山东地方辣椒种质资源品质性状聚类分析

为充分了解山东地区辣椒种质资源的品质状况,对所收集的36份山东地方辣椒种质资源的品质性状进行了方差分析、变异系数分析和聚类分析。结果表明,不同辣椒种质资源材料间品质性状变异系数为14.37%~110.26%,辣椒素含量变异系数最大(110.26%);欧氏距离98.3处,可将36份辣椒种质资源聚为三大类群:第Ⅰ类群占5.56%;第Ⅱ类群占8.33%;第Ⅲ类群(TT)占比最大,高达86.11%。聚类分析表明,抗坏血酸和辣椒素在聚类间差异达极显著水平,聚类第Ⅰ类和第Ⅲ类,辣椒素变异系数均最大,第Ⅱ类粗蛋白变异系数最大。综上,第Ⅰ类群除鲜食、制酱外,可加工用作食品、化妆品、药品等产业中的重要添加剂;第Ⅱ类群经提取加工可用于医学药用和家禽畜牧饲用,可作为工业辣椒品种选育的优异材料;第Ⅲ类群利用度广泛,可普遍适用于鲜食、制酱、火锅和调料等食品加工产业等。

基于无人机多光谱影像的花生氮高效种质资源筛选

氮素利用效率是影响作物产量建成的重要因素,筛选氮高效花生种质资源对于氮高效花生品种选育和机理研究至关重要。利用无人机多光谱影像快速获取花生生物量、氮素累积量,可为氮高效花生种质资源快速、精确鉴定带来新的契机。以22个大田种植的花生品种作为训练群体,利用多光谱无人机采集花生苗期多光谱影像,提取冠层反射率,然后通过构建11个植被指数对训练群体花生的生物量和氮素累积量进行准确测定;以与生物量、氮素累积量显著相关的植被指数为基础,采用逐步回归、K-邻近等算法构建了花生苗期氮效率相关反演模型,利用最优模型预测97个花生品种的生物量和氮累积量,并分析生物量、氮素累积量分别与花生产量的关系;此外,基于预测的苗期生物量、氮累积量分别对97个花生品种进行氮高效初步评价。结果表明,11个植被指数均与生物量、氮累积量显著相关。逐步回归模型估算生物量效果最好,模型验证的决定系数、均方根误差分别为0.63、2.76,为生物量反演最优模型;随机森林模型估算氮累积量效果最好,模型验证的决定系数、均方根误差分别为0.82、0.06,为氮累积量反演最优模型。利用模型预测的花生生物量、氮累积量,将97个花生品种分为氮高效、氮中效、氮低效3类。基于预测的花生生物量,筛选出GN001、GN007等15个氮高效品种;基于预测的花生氮累积量,筛选出GN018、GN037等18个氮高效品种。

不同辣椒种质资源品质性状分析

对36份山东地方辣椒种质资源的品质性状进行了不同果形和聚类类别的方差分析、变异系数分析、隶属度分析和聚类分析。结果表明,不同辣椒种质资源材料间品质性状变异系数为14.37%~110.26%,其中辣椒素含量变异系数最大(110.26%);不同果形中,粗纤维含量平均值组间差异达显著水平(P=0.013^(∗)),其中线形椒变异系数最大(165.22%);5个品质指标的平均隶属度在0.18~0.65,综合品质存在较大差异,平均隶属度超过0.60且排名前3的辣椒种质资源按由大到小为L949(0.65)=L958(0.65)>L951(0.64)>L933(0.61)=L945(0.61)=LP220(0.61);该6个辣椒种质材料品质性状表现较好,可应用于药用、饲用及食品加工业等。

山东省水禽产业的发展基础及“十四五”高质量发展策略

山东省是全国水禽养殖生产第一大省,水禽业在畜牧产业中占有相当比重,“十三五”是山东水禽业飞速发展期,初步奠定了迈向高质量发展的基础和条件。该文从供给能力、科技支撑、市场开发、繁育体系、发展导向、从业结构等方面总结回顾了“十三五”时期山东水禽产业发展成效,从新形势下的机遇和挑战2个方面分析了“十四五”水禽业发展环境,并从调优饲养品种结构、市场主体结构、要素驱动结构、产品供给结构、产业组织结构、产业布局结构等方面对加快产业高质量发展提出对策建议。

利用CRISPR/Cas9技术编辑OsRR22基因创制耐盐水稻种质资源

水稻是重要的粮食作物之一,在盐碱地开发和改良中发挥着重要作用。为了创制高耐盐水稻种质资源,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在水稻品种盐丰47中对OsRR22设计3个靶位点进行基因编辑。通过PCR和测序鉴定,在T_(0)代获得16个突变单株,其中靶位点1和靶位点2均有纯合突变,靶位点3没有检测到突变。在T_(1)代转基因株系中,获得3株纯合突变且无T-DNA插入的纯合突变体。对T_(2)代进行农艺性状分析发现,与野生型相比,突变体的株高显著降低,产量相关农艺性状均无显著变化。苗期耐盐性鉴定结果表明,在200 mmol/L NaCl处理7天后,突变株的存活率比野生型提高30%以上。综上,利用CRISPR/Cas9技术对水稻品种盐丰47进行了耐盐性改良,为耐盐水稻新品种的培育提供了理论和材料基础。

山东省嘉祥县大豆新品种展示(示范)试验报告

为筛选适宜黄淮海地区种植大豆新品种,文章以2021年山东省嘉祥县大豆新品种展示(示范)试验的14个品种为研究对象,对其田间表型、抗病性、抗倒伏性、产量和品质等性状进行比较分析。结果表明,14个参试大豆新品种中,德豆8号、郓豆1号、菏育10号、华豆33、华豆40、华豆13综合性状优良,产量突出,田间评分高,可作为黄淮海地区主推品种。综合籽粒、产量、品质等性状,郓豆1号和华豆33田间性状表现优异,品质、抗逆性突出,丰产性、适应性和稳产性好,适宜大面积生产推广应用。

山东茄子地方品种果实性状及品质分析

对山东省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动征集的24份茄子地方种质资源开展果实性状和品质性状综合评价,结果表明,各品种果实性状的变异系数在8.02%~57.67%,种质资源空间差异较大,其中果形的变异系数最大,为57.67%。通过主成分分析,前3个主成分的特征值均大于1,分别为2.1638、1.5641、1.0127,累计方差贡献率达79.01%,并建立品质评价模型:F=0.360637F1+0.260679F2+0.168784F3,能综合茄子数量性状的大部分信息。24份茄子种质资源经聚类分析分成三大类群,其中第Ⅲ类群包含品种1218、1219、P280,综合评分较高,位居前3,在茄子品种选育实践过程中,可将这类种质资源作为优良基础材料。

1211份山东省小麦育种材料产量及相关性状分析

为探索山东省小麦近年来产量及其相关性状的改良情况,为小麦育种和生产提供参考,以济麦22为对照,对2010—2015年度山东省参加小麦高肥区域试验的1 211份品系的产量、产量构成因素及其相关性状进行分析。结果表明,济麦22生育期呈显著下降趋势,株高显著增加,容重下降,成穗数呈增加趋势,穗粒数和千粒重下降,但产量平均每年升高95 kg/hm^(2)。供试材料的生育期总体呈缩短趋势,株高缓慢下降,容重与济麦22差距逐渐缩小。供试材料总体呈减产趋势,其中增产幅度超过3%的材料仅14.86%,提高产量的育种难度加大。从产量三因素看,通过增加穗粒数来提高产量的风险非常大,千粒重的改良也因其较高的遗传力较难实现,而成穗数遗传多样性相对丰富,因此,在增强抗倒伏性的基础上增加成穗数,目前可能更容易实现。LS系列与烟农系列材料增产效果较好,主要原因也是成穗数较高。

不同油莎豆种质资源苗期耐盐性鉴定评价

本试验以22份油莎豆种质为材料,研究盐胁迫下其幼苗生长和生理指标的响应,并采用相关性分析、主成分分析和隶属函数法对油莎豆种质苗期的耐盐性进行综合鉴定评价。结果表明,盐胁迫下油莎豆苗期株高极显著降低,分蘖数17份种质下降5份增加;所有种质叶绿素含量显著下降,而可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性提高。22份油莎豆种质中,S02耐盐性最强,S09耐盐性最弱。根据D值和耐盐评价标准将22份油莎豆种质划分为四类,其中高度耐盐型和耐盐型各1份,中度耐盐型12份,盐敏感型8份。本研究结果可为油莎豆种质资源耐盐评价及优良耐盐油莎豆新品种筛选提供理论依据。

混合比例、菌剂和压实密度对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响

本试验旨在研究混合比例、菌剂和压实密度对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。试验分为2部分,试验1研究混合比例和菌剂对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。将玉米秸秆和花生秧按5个混合比例(4∶0、3∶1、2∶2、1∶3、0∶4)进行混合,每个比例下设4个组,分别为对照组(CON组,喷洒无菌生理盐水)、植物乳杆菌组(LP组,喷洒1×10^(6)CFU/g植物乳杆菌)、粪肠球菌组(EF组,喷洒1×10^(6)CFU/g粪肠球菌)、植物乳杆菌+粪肠球菌组(LP+EF组,喷洒5×10^(5)CFU/g植物乳杆菌+5×10^(5)CFU/g粪肠球菌),每组3个重复,厌氧发酵60 d。试验2研究压实密度和菌剂对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。将玉米秸秆和花生秧按3∶1比例混合后,按不同压实密度(300、450、600 kg/m^(3))进行发酵,每个压实密度下设4个组(同试验1),每组3个重复,厌氧发酵60 d。试验1结果表明:1)随着花生秧比例的提高,有机物、中性洗涤纤维和水溶性碳水化合物含量显著降低(P<0.05),粗蛋白质含量显著升高(P<0.05)。与对照组相比,EF和LP+EF组的中性洗涤纤维含量显著降低(P<0.05),EF组的氨态氮含量显著降低(P<0.05)。2)混合比例对乳酸菌和霉菌数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,LP、EF和LP+EF组的乳酸菌数量显著升高(P<0.05),LP+EF组的霉菌数量显著降低(P<0.05)。3)混合比例为2∶2组的玉米赤霉烯酮含量显著高于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1和2∶2组的赭曲霉毒素含量显著低于混合比例为4∶0组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的玉米赤霉烯酮含量显著降低(P<0.05)。4)混合比例为2∶2组的pH显著高于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1组的乳酸含量显著高于混合比例为2∶2组(P<0.05),混合比例为3∶1组的乙酸含量显著低于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1组的丁酸含量显著低于混合比例为4∶0组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的pH显著降低(P<0.05),乳酸含量显著升高(P<0.05);EF组的乙酸含量显著降低(P<0.05)。试验2结果表明:1)压实密度为600 kg/m^(3)组的有机物、粗蛋白质含量显著低于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05),水溶性碳水化合物含量显著高于其他各组(P<0.05);随着压实密度的增加,氨态氮含量显著降低(P<0.05)。与对照组相比,EF组的有机物含量显著升高(P<0.05),LP+EF组的粗蛋白质含量显著升高(P<0.05)。2)压实密度对乳酸菌和霉菌数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,LP和LP+EF组的乳酸菌数量显著升高(P<0.05),LP、EF和LP+EF组的霉菌数量显著降低(P<0.05)。3)压实密度为450和600 kg/m^(3)组的玉米赤霉烯酮和伏马毒素含量显著高于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的玉米赤霉烯酮含量显著降低(P<0.05)。4)压实密度对pH无显著影响(P>0.05)。压实密度为600 kg/m^(3)组的乳酸含量显著高于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05),压实密度为300 kg/m^(3)组的乙酸和丁酸含量显著高于其他各组(P<0.05)。综合各项指标,推荐玉米秸秆和花生秧混合青贮的适宜混合比例为3∶1,菌剂为植物乳杆菌和粪肠球菌联合添加,压实密度为450~600 kg/m^(3)。

极端涝害条件下晚播对超强筋小麦济麦44产量与品质的影响

2021年度,山东发生极端涝害,小麦播期整体延迟。本研究以超强筋小麦济麦44为材料,设置5个播期,分析极端涝害条件下不同播期对济麦44产量和品质性状的影响。结果表明:冬前分蘖随播期推迟而明显减少;产量随播期推迟而降低,W_(1)处理(10月25日播种)的最高,为8359.05 kg/hm^(2);穗粒数随播期推迟整体呈减少趋势;单位面积穗数和千粒重整体均呈先增加后减少趋势,W_(1)、W_(2)处理(11月5日播种)显著高于其他处理。W_(3)处理(11月15日播种)小麦籽粒各项品质指标整体较好;产量最高时(W_(1)),籽粒中各矿质元素含量均最低;籽粒品质较好时(W_(3)),各矿质元素含量相对也较高,尤其是K、Na、Zn、Se、Cu的含量均最高。综上得出,如遇极端天气,鲁中地区超强筋小麦济麦44的播期控制在11月15日之前时,晚播对其产量和品质的影响较小,可实现一定程度上的优质高产,并且对矿质元素含量的影响较小。

分子标记辅助选育高产高油酸花生新品种舜花14号

舜花14号是以普通油酸含量的花育19号作母本及轮回亲本,高油酸花生开农176作父本,经TaqMan探针及KASP分子标记辅助选育而成的高产高油酸大花生品种。2019年开始参加山东省高油酸花生联合体新品种多点比较试验,荚果平均产量5601.90kg/hm^(2),较对照花育25号平均增产8.33%。2022年单粒精播高产攻关试验实打验收荚果产量9728.40kg/hm^(2),首创高油酸花生实打验收山东省高产纪录。品种籽仁蛋白质含量26.4%,含油量50.67%,油酸含量80.6%,亚油酸含量2.99%,O/L比值26.96。2022年9月通过国家非主要农作物品种登记,登记编号:GPD花生(2022)370149。

不同施氮水平对黑钙土花生碳氮代谢相关酶活性、产量和品质的影响

为探讨黑钙土花生适宜施氮量,本研究以吉花25为试验材料,共设置6个氮肥水平,分别为施用纯氮0、112.5(传统施肥,N1)、90(减氮20%)、79.5(减氮30%)、159(增氮40%)、225 kg/hm^(2)(增氮100%),研究了氮肥对花生碳氮代谢相关酶的活性、产量和品质的影响。结果表明,施用氮肥会提高硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,但过量施用氮肥会抑制NR、GS、GDH、SS和SPS活性。各施氮处理产量均高于对照,在传统施肥的基础上减氮施肥20%(施氮量90 kg/hm^(2))时,花生产量最高,与对照相比增产9.21%,相较于传统施肥增产1.57%,说明减氮20%即可既满足花生生长发育的氮肥需求,同时又能保证叶片中碳氮代谢相关酶的活性,增强了花生对氮素的吸收与利用的能力,并通过降低单株秕果数和单株单果数,提高单株双果数、百果重和百仁重,最终提高花生产量。

单粒精播对花生干物质累积及根冠结构的影响

为明确花生单粒精播增产机理,大田条件下,以花育22为供试花生品种,以双粒穴播(DS)为对照,研究了单粒精播(SS)对花生干物质积累、叶面积系数、冠层结构和根系特征的影响。结果表明,花生生育前期单株和群体干物质重单粒精播和双粒穴播差异不显著,而生育中后期显著高于双粒穴播,结荚期叶面积系数单粒精播显著高于双粒穴播。从结荚期不同冠层结构来看,冠层上、中、下层叶面积系数单粒精播分别比双粒穴播高23.03%、9.34%、86.43%,单株和群体冠层叶片和茎干重单粒精播均显著高于双粒穴播,从冠层不同部位叶片和茎干重占总干重的比例来看,单粒精播冠层下部叶片和茎干重比例高;单株和群体总根干重、根长、根表面积和根体积高于双粒穴播,且中下层根系占比高。相关性分析结果表明,根干重与中下层的叶片干重、下层的茎干重呈显著正相关。综上所述,与双粒播相比,单粒精播花生植株冠层中下部发育健壮且根系大分布深是其增产的重要原因。单粒精播促根扩冠,是花生节本增产的一种有效途径。

不同氮和钙肥用量对黑花生产量和品质的影响

黑花生因富含花青素而深受消费者青睐。为了探索黑花生高产优质的适宜氮肥和钙肥用量,本研究以黑花生品种济花黑1号为研究对象,设置不同的施氮量和施钙量处理,分析比较不同处理下农艺性状、荚果成熟饱满度、产量和品质的差异。结果表明,施氮120~360 kg/hm^(2)和施钙300~600 kg/hm^(2),花生荚果产量分别较不施氮和不施钙对照增产5.95%~15.56%和5.40%~10.39%,N240和Ca450处理产量最高。氮和钙促进了花生营养生长,提高了单株结果数、单株饱果数、饱果率、百果质量、百仁质量和出米率。N120和N240处理的荚果产量和成熟饱满度差异较小,且均显著高于对照;Ca450处理的荚果产量和成熟饱满度显著高于对照,在钙处理中表现最优;最优用量之后继续增施氮肥和钙肥不利于荚果发育和产量形成。施氮和施钙提高了花生籽仁蛋白质、脂肪、总氨基酸、精氨酸等营养物质含量,增加了油酸含量和O/L比值,降低了饱和脂肪酸(硬脂酸和棕榈酸)含量,提高了黑花生的营养品质和保健价值。施氮120 kg/hm^(2)和施钙450 kg/hm^(2)是黑花生高产优质高效栽培的优选施肥方案。研究结果为黑花生氮肥和钙肥合理应用提供了依据。

不同施镁水平对红壤土花生光合特性、干物质积累和产量的影响

为探究施用镁肥(Mg)对红壤土花生生长和产量的影响,本研究以花育25为供试花生品种,通过盆栽试验,设置0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/kg(Mg0、Mg1、Mg2、Mg3、Mg4)5个镁肥水平,研究不同施镁水平对不同生育时期花生的叶绿素含量、光合特性、镁含量、干物质积累量及成熟期荚果产量的影响。结果表明,一定范围内施用镁肥对花生全生育期的生长和产量均有明显影响,开花下针期、结荚期和成熟期植株叶片叶绿素含量均以Mg2处理最高;开花下针期Mg2处理花生叶片净光合速率、胞间二氧化碳浓度和气孔导度明显高于其他处理;结荚期和成熟期,与Mg0处理相比,Mg2处理荚果干物质积累量分别提高16.4%和18.9%,成熟期单株产量和单株饱果数分别增加15.2%和66.5%。继续增加镁肥施用量至0.3~0.4 g/kg,则明显抑制花生生长。综上,本试验条件下,花育25适宜镁肥施用量为0.2 g/kg。

施钙对酸性土花生钙素吸收与积累的影响

为探明施钙对不同类型土壤上花生钙素营养和干物质积累的影响,分别采用缺钙的酸化红壤和足钙的棕壤进行盆栽试验,以不施钙为对照,研究施用钙肥(CaO 600 kg·hm^(-2))对不同土壤中花生农艺性状、干物质积累以及钙素吸收、分配、利用的影响。结果表明,与不施钙相比,施钙可增加红壤花生的分枝数和主茎绿叶数,但在棕壤土上影响不显著。施钙显著促进两种土壤上花生各生育期不同器官干物质的积累量,有效改善了干物质分配,促进了营养体“源”中干物质“流”向荚果“库”。相比不施钙处理,2019年和2020年棕壤土和红壤土成熟期施钙处理花生荚果干物质积累量分别增加51.3%、60.1%和44.3%、46.7%。施钙促进花生对钙素的吸收与积累,显著提高不同生育期各器官钙素含量、积累量,同时施钙提高了花生荚果和茎中的Ca素分配率,而叶、根、果针中的Ca素分配律则均有不同程度降低。施钙影响了花生籽仁品质,其中,红壤土中花生的O/L值、粗蛋白的含量分别增加10.8%、5.5%,棕壤土上分别增加4.5%、3.8%。综上所述,施用钙肥有利于酸性土花生改善农艺性状、促进干物质的积累、加快钙素向荚果中富集。本研究结果将为缺钙土壤上花生钙素营养状况的改善提供理论依据。

盐碱地花生高产栽培研究进展及面临的挑战

盐碱地是我国宝贵的后备耕地资源,进一步挖掘盐碱地作物产量是我国农业生产的重要任务。花生是我国主要的经济和油料作物,开发利用盐碱化耕地进行花生栽培促高产,对于盐碱地农业增效、农民增收和保障食用油安全意义重大。本文简述了盐碱地改良的科学原理,结合山东省农业科学院花生课题组开展的一系列试验,从花生抗盐胁迫分子调控机理、物理和化学改良措施及农艺治理措施等方面概述了盐碱地条件下缓解花生盐碱胁迫及促进高产的研究进展,并进一步指出提升盐碱地花生绿色生产所面临的挑战。本研究可为盐碱地花生绿色高效生产提供有力的理论依据与技术支撑,对于保障国家粮油安全和改善盐碱区域农业生态环境具有重要的参考意义。

通过CRISPR/Cas9建立豌豆基因组大片段敲除体系

豌豆是世界上主要食用豆类作物之一,因其丰富的营养价值和良好的生态价值而受到越来越多的重视。CRISPR/Cas9作为一种生物育种的新型技术手段,已广泛应用于各种作物的品种改良中,但在豌豆中的应用报道非常少见。本研究以“中豌6号”品种为试验材料,采用CRISPR/Cas9技术手段成功地实现了豌豆基因组中Psat01G0240600-T1、Psat03G0303300-T1和Psat03G0304700-T1基因的大片段缺失,其大片段敲除效率分别是24.1%、13.0%和3.6%。进一步对结果分析发现,不同靶点的编辑效率相差较大,并且大片段缺失的效率取决于2个靶点中较低编辑效率的靶点。本研究利用发状根体系探索了CRISPR/Cas9在豌豆中的应用,首次在豌豆中实现了大片段敲除,对于豌豆的研究具有重要意义。

LEC1等转录因子基因在花生小种子突变体种子发育过程中的表达分析

花生突变体ssm1与其对照亲本鲁花11号(LH11)相比,种子皱缩变小,百仁重、单株生产力和含油量显著降低。为了探究导致该突变体种子变小且含油量降低的原因,本试验研究了种子发育关键转录因子基因LCE1等在突变体ssm1及其对照LH11合子受精及种子发育不同阶段的表达情况。结果表明,AhLEC1在花生未受精子房(DBP0)时期表达量较低,且在ssm1和对照LH11中无明显差异,在受精后的子房(DBP1)和入土10 d(DAP10)和20 d(DAP20)种子中表达量上调,并且在LH11中的表达量极显著高于突变体ssm1;转录因子基因AhFUS3、AhABI3、AhAGL15和AhWRI1在ssm1中表达均有不同程度下调。其中,与脂肪酸合成和糖酵解关系密切的AhWRI1基因在ssm1中的表达量显著下调。因此推测,ssm1中AhLEC1基因的表达量显著下调,影响AhFUS3、AhABI3和AhWRI1等基因的表达,进而导致ssm1种子胚胎发育和油脂积累的异常。