基于55K SNP芯片的山西冬小麦种质资源遗传多样性分析

【目的】分析山西省冬小麦种质资源的遗传多样性演变规律,为山西省小麦育种的亲本选配和品种选育提供更丰富多样的原始亲本材料。【方法】以山西省冬小麦323份地方品种和105份育成品种为自然群体,利用55K SNP芯片对428份自然群体进行全基因组扫描,分析品种间的遗传多样性、遗传结构、主成分、遗传聚类及亲缘关系。【结果】SNP位点在21条染色体上的分布范围为329—1639个,平均值为1152个;7个部分同源群中的分布范围为2154—3852个,平均值约为3456个;基因组的分布规律为:B基因组>A基因组>D基因组;基因组注释多态性标记,在基因间区分布最多,约占50%,分析表明,SNP位点在21条染色体、7个同源群和3个基因组上均有覆盖,但分布各异,多态性比率为45.60%。整个群体的平均观测杂合度(0.0185)均低于平均期望杂合度(0.4992),整个自然群体的香农-威纳指数和多态性信息含量的变化幅度不大。对比自然群体多样性各参数,发现群体的遗传多样性不高,育成品种的遗传多样性比地方品种略高。群体结构分析将群体分为2个类群,第Ⅰ类群307份材料,以地方品种为主;第Ⅱ类群121份材料,以育成品种为主。主成分和聚类分析均将自然群体分为5个类群,第Ⅰ类群品种间的遗传距离平均值为0.21831,变幅为0.00127—0.72461;第Ⅱ类群品种间的遗传距离平均值为0.14619,变幅为0.00038—0.76489;第Ⅲ类群品种间的遗传距离平均值为0.16521,变幅为0.00049—0.43033;第Ⅳ类群品种间的遗传距离平均值为0.17643,变幅为0.00118—0.60496;第Ⅴ类群品种间的遗传距离平均值为0.12039,变幅为0.00042—0.37032,可见,山西省冬小麦品种间的遗传距离变异幅度较大,但平均遗传距离值较低,聚类分群明显,类群中部分品种的遗传关系较近。经对比,第Ⅰ类群和第Ⅳ类群的平均遗传距离均要高于第Ⅱ类群、第Ⅲ类群和第Ⅴ类群,第Ⅰ类群和第Ⅳ类群的遗传距离变幅大于第Ⅲ类群和第Ⅴ类群,可知,育成品种的遗传距离普遍大于地方品种。【结论】利用55K SNP芯片对山西省冬小麦种质资源进行遗传多样性分析,明确了山西省冬小麦育成品种和地方品种在基因组层面上的遗传多样性分布特点,育成品种通过外源基因的导入有利于品种的遗传多样性提高,地方品种的遗传多样性相对较低,同时,极少数品种的亲缘关系呈两极分化,在后续利用时应合理地区分利用。

生态文明和新农科建设双驱下的农业生态学课程改革探索

农业生态学是植物生产类专业的大类专业基础课程,但在当前的教学中仍存在课程思政建设力度不够、教学教材内容陈旧滞后、教学模式方法单一、实验实践重视不足、课程支持力度不够等一系列问题,这些问题的存在制约了“一懂两爱”新型农业人才的培养。该文从生态文明建设和新农科建设双驱背景出发,梳理了当前农业生态学课程教改研究现状,并提出针对性的对策措施,为进一步培养学生生态文明意识、推动农业农村可持续发展和建设美丽中国提供人才支撑。

基于不同夏作物-冬小麦种植制度的黄土高原东部农田土壤物理质量研究

黄土高原东部农田土壤物理质量下降是限制该地区农业生产的重要因素之一,合理的种植制度能够改善土壤物理质量。本试验于2016年设置连续夏绿豆-冬小麦(MB-WW,T_(1))、2年夏玉米-冬小麦+2年夏绿豆-冬小麦(2 a SC-WW+2 a MB-WW,T_(2))及连续夏休闲-冬小麦(SF-WW,T_(3))3种种植制度,分析实施第3和4年的土壤物理质量,以探索潜在的适宜于改善研究区土壤物理质量的种植制度。结果表明:T_(1)处理下冬小麦收获后0~30 cm各土层毛管孔隙度较T_(2)和T_(3)处理分别显著提高了19.20~28.49%和18.86~31.86%。此外T_(1)处理夏播作物收获后,10~20 cm土层土壤储水量较T_(2)显著增加了6.37%,20~30 cm土层土壤质量含水量和储水量较T_(2)处理分别显著增加了7.87%和4.70%。相较于T_(3),冬小麦和夏播作物收获后T_(1)和T_(2)处理下土壤容重、总孔隙度和土壤固、液、气三相比偏离值没有得到明显的改善。综上所述,绿豆-冬小麦种植制度对土壤物理质量有一定的改善,采用连续夏绿豆-冬小麦种植制度可能是改善黄土高原东部农田土壤物理质量潜在的措施之一。

小麦穗型相关生长素通路基因发掘及TaARF23-A与小穗数关联分析

生长素是调控作物穗部形态的主要内源激素之一。为了发掘小麦中与穗型相关的生长素通路基因,本研究选择了纺锤穗型品系SY95-71和密穗品系CH7034,对其幼穗内源生长素含量进行了检测,结果显示SY95-71幼穗中的色胺含量显著高于CH7034。转录组测序结果表明,在高置信区间(P<0.01)范围内, SY95-71幼穗中富集到4个特有的生长素相关条目,并且色氨酸脱羧酶基因(负责将色氨酸转化为色胺)和生长素响应因子基因(Auxin Response Factors,ARFs)的转录水平均显著高于CH7034。对在SY95-71中高表达的2个ARF基因(TraesCS7A02G475700和TraesCS7A02G475600)作了进一步分析,结果显示二者是位于7A染色体长臂上的一对串联重复基因,根据小麦ARF家族成员编号,将其分别命名为TaARF23-A1和TaARF23-A2。qRT-PCR结果证实SY95-71幼穗中TaARF23-A1和TaARF23-A2的表达量极显著高于CH7034。测序结果显示TaARF23-A的外显子序列在SY95-71和CH7034间具有2个SNP和1个InDel。根据InDel位点开发分子标记,并将其与SY95-71和CH7034的RILs群体在6个大田环境下的穗部表型进行关联分析,结果显示TaARF23-A与小穗数显著相关(P<0.0001),其CH7034型等位变异比SY95-71型等位变异增加了1.67个小穗。本研究结果将为小穗发育机制解析提供参考,也为小麦理想穗型改良提供了分子标记。

小麦芽期和苗期耐盐鉴定方法的适用性评价

耐盐鉴定是筛选种质和选育耐盐小麦品种的前提。小麦室内耐盐鉴定方法较多,涉及不同生育时期和组织器官。为了评估这些方法在生产上的适用性,本研究选用北方冬麦区5个耐盐品种和5个盐敏感品种为试验材料,对基于芽期和苗期的7种耐盐鉴定方法(涉及27个测试指标)进行实用性评价。结果显示,利用小麦种子的发芽相对盐害率不能区分参试耐盐品种和盐敏感品种,而小麦苗期的叶部盐害指数、根部Na^(+)和K^(+)流速以及根尖数、根径、叶片K^(+)含量的相对盐害率在耐盐和盐敏感品种之间差异显著。综合回归分析结果和可操作性,明确叶部盐害指数是北方冬麦区适用性较高的耐盐鉴定方法,可结合根尖数相对盐害率、叶片K^(+)含量相对盐害率或根部Na^(+)和K^(+)流速用于种质筛选或品种选育。本研究从适用程度方面解析和评价了耐盐鉴定方法,为小麦耐盐育种工作提供参考信息。

四倍体小麦成株抗白粉病基因定位

四倍体小麦是普通小麦的祖先种,也是重要的粮食作物。发掘四倍体小麦抗病种质并鉴定其携带的抗病基因,旨在为小麦新品种选育提供新抗源。TDI-1是栽培二粒小麦,在多年的田间种植过程中表现出对白粉病免疫的表型。为了确定TDI-1携带的抗病基因,为小麦白粉病抗性遗传提供理论依据,首先将其与表现为感白粉病表型的硬粒小麦TDU-1进行杂交并构建了遗传群体,然后对亲本及其杂交F_(1)、F_(2)、F_(2:3)群体进行了白粉菌小种E09接种试验和抗病性分析,最后利用混合分离群体分析法(BSA)对抗白粉病基因进行了定位。结果表明,TDI-1在苗期对E09表现为感病,在成株期对E09表现为抗病;TDI-1和TDU-1的F_(1)植株在成株期对E09表现为抗病;F_(2)群体中,表现为抗病的单株数和感病的单株数的比例符合3∶1(χ^(2)_(3∶1)=0.11,P=0.74);F_(2∶3)家系中,纯合抗病、抗病性分离、纯合感病的家系数目之比符合1∶2∶1(χ^(2)_(1∶2∶1)=0.47,P=0.79),表明TDI-1成株期白粉病抗性由1个显性基因控制,暂将其命名为PmTDI-1。对TDI-1和TDU-1及其杂交后代F_(2)群体进行分子标记筛选,发现4个位于2A染色体短臂上的分子标记Xwmc407、NRM-2AS29、NRM-2AS45和NRM-2AS84与PmTDI-1紧密连锁,其中,NRM-2AS45和NRM-2AS84位于两侧,遗传距离分别为1.8,4.6 cM。由此,将成株期抗白粉病基因PmTDI-1初步定位于2A染色体短臂上。研究结果显示,从四倍体小麦TDI-1中鉴定到1个新的显性成株抗白粉病基因PmTDI-1。

干旱胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

【目的】为探明干旱胁迫(5d)及旱后复水条件下不同草甘膦剂量对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响。【方法】采用盆栽试验,在大豆的第三复叶期进行水分胁迫和草甘膦处理。【结果】(1)正常水分条件下,草甘膦增加了RR1的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)含量和相对电导率(EL),且随剂量的增加和处理5d内时间的延长而升高;草甘膦处理17d后,各指标均有所下降。(2)干旱条件下,较低剂量的草甘膦处理使RR1的SOD、POD、CAT活性随胁迫时间的延长而升高,>0.92kg·hm-2处理的各保护酶活性随胁迫时间的延长呈先增加后降低趋势;然而,各剂量处理的MDA含量和EL均在胁迫第5天上升到最大;各指标在复水12d后均有所下降。(3)干旱条件下草甘膦处理的SOD、POD、CAT活性以及MDA含量和EL均高于正常水分条件下草甘膦处理。【结论】正常水分条件下,草甘膦对RR1幼苗造成的伤害可以经过一段时间的生长发育有所缓解;而干旱胁迫加剧了草甘膦对RR1幼苗伤害的原因是活性氧代谢失衡,保护酶系的活性发生变化,质膜过氧化程度加大,短期干旱胁迫后复水可提高细胞膜的抗干旱能力或适应胁迫的能力。

缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

为探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响,采用溶液培养方法,在大豆长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行草甘膦处理,5d后测定各生理指标。结果表明:相对于正常供磷条件的清水处理,缺磷胁迫下4.98 mL/L草甘膦处理的大豆叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、最大荧光(F m)、PSⅡ最大光化学效率(F v/F m)、PSⅡ的有效量子产量[Y(Ⅱ)]、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]、最大电子传递速率(ETR max)和半饱和光强(I k)均呈下降趋势。而气孔限制值(Ls)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a/b(Chl a/b)、类胡萝卜素(Car)、总叶绿素(Chl)含量和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量[Y(NPQ)]均呈升高趋势。说明缺磷胁迫和喷施草甘膦显著降低了抗草甘膦大豆的光合速率。缺磷引起的气孔因素可能是导致大豆光合速率下降的主要原因,而光合速率的下降导致其PSⅡ反应中心的开放程度降低,活性减弱,参与CO2固定的电子较少,光化学效率较低。

干旱及复水条件下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗渗透调节物质和莽草酸含量的影响

为探明干旱胁迫及复水条件下不同剂量草甘膦对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗叶片渗透调节物质、莽草酸(shikimic acid,SA)含量及根系活力的影响,采用盆栽试验,在大豆的第3复叶期进行水分胁迫5d和除草剂草甘膦处理,研究RR1幼苗叶片可溶性蛋白(soluble protein,SP)、可溶性糖(soluble sugar,SS)、游离脯氨酸(free praline,FP)、莽草酸(shikimic acid,SA)含量和根系活力(RA)的变化。结果表明,干旱胁迫前期RR1叶片的SP含量随草甘膦剂量的增加呈先升高后降低趋势,0.46kg/hm2叶片SP的含量最高,胁迫后期SP含量随草甘膦剂量的增加而降低;SS、FP和SA含量随草甘膦剂量的增加和胁迫时间的延长而增加,RA随草甘膦剂量的增加和胁迫时间的延长而降低。复水12d后,不同剂量草甘膦处理的各指标均有所恢复。干旱条件下,经草甘膦处理的RR1叶片的SP含量和RA低于草甘膦在正常水分条件下的处理,而SS、FP和SA含量相反。相关性分析表明,FP和SA含量与草甘膦剂量的相关关系最明显;而SS和SA含量与干旱胁迫时间的相关关系最明显。说明正常水分条件下,草甘膦对RR1幼苗造成的伤害经过一段时间后有所缓解;干旱胁迫加剧了草甘膦对RR1幼苗叶片渗透调节物质、莽草酸含量和根系活力的影响。抗草甘膦大豆主要通过积累FP、SS和SA对草甘膦和干旱胁迫做出响应。

冬小麦叶片光合特性对除草剂世玛的响应及其机理

为了探明冬小麦对除草剂世玛的光合响应及其机理,在不同浓度世玛处理下,测定小麦叶片净光合速率（Pn）、初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）等光合、叶绿素荧光参数的日变化,并对其差异进行比较。结果表明,（1）冬小麦净光合速率的日变化均呈双峰曲线,有明显的光合＂午休＂现象,随着世玛浓度的升高,Pn显著下降。（2）Fo、Fm、Fv/Fm及Fv/Fo日变化均呈高-低-高的变化趋势,其中对照的Fo以13∶00时最低;而世玛处理后的Fo最低点均推后到17∶00;各处理的Fm以13∶00~15∶00最低;与PAR呈正相关（r=0.730,P〈0.05）;Fv/Fm和Fv/Fo值随着世玛浓度的升高而下降,11∶00时最低。（3）失活的PSⅡ反应中心数量（Fi-Fo）随世玛浓度的升高显著下降,QA的还原速率显著升高。拔节后,4.5 mL.hm-2浓度的世玛处理对冬小麦的安全性较高;大于4.5 mL.hm-2浓度处理下,冬小麦倒二叶光合作用PSⅡ电子传递受阻,PSⅡ反应中心的失活降低了光合作用速率,导致植株生长受到抑制。

膜荚黄芪与蒙古黄芪幼苗的光能利用及其耐光性研究

以盆栽膜荚黄芪和蒙古黄芪幼苗为试验材料,测量2种黄芪叶片的光合速率、叶绿素荧光参数、光能利用率及耐光性等指标的日变化,以探讨它们的光能利用、热耗散以及耐光性差异。结果表明:(1)随着太阳光合有效辐射的日变化进程推进,2种黄芪的初始荧光(F0)、非光化学淬灭(NPQ)、PSⅡ调节性能量耗散量子产量(YNPQ)先升高后降低,最大值均在光照最强时出现,且膜荚黄芪始终大于蒙古黄芪;最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(qP)、PSⅡ非调节性能量耗散量子产量(YNO)先降低后升高,在光强最大时值均最低,蒙古黄芪始终大于膜荚黄芪。(2)在过剩激发能(E)相差不大情况下,蒙古黄芪的PSⅡ天线色素吸收能量中用于光化学反应相对份额(P)的日均值及光照最强时的值均显著大于膜荚黄芪;膜荚黄芪的天线色素热耗散相对份额(D)始终大于蒙古黄芪。膜荚黄芪的初始斜率(α)略大于蒙古黄芪,但是膜荚黄芪最大电子传递速率(ETRmax),最小饱和光强(EK)均是小于蒙古黄芪。可见,膜荚黄芪和蒙古黄芪的幼苗均能适应初夏强光照条件,但蒙古黄芪在强光下的PSⅡ反应中心活性、光能利用率、电子传递速率以及耐光性等方面的能力均高于膜荚黄芪。

草甘膦对抗草甘膦大豆光合特性日变化的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同用量草甘膦对抗草甘膦大豆(RR1)光合特性日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,抗草甘膦大豆(RR1)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)日变化均呈单峰曲线,峰值分别出现在10∶00、12∶00和10∶00。RR1叶片叶绿素含量指数(CCI)的日变化呈先降低后升高趋势,14∶00左右最低。水分利用效率(WUE)和胞间CO2浓度(Ci)随着时间的推移均呈波浪式变化,WUE在6∶00、10∶00和16∶00有3个小峰,而Ci在6∶00最高。(2)喷施草甘膦后,RR1光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn和CCI随草甘膦用量的增加呈降低趋势;但当草甘膦用量大于4.48 L.hm-2时,CCI和Pn显著下降。12∶00以前(包含12∶00),除低用量(1.12 L.hm-2)的草甘膦促进RR1的Gs外,各用量抑制了RR1的Tr和Gs;而12∶00以后,草甘膦却促进了RR1的Tr和Gs。草甘膦增加了RR1的Ci,而大于2.24 L.hm-2的草甘膦却降低了RR1的WUE。表明光强和草甘膦会影响大豆的光合特性和叶绿素含量。

草甘膦对大豆光合特性日变化的影响

为探明草甘膦对普通大豆光合特性日变化的影响,在大田条件下,采用随机区组设计,研究了不同剂量草甘膦对晋大75净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)日变化的影响。结果表明:(1)在未喷施草甘膦情况下,晋大75的Pn和Gs日变化呈双峰曲线,峰值分别出现在10:00时、16:00时和10:00时、14:00时左右;Tr呈单峰曲线,峰值出现在14:00时左右;WUE在上午和傍晚较高,14:00时左右最低。(2)喷施草甘膦后,晋大75光合特性的日变化趋势总体与未喷药前相似。Pn随草甘膦剂量的增加呈降低趋势,当剂量达到0.92 kg.hm-2时严重抑制Pn。0.46 kg.hm-2的草甘膦促使Tr的峰值提前到12:00时出现,而0.92kg.hm-2处理却使Tr日变化呈双峰曲线。12:00时以前(包含12:00时),除低剂量(0.46 kg.hm-2)的草甘膦可提高晋大75的Tr和Gs外,其他各剂量在一天中均降低了其Tr和Gs。草甘膦增加了晋大75的Ci,而>0.92 kg.hm-2的草甘膦却降低了其WUE。

拿捕净对杂交谷张杂谷5号幼苗生理特性的影响

采用盆栽试验,在张杂谷5号5～6叶期喷施不同体积分数的拿捕净（60,120,240,480 mL/L）,分别于药后7,15,30 d测定其倒三叶的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量及叶绿素质量浓度.结果表明,随拿捕净体积分数的增加,张杂谷5号的SOD,POD活性和MDA含量随之升高,CAT活性先升高后下降,且随时间的延长逐渐升高,而叶绿素质量浓度随拿捕净体积分数的增加而下降,随时间的延长先下降后上升;晋谷21号的保护酶活性变化与张杂谷5号相似,而叶绿素质量浓度随时间的延长下降.晋谷21号在药后10d左右随拿捕净体积分数的增加叶片的萎蔫逐渐加重.试验得出,≤120 mL/L的拿捕净对张杂谷5号谷子生理特性影响较小,晋谷21号在拿捕净60 mL/L时死亡.因此,拿捕净对杂交谷张杂谷5号相对安全,而晋谷21号不能施用.

卵磷脂和维生素E提高烯禾啶对杂草的有效性及对谷子安全性的研究

为探明以卵磷脂和维生素E为主要成分的安融乐对烯禾啶(sethoxydim)的增效作用及在烯禾啶胁迫下对谷子Setaria italica品种‘晋谷21号’药害的缓解作用,采用盆栽试验方法,以‘晋谷21号’和牛筋草Eleusine indica(L.)Gaertn.为研究对象,设置不同浓度烯禾啶和安融乐混合药液,于谷子和杂草3~5叶期于叶面喷施,于药后7 d测定谷子农艺性状及光合生理指标,于药后7、15和30 d调查添加安融乐后对烯禾啶防除牛筋草的增效作用。结果表明:施用烯禾啶单剂对‘晋谷21号’株高、叶面积、光合色素含量、叶绿素荧光均有显著抑制作用,且随浓度增加抑制作用加强;1/8倍推荐剂量(推荐剂量为有效成分187.5 g/hm^(2))的烯禾啶对‘晋谷21号’已经产生药害,1/2倍推荐剂量下谷子株高、叶面积均显著低于对照,分别比对照降低了23.41%和33.15%,此剂量下谷子光合色素含量及叶绿素荧光参数也均显著低于对照。添加不同稀释倍数的安融乐后,对低浓度烯禾啶胁迫的缓解作用不显著,对高浓度烯禾啶胁迫的缓解作用显著。其中安融乐稀释倍数为2500倍时,对1/2倍推荐剂量烯禾啶胁迫的缓解作用最好,谷子株高和叶面积比施用烯禾啶单剂分别增加16.76%和24.94%,光合色素含量及叶绿素荧光参数等生理指标均在此剂量下显著高于对照及其他处理。1/8倍推荐剂量烯禾啶对牛筋草防效较差,株防效几乎为0,但随着烯禾啶浓度的升高,对牛筋草的防效逐渐升高。1/2倍推荐剂量下药后30 d烯禾啶对牛筋草的株防效和鲜重防效分别为53.33%和73.10%,在此剂量下添加稀释倍数为2500倍的安融乐后,牛筋草株防效和鲜重防效分别上升至73.33%和84.65%。综上,添加稀释倍数为2500倍的安融乐可以提高烯禾啶对牛筋草的防效同时提高对谷子的安全性。

除草剂对黄芩叶片光合特性及叶绿素荧光参数的影响

试验采用随机区组设计,在黄芩幼苗期喷施骠马、精喹禾灵、收乐通、烟嘧磺隆和世玛等除草剂。研究了5种除草剂对黄芩幼苗光合作用相关的叶绿素、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度以及荧光参数的影响。结果表明:按5种除草剂的推荐浓度处理后,叶绿素含量与CK相比分别下降了12.29%、14.29%、5.44%、27%、40.53%;净光合速率分别下降了11.68%、17.32%、16.5%、40.1%、52.5%;而荧光参数则表现出喷施骠马、精喹禾灵、收乐通后各项指标下降或升高的幅度小于喷施烟嘧磺隆、世玛各项指标的变化。除草剂对黄芩叶的光合和叶绿素荧光特性的影响表现出明显的剂量效应,即除草剂剂量越大,对黄芩叶片光合和叶绿素荧光特性的影响就越明显。由此得出结论:骠马、精喹禾灵、收乐通推荐剂量0.75kg.hm-2、0.6kg.hm-2、0.6kg.hm-2是比较安全的,而烟嘧磺隆、世玛推荐剂量1.52kg.hm-2、0.35kg.hm-2已对黄芩产生药害。

不同浓度FeSO4浸种对小麦芽苗菜生长和生理活性物质的影响

分别设置0、0.05 g·L^-1、0.1 g·L^-1、0.2 g·L^-1、0.4 g·L^-1和0.8 g·L^-1等6个浓度FeSO 4溶液,分析FeSO 4浸种对小麦芽苗菜生长、生理活性物质及小麦Fe积累的影响。结果表明,0.05~0.1 g·L^-1浓度浸种显著提高了小麦芽苗菜的干鲜重,0.05~0.2 g·L^-1浓度浸种对氧化物酶活性有促进作用,0.05~0.4 g·L^-1浓度显著提高了丙二醛和可溶性糖含量,≥0.4 g·L^-1浓度对叶绿素a和叶绿素b含量有一定的抑制作用,但对维生素C和可溶性蛋白含量影响较小。≥0.1 g·L^-1浓度浸种显著增加了Fe含量,且单株Fe积累量明显增加。研究表明,0.1 g·L^-1 FeSO 4浸种有利于增加小麦芽苗菜干鲜重及Fe积累量,提升了生理活性物质,可作为潜在的富铁营养强化的措施。

普通小麦–六倍体中间偃麦草易位系的抗条锈鉴定及应用评估

小麦近缘属种中含有丰富的抗病资源,前期从普通小麦与六倍体中间偃麦草的杂交、回交后代中,鉴定获得稳定的小麦易位系新种质ZH811。为发掘和利用该易位系的抗性基因,对ZH811进行苗期分小种的条锈病鉴定、田间农艺性状考察、分子细胞学特性和主要品质性状分析;利用随机扩增多态性DNA(Random Amplified Polymorphic DNA,RAPD)开发易位片段的特异标记。结果表明,ZH811苗期对条锈菌条中29、31、32、33、34以及水源4、5和7号的混合菌种具有较强的抗性,其抗性源于5D染色体短臂含有来源于Ee基因组的小片段易位;SCAR标记(Sequence Characterized Amplified Region,SCAR)和黑芒可作为易位片段追踪的分子和形态标记;ZH811的主要农艺性状接近当前黄淮北片麦区的主推品种,HMW-GS组合类型是“1,17+18,5+10”,3个位点均为优质亚基,各项品质指标达到中强筋的标准;易位片段具有增加穗粒数的效应,不含降低品质的连锁累赘。ZH811可为培育高产、抗病和优质小麦新品种提供重要的中间材料。

基于农户尺度的闻喜县冬小麦产量差及生产限制因素分析

[目的]缩减不同农户间冬小麦产量的差距对于提升区域粮食产能有重要意义,农户采用田间管理措施的差异是造成农户间产量差的重要因素之一。[方法]本研究以山西省冬小麦种植大县闻喜县为例,基于调查问卷分析法评价了不同田间管理措施下农户尺度冬小麦产量及其构成因素的差异。[结果]闻喜县农户尺度冬小麦实际产量2.35~10.56 t·hm^(-2),其中89.2%的农户产量高于山西省、运城市及闻喜县平均产量。冬小麦生产中75.3%的农户进行了灌溉,其中灌溉2次和3次条件下的农户产量较灌溉1次和无灌溉显著提高了17.5%~52.0%,灌溉3次提高了穗粒数和千粒重,灌溉2次提高了穗数。33.3%的农户采用叶面施肥,其中喷施1次条件下可通过增加冬小麦的千粒重而实现增产。72.0%的农户播量在121~240 kg·hm^(-2),该播量段较60~120 kg·hm^(-2)播量段提高了产量及其构成因素。播种期对不同农户冬小麦实际产量及其构成因素均无显著影响。随着农药喷施次数的增加,冬小麦穗数增加,实际产量提升,其中76.3%的农户喷施1~2次农药,较不喷农药显著增加了穗粒数,提升了产量。[结论]在当地目前的冬小麦生产技术水平条件下,在拔节至灌浆期进行1~2次灌溉、播种量181~240 kg·hm^(-2)、实施2~3次病虫草害防治及生长中后期进行1次叶面肥喷施等措施可能是缩小农户产量差异的有效措施。

缺磷胁迫下41%草甘膦异丙铵盐水剂对抗草甘膦大豆农艺性状和生理指标的影响

【目的】探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆农艺性状和生理指标的影响,为缺磷条件下抗草甘膦大豆种植时合理使用草甘膦提供理论依据。【方法】以转基因抗草甘膦大豆RR1为材料,采用溶液培养法,在RR1长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行4.98 m L/L的41%草甘膦异丙铵盐水剂处理,5 d后测定各生理指标,10 d后测量农艺性状。【结果】正常供磷条件下,草甘膦处理会降低RR1大豆的叶面积、总根长、主根长、地上鲜重、根鲜重、根冠比、根系活力、根系磷含量和叶片磷含量,而株高、叶片SOD活性和MDA含量增加,但与清水处理差异均不显著(P>0.05)。缺磷胁迫下草甘膦处理的RR1大豆的叶面积、总根长、地上鲜重、根系活力、叶片磷含量和根系磷含量降低,而株高、根鲜重、根冠比、叶片SOD活性和MDA含量增加,其中SOD活性变化达显著水平(P<0.05)。【结论】缺磷胁迫下喷施草甘膦,大豆的根鲜重、根冠比、叶片MAD含量和SOD活性增加,叶面积、地上鲜重、根系含磷量和叶片含磷量减少。