有机肥部分替代化肥是一种实现化肥减量的可持续农业生产措施。本研究于2020和2021连续2年以“沁黄2号”为供试材料,设不施氮(CK)、常量化肥氮(NPK)、有机肥替代25%化肥氮(25%M)、有机肥替代50%化肥氮(50%M)、有机肥替代75%化肥氮(75%M...有机肥部分替代化肥是一种实现化肥减量的可持续农业生产措施。本研究于2020和2021连续2年以“沁黄2号”为供试材料,设不施氮(CK)、常量化肥氮(NPK)、有机肥替代25%化肥氮(25%M)、有机肥替代50%化肥氮(50%M)、有机肥替代75%化肥氮(75%M)和有机肥替代100%化肥氮(100%M) 6个处理,研究不同替代率对谷子产量构成和氮素吸收的影响,并分析氮素吸收调控小米米色、糊化特性和类胡萝卜素组分的效应,明确谷子生产中有机肥最佳替代率。结果表明,2年中较低的有机肥替代化肥氮率显著提高了谷子植株氮素累积,但随着替代率的持续增加,植株氮素累积量呈降低趋势,最终影响谷子产量和小米品质。2020年, 25%M处理显著提高了谷子地上部氮素累积量,较NPK处理提高9.6%;2021年,25%M处理谷子地上部氮素累积量、生物量、穗粒数和产量达到最高,较NPK处理分别提高6.1%、12.0%、15.4%和12.0%。50%M处理显著影响了小米的米色、糊化特征和类胡萝卜素含量,与NPK相比,小米籽粒红绿值、橘色值、支链淀粉含量、总淀粉含量、小米糊化最终黏度、叶黄素含量、玉米黄质含量和黄色素含量的增幅分别可达6.0%、6.0%、7.4%、4.3%、7.8%、20.7%、17.4%和2.8%。但有机肥完全替代化肥降低了谷子地上部氮素吸收、地上部生物量、穗粒数及谷子产量,也抑制了小米叶黄素和玉米黄质含量的提升。2年均表现出谷子地上部氮吸收量与小米单粒重、直链淀粉含量和小米糊化回升值呈显著的负相关。且2021年谷子地上部氮吸收量还与小米总淀粉含量、蛋白质含量、小米粉糊化峰值黏度和小米黄色素含量呈显著的负相关,与小米糊化峰谷黏度呈显著的正相关。综上,施氮总量120 kg hm^(–2)下,有机肥替代25%~50%化肥氮能通过促进植株氮素的吸收,实现产量、米色、蒸煮特性及类胡萝卜素的协同提升,为谷子化肥减量和提质增效生产提供技术支撑。展开更多
谷子(Setaria italica L.)是我国北方地区重要的粮食作物,籽粒营养丰富,且富含多种类黄酮物质,对生长发育和品质形成发挥着重要作用。目前谷子籽粒类黄酮合成及粒色形成相关调控机制研究较少。分析谷子类黄酮含量及粒色性状相关的QTL,...谷子(Setaria italica L.)是我国北方地区重要的粮食作物,籽粒营养丰富,且富含多种类黄酮物质,对生长发育和品质形成发挥着重要作用。目前谷子籽粒类黄酮合成及粒色形成相关调控机制研究较少。分析谷子类黄酮含量及粒色性状相关的QTL,为类黄酮合成关键基因的精细定位、克隆及功能研究奠定基础,同时,也为揭示谷子类黄酮合成及代谢机制和培育富含类黄酮谷子品种提供技术支撑。本研究以红粒色高类黄酮品种金苗红酒谷和黄粒色低类黄酮品种豫谷28为亲本构建的包含150个家系的重组自交系(RIL)群体为试验材料,在谷子成熟期对籽粒粒色和类黄酮含量相关性状进行分析。同时,采用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)对粒色和类黄酮含量进行QTL定位与分析,并对QTL置信区间内的候选基因进行预测。相关性分析表明,类黄酮含量与粒色呈显著正相关。共定位到4个与类黄酮含量相关和11个与粒色相关的QTL,分别位于1号、2号、5号、6号、7号、8号和9号染色体上,单个QTL的表型贡献率为2.01%~29.25%,6个为主效QTL,其中,qSC1-2和qFLA1-1、qSC7-1和qFLA7-1、qSC9-3和qFLA9-1为2个性状下共同定位到的QTL。通过基因预测与功能注释,筛选出QTL置信区间内5个与类黄酮物质合成及代谢相关的候选基因,表明类黄酮物质的合成、代谢及利用相关基因极有可能控制了这些基因的表达。15个QTL分别聚集于7条染色体上,基于基因功能注释,共筛选了5个与谷子类黄酮合成及代谢相关的候选基因,表明不同QTL位点参与到了共同遗传机制,并可通过分子标记辅助选择进行类黄酮合成及代谢等有利基因的聚合育种。展开更多
文摘有机肥部分替代化肥是一种实现化肥减量的可持续农业生产措施。本研究于2020和2021连续2年以“沁黄2号”为供试材料,设不施氮(CK)、常量化肥氮(NPK)、有机肥替代25%化肥氮(25%M)、有机肥替代50%化肥氮(50%M)、有机肥替代75%化肥氮(75%M)和有机肥替代100%化肥氮(100%M) 6个处理,研究不同替代率对谷子产量构成和氮素吸收的影响,并分析氮素吸收调控小米米色、糊化特性和类胡萝卜素组分的效应,明确谷子生产中有机肥最佳替代率。结果表明,2年中较低的有机肥替代化肥氮率显著提高了谷子植株氮素累积,但随着替代率的持续增加,植株氮素累积量呈降低趋势,最终影响谷子产量和小米品质。2020年, 25%M处理显著提高了谷子地上部氮素累积量,较NPK处理提高9.6%;2021年,25%M处理谷子地上部氮素累积量、生物量、穗粒数和产量达到最高,较NPK处理分别提高6.1%、12.0%、15.4%和12.0%。50%M处理显著影响了小米的米色、糊化特征和类胡萝卜素含量,与NPK相比,小米籽粒红绿值、橘色值、支链淀粉含量、总淀粉含量、小米糊化最终黏度、叶黄素含量、玉米黄质含量和黄色素含量的增幅分别可达6.0%、6.0%、7.4%、4.3%、7.8%、20.7%、17.4%和2.8%。但有机肥完全替代化肥降低了谷子地上部氮素吸收、地上部生物量、穗粒数及谷子产量,也抑制了小米叶黄素和玉米黄质含量的提升。2年均表现出谷子地上部氮吸收量与小米单粒重、直链淀粉含量和小米糊化回升值呈显著的负相关。且2021年谷子地上部氮吸收量还与小米总淀粉含量、蛋白质含量、小米粉糊化峰值黏度和小米黄色素含量呈显著的负相关,与小米糊化峰谷黏度呈显著的正相关。综上,施氮总量120 kg hm^(–2)下,有机肥替代25%~50%化肥氮能通过促进植株氮素的吸收,实现产量、米色、蒸煮特性及类胡萝卜素的协同提升,为谷子化肥减量和提质增效生产提供技术支撑。
文摘谷子(Setaria italica L.)是我国北方地区重要的粮食作物,籽粒营养丰富,且富含多种类黄酮物质,对生长发育和品质形成发挥着重要作用。目前谷子籽粒类黄酮合成及粒色形成相关调控机制研究较少。分析谷子类黄酮含量及粒色性状相关的QTL,为类黄酮合成关键基因的精细定位、克隆及功能研究奠定基础,同时,也为揭示谷子类黄酮合成及代谢机制和培育富含类黄酮谷子品种提供技术支撑。本研究以红粒色高类黄酮品种金苗红酒谷和黄粒色低类黄酮品种豫谷28为亲本构建的包含150个家系的重组自交系(RIL)群体为试验材料,在谷子成熟期对籽粒粒色和类黄酮含量相关性状进行分析。同时,采用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)对粒色和类黄酮含量进行QTL定位与分析,并对QTL置信区间内的候选基因进行预测。相关性分析表明,类黄酮含量与粒色呈显著正相关。共定位到4个与类黄酮含量相关和11个与粒色相关的QTL,分别位于1号、2号、5号、6号、7号、8号和9号染色体上,单个QTL的表型贡献率为2.01%~29.25%,6个为主效QTL,其中,qSC1-2和qFLA1-1、qSC7-1和qFLA7-1、qSC9-3和qFLA9-1为2个性状下共同定位到的QTL。通过基因预测与功能注释,筛选出QTL置信区间内5个与类黄酮物质合成及代谢相关的候选基因,表明类黄酮物质的合成、代谢及利用相关基因极有可能控制了这些基因的表达。15个QTL分别聚集于7条染色体上,基于基因功能注释,共筛选了5个与谷子类黄酮合成及代谢相关的候选基因,表明不同QTL位点参与到了共同遗传机制,并可通过分子标记辅助选择进行类黄酮合成及代谢等有利基因的聚合育种。
