大豆根茎过渡区弯曲突变体M_(rstz)的鉴定与基因定位

植物根茎过渡区(root-stem transition zone,RSTZ)将根和茎相互连接,其发育形态决定了大豆的地上部株型和抗倒伏潜力。本研究通过EMS诱变获得一个RSTZ弯曲或旋转的大豆突变体M_(rstz),其形态特征能够稳定遗传,是探究大豆茎秆发育规律的特异材料。将该突变体和栽培大豆中黄13杂交构建重组自交系群体,对群体中直立和弯曲型后代的RSTZ进行解剖结构比较,发现弯曲型株系比直立型株系的维管形成层较宽、次生木质部细胞层数较多、细胞形状不规则,表明维管组织分化可能是导致RSTZ形态发生差异的重要因素之一。进一步对化学组分测定发现,木质素和粗纤维含量越高越不易弯曲。选取RIL群体中弯曲型和直立型2种极端株系进行BSA-Seq,采用SNP-index和InDel-index关联分析方法鉴定到调控RSTZ形态的关联区域Chr19:43030943~45849854,该区间共含有319个基因。结合生物信息学分析、基因注释信息和表达丰度分析筛选到7个候选基因,分别为Glyma.19G170200、Glyma.19G201500、Glyma.19G187800、Glyma.19G178200、Glyma.19G197000、Glyma.19G179100、Glyma.19G196900。其中,Glyma.19G187800、Glyma.19G178200和Glyma.19G196900在大豆驯化中潜在影响RSTZ形态建成。本研究为解析大豆RSTZ组织形成及其遗传基础提供了材料基础,并为挖掘调控大豆茎秆发育基因提供新的见解。

滴灌灌水量对风沙土大豆根区硝态氮及水分分布的影响

为合理进行风沙土地区灌溉管理,将水肥控制在根区范围内并满足大豆生长需求,以灌水量为试验因素,基于作物冠层蒸发皿蒸发量设置0.4(W1)、0.6(W2)、0.8(W3)、1.0 E_(pan)(W4)和1.2 E_(pan)(W5)5个灌溉水平,研究不同灌水量对大豆根区硝态氮和水分分布的影响。结果表明:增加灌水量会使土壤水分入渗深度增加10~30 cm,增大根区土壤水分分布的不均匀性,苗期W5处理剖面水分平均值较W1处理增大40.22%,W4、W5处理能够维持大豆根区6%~7%的土壤含水率。硝态氮有明显表聚现象,随着灌水量的增大,淋洗深度增加且不均匀性增大,根区土壤硝态氮平均含量降低,当灌水量高于1.0 E_(pan)时,硝态氮含量低于10 mg·kg^(-1)。W2、W3和W4处理能保证大豆根区在生育前、中、后期处于15~22 mg·kg^(-1)的硝态氮浓度区间,垂直方向上灌水量与硝态氮呈负相关关系。风沙土土壤剖面含水率均在4%~10%之间,灌水量是影响风沙土硝态氮含量和分布的主要因素之一;各处理硝态氮含量在10~30 mg·kg^(-1)之间。综合考虑作物对根区土壤水分和硝态氮含量的需求,以及土壤水分和硝态氮在根层的分布特征,推荐灌溉水量为1.0 E_(pan)。