花生含油量杂种优势表现及主基因+多基因遗传效应分析

【目的】了解是花生遗传改良主要目标含油量的杂种优势和遗传特点,指导花生育种实践。【方法】利用植物数量性状主基因与多基因混合遗传模型的P1、P2、F1、F24个世代联合分析方法,分析以花生野生种为高油基因源的4个组合后代群体含油量的遗传效应。【结果】4个组合均存在一定的杂种优势,中亲优势率分别为1.41%～9.42%。不同亲本组合含油量基因遗传特点差异明显。SW9721-3×特21和SW9721-12×濮花22号2个组合分离世代F2含油量次数分布均呈混合正态分布,符合主基因+多基因遗传特征。D-0模型是这2个组合含油量的最佳遗传模型,其含油量遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,主基因遗传率为45.00%～47.51%,多基因遗传率为18.72%～22.75%。SW9721-23×95-3和SW9721-38×鲁花11号2个组合F2含油量次数分布均呈正态分布,符合多基因遗传特征,多基因遗传率为66.09%～66.51%。【结论】花生含油量杂种优势和超亲分离普遍存在;控制含油量性状的基因在效应上存在较大差异,有的出现主基因特性;加性基因在花生含油量遗传中起主要作用,通过高油单株定向选择育种可以实现含油量的有效改良。

华北平原膜下滴灌棉花水分利用效率及产量对供水方式响应研究

通过田间试验,系统地分析了膜下滴灌条件下,棉花干播湿出、湿播湿出处理与传统灌溉处理的水分利用差异。结果表明:膜下滴灌与传统灌溉相比,可以降低株高、减少蕾铃脱落和使根系集中。普通膜下滴灌处理比传统灌溉处理增产204.15 kg/hm2,总耗水量减少32.91 mm,水分利用效率增加0.73 kg/(mm.hm2)。干播湿出处理产量虽然不是最高,但是其灌溉量比其他两处理减少30%以上,水分利用效率最高,干播湿出具有一定的推广价值。

花生溶血磷脂酸酰基转移酶基因的克隆与表达分析

溶血磷脂酰基转移酶(LPAT)是植物油脂合成途径的一个关键酶,在植物油脂品质改良和提高种子含油量方面具有重要的应用价值。本研究通过构建花生种子全长cDNA文库,结合大规模EST测序和功能注释,从花生中克隆了溶血磷脂酸酰基转移酶基因,命名为AhLPAT。该基因cDNA全长1629bp,对应的基因组序列5531bp,由11个外显子和10个内含子组成,内含子剪接方式符合GT-AG剪接规则。根据编码区预测AhLPAT编码一条387个氨基酸组成的多肽,预测分子量为43.2kD,等电点为9.42。AhLPAT蛋白含有一个典型的酰基转移酶保守功能结构域以及溶血磷脂酰基转移酶相似的保守区域。该蛋白的氨基酸序列与已报道的其他物种LPAT蛋白序列有较高的一致性。AhLPAT与旱金莲、油菜、海甘蓝、蓖麻和拟南芥的LPAT蛋白氨基酸相似性依次为90%、89%、89%、88%和87%。系统进化分析表明,AhLPAT与拟南芥AtLPAT2亲缘关系较近,且同属于内质网型LPAT蛋白。RT-PCR分析表明,AhLPAT基因在花生根、茎、叶、花、果针和种子中均有表达,在花生开花后50～60d,果针和种子中的表达量最高,且AhLPAT的表达量与花生种子含油量积累速率变化一致,二者显著相关(r=0.63,P<0.05)。推测AhLPAT基因在花生种子油脂合成中起重要作用。

不同冬小麦品种(系)叶绿素荧光差异分析

为了了解不同冬小麦品种光合作用微观机理差异,为华北地区高光效冬小麦品种筛选提供理论依据,对7个冬小麦品种(系)的旗叶叶绿素a荧光参数和叶绿素含量差异用LI-6400便携式光合测定系统和分光光度计法分别进行了测定分析。结果表明,不同品种间叶绿素a荧光参数(Fo、Fm、Fv/Fm、Fs、qP、qN、ΨPS 等)存在较大差异,导致叶片及作物群体光能利用率、光合作用速率、产量产生差异。试验结果进一步显示:(1)科农9204、高优503和石4185的光能利用率较高,而科农9204的产量最高,收获指数较大;(2)小麦产量和灌浆期旗叶的光能利用率有一定关系;(3)旗叶叶绿素含量在品种(系)间有一定差异,但其与产量之间没有相关关系。

不同供水条件下冬小麦冠气温差、叶片水势和水分亏缺指数的变化及其相互关系

为了给以作物高效灌溉制度提供理论依据,对不同供水条件下冬小麦冠层温度进行了多年田间观测,模拟了以土壤水分条件为主导的冠气温差、叶水势、水分亏缺指数等的变化规律及其对影响因素的响应。结果表明,冬小麦各生育阶段不同供水处理冠层温度(T c)受土壤水分影响明显,处理间冠气温差(ΔT)差异极显著。叶水势(LW P)与ΔT、作物水分胁迫指数(CW S I)相关显著。LW P=-1.8M Pa,CW S I=0.40是指示冬小麦发生水分胁迫的关键性指标。综合各指标,为了达到节水目的,使ΔT维持在0^-4℃,可获得冬小麦产量最优值,此时冬小麦灌溉量下限应使土壤相对含水量达到58.7%。

用GGE双标图分析种植密度对高油花生生长和产量的影响

花生群体密度直接影响花生产量及产量构成因素,系统研究不同种植密度下花生产量和性状差异,可为花生高产栽培提供理论依据。以高产高油花生冀花4号为材料,设置5个密度处理,分别为每公顷7.5、10.5、15.0、19.5和24.0万穴,探索种植密度对高产花生农艺性状、经济性状、产量形成因素和经济产量的影响,并用GGE双标图法对结果进行系统分析。结果表明,不同指标对种植密度的敏感程度表现不一,单株开花数、单株结果数、单株产量和荚果产量表现最敏感,而主茎高、侧枝长、出米率、籽仁含油量及蛋白质含量表现相对较稳定。随花生密度增大,单株开花数、单株结果数、百果重和单株产量显著降低,荚果产量则逐渐提高,但提高幅度逐渐降低。冀花4号种植密度每公顷10.5~15.0万穴时可获最大经济效益。GGE双标图为研究不同密度下花生生长状况和产量反应提供了更为直观有效的分析手段。

高产高油花生品种的光合与物质生产特征

以冀花2号、冀花4号和鲁花12号为材料,连续测定干物质、荚果产量、含油量及叶片光合指标,定量分析高产高油花生品种冀花4号物质生产指标的动态特征和叶片光合性能,为解析花生高产高油形成机制和优质高效栽培提供依据。结果表明,荚果产量和籽仁含油量均以冀花4号最高。干物质平均积累速率和最大积累速率均以冀花4号>冀花2号>鲁花12号,且冀花4号干物质积累潜力适中;籽仁油分最大积累速率和平均积累速率均以冀花4号>鲁花12号>冀花2号,籽仁油分积累活跃期以冀花4号最短。冀花4号全生育期的光合势显著高于冀花2号和鲁花12号,分别高20%以上,产量形成期的光合势占全生育期的80%,冀花4号结荚期光合速率比冀花2号和鲁花12号均高24%以上;光饱和点和CO_2饱和点均为冀花4号最高。荚果产量与干物质平均积累速率、叶片光合速率和总光合势呈极显著正相关;籽仁含油量与单株干物质积累速率、籽仁油分平均积累速率、光饱和点、CO_2饱和点、经济系数、出仁率等显著或极显著相关;荚果产量与含油量极显著正相关。冀花4号具有较高的经济系数、总光合势及结荚期后分配比例、光合速率、光饱和点和CO_2饱和点,以及相对较高的干物质和油分积累平均速率,是其较冀花2号和鲁花12号高产高油的重要原因。

不同高油花生品种(系)油分积累特性的模拟研究

为了准确了解油用型花生籽仁油分积累特性,筛选适合描述花生籽仁油分累积特性的生长模型,以6个高油花生品种(系)为材料,用Richards、Logistic和Gompertz方程拟合了花生籽仁油分累积特征曲线。研究结果表明,Richards方程能够较好地拟合不同花生品种(系)的油分累积特性,其拟合度优于Logistic和Gompertz方程。不同花生品种(系)间油分累积特性的比较研究结果表明,籽仁脂肪含量的变化过程基本可以划分为初始积累、快速积累和稳定积累3个阶段,油分积累主要集中在前2个阶段。提高含油量有提高油分积累速率和延长油分积累持续时间2策略。提高籽仁油分最大积累速率、初始积累阶段油分积累量和快速积累阶段油分积累量是增加籽仁含油量的关键。

花生品种(系)生物学性状的主成分分析和聚类分析

应用SPSS统计软件,研究了不同花生品种(系)在不同生态区的适应性,分别对10个花生品种(系)的16项生物学性状指标进行了主成分分析和聚类分析,按照方差累计贡献率85%提取了4个主成分,通过计算各品种(系)的主成分得分和综合得分值,把10个品种(系)按生态区分别划分为3类:综合性状优良品种(系)、综合性状中等品种(系)和综合性状较差品种(系),并采用最长距离法进行了系统聚类。结果表明,不同生态区的主成分分析合并因子不同,综合得分值及排序有较大差异,聚类结果也有所不同。不同花生品种(系)生态适应性存在较大差异。在所有供试花生品种(系)中,冀9814的综合性状较好,产量水平较高,表现也最稳定。

花生微卫星DNA分子标记研究进展

微卫星DNA广泛存在于真核生物基因组中,由于其多态性高,结果稳定,重复性好,操作简单等优点,而成为目前植物DNA标记研究中应用最多和发展最快的标记技术之一。本文就花生中微卫星分子标记的开发,及其在花生遗传多态性、亲缘关系鉴定、花生指纹图谱构建等方面的应用研究进展进行了综述。

水分调亏对冬小麦生理生态的影响

通过冬小麦盆栽试验,在不同时期给以不同的调亏灌溉处理,以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理及生长特性的影响,为农田节水提供指导。冬小麦生长发育过程划分为4个阶段:返青—拔节初期,拔节—孕穗,孕穗—抽穗,开花—灌浆成熟。每个生育时期设置4个水分水平,结果表明:土壤水分调控对株高、叶面积、叶绿素含量、光合、蒸腾、水分利用效率等指标均有影响;水分胁迫使作物光合速率的峰值提前出现,这有助于胁迫处理的作物利用有限的土壤水分;蒸腾速率比光合速率对水分胁迫的反应更为敏感,更易受气孔调节的影响。

冬小麦品种间水分利用效率的差异及其影响因子分析

在二种水分处理下,对16个冬小麦品种的水分利用效率及其生理影响因子进行了分析,结果表明,品种间水分利用效率存在显著差异,不同冬小麦品种与水分利用相关的因子存在一定差异,其中,水分利用效率与产量和收获指数呈显著正相关,品种水分利用效率与其开花时间和旗叶比叶重有一定的正相关关系,品种间水分利用效率与单个生理因子间相关性达不到显著水平。

种植行距对冬小麦田土壤蒸发与水分利用的影响

农田土壤蒸发不参与作物的生理和生产过程,属非生产性无效耗水。本研究采用Micro-lysimeters(MLS)对不同种植行距的麦田土壤蒸发测定结果表明,土壤蒸发随种植行距的增加而增大,窄行距种植的小麦冠层盖度较大,有利于抑制土壤蒸发。整个生育期7.5cm、15.0cm和30.0cm行距土壤蒸发分别为89.1mm、104.2mm和121.9mm,以15cm为对照,7.5cm行距麦田对土壤蒸发的抑制率为14.5%,而30cm行距麦田土壤蒸发增加17.0%。

水分胁迫对冬小麦冠层结构及光合特性的研究

冬小麦在不同的水分条件下有不同的表现形式,主要利用CI110植物冠层结构分析仪研究在不同时期的水分胁迫条件下,冬小麦的冠层结构形状的变化。研究结果表明:不同时期进行水分胁迫的处理在冠层光分布中有明显的差异,干旱处理和水分胁迫的处理的叶面积指数小于其它处理,消光系数、叶倾角、散射辐射的穿透系数和直接辐射的穿透系数则大于其它处理;随着时间的变化,冬小麦冠层内的光分布参数在不同水分处理间的差异变的越来越小;光合特性也有明显的差异,干旱处理和水分胁迫处理的光合特性明显低于其它处理的水平;不同时期水分胁迫处理对植株叶片的影响主要集中在植株的中部。

播期对花生农艺性状、产量和品质的影响

以普通花生品种(冀花9号、冀花10号、冀花12号)、高油酸花生品种(冀花11号、冀花13号、冀花16号)为材料,通过田间小区试验,设置7个播种时期(4/25、5/6、5/16、5/26、6/6、6/15、6/26),研究不同播期对花生生长发育、产量指标和品质的影响,以期确定花生最佳播种时期,为集成优质高效栽培技术奠定基础。结果表明,冀花10号、冀花12号、冀花13号、冀花16号的农艺性状表现为主茎高、侧枝长、分枝数多;而冀花9号和冀花11号则表现为主茎矮、侧枝短、分枝少。6个花生品种荚果平均产量为4716.22 kg/hm^(2),籽仁平均产量为3469.52 kg/hm^(2)。以籽仁产量最高的冀花12号(3541.99 kg/hm^(2))为对照,普通花生品种冀花9号、冀花10号减产0.35%~1.91%;高油酸花生品种冀花11号、冀花13号、冀花16号减产2.11%~5.54%。随播期的延后,各个播期的花生农艺性状及产量指标基本遵循5/6-5/16>4/25>5/26-6/26的变化趋势。5/6-5/16播期的平均荚果产量和籽仁产量分别5547.16 kg/hm^(2)、4204.24 kg/hm^(2),油酸/亚油酸比值平均12.90。4/25播种,荚果和籽仁减产约5.16%,油亚比为14.61;5/26日播种,荚果和籽仁减产约9.05%,油亚比降低35.56%。晚于5/26播种,主茎高变矮7.40%~22.89%、侧枝长变短7.07%~24.89%、单株分枝数减少3.74%~9.70%、单株结果数降低4.59%~21.78%、百果重减少6.59%~27.94%、百仁重减少10.35%~32.33%、荚果减产17.97%~45.78%、籽仁减产21.80%~52.50%、油亚比降低50.57%~73.30%。综合考虑农艺性状、产量指标及品质优劣,河北省中南部地区露地平播花生的最适播期为5/6至5/16之间,最晚不应晚于5/26。

冀花系列高油酸花生新品种(系)遗传差异分析

为解析冀花系列高油酸花生新品种（系）的遗传构成并分析其遗传差异,对4个高油酸姊妹系及其亲本进行了农艺性状的调查、品质检测和SSR标记检测。结果表明：高油酸品种（系）在荚果产量、籽仁产量、百果重和百仁重等产量相关性状均与母本‘冀花6号’相当并优于父本‘开选01-6’,姊妹系获得了来源于‘开选01-6’的高油酸优良基因片段。其中,‘冀花13号’单株结果数最多,荚果较小,出仁率高。‘冀0607-5’植株相对矮小。SSR标记分析表明,双亲对4个高油酸姊妹系的遗传贡献为46.15%～53.84%。6个多态性标记中,分别有1～5个标记可用来进行两两品种（系）的区分。seq5D05-340和seq15C12-500为‘冀花13号’特异遗传位点;AS1RN9C02-c-386和IPAHM103-190分别为‘冀花16号’和‘冀0607-5’特异遗传位点。遗传距离分析表明,‘冀花19号’和‘冀0607-5’具有较近的亲缘关系,‘冀花13号’与‘冀0607-5’遗传差异最大。以上结果为分析花生高油酸品种（系）的遗传构成及鉴别品种的真实性奠定基础。

花生抗旱性鉴定评价指标的研究

为了筛选花生抗旱性鉴定评价指标,构建评价体系,利用177个株系组成的花生重组自交系群体为研究对象,连续2年在充分灌溉和干旱胁迫条件下种植,收获考种后分析了22个表型性状、2个生理指标与抗旱系数间的相关关系。结果表明:总分枝数、结果枝数、结果节数、单株果数、百仁质量这5个表型性状的干旱胁迫指数以及叶绿素含量、冠层温度2个生理指标的抗旱性综合评价值均与抗旱系数有显著相关关系,这7个性状可作为判定花生抗旱性的评价指标。以抗旱系数≥1.1为标准,筛选到3个抗旱株系,即L19、L121和L146。

不同栽培方式对芝麻农艺性状及产量的影响

为了明确不同栽培方式下芝麻农艺性状和产量的差异,为高产栽培提供理论依据。以冀芝128为材料,进行了单垄先播种后覆膜(T1)、单垄先覆膜后播种(T2)、双垄先播种后覆膜(T3)、双垄先覆膜后播种(T4)、双垄不覆膜(T5)和平地播种种植(CK)6种栽培方式的试验,并采用GGE双标图法对数据进行分析。结果表明:芝麻在不同栽培方式下性状和产量表现出明显的差异,其中以T3和T4处理下,植株茎秆粗壮、始蒴高度最低、绿叶数最多、落叶高度最矮、空梢尖最短、病害最轻,并且在此处理下株蒴数、千粒重和产量最高。GGE双标图法通过图解方式可直观清晰地标识出最有利于芝麻生长发育的处理,为栽培方式的选择提供了有效的分析手段。

水肥空间耦合对冬小麦光合特性的影响

在防雨棚管栽试验条件下,以品种“3279”为研究材料,通过7种不同处理来研究水肥空间耦合对冬小麦光合特性的影响,试验结果表明:不同的水肥耦合处理中,冬小麦的光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度有所不同,三者之间有很好的平衡关系。其中,深层施肥处理其小麦在生长后期能够维持较高的光合速率,但气孔导度却有所降低,有效地减少了水分散失,表现出很好的节水潜力。同样水分条件下维持同样高的光合速率时,深层施肥的肥上灌水与肥下灌水相比,其受水分影响小,叶绿素含量下降快。深施肥20 cm处灌水处理,在开花后小麦叶片光合作用最强,气孔导度小,细胞间隙CO2浓度高,具有更好的节水潜力。

基于核磁共振法的花生品种含油量遗传变异分析

建立准确快速而且不破坏种子的含油量检测方法,对花生品质育种至关重要。本研究利用非破坏性的核磁共振法与索氏提取法对60份黄淮及长江地区主推品种的含油量进行了测定,结果表明两种方法测定结果差异不显著。利用核磁共振法对4个生态环境下种植的60份花生品种进行了种子含油量鉴定,发现含油量在不同环境中表现出极显著差异,其中石家庄种植材料的含油量最高,周口种植材料的含油量最低。综合分析4个环境的鉴定结果,中花16、中花15和冀花11号等3个品种在4个环境中含油量均高于55%。利用195对多态性SSR引物对60份材料进行遗传多样性分析,基因多样性指数和多态信息含量指数(PIC)的平均值分别为0.393和0.349,60份花生品种之间的遗传距离为0.049~0.731,平均为0.388,遗传距离大于0.5的材料所占比重为23.95%。SSR标记与含油量相关性分析结果显示,有11个SSR引物与含油量极显著相关,其中,7个标记位点包括AGGS1280-288、AGGS1442-201、AHGS0288-182、AHGS1578-266、AHGS1891-276、AHGS2036-200和GM1940-122与高含油量相关,这些相关标记和标记位点为花生含油量QTL分析奠定了基础。