WRKY转录因子是近年来在植物中发现的一类重要转录因子,在植物抗逆相关过程中发挥重要作用。本研究通过对野生大豆转录组数据进行分析,从野生大豆中克隆得到GsWRKY57 基因的CDS序列。该基因开放阅 读框为903bp,编码300个氨基酸残基,分子量为34.23kD,等电点为5.88。氨基酸序列分析显示该蛋白含有一个 WRKY保守结构域,属于III类WRKY转录因子。系统发育树分析表明该蛋白与栽培大豆同源性最高、其次是赤豆、木豆。启动子作用元件分析预测显示该基因可能存在多种非生物胁迫作用元件。组织特异性表达分析表明该基因在大豆叶片中高丰度表达,然后依次是茎、花、荚、根。GsWRKY57 基因表达受茉莉酸、水杨酸、脱落酸、干旱等 植物逆境诱导。过表达GsWRKY57 基因的转基因拟南芥植株相对于野生型耐旱能力增强。
大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)病严重影响我国大豆产量及品质。本研究利用抗病高产稳产大豆品种皖豆33配制抗×感和抗×抗杂交组合,接种SMV优势株系SC3,研究皖豆33的抗性遗传方式及其与不同品种抗性基因间的等位性关系。结果表明:接种SC3后,抗感组合(Williams 82×皖豆33)及(皖豆33×南农1138-2)的F1单株均表现抗病,卡方测验结果显示F2群体符合3抗∶1感的分离比,F2∶3家系分离比符合1抗∶2分离∶1感,表明皖豆33对SC3的抗性由1对显性基因(命名为RSC3(w))控制;抗×抗组合科丰1号、齐黄1号和大白麻×皖豆33的抗性基因等位性研究显示,科丰1号与皖豆33携带对株系SC3的抗性基因是等位的或紧密连锁的,齐黄1号、大白麻与皖豆33携带抗SC3的基因是不等位且独立遗传。利用皖豆33×南农1138-2的392株F2群体将皖豆33携带SC3的抗性基因RSC3(w)定位在大豆2号染色体SSR标记BARCSOYSSR_02_0610和ZL-52之间,遗传距离分别为0.29 cM 和0.35 cM,物理距离约为175 kb。
为促进夏大豆育种,对2006-2017年国家黄淮海夏大豆品种区域试验参试品种(系)的产量、主要农艺性状、品质及抗性性状进行了综合分析。结果表明:参试品种(系)产量水平明显提高;株高、单株有效分枝数、单株有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重整体呈上升趋势,主茎节数略有上升;生育日数整体呈下降趋势,底荚高度略有下降。粗蛋白含量整体略有上升,粗脂肪含量呈下降趋势;参试品种(系)中达到高蛋白和高脂肪标准的品种 (系)分别有20个、82个。参试品种(系)对大豆花叶病毒病的抗性水平不断提高,对大豆胞囊线虫病的抗性水平明显降低。相关性分析表明:各性状间存在复杂的相关性,产量与单株粒重、百粒重呈极显著正相关,与单株粒数呈显著正相关,与接种大豆花叶病毒SC7株系病情指数呈极显著负相关。多元回归、偏相关和通径分析结果表明:单 株粒重是产量的正向作用因子;主茎节数是产量的负向作用因子。以上结果综合表明:单株粒重是黄淮海地区大豆产量提高的关键因素。因此,夏大豆品种选育时,应注重主茎节数适中、单株粒重较高的亲本组配及后代单株的选择,同时还要重视品质,强调抗性,从而选育出适宜黄淮海地区的高产、优质、多抗、广适大豆新品种。
为给大豆亲本选配和育种提供有益借鉴,本文对1973-2017年山西省审定的84份大豆品种进行了系谱分析,归纳出山西省大豆品种的祖先亲本和骨干亲本。山西省审定的84份大豆品种,主要来源于晋豆1号、晋豆19 和徐豆1号三大家族。84份大豆品种基因库源于110个祖先亲本,细胞核祖先亲本有110个,细胞质祖先亲本有39 个。核遗传贡献率最大的祖先亲本有大白麻,其次是滨海大白花、铜山天鹅蛋、Mamatan等16个种质。细胞质遗传 贡献率最大的是大白麻,其次是丹66-12、京谷玉。山西省育成的84个大豆品种中,形成系谱的品种占育成品种总 数的80.95%。晋豆1号作为亲本育成36个大豆品种,占育成品种总数的42.9%,为山西省大豆育种做出了重大贡献
H2O2浸种能够促进低温胁迫下油菜种子的物质代谢,为适应直播油菜不同播期生产需求,研究H2O2浸种对不同播期油菜生长发育的影响,提高晚直播油菜产量。2017年以南农油4号为材料,设置播期(早播10月5日,晚播10月25日)和0.05%的H2O2浸种两个因素,采用露天盆栽试验观察油菜在越冬期的光合特性及全生育期生长发育动态。结果表明:(1)晚播使油菜苗期延长而蕾薹期缩短,初花前可利用积温从1349.5℃·d减少至1095.5℃·d,导致油菜营养生长期干物质积累减少,而生殖生长期活动积温升高,相比早播的1042.5℃·d升高为1119.5℃·d。由于晚播生育期缩短,活动积温减少,干物质积累降低,最终显著减产8.3%。(2)H2O2浸种处理对早播油菜萌发出苗及地上部生物量无显著影响,但显著抑制了地下部生物量及光合能力,降低了越冬期干物质积累,继而影响后期产量形
成,最终造成油菜显著减产,降幅为10.9%。(3)H2O2浸种处理促进了晚播油菜萌发出苗,增大叶面积,促进了油菜干物质积累使产量显著升高,增幅为15.7%。因此在油菜晚直播条件下,可通过H2O2浸种处理以提高产量。
为研究湖南湘江流域稻田镉(Cd)污染治理方法,筛选稻田替代种植作物,于长沙县和湘阴市受污染稻田 改种花生,选用5个大果品种,设置2种(露地、覆膜)栽培方式,研究品种与栽培方式组合下对稻田Cd吸收、富集及 转运的影响。结果表明:稻田花生营养器官(根、茎、叶)Cd含量较高,生殖器官(果壳、籽仁)Cd含量较低,且品种间有明显差异。5 个花生品种的组织器官中Cd 含量最高的是茎(5.413~8.859mg·kg-1),果壳和籽仁最少(0.523~ 1.326mg·kg-1),但是籽仁Cd含量超出NY/T 1067-2006标准的规定值,食用安全存在风险。覆膜栽培尽管降低了花生茎、叶、果针、果壳及籽仁等的Cd含量,但提高了植株干物质重和Cd总积累,其中,营养器官(根、茎、叶)Cd富集系数高于2.5,生殖器官(果壳、籽仁)Cd富集系数为0.8~1.7。不同部位间Cd转移系数大小顺序为:根→茎秆>茎秆 →叶>果壳→籽仁>果针→果壳>茎秆→果针。不同品种的花生油中Cd含量范围在0.012~0.074mg·kg-1,符合标准, 因此花生油食用是安全的。以地上部单株干物质积累量及其Cd含量作为高镉积累筛选指标,5个品种中09-3106 的单株可高积累镉元素。建议在湘阴、长沙等地的Cd污染稻田进行覆膜栽培花生。
为明确二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)对淹水胁迫下大豆根系抗氧化系统的调控作用,以耐涝性大豆品种南农1138-2和敏感性品种徐豆18为材料,通过盆栽试验,调查DDTC对花期短期(8d)淹水胁迫下大豆根系抗氧化系统的影响。结果发现:淹水胁迫下,与徐豆18相比南农1138-2根系干质量下降幅度、膜脂过氧化程度和活性氧(ROS)水平更小;同时抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性以及还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量增加幅度更大,表明南农1138-2在淹水胁迫下根系抗氧化能力更强。预喷施DDTC(在大豆初花期(R1)叶面喷施15mmol·L-1 DDTC,喷施1d后进行淹水胁迫8d)能进一步提高两品种根系中过氧化物酶(POD)、APX、DHAR和GR活性、AsA含量和AsA/DHA比值,显著降低根系ROS水平和 膜脂过氧化,增加根系干重,表明DDTC通过调节抗氧化系统中抗氧化酶活性和非酶抗氧化剂含量提高了根系活性氧清除能力
明确江西省油菜根肿病病菌类型及油菜品种对病害的抗性,对指导油菜生产及景区观光业的发展具有 重要意义。为了探明油菜根肿病的分布及其病菌的致病性分化,于2011年至2016年持续对江西省油菜根肿病的 地理分布进行调查,并对病区油菜根肿病株进行生理小种鉴定。结果表明,江西油菜根肿病主要分布在赣东北局 部区域,致病菌为4号和9号生理小种,其中4号小种仅发现在赣东北区域分布。在4号和9号小种的病区分别设置 田间病圃进行200余个油菜品种的抗性鉴定,结果表明,测试的全部油菜品种对9号小种表现抗病,而94.74%油菜 品种对4号小种表现感病;萝卜籽花和59-013等12个品种对4号小种具中抗以上水平。本研究筛选到生理小种特 异性的抗病资源或品种,可为油菜抗根肿病育种提供抗源。
为明确生育后期水分胁迫下施氮对花生产量、氮素吸收及氮肥利用效率的影响,以花育25号为材料,采用双因素试验设计,通过防雨棚土柱试验研究了不同水氮处理对花生氮素吸收、分配、产量及氮肥利用率的影响。在荚果充实期设置水分条件分别为充足灌水(W0)、轻度干旱胁迫(W1)和中度干旱胁迫(W2),设置5个施氮(N)水平,即0kg·hm-2 (N0)、45kg·hm-2 (N1)、90kg·hm-2 (N2)、135kg·hm-2 (N3)和180kg·hm-2 (N4)。结果表明,W1N2处理下花生经济产量、全株生物量、籽仁和全株氮素积累量均达最大值。与其它氮肥处理相比,同一水分条件下适量施氮(N2)处理增加花生产量,提高收获指数。花生各器官中来自于15N原子标记的肥料中的15N原子百分比随施氮量的增加而显著增加,但增加幅度不同。正常供水和轻度干旱胁迫条件下花生植株氮肥利用率随施氮量的增加先增加 后降低,而中度干旱胁迫下氮肥利用率随施氮量的增加而降低。本试验条件下,W1N2处理(轻度干旱胁迫和施氮 90 kg·hm-2)处理下花生干物质与氮素积累量适宜,氮素向生殖器官分配比例和氮肥利用率较高。
为探讨花生合理施磷量,采用大田无底圆桶的桶栽试验,研究不同磷水平对花育22号(大花生)和花育20 号(小花生)根系形态和产量的影响。2015和2016两年结果表明,磷对花生植株根系长度影响显著,在磷肥用量0~ 135kg/hm2范围内,根系总长度随施磷量的增加而增加;磷肥用量为180kg/hm2时,根系总长度不再增加或增加甚少; 根系总表面积也基本随施磷量的增加而增加,施磷处理的根系总表面积比对照(不施磷)增加20.0%以上;根系总体积两品种两年大多数处理高于对照。将根系按照根的粗细划分为细、中、粗三类,发现施磷可显著增加细根长、细根表面积和体积,而粗度中等和较粗的根增加量较小,甚至出现负值。两品种施磷处理的主茎高、侧枝长、分枝数、单株结果数和百果重提高1.3%~20.6%,其增加的幅度远低于磷对根系形态的促进效应。在0~90kg/hm2范围内,施 磷增产效果显著,超过90kg/hm2后产量增加较少,甚至略有下降。小花生产量对磷肥的响应比大花生敏感。花生产量与根系长度相关性可达显著或极显著水平,而根系表面积和体积与产量的关系因品种而不同。形态上细分根的类型将可能更有利于花生高产栽培。