两种棉花耐盐鉴定方法的综合评价与低酚棉种质系的耐盐性鉴定

【目的】探究陆地棉对人工海水和NaCl单盐胁迫的响应,评估人工海水模拟盐胁迫鉴定棉花耐盐性的可行性。【方法】以135份不同类型的陆地棉种质系为材料,比较人工海水和NaCl单盐胁迫对棉花种子萌发和幼苗生长的影响,结合主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对棉花材料的耐盐性进行综合评价,并通过田间试验对2种鉴定方法进行验证。【结果】2种盐胁迫下的鉴定结果仅有52.38%的一致性,鉴定结果存在较大差异。人工海水胁迫下的鉴定结果与田间试验鉴定结果呈极显著正相关关系,相关系数为0.720,NaCl胁迫下的鉴定结果与大田鉴定结果无显著相关关系。人工海水和NaCl胁迫处理下,105份低酚棉种质资源中表现为抗盐或耐盐的材料数量占比分别为21.90%和33.33%,其中鲁17和邯低酚29在2种胁迫下均表现出较强的耐盐性。【结论】使用与海涂地成分相似的人工海水模拟盐胁迫可以更加精确地鉴定棉花材料的耐盐性。低酚棉整体耐盐性较差,但不乏有耐盐性强的种质系,可用于培育耐盐的低酚棉新品种。

烟草BTB/POZ蛋白家族的鉴定及其在抗马铃薯Y病毒中的作用

马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)侵染烟草(Nicotiana tabacum)会引起烟草脉带病,造成烟叶品质下降。broad complex,tramtrack,and bric-à-brac/pox virus and zinc finger(BTB/POZ)是动植物体内广泛存在的蛋白质家族,在植物生长和发育的各个环节都起着非常重要的作用。本研究鉴定到90个烟草BTB/POZ家族蛋白,对应71个基因。在这些蛋白质的序列中,识别到9种保守基序(motif),并根据其出现顺序将BTB/POZ家族成员划分至6个亚家族。结构域分析表明,BTB/POZ同一亚家族成员的结构域具有一致性。对BTB/POZ蛋白的三维构象进行预测发现,所有亚家族成员结构都以α螺旋为主,同一亚家族成员的三维构象相似。烟草品种K326和突变体M867(抗PVY)的BTB/POZ家族基因表达模式分析显示,叶片接种PVY后,NtBTB2M、NtBTB2K、NtBTB2L、NtBTB6E基因的表达丰度显著增加,这可能与烟草M867对PVY的抗性较强有关。顺式作用元件分析显示,NtBTB2K、NtBTB2L、NtBTB2M和NtBTB6E基因的上游2000 bp区域内含有若干逆境响应相关元件,包括水杨酸响应元件、MYB结合位点等,可能和这些基因的上调表达有关。本研究为BTB/POZ蛋白的功能研究提供了理论依据,为烟草抗病育种提供了一定参考。

陆地棉耐镉胁迫的遗传与QTL定位分析

【目的】棉花是1种较耐重金属镉的作物,培育与种植耐镉胁迫棉花品种对于镉污染土壤的修复具有重要意义。本文旨在研究陆地棉耐镉性的遗传并对相关数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)进行定位分析。【方法】以陆地棉种质HS46和MARCABUCAG8US-1-88为亲本构建的188个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)为材料,调查RIL群体在镉胁迫条件下的发芽率、发芽势,以及苗期叶片的叶绿素含量、株高和干/鲜物质质量等表型数据,并计算各家系的镉胁迫系数;采用完备区间作图法对RIL群体的各性状的镉胁迫系数及镉胁迫综合系数进行QTL定位和遗传分析。【结果】MARCABUCAG8US-1-88为耐镉材料,HS46则为镉敏感材料,188个RIL家系的耐镉性相关性状基本服从正态分布,包含强耐镉型材料23份、耐镉型材料49份、中等耐镉型材料67份、镉敏感型材料49份。连锁分析共鉴定到28个与镉胁迫系数相关的QTL,分布于14条染色体上,单个位点解释1.58%~8.41%的表型变异,其中根鲜物质质量镉胁迫系数位点qRFW-13-1在2个环境下均被检测到,分别解释7.66%和7.71%的表型变异。【结论】棉花耐镉性为多基因控制的数量遗传,受环境影响较大,定位到的耐镉QTL qRFW-13-1为稳定QTL,该结果对于棉花耐镉分子育种具有一定的应用价值。

陆地棉种子植酸含量遗传效应分析与低植酸种质资源筛选

本研究以2014年和2015年长江流域生态试验10个试点的11个陆地棉品种的棉籽为材料,利用近红外光谱分析技术测定棉花光籽样品中的植酸含量(质量分数,下同),进行陆地棉种子植酸含量的遗传效应分析。结果显示,11个棉花品种的植酸含量为1.04%~1.54%,10个地点的植酸含量为1.07%~1.68%,2年的植酸含量分别为1.26%和1.38%,表明棉籽中的植酸含量不仅受材料遗传特性的影响,还受种植地点、种植年份的影响。同时,对2021年冬种于海南三亚的国内外471份棉花种质资源的植酸含量进行测定,筛选了5份植酸含量低于1%的棉花种质资源,为低植酸棉花育种提供了材料。

转1174AALdico-2+CTP耐草甘膦优异棉花种质系的创制及其特性

【目的】棉田杂草是限制棉花生长的因素之一,与棉花争夺营养、水分和光照,不仅影响棉花的生长发育,还影响棉花的产量和品质。通过基因工程途径培育高耐草甘膦优异棉花种质,实现棉田间化学除草,提高植棉的经济效益。【方法】将来源于耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)的EPSPS基因1174AALdico-2连接叶绿体转运肽,以35S为启动子,将2个目的基因串联后构建棉花转化载体。运用农杆菌活体转化技术,将目的基因导入棉花品种中棉所49,获得阳性转化体植株。以受体材料中棉所49和转化体自交分离得到的非转基因NON为对照,对转化体植株进行分子特征检测、草甘膦耐受性鉴定、农艺性状和经济性状等综合评价,以筛选出优良的转基因耐草甘膦棉花材料。【结果】通过农杆菌活体转化方法获得138个阳性转化体,对转化体植株进行目的基因PCR检测、Southern blot、Western blot分析和ELISA检测,从中筛选出17个分子特征明确、外源基因表达量高的阳性转化体。Southern blot和核苷酸测序结果表明,转化体插入位点和拷贝数各不相同,其中,ZD131、ZD185和ZD207等3个转化体为单拷贝插入位点,外源基因插入位点分别位于棉花D亚组第7染色体、D亚组第13染色体和A亚组第12染色体。草甘膦耐受性鉴定结果表明,17个阳性转化体均高耐草甘膦,其中ZD131、ZD185和ZD207等3个转化体的耐受性在3个世代之间稳定遗传,可耐4倍的田间草甘膦推荐剂量。农艺性状和经济性状评估结果表明,ZD131、ZD185和ZD207等3个转化体植株生长发育正常,表现出铃大、衣分高、结铃性强等特点,皮棉产量超过对照,纤维品质达到优质棉水平。【结论】将来源于耐辐射奇球菌的EPSPS基因1174AALdico-2与叶绿体转运肽连接,多基因串联后构建转化载体,农杆菌活体转化技术转入中棉所49,通过一系列筛选后获得3份优良的转基因耐草甘膦材料ZD131、ZD185和ZD207,该方法在提高棉花耐草甘膦水平的同时,也提高了转基因材料的农艺和经济性状。

基于近红外光谱的棉花毛籽蛋白质和油分含量快速检测

【目的】建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外检测校正模型。【方法】检测样本的蛋白质含量和油分含量,根据光谱-理化值共生距离算法(sample set partitioning based on joint X-Y distance sampling,SPXY)按照3∶1的比例将426个样本划分为包含320个样本的校正集和106个样本的预测集,结合多元散射校正和一阶导数等光谱预处理方法对模型进行优化,并采用线性偏最小二乘法(partial least square method,PLS)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)3种方法对比分析建立棉花毛籽蛋白质和油分含量的近红外快速测定模型,以决定系数、均方根误差和剩余预测偏差作为模型的评价指标。【结果】SVM模型和PLS模型在校正集的拟合效果较好,决定系数均大于0.8,但对预测集的拟合决定系数不到0.8,说明模型均存在过拟合现象;而RF模型在校正集和预测集的拟合效果都非常好,决定系数均大于0.9,其中蛋白质含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.9459、0.9352和4.5391,油分含量预测模型的决定系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.9097、0.7704和3.4891。【结论】基于RF方法建立的预测模型能较好地应用于基于近红外光谱的棉花毛籽的蛋白质含量和油分含量检测,并可代替化学测定方法。研究结果不仅为棉花种子品质育种、棉籽加工生产和销售中棉籽营养品质的快速、无损评价奠定了基础,并可为其他作物种子的无损分析提供技术借鉴。

杂交粳稻超高产群体干物质生产及养分吸收利用特点

对超高产与高产杂交粳稻干物质生产及 N、P、K养分积累、分配、利用进行了比较研究 ,结果表明 ,在干物质生产上 ,超高产杂交粳稻具有单丛干物重高、群体干物质生产量大 ,抽穗至成熟期的干物质积累量多、积累比例高 ,经济系数高的特点。在养分积累、分配与利用上 ,超高产条件下 ,稻株对 N、P、K三要素的吸收量增加 ,特别是 P、K的吸收量增加明显 ;成熟期在籽粒与茎中 N、P、K的分配比例较高 ,而在叶片、叶鞘中的分配比例相对较低 ;同时 ,养分效率系数、养分收获指数及养分利用效率均高于高产条件下的效率参数 。

硅对杂交粳稻干物质与养分积累及产量的影响

比较研究了硅对杂交粳稻和常规粳稻干物质与养分积累及产量的影响 ,结果表明 :施用硅肥对杂交粳稻增加籽粒产量、提高干物质积累量的效应大于常规粳稻 ;同时在促进水稻植株对 N、P和 K吸收的作用上 ,也表现出对杂交粳稻的作用较为明显 ,尤其对促进 K的吸收 ,效应更为明显 .杂交粳稻对硅的需求量高于常规粳稻 .

杂交粳稻超高产群体的冠层结构特点研究

研究了杂交粳稻超高产群体的苗穗粒结构及干物重在冠层不同层次、不同器官的分布 ,叶面积配置及光强分布等冠层结构特点 .结果表明 ,杂交粳稻超高产群体冠层总干物重及 4 0cm以下、4 0～ 6 0cm、6 0～ 80cm和 80cm以上 4个层次的干物重分别比常规粳稻高 32 .2 9%及 2 9.12 %、13.95 %、16 .4 5 %和10 0 .17% .杂交粳稻叶片 (同化器官 )与穗 (库器官 )干重分别占总干物重的 2 4 .8%与 12 .8% ,高于常规稻 ;而叶鞘与茎 (贮藏器官 )的干重分别占总干物重的 33.6 %和 2 8.9% ,低于常规粳稻 .杂交粳稻超高产群体冠层叶面积配置比较合理 ,齐穗期 4 0cm以上冠层LAI达 5 .4 4 .冠层光强上下分布比较均匀 ,6 0cm以下冠层光强比常规稻高 13.1%～ 37.0 % ,而 6 0cm以上冠层光强比常规稻低 5 .9%～ 12 .2 % ;2 0cm、2 0～ 4 0cm、4 0～ 6 0cm和 6 0～ 80cm各层消光系数分别比常规粳稻低 35 .1%、13.5 %、2 9.1%和 17.2 % .

温度对荞麦芽菜、叶片及籽粒芦丁含量的影响

在智能人工气候箱条件下,分析研究了生长在3种培养温度下的4个荞麦品种芽菜的芦丁含量以及开花结实期温度处理对荞麦叶片和种子芦丁含量的影响.结果表明,随着培养温度的提高,荞麦芽菜的芦丁含量呈降低趋势;而开花结实期较高的温度则增加叶片和籽粒的芦丁含量.

早稻旱育和水育苗床的生态效应及其秧苗的生长生理特性

通过对早稻旱育苗床与水育苗床生态效应及其对早稻秧苗产生的生理效应的比较，表明水稻旱育苗床具有升温快，温度日较差大，薄膜内透光率高等生态优势；旱育苗床培育的秧苗具有种谷胚乳转化效率高，秧苗发根力强，ＳＯＤ酶活性高，电解质外渗率低，抗寒力强等生理优势。

浙江省红壤小流域生态系统的分类研究

以浙江省红壤小流域生态系统为研究对象，从资源持续开发利用角度首次提出了由小流域地形地貌类型、水资源条件类型及土地资源状况类型组成的红壤小流域生态系统的三级分类体系；明确了浙江省红壤小流域生态系统主要有８ 种类型，其中以低丘岗地地形地貌、缺水或引水灌溉。

农业生态系统分类研究的国内进展

对我国农业生态系统的分类研究进展特别是农业生态系统的分类指标及其分类体系问题作了概括与阐述

水稻不同时期干旱的产量损失指标研究

水稻不同时期干旱的产量损失指标研究陈进红（浙江农业大学，杭州３１００２９）ＳｔｕｄｙｏｆｉｎｄｉｃｅｓｏｆｙｉｅｌｄｌｏｓｃａｕｓｅｄｂｙｄｒｏｕｇｈｔｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｏｆｒｉｃｅＣｈｅｎＪｉｎｈｏｎｇ（ＺｈｅｊｉａｎｇＡ...

早稻旱育秧苗的抗逆性研究

通过连续两年对早稻旱育秧苗的抗逆性比较研究表明，无论在生长特性上，还是在生理特性与产量表现上，旱育秧苗均表现出具有优于水育秧苗的抗逆性．如旱育秧苗素质较好，经低温处理后仍具较高的成活率；秧苗叶片ＳＯＤ酶活性也高于水育秧苗，生长后期稻株叶绿素含量仍较高，增产幅度可达１３％～２０％

超氧阴离子自由基对小鼠乳腺癌细胞株EMT6的促增殖作用

目的:探讨低剂量超氧阴离子自由基(O2-)对小鼠乳腺癌细胞株EMT6的促增殖作用及该作用与NF-κB和细胞周期的关系。方法:黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶(XaXO)系统产生的不同剂量O2-直接作用于培养的EMT6细胞,筛选刺激EMT6细胞增殖的最佳剂量:20μmol/LNF-κB抑制剂(PDTC)预处理细胞2h,5.0mU黄嘌呤氧化酶(XO)体系产生的O2-作用EMT6细胞,5.0mVXO体系产生的O2-分别作用于G1、G2/M、S期EMT6细胞,MTT法测定细胞增殖活性。结果:5.0mUXO体系产生的O2-具有明显的促进EMT6细胞生长的作用,此作用可以被PDTC抑制;5.0MuXO体系产生的O2-可以明显的促进G1期EMT6细胞生长。结论:低剂量O2-可诱导EMT6细胞增殖,该过程可能包含依赖NF-kB的信号途径的参与;O2-诱导EMT6细胞增殖时存在细胞周期敏感时相,该敏感时相为G1期。

浙江省商品粮基地县粮食生产力的评价与分析

利用系统聚类法和稳定性测度的Finlay和Wilkinson模型分析了浙江21个商品粮基地县的粮食生产力水平及其稳定性．结果表明：21个县（市）的粮食生产力水平可以分成4类，而绍兴与海盐为生产力最高的一类，同时绍兴县的生产力稳定性高于平均稳定性．生产力的年度稳定性之间存在显著差异，其中1984年与1985年的生产力稳定性分别显著与极显著地高于平均稳定性，而1988年的稳定性却显著地低于平均稳定性；然而，生产力的地区稳定性之间却无显著差异．本文还依据分析结果就维持生产力稳定性问题提出了建议.

基于近红外技术快速无损分析整粒棉籽中的脂肪酸含量

应用近红外光谱技术可以实现整粒带壳作物种子中脂肪酸含量的快速、无损分析。以385份棉花种子为实验材料,应用线性的偏最小二乘(PLS)和非线性的最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法,结合蒙特卡罗无信息变量消除法(MC-UVE),构建整粒棉籽中脂肪酸含量的近红外校正模型。结果表明,基于变量选择的LS-SVM模型具有最佳的预测性能,其棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量的近红外校正模型的相关系数R2分别为0.863,0.881,0.843,0.806,0.894和0.917,剩余预测偏差RPD分别为2.669,2.880,2.508,2.202,3.023和3.473。本方法省略了种子的粉碎过程,MC-UVE方法有助于提高校正模型的稳健性和精确度。

镉胁迫对三个棉花品种(系)产量、纤维品质和生理特性的影响

以抗草甘膦棉花种质系ZD-90和转Bt基因抗虫棉品种s GK3为材料,以陆地棉标准系TM-1为对照,研究了镉(Cd)胁迫下棉花生育期内的植株生长、产量、农艺性状、纤维品质和抗氧化酶系统活性。结果表明,低浓度Cd对棉花植株的生长发育有一定的促进作用;高浓度Cd对植株的生产发育有显著的抑制作用,植株生长量、子棉产量和皮棉产量显著降低。Cd胁迫对棉花单株铃数、铃重和单铃种子数的影响较大,而对衣分无显著影响。不同浓度Cd处理间的棉花纤维品质性状无显著差异。棉花植株体内的抗氧化化物酶(POD、SOD和CAT)活性在棉花生长发育的初期或低浓度胁迫条件下迅速升高,但随着Cd浓度的增大和胁迫时间的延长,酶活性受到抑制。植株体内累积的MDA含量则随着Cd处理浓度的增加和胁迫时间的延长呈逐渐升高趋势。3个品种比较,TM-1对Cd较敏感,ZD-90次之,s GK3受Cd胁迫的为害相对较轻,是一个较耐Cd的棉花品种。

3个陆地棉种质(系)重金属镉的积累、转运和富集特性分析

以2个转基因陆地棉种质系(ZD-90和SGK3)和陆地棉标准系TM-1为材料,于2009-2010年进行盆栽试验,对镉胁迫下棉花植株不同器官镉的累积、转运和富集特性进行了研究。结果表明,3个棉花种质(系)不同器官镉的累积量随镉胁迫浓度的增加而增加,其中纤维中镉累积量最低,叶柄中镉累积量最高;营养器官镉累积量远高于种子和纤维。各器官累积镉能力的顺序为:纤维<种仁<棉子壳<根<叶片<茎秆<铃壳<叶柄。3个棉花种质(系)各器官的镉转运能力和富集系数与镉累积能力顺序一致,但品种间有显著差异,SGK3和ZD-90的镉累积能力和镉富集系数高于TM-1。棉花具有较强的吸收、转运和聚集重金属镉的能力,体内存在较好的镉运输机制,具备作为超富集植物的基本特征,可以作为超富集植物来治理土壤镉污染。