Efficient In Vitro Shoot-regeneration Systems in Cassava (Manihot esculenta Crantz)

Two different protocols for in vitro regeneration of cassava using zygotic embryos and nodal axillary meristems have been developed. In both cases, buds were regenerated directly from excised explants without an intervening callus phase after a two-step culture procedure. In cotyledonary explants derived from zygotic embryos, prolific shoot formation occurred within 2—3 weeks on MS medium supplemented with 0.5—5 mg/1 BAP alone or in combination with 0.1 mg/1 NAA. Nodal explants with axillary meristems derived from aseptically grown seedlings or stem cuttings were used to initiate a round compact bulb-like structure on MS medium containing 10 mg/1 BAP. These latter structures, when cultured on MS medium supplemented with 0.1 mg/1 NAA, 1 mg/1 BAP and 0.1 mg/1 GA₃, produced multiple shoots. Somatic embryos isolated at the globular/torpedo stage from zygotic embryo explants were also capable of multiple shoot production on medium with 1 mg/1 BAP. Rooting of regenerated shoots exceeded 95 % in phytohormone-free MS medium. No change in their ploidy levels was observed. Therefore, the protocols developed should be of use in the particle gun and Agrobacterium-mediated genetic transformation of cassava.     

棉花抗病核不育两用系的培育及应用研究

１９７８ 年开始选用含棉花核雄性不育基因ｍ ｓ１４的两用系４７３Ａ、抗枯萎病品种陕棉９ 号及抗枯黄萎病品种中棉所１２, 通过杂交转育、病圃与非病圃、可育株与不育株的双重交叉选择, 成功地培育出抗枯萎耐黄萎和抗枯萎抗黄萎的核不育两用系抗Ａ１ 和抗Ａ２。并对其抗性遗传、抗性与产量的配合力及其利用情况进行了研究, 以抗Ａ１ 和抗Ａ２ 作母本已选配成３ 个杂交种应用于生产。     

苗期调亏处理对玉米根系生长影响的试验研究

以玉米为试验材料 ,利用盆栽试验研究了调亏灌溉对苗期根系形态、活力和干物质累积的影响。试验结果表明 :调亏灌溉减少根系干物质累积 ,根冠比、平均根长和根系活力 ( TTC还原量 )提高 ;单株根系条数下降 ;根系活力在复水后仍保持较高水平。表明调亏在量上抑制根系生长 ,但在形态和吸收功能上表现出一定的补偿效应。     

半干旱黄土丘陵区沙棘优良品种引种栽培试验研究

1994-2003年在黄土高原半干旱区的陕西吴旗县、安塞县进行中国沙棘优良类型和俄罗斯优良沙棘品种引种试验,采用家系选择法初步筛选出5个中国沙棘生态经济型优良单株,对3个俄罗斯良种沙棘的生长适应性经济性状进行了评价。前者生长迅速、树冠好、根系发达、郁闭快、水土保持效益好,果实较大、单株产量较高、Vc和含油量较高,适于在黄土丘陵区种植;后者经济性状较好,果实大、无刺或少刺,但适应性较中国沙棘差。     

基于无人机多光谱影像的夏玉米SPAD估算模型研究

快速获取作物叶片叶绿素含量对及时诊断作物健康状况、指导田间管理具有重要意义。本研究以关中地区2020年夏玉米为研究对象,获取试验区无人机多光谱影像,提取植被指数,分析所选植被指数与SPAD的相关性,筛选得到模型的输入变量,利用偏最小二乘法(PLS)、随机森林回归(RF)和分层线性模型(HLM)分别构建拔节期、抽雄期、灌浆期以及全生育期的SPAD估算模型,最终选出最优估算模型,以期为快速获取夏玉米SPAD提供参考。研究发现：除NRI之外,NDVI、OSAVI、GNDVI、RVI、MCARI、MSR、CIre与SPAD均显著相关,其中,OSAVI、NDVI与SPAD呈现出较强且稳定的相关性;各个生育期的最优模型均是RF模型,在拔节期、抽雄期、灌浆期和全生育期,验证集R²分别为0.81、0.81、0.73、0.61,RMSE分别为1.24、2.32、3.13、3.20;对于SPAD估算模型,将降雨量、最高气温这两个气象因子与植被指数耦合的HLM模型可以一定程度提升线性模型的估算精度,但其精度低于RF模型。因此,基于无人机多光谱影像的RF模型可以实现夏玉米SPAD的快速准...     

基于SSA-LSTM的玉米土壤含氧量预测模型

土壤含氧量（Soil oxygen content,SOC）是影响作物生长的重要土壤环境因素之一,具有时序性、不稳定性和非线性等特点,精确预测土壤环境中含氧量的变化趋势,有助于制定更加合理的土壤通气增氧方案。本研究提出基于麻雀搜索算法（Sparrow search algorithm,SSA）和长短时记忆（Long and short-term memory,LSTM）神经网络预测模型,利用国家土壤质量湛江观测实验站记录玉米种植期间的气象环境和土壤环境数据,基于SSA-LSTM模型对SOC变化进行预测及相关性分析,并与传统的BP预测模型、LSTM预测模型、GA-LSTM预测模型及PSO-LSTM预测模型进行对比。试验结果表明,SOC与降雨量、土壤含水率、土壤温度、土壤充气孔隙度相关性极显著,相关系数高于0.8,与大气温度和风速相关性显著,与大气湿度和土壤呼吸速率相关性较弱。SSA-LSTM模型预测精度明显高于其他4组对照预测模型,R2达到0.95979,RMSE仅为0.4917%,MAPE为3.7331%,MAE为 0.3620%,预测值与试验值之间的拟合程度高。本研究可为土壤含氧量变化的精准预测及土壤通气增氧技术的应用推广提供理论支撑与科学依据。     

病害胁迫下玉米LAI遥感反演研究

为了在病害发生条件下进行玉米LAI的遥感估算,针对41个不同抗性的玉米自交系品种,通过人工接种方法,获得了不同病害严重程度(1～9级)的LAI数据,同时采集了地面高光谱和无人机多光谱数据,构建了K近邻算法、支持向量机、梯度提升分类树和决策分类树分类模型对病害进行分类,对玉米种质资源抗病性进行了划分。基于不同玉米病害胁迫程度分类结果,采用随机森林回归、梯度提升回归树、极端梯度增强算法、轻量梯度提升机4种机器学习模型对玉米LAI进行反演,讨论了不同模型在病害胁迫下的鲁棒性。研究结果表明,对不同生育期玉米病害程度进行划分,基于地面高光谱识别精度分别为84.72%(梯度提升分类树)、47.67%(支持向量机)、55.05%(K近邻算法)、83.02%(决策分类树)。基于病害分类结果,本文利用无人机多光谱数据估算了不同病情等级胁迫下的玉米LAI。构建了4种集成学习模型对不同病情等级的LAI进行估算,4个LAI反演模型的总体反演精度(rRMSE)分别为：19.11%(梯度提升回归树)、15.94%(轻量梯度提升机)、14.51%(随机森林回归)和15.45%(极端梯度增强算法)。其中极端梯度增强算...     

转水稻OsSIK1基因玉米植株的获得及抗旱性分析

类受体激酶基因Os SIK1具有通过激活抗氧化系统,增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因,获得具有较高抗旱水平的玉米新种质,通过超声波辅助花粉介导法,将水稻类受体激酶基因Os SIK1导入玉米自交系郑58中,并对转化株进行卡那霉素筛选及T1、T2、T3的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测,获得转化植株并在T3获得转基因纯合株系。对T3转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明,与对照相比,在水分胁迫处理下,转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%,叶绿素含量提高了11.3%~106.9%,SOD活性上升45.8%~93.4%,而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%,MDA含量下降了25.7%~50.4%,说明转Os SIK1基因玉米植株抗旱性得到提高,其中,5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异,且生长状况明显优于对照。综上所述,研究最终获得5个转Os SIK1基因玉米株系,并证明导入水稻Os SIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。     

苏打碱胁迫对玉米种子萌发的影响

为分析苏打碱胁迫对玉米种子萌发的影响,建立耐盐碱玉米种质资源筛选体系,对9份玉米自交系种子进行盐碱胁迫发芽试验.碱浓度分别为50,100,150,200mmol/L和250mmol/L,蒸馏水为对照,测定种子萌发期发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长和胚芽长6个指标.结果表明,活力指数和胚根长在自交系间表现不显著,而其他各项萌发指标和生长指标在自交系间、浓度间以及二者互作间均存在极显著差异,并且随着胁迫浓度的升高而降低,品种间对苏打碱的敏感程度不同,发芽势、发芽率、发芽指数、胚根长和胚芽长在150mmol/L碱浓度下供试材料平均表现差异显著,回归分析结果表明,发芽势、发芽率和发芽指数可作为玉米萌发期种质资源筛选鉴定指标,170mmol/L的碱浓度为适宜的筛选浓度.     

不同种质玉米自交系种子萌发的干旱胁迫研究

种子萌发期被认为是作物生长的关键时期,也是衡量作物耐旱性强弱的重要时期。为了明确不同玉米自交系的耐旱性,本研究采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件,对254份不同种质玉米自交系进行种子萌发期处理。通过检测发芽指数、发芽率、根数、根鲜重、根干重、茎鲜重、茎干重、根长、苗高等种子发芽性状,以其相对值为指标,鉴定不同自交系种子萌发期的耐旱性。结果表明,在5%PEG6000浓度胁迫时,种子萌发程度低,当PEG浓度为10%时,种子萌发受抑制程度较高;各性状相对指标都与品种综合抗旱能力呈显著或极显著正相关;不同自交系的耐旱性存在较大差异,通过隶属函数法结合抗旱分级标准筛选出99份中等耐旱材料。因此,该方法可以作为一种简单的玉米自交系萌发期耐旱性鉴定方法。