范围为8.08～83.08 g/hm²。分析喷施亚硒酸钠用量与大豆籽粒硒含量的回归方程发现,郑9525的回归方程斜率最大,C4处理中籽粒硒含量达到最大值1.997 mg/kg,籽粒富集硒能力最强;齐黄34斜率最小,C4处理中籽粒硒含量达到最小值1.133 mg/kg,籽粒富集硒能力最弱。在本试验条件下,喷施亚硒酸钠对大豆单株产量没有显著影响。大豆品种对单株产量的影响大于亚硒酸钠用量对单株产量的影响。     

不同大豆品种籽粒体积、含水量、脂肪和蛋白质积累动态分析

采用来自辽宁、吉林、黑龙江三地的成熟期不同的三个大豆品种,研究其品种间籽粒体积积累、含水量变化、脂肪和蛋白质的积累动态以及各个过程的关系并比较出各品种间的异同.结果是:在籽粒从开始鼓粒到成熟期间各品种籽粒体积都是先鼓胀到一个最高值然后迅速回落.此期间的籽粒含水量都一直在下降,从开始鼓粒到体积最大期间含水量下降缓慢,而在体积达最大值后到成熟期间含水量下降迅速,很快接近稳定值.各品种脂肪积累总体上是先稳定上升,在接近成熟时略有下降.蛋白质的积累同样是缓慢上升至接近成熟时稳中有降.各品种在这四个指标积累过程中除含水量变化曲线基本无明显差别外,另三个指标变化曲线都有一些各自的特点.四个指标总体平均数之间的相关系数各不相同.     

基于Meta分析和气象因子驱动的苏豫皖小麦籽粒蛋白质含量地理空间分布特征

为明确苏豫皖地区小麦籽粒蛋白质含量空间分布规律,收集该区域1999-2019年间与小麦籽粒蛋白质含量相关的研究文献及相应地点的气象数据,运用Meta分析方法建立基于气象因子驱动的小麦籽粒蛋白质含量模型,用ArcGIS反距离插值创建预测图,并利用2019年在江苏实际取样测定的小麦籽粒蛋白质数据予以模型验证;最后根据国家小麦品质标准进行小麦品质区划。结果表明,籽粒蛋白质含量随灌浆中期的总日照时数升高而升高,随播种-孕穗、灌浆前中期的总降水量增加而降低。在苏豫皖各地处于同一气象等级条件时,小麦籽粒蛋白质含量整体上从西向东呈降低趋势。采用2019年多点抽样获得的小麦籽粒蛋白质含量进行验证,发现分省拟合模型的效果较好,相对误差在-10%～0之间。苏豫皖三省中,中筋小麦主要分布在江苏省的中北部、安徽省中部少部分地区;中强筋小麦主要分布在江苏省的北部、安徽省的北部、中西部和西南部、河南省的东北部;强筋小麦主要分布在河南省东部、西北部和西南部;江苏省的南部和中部、安徽省的东南部最适宜弱筋小麦的种植。     

施磷对紫花苜蓿光合作用及抗蓟马的影响

为了明确施磷对苜蓿抗蓟马的影响及其相关的光合机制,本试验以西北广泛种植的感蓟马苜蓿品种‘甘农3号’和抗蓟马苜蓿品种‘甘农9号’为材料,在大田蓟马为害高峰期,调查评价了不同施磷水平下苜蓿的受害指数、生长指标和蓟马虫口数量,测定了不同施磷水平下苜蓿的光合气体交换参数、可溶性糖含量。结果表明:施磷后,‘甘农3号’和‘甘农9号’苜蓿的受害指数均显著降低,株高和产量显著增加,蓟马虫口数量无显著变化;净光合速率(Pn)和水分利用率(WUE)显著升高,蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)显著降低;苜蓿心叶可溶性糖含量显著升高,但可溶性糖含量与蓟马虫口密度间无相关性,而与受害指数之间存在极显著的负相关关系。施磷有效地增强了苜蓿的光合作用,进而增强了苜蓿对蓟马的耐害性。在大田条件下,通过增施磷肥来控制苜蓿蓟马的危害是一种经济有效的绿色防控措施。     

西宁盆地4种草本和灌木植物降盐效应试验研究

以西宁盆地长岭沟流域自建试验区为研究区,筛选出适宜当地气候条件下生长的2种灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王[Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.]和2种草本植物细茎冰草(Agropyron trachycaulum cv.Slender)、紫花苜蓿(Medicago sativa Linn.)作为试验供试种,在试验区对4种植物采用单一种植和组合种植方式,探讨2种种植条件下植物根系在边坡地表以下垂直方向土体中K^+、Ca^2+、Na^+、Mg^2+、SO4^2-、Cl^-、HCO3^-、CO3^2-等8种易溶盐离子含量及其变化特征,评价了区内2种草本和2种灌木植物降低边坡土体盐分的能力。结果表明:单一种植细茎冰草、紫花苜蓿、柠条锦鸡儿、霸王对边坡土体中SO4^2-、Ca^2+、Na^+具有显著降低作用,草本与灌木组合Ⅰ(柠条锦鸡儿+紫花苜蓿+细茎冰草组合)和草本与灌木组合Ⅱ(霸王+紫花苜蓿+细茎冰草组合)对边坡土体中SO4^2-、Ca^2+、Mg^2+、K^+、Na^+表现出显著降低作用;紫花苜蓿的降盐效果相对较为显著、其次为柠条锦鸡儿和细茎冰草,霸王的降盐效果不及前者显著;草本与灌木组合Ⅱ的降盐效果相对显著于草本与灌木组合Ⅰ。     

春玉米叶片光合生理参数对土壤水分的阈值响应及其生产力分级

试验设正常灌水处理和干旱胁迫处理,讨论春玉米叶片的光合生理参数对土壤水分的阈值响应并进行生产力分级。结果表明:正常灌水处理的叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)呈单峰曲线变化,胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)对水分变化具有相反的响应变化。干旱胁迫处理下叶片的Pn、Tr在进行控水后明显下降,灌浆以前Pn下降主要是由气孔限制引起的。随着水分胁迫的加剧,光合结构受损,Pn下降,主要受非气孔因素限制。短期干旱胁迫会适当降低玉米的水分利用效率(WUE),但是下降程度不显著,WUE能达到中等水平。长期严重的水分胁迫后,WUE下降明显,与正常灌水处理相比差异极显著。以光合生理参数为指标对玉米土壤水分有效性及生产力进行分级与评价,确定当36.8%<土壤相对湿度(RWC)<42.7%时为低产低效水;42.7%相似文献   

基于无人机影像的冠层光谱和结构特征监测甜菜长势

甜菜是中国北方地区重要的经济作物。快速、准确、高通量的获取甜菜的地上部和块根鲜质量、块根含糖率、叶绿素含量对甜菜生产具有重要意义。该研究采用无人机搭载数码和多光谱相机,获取甜菜叶丛快速生长期、块根及糖分增长期和糖分积累期的数码影像和多光谱影像,提取了冠层的结构特征和光谱特征。选择随机森林回归（Random Forest Regression,RFR）和偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression,PLSR）2种建模方法基于获取的冠层特征,构建甜菜全生育期的地上部和块根鲜质量、块根含糖率和SPAD（Soil and Plant Analyzer Development）值估算模型。研究结果表明,随机森林回归模型和偏最小二乘回归模型对地上部和块根鲜质量、含糖率都做出较好的预测,R2范围分别为0.9～0.94、0.88～0.9,rRMSE范围分别为7.6%～17%、8.8%～20%。对SPAD值的预测均较弱,R2分别为0.66和0.67。为了减小输入变量集的大小以及去掉对预测不敏感的变量,该研究采用置换重要性（Permutation Importance,PIMP）来筛选冠层光谱特征和结构特征中对预测有重要影响的变量。结果表明基于筛选出的重要性特征构建的随机森林回归模型和偏最小二乘回归模型对地上部和块根鲜质量、含糖率都做出较好的预测,R2范围分别为0.89～0.94、0.74～0.91,rRMSE范围分别为7.3%～19%、7.6%～19%。对SPAD值的预测均较弱,R2分别为0.65和0.68。进一步表明随机森林回归模型在精度上略好于偏最小二乘回归模型。同时基于PIMP筛选变量的方法在保持原有精度的同时能实现降低数据收集复杂性的目的。研究结果为基于无人机遥感技术快速、准确监测甜菜长势和估测块根类作物的根部活性物质提供了参考。