新疆燕麦地方品种资源多样性分析

以新疆35个地方燕麦品种为材料，通过对生育期、株高、单株分蘖数、穗长、小穗数、单株粒重、千粒重、脂盼舍量和蛋白质含量等9个性状的分析，发现新疆的地方燕麦品种具有较丰富的遗传多样性。以变异系数为依据进行分析，5个植物学性状的变异系数在1．70％～25．81％，表现为：单株分藁数〉小穗数〉穗长〉株高〉生育期；4个经济性状的变异系数在14．84％～34．89％。表现为：蛋白质含量〉单株粒重〉千粒重〉脂肪含量。利用离差平方和法进行聚类分析，35个品种被分为具有不同特点的6个类别．可根据育种目标的不同选择亲本材料。

盐胁迫对燕麦地上干物质积累及灌浆期光合特性的影响

对不同盐浓度胁迫下4个燕麦品种丹麦444、定莜4号、白燕2号、Ronald分蘖期到灌浆期的干物质积累变化以及灌浆期燕麦旗叶的光合特性进行研究,结果表明:盐胁迫降低了燕麦干物质积累量,抑制了燕麦生长。随着盐浓度的增大和胁迫时间的持续,燕麦叶片光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率显著下降。4个品种中Ronald耐盐性最强,定莜4号最差。

配方施肥对皮燕麦地上生物量和种子产量的影响

以青引1号燕麦为研究对象,研究施肥对燕麦地上生物量和种子产量的影响。结果表明,从拔节期到成熟期,燕麦地上生物量,施肥处理高于对照CK处理,完熟期OPT处理最高,达99478.5 kg/hm2。施磷能显著提高燕麦种子产量。OPT+1/2P处理所得燕麦籽粒产量最大,为6678.3 kg/hm2。在施钾量和施磷量一定时,燕麦籽粒随施氮量的增加呈先增加后下降的趋势,OPT-1/2N处理所得籽粒产量仅低于OPT+1/2P处理,为6588.3 kg/hm2。

燕麦地上部分提取物对油菜的化感作用研究

以燕麦品种百绿1号地上部分为供体,用80%乙醇、甲醇、水、石油醚和乙腈5种溶剂分别在4℃,15℃和25℃温度下提取燕麦地上部分化感物质,通过生物活性测定法分析不同提取条件下的燕麦地上部分提取物对油菜种子萌发及幼苗生长的化感作用。结果表明:不同溶剂及提取温度下燕麦地上部分提取物的化感潜力差异显著(P<0.05),各处理均能显著抑制油菜种子萌发和幼苗根的生长,对其芽长的化感效应指数在-0.39~0.15,既有抑制作用也有促进作用。水提取物、80%乙醇提取物均对油菜种子萌发表现强烈化感作用,但作用强度不及25℃下的甲醇提取物;三者对油菜幼苗生长的影响没有明显规律。

燕麦干草饲喂肉兔的营养价值评定

本试验旨在评定燕麦干草对肉兔的营养价值,为燕麦干草在肉兔配合饲料中的应用提供营养消化参数。试验分为2部分,燕麦干草营养成分分析和饲喂肉兔的消化参数测定。燕麦干草营养成分分析选择产自甘肃省的34个批次的燕麦干草样品进行,消化试验选择上述34个批次中代表性强(营养组成与测定均值差异较小)的燕麦干草。消化试验采用全收粪法进行:选取40只平均体重为(2.2±0.2)kg的70日龄新西兰白兔,随机分成2组,每组20只(公母各占1/2),代谢笼内单笼饲养。对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂试验饲粮(85%基础饲粮+15%燕麦干草)。预试期10 d,正试期7 d。结果显示:1)燕麦干草总能以及干物质、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙、磷、无氮浸出物、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量分别为15.33 MJ/kg、89.60%、9.71%、2.02%、12.54%、1.13%、0.21%、34.50%、30.83%、48.25%、38.87%和5.58%;肉兔对其表观消化率分别为42.51%、50.15%、56.58%、83.56%、25.12%、27.86%、20.36%、65.23%、28.87%、45.25%、30.87%和-5.86%。2)燕麦干草总氨基酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、精氨酸、半胱氨酸、组氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸含量分别为8.67%、0.53%、0.45%、0.09%、0.49%、0.12%、0.22%、0.54%、0.09%、0.43%、0.46%和0.26%;肉兔对其表观消化率分别为58.23%、60.23%、62.52%、70.12%、68.25%、65.23%、58.23%、55.24%、62.35%、54.23%、59.68%和63.25%。综上可知,与苜蓿干草相比,燕麦干草粗蛋白质、粗脂肪含量偏低,粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量较高,酸性洗涤木质素含量较低,粗灰分含量偏高,钙多磷少;肉兔对燕麦干草中各营养成分的消化率存在较大差异,其中总能、干物质、粗蛋白质、粗脂肪、无氮浸出物和限制性氨基酸消化率较高,纤维组分消化率一般,粗灰分、钙、磷和非限制性氨基酸消化率偏低。

施氮量对裸燕麦源库生理特性和茎鞘NSC积累与转运的影响

为探究施氮量对燕麦源库生理特性和茎鞘间非结构性碳水化合物(NSC)积累和转运的影响,2021年和2022年选取穗粒数差异大的两个裸燕麦品种坝莜1号(穗粒数多)和定莜8号(穗粒数少)为试验材料,设置0、100和200 kg·hm^(-2)3个施氮水平,测定和分析了不同氮素供应条件下燕麦叶片光合指标、粒叶比、茎鞘NSC积累量(TMNSC)、NSC表观转运量(ATMNSC)及其对籽粒产量表观贡献率(ACNSC)的差异。结果表明,施氮对2个燕麦品种的籽粒产量具有增加效应,其中在施氮100 kg·hm^(-2)时产量最高。在100 kg·hm^(-2)施氮处理下,坝莜1号的旗叶面积、SPAD值、Pn和籽粒产量两年平均值较不施氮处理分别提高57.57%、80.70%、101.68%和40.15%,定莜8号分别提高43.70%、44.33%、69.49%和37.36%;坝莜1号的ATMNSC、ACNSC和粒叶比两年平均值较不施氮处理分别增加767.25 g、1.96倍和54.55%,定莜8号分别增加859.52 g、8.26倍和43.25%。综合以上结果,增施氮肥对两品种均有显著正向影响,坝莜1号表现出更优的源、库活性,从而获得更高的穗粒数,达到增产目的;定莜8号则表现出更优的源-库关系,增大库器官对源物质的“拉力”,促进NSC由茎鞘向籽粒的转运,弥补生育前期光合能力较弱导致的同化物质生产的不足,从而促进源库协调,提高籽粒产量。

高寒区氮添加和间作种植互作对燕麦和豌豆根系构型影响的研究

种间根系的相互作用是禾豆间作体系系统生产力提升的关键途径,外源氮素添加也能显著改变植物根系构型。然而,有关氮添加和间作种植方式对燕麦和豌豆根系构型影响的研究鲜有报道。基于此,本研究以燕麦和豌豆为对象,比较氮添加和不同间作种植方式对燕麦和豌豆生物量、根系形态及构型的影响。结果表明:1)高氮隔行间作燕麦地上和地下生物量最高,而高氮单播豌豆生物量最高;2)高氮隔行间作燕麦除根体积和根尖数外,其他根系形态参数显著高于单播燕麦,高氮单播豌豆的根表面积、根体积和根尖数最高,而未添加氮单播豌豆的分叉数、内部和外部连接数最高;3)高氮间作燕麦拓扑指数和分形维数较高,未添加氮单播豌豆分形维数较高;4)氮添加和间作种植可增加燕麦根体积、根表面积、外部连接数和促进侧根生长,而间作种植和氮添加却降低豌豆根系连接数、根尖数、内部连接数和抑制侧根发育。由此可见,氮添加和间作种植通过增加燕麦根系与土壤接触面积强化燕麦获取土壤的能力,进而使间作燕麦生物量快速增加,这将为燕麦和豌豆间作体系中燕麦常表现出强竞争力和积累高生物量提供直接证据。

燕麦F_(1)代杂种优势及F_(2)代遗传变异分析

为了探讨燕麦正、反交杂种后代的杂种优势及遗传变异,本研究以引进品种爱沃和国产品种陇燕5号为亲本配制正、反交组合,对其F_(1)和F_(2)代的性状进行了观测,分析了其表型差异及杂种优势,探讨了F_(2)群体的遗传变异情况。结果表明,正、反交对F_(1)代的表型和杂种优势有显著影响,正交(爱沃(♀)×陇燕5号(♂),AL5)F_(1)代比反交(陇燕5号(♀)×爱沃(♂),L5A)早熟6 d,其株高、主穗粒数、千粒重和穗下节长显著大于反交,而旗叶长宽、倒二叶长均显著小于反交(P<0.05);正、反交F_(1)主穗长的超亲优势最大,分别为41.33%和31.92%,茎粗的超亲优势分别为−45.53%和−36.92%。F_(2)群体遗传变异幅度较大,分离现象明显。分蘖数和有效分蘖数的遗传变异系数和相对遗传进度最大,株高和茎粗的广义遗传率最高。叶片数和主穗粒数在正交和反交F_(2)中的遗传变异系数较为接近,但广义遗传率和相对遗传进度差异却很大。在F_(1)代超亲优势显著的茎粗和主穗长在F_(2)呈近似正态分布,正交F_(2)群体中有6.50%的个体主穗长的超亲优势大于30.00%,而反交主穗长的最大超亲优势为23.30%。总体而言,分蘖数、有效分蘖数具有较大的选择空间,株高、茎粗、主穗长等性状可在早代进行选择♂。

我国籽实和饲草燕麦土壤有效磷丰缺指标与推荐施磷量初步研究

为了给我国燕麦测土施磷提供科学依据,本研究采用“零散实验数据整合法”和“养分平衡-地力差减法新应用公式”,开展了我国燕麦土壤有效磷丰缺指标与推荐施磷量研究。结果表明,我国燕麦土壤有效磷第1~8级丰缺指标依次为≥45、24~45、12~24、6.2~12、3.2~6.2、1.7~3.2、0.9~1.7和<0.9mg/kg。当磷肥当季利用率为15%~35%时,目标产量1.5~6.0t/hm^(2)籽实燕麦第1~8级土壤推荐施磷量分别为0、4~40、9~80、13~120、17~160、21~200、26~240和30~280kg/hm^(2);目标产量4.5~15t/hm^(2)饲草燕麦第1~8级土壤推荐施磷量依次为0、6~50、13~100、19~150、26~200、32~250、39~300和45~350kg/hm^(2)。本研究建立了我国籽实和饲草燕麦土壤有效磷丰缺指标推荐施肥系统,为我国燕麦测土施磷奠定了科学基础。

半干旱地区燕麦种子产量及其相关农艺性状

本研究选取19个燕麦(Avena sativa)品种(系)的产量相关性状指标,采用相关性分析、通径分析、灰色关联度分析以及聚类分析,探讨甘肃中部半干旱地区燕麦种子产量影响因素并筛选综合性状优良的燕麦种质。结果表明:燕麦种子产量为3 283.33~5 833.33 kg·hm^(-2),其中‘Cinskinaly’的产量最高。种子产量与千粒重、成穗数极显著正相关(P <0.01),与单株穗粒重显著正相关(P <0.05),而与株高显著负相关(P <0.05);通径分析结果表明,单株穗粒数、单株穗粒重、千粒重是决定种子产量的重要因素。聚类分析将19份燕麦材料析划分为4个类群:第Ⅰ类可作饲草资源加以筛选利用;第Ⅱ类适合作高产抗倒伏产籽型品种;第Ⅲ类为优选裸燕麦材料;而第Ⅳ类生产适应性和田间表现差,可直接淘汰。筛选出综合表现较佳的两个裸燕麦品系‘201006-01-01-9’‘201003-06-5’和1个皮燕麦品系‘201113-03-05’,可提升到甘肃省区域试验。

饲用型皮燕麦新品种——科合3057

科合3057是黑龙江省农业科学院草业研究所(黑龙江省农业科学院对俄农业技术合作中心)2012年以国外引进的饲用型燕麦品种HZY302为母本、粮饲兼用型裸燕麦品种白燕2为父本配制杂交组合,通过系统法选育而成的饲用型皮燕麦新品种。于2023年1月通过黑龙江省草品种审定委员会审定,审定编号:BV-2022-003。

氮肥和钛离子对燕麦光合生理和农艺性状的影响

为提高植物对氮素的吸收利用效率,本试验以尿素和钛离子为影响因子,采用完全随机试验设计,通过测定分析燕麦净光合速率、水分利用效率等光合生理指标以及株高、分蘖、草产量等农艺性状,研究不同施肥处理对燕麦光合生理和农艺性状的影响。结果表明,氮肥显著提高了燕麦叶片气孔导度、胞间CO_(2)浓度、鲜草产量、干草产量、茎重、叶重以及叶面积指数(P<0.05),对燕麦的净光合速率的提高亦具有一定的促进作用;钛离子显著提高了燕麦净光合速率、鲜草产量、叶面积指数(P<0.05);氮肥和钛离子配合施用对燕麦的光合生理和生产性能具有协同效应,施肥方式为撒施90 kg/hm^(2)尿素+叶面喷施800倍钛离子稀释液(Ti^(4+)约4.38mg/L)时,能让燕麦产量与光合性能达到最优,适宜在燕麦牧草生产上推广应用。

新疆昌吉15个引进饲用燕麦品种的生产性能综合评价

为了筛选出适宜新疆昌吉种植的饲用燕麦(Avena sativa)品种,助力该地区畜牧业可持续发展,本研究通过田间试验对15个引进的饲用燕麦品种的生产性能进行了2年的测定,并应用灰色关联法对不同品种燕麦的产量、营养品质及饲喂价值等11个指标进行了综合评价。结果表明,灌溉条件下15个燕麦品种从播种至刈割(乳熟期)需56~77 d;灰色关联度综合排名前5的品种依次为:‘甜燕1号’(0.7307)、‘青牧3号’(0.7115)、‘草莜1号’(0.6746)、‘白燕3号’(0.6679)、‘坝燕4号’(0.6527);年均干草产量在12000 kg·hm^(-2)以上的为:‘甜燕1号’(12096.96 kg·hm^(-2))和‘青牧3号’(12143.17 kg·hm^(-2));相对饲草质量(Relative feed quality,RFQ)值在140以上的为:‘青牧3号’(148.63)、‘甜燕1号’(147.95)、‘草莜1号’(143.62)、‘甜燕70’(140.34);倒伏率30%以上的品种为:‘青牧3号’(36.25%)、‘甜燕70’(32.50%)、‘白燕3号’(32.50%)。结合品种的干草产量、品质及倒伏率,综合评价认为‘甜燕1号’‘草莜1号’和‘坝燕4号’适宜在本地区推广种植。

燕麦AsSOS1基因克隆及盐胁迫下的表达分析

为探索燕麦主要耐盐基因AsSOS1(Na^(+)/H^(+)逆向转运蛋白)的功能,本研究以耐盐品种青永久195为供试材料,在种子实生苗沙培3周后克隆AsSOS1基因,对其蛋白序列进行同源比对并分析理化性质,预测蛋白的跨膜结构和亲/疏水性以及二级和三级结构,用qRT-PCR分析100 mmol/L NaCl胁迫下AsSOS1基因在燕麦根、茎、叶中的表达。结果表明,AsSOS1的开放阅读框长度为3411 bp,编码1137个氨基酸;AsSOS1蛋白分子量为126.088 KDa,等电点6.62,属于酸性蛋白,稳定系数45.14,疏水性蛋白;AsSOS1蛋白二级结构中包含48.20%的α-螺旋和33.77%的无规则卷曲,三级结构与二级结构预测结果一致,以α-螺旋为主;跨膜结构域预测结果显示,AsSOS1蛋白中包含胞外结构域、跨膜螺旋结构域和胞内结构域,其中氨基酸序列11~424是Na^(+)/H^(+)逆向转运蛋白的保守序列,预测该区域与植物耐盐性相关;进化分析发现,其与硬直黑麦草的亲缘关系最近,相似度高达96%。正常生长条件下,AsSOS1基因在燕麦根、茎、叶中均有表达;在100 mmol/L NaCl胁迫下,AsSOS1基因在茎和根中的表达量分别增加了171.4%和54.1%,说明AsSOS1受盐胁迫诱导,在燕麦耐盐过程中起重要作用。

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。

燕麦不同组合正、反交杂种后代的表型及遗传参数分析

为了明确燕麦不同组合正、反交杂种后代的表型差异及遗传变异情况,本研究以福瑞至(F709)与709(709F)、牧乐思(ML2)与陇燕2号(L2M)为亲本配制正、反交组合,用简单序列重复分子标记对杂种F1代进行了鉴定,比较了正、反交杂种的表型差异,并分析了杂种F_(2)代的遗传变异及多样性。结果表明:用SSR分子标记从37个F_(1)单株中共鉴定出32个真杂种,占比86.5%。福瑞至和709、牧乐思和陇燕2号组合的F_(1)真杂种率分别为88.9%和84.2%。正、反交对杂种后代的表型有显著影响。F709-F_(1)的旗叶比反交的窄19.4%;ML2-F_(1)的主穗粒数比反交少12.2%。F_(2)群体遗传变异幅度较大。同一性状在正、反交F_(2)中的遗传变异系数(G_(cv))、广义遗传力(Hb)和相对遗传进度(ΔGt)存在显著差异。F_(2)群体株高的遗传变异系数较小(4.50%~10.27%)、广义遗传力较高(33.12%~85.41%),分蘖数和有效分蘖数的相对遗传进度较大。福瑞至和709的正、反交F2群体的穗下节长的广义遗传力是所有指标中最低的,分别为14.13%和23.81%,相对遗传进度也最小。主穗粒数的Gcv在其正、反交F_(2)中的差异最显著,在F709-F_(2)中为7.09%,反交中增至19.03%;F709-F_(2)的Hb为22.54%,反交则为66.01%。牧乐思和陇燕2号的正、反交F_(2)群体叶片数的广义遗传力最高(99.53%),几乎不受环境的影响。ML2-F_(2)旗叶宽的Hb为9.07%,其ΔG_(t)为2.79,反交中旗叶宽的Hb为30.23%,ΔGt为9.77。10对SSR引物对F2群体扩增的多态性比率达73.5%,实际杂合度为0.35~0.99,远高于期望杂合度;Nei’s基因多态性、香农指数分别为0.29~0.50和0.53~0.71,F_(2)群体分离现象明显,遗传变异幅度大,具有较大的选择空间。

基于转录组比较的燕麦类似贮藏蛋白在小麦面团强度性状中的作用

面团强度是影响小麦加工应用的主要品质指标之一。为鉴定与面团强度性状相关的贮藏蛋白编码基因,本研究以高相对分子量麦谷蛋白亚基组合完全相同的2个品种(郑麦366:高面团强度品种;郑麦366杂交后代品种郑麦369:低面团强度品种)为研究材料,比较开花后14 d、21 d、28 d的贮藏蛋白编码基因表达差异,评估基因编码蛋白的面团强度贡献值,以及面粉的巯基含量差异等。结果表明,在25个显著差异表达的贮藏蛋白编码基因中,无高相对分子量麦谷蛋白亚基、低相对分子量麦谷蛋白亚基基因;其中郑麦366显著上调表达基因14个,包含8个燕麦类似蛋白编码基因和6个醇溶蛋白编码基因;显著下调表达基因11个,包括10个醇溶蛋白编码基因和1个燕麦类似蛋白编码基因。贮藏蛋白面团强度评价模型的评分结果显示,差异表达基因编码的燕麦类似贮藏蛋白对面团强度性状的贡献值不低于优质麦谷蛋白亚基,暗示燕麦类似贮藏蛋白可能也是影响面团强度性状的重要蛋白质类型。

龙燕1号燕麦新品种的选育

为了选育高产、优质、适应东北三省及内蒙古地区种植的燕麦新品种,试验于2015年采用母本边锋和父本牧乐思进行种间杂交,并通过系统衍生法进行选育,对选育得到的燕麦新品种进行品种比较试验、区域试验及生产试验。结果表明:经选育得到龙燕1号燕麦,其2019—2020年两年平均干草产量及种子产量分别为15 100.0 kg/hm^(2)、4 760.3 kg/hm^(2),较对照牧乐思、白燕7号分别增产16.84%、11.71%和14.96%、11.11%,差异显著(P<0.05);两年(2022,2023年)多点(齐齐哈尔市、哈尔滨市、双鸭山市、绥化市)的平均干草产量龙燕1号最高,达9 857.14 kg/hm^(2),分别比对照青海444、青引2号增产18.11%、45.30%,差异极显著(P<0.01);在4个试验区哈尔滨市、兰西县、杜蒙县、肇东市的两年平均干草产量分别达到11 812.73 kg/hm^(2)、9 602.57 kg/hm^(2)、12 263.64 kg/hm^(2)和11 961.97 kg/hm^(2),比对照白燕7号分别增产11.57%、11.92%、12.60%、11.24%。说明饲用燕麦新品种龙燕1号燕麦相较亲本具有更好的生产性能,在东北三省均可种植。

宽幅条播对燕麦间作箭筈豌豆产量及种间关系的影响

为明确宽幅条播对燕麦‖箭筈豌豆间作系统生产力的影响,在常规条播和宽幅条播两种播种方式下设置燕麦单作、箭筈豌豆单作及燕麦‖箭筈豌豆间作三种种植方式,比较分析了不同处理间作物产量、种间关系及燕麦产量构成因素的差异。结果表明,与单作相比,间作燕麦的饲草及籽粒产量显著提高,增幅分别为24.25%~32.77%和27.44%~32.69%,而间作箭筈豌豆的饲草及籽粒产量降低为7.16%~8.08%和2.80%~5.48%。宽幅条播可提高燕麦及箭筈豌豆产量,宽幅条播间作饲草和籽粒产量的土地当量比较常规条播间作分别提高0.03和0.06。在间作中,燕麦的侵占力大于0,实际产量损失大于1,竞争比率大于1,且燕麦的相对拥挤系数大于箭筈豌豆,说明燕麦在间作系统中处于竞争优势。间作燕麦穗数、穗粒数和穗重较单作显著提高,平均增幅分别为24.23%、14.84%和17.43%,其中宽幅条播间作处理的穗粒数、公顷穗数和穗重均显著高于其他处理。由此可见,宽幅条播下通过与箭筈豌豆间作,可提高燕麦生产力和土地资源利用效率。