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2018年 第44卷 第03期 刊出日期：2018-03-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

应用SNP精准鉴定大豆种质及构建可扫描身份证

魏中艳, 李慧慧, 李骏, YasirA.Gamar, 马岩松, 邱丽娟

作物学报. 2018, (03):  315-323.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.000315

摘要 ( 1641 )   HTML ( 46 )   PDF (3201KB) ( 2291 )  

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为加强大豆种质资源管理及品种保护, 本研究构建了一套基于单核苷酸多态性(SNP)标记的快速鉴定体系。选用分布于13个基因的23个SNP标记对599份大豆表型精准鉴定种质进行基因型分析。结果表明, SNP标记的遗传多样性指数范围0~0.722, 其中3个SNP在供试材料中不存在碱基差异, 2个SNP为特异等位变异。从具有多态性的20个SNP中选出14个(GlySNP14)用于种质鉴定, 其中12个为高多态性SNP, 2个为特异性SNP。模拟结果表明, GlySNP14的种质鉴别能力(750份种质)高于任意相同数目标记构成的SNP随机组合(最多361份种质)。GlySNP14在599份种质中共形成了176个单倍型, 其中100份种质具有独特的单倍型。结合这些种质的其他属性, 构建了100份种质由38个数字组成的身份证, 前10位数字为种质属性信息码, 包括品种类别、来源地等; 11~38位数字为品种分子指纹码, 代表品种的特异分子信息, 并最终以一维码和二维码的形式表示, 为种质资源简易管理与保护利用提供了有效途径。

水稻抗咪唑啉酮类除草剂基因ALS功能标记的开发与应用

王芳权, 杨杰, 范方军, 李文奇, 王军, 许扬, 朱金燕, 费云燕, 仲维功

作物学报. 2018, (03):  324-331.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00324

摘要 ( 1451 )   HTML ( 30 )   PDF (7415KB) ( 1603 )  

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选育和利用抗除草剂水稻品种具有重要的生产实践意义。通过筛选水稻资源, 发现了抗除草剂材料金粳818, 其ALS基因编码区第1880位碱基存在一个由G到A的碱基变异, 导致丝氨酸突变为天冬酰胺, 从而具有除草剂抗性。本研究基于该位点的碱基变异, 设计了11条等位基因特异PCR (allelic-specific PCR, AS-PCR)引物, 经过优化筛选, 获得两个引物组合F1N (S1/S9)和F1M (S1/S10), 将该标记命名为AS-ALS。利用F₂群体及其亲本和杂交种, 结合AS-ALS标记检测和除草剂抗性分析, 结果表明感除草剂ALS-G等位基因型只能被F1N引物对有效扩增, 抗除草剂ALS-A等位基因型只能被F1M引物对有效扩增, 而杂合基因型能同时被两对引物F1N和F1M扩增, ALS-A纯合或杂合等位基因型都表现抗除草剂, ALS-G纯合基因型表现感除草剂。因此本研究开发的标记能有效区分除草剂抗性基因的3种基因型, 基因型与表型完全对应。该标记用于回交育种, 可以选择ALS-A杂合基因型单株, 剔除ALS-G纯合等位基因型, 在自交的F₂保留ALS-A纯合基因型单株, 连续自交, 能快速获得除草剂抗性稳定的水稻材料。该除草剂抗性基因的功能标记还可用于咪唑啉酮类除草剂抗性资源筛选。

水稻类病斑突变体spl34的鉴定与基因精细定位

刘宝玉, 刘军化, 杜丹, 闫萌, 郑丽媛, 吴雪, 桑贤春, 张长伟

作物学报. 2018, (03):  332-342.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00332

摘要 ( 1432 )   HTML ( 10 )   PDF (3703KB) ( 1201 )  

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利用化学诱变剂EMS处理籼型水稻恢复系“缙恢10号”, 从其后代中筛选到1个遗传稳定的类病斑突变体spl34。该突变体于分蘖后期在下部叶片的叶鞘上开始出现褐色的类病斑, 随后沿着中脉扩散至整个叶片, 成熟期扩散至整个植株。相比于野生型, 该突变体的株高显著变矮, 穗长显著变短, 穗粒数、结实率和千粒重极显著降低。遮光试验和组织化学分析表明, 突变体类病斑的形成受光诱导, 在类病斑形成部位发生大量过氧化氢沉积和细胞程序性死亡。荧光显微镜观察发现, 在紫外光照射下突变体产生的荧光较野生型弱。与野生型相比, 突变体spl34的H₂O₂和O₂^-含量较高, 而CAT、POD和T-SOD等保护酶的活性显著降低; 稻瘟病抗性无明显差异或略显降低。遗传分析表明, 突变体spl34的表型受1对隐性核基因控制。基因定位结果表明, 该基因定位于第4染色体的LR49和LR52两个分子标记之间, 物理距离为200 kb。测序分析发现该区间内的候选基因LOC_Os04g56480的第3449位碱基发生突变(G3449T), 导致色氨酸替换为半胱氨酸。qRT-PCR结果表明该基因在突变体内表达量降低, 而部分病程相关基因的表达量则升高。

玉米油菜素甾醇生物合成关键酶基因ZmCYP90B1的克隆及其对逆境胁迫的响应

段方猛, 罗秋兰, 鲁雪莉, 齐娜伟, 刘宪舜, 宋雯雯

作物学报. 2018, (03):  343-356.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00343

摘要 ( 1303 )   HTML ( 6 )   PDF (3321KB) ( 1652 )  

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油菜素甾醇作为一类重要植物激素, 在植物生长发育和抵御逆境胁迫等过程中发挥重要作用。CYP90B1基因编码酶是其合成途径中关键限速酶。本研究针对迄今有关玉米CYP90B1基因应答逆境胁迫特征尚未见报道现状, 采用RT-PCR结合RACE技术, 从玉米中克隆了油菜素甾醇生物合成关键基因ZmCYP90B1 (GenBank登录号KY242373)。ZmCYP90B1全长2058 bp, 开放阅读框为1518 bp, 编码506个氨基酸。ZmCYP90B1蛋白预测分子量为57.66 kD, 等电点为9.54, 含有1个跨膜结构域及1个p450保守结构域。序列比对表明, ZmCYP90B1与其他物种CYP90B1蛋白高度相似, 但在单双子叶植物中进化上具有明显差异。实时荧光定量PCR结果表明, 非生物胁迫(干旱、高盐、低温和脱落酸)、虫害(甜菜夜蛾取食)和茉莉酸甲酯均诱导ZmCYP90B1表达, 表明该基因响应多种非生物胁迫, 参与植物对虫害和茉莉酸甲酯的响应。进一步构建过量表达ZmCYP90B1基因的烟草株系并检测表明该烟草株系抗旱性增强, 叶片失水率下降, SPAD值增大。此外, 干旱胁迫下转基因烟草超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性以及游离脯氨酸(Pro)的积累量均显著高于野生型, 丙二醛(MDA)和脱落酸(ABA)含量明显低于野生型。通过检测下游胁迫响应基因表达, 表明ZmCYP90B1提高植物抗旱性可能不依赖ABA途径, 而与其对抗氧化相关途径相关基因的转录调控有关。

普通菜豆种质资源不同环境下表型差异及生态适应性评价

王兰芬, 武晶, 王昭礼, 陈吉宝, 余莉, 王强, 王述民

作物学报. 2018, (03):  357-368.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00357

摘要 ( 863 )   HTML ( 6 )   PDF (1031KB) ( 2042 )  

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2014—2015年在黑龙江哈尔滨、河南南阳、贵州毕节和海南乐东,对686份普通菜豆种质资源的表型鉴定, 旨在明确不同环境下普通菜豆种质资源的12个表型变异及生态适应性, 遴选特异资源, 提高繁种及种质创新的效率。结果表明, 乐东是南美洲普通菜豆种质资源良好的繁育基地, 而毕节是国内普通菜豆种质资源较好的繁育基地。参试群体内不同的种质资源间表型差异明显, 4个试点平均各性状变异系数介于8.11%~70.83%之间, 其中株高的差异最大, 变异系数为70.83%。百粒重的遗传力最大, 为0.73; 遗传力最小的性状是播种至开花时间, 仅为0.01。性状间的相关性及通径分析表明, 单株荚数对单株产量的贡献最大。遴选出具有矮秆、大粒、早熟等特性的种质218份, 其中, 9份同时具有3种特异性状, 53份同时具有2种特异性状。

一个新的玉米Vp15基因等位突变体的遗传分析与分子鉴定

王瑞, 张秀艳, 陈阳松, 杜依聪, 汤继华, 王国英, 郑军

作物学报. 2018, (03):  369-375.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00369

摘要 ( 1140 )   HTML ( 13 )   PDF (1593KB) ( 1966 )  

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在玉米繁种过程中发现一个玉米穗发芽突变体(viviparous), 命名为vp-like4。经过连续多代自交发现该突变体性状能稳定遗传, 并且表现为隐性单基因控制。以vp-like4与自交系Mo17杂交构建F₂遗传定位群体, 利用BSR-Seq方法, 将目的基因定位于玉米第5染色体173.8~175.6 Mb之间。通过基因组序列信息分析发现, 在此定位区间内存在一个已报道的Vp15基因。Vp15基因编码钼喋呤合酶小亚基, 参与类胡萝卜素裂解为ABA的过程。利用2个独立的vp15突变体vp15-umu1和vp15-DR1126的杂合体, 分别与vp-like4突变体杂合体做杂交进行等位测验, 发现杂交后代中正常籽粒与穗发芽籽粒比例符合3∶1分离比。基因组序列分析发现vp-like4突变体中Vp15基因在第2外显子末端及3°非翻译区有60个碱基的缺失, 与所报道的vp15突变体vp15-umu1、vp15-DR1126均在第2个外显子有Mutator转座子插入的突变方式不同。进一步通过RT-PCR检测发现, vp-like4突变体中Vp15基因的表达量显著降低。以上实验证据表明, vp-like4是一个新的Vp15基因等位突变体。

玉米胚乳母本印记基因ZmVIL1的克隆及印记特性分析

刘朝显, 王久光, 梅秀鹏, 余婷婷, 王国强, 周练, 蔡一林

作物学报. 2018, (03):  376-384.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00376

摘要 ( 808 )   HTML ( 3 )   PDF (4444KB) ( 1102 )  

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印记基因在玉米籽粒发育中具有重要作用。玉米ZmVIL1是母本印记基因。本研究通过RACE扩增, 获得了ZmVIL1基因的cDNA全长, 约2.2 kb, 编码598个氨基酸。根据对B73和Mo17正反交授粉后14 d胚乳和胚中ZmVIL1等位基因的表达分析, 该基因仅在玉米胚乳中表现母本印记, 而在胚中则无印记现象。在郑58和昌7-2、黄C和178、PH6WC和PH4CV正反交14 d胚乳中ZmVIL1也表现印记, 因此该基因为基因特异性的二元印记。ZmVIL1在B73、Mo17正反交授粉后12~28 d胚乳中处于持续印记状态。组织表达模式研究表明ZmVIL1在营养生长和生殖生长阶段均有表达; ZmVIL1在玉米授粉后10 d籽粒、雌穗、雄穗、花丝中表达量较高, 其次是根、胚珠及授粉后25 d的胚中, 推测ZmVIL1在玉米籽粒及花发育过程中均具有重要功能。

利用抗旱选择导入系定位向日葵产量性状QTL

吕品, 于海峰, 侯建华

作物学报. 2018, (03):  385-396.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00385

摘要 ( 1101 )   HTML ( 6 )   PDF (942KB) ( 917 )  

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干旱是造成向日葵减产的最主要因素之一。利用综合性状优良的自交系K55作为轮回亲本与抗旱自交系K58杂交构建回交导入系, 在干旱条件下进行单株产量筛选, 得到45个BC₃F₂抗旱定向选择导入系。通过全基因组SSR及SNP标记扫描, 以方差分析和基于遗传搭车原理的卡方检验对呼和浩特市及武川县两点、两种水分条件下的5个产量性状进行QTL检测。方差分析检测到的QTL根据不同环境下的表达情况分为三类, 第一类在两种水分条件下稳定表达, 包括武川的4个百粒重QTL及呼和浩特的2个单株产量QTL、3个单株实粒数QTL, 这些QTL可能对向日葵抗旱性有直接贡献; 第二类受干旱胁迫表达, 包括呼和浩特的30个和武川的27个; 第三类仅在正常供水条件下被检测到, 包括呼和浩特的38个和武川的64个。卡方检验检测到极显著位点274个。用两种方法共检测到一致性位点14个, 可能是与向日葵抗旱性相关的关键位点。本研究结果可为向日葵高效抗旱分子育种奠定基础并提供相关材料。

甘蓝转录因子BoLH27的克隆与转基因甘蓝的表型分析

梁云飞, 张林成, 蒲全明, 雷镇泽, 施松梅, 姜宇鹏, 任雪松, 高启国

作物学报. 2018, (03):  397-404.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00397

摘要 ( 901 )   HTML ( 6 )   PDF (3429KB) ( 2823 )  

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bHLH转录因子对植物生长发育、形态调控有重要作用, 为了研究BoLH27基因在甘蓝叶片发育及形态建成中的调控功能, 本文以甘蓝品种519为材料, 克隆出转录因子BoLH27基因。序列分析表明, 该基因含有一个795 bp的开放阅读框, 编码264个氨基酸, 具有一个保守的典型bHLH结构域。以农杆菌介导的遗传转化方法将正义BoLH27基因导入甘蓝品种519中以增强表达, 通过PCR筛选出9株T₀代转基因单株, 结合T₂代单株的qRT-PCR分析表明, 筛选的转基因植株内BoLH27基因的表达积累量明显高于野生型。试验基地隔离网内种植的转基因甘蓝表型明显, 主要表现为莲座期茎叶间距拉长、叶柄伸长以及植株茎和叶柄显示紫色, 植株叶片平展, 无向上向内卷曲趋势, 表明BoLH27基因可能对甘蓝叶片发育有重要的调控作用。

耕作栽培·生理生化

不同氮敏感性粳稻品种的氮代谢与光合特性比较

剧成欣, 周著彪, 赵步洪, 王志琴, 杨建昌

作物学报. 2018, (03):  405-413.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00405

摘要 ( 1124 )   HTML ( 24 )   PDF (627KB) ( 1208 )  

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本文旨在探明不同氮敏感性粳稻品种氮代谢与光合特性。以2个氮敏感高产品种淮稻5号和连粳7号, 2个氮钝感品种宁粳1号和扬粳4038为材料, 设置0和200 kg hm^-2 2个施氮水平, 研究其产量、氮肥利用效率以及地上部生理性状的变化特点。结果表明, 在2种施氮水平下, 氮敏感品种的产量和氮肥利用效率显著高于氮钝感品种。与氮钝感品种相比, 氮敏感品种具有较高的光合速率和氮素积累, 较强的氮代谢酶活性和较高的光合氮素利用效率, 抽穗期茎叶中积累较多的可溶性糖和淀粉, 抽穗至成熟期茎鞘中非结构性碳水化合物向籽粒转运率较高。表明氮敏感品种在较低施氮量下具有较高的生理活性和物质生产效率; 这些特征可作为筛选高产氮敏感水稻品种的重要生理指标。

玉米生产上3个主推品种光合特性、干物质积累转运及灌浆特性

徐田军, 吕天放, 赵久然, 王荣焕, 陈传永, 刘月娥, 刘秀芝, 王元东, 刘春阁

作物学报. 2018, (03):  414-422.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00414

摘要 ( 1479 )   HTML ( 10 )   PDF (515KB) ( 1812 )  

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以当前玉米生产主推品种郑单958、先玉335和京科968为试验材料, 考察其光合特性、干物质积累与转运及籽粒灌浆特性, 以揭示高产玉米品种的产量形成特性, 为玉米高产生产提供依据。结果表明: (1)产量以京科968最高、先玉335次之、郑单958最低, 京科968分别较郑单958和先玉335高14.55%和7.93%。(2)穗位叶净光合速率和冠层光合能力表现为京科968>先玉335>郑单958, 且吐丝期>乳熟期。京科968吐丝期和乳熟期的穗位叶净光合速率分别比先玉335高7.84%和16.78%, 比郑单958高22.23%和24.44%; 冠层光合能力分别较先玉335高38.77%和58.41%, 较郑单958高50.83%和56.49%。(3)花后干物质积累量、转移量、干物质转运率和干物质转运对籽粒贡献率均以京科968最高, 分别比先玉335高13.72%、21.20%、6.32%和4.77%, 比郑单958高31.87%、39.96%、18.49%和10.42%。(4)籽粒灌浆参数在不同品种间存在较大差异, 京科968与先玉335的平均灌浆速率(0.73和0.75 g 100-grain^-1 d^-1)相当, 且均高于郑单958 (0.67 g 100-grain^-1 d^-1); 活跃灌浆期以郑单958 (53.69 d)最长、京科968 (51.02 d)次之、先玉335 (48.95 d)最短。(5)相关分析表明, 产量与净光合速率显著正相关, 与花后干物质积累量及转运率极显著正相关。京科968具有较高的光合效率、花后干物质积累量及转运率、灌浆速率及较长的灌浆持续期, 是较郑单958和先玉335高产的重要原因。

叶面喷施硒对紫甘薯硒吸收、分配及品质的影响

侯松, 田侠, 刘庆

作物学报. 2018, (03):  423-430.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00423

摘要 ( 902 )   HTML ( 12 )   PDF (331KB) ( 1646 )  

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为研究叶面施硒条件下紫甘薯对硒的吸收利用特征及其品质效应, 于2015年和2016年分别布置紫甘薯叶面施硒田间试验, 设纯硒施用量0、30和60 g hm^-2 3个水平, 研究了叶面喷施外源硒对紫甘薯块根产量、不同器官硒含量、块根硒累积量与硒利用率的影响, 并分析了块根中粗蛋白、氨基酸和矿质元素含量随施硒量的变化。结果表明, 施硒对紫甘薯块根产量的影响不显著, 但可提高块根中的总硒含量、有机硒含量和硒累积量, 60 g hm^-2施硒量下, 块根中的硒含量可达311.3 µg kg^-1(干重), 是对照处理的8.54倍; 随施硒量增加, 块根中硒含量和硒累积量显著增加, 块根对硒的利用率下降, 但施硒对块根中有机硒占总硒的比例无显著影响; 紫甘薯块根中的粗蛋白含量随施硒量增加而显著提高, 两个施硒量下分别比对照增加11.67%和29.71%; 60 g hm^-2施硒量下, 块根中除苏氨酸外的其他7种人体必需氨基酸含量显著增加, 天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸等6种人体非必需氨基酸含量显著增加, 胱氨酸含量降低; 施硒还可提高紫甘薯块根中K、Na、Mg、Fe、Cu等元素的含量, 使块根中Ca、Mn等元素含量降低, 两个施硒量对块根中的Zn元素含量均未产生显著影响。本研究结果对富硒紫甘薯生产具有指导意义。

西南旱地油菜间作紫云英和秸秆覆盖的生产效应

周泉, 王龙昌, 马淑敏, 张小短, 邢毅, 张赛

作物学报. 2018, (03):  431-441.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00431

摘要 ( 966 )   HTML ( 3 )   PDF (718KB) ( 1219 )  

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我国西南地区旱地的农田生态环境脆弱, 绿肥应用匮乏, 季节性干旱是限制油菜生产的关键因素。本研究在西南地区旱地引入冬季绿肥作物紫云英与油菜间作, 并结合秸秆覆盖, 探讨其对油菜光合特征、农艺性状、生物量、根系形态、油菜品质及产量的影响。结果表明, 间作紫云英和秸秆覆盖改善了油菜的根颈粗、叶片数、有效分枝数和单株角果数等农艺性状, 提高了油菜根系总根长、总根体积、总根表面积和平均根系直径等根系形态及蕾薹期和开花期的根、茎、叶生物量; 还提高了油菜苗期光合作用强度, 间作和秸秆覆盖处理的水分利用效率比油菜单作分别提高了31.12%和39.89%; 但对油菜品质的影响较小。间作、秸秆覆盖和秸秆覆盖下间作的油菜群体产量分别比单作提高10.30%、13.20%和40.16%。在西南地区旱地, 间作紫云英是提高油菜产量的可行途径, 而且结合秸秆覆盖的生产效益更明显。

黄淮南部玉米产量对气候生态条件的响应

安盼盼, 明博, 董朋飞, 张秒, 黄大召, 赵亚丽, 李潮海

作物学报. 2018, (03):  442-453.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00442

摘要 ( 2969 )   HTML ( 8 )   PDF (736KB) ( 1464 )  

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针对近年来黄淮南部气候条件和耕作制度变化, 2015—2016年在河南农业大学科教园区以该区主推品种郑单958为材料, 采用分期播种方法, 研究玉米产量对气候生态条件的响应, 探讨气候因子与玉米产量的关系。结果表明, 由于年际间、播期间气候因子的差异, 玉米产量差异显著, 大体表现为春播产量高于夏播, 且夏播产量随播种时间的推迟而显著降低。随着播期的推迟, 玉米苗期日均温逐渐升高, 粒期日均温逐渐降低, 有效积温减少, 生育期缩短。试验设定密度下, 百粒重对产量的贡献大于穗粒数, 而影响百粒重和穗粒数的主要气候因子是全生育期有效积温和粒期有效积温。影响玉米产量的主要气候因子是苗期气温日较差(r = 0.696^*)和日均温(r = -0.638^*)、粒期有效积温(r = 0.822^**)和日均温(r = 0.723^**)、生育期有效积温(r = 0.843^**)。因此, 生产上, 春播玉米播期由传统的4月15日左右推迟至5月1日左右, 可减少花期阴雨和高温热害影响, 表现出较好的丰产稳产性。夏播玉米在麦收后抢时早播, 不仅可争取更多积温, 还可使玉米苗期处于较低日均温、粒期处于较高日均温的有利温度条件下, 同时为推迟收获期和机械粒收创造条件。

研究简报

机收稻草全量还田减施化肥对双季晚稻养分吸收利用及产量的影响

曾研华, 吴建富, 曾勇军, 范呈根, 谭雪明, 潘晓华, 石庆华

作物学报. 2018, (03):  454-462.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00454

摘要 ( 1119 )   HTML ( 4 )   PDF (364KB) ( 1299 )  

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稻草还田替代部分化肥对推进化肥零增长行动具有重要的意义。研究等量氮磷钾养分条件下连续稻草还田减施化肥对双季晚稻产量及养分吸收利用的影响, 可为南方稻区稻草资源的合理利用和水稻高产、养分高效管理提供参考。本试验基于江西温圳国家级耕地质量监测点双季稻稻草还田定位试验, 以超级杂交晚稻五丰优T025为试材, 设稻草还田减施化肥(SI+NPK)、稻草烧灰还田减施化肥(SB+NPK)和单施化肥(NPK)等处理, 以稻草不还田不施化肥(CK)为对照, 施肥处理中氮磷钾养分用量相等。研究了不同处理对双季晚稻产量、氮磷钾素养分吸收利用的影响。结果表明, 在等量氮磷钾养分施用条件下, 连续6年早稻稻草还田处理有利于协调双季晚稻穗粒结构, 协同维持晚稻产量稳定, 保持与其余施肥处理产量基本持平。与NPK相比, SI+NPK处理植株各器官中N、P、K含量及总吸收量在生育前期均较低, 生育后期较高, 且P、K养分吸收量差异显著; SI+NPK可显著提高水稻N、P、K养分收获指数、农学效率、回收率和养分偏生产力, 而SB+NPK只比NPK显著提高了K养分收获指数、农学效率、回收率和养分偏生产力。此外, SI+NPK也比SB+NPK提高了氮、磷、钾养分收获指数、农学效率、回收率及偏生产力。总之, 早稻稻草还田替代部分化肥可稳定晚稻产量水平及提高养分利用效率, 实现南方稻区土壤养分资源的高效利用。

茶树叶片和胚根原生质体的分离及PEG诱导融合

彭章, 童华荣, 梁国鲁, 石艺琦, 袁连玉

作物学报. 2018, (03):  463-470.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00463

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植物原生质体是细胞培养和体细胞融合等细胞水平研究及植物遗传育种的重要材料。本研究用福鼎大白茶茶树的幼嫩叶片及胚根, 分析了原生质体分离过程中的材料、酶解液组成及酶解时间、纯化方法等影响因子, 建立了最佳原生质体分离体系, 为茶树体细胞杂交等细胞水平的研究提供了高效获取大量高活力原生质体的方法。结果表明, 23°C恒温黑暗或遮光培养的茶树实生苗的5周叶龄以内的幼嫩叶片是茶树原生质体分离的最佳材料, 其次是茶树种子萌发后的幼嫩胚根; 而以茶园健康生长的5周叶龄以内的幼嫩叶片为材料时, 只能获得混有大量细胞碎片的少量具有活力的原生质体。以茶树幼嫩叶片为分离材料的酶解液组成为1.5%纤维素酶+0.1%离析酶+0.5%果胶酶+0.4 mol L^-1甘露醇+20 mmol L^-1 MES; 以茶树幼嫩胚根为分离材料的酶解液组成为1.5%纤维素酶+0.3%离析酶+0.5%果胶酶+0.4 mol L^-1甘露醇+20 mmol L^-1 MES。分离茶树幼嫩叶和幼嫩胚根原生质体时, 宜采用低速(分别为55 r min^-1和50 r min^-1)恒温(23°C)摇床振荡酶解培养, 时间分别为7 h和8 h; 最适宜采用15×g的转速, 离心4 min可纯化获得高产量和活力的原生质体。用40% PEG-6000诱导20 min后可使茶树原生质体融合, 融合率达10%。