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2019年 第45卷 第11期 刊出日期：2019-11-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

小麦转录因子基因TaNAC67参与调控穗长和每穗小穗数

张宏娟,李玉莹,苗丽丽,王景一,李超男,杨德龙,毛新国,景蕊莲

作物学报. 2019, (11):  1615-1627.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.91009

摘要 ( 723 )   HTML ( 75 )   PDF (2931KB) ( 688 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

NAC转录因子是植物特有的一类转录因子, 在植物生长发育和逆境胁迫应答反应中发挥着重要作用。前期研究表明, TaNAC67参与对多种逆境胁迫的应答, 过量表达能增强拟南芥的抗逆性。为进一步揭示其在调控小麦主要农艺性状发育方面的作用, 本研究以36份普通小麦组成的高多态性群体为材料, 测序分析了TaNAC67-6A、TaNAC67-6B、TaNAC67-6D序列多态性, 发现TaNAC67-6A启动子区-1516 nt有1个A/G转换SNP, 在-873~ -748 nt处有1个126 bp的InDel; TaNAC67-6B启动子区-2014和-1916 nt处各有1个C/T转换SNP; TaNAC67-6D启动子区-1795 nt有1个T/G颠换SNP, 编码区357 nt处有1个C/T转换SNP。根据多态性分别开发了功能分子标记, 扫描由282份普通小麦构成的自然群体, 并将基因型和表型性状检测结果进行关联分析, TaNAC67-6A、TaNAC67-6B的标记与表型性状无显著关联, 而TaNAC67-6D的2个标记SNP-D-1和SNP-D-2分别与小麦穗长和每穗小穗数显著相关。单倍型分析发现, 自然群体中存在3种主要单倍型, 其中Hap-6D-3是增加穗长和每穗小穗数的最优单倍型, 在我国小麦育种历史中受到了正向选择。转基因水稻表型分析发现, TaNAC67过表达能显著增加水稻主穗穗长、穗分枝和穗粒数, 验证了小麦关联分析结果。因此, TaNAC67-6D可用于改良农作物穗部性状, 其分子标记可用于小麦分子标记辅助选择育种。

籼稻背景下导入Wx ⁱⁿ等位基因改良稻米食味和理化品质

杨勇,陆彦,郭淑青,石仲慧,赵杰,范晓磊,李钱峰,刘巧泉,张昌泉

作物学报. 2019, (11):  1628-1637.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.82064

摘要 ( 770 )   HTML ( 26 )   PDF (2760KB) ( 654 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

水稻Wx ^b等位基因已广泛用于籼稻的品质改良, 但携带该等位基因的一些籼稻米饭往往偏软, 仍需进一步改良。为明确籼稻背景下导入Wx ⁱⁿ等位基因对稻米食味品质和理化品质的效应, 分别以携带Wx ⁱⁿ的IR64和携带Wx ^b的9311为供体, 以携带Wx ^a的籼稻SIR3611 (3611)为受体, 基于分子标记辅助选择, 通过杂交和连续回交的方式构建了3611背景下携带Wx ⁱⁿ和Wx ^b的近等基因系。系统比较了不同近等基因系间的农艺性状以及稻米的食味和理化品质。结果表明, 近等基因系与受体亲本3611的主要农艺性状基本接近, 无显著差异。NIL(Wx ⁱⁿ)稻米的表观直链淀粉含量较亲本3611极显著下降而胶稠度极显著增加。NIL(Wx ^b)稻米表观直链淀粉含量最低且与之对应的胶稠度最高。近等基因系NIL(Wx ⁱⁿ)和NIL(Wx ^b)稻米的食味值较亲本极显著提高。NIL(Wx ⁱⁿ)和NIL(Wx ^b)稻米的GBSSI丰度与对应的表观直链淀粉含量具有明显的正相关。稻米粉的黏滞性谱、热糊化特性和晶体结构与直链淀粉含量显著相关性。本研究为在我国籼稻品种品质改良中有效利用Wx ⁱⁿ等位基因提供了重要依据。

花生硬脂酰-ACP酸脱饱和基因FAB2表达的分子机制

刘浩,鲁清,李海芬,李少雄,陈小平,梁炫强,洪彦彬

作物学报. 2019, (11):  1638-1648.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.94003

摘要 ( 773 )   HTML ( 12 )   PDF (4646KB) ( 440 )  

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FAB2位于油酸合成通路的上游, 编码硬脂酰-ACP脱饱和酶, 调控硬脂酸(C18:0)向油酸(C18:1)转化。本研究发现高油酸品种开农176种子发育前期FAB2的表达量升高, 而成熟期油酸过量积累会抑制FAB2的表达。利用开农176与开农70构建F₂杂交群体, 发现当植株油酸含量超过60%时会从整体水平上抑制FAB2的表达。种子发育前期, 油酸不断积累会导致过氧化物酶活性升高, 并且活性氧含量随之增加; 但是在种子发育后期均降低, 该结果与FAB2的表达量变化趋势相同。亚细胞定位结果表明, FAB2与FAD2分别定位于叶绿体与内质网。FAB2编码区序列多态性分析显示, 该蛋白序列氮端的氨基酸结构缺失可能会导致硬脂酸含量升高。FAB2启动子序列存在大量AT碱基的富集区域, 并且含有光响应、激素调控、转录因子结合的保守顺式元件。本研究发现过量积累的油酸会激活过氧化物酶介导的活性氧信号途径, 进而通过细胞核内的未知转录因子调节上游基因FAB2的表达量, 该结果不仅拓展了对FAB2的功能认知, 也为培育高油酸花生品种提供了相关的理论指导。

一个新的玉米silky1基因等位突变体的遗传分析与分子鉴定

王晓娟,潘振远,刘敏,刘忠祥,周玉乾,何海军,邱法展

作物学报. 2019, (11):  1649-1655.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.93009

摘要 ( 684 )   HTML ( 35 )   PDF (3928KB) ( 569 )  

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前期试验发现一个玉米雄性不育突变体(male sterile mutant), 命名为msm-6。经过连续多代杂合单株自交发现该突变体性状能稳定遗传, 遗传模式分析表明该突变体为单个隐性 ¹核基因控制。以msm-6 与自交系B73 杂交构建F₂ 遗传定位群体, 利用BSA (Bulk Segregant Analysis)方法, 筛选到与msm-6位点连锁的4个SSR标记, 即C6-24、C6-30、C6-34和C6-40。进一步采用444个F₂单株对这4个连锁标记验证, 将msm-6定位于标记C6-24与C6-34之间, 即玉米第6染色体68.5~98.1 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Silky1基因。Silky1基因编码MADS-BOX蛋白, 是参与花器官建成ABCD模型的B功能基因, 该基因的突变会造成雄花不育、雌花花丝增多等表型。利用杂合体+/silky1-mum3与纯合突变体msm-6/msm-6杂交进行等位测验, 杂交后代中正常植株与突变植株分离比例符合1∶1。基因组序列以及转录本序列分析发现, msm-6突变体中第6个内含子5'端供体位点AG/GTAAG (外显子/内含子交接处)的序列+1位G突变为C, 导致第6外显子被错误剪切掉, 产生了第6个外显子缺失的Silky1异常转录本。以上实验证据表明, msm-6与所报道的由mutator转座子插入造成的Silky1突变体silky1-mum2、silky1-mum3和silky1-mum4的突变方式不同, 是一个新的Silky1基因等位突变体。msm-6的发现与鉴定为进一步深入解析玉米穗花器官决定的遗传机制提供丰富的实验材料, 同时也为RNA加工过程中剪接位点保守性提供重要证据。

水稻资源全生育期耐盐性鉴定筛选

孙现军,姜奇彦,胡正,张惠媛,徐长兵,邸一桓,韩龙植,张辉

作物学报. 2019, (11):  1656-1663.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.92012

摘要 ( 1197 )   HTML ( 37 )   PDF (1389KB) ( 1402 )  

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对来自国内外不同地区的550份水稻资源进行全生育期耐盐性鉴定。设置淡水、0.3%和0.5%盐溶液浇灌3个处理, 插秧10 d后, 通过浇灌不同体积的淡水与海水调至设计浓度对水稻进行不同浓度的盐胁迫处理。分别调查了淡水及0.3%盐处理下水稻株高、有效分蘖数、主穗长度、主穗结实率、单株产量、抽穗期6项农艺性状和0.5%盐处理下的水稻耐盐表型。与淡水浇灌相比, 全生育期在0.3%盐溶液处理下, 550份水稻(100%)株高显著降低; 124份(22.55%)水稻有效分蘖数(90份增加, 34份减少)、414份(75.27%)水稻主穗长度(405份变短、9份增长)、145份(26.36%)水稻主穗结实率(84份减少, 61份增加)、375份(68.18%)水稻单株产量(343份减少, 32份增加)存在(极)显著差异; 水稻资源的抽穗期无显著差异。主成分分析表明, 主穗结实率、有效分蘖数及单株产量3项性状累计贡献77.25%的变异。根据产量耐盐系数筛选了121份耐盐水稻资源(产量耐盐系数≥0.8), 在0.5%盐胁迫持续处理42 d后, 筛选了78份耐盐水稻资源(耐盐表型为3级), 其中25份水稻资源全生育期在0.3%盐处理下单株产量耐盐系数≥0.8, 在0.5%盐胁迫持续处理42 d后的耐盐表型为3级。筛选的耐盐水稻资源为培育耐盐新品种及深入研究耐盐机制提供材料。

水稻黑条矮缩病抗性QTL定位

刘江宁,王楚鑫,张宏根,缪一栩,高海林,许作鹏,刘巧泉,汤述翥

作物学报. 2019, (11):  1664-1671.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.92003

摘要 ( 730 )   HTML ( 12 )   PDF (3509KB) ( 379 )  

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发掘水稻黑条矮缩病的抗性基因有助于抗病品种的选育, 减少黑条矮缩病对水稻生产的危害。本研究构建了包含222个家系的L5494/IR36重组自交系群体。对该群体进行黑条矮缩病的田间诱发鉴定, 抗性亲本IR36发病率为28.70%, 感病亲本L5494发病率为84.26%, 群体发病率范围为11.21%~89.81%。利用134对分子标记构建覆盖12条染色体的遗传连锁图谱, 总遗传距离为1475.97 cM, 平均标记间距为11.1 cM。利用QTL IciMapping 4.0对抗黑条矮缩病QTL进行分析, 共检测到4个QTL, 其中第1、第2、第9染色体上QTL的表型贡献率分别为12.64%、16.00%和8.43%, 抗病等位基因来自抗病亲本IR36; 第6染色体上QTL的表型贡献率为10.82%, 抗病等位基因来自感病亲本L5494。在此基础上, 利用93-11为供体、日本晴为背景的近等基因系材料, 在qRBSDV-1定位区间内检测到来自93-11的抗性QTL。本研究结果为水稻黑条矮缩病抗性基因定位及分子标记辅助选择育种提供借鉴。

黄麻核心种质的遴选

徐益,张列梅,郭艳春,祁建民,张力岚,方平平,张立武

作物学报. 2019, (11):  1672-1681.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.94008

摘要 ( 790 )   HTML ( 33 )   PDF (478KB) ( 718 )  

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遴选黄麻核心种质可为黄麻种质创新及新品种选育奠定基础。本研究以300份黄麻种质资源为基础, 基于SSR分子标记和农艺性状考察, 结合地理来源构建核心种质。结果表明, 11个农艺性状变异系数变幅在13.06%~ 84.87%, 表现出丰富的遗传多样性。按农艺性状聚类分析可划分为8个类群, 按分子标记聚类可划分为10个类群。结合2个聚类分析、地理位置并按比例取样, 建立一个由108份品种(系)组成的预选核心种质。采用44对SSR引物对其进行遗传差异分析, 在遗传相似系数为0.65时, 可把108份品种(系)分成圆果种和长果种两大类。根据遗传差异分析, 剔除遗传相似系数大于或等于0.85的遗传冗余, 获得84份品种(系)的核心种质, 其中圆果种60份和长果种24份。比较84份核心种质与300份种质的农艺性状变异系数及Shannon-Wiener指数发现, 两者之间相差不大, 表明遴选的84份核心种质可以最大限度代表300份黄麻种质资源的遗传多样性加以利用和保存。

不同水分条件下HMW-GS对小麦品质的影响

赵佳佳,马小飞,郑兴卫,郝建宇,乔玲,葛川,王爱爱,张树伟,张晓军,姬虎太,郑军

作物学报. 2019, (11):  1682-1690.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.91007

摘要 ( 720 )   HTML ( 13 )   PDF (801KB) ( 521 )  

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以SY95-71 (1, 13+16, 5+10)和CH7034 (1, 14+15, 5'+12)重组自交系研究了高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)在不同水分条件下对品质性状的影响。结果表明, Glu-1位点各亚基及组合对品质性状的效应受水分条件影响, 当Glu-A1为1, Glu-D1为5'+12时, 14+15面团形成时间(雨养)和最大抗延阻力(灌溉)明显高于13+16, 增幅分别为5.10%和6.16%; Glu-A1位点为1, Glu-B1为13+16时, 含5+10亚基的沉降值(灌溉), 以及雨养条件下拉伸面积和最大抗延阻力显著高于5'+12; 1, 14+15, 5+10组合对沉降值(雨养和灌溉)和拉伸面积(灌溉)的效应大于1, 13+16, 5'+12, 增幅分别为7.49%、9.54%和10.39%。各组合的蛋白质含量和延伸性、1, 13+16, 5+10的稳定时间以及1, 14+15, 5+10的稳定时间和拉伸面积受水分影响较大, 1, 13+16, 5+10和1, 14+15, 5+10的面包体积在雨养条件下大于灌溉条件下, 1, 14+15, 5'+12和1, 13+16, 5'+12则反之。研究结果对选育和推广符合当地生产用途和栽培模式的品种具有指导作用。

耕作栽培·生理生化

种植密度和施肥量对油菜毯状苗生长的影响

张含笑,林参,左青松,杨光,冯倩南,冯云艳,冷锁虎

作物学报. 2019, (11):  1691-1698.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.94029

摘要 ( 623 )   HTML ( 11 )   PDF (256KB) ( 881 )  

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为探讨不同密度和施肥量对油菜毯状苗形成壮苗的关键生物学指标的影响, 以探索适合机械移栽的油菜毯状苗培育方法, 为生产上培育高质量油菜毯状苗提供依据。本文以甘蓝型油菜品种宁杂1818为材料, 设置播种密度和施肥水平二因素试验, 分析其对秧苗存活率、绿叶数、干物质积累和根冠比等指标的影响。结果表明, 密度增大, 秧盘存苗数显著降低, 叶片数、绿叶数减少, 地上部干重减少, 地下部干重减少的幅度更大, 根冠比下降; 同时, 根颈和苗高变长, 秧苗充实度下降。密度过小, 虽然毯状苗的素质提高, 但不利于秧苗成毯和移栽, 移栽后的密度也不能保证。因此, 综合考虑毯状苗素质、适合机械化移栽和栽后的效果等方面, 在晚稻茬口需要苗龄为30~40 d左右时, 播种密度在800粒 盘 ^-1的基础上喷施3 g L ^-1尿素溶液是培育毯状苗壮苗的合理组合。

黄淮海区域现代夏玉米品种产量与养分吸收规律

程乙,刘鹏,刘玉文,庞尚水,董树亭,张吉旺,赵斌,任佰朝

作物学报. 2019, (11):  1699-1714.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.93004

摘要 ( 1289 )   HTML ( 13 )   PDF (1848KB) ( 1089 )  

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为玉米合理施肥, 实现高产高效提供理论依据, 2016年在济南商河国家农作物新品种展示示范中心和山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行试验, 于玉米完熟期进行植株取样, 测定产量、产量构成因素和植株矿质元素含量, 探究黄淮海区域现代夏玉米品种的产量与养分吸收规律。探测分析和正态分布检测结果表明单株生产力、单株生物产量、千粒重和籽粒产量分别符合正态分布N (167.0, 22.72 ²)、N (285.0, 33.47 ²)、N (318.0, 35.75 ²)和N (10.9, 1.50 ²), 其变化范围为141.55~246.99 g 株 ^-1、197.68~389.92 g 株 ^-1、226.58~413.76 g和5.84~13.41 t hm ^-2。每生产100 kg籽粒氮素需求量平均为1.95 kg, 单位籽粒氮素需求量随籽粒产量提高呈降低趋势。当产量水平由<7.0 t hm ^-2增加到8.0~9.0 t hm ^-2时, 每生产100 kg籽粒氮素需求量从2.15 kg降低到1.96 kg, 主要是收获指数升高和籽粒氮浓度降低造成的; 当产量水平由8.0~9.0 t hm ^-2 增加到10.0~11.0 t hm ^-2时, 每生产100 kg籽粒氮素需求量从1.96 kg降低到1.84 kg, 主要是籽粒氮浓度降低造成的; 当产量水平由10.0~11.0 t hm ^-2增加到>11.0 t hm ^-2时, 单位籽粒氮素需求量基本不再变化。生产100 kg玉米籽粒的磷素需求量平均为0.97 kg, 其与籽粒产量呈显著负相关, 从产量水平<7.0 t hm ^-2 的1.07 kg下降到产量水平>11.0 t hm ^-2 的0.92 kg, 这是由收获指数升高和籽粒磷浓度降低造成的。生产100 kg玉米籽粒钾素需求量平均为1.89 kg, 其与籽粒产量呈显著负相关, 从产量水平<7.0 t hm ^-2 的2.14 kg下降到产量水平>11.0 t hm ^-2 的1.74 kg, 这是由收获指数升高、茎秆钾浓度增加和叶片钾浓度降低造成的。当前黄淮海区域现代玉米品种籽粒产量为(8.91±1.23) t hm ^-2, 生产100 kg籽粒的氮素、磷素和钾素需求量的变化范围分别为(1.95±0.24)、(0.97±0.11)和(1.89±0.28) kg。氮磷钾需求量随产量的提高而增加, 但每生产100 kg籽粒产量的氮素、磷素和钾素需求量随着产量升高而下降。

小麦小穗不同粒位粒重形成的生理特性差异

李艳霞,杨卫兵,尹燕枰,郑孟静,陈金,杨东清,骆永丽,庞党伟,李勇,王振林

作物学报. 2019, (11):  1715-1724.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.91004

摘要 ( 756 )   HTML ( 25 )   PDF (1605KB) ( 1191 )  

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为探明小麦小穗上不同粒位籽粒粒重形成的生理机制, 明确限制小穗上位弱势粒充实的主要原因, 本试验选用大穗型小麦品种泰农18 (TN18)和多穗型小麦品种山农20 (SN20)为材料, 调查检测了灌浆过程中小穗上不同粒位籽粒内源激素、可溶性糖、全氮含量的动态变化以及籽粒与籽粒柄连接处横面的组织结构与不同粒位籽粒粒重的关系。花后籽粒灌浆过程中灌浆速率与籽粒内GA和IAA含量呈极显著或显著相关, 小穗基部籽粒中较高的GA和IAA含量可使蔗糖向淀粉转化开始早, 籽粒分化快, 灌浆速率高, 是小穗基部籽粒粒重高的生理机制; 扫描电镜图显示小麦籽粒灌浆初期小穗基部籽粒柄维管束横面面积明显大于上位籽粒, 微观空隙小且排列较整齐, 有利于同化物和生理活性物质的运输, 是小穗基部籽粒粒重增长快、灌浆速率高的解剖学基础;

不同降水年型下水氮调控对小麦产量及生物量的影响

茹晓雅,李广,陈国鹏,张统帅,闫丽娟

作物学报. 2019, (11):  1725-1734.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.91008

摘要 ( 607 )   HTML ( 16 )   PDF (1235KB) ( 724 )  

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水和氮是影响西北黄土高原雨养农业区粮食生产的主要因素, 但其增产效应受降水年型影响明显。本水氮调控试验利用APSIM模型在甘肃省定西市安定区1971—2018年气象数据, 分析了不同降水年型下水氮管理对小麦产量和生物量的变异系数、可持续性指数的影响, 明确了各年型产量与施氮量、降水量之间的关系。结果表明, 模型模拟的小麦产量和生物量的决定系数R ²均在0.90以上, 一致性指标D均在0.95以上, 归一化均方根误差(NRMSE)均在15%以下, 表明该模型在研究区具有较好的模型拟合度和适应性。通过二元二次回归方程探讨了其最优产量下的水氮优化组合, 在当年年降水总量的基础上, 干旱年小麦达潜在最优产量时(3492.6 kg hm ^-2), 降水需增加39.73%, 应施氮182.73 kg hm ^-2; 平水年小麦达潜在最优产量时(4514.5 kg hm ^-2), 降水需增加45.26%, 应施氮208.26 kg hm ^-2; 湿润年小麦达潜在最优产量时(4890.3 kg hm ^-2), 降水需增加46.31%, 应施氮211.15 kg hm ^-2。研究结果可为研究区不同降水年型下缓解小麦干旱和养分胁迫, 节约化肥资源和农业可持续性发展提供理论依据。

基于多重表型分析的准确评价高粱抗旱性方法的建立

张笑笑,潘映红,任富莉,蒲伟军,王道平,李玉斌,陆平,李桂英,朱莉

作物学报. 2019, (11):  1735-1745.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.94022

摘要 ( 578 )   HTML ( 6 )   PDF (871KB) ( 420 )  

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干旱是制约农业生产的重要非生物胁迫之一, 因此作物抗旱性研究具有重要理论和应用价值。本研究对73份高粱材料萌发期和苗期的抗旱性进行了初筛, 从中选择15份抗旱材料和6份敏感材料, 通过室内和田间试验, 获得干旱胁迫下幼苗的株高、叶长、叶宽等形态特征以及超氧化物歧化酶、丙二醛、过氧化物酶等生理生化指标的响应数据, 并对高粱的抗旱性做进一步的验证, 最终确定抗旱型材料1份, 中等抗旱型材料1份, 干旱敏感型材料2份。本研究建立了一套基于多重表型分析的高粱抗旱性研究新方法, 即综合运用多种数据分析方法(包括隶属函数法、主成分分析法、聚类分析法), 结合不同生长环境(田间试验和室内试验)和不同生育期(萌发期和苗期)高粱响应干旱胁迫的多种表型数据(形态特征、生理生化指标), 通过多重比较高粱抗旱性评价结果的一致性, 旨在系统、高效、准确地判定高粱的抗旱性, 为高粱抗旱机制的研究和抗旱新品种的选育提供技术支撑。

华北冬小麦开花期补灌的增产效应及其影响因素

张经廷,吕丽华,董志强,张丽华,姚艳荣,申海平,姚海坡,贾秀领

作物学报. 2019, (11):  1746-1755.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.81060

摘要 ( 652 )   HTML ( 4 )   PDF (692KB) ( 517 )  

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为阐明华北地区冬小麦开花期补灌增产效应及其影响因素, 制定稳产节灌制度, 于2007—2016连续10年进行了大田定位试验, 研究在冬小麦拔节期灌水基础上, 播前底墒、长期不同施氮及生育期降水等对开花期补灌增产效应及水分利用的影响。裂区设计, 灌水量为主区, 设春灌1次水(拔节期75 mm, W1)和2次水(拔节期和开花期各75 mm, W2) 2个处理; 施氮量为副区, 设6个水平, 分别为0 (N0)、60 (N60)、120 (N120)、180 (N180)、240 (N240)、300 kg hm ^-2 (N300)。冬小麦开花期补灌增产效应受播前底墒影响显著, 播前2 m土体贮水量越大开花期补灌增产率越小。施氮水平也显著影响开花期补灌增产效应, 随着定位试验年限的增加, N0和N60处理土壤有机质和全氮含量逐年下降, 从第6年开始开花期补灌的增产效应基本丧失。在足墒播种和正常供氮(施氮量不低于120 kg hm ^-2)条件下, 开花期补灌的增产效应还受冬小麦生育期有效降水量的影响, 尤其是拔节-开花期的有效降水量。开花期补灌增产率随生育期以及开花后的有效降水量的增加而降低。拔节-开花期有效降水量大于25.3 mm时, 开花期补灌没有显著优化穗数、穗粒数、千粒重、生物量、收获指数等产量性状, 最终增产不显著; 此情景下, 拔节期灌1次水(75 mm左右), 即可在维持较高产量的前提下, 降低耗水、提高水分利用效率, 实现稳产与节水协同。本研究表明, 华北平原冬小麦在足墒播种、施氮量不低于120 kg hm ^-2、拔节期灌水前提下, 拔节-开花期有效降水量可作为开花期灌水与否的重要决策依据。

研究简报

品种与栽培条件对小麦籽粒生物活性物质含量的影响

陈诗豪,李正阳,陈佳露,张元卿,魏育明,郑有良,蒲至恩

作物学报. 2019, (11):  1756-1763.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.91010

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利用4个四川省主推小麦品种连续2年2地在不同施氮时期、施氮量、播期、施磷量条件下, 测定小麦籽粒中生物活性物质植酸、γ-氨基丁酸、总酚含量的变化, 期望找到提高小麦生物活性物质的含量合理的栽培措施。结果表明, 影响小麦生物活性物质含量的主要因素是品种, 施氮量、施氮时期、播期、施磷量等栽培措施只部分影响或不影响生物活性物质的含量。另外施氮量和施磷量的互作效应也会对生物活性物质含量产生显著影响。绵麦51的γ-氨基丁酸和总酚含量高于其他品种, 抗营养物质植酸含量低于其他品种。在四川地区选用品种绵麦51, 将150 kg hm ^-2纯氮氮肥、75 kg hm ^-2 P₂O₅的磷肥全作底肥一次施用, 于10月29日播种可获得生物活性物质含量最佳的小麦籽粒。

节水抗旱稻恢复系的抗褐飞虱分子标记辅助选育及抗性评价

张安宁,刘毅,王飞名,谢岳文,孔德艳,聂元元,张分云,毕俊国,余新桥,刘国兰,罗利军

作物学报. 2019, (11):  1764-1769.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.82066

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褐飞虱是水稻的主要害虫之一, 利用水稻抗褐飞虱基因培育抗虫品种是目前公认最经济有效、环境友好的策略。本研究利用水稻功能基因组已克隆的抗褐飞虱基因, 通过分子标记辅助选择和常规回交育种相结合的方法, 将抗褐飞虱基因Bph6、Bph9、Bph14和Bph15单独和聚合导入到节水抗旱稻恢复系旱恢3号, 获得了一系列含有单基因、双基因、三基因和四基因的改良系。采用标准苗期集团筛选法进行褐飞虱抗性鉴定, 评价这些基因在旱恢3号背景下的效应及相互作用。表明单基因改良系中, Bph9的抗性最强, 且Bph9 > Bph6 > Bph15 > Bph14; 在聚合改良系中, 抗性均优于单基因改良系, 四基因聚合改良系的抗性最强, 不同基因型组合的抗性效应是Bph6+Bph9+Bph14+Bph15 > Bph6+Bph9 > Bph6+Bph9+Bph14 > Bph6+Bph9+Bph15 > Bph6+Bph14+Bph15 > Bph9+Bph14+Bph15 > Bph14+Bph15。在自然条件下, 改良系与旱恢3号在株高、有效穗和千粒重等农艺性状上差异不显著, 其他性状与旱恢3号相仿或略差。本试验表明单独和聚合导入Bph6、Bph9、Bph14和Bph15基因能显著提高节水抗旱稻恢复系的褐飞虱抗性, 这4个基因的加性效应明显, 可为今后节水抗旱稻抗褐飞虱育种提供理论依据和材料基础。