大豆抗腐霉根腐病的生理差异研究

腐霉根腐病是大豆主要的土传病害,为揭示抗感病大豆品种的生理差异,对不同抗性品种在腐霉病原菌侵染下的大豆下胚轴中丙二醛、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、可溶性糖、脯氨酸含量的变化进行测定。结果表明:腐霉菌侵染后,抗病大豆品种下胚轴的丙二醛含量增加不十分明显;可溶性糖含量都是正向增加,苯丙氨酸解氨酶活性,过氧化物酶活性,脯氨酸含量在不同时段都有所增加且抗病品种明显高于感病品种。而感病品种在腐霉菌侵染条件下,大豆下胚轴中丙二醛含量累积较高,可溶性糖在某一时段内有所减少,苯丙氨酸解氨酶活性、过氧化物酶活性,脯氨酸含量增加幅度小于抗病品种,表明抗病品种具有较强的生理生化调节能力。

中国与引进国外大豆种质资源遗传多样性分析

利用11对SSR引物分析了来自中国、加拿大、美国、俄罗斯和意大利的共166份栽培大豆种质资源,共检测到33个等位变异,平均每对引物检测到的等位变异数为3.09,遗传多样性指数为0.946。中国栽培大豆种质具有较丰富的遗传多样性,聚类分析结果表明中国和俄罗斯大豆相似系数较大,初步认定中俄大豆的亲缘关系较近。加拿大和意大利的材料相似系数较高,推测两国间某些材料有相似的遗传背景。中国与美国大豆品种间遗传差异较大,可以进行种质资源的交换利用。

大豆品种对四种腐霉菌的抗性研究

采用种子腐烂测试法,用对大豆有致病性的4种腐霉菌对83个大豆栽培品种进行抗性鉴定。在参试材料中,有抗1种腐霉菌的材料,也有同时抗两2种以上腐霉菌的品种,并获得4个对4种腐霉菌都具有抗性的品种;对于单个腐霉菌而言,抗性材料数量不同。对于P.aphanidermatum表现抗性的材料有19个,占供试材料的22.3%;对P.sylvaticun表现为高抗的材料有34份,占供试材料的41.0%;对P.irregulare表现为高抗的材料有12份,占供试材料的14.5%;对P.ultimum表现为高抗的材料有32份,占供试材料的38.6%。在参试品种中,以抗P.sylvatic-un和P.ultimum的材料较多,有20个品种,占参试品种的24.1%,这表明在现有大豆品种资源中有较丰富的抗源。

过表达GmHSFA1大豆在干旱条件下对高温的响应

揭示干旱条件下植物耐高温的能力,可提高品种抗干旱的潜力。在土壤水分为8%～9%干旱条件下,分别在28和48℃处理耐旱的T7代过表达Gm HSFA1大豆株系,观察其形态基因表达和生理及光合指标的变化,并运用关联分析方法,筛选和确定抗干旱耐高温的大豆品系,为大豆分子遗传改良和基因聚合育种的种质材料利用奠定技术基础。结果表明：在干旱、高温条件下,过表达Gm HSFA1大豆株系目的基因表达量明显增高,其中T7-27大豆的表达量增加了22倍;植株中热激蛋白的靶基因HSP70、HSP22、HSP17.9的表达量明显上调,分别增加了46,7和59倍;脯氨酸含量明显增加;丙二醛含量受高温影响,株系间增幅不同;可溶性糖含量受高温影响均明显增加,增幅最高的为T7-27株系,增幅为91%;植株净光合速率降低,但低于非转基因大豆。多种指标的灰色关联性分析表明,过表达Gm HSFA1的大豆株系T7-18和T7-27的抗干旱耐热性较好。

大豆遗传群体选择与品质QTL的获得

本文以高油品种哈交97-5404-1为母本,以哈交99-5448-4为父本,建立重组自交系群体。应用SSR技术,对不同世代F2:3、F2:6、F2:9遗传群体中的油份QTL定位进行了分析,不同世代大豆分离遗传群体中油份含量均接近于正态分布,油份含量性状表达偏向于母本哈交97-5404-1,F2:3代获得了对油份贡献率较高的QTL,F2:9代则获多个与油份相关的QTL,大豆F2:3和F2:9代的遗传群体适宜用做品质性状的QTL定位,不同世代定位的油份QTL,均与SSR位点Satt193有关,通过对来自全国不同品种的SSR进行了分析和方差分析证实,Satt193在第一等位变异下(即DNA片段长度为270bp)做为油份的筛选标记具有实用性,而在第三等位变异下(即DNA片段长度为220bp)做为蛋白质材料的筛选标记具有应用性。

应用关联分析鉴定大豆对腐霉菌的抗性基因

以150个不同生态类型的大豆品种(系)为试材,分别用4种腐霉菌进行接种鉴定,筛选抗病性,并用256个SSR(simple sequence repeat)标记对不同抗性类型大豆品种进行基因组扫描,分析群体结构和连锁不平衡,同时用TASSEL软件中的GLM方法对大豆4种腐霉菌的抗性进行关联分析,T测验检测差异显著位点,进而发掘各关联位点的优异等位基因。结果表明:①参试大豆品种与256个SSR位点存在广泛的连锁不平衡,而且共线位点D'衰退较快,适合于连锁不平衡分析。SSR数据结构和亲缘分析表明参试品种分为7个亚群。②用关联分析方法得到与4种腐霉菌抗性关联的引物25个,T测验和抗性验证找到差异显著的关联等位变异位点12个,它们在参试品种中都有较大的效应值。③关联分析鉴定差异显著的等位变异位点与实际品种抗病性结果高度吻合。其关联分析中可信度高的等位变异位点和T测验中显著的等位变异位点相吻合。即与P.aphanidermatum抗性关联的位点为Satt191-1、Satt584-1和Satt584-2;与P.irregulare抗性关联的位点为Satt602-1和Satt042-4。

大豆品种对立枯丝核菌的抗性研究!

运用种子腐烂率测试法对208份大豆材料进行测试,研究了根腐病原菌中立枯丝核菌对大豆的致病性,并对抗大豆立枯丝核菌抗源材料进行筛选。结果表明:立枯丝核菌是大豆根腐病病原菌中致病性较强的一种,大部分品种对立枯丝核菌高度感病,高感品种(系)153个,占参试材料的73.55%;高抗品种(系)21个,占参试品种(系)的10.1%,其中有7个来自国外;中抗品种(系)34个,占参试品种(系)的16.35%,其中12个中抗材料为创新改良的稳定品系。

大豆病程相关蛋白PR-5及其同源蛋白TPLs的生物信息学分析

大豆病程相关蛋白PR-5又称为类甜蛋白TLPs,广泛分布于高等植物体内,各种生物和非生物胁迫诱导(病原微生物、渗透胁迫,机械损伤和植物激素等)均可诱导其表达。本研究以PR-5编码基因Glyma01g42670.1为目的基因,对该基因及其同源蛋白的结构和功能进行了分析;通过生物信息学的方法,共筛选获得42条大豆TLPs蛋白质序列,并用Mega 4.1软件构建其系统进化树;同时对Soy Base中的大豆TLPs相关的表达数据进行分析。结果表明:大豆病程相关蛋白PR-5的编码基因Glyma01g42670.1编码240个氨基酸的多肽链,p I 6.26,是一种酸性蛋白,属于疏水蛋白,该蛋白质具有典型的TLP家族的保守结构域,具有指导PR-5蛋白的跨膜转移(定位)的N端信号肽序列,PR-5蛋白不含有跨膜螺旋结构,主要存在于质外体中,属于分泌蛋白,推测该蛋白具有内切葡聚糖酶的催化活性,进化分析表明:该编码基因与拟南芥的NP_192902.1基因属于直系同源基因,它们是具有相同功能和共同起源的基因,组织表达特异性分析表明该基因主要在根部和花中表达。

高油、高产、广适应国审大豆品种黑农70的选育

黑农70是黑龙江省农业科学院大豆研究所选育的高油、高产、广适应国审品种,该品种以垦农18为母本,以黑农45为父本有性杂交选育而成,经各级产量试验,多年品质鉴定和抗病性鉴定,表现高产、高油、适应性广、抗性好。2014年由国家品种审定委员会审定推广。适宜北方春大豆中早熟区域黑龙江省第一、二积温带,吉林省、内蒙、新疆的部分地区种植。

抗病优质大豆新品种黑农67的选育及其高产高效配套技术

大豆是主要的粮油兼用作物,大豆产业的发展关系到人民的生活水平及社会经济的发展[1]。优质蛋白和畜牧业的饲料蛋白主要来源于大豆,因此创制优质、抗病、高产大豆新品种是解决产业技术需求的主要环节。依据产区品种中存在的问题,筛选出优异资源,确立育种目标,通过有性杂交以选育高油、抗病、高产为目标开展新品种的创制工作,从而选育出大豆新品种黑农67。同时结合此品种特点,以机械为载体,

大果花生新品种宏花1号高产高效栽培技术

黑龙江省适宜种植花生的地区主要位于双城市、泰来县及肇东、肇源的江湾地,土壤沙化性强,土壤瘠薄,阶段性干旱严重,肥料利用率低,是影响产量提高的主要因素,采用地膜覆盖可增强抗旱保肥保水能力,调节生育进程,适应气候条件的变化,提高肥料利用率和综合防治病虫病害,提高种植花生的产量和品质,采用覆膜栽培可增效20%-30%。

高产优质广适应性大豆品种黑农46的选育与推广

大豆是重要的蛋白质油料作物，多年来在黑龙江省广泛种植，是黑龙江省主要种植的优势作物之一。但由于商品大豆的品质油分含量不高，极大地影响了大豆商品的质量等级，同时在育种上很难获得产量好、油分含量高又适宜各地种植的大豆新品种。

不同栽培模式对大豆同化物积累和光合生理特性与产量形成的影响

以高产耐密品种黑农50为材料,在相同密度下,探讨5种不同栽培模式对大豆同化物积累和光合生理特性与产量形成的影响。结果表明:要获得高经济产量,大豆结荚期至鼓粒期必须要维持较高的叶面积指数,"45cm垄上双行"栽培模式叶面积峰值高,持续时间长,群体光合能力较强,"110cm垄上4行"栽培模式叶片净光合速率(Pn),胞间CO2浓度(Ci),气孔导度(Cond)都为各处理中最高,蒸腾速率(Tr)也显著高于其余各处理,且两者净同化率较高,总的干物质积累量大,均显著高于"30cm垄上单行",因而二者产量都表现较好。研究还表明产量与地上部干重、气孔导度、叶面积指数、根干重、胞间CO2浓度相关性较大。综合比较同化物积累,光合生理特性和产量性状,认为大豆的"45cm垄上双行"和"110cm垄上4行"是较为理想的高产栽培模式。

根瘤菌配施胶质类芽孢杆菌对大豆叶绿素荧光特性、产量及品质的影响

以常规施肥为对照,研究根瘤菌和胶质类芽孢杆菌不同比例配合施用对黑龙江西部干旱地区大豆开花期荧光特性、产量及品质的影响。结果表明:两种菌剂配合施用,能够提高光合能力,增加产量,其中根瘤菌和胶质类芽孢杆菌各施用150 mL·hm-2为最优处理,与对照相比,该处理叶绿素含量显著变化,Chla增加68.12%,Chlb增加87.51%,Chla/b比值降低10.32%;Fv/Fm和Fv/Fo值分别比对照提高1.82%和7.59%,qN值低于对照6.25%;蛋脂总量较对照增加4.01%,产量高于对照19.10%,与其他处理差异显著。

干旱胁迫对大豆生理指标的影响

研究了不同生育时期干旱胁迫对大豆各生育时期生理指标的影响,采用胁迫系数与灰色关联度分析相结合的方法,对12个大豆品种抗旱性进行综合评价。结果表明:12个大豆品种在干旱胁迫下,叶片相对含水量(RWC)均下降,可溶性糖含量(WSS)升高,游离脯氨酸(Pro)含量逐渐增加,丙二醛(MDA)含量多数逐渐增加,过氧化物酶(POD)活性大部分表现为增强的趋势。将供试品种划分为3类:抗旱能力较强品种是:黑农56、哈5489、黑农59,灰色关联度为ri>0.7737;抗旱性中等的品种是:绥农28、合丰55、M3、黑农46、黑农50、黑农44,ri为0.7720～0.7488;抗旱性较差的品种是:丰收24、M2和M1,ri为0.7453～0.7359。

不同磷效基因型大豆在生长关键时期根系形态变化的研究

利用不同磷效基因型大豆:磷高效品种(HP134、HP119)、磷低效品种(LP113、LP102),采用盆栽控制磷供应量(低磷和高磷),探讨其生长关键时期(花期、结荚期、鼓粒期)的根系形态变化,以期从根系形态学特点为筛选磷高效利用基因型大豆提供一定的理论基础。结果表明:在低磷处理下,磷高效品种的根系适应性强,根系通过增加根长、根总表面积、根体积、根直径、总根毛数来增强对土壤中磷素的吸收,但HP119和HP134两者适应低磷的根部表现又有所不同;磷低效品种根系适应性较差,其根长、根总表面积、根体积、总根毛数在不同处理下相差很大,多数都呈显著甚至极显著差异,且各项数值在低磷处理下远低于高磷处理。由此可见,在大豆生长关键时期可以利用根系形态变化来较好的区分筛选不同磷效基因型。

黑龙江省育成大豆品种性状演变的分析

依据大豆品种志和选育报告（1941~2011年）登记的黑龙江省育成大豆品种的育种方法和各性状数据,应用统计学方法对所育成大豆品种的育种方法、产量、蛋白质含量、脂肪含量、结荚习性、种植密度、植株高度、百粒重、叶形、花色等性状演化进行分析。结果表明：黑龙江省大豆的育种方法以系谱法为主,呈多元化发展。系谱法育成品种占所有品种的90.4%,其余为整理单株、辐射育种、花粉管通道等方法育成。大豆品种产量呈持续增加趋势,植株增高是构成产量增加重要因素之一;叶型和结荚习性发生了定向变化,亚有限结荚习性和披针叶形品种明显增多;花色以紫花居多,紫花与白花的品种符合自然分配比例;脂肪增加明显,蛋白基本无变化。

利用关联分析方法挖掘自然群体中大豆油分和蛋白质含量相关SSR标记

为研究自然群体中大豆品种的油分和蛋白质含量变化,筛选出相关标记的优异等位变异,以327份东北主推品种和优异亲本材料构成的自然群体为试验材料。以分布于大豆20条染色体的186对SSR（simple sequence repeat）分子标记检测所有试验材料的基因型,利用STRCTURE 2.3.4软件分析群体结构,将试验材料分为7个亚群。利用TASSEL 3.0软件的混合线性模型的方法对大豆自然群体的油分和蛋白质含量进行关联分析。在极显著水平（P〈0.01）且贡献率大于1%情况下,共检测到33个关联位点。与油分含量极显著关联位点12个,解释率为2.19%~10.05%;与蛋白质含量极显著关联位点11个,解释率为2.65%~9.08%;与油分和蛋白质含量同时关联位点6个,分别为Satt005、Satt117、Satt565、Satt469、Satt594和Satt546,其中Satt594解释率最高,油分为10.05%,蛋白质为9.08%。

大豆热激转录因子GmHsFA1对高温和干旱信号的表达反应

本研究将热激转录因子GmHsFA1基因构建在植物表达载体pCAMBIA3300中,以大豆子叶节作为受体,通过农杆菌介导法将热激转录因子GmHsFA1基因导入到高产品种黑农53中,获得一批转基因株系。采用Real-time PCR的方法对各代株系GmHsFA1基因的转录水平进行相对定量分析,确定转基因大豆中热激转录因子GmHsFA1的表达量明显提高。利用转热激转录因子GmHsFA1大豆研究了高温和干旱胁迫下,大豆热激转录因子GmHsFA1应对高温和干旱信号的基因表达,生理生化特性,光合特性及产量性状的变化反应,采用胁迫系数与灰色关联分析相结合方法,对转GmHsFA1基因大豆的耐热性和抗旱性进行综合鉴定和评价。结果表明:转热激转录因子GmHsFA1大豆品系在高温和干旱诱导条件下,大豆叶片中GmHsFA1、GmHSP70、GmHSP22和GmHSP17.9基因的表达量明显高于非转基因受体黑农53,叶肉细胞中的脯氨酸含量和可溶性糖含量明显高于受体,丙二醛含量增幅较小,叶片的光合特性受胁迫变化较小,光合特性能力和产量性状表现高于受体,表明过量表达的热激转录因子GmHsFA1大豆植株的耐热能力和抗干旱能力得到明显的提高。

大弯角串列叶型优化设计与数值分析

以50°弯角多圆弧单列叶栅和串列叶栅为研究对象,应用数值模拟手段对所设计的两类叶栅进行数值分析,获取了其不同来流马赫数条件下的性能和流动细节。应用NSGAⅡ遗传算法结合BP神经网络技术,对串列叶栅的五个关键几何参数进行优化设计,验证了优化方法的可行性。研究结果表明:在全攻角范围内,串列叶栅的静压比都高于单列叶栅,负攻角范围内,串列叶栅损失低于单列叶栅;经过优化,串列叶栅在大负攻角下的性能略有降低,同时改善了正攻角性能,在4°攻角、0.8马赫数时静压比提升4.3%,总压损失系数降低42%;优化后串列叶栅在全工况范围内性能都要优于单列叶栅,并且串列叶栅最大压比点和最小损失点攻角均向右漂移2°。