不同时期灌溉对华北平原春玉米穗粒数的影响

干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子,探究不同时期灌溉对穗粒数的影响,对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验,设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(CK),明确不同时期灌水对土壤水分变化、吐丝期穗位叶光合速率、穗粒数的影响及其相互关系。结果表明,在干旱和关键生育时期缺水的年份,灌水处理可以提高春玉米穗粒数,其中花期灌水较其他处理提高了1.4%～97.0%(2014年和2015年);而在多雨的2016年,各个灌水处理间穗粒数差异不显著。拔节期和大口期灌水促进了春玉米营养生长,提高了叶面积指数和生物量,但春玉米花期遭遇干旱胁迫仍会降低穗粒数。花期灌水处理在营养生长阶段受干旱胁迫影响,叶面积指数和生物量都降低,但保证了吐丝—授粉—籽粒建成关键阶段有充足的水分供应,其吐丝期光合速率较其他处理提高5.2%～32.8%。回归分析结果表明,吐丝期充足的土壤水含量可以显著提高春玉米光合速率(P=0.0034)和穗粒数(P=0.0137),但过多降水(降低光辐射)会影响光合作用及籽粒结实。因此,花期灌水是干旱年份保证春玉...     

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.     

克雷伯氏菌胞外多糖的制备与组成分析

利用不同血清型的克雷伯氏菌Klebsiella菌株液体发酵,制备胞外多糖,并采用气相色谱和化学分析方法分析胞外多糖的化学组成。结果表明,菌株K26产胞外多糖的能力最高,培养48h和72h的产量分别为3.11mg/ml和3.89mg/ml;各实验菌株的胞外多糖的单糖组成包括甘露糖、葡萄糖和半乳糖。     

基于高光谱和激光雷达遥感的水稻产量监测研究

【背景】快速、准确地估算水稻产量对于肥水精确管理及国家粮食政策的制定至关重要。高光谱与激光雷达遥感作为2种不同的主被动监测技术,为水稻长势信息获取提供了多样化手段。【目的】对比2种遥感监测手段在不同生态点的独立数据集中的验证精度,寻求可移植性强的产量估算模型,对水稻长势监测提供理论与技术支撑,及为精确农业提供科学指导具有重要意义。【方法】本研究通过实施3年(2016—2018年)包含不同地点、不同品种与不同氮素水平的水稻田间试验,在抽穗后各时期同步获取点云数据和光谱数据,结合线性回归与随机森林回归来估算产量,探究抽穗后点云数据与光谱数据估算水稻产量的差异;同时评估产量模型在不同数据集的时空可移植性,寻求可移植性强的产量估算模型。【结果】利用点云数据估算产量的精度(R²=0.64—0.69)优于光谱数据的估算精度(R²=0.20—0.58);基于线性回归的产量估算模型,其验证精度明显优于基于随机森林回归的产量模型;产量模型在同一生态点的可移植性更强(不同生态点:RRMSE 16.69%—17.85%;同一生态点:RRMSE 11.37%—12....     

枸杞Lb＿PPR1的克隆及其在不同育性品种中的表达分析

三角状五肽重复(Pentatricopeptide repeats,PPR)蛋白定位于多种细胞器中,参与细胞核和细胞器中特异单链RNA的转录后修饰和编辑,在植物生长发育的多个阶段均发挥着重要的作用。分别从枸杞(Lycium barbarum)雄性可育系‘宁杞1号’和不育系‘宁杞5号’中克隆了Lb_PPR1基因,并对其编码蛋白质进行理化性质、亚细胞定位、保守结构域、蛋白结构以及系统进化等方面进行预测分析。结果显示,‘宁杞1号’和‘宁杞5号’中Lb_PPR1基因的开放阅读框均为1 977 bp,编码658个氨基酸,但其中存在20个碱基和14个氨基酸的差异。Lb_PPR1蛋白包含14个串联重复的PPR保守基序,属于PLS家族,该蛋白定位在细胞膜和细胞质。二级、三级结构预测显示该蛋白以α螺旋为主。同源进化分析得出Lb_PPR1蛋白与同属茄科的辣椒和烟草PPR蛋白亲缘关系最近。利用实时荧光定量PCR检测Lb_PPR1在枸杞不同组织器官及不同发育阶段花药中的表达特性。结果显示,Lb_P     

大花君子兰叶绿体基因组及其特征

采用Illumina MiSeq测序平台对大花君子兰(Clivia miniata)叶片总DNA进行测序,通过组装获得了其叶绿体基因组(cpDNA)全长序列(158 114 bp)。对其cpDNA注释得到135个基因,包含87个蛋白编码基因、40个tRNA基因和8个r RNA基因。采用生物信息学方法对获得的cpDNA进行简单序列重复(SSR)分析和密码子偏好性分析。结果显示:①大花君子兰cpDNA中共有61个SSR位点,其中单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸和六核苷酸重复数分别为38、9、2、8、3和1个,多数SSR分布在基因间隔区;②大花君子兰cpDNA密码子偏爱以A或U(T)结尾,亮氨酸使用频率最高,半胱氨酸使用频率最低。基于24种植物的cpDNA全长和23种植物的叶绿体ycf2基因序列进行系统发育分析,结果显示大花君子兰与石蒜科植物在同一分支,显示最近的亲缘关系,支持大花君子兰属于石蒜科。基于叶绿体ycf2的系统发育分析结果与基于cpDNA全长的系统发育分析研究结果大部分相同,支持ycf2基因可以代替cpDNA全长用于植物系统发育分析。     

CW-MFC系统启动过程中溶解有机物的荧光光谱解析

为判断CW-MFC反应器运行状态提供一种简单且快速的监测方法,利用三维荧光光谱法研究人工湿地-微生物燃料电池耦合系统（CW-MFC）启动过程中溶解性有机物（DOM）的光谱特征。结果显示CW-MFC反应器启动阶段的循环进水周期内类蛋白质峰荧光逐渐变弱,说明反应器内部微生物有较好的活性,而类腐殖质和类富里酸峰荧光呈现逐渐增强的趋势。同时,随着驯化时间的推移,在连续流进水周期内系统的输出电压基本维持在300 mV左右,COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率也逐渐趋于稳定,分别为82.66% ± 4.47%、73.52% ± 6.95%和55.42% ± 8.59%。并通过比较反应器的出水中DOM组分荧光强度得分值,发现从启动到稳定运行的过程中反应器内部微生物的活性和代谢逐渐稳定,说明利用三维荧光光谱技术判断反应器是否运行稳定具有可行性。     

蜀葵品种的数量分类研究

为了探究在蜀葵品种分类中起到关键作用的指标以及建立全面的蜀葵品种分类系统,以75个蜀葵品种为研究材料,对各品种的性状进行观测,选定26个性状指标进行R型聚类分析和主成分分析,去掉相关性较大且累积贡献率较小的性状指标,然后对75个蜀葵品种进行Q型聚类分析。R 型聚类分析结果显示：除了少数指标相关性较大外,其他指标较为分散,指标选取合理。主成分分析的结果显示： 26个指标可综合为8个主成分,累计贡献率达82.818%;Q型聚类分析的结果显示：75个品种在不同等级结合线处可以被分为2类、3类、4类和5类,其中叶型、裂叶长/叶长、花型、雌雄蕊瓣化情况、花期早晚、花瓣数、花色等指标在分类中有较大的影响力。叶型和花型是蜀葵品种分类最主要的标准和依据。因此,可以将蜀葵品种划分为圆叶品种群、裂叶品种群及全裂叶品种群三大品种群。     

环境与摄食对山东省近海鱼礁区不同体长许氏平鲉分布的影响

为研究环境与摄食因素对人工鱼礁区不同体长许氏平鲉分布的影响,采用2017—2018年山东省近岸3处鱼礁区环境和渔业资源的调查数据,利用变异系数CV均值将样本的体长分为10组,每组体长间隔为33 mm,并使用Bray-Curtis相似性指数比较不同海域许氏平鲉体长组成的相似性;运用去趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)分析各环境要素对不同体长组许氏平鲉分布的影响;运用胃含物分析法分析许氏平鲉的食物组成。结果显示,西霞口与长岛鱼礁区样本体长组成相似性指数为70.66%,前三岛鱼礁区与西霞口鱼礁区、长岛鱼礁区的相似性指数较低,分别为54.94%和59.46%;大体长(299～365mm)许氏平鲉的分布与水深、水质指数(WQI)和化学需氧量(COD)相关性较大,喜好水深较深、营养丰富的水域;小体长(35～200 mm)许氏平鲉喜好水深较浅,水质好的水域。大体长(200～365 mm),高龄(2～3龄)的个体主要摄食鱼类、虾类和蟹类,优势饵料为鱼类(IRI为65.94%);小体长(35～200 mm),低龄(0～1龄)的个体主要摄食虾类和蟹类,优势饵料为虾类(IRI为45.69%)。研...