干旱胁迫下‘宁玉’草莓生长发育及相关基因表达特点

为分析基因诊断草莓在干旱逆境条件下生长状态的可行性,以‘宁玉’草莓为试材,调查了不同干旱胁迫条件下的生长特点以及与生长素合成、脱落酸合成、花果发育、色素合成相关的10个基因的表达情况。研究结果表明:在不同干旱条件下草莓均可完成从营养生长到生殖生长的生命周期,所选基因也都行使并完成了其调控功能。与对照植株相比,在轻度和中度干旱胁迫(50%~65%土壤持水量)条件下,草莓植株的物候期较对照(80%土壤持水量)提早,而在严重干旱胁迫(35%土壤含水量时)条件下延缓,随着干旱胁迫条件的加重,草莓植株、叶片、果实明显变小,果实着色加深。每个基因在不同干旱条件下表达水平的变化趋势基本一致,且都与相应的物候期以及生长发育时间长短的变化情况相一致,但所选基因在几种干旱条件下其表达开始的早晚、表达水平的高低以及表达相应程度持续时间的长短存在不同。在轻度和中度干旱条件下,这些基因的表达时间提早,但持续时间较短,表达水平高于对照;而在重度干旱条件下,这些基因的表达开始的时间较对照延缓,表达水平较低但持续时间拉长。上述研究结果表明,利用基因的表达信息可以提前推断草莓植株在不同干旱条件下的生长发育状态,了解干旱胁迫对草莓生长发育的影响以及为是否需要提早采取管理措施等提供重要依据。     

Comparative performance of the highly invasive Mimosa invisa and its less invasive subspecies under different nutrient and light conditions

Invasive plants may be more plastic than non‐invasive plants and maintain high fitness under various environmental conditions. Previous studies mainly focused on the comparisons between invasive and native plants, and comparisons between highly invasive and less invasive exotic species are still relatively rare, especially for comparisons at the subspecies level. This study examined the effects of nutrient addition and shading on the performance of the highly invasive Mimosa invisa and its less invasive subspecies M. invisa var. inermis under either isolated or competitive conditions. Nutrient addition increased biomass and plant height and decreased root‐to‐shoot ratio (R/S). Shading decreased biomass and R/S and increased plant height. Under isolated conditions, the two invaders did not differ in R/S, plant height and plasticity of these traits in response to nutrient addition or shading, and the two invaders also did not differ in biomass production under each of the nutrient and light treatments. When the two invaders competed with each other, M. invisa outcompeted M. invisa var. inermis under high soil nutrient conditions, and the two invaders did not differ in performance under other growth conditions. Thus, only considering competition may we find out the difference between highly invasive species and their closely related, less invasive subspecies. Management of M. invisa should focus on habitats with high soil nutrient availability, in which M. invisa is more likely to dominate.     

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...     

不同生境对野生金荞麦植物表型和营养成分的影响

以江西省野生金荞麦种质资源居群地百丈山30 km2范围内8份不同海拔高度和遮阳条件下的金荞麦(编号为JQ1、JQ2、JQ3、JQ4、JQ5、JQ6、JQ7和JQ8)为材料,观测其植物表型,测定营养成分,分析海拔高度、遮阳条件与金荞麦表型性状、营养成分的相关性,并采用遗传距离对金荞麦表型性状进行聚类分析.结果表明:金荞麦...     

白菜型冬油菜萌动种子低温春化的生理生化特征

【目的】探讨白菜型冬油菜萌动种子低温春化的可能性,以及萌动种子春化过程其生理生化状态和植株结实性等表型变化特征,为白菜型冬油菜人工加代繁育和加速育种进程提供理论基础。【方法】以3个不同感温性的白菜型冬油菜品种为材料,于4℃对油菜萌动种子进行春化处理,春化处理过程中（0、20、30、40、50和60 d）测定萌动种子的硝酸还原酶、抗氧化物酶活性、渗透调节物、丙二醛含量等生理生化指标;同时播种各春化处理萌动种子,观察记录种子形成植株的生育期进程、测定植株结实性能等。【结果】随着春化处理时间的增加,白菜型冬油菜萌发种子形成的植株春化率、初花期株高、成熟期株高、一次分枝数、单株角果数、角果长、角粒数、单株产量等总体呈逐渐升高趋势;春化处理前期（0—40 d）,植株结实性能在不同品种间表现较明显差异,春化时间增加后（50—60 d）,不同品种结实能力虽略有差异,但均无显著差异水平。回归分析结果显示,在4℃条件下,强冬性冬油菜陇油7号萌动种子完全春化（春化率>95%）需处理76.9 d,陇油9号和天油4号分别为54.0和39.4 d。相关分析结果表明,春化率与株高、结实性能等各表型性状均呈极显著正相关,其中与初花期株高、成熟期株高相关系数最大为0.947和0.985,表明白菜型冬油菜春化程度显著影响着植株株高、结实性能等。随低温春化时间增加,白菜型冬油菜萌动种子硝酸还原酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖呈先升高后降低的趋势,过氧化氢酶活性呈不断降低趋势。与对照（未低温处理的萌动种子）相比,低温春化处理的陇油7号、陇油9号萌动种子GA₃含量均明显降低,春化30 d的天油4号萌动种子GA₃含量明显比对照增加。与对照相比,春化处理的冬油菜萌动种子IAA含量均明显增加（陇油9号春化40 d处理除外）,其中,春化50 d的天油4号萌动种子IAA含量比对照增加197.0%。陇油7号春化处理的萌动种子ABA含量比对照明显增加。【结论】白菜型冬油菜萌动种子可以感受低温使其完成春化作用,品种春化所需低温时间取决于品种冬性强弱;低温春化过程中,白菜型冬油菜萌动种子生理生化状态发生了一些变化,并最终影响植株的生长发育及其结实性能。     

基于主要表型性状的不同采集地斑茅种质资源遗传多样性分析

为提高斑茅种质资源利用效率,本研究对来自不同地区的76份斑茅种质资源的株高、茎径、节间长、叶长、叶宽、锤度6个表型性状进行遗传多样性分析。结果表明,来自不同地区的斑茅,6个表型性状平均变异系数在14.6%~53.4%之间,其中株高和节间长的变异系数相对较高,分别为53.4%和37.7%;锤度和叶长的变异系数相对较低,分别为19.1%和14.6%。株高、茎径、叶宽、叶长、节间长之间表现为极显著正相关,其中株高与节间长的相关系数最大,为0.818;锤度与株高、节间长呈负相关,相关系数分别为-0.232和-0.263。主成分分析表明,前2个主成分方差累计贡献率高达72.58%,其中第1主成分方差贡献率达到51.21%,第2主成分贡献率为21.37%。采用聚类分析方法,不同的种质资源被分为8大类群,第Ⅴ和Ⅵ类群的种质综合性状表现最好,这2个类群是优良的斑茅种质资源,可在甘蔗育种中加以挖掘利用。     

油菜角果数量及关键表型参数的自动化检测方法研究

为有效替代人工方式考种油菜、观测角果,研究了一种用于测量批量角果的数量和关键表型参数的自动化检测方法。设计了角果散铺和图像采集装置,利用拨动加振动的方式将堆积角果均匀散开并拍摄视频;使用二维码作为标记块,以有效地提取关键帧并拼接为包含全部角果的整幅图像;提出了基于凹点提取与匹配的图像分割方法,分割各种形态下的重叠角果,准确率达到98%以上。在关键表型参数测量中,利用了最大类间方差法以判断角果的正置或侧置姿态,以此估计角果横切面的近似椭圆长短轴,再计算角果的长度、表面积和体积。实验结果表明该方法具有很好的检测精度,对不同品种的油菜适应性较好,长度、表面积和体积的估计误差分别不大于2.9%、4.8%和5.0%。该方法可以有效替代人工方式的油菜考种,为相关农业科研领域提供基础数据。     

基于枝条、叶和花的油梨种质表型多样性分析

【目的】明确当前粤西已收集油梨种质资源的表型多样性,加强油梨种质资源的利用。【方法】以保存于国家热带果树种质资源圃的 53 份油梨种质资源为试验材料,采用偏相关分析、主成分分析和聚类分析等方法,对油梨的 7 个质量性状（叶形、叶缘、叶尖形状、叶片颜色、叶面状态、花型、叶柄凹槽）和 12 个数量性状（枝条粗度、节间长度、叶长、叶宽、叶形指数、叶柄长度、花序侧轴长度、花序宽度、花序主轴长度、花梗长度、花瓣长度、萼片长度）进行调查分析。【结果】已收集油梨种质资源表型性状多样性丰富,质量性状与数量性状的多样性指数范围分别在 0.094~1.228 和 1.373~1.921 之间,表明油梨数量性状相对质量性状多样性更丰富。19 个油梨表型性状间呈极显著相关的有 29 对,呈显著相关的 21 对。主成分分析表明,6 个主成分因子的累计贡献率达 72.396%,其中叶柄长度、枝条粗度、花瓣长度、花序侧轴长度、叶缘和叶面状态为主要性状。聚类分析显示,当欧氏距离为 15 时,可将 53 份油梨种质资源分为 4 大组群,组群Ⅰ花序较小,组群Ⅱ枝条粗度最粗,组群Ⅲ叶宽最窄,组群Ⅳ花序侧轴长度最长。【结论】粤西已收集保存的 53 份油梨资源的表型多样性丰富,调查的 19 个表型性状间有一定的相关性,其中叶柄长度、枝条粗度、花瓣长度、花序侧轴长度、叶缘和叶面状态可作为油梨资源评价及育种的主要指标。     

云南籽粒苋种质资源的表型多样性分析

为了系统分析云南籽粒苋种质资源的表型遗传多样性。采用遗传多样性指数、主成分分析、相关分析和聚类分析对104份云南籽粒苋种质资源的30个表型性状进行研究。结果表明,遗传多样性指数最高的质量性状和数量性状分别是主花序形状(1.68)和主花序长度(2.07)。前10个主成分累计贡献率达到73.944%,单株鲜体重与第3、第6、第9主成分极显著正相关,单株粒重与第9主成分极显著正相关。聚类分析将104份种质划分为5类,第Ⅰ类群可为间套种亲本材料,第Ⅱ和Ⅲ类群可为大粒亲本材料,第Ⅳ类群可为优质饲用亲本材料,第Ⅴ类群可为观赏类亲本材料。云南籽粒苋种质资源表型性状具有丰富的遗传多样性,有较大的开发利用潜力。     

光照强度对2种来源的空心莲子草生长的影响

研究了空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)匍匐茎片段(来源于水体)和宿根片段(来源于陆生环境)萌生苗在不同光照强度下的生长。主要结果为:2种来源的空心莲子草幼苗(陆生苗和水生苗)在相同的光照强度下(全光照、33%光照、9%光照),具有基本相同的生长格局,对光照强度的变化也具有相似的反应。随着光照强度的降低,甚至在9%光照时,空心莲子草的总分枝数、最长枝长、节间长度、叶片数没有显著差异,而空心莲子草的叶绿素相对含量显著降低,地上茎直径显著减小;在中等光照条件下(33%光照),其叶面积发生补偿性增大;就生物量的分配而言,随着光强的减弱,根生物量和总生物量显著减少,而茎、叶的生物量只有在光强极低的条件下(9%光照)才显著减少。这些结果表明,在不同的光照强度下,一方面空心莲子草的生长表现出一定程度的形态可塑性,另一方面,空心莲子草基本的空间生长格局特征具有相对稳定性,这种生长策略上的权衡可能是空心莲子草成功入侵的一个重要机制。