油菜是我国第一大油料作物,系统梳理我国油菜秸秆资源情况和利用现状对于延长油菜产业链条具有重要指导意义。本文基于农业农村部全国秸秆资源台账数据库及文献资料,对我国油菜秸秆资源底数和利用现状进行系统分析,在此基础上提出未来发展建议。结果显示,2021年,全国油菜秸秆产生量为2914.7万吨(未统计港澳台),可收集量为2368.4万吨,仅次于玉米、水稻和小麦三大粮食作物秸秆资源量。油菜秸秆肥料化利用占绝对比重(63.9%),且以直接还田利用为主(51.4%),饲料化和燃料化利用潜力巨大,基料化和原料化利用占比较低。未来,油菜秸秆需要加强还田和饲料化利用关键科技与装备支撑,并注重政策体系建设,提升产业化发展水平。
为更好地促进全国油茶产量提升,推动油茶产业高质量发展,保障国家粮油安全,利用LMDI模型对油茶产量公式进行分解,从全国和分区域两个角度,定量测算单产和种植面积在2010-2021年“十一连增”期间对油茶增产的贡献,并全面探讨我国油茶增产的地域格局及贡献因素。研究结果表明:从全国而言,我国油茶产量“十一连增”是由单产提升主导的;分区域来看,核心发展区的油茶增产主要源于单产水平的提高,增产幅度达到“超速增产”水平,而积极发展区和一般发展区油茶增产则主要得益于种植面积的扩大,增产幅度分别为“滞后增产”和“同步增产”水平。其中,单产提高对油茶增产贡献更大的有6个省(区、市),而种植面积扩大对油茶增产贡献更大的有8个省(区、市);增产超过20万吨的省(区、市)是油茶生产核心区的湖南、江西、广西,增产占全国油茶增产总量的75.6%;增产层次达到“超速增产”水平的有安徽、湖南、海南、重庆、四川和贵州等6省(区、市)。最后,对油茶增产显性贡献因素的背后成因进行挖掘,对制约油茶产业发展的因素进行总结,并提出针对性意见建议。
向日葵是重要的油料作物,在我国的种植面积和产量仅次于大豆、花生和油菜。列当的寄生导致向日葵植株矮小、籽粒灌浆不足,影响向日葵的产量和品质。列当于1866年在俄国的向日葵田被首次报导,随后因各国间的向日葵引种被广泛传播,给世界向日葵生产带来巨大危害。在罗马尼亚的调查发现,列当已经从A小种进化到了I小种甚至更高级别。列当毒力不断进化的原因主要有二,一是列当庞大的种子库提供了丰富的突变材料,二是各种群间或种群与野生种间的基因流动使基因组不断重组,提高了种群的遗传多样性,两者都加速了列当的毒力进化过程。向日葵对列当的抗性多数属于垂直抗性,由单个显性基因控制,抗性基因和列当中的无毒基因一一对应,符合基因对基因学说,可以运用于抗性育种,缺点是抗性容易被毒力更强的列当小种克服,因此需要聚合多个显性基因或数量抗性基因。抗性基因的挖掘方面,从农家种、栽培种和野生种中目前已经定位的基因包括Or1~Or7、OrDEB2 和OrSII 等。随着DNA分子标记的发展和向日葵基因组的发布,抗性基因的定位也更加精细,如OrDEB2 基因定位在4号染色体上半段一个0.9 cM区间内,对应于基因组一个1.38 Mb的区间,共获得了9个候选基因可以直接应用于向日葵对列当抗性反应的研究。向日葵的列当抗性可分为3个阶段:芽管附着前、吸器初始化和吸器建立后,每个阶段都进化出了相应的物理和化学屏障阻止列当的寄生,因此利用向日葵的抗性机制培育不同的抗性品种成为防控列当最经济有效的手段之一。其它防控措施还包括列当发生早期的预测预报、农艺措施、化学防治和生物防治等,综合利用这些措施可以达到最佳防效。本文综述了列当种子萌发机理、列当的寄生过程、生理小种的国内外分布、向日葵抗列当机制以及新的列当防控技术,认为对于列当防控技术的研究,需要植物病理学、农药学、育种学等多学科配合;在阐述清楚向日葵-列当互作机制的基础上,开发新的药剂和抗列当品种;将分子生物学和信息技术运用于向日葵抗列当材料筛选、抗性基因挖掘、向日葵生理生化改变等方面,缩短育种时间,加速防控技术的开发和完善。
近年来随着我国水稻收获期的后延,油菜播种期不断推迟,使种子在低温下难以萌发出苗的几率增加。长江流域的油菜主产区经常出现“倒春寒”天气,严重危害油菜的花期授粉,降低结实率,导致油菜严重减产。选育低温条件下快速萌发且花期耐低温的油菜新品种,成为油菜生产迫切需要解决的关键问题之一。本研究在前期筛选出49份早熟育种骨干资源基础上,从中鉴定出耐8℃低温发芽的油菜种质。进一步通过油菜快速育种技术设施快速获得这些骨干资源的开花植株,进行花期低温处理,建立了一套油菜花期低温耐寒性快速鉴定方法,并采用此方法筛选出2份耐花期低温且耐低温发芽的早熟油菜新种质。
在前期研究中我们发现,BnaC3.CCD4编码类胡萝卜素裂解双加氧酶,该基因的突变导致甘蓝型油菜花色由白色转变为黄色。本研究发现BnaC3.CCD4转基因白花株系的花色在上午为浅黄色,下午才呈现为纯白色,其类胡萝卜素含量显著降低。为探究其花色变化的相关机制,对其分别进行转录组测序分析,GO和KEGG结果显示,其差异基因显著富集到光信号、昼夜节律、刺激响应以及类胡萝卜素生物合成等相关通路。进一步通过分析差异倍数前50的差异基因,发现光信号变化可能是BnaC3.CCD4转基因株系白天花色变化的关键因素。因此推测光信号因子可能通过与类胡萝卜素生物合成通路上关键基因的光响应元件结合,调控了它们的表达量从而影响了花瓣中类胡萝卜素的含量,进而导致白天油菜花色的变化。
油菜生产受菌核病制约。为揭示甘蓝型油菜延伸因子复合体编码基因的抗病潜力,利用同源重组法构建了BnA06.ELP2基因的过表达载体和基因编辑的敲除载体,通过遗传转化获得了转基因株系。抗病相关试验显示,BnA06.ELP2过表达转基因植株相比野生型表现出更好的抗病性;而BnA06.ELP2的突变则会导致抗性降低。RT-PCR分析表明,BnA06.ELP2可调控茉莉酸/乙烯(JA/ET)通路标志基因过氧化氢酶BnCAT1和BnCAT2、茉莉酸合成相关基因BnLOX2和BnOPR1以及BnPDF1的转录。由此认为,油菜BnA06.ELP2参与油菜防御反应抵抗核盘菌侵染。
为筛选和改良小粒花生优异种质,对25份小粒花生品种的18个表型性状进行遗传多样性分析。结果表明:这25份材料具有丰富的遗传多样性,质量性状中多样性指数最高的为叶形(0.95),数量性状中多样性指数最高的为单株生产力(1.959),变异系数最大的为单株饱果数(46.421%);通过因子分析,提取的3个主因子累计贡献率为80.506%,第1公因子主要反映花生产量性状,如百果重和百仁重,第2公因子主要反映花生总分枝数、结果枝数、单株饱果数、单株生产力等产量构成因子,第3公因子主要反映花生植株的株高。通过聚类分析将25份材料划分成3个类群,其中第Ⅰ类群属主茎较高、侧枝较长且增产潜力较大的品种,第Ⅱ类群属主要性状协调生长,稳产性较好的品种,第Ⅲ类群属于优异性状较单一的品种。通过计算花生品种综合得分可知,得分最高的品种是济花10号,最低的是济花8号。
为提升花生育种水平、加速品种改良,对2017-2022年我国登记的花生品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性进行综合分析。结果表明:2017-2022年我国共登记了1168个品种,以普通型花生为主,通过杂交育成的品种占比达85.6%,科研院所是花生育种的主导力量。对其进行亲本分析,发现亲本利用较为集中,开选01-6、白沙1016、豫花15号等9个骨干亲本育成新品种数多达300个,是国内花生育种重要的骨干亲本。登记品种的单株结果数、油酸含量随年份增长不断上升,但抗性等级有明显下降,产量及其它性状变幅较小,相对稳定。相关性分析发现,干荚果产量、籽仁产量均与总分枝、结果枝、百果重、百仁重、含油量呈极显著正相关,与主茎高、侧枝长、蛋白质含量呈极显著负相关,这说明产量可以通过增加分枝数、适当降低主茎高等措施来提高,产量与品质的协同提升关系为高产高油高油酸花生品种的选育提供了可能。
为鉴定花生油体蛋白(Oleosin)基因家族成员并分析其结构与功能,通过隐马尔可夫模型(Hiddne Markov Model,HMM)搜索二倍体野生花生Arachis duranensis和A. ipaensis蛋白质数据库,利用生物信息学在线软件对其理化性质、基因结构、基因定位进行分析预测,荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)技术分析这些基因在花生不同组织器官及不同逆境处理条件下的表达模式。共获得7个AdOleosin基因和6个AiOleosin基因。除Aiole-2为酸性蛋白质外其他成员均为碱性蛋白。其结构以α-螺旋为主,存在2~3个跨膜区域,且有保守的中心疏水区和高度保守的脯氨酸结。AdOleosin和AiOleosin基因家族的染色体定位相似,在1和6号染色体没有定位,在4和7条染色体上各有3个家族成员。上游调控序列预测分析显示Oleosin基因存在大量的激素及逆境胁迫应答元件,PCR结果表明,Oleosin基因在花生根、茎、叶等组织中受干旱、盐及ABA胁迫诱导上调表达。且Oleosin基因在花生种子中表达量与温度有关。研究结果为深入研究Oleosin基因家族的生物学功能及花生抗逆品种的研究提供了支撑。
为解决山西省大豆种质资源数量多,保存、更新负担大,优良种质利用率低等问题,本研究依据山西省种质库数据对1999份山西大豆地方品种的20个表型性状进行分析,采用非加权类平均聚类分析方法对每个地区资源进行系统聚类后随机取样,构建的核心种质保留了原始种质总数量的10.66%。利用多个特征值(最小值、最大值、均值、标准差、变异系数、Shannon-Weaver 遗传多样性指数)和评价参数,包括均值差异百分率(MD)、方差差异百分率(VD)、极差符合率(CR)、变异系数变化率(VR)等对核心种质的代表性进行检验。结果表明,核心种质和原始种质19个表型性状的多样性指数t检验结果不显著,均值差异百分率、极差符合率、变异系数变化率、方差差异百分率分别为0、136.29%、106.44%、15.79%。核心种质和原始种质的前7个主成分相同,累计贡献率分别为85.761%和85.857%。结果表明,核心种质的213份种质能够代表山西大豆地方品种的遗传多样性。
为建立简单高效的向日葵芽期和苗期耐盐鉴定方法,明确不同基因型向日葵的耐盐性差异,筛选耐盐品种,本研究采用不同浓度的NaCl溶液对20个向日葵品种进行芽期和苗期的盐胁迫处理,在不同处理和时间节点下观察各品种指标变化,并基于各项指标进行相关性、主成分、隶属函数值、聚类等分析和耐盐性综合评价,比较各品种的耐盐性差异。结果表明:浓度≤160 mmol/L的NaCl处理下,某些品种的种子萌发和幼苗株高与对照相比,表现出一定的促进作用,但随着处理浓度的增加和时间的延长,种子萌发和幼苗生长均受到不同程度的抑制,且抑制作用随浓度增加和时间增长而越明显;NaCl处理下,幼苗叶片的K+/Na+明显高于根部,相对SPAD值则随着浓度的升高先上升后下降;相同处理浓度下,耐盐品种各指标相对值均高于盐敏感品种,说明耐盐品种比盐敏感品种受NaCl的影响小,具有一定的耐盐能力。本研究得出向日葵芽期和苗期NaCl耐盐性鉴定的适宜处理浓度均为250 mmol/L;芽期通过调查相对发芽率、相对发芽势、相对胚根长和相对胚芽长等指标的综合隶属函数值比较耐盐性,苗期通过调查NaCl处理第14 d的幼苗相对存活率、相对叶面积、相对株高、相对SPAD值、地上部分相对鲜重和地下部分相对鲜重等指标的综合隶属函数值来判断耐盐性;利用上述方法鉴定出67号和HZ001两个耐盐品种。
为确定免耕飞播油菜的适宜施肥时期,探索长江流域稻油轮作制度下稻秸全量还田油菜免耕飞播种植模式,于2020/2021年度和2021/2022年度在湖北省武穴市和黄陂区连续开展田间试验。试验设置7个处理,其中不施肥处理作为对照,其它处理的施肥时期分别为播种后3、5、7、9、12、17 d。通过调查关键生育期农艺性状、成熟期油菜籽产量及产量构成因子,测定油菜地上部养分积累量,明确适宜的施肥时期。结果表明,施肥时期显著影响油菜生育期农艺性状,相比其它处理,播种后5 d内施肥油菜的平均密度、株高、茎粗、越冬期最大叶面积分别增加43.2%、18.2%、13.9%、37.3%。施肥显著提高油菜籽产量,所有施肥处理的平均产量是对照(不施肥)的3.57倍;施肥时期显著影响油菜籽产量,2020/2021年度两个试验点在播种后5 d内施肥产量最高,比其它处理平均增产27.5%,2021/2022年度的两个试验点在播种后7 d内施肥产量最高,比其它处理平均增产33.8%。施肥时期显著影响收获密度和单株角果数,相比播种后5 d内施肥,其它处理平均收获密度降低19.9%,平均单株角果数减少16.9%。施肥时期显著影响肥料贡献率和养分积累量,两年试验播种后5 d内施肥对产量的贡献率和油菜地上部氮(N)、磷(P)、钾(K)积累量均达到最大,相比其它处理平均肥料贡献率增加16.2%,氮磷钾积累量分别提高19.2%、32.3%和34.5%。综上所述,免耕飞播油菜的适宜施肥时期为播种后7 d以内,以播种后5 d左右最佳;推迟施肥会降低油菜籽产量,即限制了油菜的养分吸收,阻碍了油菜群体生长构建和个体生长发育。
我国油菜品种抗裂角能力较差,联合机收损失高达20%左右,对油菜收获产量和效率影响严重,已成为当前油菜单产提升的重要障碍。成熟期催枯,可以促进作物成熟一致,以快速收割、减少损失。本研究针对当前获得农业农村部农药登记的2种敌草快类油菜催枯生长调节剂立收谷和立农收,以中熟半冬性常规油菜品种阳光2009为材料,研究催枯后油菜角果和茎秆的脱水效率以及对产量和品质的影响。结果表明,与自然成熟对照组相比,经立收谷和立农收处理后,角果和茎秆含水量均显著下降。喷施后第5天,角果含水量从45%左右分别下降到9.58%和16.05%,茎秆含水量从55%左右分别下降到37.14%和45.02%,其中立收谷的脱水效率更高且稳定。催枯生长调节剂的喷施适宜时期为成熟中期,在该时期分别喷施立收谷和立农收催枯,比自然成熟后直接联合机械收获的产量分别提高9.69%和4.15%。与人工割晒方式相比,喷施立收谷和立农收后联合机械收获的损失率分别为4.63%和9.45%。但如喷施延迟到成熟晚期,则会导致收获损失率大幅提高,分别达到13.80%和15.87%。两种制剂浓度试验表明,9~45 g/hm2立收谷均不会对子代产量造成显著影响,2种高浓度(36 g/hm2和45 g/hm2)立农收会导致子代产量分别显著下降5.76%和8.69%。不同浓度处理后,收获种子品质性状芥酸、油酸、硫苷、水分、发芽势和发芽率等指标变化不显著。鉴于敌草快作为生长调节剂已经获得我国农业农村部和其他国家的农药登记,已有研究也表明其具备较好的安全性,建议生产上可利用敌草快促进油菜成熟期脱水,减少机收损失,提高油菜联合机械收获效率,进一步提高我国油菜单产和生产效益。
菜油两用是发展油菜多功能利用的重要途径,明确不摘薹和摘薹油菜的追施氮肥用量对油菜籽产量及其构成因子的影响,可为菜油两用油菜科学施肥提供依据。2022-2023年在湖北省洪湖市和武穴市布置田间试验,主处理设置为不摘薹和摘薹,副处理为追施氮肥(N)0、22.5、45.0、67.5、90.0和112.5 kg/hm²。与不摘薹油菜相比,洪湖和武穴试验点在摘薹(鲜量)分别为6217 kg/hm2和6613 kg/hm2的条件下,两个试验点的油菜籽分别平均减产5.0%和24.7%,其中不追肥和低追肥量处理的减产幅度高于中高追肥量处理。薹期追施氮肥显著提高油菜籽产量,且摘薹油菜对追施氮肥的响应程度高于不摘薹油菜。洪湖点不摘薹和摘薹油菜分别追施氮肥40.6 kg/hm2和42.2 kg/hm2时可获得最高产量,而武穴点相应的最佳追施氮肥用量分别为33.4 kg/hm2和40.3 kg/hm2,说明菜油两用油菜的薹期追施氮肥用量要高于常规油菜。追施氮肥显著增加不摘薹油菜一次分枝上的角果数和摘薹油菜二次分枝上的角果数,摘薹与不摘薹相比能增加油菜的每角粒数但千粒重显著降低。摘薹油菜籽的含油率略高于不摘薹油菜,追施氮肥降低籽粒含油率,适宜追施氮肥能有效提高产油量。研究结果说明在油菜薹期摘薹6.4 t/hm²左右的条件下无论是否追施氮肥均会显著降低油菜籽产量,追施氮肥可以弥补产量的损失,适宜氮肥(N)用量为40 kg/hm²左右。
为探明花生籽粒镉(Cd)积累的关键时期和花生生长过程中Cd的吸收分配动态,选择花育22、湘花2008和粤油43三个花生品种进行田间试验,分析花生不同生育期各器官中Cd含量和转运系数(TF)的动态变化,并比较品种间的差异。实验结果表明籽粒中大于69%的Cd来自于结荚前期至饱果初期,且与籽粒生物量增长的关键时期一致。花生植株对Cd的吸收高峰期在结荚中期,进入饱果初期后,植株Cd净增长量急剧减少并保持较低的增长水平。花生根系吸收的Cd能高效地转运到地上部,其转运系数随着花生的生长持续提高,在花针期到达峰值,而后逐渐下降,但仍保持较高的转运系数(TF > 1)。Cd从地上部转运至荚果是相对低效的过程,在整个生殖生长期保持相对稳定(TF ≤ 0.2),而Cd从果壳到籽粒的转运效率较高,随着荚果的发育迅速增加,在饱果前期到达峰值,而后保持稳定或略有下降。花生吸收的Cd主要分配至茎叶,占植株Cd总量的80%以上。花育22茎叶的生长优势和相对较低的壳-籽粒的转运系数是其籽粒Cd积累低于另外两个品种的重要原因。减少生殖生长期,尤其是结荚初期及以后花生根系对Cd的吸收和Cd从地上部向荚果的迁移,以及限制结荚前期到饱果初期Cd从果壳向籽粒的转运是控制花生籽粒镉积累的关键。
为系统解决花生下种散乱,出苗率低,第一对侧枝不易出土等生产中存在的诸多问题,设计了花生覆膜“二次镇压”栽培技术,为验证该技术对花生子叶节出土调控效应及增产的效果,以花育25(HY25)和花育36(HY36)为试验材料,设置对照(CK)、清棵(QK)、二次镇压(ZY)3个处理,研究其对不同花生品种出苗率、壮苗率、子叶节出土率、农艺性状、干物质积累、产量构成及品质的影响。结果表明:QK和ZY均有助于壮苗,但ZY可显著提高花生出苗率和子叶节出土率,因此壮苗率较QK进一步提高,与QK相比,ZY处理后HY25和HY36的壮苗率分别提高了13.1%和12.4%;ZY对本身子叶节出土率较低的HY25调控效应更显著。ZY可降低主茎高和侧枝长,促进根系发育,提高成熟期主茎绿叶数和叶面积指数;显著提高植株各器官干物质积累,提高生物产量;促进结实和荚果饱满,增加干物质向荚果分配的比例,提高经济系数;提高实收株数,最终使荚果产量显著提高;提高花生籽仁的含油量和O/L值,改善花生品质。综上所述,花生覆膜“二次镇压”栽培技术有利于提高花生出苗率、壮苗率和子叶节出土率,改善农艺性状、促进干物质积累及提高荚果分配比例,提高产量,改善品质,为花生轻简高效栽培技术提供理论基础与技术支撑。
为探明花生/玉米间作模式对农业重要害虫暗黑鳃金龟和铜绿丽金龟发生危害的影响,通过在笼罩栽培池、网室及大田3个条件下的试验,研究两种金龟子对花生/玉米的寄主选择性,探讨花生/玉米间作对两种金龟子幼虫发生的影响。结果表明:暗黑鳃金龟对花生有明显的产卵选择偏好性,铜绿丽金龟对玉米有一定的产卵偏好性。花生单作区暗黑鳃金龟幼虫虫口密度是玉米单作区的3.55~6.59倍,而铜绿丽金龟幼虫虫口密度在两个单作区之间差异不显著;花生/玉米间作模式下,间作整体区域暗黑鳃金龟幼虫的平均虫口密度与花生单作区相比下降43.38%~70.84%,间作区花生带暗黑鳃金龟幼虫虫口密度与花生单作区相比下降33.55%~54.33%;铜绿丽金龟幼虫平均虫口密度与花生单作区和玉米单作区相比均略有变化但差异不显著。综上,花生/玉米间作种植模式可显著降低暗黑鳃金龟幼虫种群数量,但对铜绿丽金龟幼虫未产生显著影响。
为指导花生田蓟马的精准防控,了解和明确全国不同产区花生田蓟马的种类组成及其种群动态,采用盘拍法和色板诱集法对6个代表性地区的花生蓟马进行调查、鉴定,在此基础上对其多样性、相似性进行比较并对物种组成结构进行层次聚类分析。结果表明,新疆乌鲁木齐、吉林公主岭、山西汾阳、山东青岛、福建泉州、广东湛江6个地区一共采集到14 234头蓟马,隶属于3科6属10种;在属级和种级组成上表现为蓟马科属、种占比最大。从整体看,花蓟马/西花蓟马、烟蓟马、普通大蓟马和玉米黄呆蓟马是花生田的主要蓟马种类。不同地区蓟马群落的Shannon-Wiener多样性指数大小依次为青岛>乌鲁木齐>泉州>公主岭>湛江>汾阳,Simpson优势集中性指数大小依次为湛江>汾阳>公主岭>泉州>乌鲁木齐>青岛。蓟马群落两两之间的Jaccard相似性系数在0.40~1.00之间,为中等不相似、中等相似和极相似,以中等相似情况居多;6个地区被明显地聚类为北方产区和南方产区两大类。北方四个地区多以花蓟马/西花蓟马和烟蓟马为优势种,分别占所采集蓟马总数的35.72%~40.35%、15.20%~56.55%;普通大蓟马是南方两个地区的优势种,占蓟马总数的31.09%~74.32%。花蓟马/西花蓟马和普通大蓟马在整个花生生育期都有发生,而烟蓟马多在早期或早中期发生。此前在花生上极少关注的玉米黄呆蓟马,在北方和华南产区都可以大量稳定发生,具有为害花生的潜在风险。此外还发现,蓟马调查方法不同对最终得到的物种数目及占比均有影响。
由豆薯层锈菌引起的大豆锈病是热带、亚热带地区大豆的主要病害,可造成大豆严重减产。了解大豆锈菌的侵染特征有利于更好地开展抗锈育种研究。本研究利用番红固绿、DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)、 荧光增白剂和麦胚凝集素WGA488(wheat germ agglutinin, Alexa FluorTM 488 conjugate)四种染料对接种锈菌叶片进行染色观察,比较4种染色方法的效果。结果显示:采用番红固绿染色可清晰地观察到叶肉组织排列特征、孢子堆和新生夏孢子等;DAPI染色适于观察细胞核的状态和数量;荧光增白剂可将菌丝和植物细胞明确区分开,利于观察孢子入侵以及菌丝在叶肉组织内的分布特征;WGA488染料只能使真菌着色,适合观察菌丝在叶肉组织中扩展的整体性和连续性。根据研究目的及需要选取适合的染色方法,有助于精准地掌握大豆锈菌的显微结构特征及其侵染过程。
为了解根瘤内生菌合成菌群对大豆生长和对根系微生物的影响,利用前期分离自大豆根瘤的根瘤内生菌,通过菌株功能的互补、多样性的增加和促生效果的叠加构建了4个合成菌群。本试验研究发现,菌群Q1和Q4促生效果最佳,菌群Q1可显著增加大豆植株的茎长、茎鲜重、根鲜重和根瘤数,分别提升了19.2%、44.0%、51.7%和140.0%;菌群Q4显著增加了大豆植株的总根长、根表面积、根鲜重和根瘤数,分别提升了24.3%、34.0%、40.0%和200.0%。根内的16S rRNA测序结果表明,根瘤内生菌中Bacillus和Klebsiella能够侵入大豆根内,使细菌群落间正相关关系和生态功能相关编码基因丰度增加。根际土壤的宏基因组测序结果表明,接种合成菌群后根际中富集了Nocardioides、Pseudonocardia等有益菌属,显著增加了参与氮代谢和吲哚-3-乙酸(IAA)生物合成途径相关基因的丰度,并促进根际细菌进行辅酶、氨基酸转运和代谢,碳水化合物代谢和信号转导等生物过程。本项研究结果为构建大豆内生微生物组及发展高效微生物肥料提供了理论依据和技术支持。
为了解向日葵锈菌(Puccinia helianthi)冬孢子及锈孢子的生物学特性,对这两种类型孢子最适萌发条件进行了筛选研究。结果表明,采集的新鲜冬孢子在室温下存放超过180 d才可萌发。存放于-20℃萌发效果较好,180 d萌发率可达到39.45%,420 d时,冬孢子活性基本丧失。冬孢子在水琼脂培养基上于15℃ 12 h即可萌发,48 h后达到萌发高峰,萌发率为31.89%;锈孢子在水琼脂培养基上于20℃ 2 h开始萌发,24 h后萌发率最高,萌发率为54.33%;水琼脂培养基浓度对冬孢子的萌发无影响,0.50%琼脂培养基最适宜锈孢子的萌发;温度15℃、pH 6的条件有利于冬孢子萌发;20℃、 pH 7是锈孢子萌发的最适宜温度和 pH 值;光照对冬孢子萌发没有影响,但是对锈孢子萌发有促进作用。10 g/L低浓度的叶片浸出液可以促进两种孢子的萌发,高浓度抑制萌发。
为明确不同浓度噻虫嗪对点蜂缘蝽(Riptortus pedestris)当代、子代种群在大豆上为害能力的影响,本试验以噻虫嗪处理点蜂缘蝽成虫、若虫,构建受噻虫嗪不同浓度胁迫后的当代、子代实验种群,在大豆盛荚期(R4)通过盆栽网罩接虫方式,接入不同浓度噻虫嗪处理点蜂缘蝽当代、子代种群,研究其为害对大豆植株产量的影响。结果表明:同世代同虫态中,各处理种群的为害能力随着噻虫嗪浓度的增加而减弱。在LC50浓度处理下,当代成虫和若虫处理的大豆产量分别为对照处理的1.97倍和1.78倍,子代分别为1.71倍和1.44倍。当代成虫和若虫在对照(LC0)处理下的为害能力分别为LC50浓度处理的2.62倍和3.12倍,子代分别为1.68倍和1.61倍。相同浓度处理,当代为害后的大豆产量均大于子代危害后的产量,当代若虫为害大豆后产量最高,子代成虫为害大豆后产量最低,表明经噻虫嗪处理的点蜂缘蝽子代对大豆产量仍有一定的不利影响,但在逐渐降低。子代的为害能力较当代处理均有所升高,当代、子代处理的为害能力表现出随着浓度的升高为害能力下降的趋势。成虫当代为害能力回归模型为y=63.460-0.484x,成虫子代为害能力回归模型为y=65.048-0.327x,若虫当代为害能力回归模型为y=48.211-1.422x+0.0167x 2,若虫子代为害能力回归模型为y=55.068-0.884x+0.00888x 2。不同浓度噻虫嗪处理的点蜂缘蝽造成一定程度的大豆产量损失。同浓度处理,点蜂缘蝽子代的为害能力大于当代,当代、子代种群的为害能力随着浓度的升高而下降。成虫的为害能力大于若虫且随浓度的增加为害能力下降。试验结果可为合理科学减量使用噻虫嗪田间防治点蜂缘蝽提供依据。
为高效鉴定油菜籽品质,建立一种操作简单、成本低、耗时短的油菜籽中叶绿素含量的快速检测方法。采用乙醇(95%)提取样品中的叶绿素,以石油醚(60~90℃)-丙酮-甲苯(体积比2∶1.5∶2)为展开剂,紫外线分析仪(365 nm)激发叶绿素荧光显色,用智能手机采集荧光斑点图像,Image J软件进行荧光斑点自动识别,得到斑点面积,实现叶绿素a和叶绿素b的快速定性定量分析。该方法定量检测叶绿素a和b的线性范围为0.04~1.00 mg/mL,叶绿素a的决定系数R2为0.9965,日内精密度为5.9%,日间精密度为8.6%。叶绿素b的决定系数R2为0.9925,日内精密度为6.1%,日间精密度为5.6%。油菜籽中叶绿素a和叶绿素b的加标回收率分别为90.00%~91.67%和92.00%~113.00%。结果表明该方法线性关系较好,准确度良好,能快速测定油菜籽中叶绿素含量。
本研究以重组自交系群体为材料,建立检测范围宽、适用于优良单株筛选的蔗糖含量近红外光谱快速测定方法。采用高效液相色谱-示差折光技术测定325份材料的蔗糖含量,并利用波通DA7200型近红外分析仪采集近红外光谱,采用偏最小二乘法,构建基于18~23粒花生籽仁的蔗糖含量近红外预测模型。结果表明,模型对花生籽仁蔗糖含量的预测范围可达2.07%~12.37%,决定系数为0.9054,均方根误差为0.6774。利用20份材料对模型进行外部验证,独立测试集决定系数为0.9478。该模型对花生籽仁蔗糖含量的预测准确,可实现杂交早期世代单株蔗糖含量的快速、无损测定,提升高蔗糖含量花生品种的育种效率。
为探究不同发酵菌剂对紫花苜蓿与油菜秸秆混合青贮发酵品质、营养品质及维生素的影响,本试验以紫花苜蓿(甘农6号)和当地角果成熟期收获的油菜秸秆为试验原料,按5:5的比例混合青贮,共设置4组处理:对照组CK(添加蒸馏水)、I组乳酸粪肠球菌(E. feecelis),Ⅱ组植物乳杆菌(L. piantarum),Ⅲ组乳酸粪肠球菌+植物乳杆菌,青贮60 d后对其进行营养品质、发酵品质和维生素含量的测定。结果表明,添加不同乳酸菌添加剂均可增加青贮料中乳酸(lactic acid, LA)的含量,降低pH值。Ⅱ组青贮pH最低,显著低于I组和CK组(P<0.05)。Ⅱ组青贮氨态氮/总氮(NH3-N/total nitrogen, NH3-N/TN)显著低于CK组(P<0.05)。Ⅱ组水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)显著高于CK组(P<0.05)。Ⅲ组维生素E(VE)含量最高,I组维生素C(VC)含量最高。灰色关联度分析表明,试验Ⅱ组综合表现最优。综上所述,添加乳酸菌添加剂均可改善青贮饲料的发酵品质,其中植物乳杆菌添加剂综合表现最优,最适宜用作调制紫花苜蓿和油菜秸秆混合青贮饲料。