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2018年 第44卷 第05期 刊出日期：2018-05-20

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

用全基因组关联作图和共表达网络分析鉴定油菜种子硫苷含量的候选基因

魏大勇, 崔艺馨, 熊清, 汤青林, 梅家琴, 李加纳, 钱伟

作物学报. 2018, (05):  629-641.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00629

摘要 ( 1202 )   HTML ( 97 )   PDF (2011KB) ( 1458 )  

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油菜籽饼粕是畜禽养殖中重要的蛋白原料, 但饼粕中的硫苷是一种抗营养物质, 食用过多会对禽畜产生毒害, 因此挖掘油菜籽粒硫苷含量的候选基因对油菜种子低硫苷育种具有重要现实意义。本研究连续4年种植1个含157份材料的油菜自然群体, 结合重测序数据对种子硫苷含量进行全基因组关联分析(GWAS), 并对15份低硫苷和15份高硫苷材料进行种子发育早期的转录组测序, 通过权重基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定种子硫苷含量的候选基因。用GWAS共检测到45个与种子硫苷含量显著相关的SNP, 单个位点解释的表型变异为13.5%~23.3%, 主要分布在A09、C02和C09染色体的3个区间中, 覆盖5个已知的硫苷代谢基因。用WGCNA分析发现高、低硫苷材料之间的2275个差异表达基因, 可分为12个基因模块, 其中1个模块的基因显著富集在已知的硫苷生物合成途径, 对该模块内163个基因的权重分析得到13个候选基因。经检测, GWAS和WGCNA共得到的18个候选基因中, 有14个候选基因的表达量与种子硫苷含量显著相关(r = 0.376~0.638, P<0.05)。用两种方法鉴定到1个共同的候选基因BnaC02g41790D (基因名MAM1), 与该基因连锁的5个SNP构成5种单体型, 等位基因效应分析发现, 自然群体中63%的材料(99/157)为Hap 5, 平均硫苷含量为50.79 μmol g^-1, 与另外4种单体型(95.04~110.28 μmol g^-1)存在极显著差异(P<0.01)。本研究结合GWAS和WGCNA两种方法鉴定了油菜种子硫苷含量的候选基因, 可为复杂性状候选基因的筛选提供参考。

普通菜豆中烟草水杨酸结合蛋白2同源基因的鉴定及表达特征分析

薛仁风, 王利, 丰明, 葛维德

作物学报. 2018, (05):  642-649.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00642

摘要 ( 597 )   HTML ( 46 )   PDF (1852KB) ( 900 )  

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水杨酸(salicylic acid, SA)能够诱导植物产生系统抗病性反应, 而水杨酸结合蛋白2 (salicylic acid binding protein 2, SABP2)是植物细胞内调控水杨酸水平的重要酯酶。本研究利用生物信息学方法在普通菜豆中搜索到7个烟草水杨酸结合蛋白2的同源基因, 命名为PvMES1~PvMES7。分别在2个菜豆感病品种(白刀豆和BRB130)和2个抗病品种(黑芸豆和260205)中接种尖镰孢菌FOP-DM01菌株(Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli isolate, FOP-DM01)后, 检测寄主根组织中水解水杨酰甲酯(methyl salicylate, MeSA)活性和游离SA含量的变化, 并利用荧光定量PCR技术分析7个PvMES基因表达量变化。结果表明, PvMES1、PvMES3、PvMES4、PvMES5和PvMES6的转录表达受FOP-DM01菌株诱导均呈现不同程度的升高, 其中黑芸豆中PvMES5基因和260205中PvMES1基因表达量变化最显著, 接种3 d后分别升高至0 d表达量的7.6倍和5.6倍。此外, 黑芸豆和260205根中水杨酰甲酯酯酶(methyl salicylate esterase, MES)活性显著提升, 游离SA含量也相应升高, 激活寄主内SA介导的相关防御反应。本研究结果可以为普通菜豆镰孢菌枯萎病抗病分子育种和抗病机理研究提供理论基础。

水稻黄绿叶基因Yellow-Green Leaf 6 (YGL6)的表达模式与蛋白定位

施军琼, 王亚琴, 张天泉, 马玲, 桑贤春, 何光华

作物学报. 2018, (05):  650-656.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00650

摘要 ( 947 )   HTML ( 34 )   PDF (320KB) ( 1035 )  

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叶色突变既可作为形态标记用于杂交稻育种, 又是研究光合系统的结构和功能、叶绿素生物合成及其调控机制的理想材料。EMS (ethyl methane sulfonate)诱变籼稻恢复系“缙恢10号”获得1个稳定遗传的黄绿叶突变体, 暂命名为ygl6 (yellow-green leaf 6)。前期我们通过图位克隆筛选出候选基因Os12g23180, 通过遗传互补实验证实了黄绿叶基因YGL6为Os12g23180, BLASTp分析表明YGL6基因编码NAD(P)-结合的Rossmann折叠超家族蛋白质, 属于短链脱氢酶/还原酶家族, 推断为异黄酮还原酶、糖脱水酶或mRNA结合蛋白。利用qRT-PCR进行表达模式的分析表明YGL6基因仅在绿色组织如心叶、成熟叶、叶鞘和绿色颖壳中表达, 尤其以心叶的表达量最高, 同时YGL6基因表达还受光照的诱导。构建亚细胞定位载体, 转水稻原生质体结果表明YGL6蛋白定位于叶绿体。本研究丰富了水稻突变体库, 为YGL6基因的功能分析奠定了基础。

利用功能标记揭示新疆小麦改良品种与地方品种的遗传变异

简大为, 周阳, 刘宏伟, 杨丽, 买春艳, 于立强, 韩新年, 张宏军, 李洪杰

作物学报. 2018, (05):  657-671.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00657

摘要 ( 1025 )   HTML ( 21 )   PDF (445KB) ( 892 )  

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揭示新疆小麦改良品种与地方品种在主要农艺性状相关基因上的遗传变异对进一步改良和利用新疆育成品种具有重要意义。本研究利用52个功能标记对136份新疆小麦改良品种和地方品种分析发现, 与适应性相关的矮秆等位变异Rht-B1b和Rht-D1b、半冬性生长习性相关等位变异Vrn-D1b、T1BL·1RS易位系, 与品质相关的高脂肪氧化酶活性等位变异TaLox-B1a、低多酚氧化酶活性等位变异Ppo-D1a、低黄色素含量等位变异Psy-A1b以及与高粒重等位变异Hap-H (TaSus-2B)仅分布在改良品种中, 而且光周期不敏感等位变异Ppd-D1a (77.6%)、优质麦谷蛋白亚基Dx5+Dy10 (35.4%)和硬质等位变异Pin-D1b (25.0%), 以及高千粒重等位变异TaCwi-A1a (63.3%)、Hap-4A-T (Tacwi-4A) (33.8%)、Hap-5D-C (TaCWI-5D) (93.7%)、Hap-2 (TaGS1a) (77.9%)、TaGS-D1a (78.5%)、TaGS5-A1b (50.0%)和TaTGW6-A1a (92.1%)在改良品种中分布频率明显高于地方品种。大部分优异等位变异分布频率随着育种时期的推进呈现不连续性上升趋势。在适应性与品质相关基因方面, 春性改良品种的优异等位变异频率高于冬性改良品种。功能标记分析显示改良品种的遗传多样性高于地方品种。136份新疆小麦资源被聚为改良品种和地方品种两类, 改良品种被进一步聚为冬性和春性两类, 说明新疆改良品种与地方品种间存在明显的遗传差异。本研究鉴定的优异等位基因和等位基因组合为进一步改良新疆小麦品种提供了重要信息。

玉米种子萌发相关性状的全基因组关联分析

田润苗, 张雪海, 汤继华, 白光红, 付志远

作物学报. 2018, (05):  672-685.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00672

摘要 ( 1109 )   HTML ( 22 )   PDF (4410KB) ( 1316 )  

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种子萌发是出苗的前提, 对玉米产量影响重大。为了解玉米种子萌发相关性状的遗传机制, 本研究对476份玉米自交系种子萌发相关的6个性状进行调查, 结合125万个(1.25M) SNP标记, 利用3种统计模型(Q, K, Q+K)进行全基因关联分析(GWAS)。结果表明K模型能够较好地评价吸胀前重量、吸胀前体积、吸胀后重量、吸胀后体积和吸胀体积5个性状; Q+K模型能更好地评价吸胀重量性状。基于这6个性状的最优模型的GWAS结果, 共检测到15个种子萌发相关性状的显著SNP, 15个SNP对应6个QTL, 集中分布在玉米第3、第6、第7和第10染色体上, QTL内单个SNP能解释的表型变异为5.09%~7.85%。其中5个QTL可在多个生物学重复中被检测到。以最显著SNP所在基因或附近基因作为QTL的候选基因, 共筛选到6个最可能的候选基因。GRMZM2G148411是吸胀后重量、吸胀重量和吸胀体积3个性状共同鉴定到的QTL候选基因, 根据基因的功能注释, 该基因编码一个包含TLD-domain的钙离子结合蛋白, 可能是一种调控种子休眠与萌发的信号分子。本研究鉴定的QTL为解析玉米种子萌发的遗传机制和相应功能标记的开发奠定了基础。

基于名优谷子品种晋谷21全基因组重测序的分子标记开发

赵庆英, 张瑞娟, 王瑞良, 高建华, 韩渊怀, 杨致荣, 王兴春

作物学报. 2018, (05):  686-696.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00686

摘要 ( 922 )   HTML ( 24 )   PDF (3503KB) ( 1236 )  

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小米因其营养丰富日益受到重视, 而小米的品质是民众选择小米时最为关注的指标。晋谷21米质优异, 但由于缺少基因组信息, 严重阻碍了其优异米质形成机制的研究。本研究利用高通量测序技术, 对晋谷21全基因组进行重测序, 获得了14.95 Gb高质量测序数据。进一步将其与豫谷1号参考基因组比较, 发掘了169 037个InDel位点和1 167 555个SNP位点, 其中长度在13~50 bp之间适于琼脂糖凝胶电泳检测的InDel位点为14 578个。选择其中1个SNP位点和68个InDel位点验证, 表明利用二代测序技术开发的InDel和SNP标记真实可靠。基于名优谷子晋谷21重测序数据开发的InDel和SNP分子标记具有通用性, 可用于其他谷子、狗尾草和谷莠子等种质资源的相关研究。同时, 开发了一个晋谷21特异的InDel标记2G5501976, 利用该标记即可快速鉴定待测材料是否为晋谷21及其衍生品种。本研究初步揭示了晋谷21的基因组特征, 不仅为深入解析其优异米质形成的分子机制奠定了基础, 而且为相关分子标记辅助育种、遗传分析和基因克隆提供了分子标记资源。

北方冬麦区新育成优质品种的面包和馒头品质性状

赵德辉, 张勇, 王德森, 黄玲, 陈新民, 肖永贵, 阎俊, 张艳, 何中虎

作物学报. 2018, (05):  697-705.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00697

摘要 ( 937 )   HTML ( 14 )   PDF (203KB) ( 849 )  

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本研究旨在了解近年北方冬麦区育成优质小麦品种的品质状况, 为优质小麦新品种选育和推广提供重要信息。2013—2014和2014—2015年度将52份国内及6份国外代表性优质品种种植于河北高邑和山东济宁, 测定粉质仪和拉伸仪参数及面包和馒头品质性状, 并分析蛋白质组分含量对面团流变学特性及面包和馒头成品品质的影响。结果表明, 大部分参试品种的粉质仪稳定时间在7 min以上, 品种间面筋强度、面包和馒头成品品质均存在显著差异。CA0493、师栾02-1、12品404、新麦26和Karl 5个品种面包品质好, 其中师栾02-1和Karl的馒头品质也较好, 可以作为兼用型品种在品质育种中应用。拉伸仪品质特性是反映强筋品种面包品质的重要指标, 建议在进行面包品质改良时, 重视拉伸特性。不溶性谷蛋白聚合体含量与面筋强度和面包品质呈显著正相关, 可作为品质育种的选种指标。

小麦骨干亲本繁6产量相关性状关键基因组区段的遗传效应

邓梅, 何员江, 苟璐璐, 姚方杰, 李健, 张雪梅, 龙黎, 马建, 江千涛, 刘亚西, 魏育明, 陈国跃

作物学报. 2018, (05):  706-715.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00706

摘要 ( 986 )   HTML ( 7 )   PDF (852KB) ( 814 )  

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繁6是中国小麦育种最重要的骨干亲本之一, 明确其优良特性的遗传机制对小麦育种具有重要意义。本研究鉴定了39个繁6衍生品种的7个产量相关性状, 并利用全基因组SSR标记分析了繁6中控制这些性状重要遗传区段和基因位点在子代中的遗传效应。表型鉴定结果表明, 繁6产量相关性状在不同世代衍生品种中表现无显著差异, 表明这些性状在衍生品种选育过程中受到选择并稳定遗传。利用已获得的控制小麦产量相关“一致性” QTL区段的417个SSR标记进行分子扫描, 发现11个繁6特异SSR标记在其衍生后代中被高频率遗传。性状-标记关联分析表明, 21个来自繁6的特异SSR标记与产量相关性状极显著关联(P < 0.01)。同时鉴定出分别位于2A和5A染色体的Xgdm93.3-Xgwm526.2和Xbarc100-Xgwm156.1区段, 前者控制株高和小穗数, 后者控制千粒重。本研究证实, 上述两个与小麦产量相关性状关联的位点或区段在小麦产量育种进程中受到强烈的人为定向连续选择, 并在四川乃至西南麦区小麦产量育种中发挥了重要作用。

水稻咪草烟抗性的遗传分析及其紧密连锁分子标记的筛选与应用

费云燕, 杨杰, 范方军, 王芳权, 李文奇, 王军, 朱金燕, 仲维功

作物学报. 2018, (05):  716-722.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00716

摘要 ( 770 )   HTML ( 9 )   PDF (1348KB) ( 1173 )  

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抗除草剂水稻的培育及推广能够提高除草效率, 取得巨大经济效益。本研究中金粳818为抗咪草烟资源, 以其与常规粳稻苏垦118杂交产生的F₂群体对抗性基因进行遗传分析与分子定位表明, 其抗性表型受1对显性核基因控制, 位于水稻第2染色体SSR分子标记RM7413和RM7426之间。对该区间候选基因预测和测序发现, 咪草烟靶基因-乙酰乳酸合酶基因(ALS)在重要功能位点发生1个碱基的突变(G变为A), 导致一个氨基酸由丝氨酸(S)突变为天冬酰胺(N), 初步确定ALS是抗性表型的重要候选基因。标记RM7413、RM7426与ALS的物理距离分别为165 kb、1612 kb。以金粳818与南粳9108为亲本, 检测标记RM7413在辅助育种实践中的应用潜力, 对杂交种及其自交后代进行连续表型及标记选择, F₇群体能够稳定遗传抗咪草烟性状, 表明RM7413在粳稻抗咪草烟辅助育种中具有巨大应用潜力。本研究结果为粳稻抗除草剂分子标记辅助改良奠定了基础。

甘蔗品种的AFLP和SSR标记鉴定及其应用

汪洲涛, 游倩, 高世武, 王春风, 李竹, 马晶晶, 阙友雄, 许莉萍, 罗俊

作物学报. 2018, (05):  723-736.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00723

摘要 ( 980 )   HTML ( 10 )   PDF (3046KB) ( 1130 )  

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品种遗传多样性和指纹图谱是育种、品种权保护和新品种推广等工作的重要参考和依据。本研究选用38个来自国家甘蔗品种区域试验的甘蔗新品种(系), 以9对AFLP标记扩增出348个位点, 多态性位点248个, 多态性比率为72.26%; 15对SSR标记扩增出180个位点, 多态性位点176个, 多态性比率为97.78%。38个新品种(系)的遗传相似系数分布在0.668~0.847之间, 其箱线图分布特征显示, 其中的FN、MT、YZ、YG、GT等系列品种(系)遗传基础相似。通过UPGMA聚类表明, 可在遗传相似系数为0.732处将38个甘蔗新品种(系)划分为2个群体, 其中福农09-2201和桂糖06-1492作为一个子群体最先被划分出来, 它们在群体中的异质性较强; 另外, 在遗传相似性系数为0.770处划分出一个子群体a, 其中包含参照品种ROC22、福农07-3206、福农40、海蔗22、桂糖09-12、柳城07-150等品种(系)。ROC22具有广适应性和高产高糖等优良特性, 子群体a中的另外几个品种(系)则更有可能拥有这些特性, 具有更高的推广潜力。本研究选择60个SSR位点构建了38个甘蔗新品种(系)的指纹图谱, 对品种鉴定及品种权的保护具有重要作用, 可望直接应用于指导甘蔗种质资源的遗传多样性评价和分子指纹图谱鉴定, 并将为这些品种(系)推广布局或作为杂交亲本利用提供参考和借鉴。

耕作栽培·生理生化

不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响

屈佳伟, 高聚林, 于晓芳, 王志刚, 胡树平, 孙继颖, 苏治军, 谢岷, 青格尔

作物学报. 2018, (05):  737-749.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00737

摘要 ( 871 )   HTML ( 42 )   PDF (2857KB) ( 1685 )  

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阐明不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响, 是挖掘品种氮素高效利用的生物学潜力, 提高氮素供应与作物需求的匹配度, 进而提高氮肥利用效率的重要途径。本研究以氮高效玉米品种郑单958、金山27和氮低效玉米品种蒙农2133、内单314、四单19为材料, 在不同施氮量下(0、300和450 kg hm^-2), 系统研究了不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布、农田氮素平衡的影响, 并分析了植株氮积累量与土壤硝态氮累积量的关系。结果表明, 不同施氮水平下, 氮高效品种的产量、氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种; 相关分析表明植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量呈显著负相关。从土壤硝态氮时空分布来看, 随生育进程, 土壤硝态氮含量最大土层逐渐下移, 下移速率不受品种氮效率影响, 其年际间差异与降雨量差异显著相关; 但吐丝后氮高效品种的60~100 cm土壤剖面内硝态氮含量显著低于氮低效品种, 差异达显著水平; 收获后土壤硝态氮残留量则表现为氮低效品种显著高于氮高效品种, 且随施氮量的增加显著增加。从农田氮素平衡来看, 品种的氮效率显著影响农田土壤氮素残留及表观损失, 氮低效品种的农田氮素表观损失是氮高效品种的2.2倍(300 kg hm^-2)和1.5倍(450 kg hm^-2), 且年际间差异较大。因此, 不同氮效率品种通过对氮素的差异性吸收显著影响农田氮素平衡。选用氮高效品种可显著降低土壤中硝态氮残留和表观损失, 降低氮素淋溶风险, 是提高氮肥利用率的有效途径。

作物模型中单叶最大光合作用速率的温度响应修订

杨沈斌, 徐莎莎, 江晓东, 石春林, 王应平, 申双和

作物学报. 2018, (05):  750-761.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00750

摘要 ( 742 )   HTML ( 5 )   PDF (973KB) ( 1330 )  

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作物的光合作用对温度变化敏感, 其温度依存性随品种、生长环境的变化而改变。基于光效率模型的作物生长模型, 在应用中很少对光合作用的温度影响参数值进行订正, 且在全生育期使用相同的参数值, 难免会增加干物质模拟的误差。为此, 本文以ORYZA2000模型为例, 提出了一种修订光合作用温度影响参数值的方法。为确定方法的有效性, 结合2012年和2013年水稻品种两优培九的温度梯度控制实验, 首先利用抽穗开花期光合作用观测曲线提取了不同温度水平的光合作用参数值, 然后结合Arrhenius方程和Peaked方程建立了温度敏感性参数的温度影响方程。将这些方程代入机理性光合作用模型, 模拟了单叶最大光合作用速率与温度的曲线关系。最后, 以归一化后的曲线关系修订作物模型参数值, 并利用两年地上部分生物量(WAGT)观测值对其验证。结果显示, 两优培九单叶最大总光合作用速率随温度的变化关系不同于ORYZA2000的默认设置, 修订后的最适温度为38~40°C, 高于默认值。在10~20°C的低温段, 修订后的温度影响系数低于默认值。从WAGT模拟值的相对误差看, 修订后较修订前平均降低约3.3%。本研究为改进干物质模拟精度和分析不同品种光合作用的温度依存性提供了重要参考。

基于GF-1卫星遥感数据识别京津冀冬小麦面积

王利民, 刘佳, 杨福刚, 杨玲波, 姚保民, 王小龙

作物学报. 2018, (05):  762-773.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00762

摘要 ( 760 )   HTML ( 3 )   PDF (1136KB) ( 1257 )  

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省级尺度冬小麦面积的精准获取技术是农作物面积遥感监测研究的主要内容之一。为了获取省级尺度的冬小麦种植面积, 该文以北京市(京)、天津市(津)和河北省(冀) 3个省域范围为例, 以国家标准地形图分幅为分类的图幅单元, 利用国产GF-1/WFV数据, 构建冬小麦面积指数, 实现了省级尺度冬小麦面积的识别。本文以冬小麦全部9个月生育期的984景影像作为数据源, 依次经过数据预处理、标准图幅单元的NDVI合成、样本点选择、冬小麦面积指数构建、冬小麦作物类型确认、省域范围制图及精度验证等步骤完成研究区域内冬小麦面积的提取。采用区域网平差和6S大气校正算法对数据源预处理, 以中国1︰10万标准地形图分幅为分类图幅单元构建冬小麦面积指数, 将冬小麦面积指数按照1%的比例等分, 并将面积指数从0到100%分割为101个提取节点, 将提取节点的NDVI值依次与类型确认样本比较, 精度最高的则确认为冬小麦面积提取阈值, 同时将该阈值应用于图幅单元内冬小麦面积指数影像, 获取冬小麦种植分布。最后冬小麦面积识别的精度表明, 以标准地图分幅作为计算单元, 在GF-1影像基础上, 利用冬小麦面积指数能够显著提高冬小麦与其他地物类型的波谱差异, 且冬小麦的总体识别精度达到89.6%, 用户精度达到89.8%, 制图精度96.5%, Kappa系数0.72。在典型区域, 本文算法与监督分类算法精度结果较为一致, 除制图精度相差4.77%外, 总体精度与用户精度差都在1.00%以内, 说明本文算法具有精度高、运行效率高、分类单元识别结果一致性强的特点, 能够满足省级尺度农情遥感业务监测的需要。

秸秆条带还田对东北春玉米产量、土壤水氮及根系分布的影响

安俊朋, 李从锋, 齐华, 隋鹏祥, 张文可, 田平, 有德宝, 梅楠, 邢静

作物学报. 2018, (05):  774-782.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00774

摘要 ( 850 )   HTML ( 8 )   PDF (5587KB) ( 1275 )  

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为探讨秸秆条带还田对东北春玉米产量的影响, 及其与土壤水氮及根系空间分布的关系, 2015年和2016年在辽宁铁岭开展田间试验, 设置垄间旋耕+秸秆还田(RR+S)、垄间旋耕(RR)、隔行垄间旋耕+秸秆还田(IR+S)和隔行垄间旋耕(IR) 4种处理方式。结果表明, 与不还田处理相比, RR+S和IR+S分别增产6.7%和8.2%, 其穗粒数、收获指数均显著增加, 但千粒重差异不显著; RR+S和IR+S处理较RR和IR处理, 30~60 cm土层土壤水分含量提高7.8%和6.1%, 0~30 cm土层土壤全氮含量平均增加6.9%和4.5%。秸秆还田处理较秸秆不还田处理玉米根长密度增加29.4%和22.7%, 其中30~60 cm土层达到显著水平, 根冠比降低21.0%和32.3%, 水分利用效率提高7.8%和7.0%。垄间与隔行垄间处理间水氮空间分布存在明显差异, 垄间处理(RR+S和RR)的土壤水、氮在空间上呈“植株中心两侧含量对称分布”状态, 而隔行垄间处理(IR+S和IR)则呈“植株中心两侧含量不对称分布”状态。说明秸秆条带还田(RR+S和IR+S)通过优化耕层土壤结构及土壤水氮分布, 显著提高了水分利用效率和籽粒产量, 但水氮空间分布对产量未产生直接影响。此外, 干旱年份(2015年)秸秆条带还田的增产效果更为显著, 为东北春玉米高产高效和秸秆综合利用提供有益的借鉴。

高粱种子萌发过程中超微弱光子辐射的特征

赵燕燕, 习岗

作物学报. 2018, (05):  783-789.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00783

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采用50 μg mL^-1的蛋白质合成转录抑制剂放线菌素D (actinomycin D, AMD)、100 μg mL^-1的蛋白质合成翻译抑制剂环己亚胺(cycloheximide, CHM)和650 μg mL^-1的呼吸抑制剂NaN₃处理萌发高粱种子, 研究了高粱种子萌发过程中自发光子辐射和LED诱导的延迟光子辐射的动力学特征及其变化规律。结果发现, 高粱萌发过程中的自发光子辐射强度与种子鲜质量的变化呈正相关(相关系数r为0.93121), AMD和CHM不同程度地抑制了萌发过程中高粱鲜质量的增长, NaN₃几乎完全抑制了鲜质量的增长, 表明高粱萌发过程中的自发光子辐射强度可以作为萌发状况的信号, RNA/DNA合成反应是高粱萌发过程中自发光子辐射的来源之一, 呼吸代谢是其主要来源。高粱萌发过程中的延迟光子辐射特征可用动力学参数初始光子数、相干时间和延迟光子辐射积分强度定量表达, 通过对延迟光子辐射积分强度的测量和分析可以实时、灵敏和无损伤的了解和判断高粱萌发过程中细胞代谢系统的动态变化。