2001-2020年河南省审定小麦品种育种特点及表型性状演变分析

为了解近年来河南省小麦审定品种育种特点及表型性状演变情况,分析了2001-2020年河南省审定的555个小麦品种的育种特点,统计了其中425个水地组品种的12个农艺和品质性状,并对其演变情况和相关性进行分析。结果发现：（1）品种审定数量加速上升,企业已成为小麦育种的主导力量;2001-2005审定品种60个,2006-2010年审定76个,2011-2015年审定95个,2016-2020年审定324个。品种选育仍以品种间杂交为主,占比90.99%;种质资源利用集中、品种同质化严重。亲本资源集中在周麦16（87次）、矮抗58（76次）、周麦22（59次）、豫麦21（35次）等种质上。企业选育品种数由2001-2015年间的86个上升至2016-2020年间的202个,占同期科研机构育成品种数比例由54.7%上升至185%。（2）品种单产增长,穗粒数增加,千粒重提高,生育期延长。半冬性、弱春性小麦品种的均产分别为7 932.4 kg·hm^-2、7 488.6  kg·hm^-2。半冬性品种单产增加了610 kg·hm^-2,穗粒数增加3粒,千粒重提高4.7 g,生育期延长3.3 d;弱春性品种单产增加672.8 kg·hm^-2,穗粒数增加3.4粒,千粒重提高1.7 g,生育期延长5 d。（3）品质改良取得进展,半冬性、弱春性品种的稳定时间分别上升了2.6 min、0.7 min。审定品种以中筋为主,中强筋（含强筋）较少,弱筋最少;单一指标达标品种多,综合指标达标品种少,品质结构不平衡。（4）河南省小麦育种宜选择高生物产量（株高80~85 cm）、适宜群体（550~660万穗·hm^-2）、高结实率（穗粒数35~40粒）、高千粒重  （≥45 g）的中大穗品种,需重点改良蛋白质质量,促进各品质性状的协调发展。     

北方白菜型冬油菜花器特性及农艺性状与含油量的相关性

为研究北方白菜型冬油菜花冠直径与千粒重及含油量之间的相关性,以20份不同的白菜型冬油菜为材料,测定花器大小、农艺性状、种子含油量及蛋白质含量,并对控制花器特征基因mf6、apetala和myb进行实时荧光定量PCR分析。结果表明:花冠直径受雌蕊直径影响较大,主成分分析提取的3个主成分可综合为花器各性状长度、雌蕊直径和花器各性状宽度;以花冠直径为指示性状,将20份白菜型冬油菜花冠划分为3类群;相关性分析表明,花冠直径与千粒重呈极显著正相关,相关系数0.663;千粒重与含油量呈极显著正相关,与蛋白质含量呈显著负相关。相较于小花,mf6在大花中相对表达量上调了151.63%,而apetala和myb分别下调了83.80%和72.70%。北方白菜型冬油菜品种间花器大小存在显著差异;在育种中可通过增加花冠直径来提高千粒重,进而增加油菜产油量,培育高含油量白菜型冬油菜品种。mf6、apetala和myb基因对白菜型冬油菜花器生长发育均具有一定调控作用。     

外源ABA对苹果砧木叶片解剖结构 及内源激素含量的影响

通过光镜和透射电镜分别观察外源脱落酸（ABA）处理下楸子（Malus prunifolia）、平邑甜茶（M. hupehensis）和新疆野苹果（M. sieversii）叶片解剖结构及叶绿体超微结构的变化,利用扫描电镜和酶联免疫法分别研究ABA处理对叶片气孔特征及其内源激素含量的影响。结果表明：与对照相比,ABA处理下楸子、平邑甜茶和新疆野苹果的叶厚分别减少了7.93%、0.25%和0.81%,栅栏组织厚度分别减少了31.43%、8.53%和4.99%（P＜0.05）,海绵组织厚度分别增加了10.34%、6.14%和5.63%（P＜0.05）,叶肉组织结构疏松度（SR）分别增加了19.59%、6.55%和6.50%。ABA处理下楸子和平邑甜茶的栅栏组织/海绵组织厚度比值（P/S）及叶肉组织结构紧密度（CTR）较对照显著减少（P＜0.05）,其中,P/S值分别下降37.86%和13.82%,CTR分别下降25.46%和8.29%,而新疆野苹果的P/S值和CTR下降但不显著。此外,ABA处理下楸子和平邑甜茶的上表皮细胞厚度较对照分别增加了5.82%和6.43%,新疆野苹果的较对照减少了26.23%（P＜0.05）;楸子和新疆野苹果的下表皮细胞厚度较对照增加了12.09%和14.21%（P＜0.05）,平邑甜茶的较对照减少了12.56%。平邑甜茶和新疆野苹果叶片上下角质层厚度较对照显著增加（P＜0.05）,而楸子的变化不显著。在ABA诱导下,3种砧木的气孔密度、气孔大小（长度×宽度）及其开口度和开张比均不同程度地下降,其中,楸子的较对照分别下降了3.62%、7.12%×19.59%、67.60%和86.66%,平邑甜茶的分别下降了3.50%、4.99%×20.65%、32.42%和58.24%,新疆野苹果的分别下降了8.54%、0.92%×12.06%、20.37%和16.35%。ABA处理下3种砧木叶片细胞中叶绿体的数量变少,类囊体结构排列疏松,叶绿体上的淀粉粒趋于变小。外施ABA使3种砧木叶片内源ABA和玉米素核苷（ZR）的含量极显著增加（P＜0.01）,其中楸子ABA和ZR含量比对照分别增加30.83%和13.31%,平邑甜茶的分别增加62.40%和45.28%,而新疆野苹果的分别增加了37.07%和17.06%。楸子和新疆野苹果叶片的吲哚乙酸（IAA）和赤霉素（GA）含量无显著变化,而平邑甜茶叶片的IAA及GA含量比对照分别增加了62.62%和20.62%（P＜0.01）。总之,在ABA处理下,3种苹果砧木的叶片组织解剖结构和气孔特征都发生旱生性结构变化,叶肉细胞中淀粉粒趋于变小,叶片内源ABA和ZR水平增加显著,而IAA和GA水平变化因基因型不同而存在差异。     

栽培密度对高产大豆根系生长及花荚形成的影响

为探明栽培密度对高产大豆根系生长和花荚形成的影响规律,田间试验设置21.0（D₁）、30.0（D₂）、48.0（D₃）×104株·hm^-2 3种栽培密度,研究了新大豆27号、新大豆8号在0~60 cm土层中根系生长、开花、结荚过程及产量的变化。结果表明,相对于D1,D2、D3密度下新大豆27号总根干重增加了23.68%、18.48%,总根长增加了9.33%、26.72%,新大豆8号总根干重增加了27.25%、19.71%,总根长增加了6.94%、30.80%,且增量以40~60 cm为主;增加至密度D₃时,新大豆27号开花和结荚高峰出现时间较D₁分别推迟了2、8 d,新大豆8号推迟了2、6 d,但二者单位面积的总花数、总荚数、总腔数和总粒数分别较D₁提高了51.92%、10.29%、7.66%、23.05%和49.47%、31.91%、35.40%、16.11%;总花数与始荚期根干重、根长度呈正相关关系,新大豆27号R²值分别为0.8477^*、0.9106^*,新大豆8号R²值分别为0.7531、0.9993^**;总腔数与始粒期根干重、根长度呈正相关关系,新大豆27号R²值分别为0.6954、0.9837^**,新大豆8号R²值分别为0.7902^*、0.9277^*;且根长度与总花数、总腔数的关系比根干重更密切。合理密植显著提高大豆籽粒产量,是密植促进了大豆根系生长,增加了单位面积总根长和深层根量,进而增加了单位面积花数、荚数、腔数和粒数的结果。     

CO2浓度升高和磷素亏缺对黑麦草气孔特征及气体交换参数的影响

为深入理解未来大气CO2浓度升高背景下草地生态系统结构与功能响应土壤磷亏缺的潜在机理,该研究利用可精准控制CO2浓度的大型人工气候室,探讨了正常CO2浓度400 μmol/mol、升高CO2浓度800 μmol/mol和磷素供应水平（0.004、0.012、0.02、0.06、0.1和0.5 mmol/L）对黑麦草气孔特征及其气体交换过程的影响。结果表明,CO2浓度升高使供磷水平0.1和0.5 mmol/L的气孔密度增加约35%（P=0.012）和25%（P<0.001）,但却减小气孔开度13%（P=0.002）和12%（P=0.005）,且导致供磷水平为0.06 mmol/L的黑麦草气孔分布更加规则。同时,CO2浓度升高还导致供磷水平0.1和0.5 mmol/L的净光合速率显著增加8.6%（P=0.002）和15.8%（P<0.001）,从而提高黑麦草的水分利用效率。另外,不同供磷水平明显改变了植株生物量及其分配,且高浓度CO2对较高磷水平时地上生长产生更强的施肥效应。研究结果将为深入理解草地生态系统对大气CO2浓度升高和土壤磷素亏缺的响应机理提供理论依据和数据支撑。     

Improving the efficiency of plant root system phenotyping through digitization and automation

Root system architecture (RSA) determines unevenly distributed water and nutrient availability in soil. Genetic improvement of RSA, therefore, is related to crop production. However, RSA phenotyping has been carried out less frequently than above-ground phenotyping because measuring roots in the soil is difficult and labor intensive. Recent advancements have led to the digitalization of plant measurements; this digital phenotyping has been widely used for measurements of both above-ground and RSA traits. Digital phenotyping for RSA is slower and more difficult than for above-ground traits because the roots are hidden underground. In this review, we summarized recent trends in digital phenotyping for RSA traits. We classified the sample types into three categories: soil block containing roots, section of soil block, and root sample. Examples of the use of digital phenotyping are presented for each category. We also discussed room for improvement in digital phenotyping in each category.     

355份粳稻种质资源在新疆的遗传多样性分析及综合评价

为筛选出适合新疆种植的综合性状较优的水稻种质资源,对国、内外355份水稻资源的17个质量性状和20个数量性状进行综合评价。结果表明：在质量性状指标中穗抽出度、二次枝梗、穗立形态、叶片茸毛和分蘖力上表现出丰富的变异类型;数量性状变异范围为3.906%～57.519%,遗传多样性指数为1.713～2.067。通过对数量性状进行聚类分析将355份水稻种质资源划分为4大类群,类群Ⅰ属于极端粒型的特异性种质,共97份;类群Ⅱ属于潜在增产种质,共81份;类群Ⅲ属于晚熟极端种质,共94份;类群Ⅳ属于优质高产种质,共83份。20个数量性状利用主成分分析提取5个综合因子,累计贡献率为74.989%,各成分的贡献率分别为17.472%(PC1)、17.071%(PC2)、15.738%(PC3)、15.237%(PC4)和9.429%(PC5);水稻种质资源的综合得分范围为0.416 8～1.240 8,综合得分前10名的种质资源依次为‘21Y137’‘21Y271’‘21Y162’‘21Y280’‘21Y276’‘21Y87’‘21Y132’‘21Y254’‘21Y294’‘21Y318’,均属于类群Ⅳ...     

华贵栉孔扇贝数量性状的相关性及通径分析

为查明华贵栉孔扇贝（Chlamys nobilis）数量性状间的相关性,随机选取526只扇贝,对其形态性状（壳高、壳长、绞合线长和壳厚）和质量性状（总质量、贝柱鲜质量、鲜肉质量、干肉质量和贝柱干质量）进行测量,采用多元回归与通径分析方法研究了5个易测数量性状（壳高、壳长、绞合线长、壳厚和总质量）对鲜肉质量、贝柱鲜质量和贝柱干质量的影响。结果表明,总质量与鲜肉质量、贝柱鲜质量和叭柱干质量呈极显著的正相关（P〈0．01）。多元回归与通径分析显示,这5个易测数量性状指标中,总质量对3个经济性状的正面影响非常大,其他指标的影响较小甚至不明显。     

Genetic parameters for growth‐related traits and survival with age in the Kuruma shrimp Marsupenaeus japonicus

Genetic parameters were estimated for growth‐related traits and survival of the Kuruma shrimp Marsupenaeus japonicus based on 66 families, including 30 paternal half‐sib families, which were obtained using artificial insemination of two females by each male. The variance components for growth‐related trait and survival were estimated using a single‐trait animal model and a sir‐dam model, respectively, and genetic parameters were estimated using the restricted maximum likelihood method. The coefficients of variation for growth‐related traits such as body length (BL), abdominal length (AL), and body weight (BW) were 9.36%–22.44%, 10.61%–21.92%, and 26.47%–58.33%, respectively, at different ages (45, 75, 105, 135, and 165 days). The corresponding heritability estimates for each growth trait were 0.1545–0.1951, 0.1672–0.1905, and 0.1596–0.1934, respectively, all of which were found to be at moderate levels and increased with age. The heritability of survival on day 165 was low (0.003). The genetic correlations among growth traits were positive and high (0.7316–0.9896) at the different ages, suggesting that selection to improve any single growth trait will cause positive responses in other growth traits examined in M. japonicus. The genetic correlations between growth traits and survival were also positive but low (0.005–0.087), which indicated that only selecting for growth traits may not cause a positive correlated response in the survival of the core population. According to the above results, we suggested that growth and survival traits should be taken as improving targets of breeding in M. japonicus. These results provided reference data for selective breeding and multitrait selection of M. japonicus.