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2021年, 第43卷, 第6期 刊出日期:2021-12-22 上一期   
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封面文章
黄曲霉毒素阻控与花生超级结瘤耦合效应研究初报
周扬, 岳晓凤, 唐晓倩, 闫洪林, 张奇, 李培武
2021 (6):  947-960.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2021300
摘要 ( 93 )   HTML ( 27 )   PDF(7632KB) ( 91 )  

花生、大豆是我国重要的油料和经济作物,因易受黄曲霉毒素污染,严重威胁食品安全,制约产业发展,因此,黄曲霉毒素防控一直是国内外研究的热点难题。本团队首次提出将黄曲霉毒素绿色阻控与促进根瘤固氮耦合的研究思路,研发了生物菌剂ARC-BBBE,本文报道生物菌剂ARC-BBBE对黄曲霉毒素及其产毒菌阻控的大田应用效果,调查其对花生生物学性状及经济性状的影响,探索ARC-BBBE对花生、大豆根系结瘤及根瘤固氮的影响,为从田间源头阻控黄曲霉毒素及促进根瘤固氮、实现减肥减药提供理论依据和科学指导。连续2年在我国花生主产省开展田间防控试验,将绿色阻控生物菌剂ARC-BBBE于花生播种期以30 kg/hm2用量与基肥一起撒施于土壤中。同时开展室内花生、大豆盆栽试验。使用涂布法调查土壤中黄曲霉毒素产毒菌丰度,使用高效液相色谱法检测花生样品中黄曲霉毒素,使用乙炔还原法测定根瘤固氮活性,采用5点取样法调查统计根瘤数、根瘤重。结果表明,应用ARC-BBBE显著降低了土壤中黄曲霉毒素产毒菌的丰度(平均降低66.5%)和花生中黄曲霉毒素的含量(平均降低83.5%)。应用ARC-BBBE后,花生根系普遍出现超级结瘤现象,实验验证表明其根瘤具有固氮活性,平均结瘤数增加10倍以上(土壤贫瘠地区50倍以上),瘤重增加8.8倍,每克根瘤固氮酶活性提高5倍以上。饱果率、产量均明显提高,叶色浓绿。花生室内盆栽结果表明,ARC-BBBE处理组根系结瘤数是对照组的2.2倍,固氮酶活性是对照组的4倍,叶绿素含量较对照组增加21.3%。大豆室内盆栽苗期实验结果表明,ARC-BBBE同样可诱发大豆结瘤及固氮效应:播种后第26天,处理组瘤数增加13.5倍、瘤重增加19.8倍;而且处理组有固氮活性,而对照组无固氮活性;苗期处理组的根长、根重、鲜重、叶绿素等生物学指标显著提升。ARC-BBBE对花生黄曲霉毒素及其产毒菌污染阻控效果极为明显,既可从生产源头有效阻控花生黄曲霉毒素产毒菌,降低黄曲霉毒素污染风险,同时大幅增加了花生根瘤数量和固氮酶活性,具有显著的促生长、增产量、控病害、保安全作用,具有显著的经济、社会、生态效益。对未来减施农药、化肥,保护农田生态,推动花生、大豆产业高质量绿色发展具有重要意义,在花生、大豆等豆科作物生产中应用前景广阔。

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遗传育种
基于3个甘蓝型春油菜Pol CMS的优良恢复系选育
赵绪涛, 柳海东, 李开祥, 徐亮, 杜德志
2021 (6):  961-970.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020274
摘要 ( 55 )   HTML ( 12 )   PDF(1514KB) ( 52 )  

为选育出优良的恢复系父本,能够与春油菜区优良的春性甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育系(Pol CMS)配制出强优势杂交组合,先利用简化基因组测序技术(SLAF-seq)开发3个不育系和118个恢复系的SNP标记,对材料进行聚类分析,根据父母本花期相遇原则,从每一类选取数量不等的恢复系,共40个恢复系,分别与3个不育系采用NCⅡ设计配制120个杂交组合,分别进行配合力效应、杂种优势及双亲遗传距离与杂种表现的相关性分析。结果表明:遗传聚类将121份甘蓝型油菜资源分为5大类,大多数相同类型的品系被聚在了同一类,3份不育系均被聚在了第Ⅴ类;43份亲本的一般配合力(general combining ability,GCA)的变化范围为-20.78~30.42,恢复系R83、R107和R13的GCA较大,不育系GCA较大的为S3(105A),特殊配合力较大的组合有S3×R13、S1×R48、S3×R11、S2×R89;组合S3×R13的产量超标优势和超亲优势最大,分别为37.12%和42.52%。遗传距离与单株产量呈极显著正相关,相关系数为0.390。与3个不育系组配的杂交组合中,产量排名前20位的亲本恢复系大部分来自和不育系遗传距离较大的Ⅰ类,并且在春油菜区大面积推广的品种,如青杂2号、青杂7号、青杂9号、青杂12号,均为被聚在Ⅰ类的恢复系与不育系S3(105A)组配的杂交种。因此认为,(S×Ⅰ类恢复系)组配模式可以获得强优势甘蓝型春油菜杂交组合。该研究不仅为后续甘蓝型油菜杂交种选育提供了亲本选择的分子依据,也将促进春油菜区的杂交育种进程。

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芥甘杂交创制新型甘蓝型油菜的表型多样性分析
宋丰萍, 程嘉庆, 刘振兴, 程志强, 程田田, 蒙祖庆
2021 (6):  971-981.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020288
摘要 ( 50 )   HTML ( 3 )   PDF(2526KB) ( 52 )  

为拓宽甘蓝型油菜遗传背景,明确油菜新种质表型变异水平,筛选优异基因资源,本研究利用芥菜型油菜与甘蓝型油菜种间杂交创制新型甘蓝型油菜54个品系进行田间表型鉴定,分析其表型多样性水平及其性状间相互关系。结果表明,(1)22个数量性状的变异系数范围为4%~99%,遗传多样性指数1.64~2.04;22个形态特征性状的遗传多样性指数为0~1.86。其中角果长度、单株有效角果数、单株产量、生育期、有效分枝高度、蛋白质含量和含油量等7个性状的多样性水平高于国内外已报道的其他甘蓝型油菜的多样性水平,表明芥甘种间杂交能够创制丰富的遗传变异,拓宽甘蓝型油菜遗传背景。(2)主成分分析将44个表型性状转化为10个综合指标,其中主花序有效角果数、单株有效角果数、每角果粒数、单株产量芥酸、亚油酸、油酸、蛋白质、含油量等与产量和品质相关性状是反映新型甘蓝型油菜表型特征的主要差异指标,表明通过这些产量和品质性状的选择可获得目标品系。(3)受甘蓝型油菜定向选育的影响,本试验参试材料具有偏向甘蓝型油菜的表型特点;聚类分析综合44个表型性状将54个参试油菜品系划分为3个类群,其中29个品系与甘蓝型油菜亲本聚为一类,代表了甘蓝型油菜亲本群;18个品系聚为一类,与甘蓝型油菜亲本类群距离较远,营养生长无优势,产量较低,综合性状较差;7个品系聚为一类,与甘蓝型油菜亲本类群距离较近,表现较强的营养生长优势和丰产特点,综合性状优良,可作进一步选育对象,为西藏高产优质甘蓝型油菜品系的选育奠定种质基础。

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适应贵州黄壤生长的氮高效油菜品种筛选
魏全全, 饶勇, 张萌, 杨斌, 高英, 曾令琴, 凡迪, 冯文豪, 肖华贵
2021 (6):  982-995.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020283
摘要 ( 41 )   HTML ( 3 )   PDF(490KB) ( 49 )  

为筛选适宜贵州黄壤水旱轮作和旱地轮作种植的氮高效冬油菜品种,2018-2019年在贵州省遵义市播州区和毕节市黔西县开展田间试验,以26个不同的冬油菜品种为材料,设置4个氮素水平(0、45、135和180 kg/hm2),探讨品种间在生长、养分吸收及利用效率上的差异。结果发现,两种轮作种植情况下,所有品种的产量随施氮量的增加而增加,在施氮180 kg/hm2时,旱地轮作的产量、产值和经济效益以德油杂11号最优,分别达到3130 kg/hm2、 15 650元/hm2和9998元/hm2,水旱轮作的产量、产值和经济效益也以德油杂11号最优,分别达到2767 kg/hm2、13 835元/hm2和8183元/hm2。生物量也以德油杂11号最大。旱地轮作种植冬油菜,氮素农学效率随施氮量增加呈先增加后降低的趋势,在135 kg/hm2时达到最大值;各品种氮素偏生产力随施氮量增加而降低;氮素吸收效率也随着施氮量的增加而降低。旱地轮作种植冬油菜,产量、养分吸收和氮素利用效率均优于水旱轮作种植。推荐德油杂11号、黔油早2号、龙庭1号、庆油1号、金油8号、庆油3号、金农油1号、黔油早1号为较适宜的旱地种植品种,德油杂11号、黔油28号、广源68、庆油3号、华龙油1号、龙庭1号、庆油1号、渝油28为较适宜水旱轮作种植的品种;并认为冬油菜的氮肥管理应该根据轮作模式做调整。

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东北大豆种质群体在佳木斯的表型鉴定及利用探析
王继亮, 宗春美, 王德亮, 王燕平, 蒋红鑫, 杨丹霞, 傅蒙蒙, 王磊, 任海祥, 赵团结, 杜维广, 盖钧镒
2021 (6):  996-1005.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020362
摘要 ( 40 )   HTML ( 0 )   PDF(482KB) ( 44 )  

为精准鉴定东北大豆种质群体的表型性状,观察该群体在佳木斯的表现,研究其在佳木斯生态区的潜在育种价值,本研究选取东北地区地方品种和育成品种组成东北大豆种质群体共361份,采用重复内分组的设计方法,于2012-2014年在佳木斯进行主要农艺性状的精准表型鉴定。结果表明:1)东北大豆种质群体调查的性状均值为全生育期113.5d(92.5~136.0 d)、蛋白质含量39.8%(35.6%~45.0%)、脂肪含量21.5%(17.5%~24.2%)、蛋脂总量61.3%(57.4%~64.3%)、百粒重21.1g(8.2~32.0g)、株高101.2cm(54.9~142.6cm)、主茎18.6节(12.4~24.6节)、分枝2.5个(0.2-7.4个)、倒伏2.1级(1.0-4.0级)。2)按国际熟期组划分标准,佳木斯所处熟期组为MG0和MGI,属于这两个熟期组的品种,各性状的均值与群体总均值相近。MG000-00的生育天数集中在95~110 d,比当地无霜期早约15~25 d;脂肪含量和蛋脂总量分别较MG0-I高约1和1.5个百分点,株高和节数则分别低约10~40 cm、2~8节。MGII的生育天数长达150 d,不能稳定正常成熟;与当地品种相比较蛋白质和蛋脂总量均低约2%、脂肪低约0.5%,株高和节数分别高约10cm、2节;倒伏程度则高达3级。MGIII在佳木斯不能正常成熟,生长量和倒伏度增加。3)根据各农艺、品质性状在佳木斯表现的遗传进度估计,虽然脂肪和蛋白质含量相对较低,但均有一定的改良潜力。佳木斯地区利用东北大豆资源育成了许多适于东北北部的优异品种,体现了东北种质的重要作用。根据当地品种的表现,从东北大豆种质群体中筛选出了用以改良不同性状的优异亲本,供育种者参考。

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基于BSA-Seq技术鉴定大豆耐荫性状相关候选基因
曾维英, 苏燕竹, 赖振光, 杨守臻, 陈怀珠, 谭玉荣, 孙祖东, 盖钧镒
2021 (6):  1006-1015.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020358
摘要 ( 43 )   HTML ( 1 )   PDF(1791KB) ( 73 )  

间套种是我国南方大豆种植的重要模式,而高秆作物的遮荫胁迫导致大豆产量和品质难以提升,是制约大豆间套种发挥潜力的限制因素,因此对大豆耐荫性的解析尤为重要。本研究以强耐荫材料矮脚早和极不耐荫材料齐佩华为亲本构建RILs群体,根据耐荫指数表型鉴定RIL群体的耐荫性,从RIL群体中挑选出强耐荫和极不耐荫家系各30个,分别构建成两个极端性状DNA子代混合池,对子代混合池和亲本池分别开展平均60×和30×覆盖深度的全基因组重测序,通过计算两个子代池的SNP-index,比较SNP-index在耐荫池与不耐荫池染色体各区段的差异,定位耐荫性状的关联区域;根据基因注释信息,预测候选基因。结果表明4个样本共得到11 963 077个单核苷酸多态性(SNPs)标记,发现控制耐荫相关性状的基因主要集中在1号染色体51 942~505 708 bp区段、4号染色体50 972 768~51 854 631 bp区段、9号染色体48 778 767 ~50 178 743 bp区段和18号染色体40 858 027~43 909 456 bp区段内,共包含408个基因,通过基因注释和功能分析发现ACC氧化酶5、生长素诱导蛋白5NG4、光敏色素相关丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶、转录因子MYBJ6和MYB128等5个基因可能在大豆耐荫过程中起着重要作用,确定为大豆耐荫性的候选基因。本研究结果将为解析大豆耐荫的分子机理奠定重要的基础,同时为大豆耐荫基因的图位克隆奠定坚实的理论基础。

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大豆耐盐碱种质资源鉴定
韩毅强, 高亚梅, 杜艳丽, 张玉先, 杜吉到, 张文慧, 潘绍玉
2021 (6):  1016-1024.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020353
摘要 ( 42 )   HTML ( 1 )   PDF(1605KB) ( 65 )  

盐碱胁迫伴随作物生长各个阶段,筛选获得全生育期耐盐碱大豆资源意义重大。试验通过测定大庆地区盐碱土含盐碱种类、含盐量及pH值等指标,确定筛选用盐碱种类、浓度。在培养皿、发芽袋和盆栽试验筛选中,通过大豆芽期发芽率、芽苗期物质生长量、成熟期物质生长量鉴定耐盐碱大豆种质。结果显示大庆地区盐碱土壤为硫酸盐苏打盐碱土,确定盐碱溶液为NaCl、Na2CO3、NaHCO3和Na2SO4(摩尔比为1∶1∶9∶9)的混合盐碱溶液,以Na离子含量计算总盐浓度为80 mmol·L-1,溶液pH值为8.9,盆栽筛选用土壤盐含量为3.3‰,pH值为8.9。鉴定的887份种质资源中种皮颜色有黑、褐、红、绿、黄及双色等,相关性分析发现大豆耐盐碱性与大豆种皮颜色极显著正相关。通过芽期耐盐碱鉴定,887份大豆资源中筛选获得296份耐以上资源,进一步芽苗期筛选有123份显示高耐,再经过全生育期筛选获得7份高耐资源,5份来源于南方,2份来源于黄淮,62份耐资源,盆栽筛选比例为56.10%。本研究建立了从芽期、芽苗期到全生育期的逐级筛选方法,从887份大豆种质资源中筛选获得69份耐盐碱资源,为耐盐碱育种与耐盐碱基因资源利用提供基础材料。

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花生百果质量和百仁质量性状的QTL定位分析
崔凤高, 胡晓辉, 苗华荣, 张胜忠, 王娟, 王嵩, 侯刚, 隋洁, 张建成, 陈静
2021 (6):  1025-1030.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2021015
摘要 ( 44 )   HTML ( 2 )   PDF(362KB) ( 45 )  

为探索栽培种花生百果质量和百仁质量遗传机制,以花育28号和P76为亲本构建了包含146个家系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体,测定了3个环境下的百果质量与百仁质量表型数据,并利用单环境和多环境联合定位进行QTL的鉴定。结果表明,在不同环境下RIL群体百果质量和百仁质量均表现为超亲遗传。基于多环境QTL分析检测到5个与百果质量、10个与百仁质量相关的QTL。基于单环境QTL分析共检测到3个百果质量相关位点qHPW05.1、qHPW07.1qHPW19.1,分布于3个连锁群上。其中qHPW07.1在三个环境下稳定表达,表型贡献率4.610%~8.840%;qHPW19.1在两个环境下稳定表达,表型贡献率9.985%~11.224%。检测到4个百仁质量相关位点qHSW05.1、qHSW07.1、qHSW19.1qHSW20.1,分布于4个连锁群上。其中qHSW 07.1在两个环境下稳定表达,表型贡献率7.155%~10.464%;qHSW 19.1在三个环境下稳定表达,表型贡献率7.239%~13.845%。获得控制百果质量和百仁质量的QTL簇2个,分别位于LG07(Cluster I)和LG19(Cluster II)。本研究结果为后续相关基因克隆和花生产量性状改良提供了理论基础。

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花生植株养分分析及饲用性评价
吕建伟, 姜敏, 田永国, 胡廷会, 成良强, 饶庆琳, 王金花, 王军
2021 (6):  1031-1041.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2021145
摘要 ( 36 )   HTML ( 4 )   PDF(803KB) ( 52 )  

为筛选花生秸秆饲用性评价指标和饲用价值高的种质,以40份生物量较大的品种(系)为材料,利用NIRS方法分别检测收获后花生茎秆、叶片和种子部位的蛋白质、钙、磷、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、干物质、酸性洗涤木质素和体外干物质消化率等指标。结果表明,叶片中的蛋白质含量较茎秆高5%以上,营养价值较高;茎秆、叶片、种子部位对钙和磷的吸收均具有协同特征;茎秆、叶片中的钙、磷含量分别与蛋白质含量呈显著或极显著负相关,种子中的钙、磷含量均与蛋白质含量极显著正相关。秸秆饲用性评价分析表明,利用主成分分析共提取到5个主成分,代表茎秆、叶片检测指标91.12%的信息,可用于花生品种(系)秸秆饲用性的综合评价;根据各品种(系)的综合得分D值筛选出10份饲用价值较高的品种(系);构建了花生秸秆饲用性评价的回归方程,D=0.014X1+0.012X2-0.003X5+0.009X7-0.023X8+0.009X10+0.011X16-1.582(R2=0.994,F=764.329,P<0.01),该方程的估计精度达88.0%以上,方程中茎秆的蛋白质、灰分、中性洗涤纤维、植物干物质、酸性洗涤木质素、叶片的蛋白质和干物质共7个指标可作为花生秸秆饲用性综合评价指标。

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芝麻含油量及脂肪酸含量QTL分析
周瑢, 许方涛, 盛晨, 游均, 黎冬华, 宋胜楠, 王林海
2021 (6):  1042-1051.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2021107
摘要 ( 48 )   HTML ( 2 )   PDF(3873KB) ( 49 )  

本研究以较高含油量芝麻品种“中芝13”(56.31%)和低含油量芝麻材料ZZM2748(48.75%)为亲本构建包含548个株系的RIL群体,采用近红外法对群体在2个不同环境下的含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量进行分析,发现群体含油量及脂肪酸含量存在较大变异,其中含油量变化在42.43%~58.38%,其与油酸和亚油酸含量无显著相关关系,但与棕榈酸显著负相关;应用软件WinQTLCart2.5和ICIMapping3.0基于构建的遗传连锁图共定位到50个相关QTL,分布在芝麻11个连锁群上,贡献率变化在1.59%~40.62%。其中,有21个QTL被两个软件同时检测到,有7个QTL在2个环境下被重复检测到。位于连锁群LG10上的qSOC_10.3和位于连锁群LG11上的qSOC_11.1遗传贡献率较大,分别为34.38%和40.62%,为控制芝麻含油量的主效QTL,其中qSOC_11.1与定位到的油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸位点重合,表现一因多效特征。通过基因组注释和差异表达分析,在两个主效位点发掘出24个候选基因。研究发现的芝麻含油量及不同脂肪酸含量遗传变异特征和获得的QTL及候选基因对相关性状的遗传改良具有指导意义和应用价值。

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基于表型多样性构建向日葵核心种质
汪磊, 王姣梅, 汪魏, 王玲, 王力军, 严兴初, 谭美莲
2021 (6):  1052-1060.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020255
摘要 ( 34 )   HTML ( 2 )   PDF(3144KB) ( 49 )  

为鉴定评价我国向日葵(Helianthus annuus L.)种质资源在南方地区的表现,筛选构建向日葵核心种质,以422份向日葵种质为材料,在进行2年鉴定观察的基础上,采用描述性统计、相关性分析、主成分分析等方法对11个表型农艺性状进行分析评价。结果表明,原始群体的这些农艺性状具有较大的变异幅度,其变异系数(CV)为3.60%~83.32%,平均变异系数为20.93%,其中分枝株率(0%~62.5%)、单株粒重(9.70~232.35 g)、百粒重(4.60~14.92 g)、叶片数(14.40~48.38个)和株高(103.75~260.00 cm)变异幅度较大;性状间表现出显著的相关性,主成分分析表明,影响性状的4个主要成分解释了总方差的71.72%。采用QGAstation 2.0软件构建了72组核心种质候选群体,并根据均值差异百分数(MD)、方差差异百分率(VD),极差符合率(CR)和变异系数百分率(VR),获得组获得1组包含84份材料的最佳核心种质群体。聚类分析将84份核心资源分为5大类,与原群体相比,所选核心种质均值无显著差异,方差显著提高,能最大限度代表原始油葵种质资源保存和利用。

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栽培生理
甘蓝型油菜耐低温生长生理生化响应机制
闫蕾, 曾柳, 吕艳, 丁晓雨, 程勇, 占强, 王小燕, 鲍五洲, 李小芳, 邹锡玲
2021 (6):  1061-1069.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020286
摘要 ( 32 )   HTML ( 4 )   PDF(2465KB) ( 72 )  

为提高甘蓝型油菜耐寒育种过程中的筛选效率,研究甘蓝型油菜耐低温机理,以8个不同抗寒性的甘蓝型油菜为材料,对低温条件下各材料的生物量、叶绿素、脯氨酸和相对电导率进行测定,发现在室外平均气温2.75℃时,抗性材料的生物量、叶绿素和脯氨酸的累积量都显著高于敏感材料,相对电导率没有显著差异;当平均气温7.52℃回升至12.39℃,抗性材料和敏感材料生物量的累积量无显著差异;在恒定低温10℃/4℃处理下抗性材料和敏感材料在处理前3周生物量均持续累积,但从第4周开始敏感材料新叶出现白斑,生物量减少,抗性材料老叶出现白斑,生物量维持不变。结果表明,耐低温材料在低温条件下叶绿素含量受到的影响较小,脯氨酸的积累量持续上升,具有较强的快速适应能力,在低温下具有显著的持续生长优势。

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密度和氮肥互作对单粒精播花生SPAD值、植株和产量性状的影响
陈康
2021 (6):  1070-1076.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020270
摘要 ( 38 )   HTML ( 3 )   PDF(402KB) ( 40 )  

本研究旨在探讨单粒精播花生生理性状和产量性状对密度和氮肥的响应。选择山东省烟台市招远鲁东丘陵地,作物两年三熟。2018和2019年,以出口大花生品种花育22为试验材料进行大田试验,设置了3个种植密度(12万、20万、28万株/hm2,分别表示为D1、D2和D3)和4个施氮量(0、50、115、180 kg/hm2,分别表示为N0、N50、N115、N180),于不同生育时期调查分析花生SPAD值、植株和产量性状。研究结果表明,种植密度和施氮量均显著影响花生叶绿素含量、干物质量、植株性状和产量性状,且两者互作效应显著。在D2密度条件下,花生荚果产量较D1密度和D3密度分别高24.31%~45.04%和10.57%~15.13%,成熟期叶绿素含量分别高3.70%~27.82%和6.10%~18.94%,成熟期干物质量分别高7.31%~32.34%和10.65%~34.59%,且差异性均达到了显著水平。在D2密度下,施氮量在50~180 kg/hm2范围内,花生荚果产量、叶绿素含量和干物质量均显著高于无氮处理,各施氮处理表现为N115 > N180 > N50 > N0,以施氮量为115 kg/hm2时花生荚果产量最大,较N50和N180处理分别提高了6.83%和3.90%,叶绿素含量、干物质量和植株性状也协同提高。综合考虑生理性状、产量性状等因素,在本试验条件下,单粒精播花生栽培在低密度12万株/hm2下,花生主要产量性状随着施氮量的增加而增加,以种植密度为20万株/hm2,施氮量为115 kg/hm2较为适宜。

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不同熟期类型大豆品种在玉豆间作模式下农艺性状和产量的比较研究
梁建秋, 于晓波, 何泽民, 安建刚, 王嘉, 曾召琼, 杨文英, 吴海英, 张明荣
2021 (6):  1077-1086.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020352
摘要 ( 27 )   HTML ( 2 )   PDF(988KB) ( 57 )  

为筛选适宜间作的大豆品种,以早、中、晚熟三种类型共16个大豆品种(系)为试验材料,在玉米大豆间作和大豆净作(为对照)模式下比较研究其农艺性状和产量构成因素。结果表明,各熟期类型品种在间作条件下的株高、平均节间长、倒伏率均显著高于净作对照,且早熟品种的株高、底荚高、主茎节数、平均节间长以及倒伏率显著低于中、晚熟品种。早、中熟品种在间作下的有效分枝数与对照差异不显著,而晚熟品种显著高于对照。各熟期类型品种在间作模式下的产量都显著低于相应的对照,早熟类型品种的单株有效荚、单株粒数、百粒重、单株产量以及公顷单产均极显著低于中、晚熟类型品种,而这些性状在中、晚熟品种间差异不显著。早、中熟品种在间作下的单株有效荚率均显著高于对照,晚熟品种的单株有效荚率显著高于中熟品种,中熟品种显著高于早熟品种。然而各品种类型间作下的完整粒率与净作对照无显著差异,中、晚熟品种的完整粒率显著高于早熟品种。通过相关性分析,间作下倒伏率与株高、主茎节数、平均节间长呈极显著正相关;单株有效荚率、单株粒重、完整粒率、产量均与生育期呈极显著正相关;玉豆共生期占全生育期比重与有效荚率、完整粒率、产量呈极显著负相关。上述结果表明,在玉米大豆间作模式下,中、晚熟大豆品种相比早熟品种有较长的光补偿时期,能获得较高的产量,是适宜与玉米间作种植的大豆品种类型。

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不同生育期芝麻根系分泌物对连作障碍的响应及其自毒作用
吕丰娟, 张志华, 汪瑞清, 袁展汽, 林洪鑫, 魏林根, 肖运萍
2021 (6):  1087-1098.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020207
摘要 ( 24 )   HTML ( 1 )   PDF(2635KB) ( 63 )  

为探讨芝麻根系分泌物中可能导致连作障碍的化感物质,以江西主栽品种金黄麻为材料,设置正茬与连作处理,研究芝麻现蕾期、盛花期和成熟期根系分泌物的组分变化与差异。结果表明:正茬芝麻根系分泌物对芝麻种子的发芽表现出“低促高抑”现象。正茬和连作芝麻在现蕾期、盛花期和成熟期的根系分泌物中鉴定出18~28种有机物。现蕾和盛花期芝麻根系分泌物均含有酯类、烃类、酸类、酚类、胺类、醇类和酮类物质,以反式-(2,3-二苯基环丙基)-苯亚砜甲酯相对丰度为最高;成熟期比现蕾和盛花期多醚类物质,以辛乙烯二醇单正十二烷基酯相对丰度为最高。酯类物质是芝麻根系分泌物的重要组分,尤其在现蕾期其总相对丰度达到75.12%(正茬)、52.96%(连作)。其中,邻苯二酸二异辛酯和辛乙烯二醇单正十二烷基酯的相对丰度在连作芝麻根系分泌物比正茬中高9.48和5.73个百分点。酸类物质在芝麻成熟期根系分泌物中含量最高,总相对丰度在正茬与连作芝麻根系分泌物中分别达17.53和42.71个百分点。其中,连作芝麻根系分泌物中棕榈酸、亚油酸和硬脂酸的相对丰度依次提高15.78、1.33和1.15个百分点;油酸、肉豆蔻酸仅在连作芝麻根系分泌物中检测到,相对丰度为10.66和1.62个百分点。与正茬相比,芥酸酰胺在现蕾期和盛花期的连作芝麻根系分泌物中相对丰度分别提高21.68和11.51个百分点;油酸酰胺相应提高2.16和7.44个百分点。综上,连作改变了芝麻根系分泌物组分。

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种植密度和方式对油莎豆块茎生长期光合特性和产量的影响
钟鹏, 苗丽丽, 刘杰, 王建丽, 陆海燕, 于洪久, 张楠
2021 (6):  1099-1107.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020233
摘要 ( 31 )   HTML ( 2 )   PDF(910KB) ( 58 )  

作物产量与群体结构密切相关。为合理配置群体结构,提高油莎豆光能利用率并最终提高产量,研究不同群体结构对油莎豆块茎生长阶段光合特性和产量的影响,以进一步挖掘黑龙江省中西部地区油莎豆产量潜能。2018年以黑油莎2号为材料,采用三因素大田裂裂区试验设计,主区为种植密度,分别为90 000株/hm2(A1)、110 000株/hm2(A2)、130 000株/hm2(A3);裂区为种植方式,分别为110 cm垄上三行(小行距30 cm)(B1),65 cm垄上双行(小行距20 cm)(B2),45 cm垄上单行(B3);裂裂区为留苗方式,分别为矩形留苗(C1),三角留苗(C2),共18种处理,3次重复。通过测定群体光合速率(CAP)、叶绿素a+b(Chla+b)含量及荧光参数(Fv/Fm和qP),研究不同处理对油莎豆块茎生长阶段群体光合特性和产量形成的影响。结果发现:油莎豆块茎形成期,群体光合速率随着种植密度的增加而增大,3种密度处理间差异显著(P<0.05);块茎增长期和成熟期,群体光合速率随着种植密度的增加呈先增后降的趋势。随着种植密度的增加,油莎豆块茎形成后0 d,冠层和下部叶片叶绿素a+b含量、最大光能转化率Fv/Fm、光化学猝灭系数qP均呈逐渐增加趋势;块茎形成后25~75 d,冠层和下部叶片叶绿素a+b含量、最大光能转化率Fv/Fm、光化学猝灭系数qP呈先增后降趋势。相同密度和留苗方式条件下,群体光合速率、叶绿素a+b含量、Fv/Fm及qP所测指标表现为种植方式B2最大,较B1、B3差异均显著(P<0.05);相同密度和种植方式下,上述所测指标表现为留苗方式C2更大,较C1差异显著(P<0.05)。A2B1C2处理产量达到7520.45 kg/hm2,在所有处理中最高。合理的种植密度是提高油莎豆产量的关键。适宜密度下,合理的宽窄行配置和三角留苗方式可有效改善群体结构,提高群体光合速率,增加叶绿素a+b含量,提高最大光能转化率Fv/Fm和光化学猝灭系数qP,是实现植株个体与群体相互协调并提高产量的重要途径。

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土肥植保
向日葵养分专家系统推荐施肥效应研究
段玉, 范霞, 安昊, 张君, 梁俊梅, 张婷婷, 景宇鹏, 王博
2021 (6):  1108-1114.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020196
摘要 ( 26 )   HTML ( 2 )   PDF(719KB) ( 48 )  

为了更好地为生产者和技术人员提供推荐服务,本研究汇总和分析各地试验数据,以明确向日葵养分专家系统推荐施肥的优势,促进向日葵养分专家系统在生产上大面积推广应用。2017-2019年在向日葵主要产区进行了84项向日葵养分专家系统田间验证试验,分析比较了向日葵养分专家系统与当地习惯施肥的节肥效果、增产效果、肥料利用效率和经济效益。结果表明:向日葵养分专家(NE)推荐养分用量较农民习惯(FP)减少了氮(N)投入7 kg/hm2,减少磷(P2O5)投入23 kg/hm2,施肥更加优化合理。NE较FP平均增产293.1 kg/hm2(增产率为8.4%),经济效益增加1754.4元/hm2,氮和磷农学效率增加1.7和3.6 kg/kg,氮磷钾养分回收率分别提高8.7、6.1和6.0个百分点。向日葵养分专家系统具有节约氮磷肥、增加产量、增加经济效益、提高肥料利用效率的良好效果,向日葵产区可以根据向日葵养分专家系统进行推荐施肥。

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油菜黑胫病菌T-DNA插入诱变因素优化及突变体筛选
杨越寒, 张静, 杨龙, 吴明德, 李国庆
2021 (6):  1115-1125.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020256
摘要 ( 24 )   HTML ( 2 )   PDF(1771KB) ( 70 )  

油菜黑胫病是由Leptosphaeria biglobosa引起的一种真菌病害。这种病害在我国油菜产区广泛发生,并造成一定的经济损失。为通过获取突变体来研究L. biglobosa的生态适应性机制及致病机制,本文优化了影响农杆菌介导转化(ATMT)油菜黑胫病菌L. biglobosa菌株Lb731的因素,评估转化子质量,并筛选相关突变体。结果明确了农杆菌介导转化菌株Lb731的最佳因素:潮霉素B浓度为50 μg/mL,转化受体(分生孢子)培养时间为15 d (20℃),浓度为2 × 107~8孢子/mL,农杆菌-受体共培养温度为25℃,共培养时间为72 h。在最适条件下的转化效率达到80个转化子/百万分生孢子。T-DNA插入基因组的频率为100%,单拷贝插入频率为72.7%,转化子抗潮霉素性状能稳定遗传。从2136个转化子中获得了11个菌丝生长减缓突变体,7个色素产生缺陷突变体和14个分生孢子产生缺陷突变体,并从这些突变体中鉴定出7个致病力丧失突变体。采用hiTAIL-PCR技术,从3个突变体中获得了T-DNA插入位点侧翼序列。上述结果为深入研究L. biglobosa的生态适应性机制及致病机制提供了材料和线索。

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山东主栽花生品种对疮痂病的抗性鉴定
吴菊香, 许曼琳, 张霞, 于静, 郭志青, 李莹, 宋新颖, 何康, 李新国, 周如军, 迟玉成, 万书波
2021 (6):  1126-1131.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020124
摘要 ( 33 )   HTML ( 3 )   PDF(460KB) ( 33 )  

为明确山东省主栽花生品种对疮痂病的抗性及疮痂病对花生产量的影响,2018-2019年在山东省莱西市对36个主栽品种进行了抗疮痂病鉴定,鉴定通过人工接种分别在田间和温室大棚内进行,并分析了病害对产量影响。结果表明,供试品种有高感品种8份,占鉴定品种总数的22.22%;感病品种4份,占鉴定品种总数的11.11%;中抗品种2份,占鉴定品种总数的5.56%;抗病品种11份,占鉴定品种总数的30.56%;高抗品种11份,占鉴定品种总数的30.56%。花生疮痂病病情与产量损失率呈指数关系,病情指数越高,花生产量损失率越大。

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基于SSR标记关联分析挖掘大豆灰斑病10号生理小种抗病资源
弟文静, 梁晓宇, 马淑梅, 王洋
2021 (6):  1132-1140.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020289
摘要 ( 20 )   HTML ( 1 )   PDF(3351KB) ( 43 )  

培育灰斑病抗性品种可降低灰斑病对大豆生产的危害。本研究以202份黑龙江省近25年主栽的大豆品种构建关联群体,在人工接种条件下鉴定大豆品种对灰斑病10号生理小种抗病指数。利用187对SSR标记对遗传多样性、群体结构和连锁不平衡位点进行分析,通过GLM 和MLM两种模型对大豆品种的灰斑病抗性与标记进行关联分析,进一步分析抗性关联位点等位变异与抗性表型效应关系。结果表明:202份大豆品种对灰斑病10号生理小种抗性遗传变异系数为14.26%;187个标记在群体中共获得809个等位变异,平均等位变异为4.42个,变幅2~10个,其中17号染色体的平均PIC值最高(0.64),12号染色体的平均PIC值最低(0.26);检测到稀有等位变异146个,特有等位变异位点58个;无论共线性组合位点还是非共线性组合位点均存在不同程度LD,连锁不平衡P<0.05支持的对数占总对数的21.65%;202份大豆品种被划分为3个亚群,亚群POP1与POP3之间遗传距离最小(0.03),亚群POP2与POP3之间遗传距离最大(0.35);两种模型共同检测到11个SSR标记与灰斑病10号生理小种抗性显著关联,其中位于3号染色体上的Satt549的贡献率最大,可解释表型变异14.74%;具有增效效应的等位变异共有24个,增效效应超过10的等位变异有7个,增效效应最大为Satt703-247(19.62),典型载体材料为合丰29;其次是Satt587-185(19.58),典型载体材料为东农50;Satt549位点增效等位变异的平均效应值最高(13.87),Sat_366位点增效等位变异的平均效应值最低(0.84)。聚合优异等位变异和载体材料可为培育抗灰斑病品种的亲本选配和后代等位条带辅助选择提供依据。

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向日葵柄锈菌效应蛋白的预测及筛选
连小雨, 王妍, 路妍, 景岚
2021 (6):  1141-1149.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020278
摘要 ( 23 )   HTML ( 3 )   PDF(1113KB) ( 59 )  

向日葵柄锈菌(Puccinia helianthi Schw.)引发向日葵锈病,对生产具有破坏性。为深入了解锈菌效应蛋白,研究病原与寄主的互作机理,在获得向日葵柄锈菌分泌蛋白组的基础上,利用生物信息学软件预测及分析向日葵柄锈菌效应蛋白,采用qRT-PCR检测其中7个候选效应蛋白基因在接种叶片中的相对表达量。结果表明:在供试的900个锈菌的分泌蛋白中预测到候选效应蛋白497个。基因特征分析显示,开放阅读框长度在200~399 bp之间的最多;信号肽长度集中在16~27个氨基酸残基(占92.96%);信号肽氨基酸组成中亮氨酸出现频率最高,其次为丙氨酸、异亮氨酸;信号肽识别位点以SpⅠ型为主。本研究获得了7个向日葵柄锈菌的效应蛋白,qRT-PCR检测表明柄锈菌接种向日葵叶片后,与纯孢子相比,这7个效应蛋白编码基因均上调表达,说明其参与了锈菌侵染向日葵的过程。

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检测加工
便携式高油酸花生鉴定仪的研制
淮东欣, 吴洁, 薛晓梦, 刘芳, 胡美玲, 晏立英, 陈玉宁, 王欣, 康彦平, 王志慧, 刘念, 姜慧芳, 雷永, 廖伯寿
2021 (6):  1150-1158.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2021034
摘要 ( 41 )   HTML ( 1 )   PDF(1397KB) ( 75 )  

高油酸花生以其营养价值高、储藏期长等优点深受消费者和加工企业的喜爱。但是,高油酸花生和普通油酸花生并不能直观区分,必须借助仪器检测油酸含量。其中,气相色谱仪和近红外光谱仪是目前最常用的两类仪器,但是体积大、质量重、造价高,而且需要专业实验室和专业人员操作,限制了其在中小型花生生产和加工企业中的应用。本研究基于花生油折光指数与温度(R2=0.999)和油酸含量(R2=0.802)显著负相关的原理,建立了利用折光指数鉴定高油酸花生的数学模型,并研发了一款便携式高油酸花生鉴定仪。利用该仪器检验了30个花生品系是否为高油酸花生,鉴定结果均与其油酸含量化学值相一致,准确率为100%。该仪器的研制填补了快速、低价、便携式高油酸花生检测仪的空白,为促进高油酸花生产业发展提供了一种简便易行的检测设备。

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研究进展
油菜抗除草剂机理与种质创制研究进展
管文杰, 张付贵, 闫贵欣, 马启铭, 伍晓明
2021 (6):  1159-1173.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020354
摘要 ( 35 )   HTML ( 4 )   PDF(1324KB) ( 80 )  

杂草是制约油菜生产的重要生物灾害之一,严重影响油菜的产量和品质。培育抗除草剂油菜品种是防除油菜田间杂草的经济、有效的途径。本文综述了已被广泛应用的草甘膦、草铵膦和ALS酶抑制类除草剂的作用机理、植物对除草剂产生抗性的机制以及国内外这三类油菜抗性种质的创制和研究进展,并提出了油菜抗除草剂种质的发展策略,加强抗性机制研究和基因的发掘力度,利用基因编辑等新技术创制抗除草剂油菜新种质,培育具有多种除草剂抗性的油菜新品种。

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油莎豆主要营养成分及生理功能研究进展
郭婷婷, 万楚筠, 黄凤洪, 魏春磊, 胡正华
2021 (6):  1174-1180.  doi: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020145
摘要 ( 65 )   HTML ( 7 )   PDF(479KB) ( 71 )  

油莎豆(Cyperus esculentus L.),又称虎坚果,沙草科莎草属多年生草本植物。油莎豆具有适应性广、生长期短、生物量大、含油量高等优势特性。油莎豆茎叶可做青贮饲料,块茎可生吃或熟吃,此外,油莎豆还可用来榨油,榨油后的油饼可用来做饲料。因此油莎豆作为一种集粮、油、牧、饲于一体的新兴农作物,具有较高的经济价值和开发潜力。为了深入了解油莎豆,促进油莎豆资源的高值化利用和研究,本文综述了油莎豆中油脂、蛋白和多糖等主要营养成分的研究进展,详细阐述了油莎豆降血脂、降血糖、抗氧化和保肝等生理功能,并就其市场规模和科学研究前景进行了展望。

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