玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性种质资源鉴定及抗性基因挖掘

【目的】玉米茎腐病是我国玉米主产区普遍发生的重要病害之一,自然条件下,玉米茎腐病多由多种病原菌共同侵染造成。筛选抗禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)和拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)复合侵染的优异玉米种质,鉴定与复合病原引起的茎腐病抗性相关数量性状核苷酸(quantitative trait nucleotide,QTN),挖掘抗性候选基因,为玉米抗复合病原抗性分子育种提供基因资源和理论借鉴。【方法】以一个玉米自然群体为试验材料,接种F.graminearum和F.verticillioides复合病原菌,鉴定茎腐病表型;利用全基因组关联分析,筛选显著抗性SNP位点,预测抗病候选基因。【结果】通过田间和室内2个环境下接种复合病原后的茎腐病表型鉴定试验,发现不同来源和亚群的自交系对复合病原侵染的表型差异显著。田间表型鉴定结果表明,收集于中国的自交系普遍抗性较高,而美国的自交系普遍感病性较高;热带及亚热带亚群的自交系抗性较高,混合型亚群的自交系感病性较高。室内表型鉴定结果表明,收集于美国的自交系材料抗性较高,国际玉米小麦改良中心的自交系材料感病性高;硬秆亚群的玉米种质表现较高抗性,混合型亚群的种质表现较高感病性。于田间和室内2个环境下分别筛选出29份和16份对复合病原侵染具有较高抗性水平的种质,2个环境共同筛选到6份抗病种质。基于田间表型GWAS分析,鉴定到18个与复合病原茎腐病抗性显著相关的QTN,挖掘出93个抗病候选基因;有4个基因表现出单倍型变异,且接种后基因表达水平在抗病材料中呈上调趋势。【结论】利用遗传背景丰富的玉米自然群体,在2个环境中共同鉴定出6份玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性材料,可作为潜在的玉米抗茎腐病育种种质资源;挖掘出4个可能参与复合病原菌抗性的候选基因,为玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性育种提供基因资源。

低温等离子体技术在蔬菜、微生物及农作物种子诱变中的应用

以等离子体是什么为切入点,介绍了等离子体研究现状和诱变技术原理。综述了低温等离子技术在蔬菜和农作物领域的应用,阐明了高压电场低温等离子体处理不结球白菜种子对生长发育的影响。围绕低温等离子体在蔬菜、微生物及农作物中的诱变研究,论述了高压电场低温等离子体诱变不结球白菜种子的效果和应用前景。

利用55K芯片进行小麦生育期相关性状的QTL定位及效应分析

生育期是决定小麦品种适应性的重要农艺性状,探索其遗传机制及效应对于小麦品种的选育和推广具有重要意义。本研究以扬麦158和密穗小麦杂交构建的240个重组自交家系(recombinant inbred line,RIL)为材料,于2~4个环境下对该群体主要生育期性状进行鉴定。利用已构建的高密度遗传图谱,共检测到52个生育期相关QTL,分布在2A、2D、3D、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6B、7A、7B和7D染色体上。QJS/BS/HS/FS/MS.nau-5D.2、QJS/BS/HS/FS/MS.nau-2D.1和QJS/BS/HS/FS/MS.nau-7B.1均在多年被重复检测到,分别解释4.56%~46.86%、1.32%~33.40%和2.37%~13.27%的表型变异。QBS/HS.nau-2A.3、QHS/FS.nau-5B.2、QFS.nau-2A.5、QBS.nau-6A.2、QJS.nau-4D.2、QJS.nau-6A.3、QBS.nau-2A.2、QBS/HS.nau-6A.1、QFS.nau-7A.2、QMS.nau-3D、QMS.nau-4D.1和QMS.nau-6B.1是新发现的位点。效应分析表明,生育期相关QTL的聚合能不同程度地缩短生育期,可应用于培育早熟高产小麦品种。

‘滁菊’回交BC1株系的遗传变异与综合评价

[目的]本文旨在通过回交创制优质稳产的茶用菊新种质,并对获得的BC1群体进行遗传分析和评价,以筛选综合性状优良或特定性状突出的优异材料应用于进一步的育种改良。[方法]将‘苏菊14号’(‘滁菊’杂交1代)与‘滁菊’回交获得BC1株系群体。对102个BC1扩繁株系的12个相关产量、外观性状以及绿原酸、木犀草苷、3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸和总黄酮4种功能性成分含量进行测定和分析,再运用灰色关联度分析法对BC1群体进行综合评价。[结果]大多数BC1群体花朵分布特征和田间适应性表现优异且遗传稳定。着花部位为偏母性遗传,花期茎枝直立程度、田间生长势、花期3个性状为偏父性遗传。12个性状的灰色关联分析权重值以田间适应性、花朵分布特征的权重值最大。利用评价结果结合聚类分析将102个回交BC1株系分为优、良、中、差4个级别。BC1群体中4种功能性成分含量均达到药用菊花规定的株系有8个,占比为7.84%,可作为茶、药兼用种质。通过综合评价,共筛选出4个优良株系,其中BC1-97的功能性成分含量水平优于‘滁菊’,其余3个株系接近‘滁菊’的功能性成分含量水平。[结论]本研究通过遗传分析、灰色关联度分析和功能性成分测定,在对‘苏菊14号’与‘滁菊’回交BC1群体综合评价的基础上,共筛选出4个优良株系,为‘滁菊’的进一步回交改良提供了中间种质和理论依据。

人才引领创新、创新驱动发展、发展提高服务--以溧水区华成蔬菜专业合作社为例

南京市地处长三角,经济发达,是我国科技创新之城,南京市溧水区作为国家农业高新技术产业示范区,全国农业科技现代化先行县,蔬菜产业具有鲜明的特色。近年来,溧水区华成蔬菜合作社紧紧围绕人才、创新、服务等方面开展工作,成为南京市乃至江苏省具有较高影响力的蔬菜专业生产、销售、加工型企业。

淮安5种芹菜大棚栽培主要农艺性状及经济效益分析

以5个芹菜品种(四季西芹、纯白芹、紫芹、宁芹1号和荣誉)为试验材料,于2022年8~11月在江苏省淮安市蔬菜科学研究所进行大棚栽培比较试验。测评各品种芹菜在适应性、抗逆性、农艺性状、丰产性及经济效益等方面的差异,并对不同品种芹菜进行综合感官评价,以期获得适宜淮安地区大棚生产且综合性状优良的芹菜品种,为江苏淮安地区大棚芹菜生产提供借鉴。结果表明,宁芹1号和纯白芹作为特色芹菜新品种具有较高的经济效益,推荐在淮安地区进行试点种植。

‘滁菊’叶部病害病原菌鉴定与化学防治

[目的]本文旨在明确‘滁菊’叶部病害致病菌并筛选出有效化学农药,以有效防治‘滁菊’病害的发生。[方法]采用组织分离法分离纯化病原菌,进行形态学鉴定、分子生物学鉴定与致病性测定,分析导致‘滁菊’叶部病害的主要病原菌,并采用平板毒力测定13种农药的抑菌效果,筛选有效药剂及防治浓度;采用叶片菌丝贴接法对盆栽‘滁菊’幼苗接种致病菌,进一步在盆栽活体幼苗上测定筛选药剂的防治效果。[结果]从‘滁菊’病害叶片分离的主要致病菌为交链格孢菌(Alternaria alternata)、长柄链格孢菌(Alternaria longipes)、细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)。平板毒力测定结果表明,苯醚甲环唑·嘧菌酯对链格孢菌(CJ31、CJ4-1)菌丝生长抑制效果最好,己唑醇对链格孢菌(CJ3-1、CJ37)菌丝生长抑制效果最好,异菌脲对链格孢菌(CJ30)菌丝生长抑制效果最好,且EC 50值均低于7 mg·L-1。盆栽药效测定表明,异菌脲500倍稀释液和己唑醇3000倍稀释液对链格孢菌具有较好防效。[结论]导致‘滁菊’中心产区叶部病害的主要病原菌为链格孢菌,引起‘滁菊’的黑斑病。推荐将异菌脲、己唑醇、苯醚甲环唑·嘧菌酯作为‘滁菊’田间叶部病害防治的首选药剂。

同源四倍体菜薹新材料的创制与品质分析

[目的]本文旨在创制优质的菜薹四倍体新材料。[方法]用2 g·L^(-1)秋水仙素溶液点滴二倍体菜薹LCX019幼苗的子叶生长点,通过形态学、解剖学、细胞学与流式细胞仪的方式筛选鉴定出同源四倍体植株,并对二、四倍体植株的农艺性状以及品质特性进行分析比较。[结果]形态学与解剖学结果显示,同源四倍体菜薹在株型、叶片、花、种荚、菜薹等方面表现出“巨大性”的特点;气孔孔径变大,气孔密度下降;花粉粒体积相比二倍体增大,形状呈橄榄球形或不规则形状。细胞学结果显示,四倍体菜薹根尖染色体数目为二倍体的2倍;流式细胞仪的分析结果表明,四倍体的DNA荧光强度约为二倍体的2倍。四倍体菜薹的可溶性糖、有机酸及纤维素含量显著增加76.17%、13.71%和80.34%,叶绿素含量、硝态氮含量显著下降25.01%、45.10%,可溶性蛋白含量无显著变化。通过分析二、四倍体的光响应曲线与光合特性,发现四倍体菜薹LCX019对弱光的利用能力强于二倍体植株。[结论]获得了具有优良品质的菜薹同源四倍体新材料,为菜薹育种提供新的种质资源。

39个传统秋菊品种扦插生根能力综合评价

为了筛选出扦插生根能力较强的传统秋菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)品种,对39个传统秋菊品种扦插12 d的8个根系形态指标进行差异分析、相关性分析和主成分分析,并对这些传统秋菊品种的扦插生根能力进行隶属函数分析和分级。结果显示:供试传统秋菊品种的总根数为3.3~44.0,总根长、平均根长和最长根长分别为2.463~129.174、0.632~4.470和1.610~7.964 cm,根直径为0.200~0.405 mm,根投影面积和根表面积分别为0.102~3.062和0.319~9.619 cm 2,总根体积为0.002~0.079 cm 3,且多数指标以‘火凤凰’(‘Huofenghuang’)最小。这些根系形态指标的变异系数为15.789%~51.605%,其中,总根长的变异系数最大,根直径的变异系数最小,其余指标的变异系数均大于32%。供试传统秋菊品种的多数根系形态指标间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。主成分分析结果显示:前3个主成分的累计贡献率达97.976%。隶属函数分析和分级结果表明:供试传统秋菊品种的扦插生根能力分为优秀、良好、中等和偏差4个等级,‘龙都春丽’(‘Longdu Chunli’)、‘玉楼人醉’(‘Yulou Renzui’)、‘龙都月华’(‘Longdu Yuehua’)、‘圣光华宝’(‘Shengguang Huabao’)、‘龙都秋枫’(‘Longdu Qiufeng’)、‘龙都春晓’(‘Longdu Chunxiao’)的扦插生根能力优秀,综合得分均大于0.70。根投影面积、根表面积和总根体积在不同等级间差异显著。研究结果显示:不同传统秋菊品种间扦插苗的根系形态指标变异较大,其中,‘龙都春丽’等6个品种的扦插生根能力较强,可作为传统秋菊品种遗传改良的亲本。

不同梨品种花粉量与活力差异的研究

以105个梨品种为试验材料,调查单花花药量和单花药花粉量,对散粉效果较好的77个品种进行花粉活力检测。结果表明,不同梨品种花粉量及花粉活力存在差异,花粉数量性状变异系数大,花粉变异程度高。其中,单花花药量变幅为13~36粒,单花药花粉量变幅为0~15440粒,除花粉萌发率为0%的品种外,其余品种花粉萌发率变幅为1.76%~82.74%,花粉管长度变幅为102.49~400.29μm。经系统聚类分析,供试品种被分为六大类群,其中第Ⅰ、第Ⅱ类群的15个品种花粉量多、花粉萌发率高且花粉管生长速率较快。经正态性检验发现,单花花药量、单花药花粉量和花粉萌发率符合正态分布规律,将符合正态分布的花粉数量性状用4个分点分为5级,明确了每级花粉数量性状的频率分布。初步筛选出15个花粉育性较好的品种以及9个花粉败育品种,为梨园授粉树配置和种质创新提供参考。

不同浓度EMS诱变不结球白菜的效果分析

为创制不结球白菜新种质,发掘新基因,探索不同浓度甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)对不结球白菜的诱变效应。采用浓度为0.4%、0.6%和0.8%的EMS溶液对4个不结球白菜品种[黑塌菜(HTC)、香青菜(XQC)、JP241、XWZ]进行种子诱变处理,调查种子发芽情况与田间植株农艺性状表现。结果表明:4个不结球白菜品种的种子发芽势、发芽率和相对成苗率均随着EMS浓度的升高而逐渐降低,且处理间差异显著。EMS诱变可以引起不结球白菜叶色、叶形、株型、花器官等性状发生变异。不同品种不结球白菜的EMS诱变半致死剂量有所不同,产生的变异种类和变异频率也有所不同,HTC的半致死剂量为0.8%,相对变异频率为23.83%;XQC的半致死剂量为0.8%,相对变异频率为17.61%;JP241的半致死剂量为0.6%,相对变异频率为38.45%;XWZ的半致死剂量为0.6%,相对变异频率16.69%。EMS的浓度越高,诱变的不结球白菜始花开放时间越晚,莲座叶叶片数越少,雄性不育率越高。

大棚秋冬茬紫芽青萝卜农艺性状、光合参数及可溶性糖比较分析

为评估大棚栽培条件下8个淮科青萝卜品系(编号1~8号)的生长状况,测定了各品系紫芽青萝卜的主要农艺性状、光合参数及其可溶性糖含量,并对各项指标进行差异显著性及相关性分析,以期筛选出综合性状较为优良的紫芽青萝卜品种。结果表明:参试的紫芽青萝卜肉质根重范围为167.63~286.65 g,其中3号最重,同时3号根重/叶重为5.01,显著高于其他品系;在净光合速率、蒸腾速率和气孔导度3个光合参数中,1号显著高于其他品系,其次为3号和8号;3、6号的可溶性糖含量较高,分别为225.44 mg/g和227.19 mg/g;相关性分析表明净光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及可溶性糖含量与肉质根重指标密切相关。综上,筛选出1、3、8号作为高产型紫芽青萝卜种质资源,3、6号作为高品质型紫芽青萝卜种质资源。

甜瓜属异源多倍体不同倍性材料内参基因的筛选及评估

[目的]多倍化是植物界普遍存在的现象,但是内参基因的缺乏限制了多倍化相关基因表达研究的进程。本文旨在建立一组稳定的内参基因,以提高多倍体目标基因定量的准确性和重复性。[方法]以甜瓜属人工异源四倍体、其二倍体双亲和三倍体后代为材料,通过实时荧光定量反应(qPCR)比较了10个候选内参基因(UBI-ep、ACT、ACT3、TUA、EF-1α、CACS、TIP41、F-box、CYP和UBQ)的表达丰度,并利用geNorm和NormFinder软件对其表达稳定性进行分析。同时,通过转录组测序(RNA-seq)的方法对候选内参基因进行定量,并统计与荧光定量数据的相关性。[结果]荧光定量结果表明,二倍体黄瓜的CYP表达丰度最高,CT值为15.8;四倍体材料的F-box表达量最低,CT值为30.5。结合geNorm和NormFinder软件结果,一共筛选出4个稳定的参考基因F-box、TIP41、ACT3和ACT。其中F-box和TIP41在多倍性水平下稳定性值M比ACT3和ACT基因的小,但表达丰度低。以ACT3为内参时,qPCR与RNA-seq定量结果极显著相关(R^(2)=0.844,P<0.01),F-box为内参时相关性最小。[结论]当比较不同倍性水平或跨物种的转录本丰度时,需要注意内参基因的选择。针对甜瓜属多种倍性材料的低丰度表达基因,可以选择TIP41作为内参基因;对于高表达基因,可采用ACT3作为内参基因。

江苏省宿迁地区秋冬茬白芹农艺性状比较

为解决江苏宿迁地区芹菜生产以绿芹为主、品种相对单一的问题,以2022年秋季种植于江苏省宿迁市洋河新区的29种白芹为试验材料,开展主要农艺性状的比较,对其8个农艺性状进行差异性分析、相关性分析、主成分分析以及聚类分析。结果表明,白芹8个农艺性状的变异系数为9.390%~71.610%,其中单株质量、株高、叶柄长、叶柄厚和叶柄数的变异系数均大于20%,表明不同白芹品种间这5个农艺性状差异较大。相关性分析显示,除叶柄数与叶柄宽、叶柄厚呈负相关外,其余各性状间均呈正相关关系,其中单株质量与其余性状均呈极显著正相关性。主成分分析显示,前2个主成分的累计贡献率为77.005%。通过聚类分析,可在遗传距离为7.5处将29种白芹种质资源分为3个类群。

菜用大豆新品种衢鲜11号的选育

衢鲜11号是以育种中间材料南农10-1为母本,以夏大豆品种南农99-10为父本,人工杂交后经系谱法选育而成的菜用秋大豆品种。株型收敛,平均株高59.8 cm,亚有限结荚习性,出苗至采收鲜荚78.2 d(天);平均单株有效荚数31.1个,青荚绿色,弯镰刀形,荚型大,每荚粒数2.0个,鲜百荚重340.3 g,鲜百粒重83.3 g;标准荚长6.0 cm、宽1.4 cm,标准荚率61.5%,每667 m^(2)鲜荚产量730 kg左右,适宜浙江省及生态相近地区秋季种植。

细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄开花时间的影响

[目的]本研究旨在解析细胞分裂素受体基因SlHK4突变对番茄开花时间的影响,为揭示细胞分裂素途径调控植物开花的分子机制奠定基础。[方法]以细胞分裂素受体基因SlHK4的2个纯合突变株系slhk4-4和slhk4-5及野生型(WT)番茄为材料,统计各株系开花时间,并在发芽26 d后取植株茎尖进行石蜡切片显微观察、响应细胞分裂素的荧光信号检测以及转录组测序等分析。[结果]slhk4-4和slhk4-5突变体的始花节位与WT相同,但始花时间分别比WT晚6和4 d。与WT相比,slhk4-5茎尖花分生组织分化推迟,细胞显著减小,细胞数目略少;slhk4-4与细胞分裂素响应启动子TCSn驱动的绿色荧光蛋白基因GFP过表达株系的杂交F 1代茎尖中,响应细胞分裂素的GFP荧光信号显著减弱;slhk4-5茎尖中细胞周期正调控基因Cyclin-B1-2表达下调,开花正调控基因FUL2、SOC1表达上调,而花发育基因AGL12和AGL19表达下调,开花调控相关基因的表达变化趋势与slhk4-5开花推迟的性状变化不完全一致。差异表达基因(DEG)的功能分析显示,57.6%具有功能注释的DEG是富集于光合作用、呼吸作用、蛋白合成和代谢等相关通路中的结构基因,其中88.2%在slhk4-5茎尖中的表达下调,表明slhk4茎尖的细胞活性很可能弱于WT。[结论]细胞分裂素受体SlHK4的功能缺失导致slhk4茎尖细胞分裂素信号减弱,花分生组织细胞减小,活性降低,分化延后,进而导致slhk4开花推迟。SlHK4是番茄开花时间的正调控因子。

辣椒NRT基因家族的系统鉴定、进化与表达分析

[目的]本研究旨在鉴定辣椒硝酸盐转运蛋白(NRT)基因家族成员,分析其基本性质、染色体定位、进化关系以及在不同组织、不同果实发育阶段和不同非生物胁迫下的表达特征。[方法]利用生物信息学方法在辣椒‘遵辣1号’基因组中鉴定NRT基因家族并分析其理化性质、基因结构、染色体定位、共线性、顺式作用元件分布和进化关系等;利用转录组数据分析辣椒NRT(CaNRT)基因在不同组织和不同果实发育阶段中的表达特征,并利用RT-qPCR技术分析在不同非生物胁迫下的表达模式。[结果]辣椒中共包含73个CaNRT基因,不均匀分布在10条染色体上。系统进化分析表明,CaNRT基因可分为3个亚家族,同一亚家族具有相似基因结构和保守基序。顺式作用元件分析结果表明CaNRT可能受光、激素、逆境胁迫等多种因素调控。CaNRT1亚家族成员主要在根、茎、叶中表达量较高,CaNRT2亚家族在任何时期表达量都较低,CaNRT3亚家族存在组织表达差异性,主要在根中高表达。逆境胁迫数据表明,CaNRT1.18、CaNRT3.3、CaNRT3.1、CaNRT2.1、CaNRT1.23在低温、高温、干旱、盐和氧化处理下明显响应,所有CaNRT基因在低温处理时均有不同程度的正向响应。[结论]在辣椒基因组中共鉴定获得73个CaNRT基因,筛选出多个在辣椒生长发育和逆境胁迫中具有重要作用的关键基因。

江苏宿迁地区茄子—芹菜轮作种植模式与经济效益分析

茄子与芹菜轮作是江苏宿迁近年来逐渐发展起来的一种高效种植模式,具有上市早、土壤可持续利用、节约水肥、经济效益好等特点,采用“塑料大棚外膜+二膜+小拱棚+地膜”多层覆盖保温,提升单体钢架大棚保温性能,有效增加棚内温度,可促进冬春季设施茄子提前上市、增加效益;夏季灌水高温闷棚,杀死土传病菌、降低土壤盐分,有效解决土壤连作障碍问题;夏秋季节芹菜接茬冬春季节茄子,利用茄子栽培底肥和冲施肥,节省肥量;每667 m^(2)产量茄子达7 500 kg,芹菜5 000 kg,效益达2万元。

苏北地区冬季大棚胡萝卜栽培技术

胡萝卜(Daucus carota L.)是重要的根菜类蔬菜作物,喜温耐寒,适宜在土层深厚的砂壤土中生长。利用大棚栽培胡萝卜,在管理、产量、品质、效益等方面具有明显优势。综合利用提前播种、覆盖地膜和设施栽培等技术,可灵活调节温度、湿度、光照等环境因素,有效解决胡萝卜在冬季生产过程中遇到的困难。主要从播前准备、播期及播种方法、田间管理、病虫害防治和科学采收等方面对大棚胡萝卜的科学栽培进行总结,以期对苏北地区大棚胡萝卜栽培提供技术指导。

多裂叶水芹雄性不育材料的发现与鉴定

水芹为中国重要的水生蔬菜作物之一,其花两性、花小、花发育不一、种子难发芽以及缺乏雄性不育材料的特点限制了水芹杂交育种和种质的创新。本研究从贵州省毕节市七星关区燕子口镇野生环境中获得水芹雄性不育材料(OtBY001),通过形态、花药和花粉发育的观察、遗传分析等,对OtBY001的不育特征进行研究。结果表明获得的水芹雄性不育材料为多裂叶水芹种(Oenanthe thomsonii C.B.Clarke),其不育原因为花发育过程中花丝萎缩,花药不能形成有活力的花粉,但能够接受外来花粉形成种子。遗传分析表明,该雄性不育材料可能由隐性核单基因控制。暗处理后,OtBY001黄化特征明显,口感优良。