江苏省油菜生产机械化进展与加快发展建议

概述了江苏省油菜机械化生产技术发展应用现状及特点,从种植效益、茬口条件、秸秆还田、社会化服务等方面分析影响油菜生产机械化发展的主要因素,提出要尽快完善油菜产业政策,分类推进油菜生产机械化,创新集成粮油生产全程机械化周年协调高产高效种植新模式,加大示范推广力度。

江苏省鲜食糯玉米优质高效生产技术

鲜食糯玉米是指在乳熟期以收获青果穗为目的的特用玉米,其风味独特,营养丰富,深受消费者喜爱,市场需求量大。鲜食糯玉米作为江苏省重要的特粮特经作物,是农业产业结构调整优化、推进绿色高效农业发展的关键作物,而在鲜食糯玉米生产管理过程中,普遍存在标准化栽培技术不足、单位面积产量水平及鲜穗商品率较低等问题。本文从品种选择、播前准备、田间管理、适时采收贮藏及抗逆减灾等方面简述了鲜食糯玉米的优质高效生产技术,以期为江苏省鲜食糯玉米生产管理提供技术支撑与参考。

江苏省优质软麦品种品质特性与饼干加工品质的关系

明确软麦品种在大田生产中的品质表现和品质育种筛选指标,对于优质生产及提高育种效率具有重要意义。选用江苏淮南麦区15份优质软麦品种(系),鉴定其高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,开展3个试验点次的大田种植,分析了小麦样本的籽粒硬度、灰分含量、蛋白质含量和质量参数、粉质仪参数、揉面仪参数、溶剂保持力、贮藏蛋白组分含量参数、黏度仪参数等品质性状和饼干加工品质。结果表明,不同类型的品质参数受基因型和环境的影响不同。所有样本的蛋白质含量、湿面筋含量、稳定时间均不达国标(GB/T 17320-2013、GB/T 17893-1999),部分品种(系)的沉淀值达标,所有样本的籽粒硬度和吸水率全部达标。相关性分析表明,籽粒硬度、灰分含量和黏度仪参数与饼干加工品质无显著相关性。沉淀值、粉质仪吸水率、粉质仪稳定时间、揉面仪峰值时间、揉面仪衰落角、水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、乳酸溶剂保持力、谷蛋白/醇溶蛋白比、不溶性谷蛋白含量和不溶性谷蛋白百分含量与饼干直径呈显著(r≤–0.520)或极显著(r≤–0.652)负相关,相关系数分别为–0.657、–0.601、–0.617、–0.659、–0.676、–0.857、–0.726、–0.616、–0.546、–0.541和–0.637。多元回归方程显示,水溶剂保持力可解释饼干直径变异的73.76%,与籽粒蛋白共同可解释饼干直径变异的83.90%。在籽粒硬度和蛋白含量选择的基础上,降低面筋强度和面粉综合吸水特性是软麦育种的主要目标,水溶剂保持力、乳酸溶剂保持力和揉面仪参数是软麦育种最重要的筛选指标。

江苏省糯玉米育种研究进展及产业发展趋势

简要介绍了糯玉米的遗传特性及国内外糯玉米育种研究进展,重点阐述了江苏省糯玉米育种研究进展并总结了四个鲜明的特点,对目前江苏省糯玉米育种存在的问题进行了分析并提出了应对策略,最后展望了江苏今后糯玉米产业的发展趋势,为江苏省糯玉米育种及产业在玉米调整结构、转方式形式下如何实现高质量发展提供技术参考。

长江下游典型稻麦轮作农田作物生产的限制养分分析

[目的]通过分析氮、磷、钾不同养分限投对稻麦产量和养分吸收的影响,明确土壤养分的持续供应能力,为长江下游稻麦轮作农田精确施肥策略的制定提供参考。[方法]选择当地主推稻麦品种,以常规施肥模式为对照,设置不施氮肥、不施磷肥、不施钾肥和氮磷钾肥均不施4种周年养分限投模式,开展多年定位试验,研究稻麦轮作农田作物生产的限制养分。[结果]氮是水稻、小麦产量和养分吸收的最主要限制养分,不施氮肥和氮磷钾肥均不施处理的作物产量及氮、磷、钾吸收量均较低。水稻产量及氮、磷、钾吸收量均随氮肥限投年限增加而下降,并可分别用多项式方程(y=a-bx+cx^(2),P<0.01)进行描述;而受田间气候条件不确定性的影响,小麦产量及氮、磷、钾吸收量并不随氮肥限投年限增加而规律性下降。水稻养分吸收受钾肥限投的影响,但不受磷肥限投影响。钾肥限投处理的水稻钾吸收量显著低于磷肥限投和常规施肥处理(分别降低32%和28%),同时水稻钾吸收量随钾肥限投年限增加呈增加趋势(y=0.61+0.89lnx,P<0.05)。与水稻表现不同,磷肥限投影响小麦产量,而钾肥限投不影响小麦产量;磷肥、钾肥限投均降低了小麦磷和钾吸收量,磷肥限投使磷和钾吸收量分别减少27%和23%,钾肥限投分别减少17%和38%。小麦产量和养分吸收量随磷、钾肥限投年限增加未表现出规律性变化。[结论]氮肥投入在作物施肥管理中不可或缺;在一定年限内,土壤养分供应可以缓冲磷、钾限投对作物生产的不利影响,但具体限投养分应针对不同作物区别对待。

GmYUC12a对大豆侧根发育和抗旱性的调控作用

侧根对作物抗旱具有重要作用,明确Gm YUC12a在大豆侧根生长发育和抗旱中的作用,为探究大豆侧根发育响应干旱的作用机制奠定基础。本文首先分析了徐豆18和徐9302在5%(m/V)聚乙二醇6000模拟干旱胁迫下根系形态特征、根系内源生长素(IAA)含量、IAA合成和信号转导相关基因表达量以及叶片净光合速率(P_(n))和相对含水量(RWC)的变化。干旱胁迫下根系IAA含量、Gm YUC12a、Gm TIR1A和Gm AFB3A表达量变化趋势与侧根数、侧根长、总根长一致,徐9302各项指标均较对照增加,徐豆18则相反,因而徐豆18叶片P_(n)和RWC下降幅度较大。通过发根农杆菌侵染徐9302下胚轴,获得转基因毛状根嵌合植株。干旱胁迫下Gm YUC12a过表达毛状根嵌合体根系IAA含量、Gm TIR1A、Gm AFB3A表达水平、叶片P_(n)和RWC以及侧根数量和长度显著高于空载毛状根嵌合体。与之不同,干旱胁迫下Gm TIR1A、Gm AFB3A过表达毛状根嵌合体侧根数量和长度较空载毛状根复合体无变化,而GmTIR1A和Gm AFB3A同时过表达毛状根嵌合体侧根数量和长度显著增加。可见,干旱胁迫下Gm YUC12a诱导GmTIR1A和Gm AFB3A表达,进而Gm TIR1A和Gm AFB3A协同调控侧根生长发育,提高植株抗旱性。

干旱胁迫下GmYUC12a对大豆侧根蔗糖代谢的影响

黄素单加氧酶编码基因(YUCs)是依赖于色氨酸生长素合成途径中的关键因子。为了明确GmYUC12a在大豆侧根蔗糖代谢响应干旱胁迫中的作用,试验以大豆稳定品系徐9302为材料,通过发根农杆菌侵染子叶下胚轴,获得过量表达发状根复合体植株,测定5%PEG 6000(M/V)模拟干旱胁迫下GmYUC12a过量表达发状根分生出的侧根形态特征、可溶性糖和蔗糖含量及蔗糖代谢相关基因表达量。结果发现,干旱胁迫下GmYUC12a过量表达显著增加侧根长度和干重,表明GmYUC12a可促进干旱胁迫下侧根的生长发育过程。GmYUC12a过量表达能够引起干旱胁迫下侧根GmSUC2、GmCWINV1和GmMST2表达上调,提高蔗糖卸载能力;促使GmSPS1、GmSPS2和GmSuSy1表达上调,增强蔗糖循环能力,促进侧根蔗糖和可溶性糖积累。综上,干旱胁迫通过上调GmYUC12a表达,调控侧根蔗糖卸载和循环过程,维持侧根生长。本研究结果揭示了干旱胁迫下GmYUC12a调控侧根发育的作用机制,为深入研究生长素合成在大豆干旱响应中的功能提供了参考。

不同季秸秆还田对冬小麦不同穗粒位结实粒数和粒重的影响

为探讨安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆连续全量还田对冬小麦穗部结实特性的影响,2021-2022年基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站13年的长期定位试验,比较分析了小麦单季秸秆全量粉碎覆盖还田(T1)、小麦玉米秸秆全量粉碎还田(T2)、玉米秸秆全量粉碎翻埋还田(T3)、小麦玉米秸秆全年不还田(CK)4个不同还田模式下小麦不同小穗位结实粒数及粒重的差异。结果表明,T1、T2、T3处理的主茎穗小穗结实总粒数较CK分别提高了21.21%、7.50%和12.55%;第2粒位(G2)结实粒数分别提高了7.71%、7.71%和5.79%;上部小穗结实粒数分别提高了51.41%、22.79%和31.36%,其G2结实粒数分别提高了30.95%、30.95%和23.09%,其中T1处理对小麦粒数的提升效果最好。不同季秸秆还田处理下小麦主茎穗及其G2粒重、分蘖穗及其第三粒位(G3)粒重均高于CK,T1、T2和T3处理的主茎穗粒重增幅分别为16.06%、4.14%和16.06%,分蘖穗增幅分别为9.86%、0.71%和8.87%;T1、T2和T3处理下主茎穗G2粒重增幅分别为20.69%、10.34%和17.24%,分蘖穗G3粒重4.55%、2.27%和6.82%,其中T1处理对粒重提升效果最好,其次是T3。综合来看,在安徽淮北平原砂姜黑土区长期秸秆还田能够提高小麦穗粒数和粒重,进而促进产量提升,其中T1处理对小麦结实粒数和粒重的提升效果最好,是适宜在该地区推广的秸秆还田模式。

基于Web of Science全球小麦低温逆境的研究态势分析

低温逆境已成为限制全球小麦稳产丰产与优质的主要农业气象灾害之一。为客观全面地了解全球小麦低温逆境领域的研究现状和发展趋势,基于Web of Science核心数据库中2000-2020年发表的以“小麦”和“低温”为研究主题的相关文献为数据源,利用CiteSpace可视化分析软件对检索到与主题密切相关的475篇文献从发文数量、发文国家、发文作者、研究机构、研究热点等方面进行统计分析。结果表明:自2000年以来,小麦低温逆境领域年发文数量总体呈波动上升趋势;以中国、美国和加拿大等国家为代表的农业大国均致力于该领域的研究;美国学者Skin⁃ner是该领域发文量最多的作者,与其他学者合作密切的有李向楠和Fowler;该领域文献多发表于《Molecular Genetics and Genomics》和《Annual Review of Plant Biology》等优质期刊上;俄罗斯科学院是该领域发文量最多的科研机构;耐低温小麦新品种培育、耐寒分子生物学研究以及提高小麦产质量等方面成为该领域的研究热点。

药隔期倒春寒对小麦根际细菌群落结构的影响

以抗倒春寒性强的小麦品种烟农19(YN)和抗倒春寒性弱的小麦品种新麦26(XM)为实验材料,于小麦幼穗分化的药隔形成期利用智能超低温培养箱进行4℃(T1)和-4℃(T2)低温胁迫处理,以15℃作为对照(CK),利用高通量测序技术对开花期小麦根际土壤细菌群落进行测定,研究药隔期倒春寒对小麦根际细菌多样性和群落结构的影响。结果表明:(1)倒春寒危害后两品种小麦根际土壤细菌的ACE指数较CK均有所降低,且对抗倒春寒性弱的品种XM影响显著(P<0.05)。(2)两品种小麦根际土壤细菌群落主要由变形菌门(53.20%~57.55%)、放线菌门(13.34%~21.69%)、拟杆菌门(10.56%~12.37%)和芽单胞菌门(6.17%~9.19%)等33个门及819个属的细菌组成,且不同程度倒春寒处理间各菌门相对丰度表现出差异性,其中放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在YN中升高9.79%~19.11%,在XM中降低26.43%~38.47%。(3)根际土壤细菌功能预测分析显示,药隔期倒春寒提高了膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、复制与修复功能基因在YN根际土壤中的相对丰度,降低了其在XM根际土壤中的相对丰度。综上所述,药隔期倒春寒降低了小麦根际土壤细菌群落的丰富度,改变了细菌群落结构,影响了细菌群落的膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢和复制与修复功能。

长江中下游地区糯玉米花期耐热性鉴定及评价指标筛选

全球气候变暖趋势日趋明显,高温热害已成为限制糯玉米丰产稳产的主要非生物胁迫之一。鉴定糯玉米的耐热性,筛选耐高温评价指标,可为耐热糯玉米品种的选育提供理论支撑。本研究以长江中下游地区主推品种为试验材料,设置2种增温方式(覆膜增温处理和延迟播种处理)以及自然对照处理(CK),测定了13个与耐热相关的指标,采用主成分分析、隶属函数法、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对糯玉米花期耐热性进行综合评价。结果显示,与对照相比,除叶绿素a和光系统II最大光化学效率外,各指标在高温处理下的降低幅度均达到显著或极显著水平。利用主成分分析将13个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,其贡献率分别为64.46%、15.06%和7.76%,代表了糯玉米耐热性87.28%的原始数据信息量;通过隶属函数计算综合耐热评价值(D值),将10个参试糯玉米品种划分为3类,分别为3个耐热型、4个中等耐热型和3个热敏感型。筛选出的耐热型品种为苏玉糯2号、中糯2号和苏玉糯901,生产中应用这些品种可能在一定程度上减轻高温热害对糯玉米生长发育造成的不利影响。最后,利用逐步回归分析建立了糯玉米耐热性评价方程预测供试材料的耐热性,预测值(PV)与D值基本一致,确定了产量、F_v/F_m、叶面积指数和花粉活力作为糯玉米花期耐热性评价指标。本研究筛选出的耐热品种和鉴定指标可为今后耐热糯玉米品种的选育提供理论依据。

基于高密度遗传图谱的水稻萌发耐淹性QTL定位

通过对水稻萌发耐淹性进行QTL定位和稳定位点的聚合效应分析,可以为萌发耐淹性基因的精细定位及后续分子辅助育种奠定基础。本研究利用一个包含144份家系的强萌发耐淹性粳型杂草稻WR-4与籼稻品种广百香占的F2:3定位群体,基于1K m GPS SNP芯片构建了一个包含825个Bin标记的高密度遗传图谱,利用完备区间作图法共检测到10个萌发耐淹性QTL,分布于水稻第3、4、7、8、9和10染色体上,LOD值介于3.6~21.3之间,可解释3.0%~21.1%的表型变异。其中,具有较高LOD值和贡献率的2个主效QTL(q GS4-1和q GS7-1)能够被重复检测到,是后续基因克隆的候选位点。根据Bin标记分型结果将不同子代在两个稳定QTL区间内分为WR型和广百香占型,在F2:3群体中进行聚合效应分析,发现聚合增效等位基因数量越多的家系,其淹水条件下的胚芽鞘越长,这些携带多个耐性QTL的株系可为分子育种培育耐低氧萌发水稻新品种提供亲本资源。

糯玉米茎秆穿刺强度QTL分析与基因组选择

茎秆穿刺强度是衡量玉米茎秆机械强度和抗倒伏能力的重要指标之一,本研究以衍生于糯玉米自交系衡白522和通系5的198个重组自交系为试验材料,对茎秆穿刺强度进行数量性状位点(QTL)分析和基因组选择研究。单个环境QTL分析共检测到4个控制糯玉米茎秆穿刺强度的QTL,每个QTL的表型变异贡献率均小于10.00%,且仅在单个环境中被检测到;多个环境QTL分析共检测到8个QTL与环境互作,其加性效应总共可解释24.64%的表型变异,加性效应与环境互作贡献率为17.51%;上位性QTL分析共检测到4对QTL与QTL互作,可解释8.25%的表型变异。基因组选择中,当训练群体占群体总数的80%,随机选择500个标记即可获得较高的预测准确性;但是根据单个环境QTL分析结果,选择机率常用对数值排名前200的标记,即可大幅度提高基因组选择预测准确性。

基于高密度遗传图谱定位水稻籽粒性状QTL

籽粒性状直接影响水稻的产量和品质,因此,解析水稻籽粒性状的遗传机制对提高水稻产量和品质至关重要。本研究以籽粒性状差异较大的穞稻和广百香占为亲本构建定位群体,利用水稻1 K mGPS SNP芯片对定位群体进行基因分型,构建了包含770个Bin标记的高密度遗传图谱,通过QTL定位分析,最终鉴定出17个调控籽粒性状的QTLs,其中粒长QTL 4个,粒宽QTL 3个,粒厚QTL 3个,长宽比QTL 2个,千粒重QTL 5个,LOD值介于2.55~42.44之间,表型贡献率介于4.73%~29.63%之间。在这17个QTLs中,9个为已知粒型基因位点,8个可能是新鉴定位点,分别为粒长qGL6,粒宽qGW5、qGW10和qGW12,粒厚qGT10,长宽比qGLWR5-2,千粒重qTGW10和qTGW11。根据新发现粒宽QTL(qGW5)定位区间内的基因注释、与拟南芥的同源基因比对、时空表达分析、激素响应分析和序列分析,最终筛选到1个编码CCCH类锌指蛋白的调控水稻粒宽的候选基因Os05g0195101。本研究为进一步开展水稻籽粒性状基因的克隆和遗传调控的解析奠定了基础。

玉米抗寒性及其在低温条件下优化糖组分能力的相关性研究

【目的】玉米苗期低温会导致幼苗光合、磷等多种养分吸收受抑,物质代谢、分配改变,生长发育迟缓甚至死亡。探究不同耐冷型品种在低温下光合碳的变化、磷吸收及其与耐低温能力的关系,阐明玉米幼苗耐冷性的形成机理,为玉米抗逆栽培提供理论依据。【方法】以前期筛选的近等表型品种德美亚3号(DMY3,耐冷品种)和红单6号(HD6,冷敏感品种)为试验材料,采用盆栽试验,设置低温(15/8℃,昼/夜)和对照(28/22℃,昼/夜)2个处理,分别于低温处理0、1、3、5、7 d后分析植株生物量等表型、叶片碳水化合物含量、磷吸收速率以及叶片花青素含量等生长相关指标的变化及其在不同品种中的差异。【结果】(1)低温处理后两品种株高、根长、鲜重等形态指标均显著低于对照,根冠比增加,处理3—5 d后不同耐低温品种出现显著差异。(2)低温显著增加叶片中蔗糖、葡萄糖、淀粉等碳水化合物含量,低温敏感品种HD6多种糖含量的增幅高于耐低温品种DMY3,但葡萄糖含量增幅低于耐低温品种。(3)低温后,糖分积累形式有向非还原性糖分配增加的趋势,可溶性糖/氨基酸(C/N)、淀粉/可溶性糖比值增加。耐低温品种DMY3的临时性存储糖含量比例(淀粉/蔗糖)、单糖/二糖比例(葡萄糖/蔗糖)要高于低温敏感品种HD6。(4)低温处理后,根系磷吸收速率显著下降,低温敏感品种HD6吸收速率弱于耐低温品种DMY3。(5)随着处理天数延长,磷(Pi)含量逐渐减少,而花青素含量不断增加,同时Pi含量与花青素含量之间存在负相关关系,低温敏感品种比耐低温品种线性关系更强。(6)蔗糖含量增加或淀粉含量减少会影响生物量的积累,也会诱导次生代谢物花青素的生成。【结论】低温导致玉米幼苗磷吸收受抑,叶片中碳水化合物含量及光合碳在主要糖类物质上的分配比例发生显著改变。低温下蔗糖含量的增加是花青素积累的重要因素,淀粉、葡萄糖的升高可能是植株适应低温的主动反应,而蔗糖、可溶性糖、果糖、花青素升高及多形态指标值和Pi含量的降低则是低温下幼苗的不利胁变,低温下前述指标的变化幅度差异均与品种耐低温能力密切相关。

一个新的水稻黄绿叶突变体ygl-9108的鉴定与基因定位

本研究旨在对水稻黄绿叶突变体ygl-9108进行表型分析和基因定位,为后续图位克隆该叶色相关基因奠定基础。以黄绿叶突变体ygl-9108为试材,利用突变体ygl-9108和‘五山丝苗’杂交的F2群体进行基因定位。结果表明,与野生型相比,突变体的株高、有效穗数、穗长、每穗粒数、结实率、粒宽、千粒重和单株谷重均显著下降,下降比例分别为21.5%、21.2%、14.6%、19.2%、11.0%、10.2%、12.9%和52.2%。透射电镜观察显示,突变体叶肉细胞的叶绿体数量大量减少,类囊体结构异常。遗传分析表明,突变体的表型由一个隐性核基因控制。利用图位克隆方法,ygl-9108被定位于水稻第11号染色体两InDel标记11Y39和11Y45之间,物理距离约为147 kb,该区间内未见有叶色相关基因的报道,表明ygl-9108是一个新的黄绿叶调控基因。本研究结果为ygl-9108的克隆和功能分析奠定了坚实的基础。

水稻糯性突变体r162的鉴定与基因定位

直链淀粉是影响稻米食味品质和外观品质的重要因素,主要由Waxy(Wx)基因编码的颗粒结合淀粉合酶Ⅰ(granule-bound starch synthaseⅠ, GBSSⅠ)介导合成。本研究从宁粳2号的甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变材料中筛选到了一个糯性突变体r162,与野生型相比,其籽粒外观呈不透明的云雾状,种子和糙米的粒长、粒宽以及千粒重显著下降。通过扫描电镜对淀粉形态进行观察,发现突变体的淀粉颗粒上存在孔洞。半薄切片碘染结果表明,突变体r162发育时期胚乳的造粉体排列结构与野生型相似,但碘染后颜色更浅。理化性质分析发现,突变体r162的总淀粉、总蛋白质和总脂肪含量与野生型相比无显著差异,但是表观直链淀粉含量极显著下降、胶稠度极显著增加,糊化特性发生明显改变,并且淀粉的崩解值、回生值、回复值以及米粉在尿素中的膨胀体积均小于野生型。通过基因定位和测序发现,突变基因Wx位于第6号染色体短臂上,Wx基因第7个内含子的第1个碱基(Int7-1)由鸟嘌呤(G)替换为腺嘌呤(A),造成Wx基因的编码区存在10个碱基的缺失,导致其编码的GBSSⅠ蛋白自第256位氨基酸起出现错误翻译,使蛋白质翻译提前终止,因此将该等位变异命名为Wx-r162。进一步通过蛋白质印迹法检测发现,突变体中的GBSSⅠ蛋白水平极显著下降。酶活性测定也证实,突变体r162中GBSSⅠ活性明显降低。综上所述,Wx-r162基因被视为一个新的等位变异,这种突变导致GBSSⅠ活性下降,进而造成突变体r162表观直链淀粉含量降低和籽粒表现出不透明的表型。

中国作物种业科学技术发展的评述

《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》提出构建以产业为主导、企业为主体、"育繁推一体化"的现代农作物种业体系,全面提升中国农作物种业发展水平。国内外种业的发展推动了种业科学的形成和发展。种业科学是围绕"育繁推一体化"种业产业发展而形成的科学技术学科类群,作物遗传育种是其中的一部分,它和种子生产的理论与技术、种子示范和营销的理论与技术构成了种业科学技术的主体,在相应的遗传、生理、信息技术、政策法规等学科知识的配合下成为相对集中的学科体系。中国的种业科学技术体系正在形成与完善之中。文章在回顾作物育种科学技术进展包括传统的作物育种科学技术和现时分子生物育种研究热点的基础上,归纳出现时重要的8个育种理论和技术问题,继而回顾了作物种子生产和示范推广科学技术的进展,并在此基础上探讨了中国种业科学技术发展的策略和建议。提出要围绕种业发展的需求,建成相对完整的种业科学技术学科体系;要顶层设计,建设成企业种业科技和公益性种业科技两支相互补充、相互配合的种业科学技术研发力量;要优先研究和解决种业发展中的重大科学技术问题,其中包括规模化育种技术,资源富集、遗传解析与创新,常规育种的分子辅助技术,转基因育种与安全技术,品种区域适应性试验制度与品种审定制度的完善,配齐种业基础性公益性研究并确立种子生产标准化体系,加强作物杂优化研发使杂种化成为中国未来种业的特色等。

喷施KH_(2)PO_(4)提高倒春寒胁迫小麦功能叶片和根系的生理活性

【目的】倒春寒是影响黄淮麦区小麦产量形成的主要灾害,喷施磷酸二氢钾(KH_(2)PO_(4))被广泛应用于减轻倒春寒对小麦的伤害。研究喷施磷酸二氢钾对低温胁迫下小麦花后功能叶与根系生理活性的调控效应,为小麦生产中的防灾减灾提供理论支撑。【方法】盆栽试验在田间条件下进行,选用抗倒春寒性强的小麦品种烟农19(YN)和抗倒春寒性弱的小麦品种新麦26(XM)为试验材料,设置常温对照+喷施清水(CK)、倒春寒处理+喷施清水(T1)、倒春寒处理+喷施KH_(2)PO_(4)(T2)3个处理。在小麦幼穗分化到四分体期,将T1和T2处理的盆栽移入人工气候室内(−4℃)处理4 h,然后移出,24 h后进行喷施处理。于小麦花后7、14、21、28天测定旗叶SPAD值、根系活力、旗叶与根系的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。通过主成分分析(PCA),综合评价倒春寒对小麦花后28天地上部与地下部生理活性指标的影响。【结果】与CK处理相比,两小麦品种T1处理的旗叶SPAD值和抗氧化酶活性分别显著降低了13.94%~35.03%、16.09%~32.84%(SOD)、18.16%~50.10%(POD)和19.21%~75.40%(CAT),MDA含量显著增加了29.55%~124.56%;T1处理的根系活力显著降低了44.00%~75.63%,SOD和POD活性分别显著降低了42.42%~86.11%和31.00%~66.67%,MDA含量增加了61.54%~330.11%。与T1相比,两品种T2处理的旗叶SPAD值显著增加了7.90%~23.38%,SOD、POD和CAT活性分别显著增加了10.63%~32.28%、14.20%~57.20%和10.75%~115.56%,MDA含量显著降低了6.66%~36.08%;根系活力上升了44.71%~139.75%,根系SOD、POD活性分别显著增加了12.13%~102.01%和21.05%~146.61%,根系MDA含量显著降低了12.01%~51.23%。选定的花后28天地上部与地下部9个生理活性指标之间关系密切,一个主成分其可解释9个变量82.82%的变化,其综合生理活性指数的排序为:YNCK>XMCK>YNT2>XMT2>YNT1>XMT1。【结论】受倒春寒影响后,施用KH_(2)PO_(4)可提高小麦花后旗叶SPAD值、根系活力和抗氧化酶活性,降低旗叶和根系的MDA含量,从而延缓旗叶和根系的衰老,减轻倒春寒对小麦花后旗叶和根系生理活性的不利影响。

聚合稻瘟病抗性基因Pizt和Pib培育江苏粳稻稻瘟病抗性新品种

稻瘟病是对水稻生产具严重威胁的真菌病害,培育聚合多个抗稻瘟病基因的抗病品种是防控该病最为经济有效的途径。以优质、高产、感稻瘟病的中间材料L0为受体亲本,与携带Pizt和Pib基因的粳稻品种武运粳21号杂交,经分子标记及系谱选择、抗性鉴定和农艺性状鉴定,获得6个不同类型的稳定株系。苗瘟及穗瘟抗性鉴定表明,含不同基因组合的抗性效应存在显著差异,其中携带Pizt/Pib的L5株系抗性频率与武运粳21号相当,显著高于仅携带Pizt或Pib的株系。将L5株系参加江苏省中熟中粳淮南迟播组中间试验,最后审定定名为扬粳3491。该结果表明利用粳稻中广泛分布的广谱抗病基因Pizt,再聚合其他染色体位点的抗性基因,可有效地提高江苏粳稻品种的稻瘟病抗性。这一研究还表明利用分子标记选择可快速实现多个抗病基因的聚合,有效缩短水稻抗病育种进程。