基于叶片反射光谱估测水稻氮营养指数

【目的】基于叶片反射光谱建立快速、无损监测水稻氮营养指数（nitrogen nutrition index,NNI）的估算模型。【方法】2018—2019年开展2个水稻品种（徽两优898和Y两优900）及5个氮肥梯度（施氮量为0、75、150、225和300 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁、N₂、N₃、N₄）的田间小区试验,测定关键生育期不同叶位叶片反射光谱和植株NNI,构建多种光谱指数的水稻NNI监测模型。【结果】单叶及叶位组合的敏感波段均分布在540 nm的绿光波长处,其与近红外波段构成的窄波段比值指数SR（R₉₀₀,R₅₄₀）可较好反演水稻NNI。但不同叶位叶片窄波段比值指数与水稻NNI的预测精度表现不同,顶3叶（L₃）预测精度最好（R²=0.731,RMSE =0.130,RE=11.6%）,顶2叶（L₂）次之（R²=0.707,RMSE =0.136,RE =12.2%）,顶1叶（L₁）最差（R²=0.443,RMSE =0.187,RE =14.7%）;顶2叶和顶3叶组合平均光谱（L₂₃）的预测精度优于单叶水平和其他叶位组合（R²=0.740,RMSE =0.128,RE =11.5%）。再将窄波段比值指数SR（R₉₀₀,R₅₄₀）近红外与绿光区域分别重采样50 nm和10 nm,所构建的宽波段比值指数SR[AR_{（900±50）},AR_{（540±10）}]模型精度较SR（R₉₀₀,R₅₄₀）未明显降低,且在L₂₃水平下2个模型的模型精度和预测精度基本一致（R²=0.740,RMSE =0.128,RE =11.5%）。水稻NNI小于1时与产量呈线性的正相关关系（P<0.05）,大于1时产量趋于平稳。【结论】L₂和L₃叶片反射光谱为监测水稻NNI的敏感叶位,其中叶位组合L₂₃可提高模型预测精度。基于叶片反射光谱构建的多种波段比值指数（SR（R₉₀₀,R₅₄₀）和SR[AR_{（900±50）},AR_{（540±10）}]）可快速估测水稻NNI,从而为不同传感器对水稻氮营养指数估测监测研究提供了理论依据。     

大气环境变化导致水稻品质总体变劣

气候变化将改变作物的生长环境,进而影响作物产量和品质。气候变化对重要粮食作物水稻产量形成的影响已有很多报道,但对同样重要的品质研究较少。在简要介绍实验平台基础上,本文总结了气候变化对水稻品质影响的研究进展。品质性状分为加工、外观、蒸煮/食味、营养和饲用品质,气候变化包括大气CO₂浓度升高、近地层O₃浓度增高和气温升高等,本文重点聚焦大气组分变化及其与高温的互作。已有文献表明,气候变化对水稻品质的影响尚存在诸多不确定性,但本文也发现了一些重要趋势,这些趋势多为不利的变化。高CO₂浓度、高O₃浓度或高温环境下生长的水稻表现出垩白增加、碎米增多的趋势;高CO₂浓度导致稻米蛋白质和多种元素浓度下降,但食味品质可能变优;臭氧胁迫水稻的食用和饲用品质均有变劣趋势。目前这方面认知多来自于单一气候因子的影响研究,但已有少量研究观察到CO₂与温度或O₃之间的交互作用;另外,水稻品质性状对气候变化的响应可能还受熏蒸方式、基因型和施肥量等影响。未来这一领域需继续利用不同尺度的试验平台验证已有趋势并拓展研究内容,在这基础上评估气候变化因子之间以及与其他因子的交互作用,重点揭示这些交互作用的内在机制,以便开发出真正适应未来气候变化的稻作生产技术。     

家牦牛、半血野牦牛产奶性能分析

对２２头家牦牛、半血野牦牛的产奶量进行了测定。测定结果：经产家牦牛日挤乳量为１．３０±０．１４ｋｇ，初产家牦牛为１．１１±０．１０ｋｇ，半血野牦牛相应为１．２４±０．２４ｋｇ、１．０５±０，１８ｋｇ，乳脂率含量，经产家牦牛为６．４４±０．３４％，初产家牦牛为６．２４±０．３４％，半血野牦牛相应为６．２５±０．７３％，５．５１±０．６１％。     

平欧杂种榛实时荧光定量PCR内参基因的筛选与体系建立

【目的】构建中国榛属植物主要栽培种平欧杂种榛实时荧光定量PCR内参基因的筛选体系,并筛选稳定的内参基因,为榛属植物的基因表达分析提供内参基因,进而为其植物资源利用和创新育种研究提供理论基础。【方法】利用课题组前期对平欧杂种榛不同亲和性授粉、授粉后不同时间的雌蕊转录组测序数据,结合相关文献搜索,共选取12个候选内参基因;以平欧杂种榛主栽品种‘达维’的盛花期雌蕊、未伸长期雄花序、幼嫩叶片、花粉、一年生枝形成层、嫩茎、根尖、根蘖等8个不同组织器官为研究材料;通过反转录PCR初筛,实时荧光定量PCR检测表达量,并利用ge Norm、Norm Finder、Best Keeper、Delta Ct程序和Ref Finder在线网站评价内参基因的稳定性。【结果】反转录PCR初筛表明,12个候选内参基因引物的特异性良好,Cha STP5和Cha TF在不同组织器官材料中表达存在明显差异,其余候选内参基因在8个组织中均有表达。实时荧光定量PCR的表达谱分析表明,Ch18S r RNA的表达量最高,Cha STP5表达量最低,其余10个候选内参基因均为中等表达量;Cha STP5和Cha TF的稳定性最差,其余10个候选内参基因的稳定性处于中等水平。ge Norm、Norm Finder、Best Keeper和Delta Ct的结果表明,Cha Actin均排名第一,为最稳定的内参基因,Ch18S r RNA的排名均在前五,而其他候选内参基因在不同程序分析结果中的排名存在差异。稳定性综合分析表明,Cha Actin和Ch18S r RNA的稳定性良好,即在8个不同组织器官中表达量均一且在4个稳定性分析程序中均排名靠前,适合作为内参基因;ge Norm程序的变异系数分析则表明,选取6个内参基因便可对RT-q PCR的数据进行精准的标准化处理;相关性分析表明,4个程序均在0.01水平上呈现显著的相关性,Norm Finder和Delta Ct程序的相关性最高,Delta Ct与Best Keeper的相关性最低。【结论】建立了平欧杂种榛实时荧光定量PCR内参基因的筛选体系:以反转录PCR初筛引物,荧光定量PCR分析引物特性及基因表达,4个程序单独评价引物稳定性,Ref Finder综合分析选出最适稳定内参基因,并选出榛属植物8个不同组织器官中最为稳定的2个内参基因Cha Actin和Ch18S r RNA。     

沿江双季稻北缘区机插早稻的超高产群体特征

【目的】研究安徽沿江双季稻北缘区不同机插高产早稻品种产量差异及超高产品种的群体共性特征,为品种选育与精确定量栽培提供参考。【方法】试验于2018—2019年在安徽庐江进行,采用前期筛选获得的9个高产早稻品种为供试材料,分析不同品种的产量及构成、干物质积累、叶面积指数、有效光截获和利用率的差异。【结果】不同高产品种的产量间存在显著差异,通过聚类分析可进一步分为超高产（9.1—9.5 t·hm ^-2）、更高产（8.1—8.6 t·hm ^-2）和高产（7.6—7.8 t·hm ^-2）3种类型。超高产类型品种较更高产和高产类型品种显著提高了每穗粒数、颖花量和千粒重。超高产类型品种的平均日产量为82.4 kg·hm ^-2·d ^-1,分别较更高产和高产类型品种提高10.2%和19.8%。干物质积累量是不同类型品种产量差异的主要原因,与更高产和高产类型品种相比,超高产类型品种显著提高水稻中后期的阶段干物质积累量18.3%—21.4%。超高产类型品种具有更高的中后期有效光截获量和光截获利用效率,分别与其高的叶面积指数和库容量有关。相关性分析表明,穗分化期和抽穗期群体有效光截获量分别与每穗粒数和千粒重呈显著正相关,且超高产类型品种具有更高的响应效率。另外,与更高产和高产类型品种相比,超高产类型品种显著提高抽穗期总粒重/叶4.1%—11.3%,这与其高的中后期光截获利用率密切相关。【结论】沿江双季稻北缘区机插早稻品种适宜选用叶面积指数高（穗分化期5.6—6.0、抽穗期7.1—7.3）、穗粒数多（124—132）、千粒重高（25.8—27.0 g）,且日产量为80.8—83.7 kg·hm ^-2·d ^-1的品种,可获得超高产水平（>9.0 t·hm ^-2）。