Comparison of growth,survivorship, seed production and shedding of eight weed species in a wheat crop in Western Australia

Development of integrated weed management strategies is dependent on a thorough knowledge of the demography of individual species. The current research established eight winter or summer weed species in a winter annual wheat cropping system at Wongan Hills, Western Australia, and investigated emergence of the first cohort of each species, survivorship, plant size, seed production and seed shedding over three years (2016–2019). The winter weeds Bromus diandrus and Lolium rigidum emerged at the same time as the wheat crop, and the initial cohort of marked plants had 100% survival to seed production in each year. By comparison, other winter weed species like Hordeum leporinum, Rumex hypogaeus, Sonchus oleraceus and Polygonum aviculare frequently emerged later than the crop and had a lower percentage of plants surviving to seed production. However, individual S. oleraceus and P. aviculare plants had the greatest seed production compared to other species. All winter weeds had variable patterns of seed shedding between years, with the exception of L. rigidum. Summer weed species emerged at the same time, but plants in the initial cohort of each species did not always survive to produce seed. The early emergence and high survivorship of B. diandrus indicates high competitive ability, but shedding commenced at a similar time to L. rigidum and harvest weed seed control may be a viable control method for this species.     

刺萼龙葵种子中适宜内参基因的筛选

入侵杂草刺萼龙葵Solanum rostratum Dunal传播扩散的主要载体是种子,研究其种子休眠萌发基因的激素调控对于其防除具有重要意义,而选择合适的内参基因可以提高相关基因表达分析的准确性。本研究以赤霉素、脱落酸和水处理的刺萼龙葵种子为材料,利用geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder 4种软件对15个候选内参基因进行表达稳定性评价,并通过检测ABI5(abscisic acid-insensitive 5)的表达验证所筛选的内参基因的适用性。结果表明,对于赤霉素、脱落酸和水处理过的种子,最稳定的内参基因分别为eIF(eukaryotic initiation factor)、SAND(SAND protein family)和ACT(β-actin);对所有种子样本而言,PP2Acs(a catalytic subunit of protein phosphatase 2A)是最稳定的内参基因。研究结果将为刺萼龙葵种子休眠萌发的遗传调控研究提供重要参考。     

利用凝胶扩散法测定刺萼龙葵种子中β-甘露聚糖酶的活性

β-甘露聚糖酶是种子萌发过程中降解胚乳细胞壁的关键酶,明确其活性的动态变化可为揭示杂草种子的休眠萌发机制提供重要依据。以外来杂草刺萼龙葵Solanum rostratum Dunal种子为材料,建立了种子中β-甘露聚糖酶活性的检测方法—凝胶扩散法。利用凝胶扩散法对不同贮存时间及贮存条件下刺萼龙葵种子中β-甘露聚糖酶的活性进行了检测,发现贮存3年以上的种子中该酶的活性为0.03 nmol/(min·mg),显著低于贮存3年以下的种子中的酶活性0.15 nmol/(min·mg),而湿润冷藏的种子中β-甘露聚糖酶的活性为0.12 nmol/(min·mg),显著高于干燥冷藏的种子的酶活性0.02 nmol/(min·mg)。实际应用结果表明,凝胶扩散法综合了传统方法的优势,检测特异性强、灵敏度高、重复性好,可同时检测大量种子样品,具有良好的实用性。     

中国工业大麻种业创新发展策略研究

工业大麻是重要的经济作物,中国是工业大麻生产和出口大国。然而,工业大麻种业发展滞后对我国工业大麻高质量发展提出严峻挑战的问题。本研究采用实地调研和文献综述的方法,分析了当前国内工业大麻种业的发展态势和存在的问题,探讨我国工业大麻种业创新发展路径。研究表明,我国工业大麻种业构建了全国行业标准和地方法律规范相结合的政策保障体系,推动了育种创新主体由公益性科研院所向企业转变,创建了以多用途为特色的育种技术体系,形成了良种区域化的种植格局和技术服务体系,奠定了该产业创新发展的基础。但缺乏国家层面或跨区域协同的工业大麻法规体系、育种繁种技术资源分散和低效率共存、面临国外种业知识产权布局先发优势挑战、商业化育种体系不完善等问题成为主要障碍。因此,提出了加快完善政策保障体系、培育多元育种体系、打造生产经营体系、构建国际合作体系,以期提升工业大麻种业创新发展能力。     

稻麦两用螺旋舀种式排种器排种性能试验

设计了一种稻麦两用螺旋舀种式排种器,确定了该排种器关键部件的结构和参数;运用Design-Expert软件进行数据分析,得到最优参数组合,采用响应面试验方案,进行台架验证试验。结果显示:播种水稻时,在转速为45 r/min、倾斜角度为3°、出种孔长度为9 mm情况下的合格率为78.20%,重播率为3.71%,空穴率为1%,穴距合格率为97.93%,穴距变异系数为16.17%;播种小麦时,在转速为60 r/min、倾斜角度为1°、出种孔长度为9 mm,此组合下的合格率为93.37%,重播率为3.44%,空穴率为3.19%,穴距合格率为93.60%,穴距变异系数为25.50%。     

4种荒漠植物种子出苗和幼苗生长对沙埋深度的响应

通过室内试验测定了黑果枸杞、沙冬青、沙蒿、霸王4种荒漠植物的种子生理特征以及沙埋深度（0、1、2、3、4、5 cm）对4种荒漠植物种子出苗及幼苗生长的影响。结果表明,体积较大的沙冬青和霸王种子萌发率与其重量、含水量、形状及活性间存在正相关关系;体积较小的黑果枸杞、沙蒿萌发率与种子重量、含水量、形状之间为正相关关系,与种子活性负相关。随着沙埋深度增加,4种植物种子出苗率下降、首次出苗时间延迟,茎高、绝对株高和根长及根冠比总体呈先增大后减小的趋势;幼苗生长方面,黑果枸杞和沙蒿分别适宜于1～2、0～1 cm的浅层沙埋,均在沙埋深度5 cm时种子几乎不萌发;沙冬青、霸王则适宜于3～4 cm较深层沙埋,在沙埋0 cm时均不萌发。此外,在荒漠区采用这4种植物进行植被恢复时,除考虑种子自身性状外,还应充分考虑当地的沙埋、降雨等条件,以提高出苗率、增大幼苗定植率。     

咸水灌溉对基质栽培甜脆豌豆生长及营养品质的影响

【目的】探讨在水资源紧缺地区开展无土栽培咸水灌溉的可行性。【方法】采用基质盆栽试验,以甜脆豌豆为试验对象,设置0.6(淡水)、1.6、2.6、3.6、4.6 g/L共5个矿化度(深层地下淡水掺兑NaCl而成)灌水处理,研究了甜脆豌豆植株地上部和根系生长状况以及豌豆营养品质对咸水灌溉的响应。【结果】与淡水灌溉相比,灌溉水矿化度为3.6 g/L和4.6 g/L时出苗率显著(P<0.05)降低,降幅分别为12.5%和31.2%;甜脆豌豆的株高、地上部鲜/干物质量均随灌溉水矿化度的增加而显著(P<0.05)降低;在播后16 d时1.6 g/L和2.6 g/L处理的甜脆豌豆根系干物质积累未明显降低,但是在播后32d时咸水灌溉处理的根系干物质较淡水灌溉处理分别降低28.9%、40.5%、52.2%和53.1%;随灌溉水矿化度的增加,甜脆豌豆的根冠比呈增加趋势,豌豆淀粉量呈降低趋势,但2.6 g/L与0.6g/L处理间差异不显著(P≥0.05),豌豆可溶性蛋白量和可溶性糖量表现出先增加后减少的趋势,最大值均出现在2.6 g/L处理。【结论】开展基质栽培咸水灌溉甜脆豌豆是可行的,但灌溉水矿化度应≤2.6 g/L。     

基于正交设计的糙条消能工评价方法

在新疆635溢洪道整治工程研究的基础上,基于正交设计原理,对溢洪道布置糙条消能工进行6因素3水平的正交试验,试验测得18种组合典型断面的瞬时流速和水深;通过对弯道微元化处理的方法,建立了质量离散系数C_m模型,并结合消能率η对试验结果进行了极差分析;考虑到建立导流效果评价方法的普适性,定义量纲一因子R_d和R_s,对布置参数与工程参数之间的相关性做了进一步分析.结果表明:质量离散系数C_m能够客观地反映糙条消能工的导流效果;就C_m指标影响程度而言,工程参数较布置参数的影响程度占主导地位,在实际工程中,工程参数的确定应充分考虑水流形态;由于R_d和R_s均是量纲一参数,因此在一般整流工程导流效果的评价方法上具有普适性.     

vvi-miR160s介导VvARF18应答赤霉素调控葡萄种子的发育

【目的】研究vvi-miR160家族（vvi-miR160s）及其靶基因在‘魏可’葡萄种子发育过程中的作用,探究其应答赤霉素（GA）调控葡萄果实无核的潜在机理。【方法】采用miR-RACE、生物信息学分析、RT-qPCR、RLM-RACE等方法,鉴定vvi-miR160家族成员及其靶基因,分析vvi-miR160s及其靶基因应答GA的时空表达模式及其潜在功能。【结果】花前GA处理强烈抑制‘魏可’葡萄胚珠及种子发育,高效诱导其无核,且无核率达99.8%。克隆鉴定了VvMIR160s前体基因序列（501 bp）及成熟体序列,且它们在不同物种间具有较高的保守性;基于vvi-miR160s序列,预测到靶基因VvARF18,利用RLM-RACE技术检测到vvi-miR160s对VvARF18的裂解位点在第10和第11位之间,裂解频度9/17,证明VvARF18是vvi-miR160s的真实靶基因。该靶基因编码683个氨基酸,在398—411位存在核定位信号,且该蛋白亚细胞定位于细胞核上。VvARF18与其他物种间序列的同源保守性较高,基因结构相似,其中VvARF18蛋白与茶、烟草、梅花等物种亲缘关系较近。VvARF18启动子中包含4种作用元件,且含有较多激素相关元件。RT-qPCR结果显示,随着葡萄果实的发育,vvi-miR160c/d/e呈现‘V’形表达趋势,在硬核种子发育期表达较低,而VvARF18表现出与前者相反的表达趋势,在硬核种子发育期呈现高表达,表明vvi-miR160c/d/e对VvARF18负调控,但vvi-miR160a/b与VvARF18表达水平却不存在明显负相关。GA处理极显著地上调了vvi-miR160a/b在葡萄硬核种子发育期的表达,同时也显著抑制了VvARF18在同时期的表达,且它们的表达水平呈负相关,表明GA处理促进了vvi-miR160a/b对VvARF18的负调控作用;相反,GA减弱了vvi-miR160c/d/e对VvARF18的负调控作用。【结论】在vvi-miR160家族中,vvi-miR160c/d/e可能介导VvARF18在葡萄种子发育的特定阶段调控种子的发育形成,而vvi-miR160a/b可能主要介导VvARF18参与调控GA诱导葡萄种子败育的过程。     

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。