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2019年 第45卷 第1期 刊出日期：2019-01-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

水稻圆粒基因RS的鉴定和定位

陈雅萍,缪荣,刘喜,陈本佳,兰杰,马腾飞,王益华,刘世家,江玲

作物学报. 2019, (1):  1-9.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.82032

摘要 ( 996 )   HTML ( 62 )   PDF (4722KB) ( 837 )  

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阐明水稻籽粒大小相关基因的遗传和分子机制对水稻产量形成具有重要意义。利用甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate, EMS)诱变粳稻品种“宁粳3号”筛选获得圆粒突变体round seed (rs)。遗传分析表明, 突变体rs圆粒表型由单隐性核基因控制。颖壳扫描电镜观察发现, rs籽粒变圆主要是细胞数目改变导致的。在突变体rs中, 细胞周期相关基因的表达较野生型显著升高。将RS定位在第3染色体短臂标记RM3413与N3-5之间, 物理距离约589 kb。RS突变影响BR信号途径, 改变了粒型相关基因的表达。本研究有助于阐明水稻籽粒发育的分子机制。

黄麻全基因组SSR鉴定与特征分析

姚嘉瑜,张立武,赵捷,徐益,祁建民,张列梅

作物学报. 2019, (1):  10-17.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84072

摘要 ( 868 )   HTML ( 27 )   PDF (2854KB) ( 609 )  

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黄麻是世界上重要的天然韧皮部纤维作物之一。然而, SSR标记的缺乏限制了黄麻的遗传改良。本研究从圆果种黄麻测序品种CVL-1的基因组、基因、CDS和cDNA中挖掘SSR信息, 利用SSR Primer软件查找SSR位点, 并分析其分布特征。结果表明, 基于基因组序列共开发了153,242个基因组SSR, 平均密度为467.20个SSR Mb ^-1; 基于cDNA序列开发了10,747个SSR, 平均密度为260.85 SSR Mb ^-1。大部分重复基元为二至四核苷酸, 占76.91%, 其中cDNA序列SSR中三核苷酸重复基元数量较多而基因组SSR中二核苷酸重复基元数量较多。对于不同类型的SSR重复基元, 随着重复单元数量的增加, 其基因组和cDNA的SSR分布频率呈现逐步降低特征。黄麻全基因组SSR标记鉴定, 不仅可以丰富黄麻分子标记的数量, 而且为剖析黄麻重要农艺性状的遗传机制奠定基础。

大豆7S球蛋白α'亚基缺失新种质中黄608的分子鉴定

李俊英,孙如建,李忠峰,魏中艳,任玉龙,王俊,邱丽娟

作物学报. 2019, (1):  18-25.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84078

摘要 ( 706 )   HTML ( 13 )   PDF (2058KB) ( 889 )  

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大豆7S球蛋白α'亚基含量与大豆的营养品质和加工特性关系密切。本研究利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和免疫印迹法(Western blot)从中品661的EMS突变库中筛选出α'亚基缺失突变体中黄608。利用中黄608与登科1号创建了一个由210个个体组成的F₂分离群体。遗传分析表明, α'亚基缺失由1对隐性单基因控制。利用连锁分析方法将该基因定位于第10染色体标记SSR10-1489与SSR10-1612之间, 其中, 包括控制α'亚基合成基因Cgy-1 (Glyma.10G246300), 序列分析发现, 中黄608在Cgy-1第1外显子第84个碱基发生单碱基突变(G ⁸⁴→A ⁸⁴), 导致氨基酸翻译提前终止。根据新发现的变异位点开发了共显性分子标记, 并检测F₂个体基因型, 结果表明, Cgy-1基因型与α'亚基表型共分离。本研究不仅为大豆优质育种提供了新材料, 同时也为分子育种提供了技术支持。

基于形态学性状和SSR标记的花生品种遗传多样性分析和特异性鉴定

刘洪,徐振江,饶得花,鲁清,李少雄,刘海燕,陈小平,梁炫强,洪彦彬

作物学报. 2019, (1):  26-36.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84060

摘要 ( 1565 )   HTML ( 16 )   PDF (1471KB) ( 1211 )  

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以101份南方花生区试品种为材料, 利用形态学性状和SSR标记进行品种遗传多样性分析和特异性鉴定。结果表明, 29个形态学性状中有7个无多样性, 其余22个的多样性指数为0.23~0.77, 平均为0.43。在相似系数为0.76处, 将供试品种划分为七大类群, 同一育种单位的品种倾向于聚在一起。用40个SSR标记共检测出167个等位基因, 单个标记检测的等位基因数2~6个, 平均为4.18个。标记的多态性信息量(PIC)差异较大, 最大为0.79, 最小为0.26, 平均为0.55。在相似系数为0.70处, 供试品种可被划分为六大类群, 同一省份育成的品种多聚为一类。Mantel检验发现品种间的形态学性状和SSR标记的相似系数矩阵相关性弱(r = 0.36), SSR标记无法取代形态学性状单独用于花生品种特异性鉴定, 但两者相结合能有效提高花生品种特异性鉴定的准确性。

基于SNP遗传图谱定位甘蓝型油菜分枝角度QTL

汪文祥,储文,梅德圣,成洪涛,朱琳琳,付丽,胡琼,刘佳

作物学报. 2019, (1):  37-45.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84042

摘要 ( 858 )   HTML ( 17 )   PDF (2166KB) ( 860 )  

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分枝角度是油菜株型的重要性状, 与油菜的耐密植性密切相关。本研究利用油菜分枝角差异显著的育种亲本材料1098B (分枝角小)和R2 (分枝角大)杂交获得F₁, 通过小孢子培养获得含163份株系的DH群体。以油菜60K SNP芯片进行DH群体基因分型, 构建高密度遗传图谱, 并利用QTL Cartographer 2.5对2个环境下油菜顶端分枝角和基部分枝角进行QTL分析。结果表明, 构建的高密度遗传图谱覆盖甘蓝型油菜19条染色体, 包含9521个多态性SNP标记, 1442个簇(bin), 覆盖基因组长度为2544.07 cM, 相邻簇(bin)之间平均距离为1.76 cM。在此图谱基础上采用复合区间作图法(CIM), 在2个环境下检测到17个分枝角度QTL, 分别位于A01、A02、A03、A06、A09、C02、C03、C04、C06和C08染色体上, 单个QTL解释的表型变异为6.39%~21.78%。用比较基因组方法与拟南芥分枝角度同源基因区间比对, 鉴定出其中6个QTL的12个候选基因。其中位于A03连锁群QTL在2年的试验中被重复检测到, 根据物理位置和基因组信息推测VAMP714为分枝角度的候选基因。这些QTL和候选基因将为油菜分枝角度的遗传改良提供有用的信息。

水稻类病斑早衰突变体lmps1的表型鉴定与基因定位

夏赛赛,崔玉,李凤菲,谭佳,谢园华,桑贤春,凌英华

作物学报. 2019, (1):  46-54.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.82022

摘要 ( 992 )   HTML ( 31 )   PDF (10311KB) ( 630 )  

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经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变优良籼型水稻恢复系缙恢10号, 获得一个稳定遗传的水稻类病斑早衰突变体lmps1 (lesion mimic and premature senescence 1)。该突变体苗期表型正常, 分蘖早期出现褐色类病斑, 且斑点数目随植株生长而增多, 孕穗期叶片开始萎黄衰老。与野生型相比, 突变体lmps1的每穗总粒数下降8% (P<0.05), 株高、穗长、有效穗数、每穗实粒数、结实率以及千粒重分别下降14.3%、24.3%、27.2%、50%、45.7%与14.5%, 差异均达极显著水平(P<0.01)。遮光处理表明, 突变体lmps1的类病斑性状受光照诱导。孕穗期叶片光合色素含量下降且光合效率降低, H₂O₂含量增加, 抗氧化酶SOD和CAT的活性显著降低。透射电镜观察结果显示, 突变体lmps1叶肉细胞中叶绿体数目减少, 叶绿体的类囊体片层结构损伤降解。qRT-PCR结果显示, 突变体lmps1中防卫反应相关基因除POX22.3表达量降低外, POC1、PAL、PBZ1、PR1、NPR1、PR5表达量均极显著高于野生型。遗传分析表明突变体lmps1的类病斑早衰性状受1对隐性核基因控制, 利用西农1A与突变体lmps1杂交所得F₂群体中的突变株, 将目标基因定位于第7染色体长臂端粒附近约167.3 kb的物理区段内。

基于iTRAQ技术的甘蔗受黑穗病菌侵染蛋白组分析

宋奇琦,Pratiksha SINGH,Rajesh Kumar SINGH,宋修鹏,李海碧,农友业,杨丽涛,李杨瑞

作物学报. 2019, (1):  55-69.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84001

摘要 ( 1097 )   HTML ( 25 )   PDF (1573KB) ( 699 )  

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黑穗病已成为影响甘蔗产量和含糖量的重要病害。为从蛋白质水平探讨甘蔗应答黑穗病菌的分子机制, 本实验选用抗黑穗病品种桂糖29号和感黑穗病品种崖城71-374, 处理组用浸渍法接种黑穗病菌, 对照组用无菌水模拟接菌, 在接种180 d后采取甘蔗叶片, 使用iTRAQ技术对蛋白质组进行研究。结果显示, 桂糖29号中有定量信息蛋白1429个, 差异表达蛋白290个, 其中上调表达蛋白153个, 下调表达蛋白137个; 崖城71-374中有定量信息蛋白1576个, 差异表达蛋白125个, 其中上调表达蛋白55个, 下调表达蛋白70个。抗病品种桂糖29号中差异表达蛋白数多于感病品种崖城71-374, 且桂糖29号在KEGG富集到的代谢通路也更多, 可能被侵染后抗病品种的免疫调节机制更为复杂, 涉及的调控通路网更广。经对光合作用、抗氧化系统、钙信号、苯丙烷类代谢、激素相关差异表达蛋白及共有差异表达蛋白分析, 发现光合作用通路、ROS、ABA、钙信号通路相关蛋白在2个品种中多为上调表达, 且桂糖29号的上调表达蛋白数多于崖城71-374, 可能参与甘蔗后期对黑穗病的应答。植物抗病是一个复杂的过程, 需要多种功能与途径参与调控。在本实验中没有发现苯丙烷类代谢途径及一些酶(谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽硫转移酶、过氧化氢酶)、激素(生长素、乙烯、赤霉素)参与甘蔗的抗病过程, 可能与采样时间有关。

耕作栽培·生理生化

绿色超级稻品种的农艺与生理性状分析

许阳东,朱宽宇,章星传,王志琴,杨建昌

作物学报. 2019, (1):  70-80.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.82036

摘要 ( 1064 )   HTML ( 50 )   PDF (518KB) ( 1234 )  

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探明绿色超级稻的农艺与生理性状, 对于培育和选用绿色超级稻品种有重要意义。本研究以4个绿色超级稻品种为材料, 1个超级稻品种和1个非超级稻品种为对照, 观察了绿色超级稻的农艺与生理表现。结果表明, 与对照品种相比, 绿色超级稻品种具有较高的产量和氮素利用效率。绿色超级稻品种较高的产量得益于总颖花数和结实率的同步提高, 较高的氮素利用率主要在于较高的植株氮素籽粒生产效率(氮素内部利用效率)。绿色超级稻具有较高的茎蘖成穗率和粒叶比, 抽穗期较高的糖花比, 灌浆期较高的作物生长速率、净同化率、根系氧化力和茎中同化物向籽粒的运转率和成熟期较高的收获指数。这些性状与产量及植株氮素籽粒生产效率均呈极显著的正相关。建议将上述性状作为培育和选用绿色超级稻品种的参考指标。

基于随机森林法的棉花叶片叶绿素含量估算

依尔夏提•阿不来提,买买提•沙吾提,白灯莎•买买提艾力,安申群,马春玥

作物学报. 2019, (1):  81-90.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84058

摘要 ( 692 )   HTML ( 12 )   PDF (3099KB) ( 460 )  

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为了高效和无损地估算棉花叶片的叶绿素含量, 本研究测定了棉花光谱反射率及叶绿素含量(soil and plant analyzer development, SPAD)值, 对光谱数据进行包络线去除处理、立方根转换和倒数转换, 以SPAD值与反射光谱之间的相关性为基础, 通过随机森林法筛选出对棉花叶片SPAD值影响较大的特征波段, 构建估算棉花叶片SPAD值的BP神经网络(back propagation artificial neural networks, BP ANN)、偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)两个模型。结果表明, 在605~690 nm范围内的反射率与SPAD值相关性达0.01显著水平, 均呈负相关, 相关系数最高值为-0.619。与原始光谱相比, 经过变换后的棉花反射率与SPAD值相关性结果相差较大, 其中去除包络线光谱在550~750 nm波段范围有效提高了相关性, 相关性效果优于倒数转换数据和立方根转换数据。随机森林法能够有效评出对SPAD值影响较大的特征波段, 进而提高模型估算精度。在两种模型中, 基于去除包络线光谱建立的PLSR和BP神经网络模型的决定系数R ²分别为0.92、0.83, 说明这两种模型的估算能力较好; 两种模型RMSE分别为0.88、1.26, RE分别为1.30%、1.89%, 表明PLSR模型的估算精度比BP神经网络模型高。从模型的验证效果来看, PLSR模型在估算棉花SPAD值方面有一定的优势和参考价值。

荫蔽锻炼对大豆苗期光合特性的影响

高阳,刘卫国,李淑贤,刘婷,周涛,杜勇利,张熠,李碧琴,杨文钰

作物学报. 2019, (1):  91-99.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84061

摘要 ( 776 )   HTML ( 19 )   PDF (269KB) ( 608 )  

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荫蔽是影响间套作大豆产量进一步提高的限制因素。为探究荫蔽锻炼对大豆叶片光合、荧光特性的影响, 本研究采用盆栽试验, 分别用远红光LED灯(λ=730 nm)、30%透光率遮阳网模拟荫蔽信号和荫蔽胁迫, 分锻炼(S1)-恢复(S2)-胁迫(S3) 3个阶段, 以全过程自然光照为对照(LLLL), 设荫蔽信号锻炼(LFLS)、荫蔽胁迫锻炼(LSLS)、不锻炼(LLLS) 3个处理, 分析其S3阶段遭受荫蔽胁迫时叶片光合色素含量、光合参数以及叶绿素荧光参数的响应特征。结果表明, LFLS和LSLS较LLLS老叶和成熟叶叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量以及叶绿素总含量显著增加, 老叶和新叶叶绿素a/b显著下降。除LSLS成熟叶外, 各叶位净光合速率、气孔导度均较未锻炼处理显著增加, 老叶和成熟叶锻炼与未锻炼处理胞间二氧化碳浓度差异不显著。与对照相比, 无论锻炼与否, 后期荫蔽使F_o、q_p、NPQ、Φ_PSII、ETR降低, 而F_v/F_m和F_v'/F_m'则升高, 其中, S1阶段的锻炼处理较未锻炼处理F_o下降的幅度更小; 老叶q_p较对照降低幅度依次为LFLS>LLLS>LSLS, 成熟叶为LSLS<LFLS<LLLS, 新叶为LSLS>LFLS>LLLS; Φ_PSII、ETR均较对照降低但处理间差异不显著; LLLS、LFLS、LSLS新叶中F_v'/F_m'则分别比对照增加6.51%、8.79%和12.05% (P<0.05), 锻炼后增加幅度更大。由此可见, 通过荫蔽锻炼, 大豆能通过光合特征的可塑性来适应光环境并表现出更强的荫蔽耐受能力。

盐碱胁迫对海岛棉种子萌发及幼苗根系生长的影响

严青青,张巨松,李星星,王燕提

作物学报. 2019, (1):  100-110.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84067

摘要 ( 867 )   HTML ( 19 )   PDF (964KB) ( 1298 )  

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为明确海岛棉种子萌发及幼苗根系对盐胁迫的响应, 并筛选出耐盐能力较高的海岛棉品种。以新疆阿克苏地区主推海岛棉品种新海31号、新海35号、新海43号和新海48号为试材, 采用NaCl、Na₂SO₄以及NaCl、NaHCO₃以物质的量1∶1混合分别模拟中性盐混合盐(中性盐)和碱性盐混合盐(碱性盐)两种盐类型, 胁迫处理总盐浓度(Na ⁺)为0、120、180、240、300、360 mmol L ^-1, 研究了盐胁迫下海岛棉种子萌发和幼苗根系生长参数。结果表明, 在两种盐类型下, 随着盐浓度的增加, 海岛棉种子的萌发参数、生物量、根冠比、盐敏感指数、盐耐受指数、根系长度、根系表面积及根系体积均呈下降趋势; 高盐浓度下, 海岛棉株高、根系生物量及茎叶生物量与盐浓度呈显著负相关, 说明高盐环境抑制了棉种发芽及幼苗的正常生长。120 mmol L ^-1浓度下, 中性盐处理的新海48号的根系总长度比对照无显著增加, 其余品种均有显著增加, 各品种根系总体积与总表面积均无显著差异, 低盐促进了各品种细根(d≤0.5 mm)的伸长及生长, 新海43号的中根(0.5<d≤2.0 mm)长度比CK增加显著, 导致此品种根系的总体积与总表面积有显著增加; 碱性盐处理的根系总长度、表面积及体积除新海31号与对照差异不显著外, 其余品种均有显著降低。180~240 mmol L ^-1浓度下, 中性盐处理的根系总长度、表面积及体积与对照相比除新海43号有显著下降外, 各品种均差异不显著; 碱性盐处理的各品种均是下降显著, 其中新海35号的根系总长度下降幅度比其余品种缓慢。300~360 mmol L ^-1浓度下, 两种盐处理的各品种的根系总长度、体积与表面积均急剧下降。碱性盐胁迫比中性盐胁迫下降的趋势更为显著。本试验条件下, 海岛棉幼苗正常生长所能承受的盐浓度为240 mmol L ^-1, 但碱性盐对于海岛棉幼苗的伤害远大于中性盐, 供试品种耐盐碱程度为新海35号>新海43号>新海31号>新海48号。

烤烟成熟期烟叶GS同工酶活性与氮素运转的关系

周健飞,武云杰,薛刚,张安乾,田培,彭玉富,杨铁钊

作物学报. 2019, (1):  111-117.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84054

摘要 ( 687 )   HTML ( 9 )   PDF (1191KB) ( 677 )  

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为研究不同氮效率烤烟品种成熟期叶片谷氨酰胺合成酶同工酶活性和相关生理指标的动态变化, 深入理解烤烟叶片氮素代谢的生理生化机制。以氮效率不同的3个烤烟品种中烟100、K326和NC89为材料进行盆栽试验。在不同叶龄时期取第12片叶(自下向上数), 采用Western blot方法, 测定叶片的叶肉和主脉谷氨酰胺合成酶同工酶蛋白亚基含量, 同时对叶片NH₄ ⁺浓度、总氮、质外体NH₄ ⁺浓度以及氨气挥发量进行测定。结果表明, 烤烟叶片叶肉中的GS主要以GS2同工酶为主, 其蛋白亚基含量随着叶龄的增长逐渐下降, 而叶脉中GS1同工酶占主导地位, 其蛋白亚基含量呈先升高后下降的趋势。在叶龄45~65 d, 叶肉和主脉的GS同工酶活性均表现为NC89>K326>中烟100, 且品种间差异达显著水平。叶肉和主脉中GS1同工酶活性与总氮和叶片铵浓度呈负相关, 与质外体铵浓度和氨气挥发量呈正相关。而叶肉中GS2同工酶活性与总氮和叶片铵浓度呈正相关, 与质外体铵浓度和氨气挥发量呈负相关。叶脉GS2活性仅与总氮和氨气挥发量有显著相关性。氮低效烤烟品种成熟期叶片中两种谷氨酰胺合成酶同工酶活性均较低, 氮素转移和再利用能力差, 导致植株吸收的氮素以氨气形式挥发损失量大, 叶片衰老速度较快。而氮高效品种氮素同化和再利用能力较强, 氨气挥发量小, 易发生贪青晚熟。

低温胁迫和赤霉素对花生种子萌发和幼苗生理响应的影响

常博文,钟鹏,刘杰,唐中华,高亚冰,于洪久,郭炜

作物学报. 2019, (1):  118-130.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84043

摘要 ( 1131 )   HTML ( 24 )   PDF (404KB) ( 1238 )  

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低温是影响我国广大花生产区春花生发芽的主要因素之一。本文以不同生态区的30个花生品种为实验材料, 研究了倒春寒天气诱导的低温胁迫对花生出苗的影响, 以出苗率为标准筛选出4个耐低温的花生品种(阜花17、阜花12、冀花16、冀花18)和4个不耐低温的品种(鲁花11、白沙1016、正农黑花生1号、白玉)于温室测定了4℃低温和赤霉素(GA₃)处理后种子发芽相关指标和幼苗生理指标。结果表明, 4℃对耐低温花生品种发芽率、发芽指数影响不显著, 但种子活力指数和芽长呈现下降趋势; 4℃处理后, 不耐低温品种幼苗相对膜透性和MDA含量上升幅度更高, 耐低温品种幼苗的可溶性糖和游离脯氨酸含量上升幅度更大。GA₃显著促进4℃低温处理后花生种子萌发和种子活力, 抑制了花生幼苗在低温处理后相对膜透性和丙二醛的上升, 提高了可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量。研究表明, 赤霉素促进低温胁迫下种子萌发和幼苗生长的最佳浓度是300 μmol L ^-1。发芽率与相对膜透性和丙二醛含量显著负相关, 与可溶性糖、脯氨酸含量显著正相关。温度影响发芽率的品种间差异较大, 常温下赤霉素对不同耐低温品种的发芽率影响较小。本研究为耐低温花生种质资源创新和新品种培育提供了理论依据, 为研究赤霉素对不同花生品种耐低温性影响的生理机制提供了基础。

冬闲期耕作方式对连作花生叶片衰老和产量的影响

刘妍,刘兆新,何美娟,刘婷如,杨坚群,甄晓宇,栗鑫鑫,李向东,杨东清

作物学报. 2019, (1):  131-143.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84024

摘要 ( 995 )   HTML ( 15 )   PDF (634KB) ( 584 )  

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大田连作条件下种植大花生品种“山花108”, 以冬闲期免耕晾晒土地后整地种植(冬闲免耕露地, MGLD)为对照, 设置冬闲免耕覆膜(冬闲期免耕晾晒土地后整地覆膜种植, MGFM)、冬闲翻耕露地(冬闲期翻耕晾晒土地后整地种植, FGLD)、冬闲翻耕覆膜(冬闲期翻耕晾晒土地后整地覆膜种植, FGFM)、冬闲压青露地(前茬花生收获后常规种植冬小麦, 于花生种植前粉碎还田后整地种植, YQLD)、冬闲压青覆膜(前茬花生收获后常规种植冬小麦, 于花生种植前粉碎还田后整地覆膜种植, YQFM)5种处理, 探究对连作花生叶片衰老、光合特性和产量的影响。结果表明, 覆膜、冬闲翻耕与压青处理均可提高植株功能叶片光合色素含量、净光合速率、气孔导度及蒸腾速率, 降低胞间CO₂浓度; 同时提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)活性, 降低丙二醛(MDA)含量, 延缓叶片衰老, 进而增加荚果产量。YQFM、FGFM、MGFM处理的荚果产量较YQLD、FGLD、MGLD处理分别增加5.11%、6.77%、3.70%; 与MGFM处理相比, YQFM、FGFM处理分别增产14.83%、8.30%; 与MGLD处理相比, YQLD、FGLD处理分别增产13.30%、5.18%, 并且增产幅度由高到低依次是YQFM、YQLD、FGFM、FGLD、MGFM处理。冬闲压青覆膜处理的产量和经济效益最佳。

研究简报

小麦旗叶衰老过程不同数学模型拟合比较及衰老特征分析

吕国锋,范金平,张伯桥,高德荣,王慧,刘业宇,吴素兰,程凯,王秀娥

作物学报. 2019, (1):  144-152.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.81014

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为了准确了解小麦叶片的衰老特征, 筛选适合描述小麦叶片衰老过程的数学模型, 2011年和2012年分别以91个和105个小麦品种(系)为材料, 用“S”型曲线中的Logistic、Gompertz和Richards模型拟合了试验品种叶片的衰老过程, 解析了其叶片衰老特征。结果表明, 试验品种可分为延绿、中等延绿、中等早衰和早衰4种类型。其旗叶衰老过程可分为衰老起始期、快速衰老期和衰老结束期3个阶段, 3个阶段旗叶的衰老速度表现为“慢-快-慢”, 不同延绿类型品种开花后旗叶的绿色叶面积百分比下降主要在衰老过程的中后期。3种模型对不同延绿类型品种旗叶衰老过程均可以拟合, Gompertz和Richards模型拟合度接近, 高于Logistic模型。Gompertz模型的拟合度以早衰>中等早衰>中等延绿>延绿类型。不同延绿类型品种旗叶衰老曲线特征参数达到最大衰老速度时间(TMRS)、平均衰老速度(ARS)和绿色叶面积持续期(GLAD)存在显著差异, TMRS和GLAD以延绿>中等延绿>中等早衰>早衰, ARS以早衰>中等早衰>中等延绿>延绿。Gompertz模型对小麦叶片衰老过程的拟合度优于Logistic模型。叶片衰老过程特征参数可以用于品种延绿性差异评价。

不同马铃薯品种的氮利用效率及其分类研究

何丹丹,贾立国,秦永林,樊明寿

作物学报. 2019, (1):  153-159.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84059

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以7个马铃薯品种为供试材料, 设置大田条件下施氮和不施氮2种处理, 在对块茎产量和植株氮素吸收、利用评价的基础上, 将不同氮效率品种马铃薯分类并解析了其差异机制。基于2016年施氮和不施氮条件下各品种马铃薯的平均产量, 把不同氮效率品种马铃薯分为双高效型、低氮高效型、高氮高效型和双低效型。2017年选择双高效型、低氮高效型、双低效型的代表性品种, 对各类型氮效率差异进一步解析表明, 双高效型氮素利用效率显著高于另两个类型, 氮素吸收效率则是双高效型、低氮高效型显著高于双低效型。不施氮条件下, 双高效型马铃薯的干物质累积量在整个生育时期均显著高于另2个品种; 双高效型、低氮高效型氮素累积速率在出苗后0~50 d显著高于双低效型马铃薯。施氮条件下, 双高效型马铃薯的干物质累积量显著高于另2个品种, 与双低效型马铃薯相比, 双高效型和低氮高效型产量的提高主要归因于它们前期较高的干物质累积; 双高效型氮素累积速率显著高于双低效型、低氮高效型。双高效型马铃薯在各生育期的物质生产和氮素吸收能力强, 从而有利于氮效率提升和产量的形成。该研究结果可为马铃薯氮高效品种筛选和利用提供理论支撑。