矮壮素对改善芝麻机收农艺性状的作用及其对光合生理的影响

为推动芝麻机械化种植技术体系的建立和完善,在田间以豫芝ND837为供试材料,研究不同矮壮素(CCC)浓度对芝麻农艺性状、光合特性及产量的影响,集成芝麻机收的有效栽培措施。采用裂区试验设计,喷施不同浓度矮壮素为主区:100 mg/L(A1)、200 mg/L(A2)、400 mg/L(A3),喷施不同次数为副区:1次(B1)、2次(B2)、3次(B3),以喷施清水为对照(CK),共10个处理。结果表明,喷施矮壮素可使芝麻株高降低2.7%~18.0%、结蒴部位高度下降5.9%~23.7%、缩短空稍尖长度及果轴长度,使株型更紧凑;提高了芝麻叶绿素含量、叶面积指数、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))和气孔导度(G_(s))。与对照相比,喷施矮壮素还提高了芝麻单株蒴数和产量,增产幅度达1.0%~8.5%,籽粒粗蛋白含量提高了3.6%~17.6%、硬脂酸和亚油酸含量分别提高了2.2%~8.7%和0.7%~2.6%;降低了胞间CO_(2)浓度(C_(i))和籽粒粗脂肪含量。喷施浓度200 mg/L(A2)条件下,喷施2次(B2)、3次(B3)和400 mg/L(A3)条件下喷施2次(B2)处理的净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))、叶绿素含量、叶面积指数、单株蒴数和产量显著高于对照处理,其中A3B2处理净光合速率(P_(n))、叶绿素含量、叶面积指数、单株蒴数、产量均高于其他处理,较对照增产8.5%。综合所测指标,矮壮素浓度为400 mg/L连续喷施2次处理对改善芝麻机收农艺性状、优化芝麻光合生理、促进稳产优质较为理想。

民勤荒漠区油莎豆种质资源筛选研究

[目的]筛选出适宜在民勤荒漠区推广种植的高产高油油莎豆,对民勤产业发展具有重要的战略意义。[方法]引入10个不同种质资源油莎豆,观测其出苗率,测量产量和油脂含量,同时运用SPSS软件对比分析不同种源地油莎豆种质资源的产量、油酸含量,以及人体不能合成而必须从膳食中补充的亚油酸和亚麻酸含量。[结果]不同种源地油莎豆种质资源之间产量有差异;不同种源地油莎豆种质资源之间油酸、亚油酸含量差异显著;引入的10个不同种源地油莎豆种质资源中,出苗率均超过90%,产量均超过6000.0 kg/hm^(2),其中有4个油莎豆种质资源的油酸含量位于最佳食用油脂肪酸组成区间,其亚油酸和亚麻酸含量由高到低排序为河南油莎豆、西班牙油莎豆、中科院油莎豆6号、武汉1号。[结论]适宜在民勤荒漠区推广种植的高产高油油莎豆种质资源依次为河南油莎豆、西班牙油莎豆、中科院油莎豆6号和武汉1号。

大豆地方种质资源鲜籽粒可溶性糖含量的全基因组关联分析

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一,研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异,深入解析可溶性糖含量的遗传机制,为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆生态区和南方大豆生态区的133份大豆地方种质,在2021年连江春季、福清春季和秋季3个环境下对鲜籽粒可溶性糖含量进行表型测定,结合82187个高质量SNP标记,基于混合线性模型MLM(Q+K)对可溶性糖含量进行全基因组关联分析,挖掘可溶性糖含量显著相关的SNP位点,并以显著SNP位点为中心,两端各扩展119.07 kb连锁不平衡衰减距离为候选区间,根据候选区间内基因的注释和组织表达信息预测候选基因。【结果】3个环境下,鲜籽粒可溶性糖含量的变异范围为3.37—33.84 mg·g^(-1),遗传变异系数为24.59%—32.69%,可溶性糖含量遗传率为68.14%。通过全基因组关联分析,连江春季、福清春季和秋季3个环境下分别检测到与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP有6、8和22个,表型变异解释率为12.43%—29.27%,以表型变异解释率较高的9个显著SNP位点所在的候选区间进行搜索,共获得86个基因,结合基因注释和组织表达信息,进一步筛选到9个候选基因,主要涉及转录因子、糖蛋白家族和糖类合成转运等生物学过程。其中,Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300在大豆种子及荚中表达水平较高,可作为大豆鲜籽粒可溶性糖的最具潜力候选基因。【结论】通过全基因组关联分析,检测到36个与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP,进一步筛选出9个候选基因可能参与大豆鲜籽粒可溶性糖含量的调控,其中,Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300可作为调控大豆鲜籽粒可溶性糖含量的关键目标基因。

高产抗病大豆新品种吉育513的选育及栽培技术

为给优质高产大豆品种的研发提供参考和借鉴,吉林省农业科学院大豆研究所2009年以吉育47为母本,以铁97124-1-1为父本,配制杂交组合,采用系谱法选育出高产抗病大豆新品种吉育513。2019—2020年参加国家北方春大豆中晚熟组区域试验,平均产量3248.5 kg·hm^(-2),比对照吉育72增产6.1%。2020年参加生产试验,平均产量3301.5 kg·hm^(-2),比对照吉育72增产12.1%。2021年通过国家农作物品种审定委员会审定,审定编号为国审豆20210032。该品种具有高产、稳产和抗病等优良特性,特别适合在吉林省南中部、辽宁省东部和北部、宁夏回族自治区北部、山西省北部、河北省承德地区以及甘肃省张掖地区进行春季播种。该品种是通过传统育种技术与肥力优化筛选相结合的育种模式选育而成的,这种选育模式将对我国大豆产业的未来发展产生深远而积极的影响,如果优化有机和无机的配施比例,吉育513将更能发挥其高产潜力。

2016-2021年黄淮南部区试大豆品系(种)产量性状的比较分析

为在黄淮南部合理布局大豆高产品种,对2016-2021年黄淮南部177份参试大豆品系(种)的产量及主要农艺性状在不同年份、不同省份试点、不同来源及主要不同育种单位间的差异进行研究和相关性分析。结果显示,大豆产量相关农艺性状中变异幅度最大的是有效分枝,其次是株高和底荚高度,全生育期变异幅度最小。2016-2021年参试大豆品系(种)不同年份平均产量变化范围为2735.00~2918.00 kg·hm^(-2),平均产量最高的年份为2020年;参试大豆品系(种)在四个不同省份试点中,大豆品系(种)产量与单株粒重均呈极显著正相关,山东试点品系(种)株高、主茎节数、有效荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重均高于其它试点,平均产量最高,达3156.32 kg·hm^(-2);安徽试点的平均产量最低,仅为2471.15 kg·hm^(-2);主要不同来源参试大豆品系(种)平均产量与单株粒重均呈极显著正相关,平均产量最高的是河南,平均产量为2927.41 kg·hm^(-2),其次是来源于江苏的品系(种);主要不同育种单位中,平均产量最高的选育单位是河南省农业科学院经济作物研究所,所选育的大豆品系(种)平均产量为3063.87 kg·hm^(-2),其在河南和山东试点的平均产量高达3100.42和3491.20 kg·hm^(-2)。研究结果表明黄淮南部不同省份之间大豆产量差异主要与区域有关,不同年份、不同来源及主要不同育种单位间的大豆品系(种)产量也有一定的差异。

不同气象条件对高油酸花生产量的影响

以河南、山东等5个花生主要产区培育的19个高油酸花生新品种为材料,于2019年~2021年连续3年在郑州种植,采集3年间花生关键生育期(6月~9月)的旬平均气温、旬降水量和旬日照时数等气象数据,结合各个品种的产量数据进行综合分析。研究结果表明,不同的品种对于气温、降水量和日照时数的敏感程度不同,冀花16、冀花11对开花下针期的温度和日照时数比较敏感,该时期的异常高温会致使其产量明显下降。中花413、中花412和花育917的产量与旬降水量成显著负相关,耐涝程度较差。对品种的稳定性分析表明,开农1768、南充1704、冀农16、开选016、花育961、郑农花25、郑农花23、冀农11、花育633和1508G等10个高油酸品种为年际间稳定性较好的品种,研究结论为高油酸品种的培育及深入利用提供了指导。

我国大豆种业科技创新发展现状及对策建议

我国是大豆消费和进口大国,推动大豆产业振兴、强化大豆种业科技创新对于保障我国粮饲安全意义重大。结合2016年以来我国大豆种植面积、产量、进口量等数据及相关研究进展,深入分析我国大豆产业所面临的刚性需求量大且长期依靠进口、平均单产水平低且种植面积受限、大豆进口面临潜在风险且不易疏解等形势挑战,简述了“十三五”期间我国大豆种业科技创新发展成效,系统分析了我国大豆种业科技创新面临的种质资源研究水平不高、原始科技创新能力不足、商业化育种体系不完善、知识产权保护体系滞后等问题,并据此提出我国大豆种业科技创新发展的对策建议,以期为推动我国大豆种业科技自立自强提供重要参考。

bHLH96的克隆及其在薄荷萜烯生物合成调控中的功能

【目的】薄荷精油是日化、医药和食品工业中的重要原料,bHLH转录因子在调控植物挥发性次生代谢产物合成中具有重要作用。探究bHLH蛋白在薄荷挥发性物质合成调控中的作用,为通过代谢或基因工程改良薄荷种质提供重要基因资源,拓展有关植物挥发性次生代谢产物合成途径与调控机制的认识。【方法】利用转录组测序和RT-qPCR技术分析bHLH96在薄荷根、茎、叶中的表达,并通过RT-PCR法克隆其全长序列,再利用DNA重组技术构建植物表达载体pBI121-bHLH96,利用农杆菌介导法在薄荷叶片中过表达,检测过表达bHLH96对薄荷叶片萜烯化合物含量和合成相关基因表达的影响。【结果】薄荷bHLH96的编码区全长861 bp,编码286个氨基酸残基。薄荷bHLH96是一个细胞核定位蛋白,植物bHLH96蛋白间的序列相似性为45.45%-73.68%,薄荷bHLH96与薰衣草LaMYC4和丹参SmbHLH94等唇形科植物bHLH蛋白的亲缘关系较近。在薄荷叶片中瞬时过表达bHLH96,显著影响15种萜烯化合物的相对含量。过表达bHLH96显著上调萜烯合成相关基因OC2、SM1、KS1、ND和EAO1的表达,显著下调NLS1、LS1和iPR的表达。【结论】薄荷bHLH96可能通过调控萜烯合成相关基因的表达,影响相关萜合成酶的活性,从而调控薄荷萜烯物质的合成。

间作黄芪对当归根际土壤微生物的影响

目的:探讨根际土壤微生物对中药材种植模式的响应方式。方法:以间作黄芪及单作下当归根际土壤为研究对象,基于高通量测序技术,分析土壤微生物在不同季节及种植模式下群落组成及功能的差异。结果:间作下Chao1指数、ACE指数高于单作,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门为间作下的优势菌门,芽单胞菌门的相对丰度在间作下高于单作。11月间作下γ变形菌纲、7月间作下全噬菌纲的丰度显著高于单作。KEGG功能预测表明,在不同时间及间作下根际土壤细菌与细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理、代谢功能下属的23类二级功能基因的相对丰度存在显著差异;参与氮循环的功能基因K00371(narH/narY/nxrB)、(K00374 narI/narV)等OTU数在间作下显著高于单作;不同门、纲在间作下的共生网络比单作下连接紧密且更复杂。结论:当归间作黄芪影响土壤细菌群落组成,增加其丰富度及功能的丰富性,影响土壤氮循环能力,促进土壤微生物间的交互作用。

种植技术和种植密度对吉花2号主要农艺性状和产量的影响

研究不同种植技术和种植密度对吉林省多粒型花生吉花2号主要农艺性状和产量的影响,筛选适宜吉林省生态环境的种植技术和最佳种植密度,完善吉花2号配套高效栽培技术。采用2种种植技术及5个种植密度(1.79×10^(5)、2.02×10^(5)、2.30×10^(5)、2.69×10^(5)、3.23×10^(5)株/hm^(2)),研究特定时期花生光合指标及产量变化。结果显示,吉花2号采用小垄双行种植技术、种植密度为2.02×10^(5)株/hm^(2)时生育期最短,较双粒穴播种植技术生育期提前1~2 d;植株的株高最小,有利于地下部干物质积累;叶面积系数最大,总光合势最大;产量最高(3651.15 kg/hm^(2)),较双粒穴播种植技术增产10.17%。小垄双行种植技术在不同密度下,吉花2号产量都高于双粒穴播种植技术。因此,小垄双行种植技术在生产上应大力推广。

关于大食物安全战略背景下我国油料保障底线目标及对策的商榷

树立大食物观和实施大食物安全战略是我国新时代推动食物来源更多元、数量更充足、品质更营养、产业更高效、环境更友好、调控更自主、消费更健康、治理更有力的迫切需要。1978年我国实行改革开放以来,包括油料在内的主要农产品生产、贸易、消费发生了历史性巨变,人民生活水平不断提高,但也存在生产和消费结构失衡导致的慢性疾病增多、环境压力加大、安全风险升高等不容忽视的突出问题,其中油料和食用植物油近十多年处于既自给不足又消费超量的两难局面。基于我国自然资源禀赋和经济社会发展的实际,保障未来油料供给安全必须坚持“一靠油菜、二靠花生、多油并举、健康消费”的发展思路,通过综合施策在十年左右将国产植物油产量稳定提高到2000万吨,以确保居民食用油基本消费需求的安全自主供给底线,并不断改善油料产品质量、提高产业竞争力和促进脂质产品的科学健康消费。

雨养农业区黄芩轻简化膜间直播种植技术规程

为进一步推进甘肃省雨养农业区黄芩种植机械化、精量化和轻简化生产,结合多年的试验示范和生产实践,从范围、规范性引用文件、术语和定义、生产环境、栽培技术、田间管理、采收与产地加工等方面总结出了雨养农业区黄芩轻简化膜间直播种植技术规程。

大豆籽粒Ve含量的全基因组关联分析

维生素E(Ve)是大豆油中一种天然抗氧化剂,是评价大豆油营养价值的重要指标。本研究利用含有264份的大豆自然群体在2021年和2022年测定了籽粒中α-、γ-和δ-生育酚含量,并进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)。本研究共检测到199个与大豆Ve含量显著关联的SNP位点,其中9个可在2个环境或者2个性状被重复检测到,分别位于3号、7号、11号、12号、13号、15号、17号和18号染色体上。其中位于7号染色体上的显著关联信号是控制α-生育酚含量的主效位点,可在2年环境中被检测到,表型变异解释率为9.83%。对该位点候选基因进行筛选,获得一个编码myb转录因子的基因Glyma.07G054000,可能是这个位点的效应基因。另外,在12号染色体上得到2个编码γ-生育酚甲基转移酶的基因Glyma.12G014200和Glyma.12G014300,有可能是影响Ve含量的重要基因。本研究结果有助于解析大豆籽粒Ve含量的遗传基础及其调控机制,为大豆品质遗传改良奠定了基础。

花生栽培种和野生种Arachissp.30119六倍体杂种的创制与鉴定

【目的】花生野生种包含许多优异的抗病虫基因,是栽培种改良的重要基因资源库,将野生种染色质导入栽培种是花生远缘杂交研究的重要目的。野生种A.sp.30119对多种花生病害具有抗性,研究其与栽培种的杂种后代,为明确A.sp.30119的身份和未来能够利用其优异抗性提供依据。【方法】利用异源四倍体花生栽培品种白突131与二倍体野生种A.sp.30119杂交,通过胚拯救获得种间杂种F1(W1212),但F1不结实。为了揭示W1212不结实的原因并获得可育的后代,先利用根尖细胞有丝分裂中期和花粉母细胞染色体制片,观察其染色体数目和减数分裂染色体联会情况,再利用试管苗染色体加倍方法对W1212进行加倍处理,最终收获4个单粒荚果,将其中一个荚果的种子组织培养成完整植株并命名为Am1212。利用顺序GISH/FISH和SSR标记分析Am1212的染色体组成,并观察调查其表型特征。最后,利用rDNA FISH随机分析8个Am1212的F3代植株的有丝分裂中期染色体数目,评价其染色体遗传稳定性。【结果】白突131与A.sp.30119的杂种一代W1212花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的染色体平均构型为1Ⅲ+6Ⅱ+15Ⅰ,其染色体不能正常配对,表现为高度不育,染色体加倍处理后W1212下针枝条的花粉育性显著提高。白突131、A.sp.30119和Am1212的顺序GISH/FISH分析结果表明,A.sp.30119可能为A基因组二倍体野生种。Am1212有60条染色体,包含白突131与A.sp.30119的全部染色体,证实其为六倍体杂种后代。但Am1212自交F3代有37.5%的植株发生了染色体数目变异。通过分子标记筛选和表型调查,获得17个特异追踪A.sp.30119的显性和共显性标记,明确了Am1212的遗传特性。【结论】创制了一个新的六倍体花生Am1212,该六倍体整合了野生种染色质,同时,Am1212也拥有了小荚果等不利性状,且染色体遗传稳定性较差,因此,未来育种利用过程中,需要结合精准的染色体鉴定技术,打破不良连锁,获得具有补偿效应且包含有利性状的染色体变异材料。

化肥减量配施微生物菌肥对膜下滴灌红花生长发育及产量的影响

【目的】研究化肥减量配施微生物菌肥对膜下滴灌红花生长发育及产量的影响。【方法】2020~2021年在新疆塔城地区裕民县设置2年定位施肥试验,采用裂区试验设计,设6个处理:(1)对照CK:不施肥;(2)CF:复合肥20 kg/667m^(2);(3)OF:微生物菌肥20 kg/667m^(2);(4)CF+25M:化肥15 kg/667m^(2)(化肥减量25%)+微生物菌肥5 kg/667m^(2);(5)CF+37.5M:化肥12.5 kg/667m^(2)(化肥减量37.5%)+微生物菌肥7.5 kg/667m^(2);(6)CF+50M:化肥10 kg/667m^(2)(化肥减量50%)+微生物菌肥10 kg/667m^(2)。研究不同施肥处理对红花农艺性状、干物质积累与分配和产量形成的影响。【结果】处理CF+25M和CF+37.5M有利于红花的生长发育,可以显著增加红花株高、分枝数、叶片数和叶绿素含量等,并能促进红花干物质积累,调节干物质分配,协调改善红花产量构成因素,从而增加红花花丝和籽粒产量。其中以CF+37.5M处理下红花综合性状表现最优,其单株果球数、千粒重、花丝产量和籽粒产量分别比CF处理显著提高了87.85%、12.29%、11.42%和15.78%,同时株高、根长和叶绿素含量亦均达到最高水平。【结论】化肥减量配施微生物菌肥CF+37.5M:化肥12.5 kg/667m^(2)(化肥减量37.5%)+微生物菌肥7.5 kg/667m^(2)最优,能有效降低化肥施用量,促进红花生长发育,从而提高肥料利用率。

亚麻LuWRI1a在旱盐胁迫响应中的功能分析

AP2/ERF转录因子家族参与植物对生物和非生物胁迫响应的调控。前期我们从亚麻中克隆了一个WRINKLED1的同源基因LuWRI1a,蛋白序列分析发现,LuWRI1a包含2个AP2的DNA结合域,属于AP2/ERF转录因子家族。对LuWRI1a的顺式作用元件进行分析发现,pLuWRI1a包含响应光、干旱、低温和激素等多个非生物胁迫应激元件。本研究以亚麻栽培品种陇亚10号和LuWRI1a过表达转基因纯合株系为试验材料,用200 mmol L^(-1)NaCl营养液和25%PEG营养液模拟盐胁迫和干旱胁迫处理。结果表明,在盐胁迫和干旱胁迫处理后,转基因植株的相对株高、主根长度、侧根数目及叶片数均升高;3种抗氧化酶的活性均显著高于对照,而MDA含量低于对照;非生物胁迫响应基因LuAREB、LuDREB、LuLEA和LuNCED的表达水平均上调。通过探究LuWRI1a在逆境胁迫下的生物学功能发现,LuWRI1a通过抵抗盐胁迫和干旱胁迫对亚麻生长的抑制,增强活性氧清除能力、减轻膜脂的氧化损伤,激活逆境胁迫响应基因的表达等途径,增强了亚麻的耐逆性。综上所述,LuWRI1a可能是一个多功能基因,它不仅参与脂肪酸合成代谢途径,还有可能参与植物非生物胁迫信号途径。本研究为亚麻耐逆品种改良提供了新的基因资源。

花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

赤霉素3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究。本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用qRT-PCR技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的2个花生品系中的表达量进行分析。结果表明,7个AhGA3ox基因分布在7条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成。花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针5个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在2个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用。

大豆巢式关联作图(NAM)群体构建及花色和种皮色遗传分析

巢式关联作图(Nested Association Mapping,NAM)群体在作物学遗传与育种研究中具有广泛的应用。本研究在前期大豆种质资源评价基础上,利用35份不同地区来源的代表性种质与中豆41(公共母本)杂交,构建了一套大豆NAM群体。PCA和聚类分析发现,不同亲本组合的RIL群体基本聚在一起,显示出清晰的遗传结构。利用该NAM群体亲本间花色和种皮色具有显著差异的RIL群体进行全基因组关联分析,定位到1个主要位点qFC13-1与花色显著关联,该位点与W1位点重合;定位到12个位点与种皮色显著相关,其中9个位点为3种以上方法共定位,3个位点为2种方法共定位,包括4个已知位点和8个新位点。研究结果表明,构建的NAM群体适于进行大豆相关性状遗传分析,为大豆复杂性状的遗传解析和育种实践提供了良好的基础材料。

花生含油量全基因组选择及近红外光谱筛选的育种技术探究

花生含油量对单位面积产油量至关重要。该性状受多个微效基因控制,但可用的紧密连锁标记十分有限,传统的分子标记辅助选择育种准确性不高。全基因组选择作为一种新的育种方法,可实现对数量性状的早期预测;近红外光谱分析可对作物品质性状(如含油量等)进行无损检测。通过两者优势互补,建立花生含油量全基因组选择和近红外光谱筛选联合的育种技术,探讨影响花生含油量全基因组选择预测准确性的因素,为花生分子育种奠定理论基础。本研究以216个重组自交系为材料构建训练群体;分别以139、464和505株F_(2)、F_(3)和F_(4)为材料构建育种群体;利用自主开发的“PeanutGBTS40K”液相芯片进行基因分型,开展含油量全基因组选择育种模型分析;通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选技术,开展花生含油量性状的育种应用,并评价其育种效果。结果显示,对训练群体进行基因分型后,总共获得30,355个高质量SNPs,并用于11个全基因组预测的模型选择分析。含油量预测准确性最高的模型为rrBLUP,其次是randomforest和svmrbf。以重组自交系为预测群体,F_(2)、F_(3)和F_(4)各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.128和0.119;以重组自交系叠加上一轮的育种群体为预测群体,各世代含油量的预测准确性分别为0.116、0.131和0.160。全基因组选择联合近红外筛选要比单独的全基因组选择对各世代的含油量选择效果提高1.8%、2.7%和3.4%;与单独的近红外筛选相比,差异不显著(0.10%、0.06%和0.07%);而近红外筛选与全基因组选择相比,含油量可显著提高1.7%、2.6%和3.3%。通过联合全基因组选择和近红外光谱筛选育种,F_(3)和F_(4)分别比F_(2)的含油量提高1.2%和1.0%。F_(4)总共获得16个入选改良株系,有10个株系含油量≥55.0%,其中2个株系(SF_(4)_201和SF_(4)_379)的理论产量分别比对照增产7.0%和11.1%。本研究通过建立花生含油量性状的全基因组选择-近红外光谱筛选联合育种技术,可有效实现花生含油量性状的遗传改良。

棉-粮-油菜宽带轮作提升作物产量和光能利用率

棉-粮-油菜宽带轮作种植模式,能够充分利用农田资源,但种植体系内不同作物光能资源利用特性尚不明确。本研究在田间设置棉花单作(对照)、小麦-玉米一年两熟(对照)和棉花-小麦-玉米-油菜宽带轮作(以下简称“宽带轮作”) 3种种植模式,测定棉花、玉米和小麦的产量、地上部干物质重以及叶面积指数、消光系数、光能截获量等指标。结果表明,与棉花单作比较,棉花宽带轮作单位面积产量和地上部干物重分别显著增加15.20%和10.35%。与小麦-玉米一年两熟比较,玉米和小麦宽带轮作的单位面积产量分别显著增加21.61%和11.53%,玉米地上部干物质重显著增加6.17%。7月16日(盛花期)至9月13日(吐絮期),棉花宽带轮作叶面积指数比棉花单作显著增加7.21%~12.76%, 7月24日(盛花期)和8月4日(盛铃期),棉花宽带轮作光能截获率比棉花单作分别显著降低3.59%和3.24%。玉米和小麦宽带轮作的叶面积指数、消光系数和光能截获率未发生显著变化。与棉花单作、小麦-玉米一年两熟比较,棉花宽带轮作和玉米宽带轮作的全生育期光能截获量分别显著降低3.14%和显著增加0.76%,小麦宽带轮作的全生育期光能截获量未发生显著变化,棉花、玉米和小麦的光能利用率分别显著增加18.81%、6.76%和14.10%。本试验条件下,边行优势和轮作效应同时发挥作用增加了棉花、玉米和小麦的单位面积产量以及棉花和玉米的地上部干物质重,改善作物干物质的积累和分配,进而提升棉花、玉米和小麦的光能利用率。该研究明确了棉-粮-油菜宽带轮作对作物产量和冠层光能利用率的影响,可为该模式的推广应用提供理论基础。