甘蓝型油菜菌核病抗病性研究进展

油菜是我国第一大食用植物油来源,在保障国家食用油供给安全方面起到重要作用。油菜在生长发育过程中会遭受多种病原菌的侵害,其中由核盘菌侵染引起的菌核病是最常见、危害最大、被研究最多、被研究时间最长的病害。本文结合相关研究结果,从病原菌角度阐述核盘菌的病害循环和致病机理,从植物角度对抗性种质的创制、抗性基因挖掘、抗性机理解析等方面的研究进展进行综述。介绍了新发现的SsCP1等与致病相关的分泌蛋白,通过远缘杂交聚合来源于甘蓝的抗性位点、创制抗病材料方面取得的突破,多个研究指出控制油菜开花时间与菌核病抗性的遗传位点存在共定位,揭示了油菜在受到核盘菌侵染后WRKY28-WRKY33模块精细调控抗性强度的分子机制。本文还对油菜菌核病研究方向进行了展望,重点以挖掘抗病种质为主,以期为我国油菜菌核病抗性研究提供参考。

玉米-豆科作物带状间套作对养分吸收利用及产量优势的影响

为明确玉米大豆套作、玉米花生间作养分吸收利用对产量优势贡献的差异。本研究开展了2年大田试验,通过比较间套作与相应单作成熟期植株氮磷钾养分吸收量和利用效率,综合分析了玉米大豆套作、玉米花生间作中养分吸收和利用效率的变化。结果表明:玉米大豆套作土地当量比(land equivalent ratio,LER)为1.16~1.72,具有套作产量优势,玉米花生间作LER为0.89~1.13,无明显间作产量优势。玉米大豆套作体系中,植株氮、磷、钾养分吸收总量比相应单作提高32.60%~54.22%、27.35%~34.64%和17.74%~24.42%,氮素利用效率低于相应单作21.99%~42.07%。氮、磷、钾吸收效率对LER的贡献分别为0.34~0.62、0.31~0.46和0.22~0.32,利用效率的贡献分别为–0.11~–0.35、–0.03~–0.31和–0.11~0.22。玉米花生间作体系中,氮、磷、钾养分吸收总量分别高出相应单作–7.86%~31.58%、23.09%~46.52%和1.60%~55.48%,氮素利用效率高出相应单作7.55~26.60。氮、磷、钾吸收效率对LER的贡献分别为0~0.22、0.05~0.27和–0.11~0.32,利用效率的贡献分别为–0.25~0.19、–0.32~0.11和–0.47~0.32。因此,玉米大豆套作优势在营养方面的基础主要来自于相对于单作养分吸收总量的增加,而玉米花生间作无明显间作优势主要因为养分吸收对产量优势的贡献较小。

长江流域甘蓝型油菜育种亲本农艺性状的遗传变异、相关及主成分分析

【目的】研究长江流域地区甘蓝型油菜育种亲本农艺性状的遗传变异,为利用不同区域甘蓝型油菜育种亲本材料的优良农艺性状、配制和选育优良品种(组合),提高油菜产量提供参考依据。【方法】以国家油菜产业技术体系提供的从长江上、中、下游区域征集的213份甘蓝型油菜育种亲本为材料,采用相关分析、通径分析和主成分分析等方法分析四川省成都平原气候条件下供试甘蓝型油菜亲本材料主要农艺性状的遗传变异及其与单株产量的关系,明确影响甘蓝型油菜育种亲本单株产量形成的主要农艺性状。【结果】长江上、中、下游区域甘蓝型油菜育种亲本农艺性状变异系数最大的均为单株产量,分别为18.29%、18.91%和18.47%;变异系数最小的均为株高,分别为6.24%、6.44%和5.95%。不同区域甘蓝型油菜育种亲本的农艺性状除上游的区域千粒重与单株产量呈负相关外,其余性状均与单株产量呈正相关,其中株高、主序有效长度、一次有效分枝数和每果粒数与单株产量呈显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)正相关;上游和中游区域的主序有效角果数与单株产量呈极显著正相关,角果长度与单株产量显著正相关;中游区域的千粒重与单株产量极显著正相关。上游区域对单株产量直接作用最大的是株高,间接作用最大的是有效分枝高度;中游区域对单株产量直接作用最大的是每果粒数,间接作用最大的是株高;下游区域对单株产量直接作用最大的是主序有效长度,间接作用最大的是主序有效角果数。主成分分析可将上游和中游区域相关性状分为三大类,上游区域分别是株高性状、产量构成性状和角果性状,贡献率分别为41.353%、15.186%和12.083%;中游区域分别是株高性状、角果性状和分枝性状,贡献率分别为31.485%、22.004%和14.097%;下游区域分为四大类,分别是株高性状、角果性状、主序性状和产量构成性状,贡献率分别为32.393%、19.971%、16.035%和11.960%。【结论】在四川省成都平原气候条件下,影响长江上游区域甘蓝型油菜育种亲本材料的主要性状是株高,中游区域主要是每果粒数,下游区域主要是主序长度。

甘蓝型油菜育种亲本单株产量与农艺性状相关性分析

油菜是我国重要的油料作物,提高油菜产量是油菜育种的首要目标之一。油菜育种中,考察和分析油菜种质的主要农艺性状是筛选育种亲本材料配制优良组合的前提基础,可以为高效开展重要性状的改良提供有效的科学依据。以213份长江流域油菜主产区育种单位提供的甘蓝型油菜育种亲本为材料,采用相关分析、通径分析、多元回归分析及主成分分析等方法,探讨在成都平原气候条件下,油菜单株产量与10个相关农艺性状之间的关系,明确甘蓝型油菜产量形成的主要决定因子。结果表明,不同地区油菜资源农艺性状存在较大差异;单株产量与株高、主序有效长度、一次有效分枝数、主序有效角果数、角果长度、每角果粒数和千粒重呈极显著正相关,与营养生长天数呈显著负相关;对单株产量直接影响最大的是株高,其次是每角果粒数和一次有效分枝数,间接作用最大为主序有效长度,其次是主序有效角果数和一次有效分枝高度。逐步回归分析表明,株高、每角果粒数、一次有效分枝高度和一次有效分枝数是决定单株产量的主要因子;通过主成分分析,可将相关性状综合为4大类:株高控制因子、生育期控制因子、产量性状控制因子和株型控制因子。本生态区域内决定产量形成的关键性状为株高、每角果粒数、一次有效分枝高度和一次有效分枝数,本研究得出的结果对于充分利用各育种单位亲本材料优良性状提供了有价值的参考。

种植密度对不同甘蓝型油菜农艺性状和产量品质性状的影响

[目的]研究种植密度对不同甘蓝型油菜农艺性状和产量品质性状的影响。[方法]以10个不同的甘蓝型油菜品种为材料,设置3个不同的种植密度,研究种植密度对直播油菜的农艺性状和产量品质性状的影响。[结果]不同品种油菜除分枝数差异不显著外,其余性状差异显著;随着种植密度的增加,分枝数和单株有效角果数显著降低,在13万株/hm^2时最高;千粒重和每果粒数在26万株/hm^2时最高;种植密度对品质无显著影响,主要由品种决定。[结论]在该生态区域内9月下旬播种,种植密度在13万～26万株/hm^2时产量最高;提高油菜产量和品质应主要从品种选育入手,根据品种特性,再集成相应的配套栽培技术。

菘油2号选育及油蔬两用价值初探

药用植物菘蓝的特定染色体附加到甘蓝型油菜所产生的附加系表现一定的抗病毒活性,但尚无营养成分、菜薹和菜籽产量、综合效益方面的研究。本研究以抗病毒油菜菘油1号为父本,细胞核雄性不育系川A-3为母本选育出菘油2号,并对其进行油蔬两用产量、农艺性状、菜薹营养、种子品质、综合效益等方面的研究。结果表明,具有菘蓝染色体特异标记的植株占48.56%,其菜薹营养丰富,维生素C和锌含量明显高于西兰花1-1-5、白花菜rB-112、红菜薹Q10005、初冬牛心甘蓝和萝卜CP4,氨基酸、蛋白质含量明显高于白花菜rB-112、红菜薹Q10005、初冬牛心甘蓝和萝卜CP4,与西兰花1-1-5相当。从播种到始摘薹的天数平均为117 d,菜薹产量为16908.8 kg/hm^(2),较摘薹对照增产75.1%。与单纯收籽栽培相比,摘薹后末花期延迟6~10 d,株高、全株角果数、每角粒数、千粒重、单株产量,含油量都显著降低,其末花期理论生物量平均124.3 t/hm^(2),收获油菜籽1127.3 kg/hm^(2),较摘薹对照增产16.4%,较单纯收油菜籽栽培减产42.3%,油蔬两用栽培平均综合效益108892.4元/hm^(2),比单纯收油菜籽栽培新增效益92920.4元/hm^(2)。菘油2号油蔬两用栽培对增进人类健康和油菜提质增效具有重要意义,具有巨大的推广前景。

四川不同区域川油系列甘蓝型油菜品种主要性状与产量的相关分析

【目的】探讨影响四川省不同区域油菜产量的主要因素,为选育适合四川省不同油菜产区种植甘蓝型油菜品种提供理论依据。【方法】采用变异分析、相关分析和通径分析等方法,分析不同油菜产区甘蓝型油菜产量与主要农艺性状的关系。【结果】变异分析结果表明,新都、德阳和达州等3点变异系数最大的为一次有效分枝数,崇州和绵阳2点变异系数最大的为每果粒数,南充、宜宾、简阳和乐山等4点变异系数最大的为单株有效角果数,新都、崇州、简阳、绵阳和德阳等5点变异系数最小的为株高,南充、宜宾、乐山和达州等4点变异系数最小的为千粒重。相关分析表明,新都点产量与一次有效分枝数和单株有效角果数均呈显著或极显著负相关,与株高和每果粒数呈极显著正相关;南充点产量与株高、一次分枝数和单株有效角果数均呈显著或极显著正相关;宜宾点产量与株高呈极显著正相关;简阳点产量与单株有效角果数和每果粒数呈显著或极显著正相关,与千粒重呈极显著负相关;乐山点产量与单株有效角果数呈显著正相关;绵阳、德阳和达州等3点产量与主要性状的相关性不显著。通径分析结果表明,新都点对产量直接作用最大的为每果粒数,间接作用最大的是单株有效角果数;崇州和宜宾对产量直接和间接作用最大的均为每果粒数;南充和简阳点对产量直接作用最大的均为单株有效角果数,间接作用最大分别为每果粒数和千粒重;绵阳和达州对产量直接作用最大的为分枝数,间接作用最大分别为单株有效角果数和分枝数。德阳点对产量直接和间接作用最大均为单株有效角果数。【结论】四川省不同产区油菜主要农艺性状变异系数存在差异,且与产量相关性存在差异。品种选育时应充分考虑产量构成性状对产量的影响,同时考虑其他性状的综合效应,这些为选育适合四川省不同区域种植甘蓝型油菜品种提供了科学依据。

减量施氮对带状套作大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响

为研究种植模式和施氮量对大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响,本研究采用二因素裂区试验设计,主区为种植模式:大豆单作(SS)、玉米/大豆带状套作(MS),副区为不同施氮量:不施氮(NN:0 kg hm^(–2))、减量施氮(RN:45 kg hm^(–2))和常量施氮(CN:60 kg hm^(–2)),监测了大豆生育期内土壤的O_(2)含量和土壤呼吸速率的动态变化规律,分析了各处理的土壤水稳性团聚体、容重和孔隙度差异,探讨了大豆生育期内结瘤量、固氮能力的变化特征。2年数据结果表明,与单作大豆相比,带状套作大豆可提高土壤O_(2)含量、>2 mm粒径团聚体的百分含量、显著增加土壤孔隙度、显著增强后期土壤呼吸的速率,显著降低<1 mm粒径团聚体百分含量与土壤孔隙度;R5期根瘤干重差异不显著,但结瘤数量显著增加39.9%,固氮酶活性与固氮潜力也在此时显著高于单作大豆。各施氮量间,土壤O_(2)含量、0.25~1.00 mm粒径的百分含量、带状套作大豆的土壤呼吸速率以RN处理最高,施氮能降低<0.25 mm粒径的水稳性团聚体的百分含量、土壤容重,施氮显著抑制单作大豆前期的结瘤量、固氮酶活性和固氮潜力,至R5期氮肥的抑制作用有所缓解,减量施氮可提升带状套作大豆后期的结瘤量,显著增强大豆生育期内的固氮酶活性和固氮潜力。带状套作大豆配施减量施氮会促进大团聚体的形成,增加土壤的孔隙度,改善大豆土壤的通气环境状况,保持了较高的土壤O_(2)含量,促进土壤呼吸,有利于大豆后期结瘤固氮。

Maize-legume intercropping promote N uptake through changing the root spatial distribution,legume nodulation capacity,and soil N availability

Legume cultivars affect N uptake,component crop growth,and soil physical and chemical characteristics in maize-legume intercropping systems.However,how belowground interactions mediate root growth,N fixation,and nodulation of different legumes to affect N uptake is still unclear.Hence,a two-year experiment was conducted with five planting patterns,i.e.,maize-soybean strip intercropping(IMS),maize-peanut strip intercropping(IMP),and corresponding monocultures(monoculture maize(MM),monoculture soybean(MS),and monoculture peanut(MP)),and two N application rates,i.e.,no N fertilizer(N-)and conventional N fertilizer(N+),to examine relationships between N uptake and root distribution of crops,legume nodulation and soil N availability.Results showed that the averaged N uptake per unit area of intercrops was significantly lower than the corresponding monocultures.Compared with the monoculture system,the N uptake of the intercropping systems increased by 31.7-45.4%in IMS and by 7.4-12.2%in IMP,respectively.The N uptake per plant of intercropped maize and soybean significantly increased by 61.6 and 31.8%,and that of intercropped peanuts significantly decreased by 46.6%compared with the corresponding monocultures.Maize and soybean showed asymmetrical distribution of roots in strip intercropping systems.The root length density(RLD)and root surface area density(RSAD)of intercropped maize and soybean were significantly greater than that of the corresponding monocultures.The roots of intercropped peanuts were confined,which resulted in decreased RLD and RSAD compared with the monoculture.The nodule number and nodule fresh weight of soybean were significantly greater in IMS than in MS,and those of peanut were significantly lower in IMP than in MP.The soil protease,urease,and nitrate reductase activities of maize and soybean were significantly greater in IMS and IMP than in the corresponding monoculture,while the enzyme activities of peanut were significantly lower in IMP than in MP.The soil available N of maize and soybean was significantly greater increased in IMS and IMP than in the corresponding monocultures,while that of IMP was significantly lower than in MP.In summary,the IMS system was more beneficial to N uptake than the IMP system.The intercropping of maize and legumes can promote the N uptake of maize,thus reducing the need for N application and improving agricultural sustainability.