加强薯类作物生物育种技术研究保障国家粮食安全

强国必先强农,农强方能国强,农业强国是社会主义现代化强国的根基,农业产业高质量发展是农业强国的基本特征。习近平总书记指出:“产业兴旺,是解决农村一切问题的前提。”以马铃薯、甘薯、山药、木薯等为代表的薯类作物,是我国脱贫攻坚胜利收官的重要支撑作物,继续推动薯类产业高质量发展,是新时代建设农业强国的必然要求。

体细胞杂交在蔬菜作物上的研究与前景

体细胞杂交是一种将植物不同种、属,甚至科间的原生质体诱导融合,然后离体培养获得再生植株的技术。原生质体融合能克服传统育种的杂交生理障碍问题,实现不同材料间核质基因的重组,传递优异基因,创制并获得含目标性状的新种质,拓宽育种材料的遗传背景,同时能快速创制雄性不育材料,极大地缩短育种年限,是作物进行突破育种的有效手段和强大的性状改良工具。本文对该技术在蔬菜上的发展历程、研究和应用领域进行综述,重点总结了十字花科、茄科、伞形科蔬菜作物原生质体分离再生和体细胞杂交的研究进展,展望了体细胞杂交技术在蔬菜作物中的应用前景,讨论了该技术在应用过程中面临的问题与对策,为体细胞杂交在蔬菜上的广泛应用提供参考。

中国农业害虫综合防治研究进展:2018年-2022年

近5年来,我国在害虫变态发育与生殖调控、害虫滞育调控、害虫迁飞、害虫与共生微生物互作、害虫对杀虫剂的抗性、害虫与寄主植物的化学通讯、害虫对植物抗虫性的适应、害虫对作物种植结构调整的响应、害虫对全球气候变化的响应等农业害虫发生新规律新机制解析方面取得了系列重要进展,同时推进了抗虫作物、RNA农药、行为调控和生态调控等害虫防控新技术与新产品的研发;提出迁飞性草地贪夜蛾分区治理、多食性盲蝽区域防控、地下害虫韭蛆绿色防控和抗性麦蚜精准化学防控等害虫绿色防控新模式新体系。根据国内外农业害虫综合防治科技发展趋势和中国农业高质量发展现实需求,我国需进一步重视农业昆虫交叉学科前沿和新兴技术领域,以产业需求为导向,强化害虫防控基础理论创新,创制智能监测预警和绿色防控新技术、新产品,创新集成区域绿色防控和跨区协同治理技术体系,为保障国家粮食安全、助力乡村全面振兴提供强有力的植保科技支撑。

海南夏季蔬菜高效生产技术规程

海南是南菜北运重要基地,然而夏季高温、高湿、台风、暴雨、病虫害等严重影响蔬菜产量和品质,“夏淡”极为突出,个别地区蔬菜自给率不足10%。综合应用耐逆抗病丰产品种、降温避雨防虫设施、集约化育苗、高畦高垄地膜覆盖宽行栽培、精准灌溉施肥、病虫害绿色防治等技术,有助于海南夏季蔬菜高效生产和稳定供给。

菠菜抗霜霉病育种研究进展

菠菜是我国重要的经济叶菜之一,营养物质含量丰富。随着菠菜种植面积的逐年增加,霜霉病菌的生理小种不断更新,霜霉病的发生也日益严重,对菠菜生产造成了重大损失。鉴定菠菜霜霉病菌的生理小种,筛选抗病基因,培育抗病品种是解决此问题的前提和基础。本文对菠菜霜霉病菌生理小种分化现状、接种鉴定方法、病情指数和抗病分级等进行了介绍,综述了菠菜抗霜霉病育种历史进程、分子标记的构建、候选基因的定位和分析等研究进展,分析了目前菠菜抗霜霉病育种中存在的主要问题,并对今后的发展趋势进行了展望。

CRISPR基因编辑技术加速蔬菜作物遗传改良

现代生物技术,特别是基于CRISPR/Cas系统的基因编辑技术,对作物遗传改良产生了深远影响。本文综合分析了CRISPR/Cas基因编辑系统的组成、机制,综述了基因编辑技术在蔬菜作物基因功能验证和作物遗传改良方面取得的突破性进展,及其在蔬菜作物如番茄、西瓜、甘蓝、胡萝卜和黄瓜等中的应用。CRISPR/Cas基因编辑系统是目前应用最广泛的基因编辑系统,为了加深对CRISPR/Cas基因编辑系统的了解、促进其在蔬菜作物改良中的重要作用,本研究探讨了影响遗传转化效率的因素,提出了提高转化效率的策略,讨论了当前技术的局限性,如作物转化再生难度和基因型的依赖性。本文强调,筛选易于遗传转化的品种、开发高效的植物转化和再生系统,以及创造更高效、精确和多功能的基因编辑工具是未来研究的关键方向。

植物生物质纳米材料在环境污染物吸附去除中的研究进展

重金属、农兽药、染料等环境污染物具有富集毒性与不可降解性,对整个生态系统乃至人类的健康与安全都存在着巨大的潜在危害。植物生物质作为一种新兴的制备纳米材料的来源,因具有来源广泛、可生物降解、可再生的特点,以及含有丰富的孔状结构与官能团,能够吸附一些污染物,已广泛用于制备纳米材料。简要介绍了植物生物质的各种来源、分类和现有利用技术,阐述了植物生物质纳米材料制备和改性的策略,综述了其在环境污染物吸附去除中的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望。

环丙氟虫胺对蔬菜蓟马的室内毒力及田间药效评价

蔬菜蓟马在我国的危害呈逐年上升趋势,有必要筛选防治蓟马的优良药剂。本研究评价了新型间二酰胺类杀虫剂环丙氟虫胺对不同蓟马的室内毒力和田间药效。结果表明,环丙氟虫胺对豆大蓟马、西花蓟马、花蓟马、瓜蓟马、葱蓟马和茶黄硬蓟马的成虫和若虫均具有较高毒力,LC_(50)值均小于5 mg·L^(-1),10%环丙氟虫胺可分散液剂(DC)对西花蓟马、花蓟马、葱蓟马和瓜蓟马表现出较高的田间防效,在9 g·hm^(-2)施用剂量下,药后7 d的防效均高于85%。综上,环丙氟虫胺有望成为防治蔬菜蓟马的理想药剂。

酒泉戈壁日光温室蔬菜“一改三变”高质高效栽培技术

甘肃省酒泉市是我国最大的戈壁农业生产基地,为促进当地蔬菜标准化生产,对戈壁日光温室进行“一改三变”,“一改”即改进温室结构,“三变”是指将栽培行由宽行变为窄行,双行稀植变为单行密植,水肥人工管理变为轻简化自控,实现了蔬菜节本、高质高效生产。

不同杀虫剂对3种设施蔬菜烟粉虱的田间防效评价

为筛选出防治烟粉虱安全高效、具有推广应用前景的化学药剂,选用70%吡虫啉水分散粒剂(WG)、25%噻虫嗪水分散粒剂(WG)、22.4%螺虫乙酯悬浮剂(SC)、30%螺虫乙酯·噻虫胺悬浮剂(SC)4种药剂,在相同设施大棚条件下对秋茬番茄、辣椒、茄子烟粉虱进行田间防效试验。结果表明,30%螺虫乙酯·噻虫胺SC在3种蔬菜上药后1 d的防效均超过50%,表明其速效性较好,且药后14 d防效均超过60%,表明其持效性也较好;25%噻虫嗪WG在辣椒和茄子上药后1、7、14 d防效均超过70%、88%和68%,可作为防治辣椒和茄子烟粉虱的优选药剂,亦可作为烟粉虱暴发期的首选药剂;22.4%螺虫乙酯SC在辣椒和茄子上施药后7 d最高防效分别达81.44%和91.39%,药后14 d均维持在60%左右,在番茄上施药后14 d也可达最高防效76.50%,持效期较长,可用于烟粉虱的长期防控。综合考虑不同设施蔬菜药剂的速效性、持效性及稳定性,北方秋茬设施蔬菜田间烟粉虱防治时,推荐30%螺虫乙酯·噻虫胺SC作为首选药剂,25%噻虫嗪WG与22.4%螺虫乙酯SC可进行合理混配或轮换使用,以期达到延缓烟粉虱抗药性实现农药减量的目的。

蔬菜残株堆肥还田对生姜产量及根区土壤环境的影响

为探明蔬菜残株还田对生姜栽培和根区土壤环境的改良效果,以常规施肥(CK)为对照,研究比较了生姜残株堆肥(T1)和番茄残株堆肥(T2)对生姜产量及根区土壤养分含量、理化性质、生物学性状的影响。结果表明:与CK相比,根区施用蔬菜残株堆肥可以提高土壤酶活性、增加养分含量、改善土壤理化性质,进而促进生姜的生长,提高产量。其中T2处理的促进效果更显著,处理可使生姜根区土壤有机质、水解性氮、有效磷和速效钾含量分别提高17.35%、19.75%、21.66%、19.54%和37.20%,土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性分别提高55.89%、57.21%和35.60%;生姜的株高、分枝数、根系活力和叶片色素含量也显著提升,并增产30.53%。因此,施用蔬菜残株堆肥有利于改善生姜根区土壤环境,从而促进生姜生长,提高产量,维持生姜根际土壤的健康。

生防菌ZF510的分离鉴定及其对白菜细菌性软腐病的防治效果研究

白菜软腐病是由巴西果胶杆菌Pectobacterium brasiliense引起的一种危害严重的细菌性病害。目前,针对蔬菜细菌性软腐病高效防治的产品较少。为了筛选对白菜细菌性软腐病具有良好拮抗效果的生防细菌,本研究从白菜根际土壤中分离到一株对细菌性软腐病菌具有显著拮抗效果的生防细菌ZF510。经过形态学特征观察、生理生化特征和多基因系统发育树分析,并通过盆栽试验验证拮抗菌株对白菜细菌性软腐病的防治效果。结果表明,菌株ZF510为东湖假单胞菌Pseudomonas donghuensis,在代谢过程中产生蛋白酶,有合成IAA能力、嗜铁能力、溶磷能力。通过抑菌谱分析,证明菌株ZF510对巴西果胶杆菌、野油菜黄单胞野油菜致病变种等7种病原细菌具有显著的拮抗效果。采用二分皿法测定其挥发性物质对立枯丝核菌、黄瓜蔓枯病菌、茄匍柄霉3种病原真菌均有抑制效果。盆栽试验结果显示,接种菌株ZF510的白菜细菌性软腐病症状明显减轻,防治效果达到44.56%。综上所述,菌株ZF510具有良好的生防潜力和应用前景。

防御假单胞ZF509的分离鉴定及其对甜瓜细菌性果斑病的防治效果研究

为了筛选对瓜类果斑病(acterial fruit blotch,BFB)具有良好拮抗效果的生防细菌,本研究从黑龙江马铃薯根际土壤中分离得到一株对西瓜噬酸菌Acidovorax citrulli具有显著抑制效果的生防菌株ZF509。经形态学观察、生理生化特征、Biolog测定和多基因系统发育树分析,鉴定菌株ZF509为防御假单胞Pseudomonas protegens。经抑菌谱分析,菌株ZF509对4种病原细菌、8种病原真菌具有显著拮抗作用。经酶活检测和抑菌物质分析,ZF509具有溶磷能力,可分泌蛋白酶,合成生物膜,产生氢氰酸,具备2-羟基、2,4-DAPG、藤黄绿脓菌素以及吡咯菌素4种抑菌物质的合成编码基因。盆栽试验结果表明,接种ZF509的处理果斑病发病的病情指数显著降低,防效可达73.46%,显著优于对照药剂噻霉酮处理。综上所述,菌株ZF509对瓜类细菌性果斑病具有良好的生防潜力和应用前景。

滋养节杆菌S17的分离鉴定及其对黄瓜促生能力研究

为筛选出具有促生效果的生防细菌,本研究从河北、山东等地采集土样,分离筛选具有高产IAA能力的促生菌株,基于形态学特征、生理生化指标及多基因系统发育树分析,对潜在具有促生能力的菌株进行鉴定。同时测定促生菌株对黄瓜种子出芽及在盆栽试验、田间试验中对黄瓜幼苗的促生效果。结果表明:分离并鉴定出1株对黄瓜幼苗具有显著促生效果的细菌,滋养节杆菌ArthrobacterpascensS17。在DF+培养基中滋养节杆菌S17可大量合成IAA,其合成的IAA含量最高为128.54μg/mL。使用滋养节杆菌S17灌根处理,对黄瓜幼苗株高的增长率达到35.99%、对黄瓜幼苗叶面积的增长率达到26.90%,黄瓜幼苗各项生理指标均显著高于对照。滋生节杆菌S17对黄瓜促生效果显著,具有一定的开发应用前景。

不同药剂对二斑叶螨和截形叶螨的田间防效研究

为测定不同药剂对二斑叶螨和截形叶螨的防治效果,选择12种不同类型药剂对两种叶螨进行田间防效试验。结果表明,药后3 d不同药剂对二斑叶螨的防效差异很大,0.5%依维菌素乳油、43%联苯肼酯悬浮剂、30%腈吡螨酯悬浮剂、20%丁氟螨酯悬浮剂的防效均超过90%,而1.8%阿维菌素乳油的防效最低,为58.17%;除依维菌素外,其他药剂对截形叶螨的防效均超过90%。药后7 d不同药剂对二斑叶螨的防效处于40.30%~97.70%,对截形叶螨的防效处于87.55%~99.45%,说明12种药剂在药后3 d和7 d对截形叶螨的防效均高于对二斑叶螨的防效。综合不同时间点的防效结果,12种药剂均可用于防治截形叶螨,依维菌素、联苯肼酯、丁氟螨酯、30%乙唑螨腈悬浮剂及复配剂45%联苯肼酯·乙螨唑悬浮剂可轮换使用防治二斑叶螨。

多花指甲兰开花特性与繁育系统研究

【目的】研究多花指甲兰Aerides rosea的开花特性与繁育系统,为多花指甲兰的种质资源保护提供理论依据。【方法】观察记录温室栽培条件下多花指甲兰的花部特征和开花进程,检测花粉活力与柱头可授性,估算杂交指数(OCI)及进行人工控制授粉试验。【结果】①多花指甲兰5—7月开花,开放时有香味,单株花期约15 d,单花花期约10 d。花蕾期为开花前1-5 d,初花期为开花后1-4 d,盛花期为开花后5-6 d,末花期为开花后7-8 d,凋谢期为开花后9-10 d。②总状花序,有1-4个花序,花序较长,密生数十朵花,整株花期一致。③在花蕾期,花朵还未开放时花粉已具备活力,部分柱头具备可授性;花粉活力与柱头可授性在盛花期(开花5-6 d)达到峰值。多花指甲兰的OCI为4。④无论是否去雄、套袋,不进行人工授粉的结实率均为0,而人工自花授粉、同株异花授粉和异株异花授粉的结实率分别为85.71%、88.00%、84.00%,均高于不进行人工授粉的植株。【结论】多花指甲兰自5月初开花至7月底结束,盛花期较短,持续约2 d。多花指甲兰不存在无融合生殖现象,是需要传粉者传粉的自交和异交混合的繁育系统。

十字花科根肿病拮抗菌贝莱斯芽胞杆菌ZF72分离鉴定及生防效果研究

针对十字花科根肿病日益严重且防治困难的问题,采用平板对峙法,以尖孢镰孢菌Fusarium oxysporum和辣椒疫霉菌Phytophthora capsici为指示菌进行初筛,通过盆栽试验复筛,得到十字花科根肿病高效生防菌株ZF72,盆栽防效74.6%。根据形态学特征、生理生化特性及16S rDNA,gyr B和atp D多基因系统发育分析,鉴定菌株ZF72为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis。采用单因素试验对菌株ZF72摇瓶发酵工艺进行优化,确定最佳配方为山梨醇3 g/L、麸皮8 g/L、CaCl_(2)1 g/L和MgCl_(2)·6H_(2)O 3 g/L,最适发酵条件为温度28℃、pH 6.0、装液量50 mL/250 mL、转速240 r/min、种子液接种量1%(v/v)。田间试验结果显示,菌株ZF72处理根肿病症状明显减轻,田间防效可达63.8%,为根肿病生物防治提供了新的微生物资源。

中国南瓜幼苗低氮耐受性指标筛选及综合评价

氮肥过量施用是导致土壤退化及环境污染的重要原因之一,选育低氮耐受性较强的品种对中国南瓜的减肥增效生产具有重要意义。以8个中国南瓜种质为试验材料,采用水培法并设置适氮(7.0 mmol·L^(-1))和低氮(0.7 mmol·L^(-1))2个处理,测定苗期18个性状的低氮耐受系数,采用主成分、隶属函数和回归分析等方法建立中国南瓜低氮耐受性综合评价体系。结果表明,不同种质各指标的低氮耐受系数存在显著差异;主成分分析表明,一些表征植株生物量和叶片光合作用能力的指标与低氮耐受能力密切相关,其中根部干质量、根部鲜质量、根体积、壮苗指数等4个指标可作为低氮耐受性鉴定指标。利用回归分析建立中国南瓜幼苗低氮耐受性预测方程D’=0.9509-0.1212X1-0.2077X2+0.1341X3-0.0782X4(平均估算精度96.5%,R2=0.957),筛选获得1份苗期低氮耐受性较强的种质Cmo19(柿饼南瓜),初步实现中国南瓜幼苗期低氮耐受性种质资源的快速筛选鉴定,为中国南瓜氮高效利用品种选育及相关机制研究提供了依据。

基于蛋白质组学研究西瓜接穗对嫁接苗根系生长的影响

为研究嫁接苗中西瓜接穗对南瓜砧木根系生长的影响,以西瓜品种‘早佳8424’、南瓜品种‘伟砧1号’为试验材料,设置两个嫁接组合,西瓜/南瓜(W/P)和南瓜/南瓜(P/P),采用贴接法嫁接,并以不嫁接的南瓜自根苗(P)为对照,采用iTRAQ技术对W/P、P/P嫁接苗及P的根系蛋白质组进行全面分析和比较。结果表明W/P和P/P嫁接苗的砧穗愈合良好,但在愈合期结束后,W/P嫁接苗的地上部和根系生长最为缓慢。iTRAQ结果表明相较于P,W/P根系中共鉴定到194个差异丰度蛋白,其中上调蛋白135个、下调蛋白59个;相较于P/P,W/P根系中共鉴定到54个差异丰度蛋白,其中上调20个、下调蛋白34个。这些差异丰度蛋白主要富集在羧酸代谢、碳水化合物代谢、逆境胁迫响应等过程。W/P嫁接苗的根系中参与蔗糖代谢、糖酵解和三羧酸循环的酶,如蔗糖合成酶、果糖激酶、丙酮酸激酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶等丰度显著低于P/P和P。W/P嫁接苗的根系中胁迫相关蛋白的丰度显著升高,包括多个类乳胶蛋白、苯丙氨酸解氨酶、水孔蛋白等。说明W/P嫁接苗中西瓜接穗可抑制砧木根系中的碳水化合物代谢、促进根系的逆境胁迫响应。

功能化纳米农药载药系统研究进展

纳米材料因其粒径小、尺寸易调节、种类丰富以及良好的移动性等优势,作为有效载体,在农药载药系统及农业病虫害防治方面受到了广泛关注。纳米材料与技术在提升农药生物利用度、溶解性和缓控释特性等方面展现出巨大的潜力。本文总结了利用纳米材料与技术开发具有功能化纳米农药载药系统的研究进展,系统综述了精准释放农药活性成分的智能响应型农药控释制剂、叶面亲和型、土壤用药型及农药双载体系等不同功能化纳米农药载药系统,概述了其在农药减量增效和精准施用方面的作用效果,并对功能化纳米农药载药系统的应用场景与产业化潜力进行了展望。