防治烟蓟马的生物源农药筛选及其对解毒酶活性影响

【目的】筛选防治烟蓟马(Thrips tabaci Lindeman)的高效生物源农药,探究其对烟蓟马3种主要解毒酶细胞色素P450单加氧酶(Cytochrome P450 monooxygenase,P450)、谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GST)和羧酸酯酶(Carboxylesterase,CarE)活性的影响。【方法】以棉田采集并室内稳定饲养的烟蓟马为供试虫源,用浸叶法测定7种生物源农药对烟蓟马若虫的毒力,选择活性好的3种药剂开展田间药效试验,并在这3种生物源农药亚致死浓度(LC25)剂量处理后测定烟蓟马体内3种主要解毒酶活性。【结果】(1)7种生物源农药对烟蓟马的毒力从高到低依次为乙基多杀菌素、多杀霉素、苦参碱、印楝素、除虫菊素、鱼藤酮、藜芦碱。乙基多杀菌素、多杀霉素和苦参碱对烟蓟马的致死中浓度(LC50)分别为0.011 mg·L^(-1)、0.274 mg·L^(-1)、1.479 mg·L^(-1)。(2)田间药效试验发现,每666.7 m2用2 g、4 g、6 g的60 g·L^(-1)乙基多杀菌素悬浮剂和10 g的5%(质量分数,下同)多杀霉素悬浮剂处理,施药后7 d防治效果均在90%以上,优于1.3%苦参碱水剂和对照药剂30%噻虫嗪悬浮剂各剂量的防效。(3)LC25剂量处理烟蓟马48 h后,乙基多杀菌素处理的烟蓟马体内P450、GST和CarE活性升高,苦参碱和多杀霉素处理后CarE活性升高,噻虫嗪处理后P450和CarE活性升高。【结论】乙基多杀菌素、多杀霉素和苦参碱对烟蓟马的毒力较高,可用于防控棉田烟蓟马;CarE可能参与了烟蓟马对多杀霉素和苦参碱的解毒代谢,3种主要解毒酶可能均参与了烟蓟马对乙基多杀菌素的解毒代谢。

多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构及其动态

【目的】了解多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构和动态。【方法】利用高通量测序技术对多年棉花连作土中陆地棉品种TM-1(Gossypium hirsutum L.)不同发育时期的根际细菌16S r DNA进行扩增、测序并分析。【结果】多年棉花连作土中,棉花根际细菌的主导菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。受棉花根系影响相对丰度变化较大的菌门为4个主导菌门以及厚壁菌门(Firmicutes),其中酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门的相对丰度受到棉花根系的促进,而厚壁菌门、变形菌门的相对丰度受到抑制。不同发育时期棉花根际细菌α-多样性没有显著差异,但是根际细菌群落结构间存在显著差异,且在棉花花期与蕾期的差异显著高于蕾期与苗期的差异。多年棉花连作土壤中的根际细菌群落α-多样性显著高于非根际土壤,根际与非根际土壤中细菌β-多样性在棉花花期最大。【结论】确定了多年棉花连作土中棉花根际细菌的群落结构及其动态,发现棉花在花期对根际细菌群落结构的影响较大。

品种和整枝方式对棉花产量及品质构成因素的影响

为了探究简化栽培措施对不同类型棉花品种产量和纤维品质性状的影响程度,以3种类型棉花品种为试验材料,在中等密度(5.2万株/hm^(2))条件下研究常规整枝和不整枝2种栽培方式对棉花产量及纤维品质性状的影响。结果表明整枝措施对不同类型棉花品种的铃重、籽指、衣分、纤维长度、马克隆值、整齐度指数、伸长率均没有显著影响,对纤维比强度影响显著(F=7.27);整枝和品种类型对棉花产量构成因素(铃重、籽指、衣分)和纤维品质性状均没有互作效应。在种植密度5.2万株/hm^(2)时,整枝措施能提高棉花品种的纤维比强度,对棉花产量构成因素(铃重、籽指、衣分)无显著影响。

高通量分子标记技术辅助回交选育高油酸花生新种质

以山东大花生鲁花14号(LH14)为母本、高油酸花生开农176(KN176)为父本配置杂交组合,再以LH14为轮回亲本历经4次回交获得BC4F1,期间用Taq Man探针标记技术辅助杂种AhFAD2B基因型选择;BC4F1经连续自交、田间筛选并辅助KASP分子标记鉴别后代籽粒AhFAD2B基因的基因型,获得基因型aabb的BC4F5株系10个,它们分别来源于BC4F1代7个单株。分析这10个株系产量及品质性状,结果显示各株系结果集中,单株平均荚果数、果型与母本LH14相似,油酸含量为68.67%~77.93%;其中7个株系的百果重、饱果率和6个株系的百仁重分别比对照LH14提高0.02%~16.05%、4.55%~12.31%和0.05%~9.41%。综合各株系田间表现及籽粒品质指标,最终选择油酸含量高于70%的7个BC4F5代株系进行DUS测试、品种区试和生产试验。Taq Man探针标记与KASP标记结合应用于高油酸品种选育过程中,大大减少了田间选择的工作量,提高了回交选育高油酸花生的效率。

短季棉花芽分化及分化进程中的生理特性研究

以短季棉品种鲁棉研19号和常规棉品种鲁棉研28号为材料,研究分析了短季棉品种与常规棉品种花芽分化进程的差异及花芽分化进程中的内源激素水平与碳氮代谢差异。结果表明,较早的花芽分化起始和更快的花芽分化进程是短季棉早熟性形成的形态基础,而花芽分化前期较高的碳氮比值和更高的GA3、ABA含量及GA3/IAA、ABA/IAA比值,是短季棉能更早地起始花芽分化和更快地完成花芽分化的生理基础。

山东省主要植棉地区棉花铃病发生及品种抗性分析

2015—2017年对山东省主要植棉地区棉花铃病的发生情况进行调查,同时对山东省棉花新品种区域试验供试品种的铃病抗性进行了评价。结果表明:(1)棉铃疫病、红腐病、红粉病、炭疽病、黑果病、曲霉病和软腐病在各地均有发生,其中疫病、红腐病和红粉病的发病比例最高,不同地区间棉花铃病的发生无显著差异,但相同调查点不同年份发病程度变化较大。(2)对烂铃的抗性,品种间存在显著差异。

小麦不同绿色器官对灌浆中期高温胁迫的响应

为阐明小麦不同绿色器官对高温胁迫的响应差异及其生理机制,于2017—2019年连续两个生长季在山东省农业科学院济南试验田,以济麦22(JM22)和新麦26(XM26)为材料,采取田间搭建塑料大棚增温方式于花后12~14天(共3天)进行处理,研究小麦旗叶、穗、穗下节间和旗叶鞘等不同绿色器官的抗氧化酶活性、非光化学耗散以及叶黄素循环组分变化等生理特性。结果表明,灌浆期高温胁迫后,小麦穗、旗叶、穗下节间和旗叶鞘等器官的叶绿素含量均较对照降低,MDA含量增加,电导率增大。高温胁迫使JM22和XM26旗叶SOD活性分别较对照升高15.55%和22.60%,穗部则分别降低12.67%和23.00%,穗下节间和旗叶鞘比对照降低较少。高温胁迫加重了不同绿色器官POD活性的下降趋势,胁迫结束0天JM22和XM26旗叶、穗、穗下节间和旗叶鞘的POD活性分别较对照降低21.41%和28.73%、34.97%和47.04%、36.17%和46.89%、40.29%和50.25%。JM22和XM26旗叶CAT活性分别比对照增加13.00%和34.40%,而穗、穗下节间和旗叶鞘分别较对照降低30.09%和58.96%、1.75%和37.76%、16.20%和40.06%。高温胁迫使两品种各绿色器官的NPQ值升高,其中JM22旗叶、穗、穗下节间和旗叶鞘分别比对照增加2.94%、34.38%、34.38%和11.76%,XM26分别增加10.34%、20.00%、16.67%和14.29%。两品种不同绿色器官的过剩光能显著降低,与对照相比过剩光能降幅由大到小依次为穗>旗叶>穗下节间>旗叶鞘。各绿色器官的(A+Z)/(A+Z+V)都显著增加,其中穗下节间变化最大,其次是旗叶鞘,再次是穗,旗叶变化最小。综之,灌浆中期高温胁迫使旗叶中清除活性氧的保护性酶活性显著升高,而穗、穗下节间和旗叶鞘的保护性酶活性则降低;非叶器官通过非光化学耗散和依赖叶黄素循环的热耗散能力要优于旗叶。JM22较XM26能够更加有效地启动保护酶系统来应对高温造成的活性氧积累和膜脂过氧化,且其通过叶黄素循环和非光化学耗散过剩光能的能力也优于XM26。

棉花Bax inhibitor-1影响内质网胁迫介导的细胞死亡的研究

Bax inhibitor-1(BI-1)是调控内质网胁迫(endoplasmic reticulum stress,ER stress)介导的细胞死亡的关键因子,在植物耐逆中具有重要作用。目前,棉花BI-1(GhBI-1)的耐逆功能及其调控细胞死亡的相关报道较少。在本研究中,采用ER stress专一性诱导毒素——衣霉素(tunicamycin,TM)对棉花幼苗进行胁迫处理,实时定量PCR结果表明,GhBI-1的TM诱导表达具有组织特异性,根GhBI-1对TM的响应更加强烈。通过TM抗性试验及细胞死亡的分析发现,GhBI-1的表达提高了拟南芥的TM抗性,减缓了ER stress介导的细胞死亡。此外,未折叠蛋白反应信号通路中的bZip60转录因子基因的表达受GhBI-1的调控。

采前喷施1-甲基环丙烯(1-MCP)水溶剂对芍药切花开放及衰老的影响

本试验对芍药品种‘大富贵’采前分别用200、400、600μL/L的1-甲基环丙烯(1-MCP)进行喷施处理,测定其切花花径及花枝吸水量、失水量。结果显示,采前经1-MCP处理的切花花径、花径增大率均小于对照,且1-MCP浓度越大,花径越小。不同处理芍药切花吸水量均呈前期快速下降,后期逐渐平稳状态;失水量均呈先增加后降低趋势;水分平衡值呈先下降后上升趋势。本试验中1-MCP的最佳浓度为200μL/L,此浓度下可保持切花质量,延长观赏期。

基于陆地棉(G.hirsutum L.)春、夏品种杂交重组自交系的早熟性、纤维品质及产量性状分析

为分析陆地棉春、夏品种杂交RIL群体早熟性、纤维品质及产量性状的遗传变异,揭示春、夏棉杂交选育短季棉品种的遗传机理,创新早熟、优质、高产抗虫棉新种质,本试验以抗虫春棉鲁棉研21号(SCRC21,P1)为母本、抗虫短季棉鲁棉研19号(SCRC19,P2)为父本杂交构建含有245个家系的RIL群体,调查其在不同流域棉区多环境下种植的性状表现,进行遗传变异、相关和聚类分析。结果表明:在黄河流域棉区,该RIL群体早熟、纤维品质和产量性状均呈正态分布,除籽棉、皮棉产量外,其它性状均存在较强的双向超亲分离,全生育期超早亲比例达8. 16%,开花—吐絮天数超早亲比例高达26. 53%,断裂比强度和上半部平均长度超高亲比例分别为9. 80%和5. 71%;上半部平均长度、断裂比强度与籽棉、皮棉产量及单株铃数、铃重、衣分间均呈极显著或显著正相关;马克隆值与上半部平均长度、断裂比强度呈极显著负相关,与整齐度指数呈极显著正相关,但与其它各性状间的相关性相对较弱;10个家系全生育期比早熟亲本短1 d以上;产量和纤维品质性状同步改良,平均籽棉、皮棉产量分别较早亲增产27. 10%和27. 52%。在西北内陆棉区,该RIL群体整体表现生育期变长、产量高、纤维品质降低。综之,性状差异较大的春、夏棉品种杂交后代存在较强的超亲分离,可拓宽短季棉品种的遗传基础,有利于打破早熟性与产量、纤维品质间的负相关,是早熟短季棉品种选育的有效方法。

耐低温萌发棉花品种种子萌发期生理特性分析

为探讨低温胁迫下不同棉花品种萌发差异成因,以强耐低温萌发品种鲁棉研37号、鲁棉研36号和低温萌发敏感品种斯字棉2B、斯字棉5A为材料,研究了不同低温下不同萌发时期的生理指标与基因表达的差异。结果显示,12℃胁迫36 h,低温萌发敏感品种MDA含量急剧上升,至胁迫48 h,低温萌发敏感品种斯字棉2B、斯字棉5A比鲁棉研37号MDA含量分别提高了48. 17%,50. 65%,因此,12℃胁迫36 h MDA含量的变化可以作为耐低温萌发的选择指标; SOD、POD活性在各种处理水平下鲁棉研37号、鲁棉研36号均保持较高水平; CAT活性在低温的刺激下,强耐低温萌发品种逐渐超越低温萌发敏感品种;游离脯氨酸含量在12℃胁迫48 h时,鲁棉研37号与斯字棉2B、斯字棉5A相差幅度分别为33. 32%,23. 27%,这些生理指标差异较好地反映了不同品种耐低温萌发差异。4个CBF基因家族成员CBF1、CBF2、CBF4、CBF6在强耐性品种中表达上调更迅速,在胁迫12 h时达到表达峰,这可能是强耐低温萌发品种应答低温胁迫时,表现更灵敏与迅速的原因。

短季棉的早熟性机制及栽培利用

短季棉是指生育期短、生长发育进程快、开花结铃集中、晚播早熟的棉花品种类型。本文评述了短季棉早熟性的形态特征、生理和分子生物学机制,介绍了短季棉在改革优化种植制度和方式、推进盐碱地植棉、机械化植棉、棉花无膜栽培等方面的作用和意义,提出了进一步加强短季棉育种研究和栽培利用的策略。

高产多抗适宜轻简化、机械化棉花新品种鲁棉338的选育

鲁棉338是山东棉花研究中心选育的高产稳产多抗转基因抗虫棉新品种。根据山东省区试和课题组多年多点试验结果及审定以来品种示范种植结果显示,鲁棉338具有结铃性强、衣分高、纤维品质优良、发育稳健、易管理、抗逆性强、吐絮好、烂铃轻等特点,因而适宜黄河流域棉区轻简化、机械化种植,具有广阔的推广应用前景。本文主要简述该品种的选育过程、特征特性及栽培技术要点。

利用棉花优质渐渗系进行纤维品质性状和衣分的QTL定位

纤维品质和衣分是棉花育种改良的主要目标性状。为充分挖掘与纤维品质和衣分相关的优异基因资源,利用海岛棉优异纤维渐渗系Sealand(Se)和高产抗逆的陆地棉品种鲁棉研37号(L37)为亲本,构建了包含372个单株的F2群体,进行遗传图谱的构建和QTL定位的研究。从9628对引物中筛选到320对在亲本中具有多态的标记,多态率约为3.32%;连锁分析表明(LOD=6.5),有248个标记位点进入连锁群,分布在26条染色体上,覆盖区间为2347.63 cM,约占棉花基因组的52.76%,平均每条染色体9.54个标记,标记间平均间距为9.50 cM;利用F2群体的棉花纤维品质和衣分数据,共定位到20个与纤维品质性状和衣分相关的QTLs,其中纤维上半部平均长度和整齐度指数各2个,断裂比强度5个,马克隆值和伸长率各4个,衣分3个,贡献率为3.50%~16.82%;与纤维上半部平均长度、断裂比强度和伸长率相关的11个QTLs,增效基因均来自亲本Se,与马克隆值、整齐度指数和衣分相关的9个QTLs,增效基因均来自亲本L37。在D6染色体上鉴定到一个含有纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的QTL簇,该区间包含有148个基因,通过GO富集分析和KEGG富集分析,并结合TM-1的转录组数据,获得了3个可能与纤维发育相关的基因:Gh_D06G0039、Gh_D06G0142和Gh_D06G0145。本研究为棉花纤维品质和衣分性状QTL的精细定位及相关候选基因的筛选奠定了基础。

陆地棉NF-YA基因家族的全基因组鉴定与功能分析

【目的】通过对陆地棉NF-YA基因家族进行全基因组鉴定,分析其表达特性,鉴定其中与棉花开花相关的基因。【方法】利用生物信息学方法系统分析了其理化性质、基因结构、共线性、Ka/Ks、顺式作用元件和表达模式,实时荧光定量聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR)分析表达特征,采用病毒诱导基因沉默技术验证基因功能。【结果】陆地棉中鉴定到29个NF-YA基因家族成员,分为5个亚组,定位在18条染色体上;全基因组复制和片段复制是GhNF-YA基因家族扩张的主要动力;启动子区含有大量光反应的顺式作用元件。GhNF-YA基因家族基因在茎、叶中高表达;12个GhNF-YA基因在早熟品种鲁棉研19号和晚熟品种鲁棉研37号中均在第三至六叶时期表达量较高,并且大部分基因在品种间表达差异显著。沉默GhNF-YA18基因的鲁棉研37号植株比对照提前11 d现蕾,并且该基因在白化期和现蕾期的表达量均低于未沉默对照棉株。【结论】本研究对陆地棉NF-YA基因家族进行了鉴定和表达分析,为进一步研究棉花开花调控的分子机制奠定了基础。

紫花苜蓿不同种植布局对苹果害虫及其天敌的影响

为探究紫花苜蓿不同种植布局对苹果园害虫及天敌的影响,在山东省沂水市苹果园设置了紫花苜蓿逐行、隔1行和隔2行种植的布局方式,以自然生草区为对照,系统调查了4种生草方式苹果园果树上和生草上害虫及天敌的发生动态。结果表明:害虫的调查总量,紫花苜蓿逐行种植区最少,比隔1行种植区少20.29%,比隔2行种植区少48.53%,比自然生草区少49.91%;苹果树上天敌的调查总量,紫花苜蓿隔1行种植区最多,是逐行种植区的1.13倍、隔2行种植区的1.29倍、自然生草区的1.78倍;生草上天敌的调查总量,紫花苜蓿逐行种植区最多,是隔1行种植区的1.05倍、隔2行种植区的1.19倍、自然生草区的1.66倍;益害比方面,紫花苜蓿逐行种植区和隔1行种植区的益害比明显高于其他生草区。综合防治效果和种植成本,紫花苜蓿隔1行种植的布局方式更合理。

15种杀菌剂对棉铃疫病的室内毒力测定及防治效果

烂铃是棉花生产中的重要病害,其中疫病的发病比例(90%)最高,为筛选有效的化学药剂,采用菌丝生长速率法测定了15种杀菌剂对棉铃疫病病原菌(临清)的毒力,并对抑菌活性较好的药剂进行离体棉铃药效试验。毒力测定结果表明:EC50值低于300 mg/L的有10种,分别是:多抗霉素、苯醚甲环唑、吲唑磺菌胺、肟菌酯·戊唑醇、吡唑醚菌酯、氢氧化铜、烯酰吗啉、氟啶胺、醚菌酯、嘧菌酯;药效结果表明,接菌前施用50%吲唑磺菌胺水分散粒剂800 mg/L、0. 3%多抗霉素水剂100 mg/L、50%烯酰吗啉水分散粒剂1 800 mg/L、10%苯醚甲环唑水分散粒剂600 mg/L和0. 3%多抗霉素水剂50 mg/L的防效分别为84. 38%、81. 25%、76. 56%、73. 44%和70. 83%,防治效果较好;接菌后施用10%苯醚甲环唑水分散粒剂600 mg/L、75%肟菌酯·戊唑醇水分散粒剂800 mg/L、0. 3%多抗霉素水剂100 mg/L和10%苯醚甲环唑水分散粒剂300 mg/L的防效分别为52. 48%、51. 49%、49. 50%和47. 52%,防治效果较好。

2019年性诱监测草地贪夜蛾在山东省的分布与发生动态

2018年底草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda入侵我国,2019年在我国大规模迁飞扩散。山东省地处草地贪夜蛾的重点防范区,我们在山东省的30个监测点利用性诱方法监测了草地贪夜蛾在山东省的迁飞路径、分布和发生动态。结果显示:总共诱捕到428头草地贪夜蛾,其中97%以上个体分布在胶东地区,推测东部沿海是其在山东省南北迁飞的主要路径;6月20日在郯城监测点首次监测到1头草地贪夜蛾成虫,9月中旬至10月中旬监测到其余的427头,在此阶段草地贪夜蛾可能有4次从南向北的迁飞。随着草地贪夜蛾在我国定殖和种群扩张,亟需探索高效的草地贪夜蛾早期监测技术,建立网络化监测预警体系和区域性防控体系。

溴氰虫酰胺对棉花蓟马的室内毒力测定及田间药效评价

【目的】研究溴氰虫酰胺对棉花蓟马的毒力和田间药效,为该药防治棉花蓟马提供依据。【方法】采用浸叶法,室内测定溴氰虫酰胺对棉花蓟马的毒力;评价溴氰虫酰胺对棉花的安全性;比较溴氰虫酰胺、呋虫胺、噻虫嗪3种药剂田间防治棉花蓟马的效果。【结果】溴氰虫酰胺对巨野、利津两地采集的棉花蓟马LC 50分别为7.667和17.049 mg/L,有较好的生物活性;10%溴氰虫酰胺可分散油悬剂对棉花的安全阈值大于240 g.a.i./hm 2(田间用量的4倍),对棉花安全性好;10%溴氰虫酰胺可分散油悬剂49.95、60 g.a.i./hm 22个处理,施药14 d后,巨野防效为91.11%、95.36%,利津防效为88.50%、97.32%。【结论】溴氰虫酰胺对棉花蓟马有较好的防效,生产中与其他作用类型杀虫剂交替使用,有效防控棉花蓟马的同时能一定程度上延缓棉花蓟马的抗药性。

不同密度下打顶方式对短季棉生长及产量的影响

试验采用裂区设计,主区设置每公顷密度4.5万株和9.0万株两个密度水平,副区设置不打顶、人工打顶和化学封顶3种方式,研究不同密度下打顶方式对棉花生长及产量的影响。结果表明:密度增大,棉花株高和单产增加,而单株干物质重、单株果枝数和单株铃数减少;不同打顶方式比较,高密度下单株有效铃数、单铃重和籽棉产量由大到小的顺序为:化学封顶>人工打顶>不打顶,差异达到显著水平,低密度下差异不显著。综合来看,每公顷密度9.0万株下化学封顶处理的产量最高,为4 143.19 kg/hm^2,说明化学封顶更适于棉花高密度种植。