芥菜型油菜苗期氮效率相关性状全基因组关联分析

【目的】通过对芥菜型油菜苗期氮效率相关性状进行全基因组关联分析,挖掘与油菜氮效率相关性状显著关联的SNP位点,预测相关候选基因,为揭示油菜氮高效分子机制和创制氮高效种质提供理论依据。【方法】以153份芥菜型油菜品系作为关联群体,设置低氮和正常氮2个处理,每个处理设置3个重复,并在2年(2021和2022年)进行2次完全重复的营养液培养试验。计算植株根冠比和地上部氮含量的相对值(低氮/正常氮),以此作为氮效率相关性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),挖掘氮效率相关候选基因。【结果】芥菜型油菜氮效率相关性状表现出丰富的变异,变异幅度为0.21—2.44,变异系数为22.92%—26.19%。全基因组关联分析检测到45个显著关联的SNP位点,其中,第一次根冠比相对值(relative root-shoot ratio 1,RRSR1)和第二次根冠比相对值(relative root-shoot ratio 2,RRSR2)共同关联到的显著SNP位点有16个,这些位点可解释的表型变异率为10.69%—15.39%。第一次地上部相对氮含量(relative shoot nitrogen concentration 1,RSNC1)和第二次地上部相对氮含量(relative shoot nitrogen concentration 2,RSNC2)共同关联到的显著SNP位点共有29个,可解释的表型变异率为13.22%—23.96%。在显著SNP位点上下游200 kb范围内共筛选出15个与氮效率相关候选基因,包括5个与硝酸盐转运相关的基因(BjuNPF5.8、BjuNRT2.7、BjuNPF2.3、BjuCLCb和BjuNRT1.3)、3个与氮代谢相关的基因(BjuASN3、BjuGLU2和BjuADCS)、4个与生长发育相关的基因(BjuCOBL8、BjuPYL6、BjuSAUR72和BjuUP3)和3个与逆境响应相关的基因(BjuNTP7、BjuJUB1和BjuPYL6)。【结论】共检测到45个与氮效率相关性状显著关联的SNP位点,筛选出15个可能与芥菜型油菜氮效率相关的候选基因。

氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响

【目的】氮能够促进冬小麦根系对锌的吸收及在籽粒中的积累。研究氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收锌的可能机制,为合理施用氮肥来提高冬小麦籽粒锌含量提供一定的理论依据。【方法】以冬小麦为试材进行了根箱培养试验。分别设置三个氮水平(0、0.2和0.4 g/kg)和两个锌水平(0和10 mg/kg),分析了冬小麦地上部锌含量、根际土和非根际土有效锌含量、pH以及六种锌形态含量。【结果】氮锌配施(N_0.2Zn_10和N_0.4Zn_10)处理显著提高了冬小麦地上部干物质重和锌含量。在不施锌(Zn_0)条件下,N_0.4处理显著提高根际土壤的有效锌含量;在Zn_10条件下,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土有效锌含量,却提高了非根际土有效锌含量。无论施锌与否,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土壤的pH,但对非根际土壤的pH影响不大。在Zn_0条件下,N_0.4和N_0.2处理显著降低了根际土壤交换态锌、碳酸盐结合态锌及非根际土氧化物结合态锌含量,提高了非根际土交换态锌、根际与非根际土壤残渣态锌含量。在Zn_10条件下,N_0.4和N_0.2处理显著提高了根际和非根际土交换态锌、非根际土松结有机态和紧结有机态锌及根际土残渣态锌含量,降低了根际土松结有机态、碳酸盐结合态锌及根际与非根际土壤残渣态锌含量。【结论】氮锌配施提高冬小麦锌含量,促进冬小麦锌的吸收,可能是由于氮锌配施与冬小麦根系共同作用降低了根际土壤pH,促进土壤中锌从松结有机态和碳酸盐结合态向交换态转化,从而提高了土壤锌的有效性。

连续五年氮、磷减量施用对琯溪蜜柚产量和品质的影响

【目的】琯溪蜜柚产区过量施用肥料问题普遍,通过连续5年的定位试验,探究连续减量施用氮磷肥对蜜柚产量及品质的持续影响,为琯溪蜜柚果园合理高效施肥提供理论和技术支撑。【方法】田间试验在福建省平和县琯溪蜜柚综合试验站进行,试验材料为酸柚砧木白肉琯溪蜜柚。采用问卷调查法,获得该地区蜜柚的年平均施肥量为N 1.60 kg/株、P_(2)O_(5) 1.30 kg/株,设定氮肥不减量(N3)、减量30%(N2)、减量60%(N1),磷肥不减量(P3)、减量35%(P2)、减量70%(P1),采用双因素交互设计,共7个处理分别为果农习惯施肥(N3P3)、N2P3、N2P2、N2P1、N1P3、N1P2、N1P1。于成熟期,调查果实数量,并取样称量果皮、果肉重量,测定果实品质和含水量。【结果】氮减量30%处理前4年产量均比习惯施肥有不同程度增加,幅度为4.96%~47.58%,但第5年减少6.31%;氮减量60%处理2016年产量比习惯施肥处理增加42.12%,2017~2019年均有下降,下降幅度为2.36%~23.42%。磷减量35%或70%的处理连续5年果实产量较为稳定,未出现显著下降。氮减量30%的处理果皮厚度显著降低,连续5年降幅为6.42%~18.95%;显著增加了果实可溶性固形物含量和固酸比,前4年增幅分别为5.36%~16.95%、5.12%~24.10%;显著增加果实维生素C含量,连续5年增幅为2.18%~14.18%。磷减量35%处理降低了果实单果重、果皮厚度,连续5年降幅分别为0.52%~10.99%、7.24%~15.14%;增加了果实固酸比,前4年增幅为0.82%~22.21%。主成分分析及评分结果表明,习惯施肥处理(N3P3)各个年份果实品质综合得分均较差,中氮中磷处理(N2P2)连续4年综合得分最高。【结论】在当地果农习惯施肥量下,氮减量30%处理连续4年果实产量都有增加或者持平,且能降低果皮厚度,改善品质;磷减量35%或70%的处理连续5年果实产量未出现显著下降。但长期适宜的氮、磷投入量还需要进一步研究。