基于SSR标记的毛豆种质资源遗传多样性分析

为了解不同毛豆种质资源的遗传基础和群体的亲缘关系,本研究选用212对SSR标记对来自于中国(包括台湾地区、湖北、江西、江苏、辽宁、安徽)和日本的84份毛豆种质材料进行了基因型分析,根据Nei’s遗传距离和非加权配对法(UPGMA)进行聚类分析,以structure软件的混合模型聚类法推断材料构成群体的遗传结构。结果表明:SSR引物在群体材料中扩增出的等位位点数为1-6个,平均每对引物为2.08个;有效等位基因1~3.74之间,平均为1.6个;基因多样性平均值为0.29,PIC平均值为0.24。聚类分析将84份材料分为4个组群,主成分分析的二维和三维主坐标分析图验证了聚类分析结果。群体结构分析显示,当K=4时,ΔK出现明显的峰值,说明最佳群体组群数为4个,该结果与聚类分析结果也基本一致;84份材料中有74份Q值大于0.7,说明该群体毛豆种质资源群体内遗传多样性不够丰富,遗传背景单一。因此,需重视对遗传背景差异大、亲缘关系远的种质资源的发掘利用,加强种质材料共享和交流,促进毛豆育种事业的发展。

一种基于改进YOLOv5s的麦穗检测计数方法

[目的]为实现对田间麦穗的实时准确计数,本文提出一种基于改进YOLOv5s的麦穗检测计数方法。[方法]通过C2f模块获得更加丰富的梯度流,增强模型细粒度特征提取能力,并在网络关键部位引入CoordConv坐标卷积,加大对坐标信息关注程度,提升模型对麦穗位置的感知能力,同时考虑到麦穗检测任务中中小尺寸麦穗居多,采用Inner CIoU损失函数加快模型收敛速度。[结果]在公开数据集Global Wheat Head Detection(GWHD)上对上述方法进行试验,结果表明,本文改进模型的精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5分别为93.5%、91.6%和95.9%,参数量、计算量、每秒帧数分别为12.4 MB、27.5 GFLOPs和34。[结论]本文改进模型在精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5等指标上较原始YOLOv5s模型分别增加1.0、1.2和1.3百分点,并且优于YOLOv7-tiny、YOLOv8s等模型,可满足检测的实时性要求。同时改进后模型在处理遮挡、重叠等复杂情况时都比原始模型表现更优,具有良好的鲁棒性。

碳点对小麦灌浆期抗渍性的影响

目的:探究不同浓度碳点溶液对小麦灌浆期抗渍性的影响,为小麦抗逆栽培提供理论指导。方法:在小麦花后进行10天的渍水胁迫,渍水结束后设置喷施250倍、500倍和1000倍碳点稀释液和清水4种处理,以不渍水作为对照。测定花后上部三片叶的叶绿素含量(SPAD)的动态变化,并测定产量、产量构成因子和成熟期地上部干物质积累量。结果:小麦花后渍水胁迫导致产量、有效穗数、成熟期地上部干物质积累量、收获指数、上三叶的叶绿素含量显著降低;渍水后叶面喷施250倍和500倍碳点稀释液可将产量提高到无渍水水平,主要是因为有效穗数和收获指数有不同程度的提高;渍水后叶面喷施碳点溶液可以缓解旗叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素的降解,在3个浓度中,1000倍碳点稀释液效果最好。结论:喷施碳点溶液可以减少小麦花后渍水胁迫导致的产量损失,缓解渍水胁迫对小麦的不利影响。

优质香型晚稻新品种E农香两优1号的选育

E农香两优1号是湖北省农业科学院粮食作物研究所联合湖北汇楚智生物科技有限公司,选用籼型优质香味不育系E农香11S为母本、恢复系嘉禾6号为父本配组,选育出的优质香型杂交晚稻新品种,表现为生育期短、品质优、产量高、抗病性较强。该品种于2024年通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号:鄂审稻20241028,适宜在湖北省作双季晚稻种植。介绍了E农香两优1号的选育经过、品种特性、产量表现及栽培技术要点。

高通量测序分析褐飞虱circRNA表达谱及其潜在功能

【目的】探究褐飞虱Nilaparvata lugens如何适应抗性水稻品种YHY15,并为研究环状RNA(circular RNA, circRNA)在褐飞虱对抗性水稻适应机制中的作用奠定基础。【方法】利用高通量测序技术鉴定生物型1和生物型Y(能致害抗性水稻YHY15的生物型)褐飞虱的circRNA,并统计其类型和分布。分析生物型1和生物型Y褐飞虱间circRNA表达差异,并对circRNA来源基因进行GO功能注释和KEGG富集分析。【结果】生物型1和生物型Y褐飞虱共鉴定到19个circRNA,分布在9条染色体上,其中17个circRNA由剪接位点之间的外显子构成,2个circRNA由剪接位点之间的所有碱基构成,17个circRNA长度在200~800 bp。生物型Y褐飞虱的circRNA表达丰度与表达量比生物型1褐飞虱的更高。分析结果表明,在生物型1褐飞虱克服抗性水稻YHY15形成新的生物型Y的过程中,在自然选择压力下,circRNA的表达出现变化,推测这种变化影响了褐飞虱新生物型的形成。KEGG分析结果表明,鉴定到的生物型1和生物型Y褐飞虱circRNA来源基因主要富集到自噬相关通路上。【结论】褐飞虱长期取食抗性水稻,导致褐飞虱消化、解毒和代谢能力进化,能降解抗性水稻为抵御褐飞虱而产生的次生代谢物。鉴定到的生物型1和生物型Y褐飞虱的circRNA来源基因与细胞自噬相关,表明褐飞虱通过细胞自噬过程应答抗虫水稻,这种应答反应促进褐飞虱适应抗虫水稻,致害性增强和生物型形成。

湖北优质长粒籼稻品种创新与品牌打造

湖北是我国水稻主产区之一,在长期的稻作历史演变中,逐渐形成了以优质长粒籼稻为特征的地域品种特色。本文以建设湖北长粒籼地域品牌为目标,回顾了湖北优质稻产业发展历程,并分析了产业发展存在的问题,阐述了湖北长粒籼稻品种的性状地域特征,提出了打造“湖北长粒籼”省级地域品牌的建议;在分析湖北优质稻品种创新现状和存在问题的基础上,提出了湖北优质长粒籼稻的品种创新思路,以期为湖北优质水稻品种创新和湖北优质稻米产业链建设提供借鉴。

水稻小孢子培养研究进展

植物小孢子培养技术是获得单倍体的一种高效方法,已成为现代育种的重要手段。综述了水稻(Oryza sativa L.)小孢子分离纯化、影响小孢子培养技术诱导培养及植株再生的主要因素,提出了水稻小孢子培养技术存在的问题,并对小孢子培养技术发展前景进行了展望,以期为水稻小孢子培养技术的进一步研究和更广泛的应用提供参考。

遮阳水平对不同类型甘薯生长发育和品质性状的影响

对3个不同类型的甘薯(紫肉型甘薯鄂薯12、淀粉型甘薯鄂薯15、鲜食型甘薯鄂薯17)在3个遮阳水平条件下(0、30%、70%)下进行光合色素、农艺性状及品质性状指标测定等试验,以无遮阳处理为对照,为光伏农业的甘薯种植提供优异材料。结果表明,在遮阳条件下,3个甘薯品种叶片的叶绿素a和叶绿素b含量总体高于对照(不遮阳)且蔗糖含量均显著降低。遮阳可以增加紫肉型甘薯品种鄂薯12的花青素含量,降低其淀粉、可溶性糖和蔗糖含量;轻度遮阳显著提高了淀粉型甘薯鄂薯15可溶性糖含量且对淀粉含量无较大影响,而重度遮阳显著降低了淀粉型甘薯鄂薯15的淀粉含量;遮阳显著提高了鲜食型甘薯鄂薯17的可溶性糖及淀粉含量。

不同水分管理方式对旱直播水稻产量和稻米品质的影响

【目的】研究旱直播模式下不同水分管理方式对水稻产量、光合生理特性和稻米品质的影响,以期为干旱气候条件下的节水栽培提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,以杂交稻旱优73和常规稻黄华占为试验材料,通过设置全生育期内旱管和水管两种水分管理模式,综合考查旱直播模式下不同水分管理方式对水稻叶片光合特性、地上部干物质积累及分配、产量和稻米品质的影响。【结果】水稻旱直播模式下进行旱作栽培显著提高了水分利用效率和水稻产量,降低了稻米的外观品质和食味品质。与淹水灌溉相比,旱作处理显著提高了叶片SPAD值和齐穗期净光合速率,促进了地上部干物质的积累;增加了茎秆和叶片干物质转运量和对籽粒贡献率,进而提高了水稻有效穗和千粒重。其中,黄华占和旱优73产量分别增加14.0%和11.9%。旱作处理对加工品质没有显著影响,但显著降低了直链淀粉含量,增加了蛋白质含量;同时降低籽粒中重金属砷的含量,增加了重金属镉的含量。【结论】水稻旱直播模式为干旱气候条件下的水稻适应性栽培提供了可能,但稻米品质与产量协同提升因品种而异。因此,旱直播模式下高效优质栽培技术还需进一步研究。

甘薯块根内生固氮菌的分离鉴定和系统发育分析

【目的】对甘薯块根内生固氮菌进行分子鉴定和多样性分析,并分析其菌群结构,为深入研究甘薯内生固氮菌的应用提供理论参考。【方法】以鄂薯11和鄂薯17为试验材料,采用无氮培养基筛选获得2个甘薯品种块根的内生固氮菌,根据16S rDNA基因序列分析对分离的内生固氮菌进行分类鉴定;进一步扩增nifH基因片段验证固氮菌;依据Shannon多样性指数、菌株相对分离率和相似性指数对甘薯块根内生固氮菌的菌群分布及多样性进行分析,并比较内生固氮菌菌群差异。【结果】从鄂薯11和鄂薯17块根中总共分离得到80株内生固氮菌,归属为1门1纲1目1科2属,包括普里斯特氏菌属(Priestia)和芽孢杆菌属(Bacillus),相对分离率分别为51.25%和48.75%;普里斯特氏菌属在鄂薯11和鄂薯17块根的相对分离率分别为51.11%和51.43%,芽孢杆菌属在鄂薯11和鄂薯17块根的相对分离率分别为48.89%和48.57%,2个甘薯品种块根中内生固氮菌的相对分离率变化差异小。2个甘薯品种块根内生固氮菌总Shannon指数为0.6929,总均匀度指数为0.4803。鄂薯11和鄂薯17间的相似性指数为1,2个甘薯品种块根中的内生固氮菌属相同。系统发育进化树显示,从鄂薯11和鄂薯17中分离得到的内生固氮菌遗传多样性较低。【结论】从鄂薯11和鄂薯17块根中分离鉴定出80株内生固氮菌,归属于普里斯特氏菌属和芽孢杆菌属,2个品种间的内生固氮菌菌群构成无明显差异。

不同玉米品种产量特性及环境适应性研究

选用不同遗传背景的7个玉米(Zea mays L.)材料,比较分析了各品种产量、生育期、平均叶面积系数、光合势、净同化率、作物生长率及对环境适应性等方面的差异,以期筛选出适宜湖北省种植的春玉米和夏玉米品种。结果表明,这7个品种在作为春玉米和夏玉米时表现出差异,总体上作春玉米栽培时产量表现出一定的优势,且品种间的差异较为显著。作春玉米栽培时,宜单629和登海9号产量较高,其产量分别为8.34 t/hm^(2)和8.20 t/hm^(2);作夏玉米栽培时,宜单629的产量最高,达6.78 t/hm^(2),并具有较高的叶面积指数、叶片光合势和作物生长率。在相同渍害、病虫害条件下,宜单629出苗率为97.8%,表现为抗病性强而略抗虫。综合来看,所选用的北方品种在湖北省不宜作夏玉米栽培,根据高产和适应性好为选种前提,春玉米和夏玉米都可选种宜单629。

不同培养基对水稻花药培养力的影响

以不同籼粳成分的水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,研究不同基本培养基[N6、合5、SK3、M8以及改良的M8(GM8)]对愈伤组织诱导效率的影响,筛选水稻花药培养最适宜的诱导培养基。结果表明,最佳诱导基本培养基为GM8;再以GM8为基本培养基,以HB568(粳稻)、HB570(糯稻)、HB613(籼稻)及21ah36(野生稻)为试验材料,比较添加单一、复合生长调节剂的诱导培养基对水稻花药培养的效果。结果表明,添加复合生长调节剂的处理可以提高花药培养力,即最佳水稻花药培养力的培养基为GM8+1.0 mg/L KT+2.0 mg/L 2,4-D+3.0 mg/L NAA。

优质中籼光温敏核不育系EK8S的选育及应用

EK8S是用来源于C815S的两系不育系中间材料作母本、粤丰B变异株系选稳定材料作父本杂交,经湖北武汉和海南陵水两地穿梭育种,利用人工低温池加压筛选育性,田间和室内鉴定米质和农艺性状,培育的具有不育起点温度较低、株型好、米质优、易繁好制、配合力强的细长粒中籼型水稻光温敏核不育系。利用该不育系配组的杂交稻新组合E两优888、E两优金丝和汇两优莹丝表现产量较高、米质优、食味好、生育期适中,通过了湖北省或国家品种审定。

外源硒强化对稻米挥发性化合物的影响

通过外源施加硒肥对水稻进行稻米硒强化已在富硒大米的生产中广泛应用,然而,外源硒强化对稻米品质的影响尤其是对稻米香味构成的影响研究较为匮乏。该研究采用固相微萃取(Solid phase microextraction,SPME)与气相色谱-质谱联用法(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)对不同浓度外源硒肥处理后加工得到的糙米和精米挥发性成分进行了检测,结果显示:糙米中共检出43种挥发性化合物,其中包含醇类5种、醛类8种、酮类4种、酯类4种、烃类5种、酸类9种以及杂环类化合物4种;精米中共检出35种挥发性化合物,其中醇类2种、醛类7种、酮类3种、酯类3种、烃类7种、酸类8种以及杂环类化合物2种;糙米挥发性化合物较精米挥发性化合物丰富。GC-MS数据表明挥发性化合物的含量与硒肥浓度不成正相关,适当浓度的硒肥可以促进稻米中挥发性化合物的合成,高浓度的硒肥会抑制稻米挥发性化合物的产生。

稻渔综合种养对土壤和水稻影响的研究进展

近十几年来,稻渔综合种养因经济效益良好、农产品更绿色优质,规模迅速扩增,模式不断丰富,已经成为我国一种重要的稻作制度。稻渔综合种养的稻田土壤质量和水稻产量水平一直是政府和学界关注的焦点问题。本文综述了稻渔综合种养对稻田土壤性状和水稻产量的影响,并对今后稻渔综合种养的相关研究进行了展望,以期为保持稻渔综合种养模式下土壤健康和水稻产量稳定、促进稻渔综合种养产业高质量发展提供参考。

基于AMMI模型和GGE双标图的湖北省糯高粱区域试验综合评价

为了评价糯高粱材料在湖北不同生态区域的适应性和稳定性,筛选出高产稳产糯高粱材料和理想的种植点,对16个糯性高粱品种(系)在湖北省5个不同生态区域的产量进行了AMMI模型和GGE双标图分析。结果表明,环境、基因型×环境互作以及基因型对产量均有极显著影响,其中环境变异占主导地位(57.04%),其次为基因型×环境互作(31.27%);AMMI模型和GGE双标图综合分析表明,试点荆州(E1)被认为是理想试点,川糯粱2号(G1)和金皮糯1号(G8)具有较高的丰产性与稳定性。上述研究结果将为筛选适宜湖北省种植推广的糯高粱品种以及适宜种植区域的选择提供参考依据。

湖北省超级稻产业发展策略与粮食产能提升路径探析

为全方位夯实粮食安全根基,国家启动实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动。湖北是全国13个粮食主产省之一,在保障国家粮食安全方面责任重大。水稻是湖北第一大粮食作物,稳定提升水稻产能是完成国家粮食产能提升任务的重要举措。在当前农业生产背景下,提产能越来越依靠提单产,而品种突破是提单产的最有效途径。详细阐述湖北发展超级稻产业主要做法,深刻剖析存在问题。结果发现,湖北超级稻产业发展存在冠名品种数量不多、良种良法配套不足、推广主体意愿不强的问题,提出强化优势特色品种选育攻关、强化优质绿色技术推广示范、强化种业企业扶优扶强策略的建议,以期为湖北发展超级稻产业和高质量完成国家粮食产能提升任务提供支持。