8个紫花苜蓿品种在干热区生产性能和营养价值评价

为了筛选出适宜热带亚热带地区种植的苜蓿优良品种,在干热河谷区元谋,采用方差分析方法和灰色关联度分析方法,对2017年引进的8个紫花苜蓿品种进行生产性能和营养价值研究。结果表明:(1)参试的8个紫花苜蓿,在本区均能安全越冬,正常生长,生育期205~215 d。(2)株高最高的品种为WL525HQ,达到70.20 cm,与维多利亚、德钦、赛迪7号和WL712HQ品种有显著差异(P<0.05)。一级分枝数最高的品种为WL656品种,为27.20枝,WL712HQ和G8品种间有显著差异(P<0.05)。茎叶比最高的品种为WL712HQ品种,为1.10,与德钦和赛迪7号品种间有显著差异(P<0.05)。年均干草产量最高的是赛迪7号紫花苜蓿,显著高于德钦品种(P<0.05),2018年、2019年、2020年和三年的平均产量分别为34217.40 kg/hm^(2)、32527.55 kg/hm^(2)、22024.93 kg/hm^(2)和29589.96 kg/hm^(2),所有参试材料在2018年和2020年每年可刈割8次,2019年为9次。(3)5号品种粗蛋白和全磷含量显著高于其他品种(P<0.05),分别为21.43%和0.25%。WL903品种粗纤维含量显著高于其他品种(P<0.05),含量为23.51%。(4)经灰色关联度分析,8个紫花苜蓿品种排名前3的为赛迪7号、WL525HQ、维多利亚。综上,赛迪7号、‘WL-525HQ’、维多利亚表现较好,可在干热河谷区大面积推广应用。

干热区紫花苜蓿的生产性能和营养价值评价

在云南省干热河谷区,以不同紫花苜蓿(Medicago sativa)品种(系)作为研究对象,应用方差和灰色关联度的分析方法对其生产性能及营养成分进行综合评价。结果表明,8个品种(系)的一级分枝数和水分有明显差异。所有参试材料在2018年和2020年每年可刈割8次,2019年为9次。6号苜蓿品种‘南苜701-特克拉’的年均干草产量最高,达到29589.96 kg·hm^(-2),显著高于5号‘四季旺’和8号‘德钦’(P<0.05)。在2018年,8个苜蓿品种(系)产量在4个季度中从高到低的排列顺序为第3季度>第2季度>第4季度>第1季度。所有供试材料的粗纤维、粗脂肪、粗灰分、全钙、无氮浸出物差异均不显著(P>0.05)。8号品种‘德钦’的粗蛋白含量(21.43%)、粗灰分(10.16%)和全磷含量(0.25%)均最高,粗纤维含量最低(18.36%)。经灰色关联度分析表明,‘热引41号紫花苜蓿’‘德钦’‘多叶’和‘WL525HQ’的综合表现较好,在该地区具有较高的推广利用价值。

饱和烷烃处理下紫花苜蓿(Medicago sativa)的转录学特征

为探究紫花苜蓿在石油污染下的耐受机理,采用超声碎促溶的方法,将3种有机物(十二烷、十六烷和二十四烷)配置成质量分数均为1%的混合溶液,模拟饱和烷烃污染对紫花苜蓿幼苗进行处理,分别对污染0,6,24 h的植株取样进行转录组学分析,共获得1431个差异表达基因(DEGs)。GO富集分析表明,这些DEGs主要涉及蛋白结合、代谢途径和催化活性等;KEGG富集分析表明,DEGs主要富集到植物病原体相互作用、MAPK信号通路和光合生物碳固定途径等。qRT-PCR验证转录组结果可靠。研究结果为研究植物降解和耐受原油中饱和石油烃污染机制原理及后续筛选和培育耐石油污染植物提供理论依据。

水稻Ⅲ类过氧化物酶基因IPH1调控水稻株高

过氧化物酶(peroxidase, PRX)是过氧化物酶体的标志酶,能够保护细胞免受氧化损伤和解除H2O_(2)的毒害作用,还可以增强自然杀伤细胞的活性,调节细胞的增殖、分化和凋亡等.其中Ⅲ类过氧化物酶(CⅢPRXs)是植物中特有的过氧化物酶家族,通过清除活性氧(ROS)在植物免疫中发挥重要作用,然而CⅢPRXs在水稻株型建立中的功能尚不清楚.通过基因编辑技术CRISPR/Cas9获得CⅢPRXs基因(LOC_Os12g09460)两种不同形式的敲除突变体iph1-1,iph1-2.iph1突变体的株高显著高于野生型,除倒1节节长(即第5节)外,其他节节长均显著或极显著长于野生型.农艺性状考察表明,穗长及结实率等主要性状差异无统计学意义;通过RT-qPCR技术进行的表达模式分析表明,IPH1在根、茎、叶、鞘、穗中均表达,并在茎和鞘中表达相对较高;亚细胞定位分析表明,IPH1蛋白主要定位于过氧化物酶体中.进一步通过生理分析,发现突变体中过氧化物酶活性显著降低,同时H2O_(2)质量分数显著增加.这些结果初步证实了IPH1能够通过过氧化氢途径调控水稻株高的形成,可为丰富株高调控网络提供有利的基因资源,进一步为株型相关生物育种奠定基础.

龙菁1号紫花苜蓿新品种的选育

试验为解决寒区优质紫花苜蓿种质资源匮乏的难题,以抗寒、高产为育种目标,2002年起对9个国内外紫花苜蓿品种经过混合单株选择法及四代田间表型混合选择,选育龙菁1号紫花苜蓿品种。结果显示:在品种比较试验中,龙菁1号紫花苜蓿的干草产量、越冬率和粗蛋白含量最高,分别为10920.2 kg/hm^(2)、95.2%、19.22%;在区域试验中,龙菁1号紫花苜蓿在吉林白城地区的干草产量(11866.18 kg/hm^(2))最高;在生产试验中,与龙牧803、WL323HQ相比,龙菁1号紫花苜蓿在杜蒙地区的干草产量(10088 kg/hm^(2))最高。研究表明,龙菁1号紫花苜蓿品种的耐寒性、干草产量、粗蛋白含量均优于龙牧803和WL323HQ,是适合东北寒区人工草地建植、退化草原改良、粮改饲和草田轮作的优质牧草。

紫花苜蓿与披碱草混合青贮对体外瘤胃发酵特征的影响

为探究不同比例的紫花苜蓿和披碱草的混合青贮效应对人工体外瘤胃发酵参数的影响,以紫花苜蓿单独青贮为对照,采用体外瘤胃发酵法对紫花苜蓿和披碱草按照不同比例进行混合青贮,分析6~24 h内青贮的体外产气量(GP)、甲烷产量(CH_(4))、氨态氮(NH_(3)-N)、体外干物质降解率(IVDMD)、pH、挥发性脂肪酸(TVFA)等体外消化参数,并通过计算多项指标综合指数(MFAEI)对各试验组进行综合评定。结果表明:各处理组的GP、CH_(4)、NH_(3)-N、IVDMD均随发酵时间而升高,pH在6.24~6.77之间且差异不显著(P>0.05)。混贮组的GP、CH_(4)、IVDMD、乙酸(AA)、TVFA和乙酸/丙酸(AA/PA)值在各时间段内均呈现A_(2)组>A_(3)组>A_(4)组的趋势,且显著高于A_(1)组(P<0.05);NH_(3)-N浓度随发酵时间呈A_(4)组>A_(3)组>A_(2)组的趋势且显著高于A_(1)组(P<0.05)。紫花苜蓿单贮(A_(1)组)时AA/PA<3,瘤胃内发酵类型属于丙酸发酵,随着混贮中披碱草含量的增加,AA/PA值在各时间段内显著增加(P<0.05),其中A_(2)组在6 h~24 h内AA/PA>3,瘤胃中发酵类型由丙酸发酵转变为乙酸发酵。根据瘤胃发酵的各项指标和多项指标综合指数后A_(2)组最高,30%紫花苜蓿+70%披碱草混合青贮的体外消化效果最佳。

多倍体水稻DHF-CBS基因的抗旱性鉴定

为探究干旱胁迫下DHF-CBS基因调控多倍体水稻(Oryza sativa L.)的抗旱机制,选取2种水稻品种,分别为多倍体植株中花-11(DHF-CBS基因)、突变体植株UC-32(不表达DHF-CBS基因),对2种水稻的GUS化学染色结果、组织含水量、脱落酸(ABA)含量、硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)含量、谷胱甘肽(GSH)含量等进行分析。结果表明,干旱胁迫第7天,中花-11仍有部分叶片保持绿色且坚挺,干旱胁迫第11天时整株叶片变黄,甚至有的叶片变枯,经过干旱胁迫后的表型观察发现,中花-11比UC-32的抗旱能力强;对水稻的含水量、ABA含量、TBARS含量、GSH含量进行分析,表明中花-11的抗旱性优于UC-32,说明DHF-CBS基因增强了水稻的抗旱能力。

黄花苜蓿MfNAC34基因克隆及特性分析

NAC转录因子具有调节植物生长发育和应答非生物胁迫的功能。本研究从内蒙古锡林郭勒草原野生黄花苜蓿材料中克隆获得1个NAC家族蛋白基因MfNAC34(GenBank登录号为MH481768),分析MfNAC34基因编码蛋白的理化性质、亚细胞定位和转录激活特性。结果显示:MfNAC34基因开放阅读框序列为621 bp,编码亲水性蛋白质,分子量为23.52 kD,理论等电点为4.09。MfNAC34为定位在细胞核内的胁迫诱导的转录因子,且转录激活域位于其C端。

苜蓿基因组密码子偏好性分析

物种基因的密码子使用具有偏好性,能避免氨基酸的错误掺入。苜蓿(Medicago)密码子的偏好性尚未见报道。为揭示苜蓿属基因组密码子偏好性特点,我们利用软件分析四种苜蓿基因编码区密码子组成、相对同义密码子使用频率(RSCU)等参数探讨密码子偏好性特点,同时用多种方法分析造成苜蓿密码子偏好性的影响因素,计算确定苜蓿的最优密码子,最后通过聚类分析研究物种间密码子使用偏好性进化关系。结果表明:四种苜蓿的密码子偏好性相对较弱,其中‘中苜1号’最弱,苜蓿密码子第三位偏爱使用A/T;四种苜蓿密码子偏好性受自然选择压力的影响大,最优密码子多以A/T结尾;四种苜蓿的偏好性相似,且与烟草(Nicatiana tabacum L.)、番茄(Solanum lycopersicum L.)偏好性接近。本研究为苜蓿密码子优化应用提供了理论基础,特别是通过优化可以提高Cas9蛋白表达量促进基因编辑。

天门市水稻病虫害绿色防控技术示范

介绍天门市水稻(Oryza sativa L.)病虫害绿色防控技术的示范情况与成效,集成了一套以生态防控、物理诱杀、生物防治和化学农药减量增效为主的防控技术模式,厘清防控措施实施中存在的问题,提出加强农产品质量安全监管、打造绿色农产品品牌、加强宣传培训、加大政策与资金投入的对策与建议,为农作物病虫害绿色防控提供参考。

蒺藜苜蓿MtbHLH25基因克隆、亚细胞定位及表达分析

[目的]bHLH转录因子数量众多,能够广泛参与植物的生长发育和逆境胁迫等过程。试验以蒺藜苜蓿R108为材料,克隆MtbHLH25基因并探究其功能,为研究蒺藜苜蓿bHLH转录因子的功能提供帮助。[方法]通过PCR扩增技术从蒺藜苜蓿中克隆MtbHLH25基因和启动子,构建酵母表达载体,并用LiAc转化法转移到Y2H Gold酵母菌株中进行酵母自激活检测,构建亚细胞定位载体,并通过冻融法转入农杆菌EHA105,菌液注射到烟草下表皮细胞后,用SP8激光共聚焦显微镜观察,通过实时荧光定量PCR技术研究MtbHLH25基因的时空表达水平。[结果](1)从蒺藜苜蓿中克隆出MtbHLH25基因和启动子,该基因总长882 bp,共编码293个氨基酸。启动子序列分析表明其包含ABA、MeJA、GA和SA等响应元件。(2)MtbHLH25蛋白与蚕豆和长柔毛野豌豆中bHLH蛋白高度同源。(3)MtbHLH25蛋白定位于细胞核。(4)酵母自激活检测结果显示MtbHLH25蛋白具有自激活活性。(5)MtbHLH25在蒺藜苜蓿根、茎、叶、花和果实中均有表达,其中在根中表达水平最高;外源SA、MeJA、ABA、GA以及盐胁迫使MtbHLH25基因表达量都呈下降趋势,表明SA、MeJA、ABA、GA以及盐胁迫对MtbHLH25基因表达起负调控作用。干旱胁迫能够显著诱导MtbHLH25基因表达量上调,说明该转录因子在干旱胁迫中起正调控作用。[结论]MtbHLH25基因对盐胁迫敏感,在干旱胁迫中发挥正调控作用;MtbHLH25蛋白具有自激活活性,对下游启动子调控的报告基因具有激活作用。

蒺藜苜蓿MtMYB16基因克隆、表达及转录自激活分析

植物中MYB转录因子数量众多,功能多样,在植物生长发育、逆境响应等多方面发挥着重要作用。为研究MYB转录因子在蒺藜苜蓿中的功能,本研究采用PCR技术从蒺藜苜蓿中克隆MtMYB16基因,该基因开放阅读框1074 bp,共编码357个氨基酸。进化树分析结果显示,MtMYB16蛋白与白花草木樨中MYB蛋白同源性最高。亚细胞定位结果显示,MtMYB16蛋白定位在细胞核中。酵母自激活检测结果显示,MtMYB16蛋白具有自激活活性,自激活结构域位于C端。表达分析结果显示,MtMYB16在蒺藜苜蓿根、茎、叶、花、果实中均有表达,在根中表达水平最高;IAA、MeJA能够降低MtMYB16表达水平;盐胁迫和干旱胁迫下,MtMYB16表达量在1.0 h时迅速增加,说明MtMYB16可能具有响应盐及干旱胁迫的功能。

稻瘟病抗性基因Pi2、Pita的特异KASP标记开发与应用

【目的】水稻稻瘟病抗性基因Pi2和Pita是对华南稻区稻瘟病生理小种具有广谱抗性的基因,对水稻的稻瘟病抗性育种具有重要应用价值,开发一套高效的鉴定方法有利于提高水稻抗病品种培育效率。【方法】根据高抗稻瘟病品种‘黄广油占’与高感稻瘟病品种‘广陆矮4号’在Pi2基因的第787位、第788位密码子上的变异GCA GGA/GTG TTA,以及高抗稻瘟病国际稻种质资源Tetep与高感稻瘟病地方种质资源丽江新团黑谷在Pita基因第6 640位碱基上的变异G/T,基于竞争性等位基因PCR(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)标记技术原理,开发抗稻瘟病基因的分子标记。【结果】开发了两个抗稻瘟病基因Pi2和Pita的功能位点KASP标记(W-Pi2、W-Pita),利用标记对广东省农业科学院水稻研究所培育的常规稻、香稻、杂交稻新品种进行检测,筛选出抗性品种19个,其中单个基因检测为抗病等位基因型的水稻品种有13个,两个基因均为抗病等位基因型的品种有6个,比较两个标记结果,Pi2抗性等位基因在育成品种中的频率高于Pita抗性等位基因频率。综合所有结果,表明2个标记可在早期(种子或苗期)检测育种材料抗稻瘟病基因Pi2和Pita的等位基因型,无需将育种材料种植到病圃鉴定即可筛选出抗病单株。【结论】利用开发的KASP功能分子标记W-Pi2、W-Pita能够较好区分不同抗性的水稻亲本品种,可清楚区分水稻育种材料间不同的等位基因型,对育种材料进行准确筛选。

燕麦对滨海盐渍土的适应性及纳盐改土效果

为探索燕麦植株对滨海盐渍土的适应性及纳盐改土效果,本试验以白燕2号为材料,在东营的3种类型滨海盐渍土上(轻度、中度、重度)设6个区顶凌播种,观测燕麦农艺性状及田间覆盖率,测定燕麦全株及籽粒产量和燕麦不同部位及收获期0~20 cm土层土壤可溶性盐和Na+含量。结果表明,白燕2号在3种滨海盐渍土壤中均能生长,但适应程度不同,全株产量为3.320~18.780 t·hm^(-2),籽粒产量为0.456~4.106 t·hm^(-2),基本趋势为轻度盐渍土>中度盐渍土>重度盐渍土;燕麦利用植株的储盐能力将盐渍土部分可溶性盐移出土壤,燕麦全株移出可溶性盐量为0.161~1.508 t·hm^(-2),籽粒移出可溶性盐量为2.961~43.242 kg·hm^(-2);春季返盐高峰后,裸露地土壤表层盐表聚严重,试验区燕麦收获期0~20 cm土层土壤可溶性盐和Na+含量均有不同程度的降低;燕麦植株不同部位的可溶性盐、Na+分配结果显示,燕麦秸秆含盐量最高,达96.954 g·kg^(-1),是根的3.576倍、籽粒的12.803倍,秸秆内Na+含量最高,为20.242 g·kg^(-1),是根的5.190倍、籽粒的55.763倍。可见,燕麦植株通过在不同部位间合理分配可溶性盐和Na+来提高燕麦的耐盐性。综上表明,燕麦植株通过吸盐、储盐、收获移盐等纳盐过程对滨海盐渍土的改良效果明显。

播量和行距对箭筈豌豆农艺结实性状及产量的影响

为了探讨豫南本地箭筈豌豆条播种植适宜播量和行距,采用双因素试验设计,分别设3个播量水平和4个行距水平,研究不同播量和行距配置对箭筈豌豆生长发育、鲜草、秸秆及种子产量结实的影响,为完善箭筈豌豆实际生产中的高产栽培技术提供科学理论指导。结果显示,播量一定时,株高、单株鲜干重随行距的增加呈现先增加后减少趋势,且在行距30、40 cm时获得最大值;茎粗和分枝数随行距的增加呈逐渐减少趋势,均在行距20 cm时获得最大值。行距一定时,株高、SPAD值随播量的增加呈逐渐增加趋势;茎粗、分枝数随播量的增加呈逐渐减少趋势。筛选出结实性播量行距最佳配置为:播量18.75 kg/hm^(2)、行距30 cm,播量26.25 kg/hm^(2)、行距30 cm和播量33.75 kg/hm^(2)、行距40 cm。不同播量和行距处理下箭筈豌豆种子、鲜草和秸秆产量差异显著(P<0.05)。种子产量以播量26.25 kg/hm^(2)、行距30 cm最高,达3753 kg/hm^(2);播量33.75 kg/hm^(2)、行距40 cm和播量33.75 kg/hm^(2)、行距30 cm次之,产量分别达3468和3436 kg/hm^(2)。鲜草和秸秆产量均以播量33.75 kg/hm^(2)、行距20 cm最高,达35910和16878 kg/hm^(2);播量33.75 kg/hm^(2)、行距30 cm和播量33.75 kg/hm^(2)、行距40 cm次之,产量分别达26761和13052、23662和12127 kg/hm^(2)。综上,以收获鲜草和秸秆产量为目的,优选播量33.75 kg/hm^(2)和行距20 cm组合配置;收获种子产量优选播量26.25 kg/hm^(2)和行距30 cm组合配置。

聚乙二醇6000模拟干旱胁迫下药物浸种对2种绿肥种子萌发的影响

为寻找在干旱胁迫下促进硬皮豆和箭舌豌豆萌发的最佳浸种药物及浓度。以箭舌豌豆和硬皮豆种子为试验材料,浓度2%、5%和10%聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱处理,用壳聚糖、水杨酸、氯化钙和乙烯利对种子进行引发处理,蒸馏水浸种作对照,测量发芽率、发芽指数、根鲜重、根长、根体积和根表面积等指标。结果表明,PEG-6000浓度为2%时,硬皮豆和箭舌豌豆萌发效果较好;PEG-6000浓度为5%和10%时,硬皮豆和箭舌豌豆种子萌发受抑制。2%PEG-6000溶液培养下,箭舌豌豆用药物引发后,测量指标随药物浓度升高而降低,分别在壳聚糖、水杨酸、氯化钙和乙烯利浓度为50、50、500、700 mg/L时达到最高值;硬皮豆在水杨酸50、200 mg/L和氯化钙1000 mg/L处理无萌发现象;在壳聚糖和乙烯利处理下,呈现先降低后升高变化趋势。用隶属函数法对绿肥种子发芽过程的6个生理生化指标进行综合评价,发现药物引发可缓解轻微干旱胁迫对种子萌发的影响,药物浸种24 h时,促进硬皮豆和箭舌豌豆种子萌发最佳处理方法分别是1 400 mg/L的乙烯利溶液和浓度为50 mg/L的壳聚糖溶液。

基于CiteSpace的国内工业大麻研究现状可视化分析

了解工业大麻的研究现状、把握其研究热点与趋势对于推动我国工业大麻相关的科学技术进步具有积极意义。研究借助经典文献计量分析软件CiteSpace,对CNKI数据库中的440篇工业大麻相关中文文献进行了综合分析。结果表明:国内工业大麻领域的科学研究正在快速发展,众多研究机构和团队在工业大麻的全植株利用——包括皮、茎秆、籽、根、叶、花等方面积累了丰富的研究成果。论文发表量在经历波动后呈现出快速增长趋势。当前的研究热点主要集中在高性能纤维和生物复合材料等新型材料开发、CBD等功能成分挖掘及其医疗应用、基因改良与育种等方面。此外,工业大麻在政策层面仍有较大的探索空间,研究其对行业发展的影响及其实施策略或将成为助推国内工业大麻产业健康发展的关键。

同时测定亚麻荠植株中酚酸和黄酮含量的方法研究

建立一种采用液相色谱法同时测定亚麻荠植株中8种酚酸和黄酮化合物含量的方法,并探讨亚麻荠植株醇提物的体外抗氧化活性。试验确定采用体积分数75%乙醇回流提取样品,选用Angilent Eclipse XDB plus C_(18)柱为色谱柱。结果表明:8种化合物的标准曲线回归方程线性关系良好,相关系数均大于0.999;8种化合物的加标回收率为95.26%~102.61%,建立的方法可以对不同产地的亚麻荠植株样品进行区分。抗氧化试验表明,亚麻荠植株醇提取物对羟基自由基与DPPH自由基具有较好的清除能力。

外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响

本研究以生菜高温敏感品种“黑木耳”为试验材料,研究外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响。结果表明,高温胁迫下,经过甜菜碱预处理后的生菜种子发芽率、发芽指数和种子活力与对照相比均显著提高。对种子相关生理指标进行测定,发现丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和超氧阴离子(O_(2)^(·-))与对照相比含量显著下调,而脯氨酸(Pro)含量增加,同时过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)三种酶活性显著上调。说明高温胁迫导致生菜种子中活性氧(ROS)水平升高并引起过氧化反应从而抑制种子萌发,外源甜菜碱可以通过增强抗氧化系统、清除活性氧,以及累积Pro,进而提高生菜种子的耐高温能力,起到很好的种子引发作用。

优质牧草新品种选育方法研究进展

作为草食家畜最优良和天然的饲料,牧草是草食畜牧业发展的基础和保障,是大食物观下重要的粮食资源。牧草新品种的选育是草牧业可持续发展的重要基础,在促进畜产品稳产保供能力提升及草牧业高质量发展中起着重要作用。随着对优质牧草新品种需求增加,牧草育种技术从常规育种手段进入分子育种时代,牧草新品种培育取得重大突破。本研究对国内外近100年来的牧草育种技术进行了系统的综述,包括驯化育种、杂交育种、诱变育种、倍性育种等常规育种技术,转基因、分子设计育种等基因工程育种技术,以及近年来发展起来的基因编辑技术,同时阐述了不同育种技术取得的成就和存在的问题,并对今后的牧草育种工作提出了以下展望:1)深入挖掘牧草自然资源,加强种质资源收集利用;2)以需求为导向丰富牧草新品种的育种目标,注重牧草品质的改良和抗性品种培育,充分发挥牧草的生产、生态和生活等“三生”功能;3)将常规育种手段与现代生物技术相结合,突破牧草育种瓶颈,加强优质牧草特别是羊草和苜蓿等新品种选育。旨在推动我国进入生物育种新时代,为牧草种质资源创新和优质牧草新品种选育提供参考,为建立优质高产人工草地提供技术支持,从而满足我国畜牧业日益增长的饲草需求。