The Spike-Type Solution of Second-Order Semilinear Differential Equation with Integral Boundary Conditions

A singularly perturbed second-order semilinear differential equation with integral boundary conditions is considered. By the method of boundary functions, the conditions under which there exists an internal transition layer for the original problem are established. The existence of spike-type solution is obtained by smoothly connecting the solutions of left and right associated problems, and the asymptotic expansion of the spike-type solution is also presented.

小麦穗型相关生长素通路基因发掘及TaARF23-A与小穗数关联分析

生长素是调控作物穗部形态的主要内源激素之一。为了发掘小麦中与穗型相关的生长素通路基因,本研究选择了纺锤穗型品系SY95-71和密穗品系CH7034,对其幼穗内源生长素含量进行了检测,结果显示SY95-71幼穗中的色胺含量显著高于CH7034。转录组测序结果表明,在高置信区间(P<0.01)范围内, SY95-71幼穗中富集到4个特有的生长素相关条目,并且色氨酸脱羧酶基因(负责将色氨酸转化为色胺)和生长素响应因子基因(Auxin Response Factors,ARFs)的转录水平均显著高于CH7034。对在SY95-71中高表达的2个ARF基因(TraesCS7A02G475700和TraesCS7A02G475600)作了进一步分析,结果显示二者是位于7A染色体长臂上的一对串联重复基因,根据小麦ARF家族成员编号,将其分别命名为TaARF23-A1和TaARF23-A2。qRT-PCR结果证实SY95-71幼穗中TaARF23-A1和TaARF23-A2的表达量极显著高于CH7034。测序结果显示TaARF23-A的外显子序列在SY95-71和CH7034间具有2个SNP和1个InDel。根据InDel位点开发分子标记,并将其与SY95-71和CH7034的RILs群体在6个大田环境下的穗部表型进行关联分析,结果显示TaARF23-A与小穗数显著相关(P<0.0001),其CH7034型等位变异比SY95-71型等位变异增加了1.67个小穗。本研究结果将为小穗发育机制解析提供参考,也为小麦理想穗型改良提供了分子标记。

播期对不同穗型冬小麦生长及产量的影响

为提高冬小麦产量,开展播期对不同穗型冬小麦生长及产量影响的研究。本研究以大穗型品种‘泰农18’、中穗型品种‘山农18’和多穗型品种‘红地95’为试验材料,设置9月30日、10月10日、10月20日、10月30日4个播期,对不同播期条件下的株高、叶面积指数、茎蘖数、产量及产量三要素进行测定。结果表明,随着播期推迟,‘泰农18’、‘山农18’、‘红地95’的株高呈下降趋势,叶面积指数、单位面积茎蘖数、穗数、穗粒数、千粒重和产量均呈现先上升后下降的趋势。产量在播期为10月10日时最高,分别为9.38 t/hm^(2)、8.94 t/hm^(2)、9.22 t/hm^(2),播期为10月30日时最低,分别为7.26 t/hm^(2)、7.32 t/hm^(2)、7.74 t/hm^(2),比最高处理分别下降22.6%、18.1%、16.1%。通过对3个品种产量和三要素之间的通径分析可知,播期主要影响大穗型品种‘泰农18’的穗粒数,中穗型品种‘山农18’的千粒重,多穗型品种‘红地95’的单位面积穗数。综合比较,3个品种的最适播期均为10月10日,晚播可造成株高、叶面积指数、茎蘖数下降,产量降低。

小麦穗型突变体表型及其转录组分析

为了明确突变体小麦穗型变化的分子机制,对源自扬辐麦4号的穗型突变体sui1进行表型分析,并在不同的穗生长阶段(孕穗期T1、灌浆期T2),对突变体sui1与野生型的穗轴节和穗下节进行转录组分析。结果发现,相较于野生型,突变体的穗轴节、穗下节长度变短,株高降低,赤霉病发病程度加重。转录组分析结果表明,相同时期穗下节差异表达基因多于穗轴节,相同组织孕穗期差异表达基因多于灌浆期,筛选出差异表达基因2526个,其中上调基因890个,下调基因1636个;对差异表达基因进行基因本体论(GO)分类发现,不同组织的分子功能注释基因在两个时期富集相同,大部分集中在三磷酸腺苷(ATP)结合上;差异表达基因京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析结果发现,植物-病原体互作通路富集基因最多,不同时期生物中的碳固定通路富集因子最高,不同组织光合作用-天线蛋白通路富集因子最高;对差异表达基因进行植物-病原体互作通路基因筛选,筛选出相关基因160个,其中防御反应基因63个(39%),蛋白激酶活性基因21个(13%),二磷酸腺苷(ADP)结合基因18个(11%),推测这些基因可能对小麦突变体sui1穗轴节及穗型性状变化具有重要作用。本研究结果为今后探究小麦穗型变异的分子机制和基因调控网络提供了数据支持,也为小麦产量、抗病育种提供了重要信息。

灌溉对小麦分蘖发生和不同茎蘖光合同化物生产分配及成穗的影响

依据土壤墒情适量灌溉可增加小麦穗数,实现节水高产,但该灌溉条件下分蘖发生和成穗的生理机制尚不明确。本试验于2019-2020和2020-2021两个小麦生长季,以中穗型品种济麦22和大穗型品种山农23为试验材料,设置全生育期不灌溉、节水灌溉和充分灌溉3个处理,研究了不同穗型小麦分蘖发生和成穗规律。结果表明, 2个品种节水灌溉处理的分蘖节面积和反式玉米素含量、越冬期和返青期主茎最上部展开叶光合参数均高于不灌溉处理,促进了Ⅱ、Ⅲ、IP、Ⅳ和其余蘖发生,济麦22和山农23单株总茎蘖数比不灌溉处理越冬期两年度平均增加1.01个和0.75个,拔节期分别增加0.71个和0.56个。节水灌溉处理下2个品种拔节期各茎蘖最上部展开叶光合参数、干物质重和13C同化物分配量均高于不灌溉处理,促进了分蘖成穗,济麦22和山农23的单株成穗数比不灌溉处理两年度平均增加0.36和0.41个,籽粒产量增加35.00%和44.27%,水分利用效率增加9.23%和8.55%。增加灌水至充分灌溉处理, 2个品种越冬期和拔节期单株总茎蘖数较节水灌溉处理增加,但单株成穗数、公顷穗数和籽粒产量无显著变化,水分利用效率降低。品种间比较,各灌溉处理下济麦22的单株总茎蘖数和单株成穗数均高于山农23,亦归因于济麦22较高的分蘖节面积和反式玉米素含量、各茎蘖较高的光合能力。相关性分析表明, 2个品种单株总茎蘖数、单株成穗数、公顷穗数和籽粒产量与分蘖节总面积和反式玉米素含量、主茎最上部展开叶净光合速率呈正相关,与生长素和脱落酸含量呈负相关。说明节水灌溉通过适当增加分蘖节面积和激素含量、提高各茎蘖光合同化物生产和分配能力,促进了分蘖发生和成穗,获得较高的籽粒产量和水分利用效率。

青藏高原老芒麦穗部性状年际差异分析和穗型划分

为明确不同穗型老芒麦农艺性状的年际间差异,以本研究团队前期提出的老芒麦穗型分类方法为基础,筛选出9份穗型差异较大且稳定的老芒麦材料,连续三年对种子产量和农艺性状进行比较研究。结果表明,老芒麦在生长第2年的种子产量、花序性状、小穗性状、种子长和千粒重均最大,之后随着年限增加呈逐渐下降趋势,不同试验材料年际间种子产量及农艺性状的变化不一致。以单穗重作为穗型的分类方法适用于不同生长年限的老芒麦,不同年份的供试材料均被分为3类,不同生长年限三种穗型的分类标准分别为:生长第2年轻穂型(TST)(<0.75 g),中穗型(MST)(0.75~1.15 g),重穗型(HST)(>1.15 g);生长第3年TST(<0.57 g)、MST(0.57~0.87 g)和HST(>0.87 g);生长第4年TST(<0.24 g)、MST(0.24~0.48 g)和HST(>0.48 g)。不同穗型老芒麦的有效分蘖数之间差异不显著,而花序性状、小穗长、种子长和千粒重存在显著差异;在不同生长年限,HST的穗长、单序籽粒数、单序籽粒重、单穗重、着粒密度、小穗长和种子产量均高于TST,三种穗型单序籽粒重和单穗重随着单穗重的增加而增大。本研究结果为选育适合青藏高原不同地区的高产牧草新品种提供了科学数据和理论依据。

大穗型玉米对玉米||花生种间竞争与间作优势的影响

玉米||花生具有明显间作产量优势,但间作后期种间竞争是限制其进一步高产的瓶颈,探明大穗型玉米对玉米||花生种间竞争的协调效应和间作优势的影响,对其高产、高效生产意义重大。本试验于2020年和2021年在河南科技大学农场开展,以中穗型玉米品种‘郑单958’与花生品种‘科大黑花001’间作(M_(ZD)||P)为对照,研究了大穗型玉米品种‘MC4520’与花生间作(M_(MC)||P)对作物干物质积累与分配、叶面积指数、种间竞争力指数、光合特性、产量和间作产量优势的影响。结果表明:与M_(ZD)||P相比,M_(MC)||P收获期玉米、花生单株干物质重分别显著提高7.55%~9.68%和16.07%~26.77%(P<0.05),玉米籽粒和花生荚果干物质积累量分别显著提高9.74%~10.84%和34.56%~38.33%(P<0.05);促进了干物质向玉米籽粒和花生荚果的分配,尤其是花生荚果中的分配比例显著提高9.12%~15.93%(P<0.05)。与M_(ZD)||P相比,M_(MC)||P中花生叶面积指数提高5.78%~29.58%,花生相对玉米的种间竞争力指数显著提高24.44%~65.12%(P<0.05),M_(MC)||P中玉米、花生净光合速率分别显著提高8.18%~15.74%和3.15%~18.05%(P<0.05),且玉米和花生的气孔导度和蒸腾速率均提高,花生的胞间CO_(2)浓度降低。与M_(ZD)||P相比,M_(MC)||P中花生产量显著提高26.39%~51.61%(P<0.05),间作优势和土地当量比显著提高22.21%~24.08%和13.26%~15.27%(P<0.05)。综上,在玉米||花生体系中,选用大穗型玉米与花生间作,能够有效协调间作后期种间竞争,增强花生的种间竞争能力,提高花生产量,从而提高间作体系产量和土地当量比,进一步增加间作优势。

不同处理对润楠扦插生根的影响

本试验采用正交试验分析了穗条类型、基质种类和激素浓度3个因素对润楠扦插生根的影响。通过方差分析和均值比较,筛选出润楠扦插的最适组合,以期为润楠大规模扩繁提供理论依据。结果表明:穗条类型、激素浓度对润楠扦插生根率有极显著影响,对生根数量及主根长度影响不显著;基质种类对扦插生根率和主根长度有极显著影响,对生根数量影响不显著。通过进一步筛选得出,以珍珠岩:蛭石=1:4的嫩枝在ABT浓度为100 mg·L^(−1)溶液中浸泡2 h的生根率最高;在保证生根率较高的同时,以蛭石的嫩枝在ABT浓度为100 mg·L^(−1)溶液中浸泡2 h的主根长度最大,生根效果理想。

WJ⁃8型扣件螺旋道钉摩擦因数测试方法

WJ‐8型扣件螺旋道钉和预埋套管的摩擦因数是判断连接副防松性能的关键技术参数,而常规螺栓-螺母连接副摩擦因数的测试方法不适用于螺旋道钉。本文以常规螺栓-螺母连接副摩擦因数试验方法为依据,考虑螺旋道钉-预埋套管连接副及扣件结构特点,系统地推导了螺旋道钉摩擦因数的计算公式,提出了螺旋道钉摩擦因数的测试方法,并通过优化接口、设计工装进行了试验验证。结果表明:利用公式推导得到的螺旋道钉-预埋套管连接副摩擦因数,计算得到的弹条标准安装状态扣压力与试验结果基本一致,本文方法适用于螺旋道钉摩擦因数的测试。

两种不同穗型小麦品种光合生理特性研究

比较了大穗型和多穗型小麦品种的光合生理特性。结果表明 ,与多穗型品种豫麦 4 9相比 ,大穗型品种鲁麦 91 - 3具有较好的光合源和光合能力 ,在整个灌浆期旗叶具有较高的净光合速率和蒸腾速率 ,灌浆中后期旗叶叶绿素含量较高 ,叶面积系数 (L AI)衰减迟缓 ,叶片功能期较长。进一步提高大穗品种产量潜力的途径是 ,在保持或适当提高生物学产量的同时 。

施氮量对冬小麦根际土壤酶活性的影响

在大田高产条件下,研究了不同施氮水平对大穗型小麦品种兰考矮早八和多穗型小麦品种豫麦49-198根际土壤酶活性的影响.结果表明:两种穗型冬小麦品种根际土壤酶活性随生育进程的变化趋势一致,即蛋白酶、脲酶及脱氢酶活性均呈先升后降的变化趋势;过氧化氢酶活性随生育进程的推进逐渐增加,在成熟期达到最大值.在同生育时期内,随着施氮水平的提高,土壤蛋白酶、过氧化氢酶及脱氢酶活性均呈先增后降的变化趋势,以180kgN.hm-2施氮水平的活性最高;脲酶活性则随施氮水平的提高而上升,在360kgN.hm-2施氮水平下达到最高.

两种穗型冬小麦品种旗叶光合特性及氮素调控效应

在大田条件下 ,对两种穗型冬小麦品种生育后期旗叶光合特性及其氮素调控效应进行了研究。结果表明 :大穗型品种豫麦 6 6的旗叶叶绿素含量、PSⅡ潜在活性、PSⅡ光化学的最大效率、荧光光化学猝灭系数以及荧光非光化学猝灭系数等性状均优于多穗型品种豫麦 4 9,且PSⅡ量子效率和光合速率在灌浆中后期具有明显优势 ,从而有利于豫麦 6 6高穗粒重 (2 .0 85g)的形成。氮素水平对荧光动力学参数的调控存在一定差异 ,低氮水平条件下荧光光化学猝灭系数和PSⅡ量子效率最大 ;高氮条件有利于进一步改善旗叶的光合色素性状 ,增加PSⅡ潜在活性及PSⅡ光化学的最大效率 ,而减少荧光非光化学猝灭系数 ,从而有助于提高光合速率。

播种密度对冬小麦不同穗位与粒位结实粒数和粒重的影响

利用重穗型小麦品种兰考矮早八和中间型品种周麦18,研究了不同播种密度对结实粒数与粒重的小穗位和粒位效应的影响。结果表明,不同穗型冬小麦品种小穗位结实粒数、小穗重及不同粒位粒重均随着小穗位自基部至顶部呈先增后降的二次曲线变化;不同穗型冬小麦品种穗部籽粒的分布差异显著,主茎穗的结实特性及粒重均优于分蘖穗;随着播种密度的下降,穗部结实特性和粒重有优化的趋势,重穗型品种兰考矮早八对密度的反应更为敏感,中间型品种周麦18小穗位和粒位对播种密度的调节效应较强;不同部位小穗粒重因结实粒数的差异表现出不同的粒位效应,下部和中部小穗位的第2粒位粒重较大,而位于上部和顶部小穗位第1粒位粒重较大,第3粒位粒重次于第1和第2粒位,第4粒位粒重最小。在小麦栽培中,应在保证主茎穗的基础上适当增加分蘖穗的比例。并在保证结实粒数的基础上提高粒重,尤其是下部小穗的结实粒数和粒重。同时,在保证第1、2粒位粒重的前提下最大限度地发挥第3、4粒位的粒重潜力,可以使小麦实现高产稳产。

种植密度和播期对冬小麦品种兰考矮早八干物质和氮素积累与转运的影响

以重穗型冬小麦品种兰考矮早八为材料，研究了正常播期（10月10至12日）和适度晚播（10月24至26日）条件下，高（300万株hm^-2）、中（225万株hm^-2）、低（150万株hm^-2）密度对其干物质和氮素积累转运及籽粒产量和品质的影响。结果表明，不同播期条件下，各密度处理开花期和成熟期单茎干物质和氮素积累量均随播种密度降低而增加，适当晚播和中、低密度有利于单茎干物质和氮素积累，尤其是穗部积累量的提高。正常播期和低密度以及晚播和中等密度处理开花前营养器官贮藏干物质向籽粒的转运量和花前贮藏物质对籽粒重的贡献率显著高于其他处理。正常播期和中、低密度处理以及晚播和中、高密度处理显著提高籽粒淀粉和蛋白质的含量与产量以及籽粒产量，使小麦籽粒产量和品质同步提高。在本试验条件下，兰考矮早八兼顾高产和优质的正常播期和晚播的适宜播种密度分别为150～225万株hm^-2和225～300万株hm^-2。

弱光条件下不同穗型小麦品种旗叶光合特性和抗氧化代谢

在大田试验条件下,比较了大穗型小麦品种泰农18和多穗型品种济南17的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、可溶性蛋白和总糖含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同程度弱光响应的差异,为黄淮麦区小麦高产稳产栽培及品种选用提供理论依据。从开花期至成熟期分别对两品种进行25%(S1)、50%(S2)和90%(S3)的弱光处理,以正常光照(S0)为对照。结果表明,S1和S2处理提高了小麦灌浆期内旗叶叶绿素含量和最大光化学效率(Fv/Fm),而S3处理提高了花后0～6d旗叶叶绿素含量和Fv/Fm,之后显著低于对照;随弱光程度增强旗叶花后实际光化学效率(ΦPSII)升高,而叶绿素a/b比降低。S2和S3处理显著抑制了旗叶抗氧化酶活性,降低了旗叶Pn、可溶性蛋白和可溶性总糖含量;而S1处理增强了旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,提高了小麦旗叶Pn、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。相同处理条件下,与泰农18相比,济南17的旗叶叶绿素含量较高,光系统II(PSII)活性较强,同时抗氧化酶活性下降较慢,膜脂过氧化程度低,使叶片功能免受破坏,保证了光合作用的进行。75%光照条件下(S1)的小麦抗氧化酶具有较高活性,叶片膜脂化程度低,抗逆性较强,旗叶Pn高值持续期长,有利于光合产物的积累。多穗型品种比大穗型品种更能适应黄淮麦区小麦生育后期光照不足的生产条件。

种植密度对两种穗型小麦品种分蘖期茎蘖生理特性的影响

选用分蘖成穗率不同的2种穗型冬小麦品种,通过3个密度水平大田试验研究了分蘖期主茎和不同蘖位分蘖间的干物质积累与光合特性的差异,以探讨2种穗型品种分蘖成穗的生理机制.结果显示:(1)在冬小麦分蘖期间,分蘖成穗率低的大穗型品种兰考矮早八高位分蘖干物质积累速率较慢,分蘖与主茎的差距较大;而分蘖成穗率高的多穗型品种豫麦49-198分蘖与主茎的干物质积累速率差距较小.(2)2品种分蘖与主茎干物重比值(蘖/茎)均随着种植密度增加而降低,成穗分蘖的蘖/茎值拔节期均大于0.5,而同期未成穗分蘖均低于0.5.(3)在分蘖期间,兰考矮早八分蘖的净光合速率随生育进程增长比主茎缓慢,且随密度增加分蘖与主茎的差距进一步加大;豫麦49-198分蘖与主茎的光合速率差异较小,且种植密度对其影响也较小.(4)拔节中前期种植密度对2品种的荧光参数影响较小,拔节后期2品种分蘖的初始荧光(F0)均显著大于主茎,而PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)却显著低于主茎;随种植密度增加,2品种主茎与分蘖的F0和Fv/Fm差异增大,且这种趋势随蘖位上升表现得更加明显.研究表明,大穗型品种兰考矮早八拔节期主茎与分蘖间干物质积累和光合性能的差异过大是其分蘖成穗率低的主要原因.

玉米不同穗型品种粒、叶内源生理特性的群体调节研究

采用系统聚类的方法对我国 2 0世纪 80年代以来的 5 0个主栽玉米品种进行划分 ,通过密度调控 ,对不同穗型玉米品种粒、叶内源生理特性进行了深入探讨 ,试验结果如下 :各穗型玉米品种同一生育时期相比较 ,叶片的功能强弱依次为紧凑大穗型品种掖单 13、紧凑小穗型品种掖单 4号、平展大穗型品种沈单 7号。密度对不同穗型玉米品种叶片生理的影响作用大小不同 ,依次为平展大穗型品种沈单 7号 >紧凑大穗型品种掖单 13>紧凑小穗型品种掖单 4号 ,紧凑型品种的耐密性强于平展型 ,小穗型品种的耐密性强于大穗型。穗型不同 ,籽粒内源生理特性存在较大差异 ,其适应密度变化的能力各不相同 ,总趋势表现为紧凑小穗型品种掖单 4号 >紧凑大穗型品种掖单 13>平展大穗型品种沈单 7号。

两种穗型冬小麦品种产量形成特点及超高产关键栽培技术研究

为给小麦大面积高产栽培提供依据，1997～1999年在河南省偃师市高产麦田研究了多穗型和大穗型小麦品种产量形成特点及超高产关键栽培技术。结果表明．多穗型和大穗型冬小麦品种在群体动态变化、小穗和小花发育、籽粒灌浆过程等方面有较大差异。针对多穗型品种在高产奈件下分蘖成稳率高、穗粗重较低的特点，采取在拔节期追氮的措施能有效减少小花、子房退化，达到穗粒数增加、粒重提高的效果；大穗型品种分化小穗、小花数多，穗粒数高，在拔节期以后分蘖发育明显慢于主茎，致使分蘖成穗率低，群体穗数不足，产量低于多穗型品种，适当增加播量可有效增加穗数，提高小麦产量。

小麦超高产品种筛选的研究初报

根据区域试验多年资料,系统分析了大穗型、大粒型和多穗型小麦品种成产三要素的相互关系及其产量表现,认为河南省中北部小麦超高产(9000ke/hm^2以上)应当以三要素比较协调的多穗、中等穗型品种为主,目前较好的代表品种是温麦6号;提出了河南省今后小麦育种应当以逐步提高多穗型品种的穗粒数和千粒重,三要素协调发展为主攻方向。

玉米不同穗型品种产量、产量构成及源库关系的群体调节研究

用系统聚类的方法对我国 80年代以来的 5 0个主栽玉米品种进行了划分 ,在此基础上比较研究了不同穗型玉米品种的源库关系 ,并对有关高产潜力的问题进行了探讨。穗型不同 ,产量随密度变化表现出不同的变化趋势 ,在 15 0 0 0～ 10 5 0 0 0株 /hm2 密度范围内 ,大穗型品种呈先升后降的单峰曲线 ,小穗型品种一直呈上升趋势。不同穗型品种获得最高产量的种植密度各不相同 ,此时 ,其产量组成各因素间的关系都协调的较好 ,表现在穗粒数较多、千粒重较高、空秆率较低、经济系数适宜 ,各穗型品种获高产的适宜经济系数均为 0 5左右。密度对不同穗型品种源库关系的调节作用各不相同 ,但各穗型品种发挥最高群体产量时的库源比却达到了高度的统一 ,皆为 1 5 0左右。