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。

不同密度单粒精播对花生开花动态及结实特性的影响

为探讨不同密度单粒精播对花生开花动态及结实特性的影响,以普通大花生品种花育25为材料,在行距相同的条件下设置4个处理,包括单粒播分别为株距9 cm、12 cm和15 cm,折合播种密度分别为27.8万株·hm^(-2)(S9)、20.8万株·hm^(-2)(S12)和16.7万株hm-2(S15)3个处理,和双粒播27.8万株·hm^(-2)(D18,穴距18 cm)1个处理,研究不同密度单粒精播对花生开花习性、果针形成、荚果发育动态、结实范围及产量的影响。结果表明,与双粒播相比,不同密度单粒播均可不同程度地促进花生早开花、多开花,增加有效果针数,促进荚果发育,低密度条件下,效果最为显著;从群体指标看,20.8万株·hm^(-2)的单粒精播模式下,花生开花数、有效果针数、结果数最多,荚果体积最大,荚果饱满度高,产量水平最高。不同密度单粒精播改变了花生的结实范围和荚果空间分布,密度降低,结实范围增加,但不同处理荚果干重(95%以上)仍主要分布在半径6.0 cm以内的空间范围内,密度20.8万株·hm^(-2)(株距12.0 cm)的单粒精播条件下,结实范围与半株距接近,更有利于群体间荚果的均匀分布。

花生高产攻关实收单产12982 kg/hm^(2)技术分析

为进一步挖掘花生高产潜力,示范带动大面积单产提升,自2013年开始山东省农业科学院花生栽培与生理生态创新团队连续组织高产攻关,产量相继突破实收单产11250 kg/hm^(2)、11700 kg/hm^(2)、12000 kg/hm^(2),其中2023年最高产达到12982 kg/hm^(2)。本文从栽培技术、气候条件、产量构成等方面分析了高产纪录产生原因,并对投入、产出进行了比较。栽培技术方面,集成应用了单粒精播、全程可控施肥、生物菌剂耦合、三防三促调控的高产栽培技术体系,通过充分发挥单株生产潜力、构建高质量群体来实现高产,为下一步单产突破13500 kg/hm^(2)提供技术支撑。

2001-2020年山东省花生生产地域格局变化及影响因素

基于2001-2020年统计数据,运用数理统计和区域差异法,分析了山东省花生生产地域格局的变化特征及其影响因素,为山东省花生生产的可持续发展提供科学决策依据。研究表明,近20年来,山东省花生生产呈“两减一增”局面,面积和产量分别下降33.00%和22.34%、单产增加15.93%;花生生产区域向以临沂为中心的鲁西南地区和烟台、威海、青岛所处的胶东东部地区集中;20年中有4年花生面积贡献率大于单产贡献率,有16年小于单产贡献率。研究发现,鲁东和鲁西南地区经济作物面积占比减少,是导致山东省花生种植面积下降的直接影响因素;山东花生净利润和成本利润率降低,特别是近年来的“断崖式”下跌,是导致花生种植面积和总产量逐年下降的根本原因;国内外贸易市场不稳定带来的风险,也制约了花生产业的发展。

不同光源条件下与花生株高变化相关基因的转录组分析

【目的】为了探究不同光源条件下与花生株高变化相关的基因。【方法】以冀花5号(直立型)和开选01-6(匍匐型)品种为研究材料,分别在LED光和自然光两种培养条件进行盆栽试验。【结果】冀花5号在强光条件下株高显著变矮,而开选01-6变化幅度不大,表明冀花5号对光照反应相对敏感。转录组的PCA结果显示LED光源下冀花5号和开选01-6距离相对较近,自然光源下冀花5号和开选01-6距离较近,说明光照对基因表达的影响大于基因型间的差异影响。GO和KEGG注释分析发现不论在差异表达数目、基因类型或主要响应的调控网络上,冀花5号和开选01-6对不同光源的响应存在显著差异,尤其差异基因在植物昼夜节律相关的通路上显著富集,暗示着植物昼夜节律调控网络对株型的形态建成至关重要。进一步分析发现分别有16个和19个植物昼夜节律相关基因在开选01-6和冀花5号中特异响应,分别有6个和17个植物激素信号转导相关基因在开选01-6和冀花5号中特异响应,表明这些基因在花生株型形态建成中起着关键调控作用。【结论】昼夜节律调控途径是调控株高变化的主要途径,植物生长激素信号在其中也起了关键作用。以上研究结果对育种家深入理解不同光源条件下花生株型的形态建成具有重要的参考价值。

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。

大荚大粒鲜食大豆新品种‘兴化豆5号’的选育及特征特性

本研究旨在开发适合福建省及其相似生态区种植条件的高产优质鲜食大豆新品种,以促进地区内品种更新、提高产业效率,并支持乡村振兴计划。通过使用‘浙98002’作为母本和‘毛豆389’作为父本进行杂交,采用系谱选择法成功培育出优良品种‘兴化豆5号’。该品种于2020年入选参加福建省鲜食大豆区域试验。在2020—2021年的两年区域试验中,‘兴化豆5号’表现出色,平均鲜荚产量达到11522.7 kg/hm^(2),比对照品种‘毛豆3号’(CK)增产5.67%。其标准荚产量为8261.7 kg/hm^(2),较‘毛豆3号’(CK)增产5.11%,且标准荚率为71.70%。‘兴化豆5号’以其大荚大粒特性及清煮后香甜柔糯的口感而受到好评,属于中晚熟型鲜食大豆品种,适宜于福建省春季播种。2022年7月,‘兴化豆5号’经过福建省农作物品种审定委员会的审定。这一研究成果预示着福建省及类似生态区鲜食大豆种植业的一大步前进,有望为当地农业发展带来积极影响。

外源油菜素内酯对铅胁迫下花生幼苗的缓解效应

油菜素内酯(EBR)作为第六大植物激素,具有缓解植物抗逆性的效应。为探究EBR对Pb胁迫下植物生理特征的缓解效应,试验以花生为材料,采用土壤盆栽法,测定了不同质量浓度Pb胁迫下花生种子萌发、形态指标,以筛选出最适Pb胁迫质量浓度,研究在该质量浓度下外源施加EBR(0、0.01、0.05、0.10、0.50、1.00 mg/L)对花生的种子萌发、幼苗形态指标和生理指标的影响。结果表明,在单一Pb(NO_(3))_(2)胁迫下,花生的发芽势、发芽率、胚根长、株高和根长均在大于300 mg/L时显著降低。与单一300 mg/L Pb(NO_(3))_(2)胁迫处理相比,外源添加0.10 mg/L EBR后,花生的发芽势、发芽率、胚根长、株高和根长分别增加28.95%、11.76%、27.96%、6.18%、15.96%,总叶绿素含量增加67.34%,可溶性蛋白、可溶性糖含量分别增加19.48%、13.33%,抗氧化酶SOD、POD活性分别增加51.98%、58.62%,丙二醛、游离脯氨酸含量分别降低1.67%、20.73%,超氧阴离子自由基(O_(2)·^(-))积累量减少。说明施加0.10 mg/L外源EBR对Pb胁迫下花生幼苗具有缓解作用,能降低Pb胁迫对花生幼苗的伤害,提高其抗逆性。

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。

花生干旱诱导型启动子Ah MYB44-11-Pro的克隆与功能分析

干旱是严重威胁我国花生产量与品质的主要环境因素之一。为阐明干旱胁迫响应基因AhMYB44-11的调控机制,揭示其启动子的功能,本研究从花生基因组中扩增获得该基因的启动子序列AhMYB44-11-Pro,分别构建全长及5'端部分缺失启动子的GUS融合表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化体系,分析启动子的活性和表达模式。结果显示,相比于同源基因AhMYB44-01的启动子,AhMYB44-11-Pro具有更多的MBS、Myb-bindingsit等响应干旱胁迫的顺式作用元件;同时其拟南芥转基因阳性植株经脱水处理后GUS染色加深,GUS酶活性显著增加;表明启动子的活性受干旱胁迫诱导表达,证实AhMYB44-11-Pro是一个干旱诱导型启动子。此外, AhMYB44-11-Pro含有种子胚乳特异表达元件和赤霉素响应元件, GUS染色显示在角果发育过程中其活性呈上调趋势,由此推测AhMYB44-11可能在种子发育尤其是干物质积累过程中发挥重要作用。本研究结果将为全面解析AhMYB44的生物学功能奠定基础,也为作物抗旱遗传改良提供参考依据。

花生种皮类黄酮物质的代谢组与转录组分析

为探究不同颜色花生种皮的类黄酮物质成分及花青素生物合成对种皮颜色形成的调控机制,本研究利用粉色、红色、白色、黑色以及花斑色(红色和白色)共5种颜色差异明显的花生品种,对种皮进行类黄酮代谢组和转录组分析,明确种皮花青素合成相关的关键代谢物和关键基因。结果表明,5种花生种皮共鉴定到329种类黄酮代谢物,其中黄酮醇类物质相对含量及种类最多。共检测到19种花青素色苷,主要是矢车菊素色苷、飞燕草素色苷、矮牵牛素色苷,多以葡萄糖苷、桑布苷、芸香苷、半乳糖苷等糖苷修饰。黑色种皮花青素含量约是其他皮色的22.60~66.72倍。黑色种皮中以矢车菊素-3-O-桑布双糖苷相对含量最高。4种有色种皮分别与白色种皮相比,差异代谢物主要在花青素生物合成、类黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、异黄酮生物合成途径中显著富集。有色种皮中,类黄酮和花青素生物合成途径结构基因的高表达水平,是促进种皮花青素积累的主要原因。花青素还原酶(ANR)和糖基转移酶(UGT)是参与种皮色素沉着的候选基因,两者的活性以及对底物花青素的竞争,最终决定花生种皮的颜色模式。本研究解析了类黄酮物质对花生种皮颜色合成的调控机制,可为特色花生品种培育以及营养价值利用提供重要参考。

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。

不同肥料类型与施肥方式对花生籽仁品质的影响

为进一步探究施肥技术措施(分层施肥技术、减氮增钙技术等)对花生籽仁品质的调控作用,通过设置大田试验,研究施肥技术对花生籽仁品质的影响。试验一:选取2个试验区(济阳、饮马泉),设置0和600 kg·hm^(-2)(Ca_(0)、Ca_(600))2个钙肥水平和0、75、150、225、300 kg·hm^(-2)5个氮肥水平;试验二:设肥料机械分层条施(L)、人工撒施(B)两种施肥方式,选择含有100 d释放期的花生专用缓释复混肥(SF)、普通复合肥(CF),另设不施氮肥对照(N_(0))共5个处理。结果表明:(1)与N_(0)相比,施氮花生籽仁中粗蛋白含量提高1.24~3.57个百分点、总氨基酸含量增加1.19~3.70个百分点、亚油酸含量提升0.93~2.41个百分点,同时部分脂肪酸组分和氨基酸组分含量等均随施氮量的增加有不同程度的提高;但籽仁含油量降低1.70~5.34个百分点。与不施钙处理(Ca_(0))相比,施钙(Ca_(600))处理的籽仁中粗蛋白、总氨基酸含量分别降低0.10~1.55个百分点、0.02~1.23个百分点,但含油量提高0.16~2.62个百分点。氮肥与钙肥配施可减小粗蛋白含量增幅与含油量降幅。“减施氮肥+增施钙肥”栽培技术有利于调控、改善花生籽仁品质。(2)相同施肥方式下,与复合肥(CF)相比,专用复混肥(SF)处理提高了籽仁粗蛋白含量和含油量。与人工撒施(B)相比,分层施用复合肥(CFL)或花生专用复混肥(SFL)花生籽仁粗蛋白、总氨基酸含量分别降低0.34~1.39个百分点、0.14~0.34个百分点,而籽仁含油量增加0.22~1.16个百分点。(3)产量与粗蛋白、总氨基酸、亚油酸含量之间呈极显著正相关(P<0.01),而产量与含油量、油酸含量呈显著负相关。粗蛋白与总氨基酸及组分、亚油酸含量间呈极显著正相关,与含油量存在极显著负相关关系。综上,生产中同时需要多产油和较多粗蛋白时,建议采用减氮增钙绿色高效栽培技术,也可施用花生专用复混肥,配套分层施肥高效栽培技术。

以^(15)N示踪技术分析叶面施氮对花生氮素吸收、分配及利用率的影响

叶面追肥是现代农业作物丰产栽培常用田管技术。为探明叶面施氮次数与浓度对花生氮素吸收积累、运转分配及利用率影响,揭示叶面追氮对植株不同器官建成和功能维持的营养机制,试验设5个处理:T0为对照;T1尿素浓度1%,收获前35d追施1次;T2尿素浓度3%,追施时间同T1;T3尿素浓度1%,收获前50 d、35 d和20 d追施3次;T4尿素浓度3%,追施时间同T3。氮肥用^(15)N标记尿素和普通尿素。结果表明:(1)叶面施氮植株氮含量提高0~0.22个百分点,且有T4>T3>T2>T1,其中营养体(根、茎、叶)增幅较大,比对照提高0.17~0.45个百分点,生殖体含量(果针、果壳、籽仁)增幅较少;施氮处理植株氮积累量提高平均19.8%,其中营养体平均增42.1%,生殖体平均增长12.7%。(2)叶面追施的氮在不同器官的分配比例存在较大差异,籽仁>叶>茎>果壳>果针>根,其中籽仁、叶各约占60%和30%,其余器官比例较少;追施时间对氮素分配有一定影响,收获前35 d追施更有利向生殖体分配,比收获前50 d和20 d两处理平均高7.9个百分点。(3)植株氮素效率随叶面施氮数量的增加而降低;施氮次数少或氮肥浓度低肥料利用率高,1次追施氮肥利用率平均70.6%,比3次追施平均高37.7个百分点;不同追施时间比较,收获前35 d追施氮肥利用率最高,较收获前50 d和20 d两处理的平均值分别高1.8和3.9个百分点。综上,叶面施氮可显著提高植株氮代谢水平,促进氮素吸收、积累,营养体尤为明显,是花生生育后期“护根保叶”生理机制和根系氮源难以取代的技术措施;叶面追施的氮主要分配在荚果和叶片中,是花生提高产量和叶片光合作用的生理机制;叶面追氮肥料利用率明显高于根系施肥,是花生经济施肥的有效途径;植株氮效率随叶面施氮数量的增加而降低,追施次数少或氮肥浓度低肥料利用率高。本研究可为花生叶面施肥提供理论依据和技术支撑。

药剂拌种对花生幼苗生长及产量的影响

为筛选有利于花生生产的拌种剂,在湖北襄阳和武汉通过3年大田试验比较了5种药剂对不同花生品种出苗率、保苗率和产量的影响,并测定带菌种和高油酸种子经萎锈灵·福美双拌种后的出苗率和苗期生长指标。结果表明:五种药剂拌种处理均可在一定程度上提高花生的出苗率、保苗率及产量,其中萎锈灵·福美双效果最优,在出苗率、保苗率和产量方面分别提高了13.2%,17.1%和28.2%,显著高于对照;带菌种和高油酸种子经萎锈灵·福美双拌种后显著提高了出苗率和保苗率。幼苗生长指标与对照组总体无显著差异,表明该拌种剂对花生安全。本研究筛选出适合长江流域花生产区的种子处理药剂萎锈灵·福美双,可促进花生出苗、保苗和增产,对促进带菌种和高油酸花生种子的出苗效果更加明显。

麦秸还田下施氮量对花生结荚期土壤养分及细菌群落结构的影响

为探讨麦秸还田下施氮量对小麦花生轮作模式中花生土壤养分及微生物群落的影响,试验设置4个施氮水平(0、45、90和180 kg/hm^(2)),研究了花生结荚期土壤养分含量、土壤酶活性、土壤细菌群落结构和多样性。结果表明,同一施氮量条件下,麦秸还田增加花生结荚期土壤养分含量和土壤酶活性,其中土壤全氮含量增幅为12.8%~23.1%、全碳含量增幅为20.9%~35.4%、土壤微生物量碳和氮含量增幅均高于48.3%,麦秸还田改变花生结荚期土壤各细菌门的相对丰度且影响细菌功能。麦秸还田条件下土壤微生物碳氮含量、土壤酶活性及花生产量均随施氮量增加呈先上升后下降的趋势。45 kg/hm^(2)施氮水平土壤微生物量碳氮含量、土壤蔗糖酶、土壤纤维素酶活性最高,土壤细菌丰富度指数高,变形菌门、酸杆菌门细菌相对丰度受麦秸还田影响最大,且45 kg/hm^(2)施氮水平土壤全氮、全碳含量、花生产量与90 kg/hm^(2)施氮水平无明显差异。相关性分析表明,各处理的土壤细菌群落组成受土壤全氮、全碳、铵态氮、微生物量碳氮含量影响。说明麦秸还田和施氮不仅影响花生结荚期土壤养分含量、土壤酶活性还影响土壤细菌群落组成,且麦秸还田条件下45 kg/hm^(2)施氮水平既能保证花生稳产,又能增加结荚期土壤微生物碳氮含量,改善土壤微生态环境。因此在小麦-花生轮作模式中麦秸还田花生可减少氮肥用量。

近红外光谱法快速检测花生籽仁主要品质指标定量模型的研究

建立花生籽仁粗蛋白、粗脂肪、油酸、亚油酸含量的近红外光谱快速测定方法。利用波通DA7200型近红外分析仪采集近红外光谱,采用凯氏定氮法、索氏提取法分别测定粗蛋白、粗脂肪的含量,采用气相色谱法测定油酸、亚油酸的相对含量,采用偏最小二乘法,构建花生籽仁主要品质指标含量的近红外预测模型。结果表明,模型对花生籽仁粗蛋白、粗脂肪、油酸、亚油酸含量的决定系数分为0.9270、0.9647、0.9915、0.9915,均方根误差分别为0.8702、0.5631、1.6671、1.4040。经外部验证,独立测试集决定系数分别为0.9608、0.9460、0.9605、0.9492。该模型对花生籽仁粗蛋白、粗脂肪、油酸、亚油酸含量的预测准确,可实现花生籽仁主要品质指标的快速、无损测定,提升高品质花生新品种的育种效率。

不同储藏方式对花生种子萌发的影响

为探明不同储藏方式对花生萌发的影响,以高油酸花生品种豫花37号和开农1715、高油花生品种远杂9102和豫花9326为试验材料,选用不同储藏温度和包装方式,研究不同储藏方式对种子发芽能力、氧化程度、内源激素含量的影响。结果表明,花生类型、储藏温度和包装方式均对花生种子的耐储性有显著影响,较高的油酸含量、低温和自封袋储藏条件,可有效减缓种子氧化进程,维持种子内源激素含量在相对较高水平,从而保证种子活力及发芽能力。相较常温储藏,低温储藏可较好地保持种子活力,低温储藏39个月后,四品种平均发芽率在82%以上,而常温储藏四品种平均发芽率不足32%;包装方式以自封袋优于塑料袋优于网袋,低温储藏39月后,自封袋、塑料袋、网袋发芽率分别保持在85%、83%、80%左右,常温储藏39月后,自封袋、塑料袋、网袋发芽率仅38%、33%、24%左右;高油酸花生品种比普通花生品种更耐储藏,储藏39个月后,两高油酸品种的平均发芽率可保持75%以上,而两普通花生品种的平均发芽率则不足40%。就花生类型而言,高油酸花生的耐储性要优于普通花生,且如果降低环境温度,增加包装的密封程度,还可在一定程度上提高种子的储藏后的活性。

哈茨木霉T-102菌剂的制备及其对花生纹枯病和土壤生物多样性的影响

由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的纹枯病是花生生产中一种重要的土传病害,严重威胁花生的产量安全和质量安全,是花生产业可持续健康发展中的主要障碍因子。本研究利用微生物深层发酵的方法,将分离获得的具有较好防效的哈茨木霉菌株T-102进行发酵,在150 r/min、20℃及初始接种浓度为7.5%的最佳条件下,获得活菌数可达105 cfu/mL的水悬浮剂。通过在山东临沂和河北唐山开展的田间防控试验结果表明,哈茨木霉菌株T-102水悬浮剂对花生纹枯病的防效明显,与对照相比,病情指数显著降低,同时具有显著的促生增产作用,增产效果分别达到41.2%和31.7%。另外,研究发现,应用生防菌剂能够显著改善花生根际微生物的种群结构和多样性,降低有害微生物的种群丰度。该菌剂的研发成功,有望进一步的商业化开发与应用。

花生COP1基因的克隆及表达特征分析

为了探究花生中COP1基因的序列及表达特征,本研究从花生中克隆获得2个COP1基因,分别命名为AhyCOP1a和AhyCOP1b,以此为基础进行了相关分析。结果显示,AhyCOP1a和AhyCOP1b分别长2103 bp和2049 bp,均含有13个外显子和12个内含子。聚类结果显示AhyCOP1a和AhyCOP1b与双子叶作物的COP1基因聚成一类,且分别与AduCOP1和AipCOP1亲缘关系最近,表明AhyCOP1a和AhyCOP1b的进化分别始于花生野生种Ar⁃achis duranensis和A.ipaensis。此外,AhyCOP1a和AhyCOP1b分别有6个和7个WD40重复基序。各类物种的COP1基因在N端相似度较低,在C端WD40结构域部分相似性较高,表明WD40结构域是COP1基因的主要核心功能区域。组织表达结果显示,AhyCOP1a和AhyCOP1b在地上部的表达显著高于地下部,花中最高,其次为叶和茎。但AhyCOP1a在地下组织的表达量在显著高于AhyCOP1b,暗示AhyCOP1a在地下组织发育过程中的作用更大。此外还发现光照可以促进花生COP1基因的表达,表明花生中COP1基因的表达受光照显著影响。总之,本研究结果初步明确了花生中COP1基因的序列及表达特征,为后续深入探究COP1基因的分子功能奠定了基础。