秸秆还田配施氮肥对土壤性质及玉米水氮利用效率的影响

为探讨宁夏扬黄灌区秸秆还田配施不同氮肥用量对土壤理化性质、玉米产量及水氮利用效率的影响,在玉米秸秆全量还田条件下,通过3年大田试验设置3种纯氮施用水平[150 kg hm^(-2)(N1)、300 kg hm^(-2)(N2)、450 kg hm^(-2)(N3)],以不施氮肥为对照(CK),研究了秸秆还田配施氮肥对灰钙土土壤容重、水分、养分和玉米产量及水氮利用效率的影响。结果表明,秸秆还田配施氮肥可改善耕层(0~40cm)土壤容重和孔隙状况,以N2和N3处理效果较优,平均土壤容重分别较CK显著降低5.1%和7.3%,土壤总孔隙度分别显著提高7.0%和10.0%。施氮可提高耕层土壤有机碳和全氮含量,土壤碳氮比随施氮量的增加而降低,以N2和N3处理效果较好。N2处理对提高耕层土壤速效养分含量最佳,其土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较CK显著提高18.8%、19.0%、17.2%。秸秆还田条件下施氮肥能改善玉米产量性状和显著提高籽粒产量、生物产量和收获指数,以N2处理效果最佳,平均较CK显著增产38.0%。对3年玉米籽粒产量与施纯氮量关系进行拟合发现,施氮量为285.2 kg hm^(-2)时,可使实现玉米籽粒产量最高。与CK相比,N2处理对提高玉米水分利用效率最优(38.1%);N1和N2处理的氮肥农学效率(12.2~12.4 kg kg^(-1))和氮肥利用率较高(34.5%~39.2%)。因此,从氮肥用量减施、玉米丰产和水氮高效利用角度考虑,施纯氮量250~300 kg hm^(-2)可改善宁夏扬黄灌区灰钙土理化性质,增强土壤蓄水能力,对提高玉米产量和水氮利用效率效果较好,建议在秸秆还田过程中配合应用。

施氮对还田秸秆腐解及养分释放、土壤肥力与玉米产量的影响

基于2年秸秆还田定位试验,为了解析宁夏扬黄灌区连续施氮对第3年还田后秸秆腐解及养分释放、土壤肥力特征与玉米产量的影响,采用尼龙网袋法和大田试验相结合的方法,研究连续施用不同纯氮量(0、150、300和450 kg hm^(-2))对第3年还田后秸秆腐解、养分释放和土壤理化性质及玉米产量的影响。结果表明,施氮可在玉米播后50~170d促进秸秆腐解,以施氮300kghm^(-2)处理最为显著,平均秸秆累积腐解率与腐解速率分别较不施氮肥(对照)处理提高25.6%和20.3%;施氮可促进秸秆养分释放,其各养分元素释放率均表现为钾>碳>氮>磷,且均随施氮量的增加呈先增加后降低,以施氮300 kg hm^(-2)处理效果最佳。施氮可使0~40 cm层土壤容重降低,总孔隙度增加,以施氮300~450kghm^(-2)处理效果最为显著;施氮可提高玉米播后20d土壤温度和播后80~170d土壤贮水量,均以施氮300 kg hm^(-2)处理效果最佳。施氮可改善0~40 cm层土壤肥力,以施氮300 kg hm^(-2)处理对提高土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量效果最佳。施氮300kghm^(-2)处理能通过影响产量构成来提高玉米产量,较对照增产63.7%。综合分析认为,施氮300 kg hm^(-2)可显著改善土壤肥力特征,促进还田秸秆的腐解和养分元素的释放,从而有利于宁夏扬黄灌区土壤培肥和玉米产量的提高。

水稻籽粒锌含量全基因组关联分析及候选基因筛选

通过挖掘水稻籽粒中锌含量显著关联的QTL,并结合基因功能注释、单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析,筛选与水稻籽粒锌含量相关的候选基因。本研究以139份西北早粳稻核心种质资源为试验材料,结合重测序获得的1800920个高可信度SNPs,基于一般线性模型(GLM,general linear model)进行全基因组关联分析,对显著QTL区间内候选基因进行功能注释,并对进一步筛选后的基因进行单倍型和籽粒灌浆期相对表达量分析,以期筛选出与籽粒锌含量相关的候选基因和优势单倍型。结果表明,139份水稻中籽粒锌含量存在丰富的表型变异,且符合正态分布。全基因组关联分析共关联到12个显著SNP,分布在第1、2、4、10、11号染色体上,结合候选区间内的基因功能注释,推测定位在囊泡中的OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关;单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析表明,OsFRDL2在优势单倍型Hap5中表达量相对较高。因此推测OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关。研究结果为解析水稻籽粒锌元素富集机制和开发富锌水稻分子标记提供理论基础,为培育富锌水稻提供基因资源。

不同水稻抗性淀粉含量差异的转录组学解析

【目的】抗性淀粉是功能性水稻研究的热点品质性状之一。旨在研究水稻籽粒灌浆过程中不同抗性淀粉含量品种之间的差异表达基因及可能参与的调控通路,探究水稻抗性淀粉合成的规律和分子机制。【方法】分别对高抗性淀粉粳稻品种JTD和低抗性淀粉粳稻品种宁粳28号(NJ28)在籽粒灌浆中后期2个时间点(10 d和16 d),每个时间点每个样品3次重复,共12个样品进行转录组学测序和分析。【结果】NJ28和JTD在灌浆10 d相比有1326个差异表达基因(DEGs),包含986个上调DEGs和340个下调DEGs;在16 d时有1158个DEGs,包含384个上调DEGs和786个下调DEGs;在10 d和16 d共同变化的DEGs 689个,包含435个上调DEGs和254个下调DEGs。GO功能和KEGG富集分析发现DEGs主要参与淀粉代谢和脂肪酸代谢,例如α-淀粉酶、β-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、异淀粉酶、脂肪酸延长和降解相关酶等。利用qRT-PCR对3个基因进行验证发现,其mRNA表达趋势均与转录组分析中的表达趋势一致。利用气质联用仪对36个脂肪酸进行定量测定,发现包括油酸在内的7个脂肪酸在高抗性淀粉品种中含量较高。【结论】筛选到一些可能参与抗性淀粉合成的候选基因和重要脂肪酸,为深入理解水稻籽粒中RS合成、其与非淀粉物质脂肪酸之间的关联提供了研究思路和分子基础,为制备具有酶抗性结构和低升糖指数的淀粉类食品提供理论依据。

水稻籽粒γ-氨基丁酸含量的全基因组关联分析

【目的】挖掘与水稻籽粒γ-氨基丁酸含量显著相关的SNP位点及候选基因,为揭示水稻籽粒γ-氨基丁酸合成与积累的遗传基础和分子机制提供理论依据,为高γ-氨基丁酸含量的水稻品种选育奠定基础。【方法】以139份西北早粳稻核心种质为实验材料,测定其籽粒γ-氨基丁酸含量,结合重测序基因型数据,进行全基因组关联(GWAS)分析,根据单倍型分析和基因注释筛选候选基因,通过表达谱数据库和荧光定量PCR对预测基因进行表达模式分析。【结果】水稻籽粒γ-氨基丁酸含量表现出丰富的变异,变异系数为31.25%。全基因组关联分析检测到分别位于第6、8、9、11和12号染色体上共6个有代表性的SNP位点,筛选出已克隆与γ-氨基丁酸含量有关的OsBADH2和OsGABA-T2基因,预测出6个与γ-氨基丁酸含量有关的候选基因,将LOC_Os09g10720基因列为重点分析基因,并进一步验证了其参与水稻籽粒中GABA分解的可能性。【结论】检测到6个与水稻籽粒γ-氨基丁酸含量显著关联的SNP位点。筛出6个可能与水稻籽粒γ-氨基丁酸含量相关的候选基因,分别是LOC_Os09g09750、LOC_Os09g09760、LOC_Os09g10210、LOC_Os09g09820、LOC_Os09g10280和LOC_Os09g10720,其中LOC_Os09g10720作为重点候选基因。

粳稻种质苗期耐盐性综合评价与全基因组关联分析

为了解析盐胁迫下粳稻种质苗期Na^(+)、K^(+)分布特征,筛选耐盐优异种质,发掘离子平衡相关位点,以181份粳稻种质为试验材料,测定耐盐级别(STS)、地上部Na^(+)含量(SNC)、地上部K^(+)含量(SKC)、根系Na^(+)含量(RNC)、根系K^(+)含量(RKC),计算地上部Na^(+)/K^(+)(SNK)、根系Na^(+)/K^(+)(RNK)及耐盐性综合评价值(D),并进行全基因组关联分析。结果表明,STS、SNC、RNC、SKC、RKC、SNK、RNK 7个指标表现出丰富的变异,变异系数介于23.7%~70.5%;相关性分析表明,SNC与RNC、SNK、RNK呈极显著正相关,RNC与SNK、RNK呈极显著正相关,SKC与RKC呈显著正相关,与SNK呈极显著负相关;通过主成分分析共提取到4个主成分,累计贡献率89.545%;参照D值筛选到Bertone、Cigalon、Banat2951、早糯稻和沈农2号5份耐盐种质,加合1号、越光、幸实、山福利亚和千重浪为盐敏感种质。共检测到16个InDel位点,32个等位变异,贡献率为10.82%~20.57%。其中,与RNC显著关联的InDel位点有9个,分布于水稻第1、4、6、8、9、11号染色体上;与RNK显著关联的InDel位点有7个,位于水稻第4、5、6、7、9、10号染色体上,贡献率为11.04%~18.79%。等位变异6IM20.68Mb-2在以上2个指标中被同时检测到。与RNK显著关联的InDel位点9IM20.21Mb表现为3个单倍型,Hap1的RNK显著低于Hap2和Hap3,是1个耐盐优异单倍型。

粳稻种质资源粒长全基因组关联分析及候选基因筛选

为挖掘与水稻粒长相关的候选基因,以139份西北早粳稻核心种质资源为材料,结合重测序获得的255501个高质量SNPs,利用FarmCPU模型对水稻粒长进行全基因组关联分析,将显著SNPs上下游各延伸50 kb作为候选区间,再将候选区间内CDS区存在差异的基因进行功能注释和单倍型分析。结果表明,139份水稻种质粒长变异系数为9.18%,且近似正态分布,在阈值-log_(10)(p)≥6.41条件下,FarmCPU模型分别在3号、5号、7号、10号染色体上检测到7个显著且有代表性的SNPs,在候选区间内筛选出2个水稻粒长的候选基因。LOC_Os05g10420和LOC_Os05g10560都编码表达蛋白,LOC_Os05g10420通过分型共分为2个单倍型,且含有Hap1的种质粒长极显著低于含有Hap2的种质粒长;LOC_Os05g10560通过分型共分为3个单倍型,含有Hap1的种质粒长极显著低于含有Hap2和Hap3的种质粒长。

MODFLOW地下水流模拟软件在引水工程中的应用

为更好地制定滇中引水工程磨盘山隧洞进口段的降排水方案,文章参考通过MODFLOW模拟软件数值模拟其合理性的南水北调南阳白河倒虹吸施工降排水方案,实施前将该模拟成果应用到磨盘山隧洞进口段的降排水方案设计中,通过现场实践为隧洞施工提供了良好的施工条件并已完成开挖掘进和衬砌施工。可为滇中地区引调水工程建设地下降排水施工提供借鉴和实践参考。

太湖流域粳稻地方品种黑壳子粳抗稻瘟病基因的分子定位

以广谱、高抗稻瘟病的太湖流域粳稻地方品种黑壳子粳与感病品种苏御糯杂交,产生F1、F2、F2∶3及F5∶6重组自交系群体,用日本稻瘟病鉴别菌系北1接种鉴定。黑壳子粳对北1的抗性是由1对显性主效基因控制的,定名为Pi-hk1(t)。根据不同杂交世代群体对北1的抗、感反应,结合SSR分子标记,将黑壳子粳中的Pi-hk1(t)基因定位在水稻第11染色体长臂末端,与RM7654和RM27381两个标记的遗传距离分别为0.9cM和1.6cM。

两个太湖流域粳稻地方品种抗稻瘟病的遗传研究

将两个太湖流域粳稻地方品种薄稻和黑壳子粳分别与感病品种丽江新团黑谷杂交和回交，获得Ｆ１、Ｆ２、ＢＣ１世代和部分Ｆ３家系，在３～４叶期用喷雾法分别接种ＺＡ４９和ＺＧ１小种，根据抗、感分离比例，推断薄稻和黑亮子粳对ＺＧ１和ＺＡ４９的抗性均由一对显性主效基因控制，两个抗病品种的抗病基因间呈非等位关系。进一步将两个抗病品种与三个含已知抗病基因的近等基因系材料Ｆ－９８－７（Ｐｉ－ｋｍ）、Ｆ－１２４－１（Ｐｉ－ｔａ）和Ｆ－１４５－２（Ｐｉ－ｂ）杂交，根据Ｆ１和Ｆ２接种结果表明，两个粳稻地方品种与上述三个材料所携带的抗病基因是不等位的。

宁夏水稻品种主要农艺性状分析

分别考查了宁夏引黄灌区27个水稻品种的10个主要农艺性状,对达到显著差异的7个性状进行主成分分析,并对影响单株粒重的6个性状进行通径分析。结果表明,7个主要农艺性状经主成分分析可归结为3个主成分因子,对产量影响较大的因素分别为粒数因子、粒重因子和长度因子。对影响单株粒重的6个性状经通径分析,对单株粒重贡献较大的因素依次为每穗实粒数、千粒重和穗长。表明在适宜的株高和穗长条件下,应适当增加穗粒数和提高千粒重。

宁夏水稻主要农艺性状的主成分及聚类分析

水稻育成品种遗传基础的宽窄及品种间遗传距离的大小是品种能否在当地有效推广种植的关键因素,同时也是水稻杂交育种中选配亲本的基础。多元统计分析方法常用来测定品种间的遗传差异,了解亲本间的遗传距离。试验以宁夏引黄灌区历年主栽或新选育的水稻品种为材料,分别考查了20个水稻品种的12个主要农艺性状,对均达显著和极显著差异的12个性状进行了主成分分析,由主成分分析中提取的公因子进行聚类分析,并计算各类群主要性状的平均值,得出各类群品种的分类特点。结果表明:20个水稻品种的12个主要农艺性状可归结为5个主成分,经聚类分析,可将20个水稻品种选定合适的阈值后划分为4个类群,表现出遗传距离较近,遗传基础狭窄的特点,并且宁夏水稻品种主要集中在第4类群。因此,在确定水稻育种杂交亲本选配时,要综合考虑主成分互补,且要在类群间进行,并结合米质的选择,则有望选育出农艺性状优良、优质、高产的新品种。但改良品种个别性状时,亲本之一符合育种目标,另一亲本也可选用遗传距离不大的品种。

4个太湖流域粳稻地方品种抗稻瘟病性的遗传分析

以太湖流域粳稻地方品种薄稻、铁杆青、江南晚和缺儿糯等广谱、高抗稻瘟病为材料,与高感稻瘟病品种苏御糯杂交,获得杂交F1、F2,分别接种日本稻瘟病鉴别菌系北1和中国稻瘟病菌生理小种ZE3、ZG1,根据P1、P2、F1和F2等不同世代植株的抗、感反应,分析地方品种对不同稻瘟病菌生理小种(菌系)的抗性遗传机理。结果表明:薄稻、铁杆青及缺儿糯对北1菌系的抗性均可能由一对显性基因控制,江南晚对北1的抗性则可能由两对抑制基因互作控制;铁杆青及缺儿糯对ZE3小种的抗性均可能由一对显性基因控制,薄稻和江南晚对ZE3小种的抗性可能分别由两对显性基因和两对抑制基因互作控制;铁杆青对ZG1小种的抗性可能是由一对显性主基因控制,薄稻和江南晚对ZG1小种的抗性则可能由两对抑制基因互作控制。进一步将薄稻与12个日本稻瘟病菌鉴别品种杂交,用北1菌系接种不同组合的F1和F2,进行抗病基因的等位性测定。结果表明,薄稻对北1菌系的抗性基因与12个鉴别品种所携带的已知抗稻瘟病基因是不等位,将该基因暂定为Pi-bd1(t)。

宁夏水稻主栽品种抗稻瘟病性鉴定研究

用我区的稻瘟病菌株按苗期和成株期接种,鉴定宁夏地区的水稻主栽品种。结果表明:我区水稻主栽品种对来自我区不同地区的稻瘟病菌株具有不同的抗感反应,且苗期与成株期抗性反应不同。不同品种苗期抗菌率变异范围较广,且总体上抗性不强;成株期抗菌率均较低,表明我区水稻品种对穗颈瘟的抗性较弱。总体上来说,我区水稻品种对稻瘟病菌的抗性不强。

宁夏稻瘟病菌生理小种研究

用 7个全国统一的鉴别寄主 ,对宁夏采集的稻瘟病标样分离到的 5 2个单孢菌株进行生理小种鉴定及小种分布统计 .结果表明 :宁夏有 7群 19个生理小种 ,其中A、B群的生理小种在宁夏均有分布 ,且A1小种出现频率最高 ,为 15 .4 % ,为我区优势小种 ,其次为B1小种 ,出现频率为 11.4 % .本试验结果为指导宁夏水稻抗病育种及水稻品种的合理布局提供依据 .

美宝湿润烧伤膏在中厚皮供皮区的应用

目的:观察美宝湿润烧伤膏在中厚皮供皮区的治疗作用。方法:在16例供皮区创面上采用美宝湿润烧伤膏与凡士林油纱进行自身对照治疗。结果:湿润烧伤膏治疗创面平均愈合时间16天,凡士林油纱治疗创面为25天,前者无瘢痕增生,后者瘢痕增生明显。结论:证实美宝湿润烧伤膏治疗部位愈合效果明显优于凡士林油纱治疗部位。

太湖粳稻地方品种铁杆青抗稻瘟病的遗传研究

应用杂交分析法和累积分布曲线法,研究了太湖粳稻地方品种铁杆青对中国稻瘟病菌优势小种ZG1 和太湖稻区近年出现频率较高的小种ZE3 的抗性遗传。结果表明:铁杆青对ZG1 小种的抗性是由1 对显性基因控制的,对ZE3 小种的抗性除了1 对显性基因外,可能有修饰基因或微效基因影响中抗类型的表达,并且两个抗病主基因为独立遗传;与3 个已知抗病基因的近等基因系的等位性测定表明,铁杆青所含的两个抗病基因与Pi- Km 、Pi-ta 和Pi- b 是不等位的。

粳稻种质资源芽期耐盐性综合评价与筛选

【目的】土壤盐渍化是危害水稻生产的重要非生物胁迫之一。鉴定水稻种质资源发芽期耐盐性,筛选耐盐指标,培育耐盐品种,对水稻生产的发展具有重要意义。【方法】利用125 mmol/L Na Cl溶液对64份粳稻种质资源进行盐胁迫,于胁迫后3 d测定发芽数;胁迫5 d、10 d后,测定发芽数、芽长和根长,并计算相对芽长、根长、发芽势、发芽率、盐害率,发芽指数和活力指数。运用多种统计学方法对各种质资源的芽期耐盐性进行综合评价,分析典型耐盐和盐敏感种质盐胁迫条件下的发芽特征。【结果】相对盐害率与相对根长、相对发芽势、相对发芽率、发芽指数和活力指数均极显著负相关;除相对芽长外各指标间的相关性均达到极显著水平。通过聚类分析将64份粳稻种质资源划分成4个类群。第Ⅰ、Ⅰ类群分别为典型的盐敏感和耐盐类群,第Ⅱ类群为弱耐盐种质为主的混合类群,第Ⅲ类群主要由耐盐种质组成。通过主成分分析将7个评价指标转换为3个主成分,应用隶属函数和权重,获得了客观评价粳稻种质资源耐盐性的综合评价值D。分别选取D值最高和最低的5份种质资源进行芽期耐盐指标的差异显著性分析,结果表明,两组种质资源盐胁迫5 d的各评价指标差异均达到极显著水平,10 d的评价指标除相对芽长外,均达到了显著差异水平。【结论】水稻芽期对盐胁迫较为敏感,且耐盐性不同的种质间差异显著。利用逐步回归和主成分分析获得发芽指数、相对根长和相对盐害率3个指标,可作为快速鉴定粳稻种质资源芽期耐盐性的重要指标,若采用多元统计方法评价可靠性更高。