播期和密度对棉花叶柄和根系硝态氮含量的影响

为探讨大田棉花氮代谢随播期和密度的变化规律,选用华棉3109(G.hirsutum L.)于2014年在华中农业大学试验农场,采用裂区设计:播期(月-日)(S1,05-30;S2,06-14)为主区,密度(株·m-2)(D1,7.5;D2,9.0;D3,10.5)为副区,研究了硝态氮含量在主茎叶柄和根系的分布特点。结果表明:1)随生育进程推进,叶柄和根系硝态氮含量先升高后降低,初花期最高。2)主茎叶柄硝态氮含量随叶位变化,蕾期、初花期由上而下逐渐降低,第1叶最高;盛花期逐渐增高,第1叶和第4叶最高;不同生育时期棉花叶柄硝态氮含量在叶位间的下降幅度随播期推迟而降低,随密度增加先升高后降低。3)播期和密度对不同生育时期棉花叶柄和根系硝态氮平均含量的交互作用均显著,但播期和密度主效应影响不同:见花施肥前,随推迟播期,棉花叶柄硝态氮平均含量显著降低了42.9%,根系硝态氮平均含量显著升高了12.1%,增加密度对叶柄和根系硝态氮平均含量无显著影响。见花施肥后,随播期的推迟,叶柄硝态氮平均含量无显著性变化,初花期平均为5.05 mg·g-1,盛花期平均为2.62 mg·g-1;而根系硝态氮平均含量,初花期S1S2,盛花期S1S2;随密度增加,D1,D2与D3初花期叶柄和根系硝态氮平均含量均显著降低;盛花期叶柄硝态氮平均含量呈先升高后降低趋势变化,而根系硝态氮平均含量则与初花期相反,呈显著递增趋势。综上所述,晚播高密条件下,见花一次施肥后,推迟播期不改变棉花地上部叶柄硝态氮平均含量水平,适度增加密度有利于棉花叶柄维持较高的硝态氮含量,有利于为叶片氮代谢提供充足的底物。     

基于光谱红边位置提取算法的番茄叶片叶绿素含量估测

为了快速、准确估测番茄叶片叶绿素含量,分析了不同营养水平下的番茄叶片光谱红边参数变化规律,发现红边位置最能表征番茄叶绿素状况,统计分析了6种算法提取的光谱红边位置的差异性,并为每种算法分别建立了5种估测模型,验证结果表明每种红边位置提取算法所对应的最佳模型为线性四点内插法的指数曲线模型和其他红边位置算法的对数曲线模型。其中线性外推法模型精度最高,校正集决定系数R2c为0.618 6,验证集决定系数R2v达到0.771 1,验证集均方根误差RMSEv为8.359 6,可以有效诊断番茄叶绿素含量。线性四点内插法根据670、700、740、780 nm 4个波段的叶片反射率计算红边位置,运算简单,模型精度较高,R2c为0.621 7,R2v达到0.766 6,RMSEv为8.568 2,可以作为开发番茄叶绿素含量监测仪器的依据。     

基于LAI和VTCI及粒子滤波同化算法的冬小麦单产估测

为进一步提高冬小麦单产的估测精度和验证粒子滤波算法在同化研究中的适用性,以陕西省关中平原为研究区域,以叶面积指数(LAI)和条件植被温度指数(VTCI)为同化系统的状态变量,采用重采样粒子滤波算法同化CERES-Wheat模型模拟的与遥感数据反演的LAI和VTCI,并依据在不同类型样点应用最优同化LAI和VTCI构建的单产组合估测模型对2008—2014年冬小麦单产进行估测。结果表明,同化LAI具有良好的时间和空间连续性,可减缓CERES-Wheat模型模拟LAI的剧烈变化,其峰值出现时间与遥感LAI变化趋势基本同步,更加符合关中平原冬小麦实际变化情况;同化VTCI能同时表达模型模拟值和遥感观测值的变化趋势,且更能反映冬小麦对水分胁迫的敏感性。比较不同类型样点基于不同同化变量建立的估产模型,发现在旱作样点,同时同化VTCI和LAI的单产估测结果(R2=0.531)优于单独同化VTCI(R2=0.475)或LAI(R2=0.428)的估测结果,且同时同化VTCI和LAI与实测产量间相关性达极显著水平(P0.001);而在灌溉样点单独同化LAI的估测结果精度最高(R2=0.539),同时同化VTCI和LAI的估测结果次之(R2=0.457),单独同化VTCI的估测结果较差(R2=0.243)。表明在旱作样点,冬小麦叶面积指数和水分胁迫是影响其产量形成的主要因子,而在灌溉样点,叶面积指数是影响冬小麦产量形成的主要因子。     

miR396在落叶松体细胞胚胎中的功能研究

[目的]探讨miR396在落叶松体细胞胚胎发生中的功能.以期该研究能为解决体胚发育中子叶畸形胚与生根率低的问题提供新的视角,同时也为进一步揭示体胚发育的分子调控网络做基础铺垫.[方法]构建pre-miR396超表达载体,通过农杆菌介导侵染,将pre-miR396转入落叶松胚性细胞中,筛选稳定抗性细胞系.在DNA与RNA水平上,对抗性细胞系进行的鉴定、检测,同时统计比对其与野生细胞系间发芽率、叶片数目以及生根率的差异.[结果]在抗性细胞系基因组中,扩增出HTP与miR396的特异性片段,且无农杆菌Virg基因片段.RNA表达水平上,抗性系pre-miR396与miR396表达皆增加,而靶基因LaGRFs的表达量下调.统计表明抗性系胚的发芽率、生根率、叶片数目畸形率分别为70.60%、0.60%、37%,而野生型分别为92.50%、10.55%、4%,抗性系胚的发芽率、生根率显著降低(Sig.=0.000),叶片数目畸形率显著增加(Sig.=0.000).[结论]miR396在落叶松体细胞胚胎发生过程中,可能通过负调节靶基因LaGRFs的表达或者通过LaGRFs影响与它相互作用的基因,参与体胚子叶原基细胞代谢,从而影响了子叶与叶片的发育;通过负调节LaGRFs或者其它与根部发育相关的靶基因,影响了根端分生区细胞的活动,参与调控根的发育.     

保定市常见城市绿化树种对PM2.5滞纳能力的研究

为了探究绿化树种对改善城市污染的影响,选取保定市11种常见城市绿化树种,对其滞纳PM2.5能力进行了探讨。利用冠层分析仪(LAI-2000)、叶面积扫描仪和气溶胶再发生器(QRJZFSQ—I)测定各树种的叶面积指数、单位叶面积PM2.5滞纳量,并计算单位绿地面积PM2.5滞纳量,结果表明:叶面积指数、单位叶面积PM2.5滞纳量、单位绿地面积PM2.5滞纳量3个指标,都是针叶树大于阔叶树,说明针叶树对PM2.5的滞纳能力高于阔叶树;针叶树、阔叶树叶面积指数范围分别为2.172 1~3.026 3、0.873 8~2.120 5,单位叶面积PM2.5滞纳量范围分别为0.53~1.39mg/m~2、0.11~0.34mg/m~2,单位绿地面积PM2.5滞纳量范围分别为1.151 2~4.206 6mg/m~2、0.108 8~0.622 8mg/m~2。     

Identification and marker‐assisted introgression of QTL conferring resistance to bacterial leaf blight in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.)

Bacterial leaf blight (BLB), caused by Xanthomonas axonopodis pv. vignicola (Xav), is widespread in major cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] growing regions of the world. Considering the resource poor nature of cowpea farmers, development and introduction of cultivars resistant to the disease is the best option. Identification of DNA markers and marker‐assisted selection will increase precision of breeding for resistance to diseases like bacterial leaf blight. Hence, an attempt was made to detect QTL for resistance to BLB using 194 F_2 : 3 progeny derived from the cross ‘C‐152’ (susceptible parent) × ‘V‐16’ (resistant parent). These progeny were screened for resistance to bacterial blight by the leaf inoculation method. Platykurtic distribution of per cent disease index scores indicated quantitative inheritance of resistance to bacterial leaf blight. A genetic map with 96 markers (79 SSR and 17 CISP) constructed from the 194 F₂ individuals was used to perform QTL analysis. Out of three major QTL identified, one was on LG 8 (qtlblb‐1) and two on LG 11 (qtlblb‐2 and qtlblb‐3). The PCR product generated by the primer VuMt337 encoded for RIN2‐like mRNA that positively regulate RPM1‐ and RPS2‐dependent hypersensitive response. The QTL qtlblb‐1 explained 30.58% phenotypic variation followed by qtlblb‐2 and qtlblb‐3 with 10.77% and 10.63%, respectively. The major QTL region on LG 8 was introgressed from cultivar V‐16 into the bacterial leaf blight susceptible variety C‐152 through marker‐assisted backcrossing (MABC).     

Foliar fungal disease‐resistant introgression lines of groundnut (Arachis hypogaea L.) record higher pod and haulm yield in multilocation testing

Introgression lines (ILs) of groundnut with enhanced resistance to rust and late leaf spot (LLS) recorded increased pod and haulm yield in multilocation testing. Marker‐assisted backcrossing (MABC) approach was used to introgress a genomic region containing a major QTL that explains >80% of phenotypic variance (PV) for rust resistance and 67.98% PV for LLS resistance. ILs in the genetic background of TAG 24, ICGV 91114 and JL 24 were evaluated for two seasons to select 20 best ILs based on resistance, productivity parameters and maturity duration. Multilocation evaluation of the selected ILs was conducted in three locations including disease hot spots. Background genotype, environment and genotype × environment interactions are important for expression of resistance governed by the QTL region. Six best ILs namely ICGV 13192, ICGV 13193, ICGV 13200, ICGV 13206, ICGV 13228 and ICGV 13229 were selected with 39–79% higher mean pod yield and 25–89% higher mean haulm yield over their respective recurrent parents. Pod yield increase was contributed by increase in seed mass and number of pods per plant.     

紫芽茶树类黄酮生物合成关键酶基因表达与总儿茶素、花青素含量相关性分析

儿茶素类化合物与花青素均由类黄酮代谢途径合成,紫芽茶中富含花青素。为探明紫芽茶树中类黄酮生物合成代谢流的情况,本试验以来源于湄潭苔茶后代的1株紫色芽叶茶树和1株绿色芽叶茶树为材料,测定芽下第一叶、第二叶和第三叶的叶色、儿茶素类组分和花青素总量,分析了类黄酮生物合成相关的基因表达情况及基因表达量同总儿茶素、花青素累积量之间的相关性。结果表明,紫芽茶树中各叶位中花青素含量均显著高于对照绿芽茶树,而儿茶素类总量却低于对照;类黄酮生物合成关键酶(PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、ANR1、ANR2、F3¢H和F3’5’H)基因均呈现上调趋势。紫色芽叶中的总儿茶素与花青素,同各相关基因(LAR除外)表达水平的相关性都较高,且二者相关系数差异不大。绿色芽叶中的总儿茶素与各基因(LAR、F3’H除外)表达的相关系数,明显高于花青素同各基因表达的相关系数。     

黄瓜棒孢叶斑病种质筛选及抗性分布频率分析

为培育抗棒孢叶斑病的黄瓜种质,引进国内外黄瓜种质68份,通过成株期自然感染黄瓜棒孢叶斑病的方法,调查黄瓜种质的生长势、性型、叶色、瓜皮色及棒孢叶斑病病情指数,研究分析不同黄瓜种质对棒孢叶斑病的抗性及抗性分布频率。结果表明：68份黄瓜种质中,高抗种质10份,占14.71%;抗病种质占10.29%;中抗种质占11.76%;感病种质占29.41%;高感种质占33.82%。进一步分析黄瓜种质的抗性分布频率,欧洲温室型黄瓜较华南型和华北型黄瓜抗病,生长势越弱,越抗棒孢叶斑病,强雌黄瓜较雌雄同株黄瓜抗棒孢叶斑病,叶片深绿和绿的黄瓜较叶片黄绿的黄瓜抗棒孢叶斑病,瓜皮白绿的黄瓜较绿和浅绿的黄瓜更抗棒孢叶斑病。     

基于多重分形去趋势移动平均分析的油菜叶片氮素营养诊断建模

为识别和诊断不同施氮水平下油菜叶片纹理特征,利用多重分形去趋势移动平均分析(MF-DMA),分别计算θ=0,θ=0.5,θ=1下油菜叶片图像的11个全局广义Hurst指数和其他6种相关的多重分形特征参数。利用不同的特征参数组合分别对基部叶片、中部叶片和顶部叶片进行氮素营养诊断识别。结果表明θ=0时诊断效果优于θ=0.5和θ=1;并且在θ=0时,基部叶片和中部叶片诊断效果优于顶部叶片,表明基部和中部叶片对氮素敏感性强于顶部。对3个部位混合的油菜样本进行施氮适中和亏缺两类定性诊断,结果表明支持向量机和随机森林这2种分类方法最佳,最佳识别准确率分别为95.81%和96.63%。说明该模型具有良好的有效性。