低磷对不同基因型谷子生长、磷素积累及根际微生物的影响

为探究不同基因型谷子适应低磷条件的能力,采用盆栽试验,选取长农35、济谷13、济谷11、晋谷21、豫谷18、豫谷35共6个谷子品种为材料,设置正常施磷(P_(N),100 mg/kg P_(2)O_(5))与不施磷(P0)两个处理,比较两种磷水平对各基因型谷子拔节期植株生物量、磷积累、磷转运、根系形态及根际微生物等的影响。结果表明:不施磷处理下,济谷11植株鲜重和地上部干重显著高于其他品种及正常施磷处理下的所有品种,其总根长、总根表面积、总根体积均高于P_(N)处理,且前2个指标值差异显著;长农35、济谷13、晋谷21、豫谷18及豫谷35的生物量及根系形态指标值基本低于各自P_(N)处理;长农35、晋谷21、豫谷18植株磷积累总量较各自P_(N)处理分别显著降低12.99%、28.13%、50.27%,济谷13、济谷11、豫谷35植株磷积累总量两种磷水平处理下差异不显著;济谷13地上部磷素分配比例P_(0)较P_(N)处理显著降低4.04%、根部显著增加18.97%,其他品种地上部及根部磷素分配比例较各自P_(N)处理差异不显著;济谷11和豫谷35在P_(0)处理下对叶的分配比例显著增大,而对茎的分配比例显著减少。不同基因型谷子在两种磷水平处理下根际可培养微生物数目存在较大差异,不施磷处理下长农35、晋谷21根际土壤的细菌及真菌数量较高且显著高于各自P_(N)处理,而济谷11的细菌及放线菌数量两种磷水平下均较低。综合而言,济谷11和济谷13对低磷环境的适应性较好。

成熟期不同基因型谷子对低氮胁迫的响应

为研究耐低氮谷子生理机制,挖掘氮高效利用种质资源,本研究采用盆栽试验,以6个不同基因型谷子品种为材料,设置正常施氮(120 mg/kg, NN)和不施氮(N0)两个处理,分析不同处理对6个谷子品种叶片光合性能、各营养器官氮含量、氮素分配比例和籽粒主要品质指标的影响。结果表明,不同谷子品种的生物量、千粒重、籽粒氮含量、植株全氮含量及不同器官的氮素积累量、氮素分配比例有显著差异(P<0.05)。N0处理下,同其他基因型谷子品种相比,济谷17千粒重增加11.1%~21.6%,籽粒中氮素分配比例及粗纤维、赖氨酸含量分别增加3.5%~9.5%、9.7%~18.2%、0.3%~45.5%;NN处理与N0处理相比,各基因型谷子品种植株氮含量及籽粒氮含量分别增加8.8%~20.7%、2.3%~22.4%。聚类分析结果表明,正常施氮和不施氮条件下,济谷17和豫谷18均表现较优,长农35则对低氮环境比较敏感。本研究结果可为耐低氮谷子品种选育和种植提供理论依据。

陆地棉MGDG基因家族低磷胁迫下的表达分析

单半乳糖甘油二酯(monogalactosyl diacylglycerol, MGDG)是植物光合膜的重要组成成分,在植物抵御不利环境过程中具有调控作用。研究利用生物信息学方法对陆地棉MGDG基因家族(GhMGDs)进行了全基因组鉴定,并验证其在低磷胁迫下的表达规律,为明确MGDG基因在陆地棉低磷胁迫中的作用奠定基础。结果表明:(1)该基因家族在陆地棉中有17个成员,氨基酸残基在435~888 aa之间,理论等电点在6.00~9.67,均含有6~8个内含子。(2)系统进化分析表明,该基因家族可分为A型和B型MGDG合成酶,各亚族内各成员基因结构和保守基序的数量和分布基本一致。(3)17个MGDG基因在7条染色体上呈现不均匀分布,二级结构均显示该家族主要由α-螺旋和无规则卷曲所组成。(4)qRT-PCR分析结果显示,MGDG基因在陆地棉4个不同组织中表达量有差异,其中GhMGD2、GhMGD12和GhMGD16在根的表达量最高,GhMGD7、GhMGD9和GhMGD10在叶的表达量较高。陆地棉MGDG家族GhMGD2、GhMGD7、GhMGD9、GhMGD10、GhMGD12和GhMGD16 6个候选基因均受低磷胁迫的诱导表达,GhMGD2基因在低磷处理72 h表达量是适磷处理的72倍。

陆地棉低磷胁迫应答基因GhERF5的克隆与表达分析

该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列数据分析及基因组数据库,从陆地棉‘新陆早19’中克隆AP2/ERF基因(GhERF5),并对其基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析其基因结构和进化关系;采用半定量RT-PCR技术与荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测该基因于根、茎、叶、花等组织的表达变化以及低磷胁迫不同时间的相对表达。结果表明:(1)成功克隆获得一个AP2/ERF基因,命名为GhERF5;GhERF5基因开放阅读框序列长度963 bp,共编码320个氨基酸;该基因在177~241处存在一个AP2保守结构域,属于AP2家族。(2)多序列比对发现,GhERF5与亚洲棉GaERF5、雷蒙德氏GoraiERF5L相似性达到95%;系统进化树分析显示,陆地棉GhERF5蛋白序列与陆地棉GhERF5L(NP_001386305)的相似性最高,推测GhERF5基因是位于D亚基因组的基因。(3)半定量RT-PCR和qRT-PCR检测发现,GhERF5基因在陆地棉根、茎、叶和花中均有表达,但主要在叶中表达,其次为根和茎,花中的表达量最低;低磷处理0~72 h过程中,GhERF5基因在根部组织中的表达量呈先下降后上升再下降的变化趋势,且在低磷处理72 h时GhERF5的表达量仅为适磷处理的33%。研究表明,GhERF5基因属于低磷胁迫响应基因,可能参与陆地棉低磷胁迫下的应答反应。

陆地棉低磷胁迫应答基因GhGDPD1的克隆与表达分析

【目的】基于前期陆地棉‘新陆早19’Gossypium hirsutum‘Xinluzao 19’根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列数据分析,挖掘相关基因,并对其克隆与表达分析。【方法】克隆陆地棉‘新陆早19’GhGDPD1基因并进行基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析GhGDPD1的基因结构和进化关系;采用半定量RT-PCR技术与实时荧光定量PCR (RT-qPCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花等4个组织的基因表达量的变化以及低磷胁迫下的表达模式。【结果】成功克隆GhGDPD1基因,开放阅读框序列长度为1 149 bp,共编码382个氨基酸,属于GDPD家族,其中存在一个保守结构域,名为GDPD_GDE5_like_1_plant。半定量RT-PCR和RT-qPCR试验结果均显示:GhGDPD1基因主要表达于根,中量表达于花和茎,微量表达于叶。该基因在受到低磷胁迫的刺激后,立即会对低磷胁迫做出应答,胁迫4 h相对表达量达到最高值。【结论】首次成功克隆到陆地棉‘新陆早19’GhGDPD1基因,获得了GhGDPD1基因的组织表达以及低磷胁迫下的表达模式,为深入解析棉花GhGDPD1基因的生物学功能以及培育棉花磷高效利用新种质提供科学参考。

陆地棉GhPS2基因的克隆和表达分析

卤代酸脱卤酶(HAD)在调节植物生长发育和响应磷缺乏胁迫方面具有重要作用。该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因差异表达序列数据分析,以陆地棉新陆早19为材料,对GhPS2基因进行克隆,并对其基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析GhPS2的基因结构和进化关系;采用荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花4个器官的基因表达量变化和低磷胁迫下0,4,12,24,72 h的相对表达。结果表明,(1)成功获得陆地棉GhPS2基因,该基因的开放阅读框序列长度813 bp,编码270个氨基酸,存在3个内含子,属于HAD家族,其中存在1个保守结构域名为Put-Phosphatase。(2)序列比对和进化分析显示,陆地棉GhPS2与其他棉种PS2、榴莲PS2的相似性分别为93%和83.15%。(3)qRT-PCR结果表明,GhPS2基因在根中表达量最高,其次是茎和花,在叶中表达量最低,该基因在低磷胁迫4 h时相对表达量达到最高值,低磷胁迫72 h时是适磷处理的16.66倍。研究表明,GhPS2基因属于低磷胁迫响应基因,在棉花响应低磷胁迫过程中具有重要作用。

陆地棉GhCSN 6 A基因克隆及低磷胁迫下的表达

该研究基于陆地棉根部低磷胁迫基因表达谱芯片差异表达序列结果及基因组数据库,对表达差异序列ES816317进行克隆,利用生物信息学分析其核苷酸及蛋白序列,并通过qRT-PCR技术检测其组织表达模式和在低磷胁迫下的相对表达特征,为解析棉花GhCSN 6 A的生物学功能奠定基础,并为棉花磷高效基因工程育种提供基因资源。结果表明:(1)成功获得陆地棉GhCSN6A基因,该基因的开放阅读框全长为948 bp,编码315个氨基酸;GhCSN6A蛋白为COP9信号小体复合亚基6a,属于MOV34蛋白超家族,具有MPN_CSN6结构域,定位于细胞核。(2)序列比对和进化分析显示,陆地棉GhCSN6A与木槿HsCSN6A、拟南芥AtCSN6A的相似性分别为95.87%和84.54%。(3)qRT-PCR分析表明,GhCSN 6 A基因在陆地棉的根、茎、叶、花中均有表达,且在叶中表达水平最高,但叶与根中的表达无显著差异;GhCSN 6 A基因在低磷处理24 h时根中相对表达量最低,但低磷处理72 h时根中的相对表达量最高达到了适磷(对照)处理的2倍。研究推测,陆地棉GhCSN 6 A基因在棉花响应低磷胁迫过程中具有重要作用。

不同磷处理对谷子磷素积累与分配的影响

【目的】研究低磷胁迫对谷子株型及磷肥利用和分配的影响,为谷子肥料的高效利用提供理论依据。【方法】在盆栽条件下研究不同基因型谷子磷相关形态指标、干物质积累量、磷素积累量、磷素分配规律的差异,并结合大田实验进行验证。【结果】(1)低磷处理时,在盆栽条件下,晋谷21的地上干物质积累量和植株磷积累总量均低于磷正常处理,在大田条件下孕穗期及以后植株磷积累总量显著低于磷正常处理,穗部磷分配比例显著降低,晋谷21的磷吸收效率较低;(2)低磷处理时,在盆栽条件下,与磷正常处理相比,济谷13的植株磷积累总量孕穗期差异不显著,成熟期低磷条件下的植株磷积累总累量较其它品种高,大田条件下,与磷正常处理相比,孕穗期和抽穗期植株磷积累总量差异不显著,穗部磷素分配比例显著增加,济谷13的磷吸收能力较高;(3)低磷处理时,在盆栽条件下,豫谷18的地上干物质积累量和植株磷积累总量在孕穗期以前低于正常处理,但在孕穗期以后高于正常处理,大田条件下,正常磷处理谷子植株磷积累总量高于低磷处理,豫谷18的穗部磷积累量高于其它品种。【结论】低磷处理与磷正常处理条件下,谷子地上部干物质积累量、植株磷素积累总量的差异表现为在孕穗期和抽穗期前后不同,不同基因型谷子由于对磷吸收与利用效率的差异在孕穗期和抽穗期前后也不相同。低磷处理下,成熟期较高的磷积累总量是耐磷型谷子磷吸收效率高的主要原因,该研究可为耐磷型谷子品种的选育提供理论依据。

丘陵区谷子-油菜复种模式对土壤理化性质及微生物数量的影响

【目的】探明丘陵区谷子-油菜复种不同种植模式对土壤理化性质及根际微生物数目的影响,为制定合理的栽培措施及实现农业特色产业良性发展提供参考。【方法】采用时空替代法对谷子-油菜复种不同年限(1年、2年和3年)及谷子-油菜复种1年后轮作其他作物(玉米、红薯)的土壤养分含量与微生物数量进行方差和相关性分析。【结果】在谷子-油菜复种1年后轮作其他作物的种植模式下,与谷子-油菜复种1年种植模式相比,土壤养分含量:轮作红薯和玉米的土壤全氮、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著下降(P<0.05);土壤微生物数量:轮作红薯与玉米的土壤细菌均显著降低(P<0.05),轮作红薯的土壤真菌和放线菌数量显著增加(P<0.05),轮作玉米的土壤放线菌数量显著增加(P<0.05)。在谷子-油菜复种不同年限的种植模式中,土壤养分含量:随复种年限增加,土壤中全氮、全钾、碱解氮、速效钾含量呈先降后升趋势;土壤微生物数量:土壤中放线菌和细菌数量随复种年限增加而显著提高(P<0.05),土壤真菌数量以复种2年的显著高于复种1年和3年。【结论】丘陵区谷子-油菜复种随复种年限增加土壤养分含量呈先降后升趋势,复种3年的土壤养分含量优于复种2年。谷子-油菜复种模式能够较好维持农田土壤肥力平衡,改善土壤质量。

不同种植密度对亚有限大豆主要性状的影响

研究表明,不同种植方式对亚有限大豆主要性状有不同程度的影响;生育期受密度的影响不大。在植物学性状方面,密度与株高、底荚高度和节间长度之间为正相关,与主茎节数、分枝数、茎秆重和茎粗之间为负相关;随着密度增加,株高、底荚高度和节间长度增加,主茎节数、分枝数、茎秆重和茎粗减小。在经济性状方面,密度与每荚粒数、百粒重、产量之间为正相关,与单株荚数、单株粒数和单株粒重之间为负相关;随密度增加,单株荚数、单株粒数和单株粒重逐渐减少,而百粒重略有增加,每荚粒数变化不大,群体产量呈增加趋势。在一定的密度范围内,亚有限大豆表现出较高的耐密植生产性能。

河南省夏大豆主要农艺性状的灰色关联度分析

应用灰色关联度分析方法,对河南省夏大豆品种进行分析,结果表明:产量与主要农艺性状的关联度大小依次为单株粒重>株高>生育期>荚粒数>单株粒数>百粒重>有效分枝>单株荚数,对夏大豆产量影响最大的是单株粒重,影响较大的是株高和生育期,影响中等的是荚粒数、单株粒数和百粒重,影响较小的是有效分枝和单株荚数,为夏大豆育种和栽培提供了理论依据。

大豆荚粒性状对单株产量的效应分析

针对河南省内外14个大豆品种的若干荚粒性状进行相关分析和通径分析,结果表明,大豆单株荚数、单株荚重、单株粒位数、单株粒数、百粒重、荚皮重与单株产量呈正相关,而荚皮重/粒重与单株产量呈负相关;对单株产量为直接正效应的性状的通径系数大小依次是单株荚重、单株粒位数、单株荚数、株高和百粒重,为直接负效应的性状依次是荚皮重/粒重、单株粒数和荚皮重。此结果对大豆育种工作有一定的参考价值。

大豆品种田间边际效应初探

对不同结荚习性大豆品种的田间边际效应进行分析比较 ,结果表明 ,小区的边行及行端均存在边际效应 ,以行端效应较大 ;不同性状边际效应大小依次为分枝数 >产量构成性状 (株荚数、株粒数、株粒重 ) >茎秆重 >茎粗 >节间长 >株高 >百粒重、节数 >单荚粒数、粒茎比。有限结荚习性品种边际效应大于亚有限结荚习性品种。在大豆品比类试验中 ,为消除或减小品种边际效应的影响 ,提高试验结果的准确性 ,应尽量加大小区行长 ,计产时不仅应去除边行 ,更应去除每行两端一定长度。

大豆新品系豫西8924适宜种植密度的研究初报

对大豆新品系豫西 892 4的种植密度试验表明 ,,不同密度下豫西 892 4在生育期、形态性状和产量构成因素等方面表现出不同程度的差异 ,豫西 892 4具有较强的抗倒耐密性 ,以 1 6667株 /666.7m2 产量最高 ,单产可达 2 2 6.99kg/666.7m2 。

油葵引种筛选试验初报

对来自国外的 10个油葵品种进行比较试验 ,结果表明 ,NS -H - 111、NS -H - 474的丰产性极显著优于其他品种 ,折合产量均达 4 2 0 0 .0kg/hm2 以上 ,而且在生长势、丰产性、农艺性状等方面表现优异 ,适合洛阳周边及豫西地区种植。

豫西地区亚有限大豆种植密度试验初报

通过对亚有限习性大豆品系在豫西地区不同种植密度的试验研究表明,在生育期、形态性状及产量等方面,随种植密度的改变,不同性状表现出不同的反应,各性状对产量的影响不同,亚有限大豆品种在适宜密植情况下表现出较高的产量水平。

夏大豆旱水地条件下性状的比较研究

应用灰色关联度分析方法,对夏大豆品种(系)在豫西旱水地条件下的主要性状进行比较分析,结果表明旱水地条件下各性状对单株产量的关联度大小是不同的。明确了夏大豆在豫西旱水地条件下主要性状对单株产量的影响关系,为夏大豆育种和栽培提供了参考依据。

玉米单株产量与主要农艺性状的相关分析

对玉米单株产量与主要农艺性状的相关分析表明 :单株产量与穗粒数相关系数最大 (r =0 .812 96 ) ,穗粒数与穗粗和穗长相关极显著 ,穗粗和穗长与棒三叶面积、单株叶面积相关显著或极显著 ,棒三叶面积与株高、穗位、叶片数相关极显著 ,但与生育期相关不显著。据此可能会选育出生育期较短而单株产量较高的玉米品种 。

用同异分析法评价不同栽培条件下的大豆新品种(系)

应用郭瑞林提出的同异分析法 ,对河南省大面积种植的部分大豆品种及 2个新品系在水、旱地不同栽培条件下的产量及其有关性状进行了分析。结果表明 ,在旱作条件下 ,豫豆 2 3号、豫豆 2 2号、豫豆 2 1号为优良品种 ,豫豆 1 8号、豫豆 2 5号、洛 961为较好的品种 ,豫豆 1 6号、豫豆 1 9号、972 5为一般品种 (系 ) ,972 2为较差品系 ;在灌溉条件下 ,豫豆 1 8号、豫豆 2 2号、豫豆 2 5号为优良品种 ,豫豆 2 1号、豫豆 2 3号、洛 961为较好品种 ,豫豆 1 9号、豫豆 1 6号为一般品种 ,972 5、972 2为较差品系。

8个掖478玉米近缘系主要农艺性状的配合力及遗传分析

选用丹340、郑22、868作父本,8个掖478自交系近缘系作母本,采用NCⅡ设计组配24个杂交组合,对24个F1的9个主要农艺性状进行了一般配合力、特殊配合力及遗传参数分析。结果表明,24个组合9个性状的F检验均达显著或极显著水平。3个父本自交系9个性状的一般配合力存在极显著差异。8个掖478母本自交系各性状一般配合力方差除株高、穗位极显著外,其余7个性状均未达显著水平。株高、穗位、单株产量、穗行数、行粒数、百粒重和轴粗表现主要受加性基因效应影响,穗长、茎粗受加性、非加性基因效应共同影响。