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    特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    傅廷栋, 万何平, 文静, 沈金雄, 汪波, 周广生, 张椿雨, 郭亮
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    我国盐碱地资源丰富,盐碱地综合利用对保障国家耕地资源与粮油安全具有重要意义。本文系统总结了近20年来华中农业大学联合多家单位开展的耐盐碱油菜研究成果:建立了甘蓝型油菜萌发期和幼苗期室内耐盐碱鉴定体系,筛选获得耐盐碱优异种质并选育出华油杂62、华油杂158、饲油2号等我国首批耐盐碱油菜品种;从避盐、渗透调节、吸盐聚钠及根系泌酸降碱等方面解析了油菜耐盐碱的多重生理机制;多点田间与定位试验证实,耐盐碱油菜根系可分泌有机酸降碱,脱盐率高,还可翻耕作绿肥,能快速提高耕地有机质含量,改良土壤结构,实现盐碱土壤改良;总结形成了不同盐碱生态区适配种植模式,如中重度盐碱荒地改良、棉油轮作及南方滨海盐碱地稻油轮作等,兼具油、饲、菜、观光、蜂业等多元功能。文章最后提出盐碱地改良的对策建议,以期为我国盐碱地生物修复与耐盐碱油菜产业化发展提供参考。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    侯献飞, 刘丰瑞, 万何平, 傅廷栋, 顾元国, 沈金雄
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    培育耐盐碱油菜是拓展油菜种植区域、促进盐碱地利用与改良的重要途径。甘蓝型油菜异源多倍化形成的基因家族扩张和同源基因分化,为该作物响应盐碱胁迫提供了遗传基础和调控可塑性。油菜可通过根系离子选择、Na⁺长距离运输及其在叶柄等器官中的截留与再分配,协同维持离子平衡,根系、分泌代谢物及微生物互作亦共同参与盐碱逆境适应过程。甘蓝型油菜耐盐碱性具有多基因控制、环境依赖和发育阶段特异性,现有研究主要集中于萌发期和苗期,对成熟期的耐盐碱机制认识不足;盐碱胁迫的差异性响应、关键数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)和候选基因的功能仍需深入解析。未来应加强全生育期、多环境精准鉴定,以产量和稳产性为核心,结合多组学、基因组选择,发掘稳定遗传位点与优异单倍型,推进多基因聚合与田间验证,为耐盐碱油菜分子设计育种提供基因资源和理论依据。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    刘飞, 田甜, 刘婉昕, 李珊珊, 蔡文博, 王道杰, 杨翠玲
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    植物在整个生命周期中持续面临干旱、盐碱、极端温度、重金属以及病原菌侵染等环境胁迫,这些因素严重制约作物产量和品质。细胞壁是植物细胞与外界环境接触的关键界面,不仅提供结构支撑,也参与胁迫信号感知与传递。细胞壁相关激酶(wall-associated kinase, WAK)是一类定位于细胞壁-质膜界面的受体样蛋白激酶,其胞外结构域可与果胶及其降解片段互作,从而感知细胞壁完整性的动态变化,并参与调控植物生长发育、病原防御和非生物胁迫适应。本文从WAK/WAKL基因家族的结构特征与进化模式出发,系统梳理了其在干旱、盐碱、极端温度等非生物胁迫以及病原防御中的功能;在此基础上,分析WAK与ROS、Ca²⁺和MAPK级联的信号网络关系。最后,本文讨论WAK/WAKL基因在油菜抗逆遗传改良中的潜在应用价值与主要挑战,以期为理解WAK/WAKL介导的胁迫感知机制和作物抗逆育种提供参考。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    张淑芳, 王延茜, 高锦勤, 杨翠玲, 翟云孤
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    干旱胁迫严重制约油菜的生长发育、产量形成与品质稳定。转录因子通过识别靶基因启动子顺式作用元件,激活或抑制下游基因表达,广泛参与脱落酸信号转导、气孔运动、活性氧稳态、渗透调节及表皮屏障建成等过程,是解析油菜抗旱遗传基础与发掘育种靶点的重要切入点。本文以油菜为重点,首先概述干旱胁迫下植物的形态、生理与分子响应机制,明确ABA依赖与非ABA依赖两条信号通路的交叉调控框架;继而系统梳理QTL定位、全基因组关联分析、全基因组家族鉴定、多转录组整合及蛋白质组学等技术在抗旱候选转录因子发掘中的应用,并比较遗传关联、组学关联与功能验证三类证据的效力差异;在此基础上,综述MYB、WRKY、bZIP、NAC、AP2/ERF、bHLH及锌指蛋白等家族的功能研究进展,重点分析各家族在ABA信号、气孔调节、角质层与细胞壁形成及代谢稳态中的功能汇聚与调控分化。现有研究表明,油菜中已有BnaC9.MYB46、BnaMYB52、BnMYB96、BnWRKY255、BnaABI5、BnaABF2、BnaNAC038、BnaNAC069、BnaA6.TINY、BnMYC2、BnaTZF1等成员获得内源遗传学证据,但多数候选基因仍停留在表达关联层面,缺乏直接靶点解析、同源拷贝功能鉴定及田间产量验证。针对油菜异源四倍体A/C亚基因组同源拷贝冗余与功能分化的复杂性,本文提出应优先开展内源功能验证与多拷贝功能解析,系统构建跨家族调控网络,加强翻译后修饰机制研究,并在旱池及多年多点田间条件下评估抗旱—产量—品质的协同效应,为油菜抗旱稳产优质遗传改良提供理论支撑。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    张维, 罗升, 杨廷海, 陈锋, 周晓婴, 付三雄, 张洁夫, 王晓东, 沈悦
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    土壤盐渍化是制约油菜生产的主要非生物胁迫因子,根系作为感知盐胁迫的首要器官,其构型与耐盐性密切相关。为解析盐胁迫下甘蓝型油菜根系性状的遗传机制,以202份甘蓝型油菜种质资源为材料,测定盐胁迫下相对根长、相对根表面积、相对根体积和相对根尖数4个性状,结合全基因组重测序数据,采用混合线性模型进行全基因组关联分析。结果表明,4个性状表型变异丰富且呈极显著正相关;共获得120个高置信度关联SNP,整合为70个候选区间,结合转录组与基因注释初步筛选到6个根系耐盐候选基因;经主成分分析和隶属函数综合评价,筛选出6份强耐盐种质。本研究为解析甘蓝型油菜根系耐盐分子机制提供了新位点和候选基因。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    沈悦, 罗升, 陈锋, 周晓婴, 高旭, 付三雄, 张洁夫, 王晓东, 张维
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    油菜是修复和利用盐碱地的优势作物。针对当前油菜碱胁迫响应机理及耐碱种质创新较为薄弱的问题,为阐明油菜耐碱遗传机制、挖掘抗性优异种质,本研究以甘蓝型油菜重组自交系(RIL)群体为材料,设置35、37.5、40 mmol·L-1 Na2CO3-NaHCO3(摩尔比2∶1)梯度碱胁迫处理,分别在胁迫第3 d、第6 d测定相对发芽率(RGR),开展萌发期耐碱性表型鉴定,并结合高密度SNP遗传图谱进行耐碱性QTL定位分析。结果表明:6个试验环境下共鉴定出49个耐碱性QTL,单个QTL可解释表型变异(PVE)为4.57%~22.8%,其中在多环境下可稳定检出的主效QTL(单个环境PVE ≥ 20%或多环境PVE ≥ 10%)共计6个,分别定位于A03染色体(2个)与A09染色体(4个)。结合RIL群体亲本重测序数据及拟南芥同源功能注释,在上述主效QTL置信区间内筛选获得8个油菜萌发期耐碱性候选基因。此外,本研究明确了37.5 mmol·L-1 Na2CO3-NaHCO3累计胁迫6 d的RGR作为油菜萌发期耐碱性适宜鉴定指标,并筛选出6份优异耐碱种质。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    刘翔, 张洁, 张宏昌, 黄镇, 李可琪
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    碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)是催化二氧化碳和水生成碳酸氢根与氢离子的关键酶,参与生物体内无机碳转运、pH稳态调节等多种生命过程。本研究对甘蓝型油菜基因组中α-碳酸酐酶基因家族(alpha carbonic anhydrase,ACA)成员进行了鉴定,共鉴定到25个BnACA基因,按照进化关系分为4个亚族,分布于16条染色体/染色体片段上。启动子序列分析结果表明,BnACA启动子区有大量激素响应、非生物胁迫相关的顺式作用元件。不同非生物胁迫下的表达量分析结果表明,BnaC08.ACA1表达受ABA、干旱、盐、高温胁迫的影响。为进一步研究BnaC08.ACA1的功能,本研究克隆了该基因并在拟南芥中异源过表达。抗旱性鉴定结果表明,过表达BnaC08.ACA1降低了拟南芥苗期的抗旱性,表明BnaC08.ACA1可能是干旱响应的负调控因子。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    纪翔, 范世航, 胡静, 付正伟, 华玮
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    N-乙酰-L-半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)作为含巯基的小分子化合物,可有效清除植物在非生物胁迫下过量积累的活性氧,但其在油菜盐胁迫调控中的作用尚不明确。本研究采用150 mmol/L NaCl模拟盐胁迫,通过设置0、50、100、150和200 μmol/L NAC浓度梯度进行预处理筛选,最终确定100 μmol/L为最适外源处理浓度,并系统分析了外源NAC对油菜幼苗生长表型、生理特性及胁迫响应基因表达的影响。结果表明,外源100 μmol/L NAC处理缓解了盐胁迫对油菜幼苗生长发育的抑制作用,且外源NAC处理降低了盐胁迫下地上部可溶性糖和脯氨酸的积累,并有效维持了Na+/K+稳态。同时,降低了地上部和地下部中MDA含量,减轻了膜脂过氧化损伤;并以组织特异性方式参与调控POD、SOD和CAT酶活性,增强活性氧清除能力。qRT-PCR分析显示,盐胁迫下,BnRD29A、BnCAT2等胁迫响应基因在油菜地上部或地下部中上调,而外源NAC处理可以有效缓解其变化幅度。综上,外源NAC通过调控渗透调节物质积累、维持离子稳态、增强抗氧化防御及胁迫响应基因表达等多重机制,协同缓解盐胁迫对油菜的损伤。

  • 特色专题·油菜耐旱耐盐碱机理解析与分子育种
    林国冰, 金鑫, 谢志奎, 贾晴晴, 何玮杰, 左青松, 赵远, 顾啸
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    为探明外源赤霉素(GA3)浸种缓解盐胁迫抑制油菜种子萌发的作用及其生理响应,以耐盐性不同的油菜品种华油杂62和浙油50为材料,采用种子萌发试验结合生理指标测定的方法,研究GA3处理对盐胁迫下油菜萌发特性、幼苗生长、活性氧代谢、膜稳定性及渗透调节的影响。研究表明,150 mmol·L-¹ NaCl胁迫显著降低了油菜种子的萌发能力和幼苗生长水平,且浙油50受抑制程度高于华油杂62。外源GA3浸种能够显著缓解盐胁迫造成的萌发抑制。进一步研究发现,GA3通过增强SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性,降低活性氧积累和膜脂过氧化程度,同时促进脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白积累,提高油菜幼苗的渗透调节能力。综上,外源GA3通过调控氧化稳态和渗透平衡,改善盐胁迫下细胞稳态环境,促进油菜种子萌发恢复和幼苗正常建立。

  • 遗传育种·生物技术
  • 遗传育种·生物技术
    王芳, 吕娇艳, 邢晓宁, 王海莉, 任锐, 芦连勇, 王基国, 王艳, 张少聪, 沈希华
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    为解析花生开花期调控的分子机制并筛选相关的候选基因,助力花生早花的分子育种,本研究以花生早花与晚花表型F₂分离群体为材料,构建极端性状混池,采用BSA-seq技术开展早花性状关联位点定位。结果显示,在4条染色体的相应区间内共鉴定到20个与早花性状显著关联的区间。这些染色体和区间包括A06染色体的23.50~98.50 Mb、A07染色体的62.00~63.00 Mb、B05染色体的14.00~14.10 Mb,和B08染色体的13.05~13.25 Mb区间。通过GO功能注释、KEGG通路富集分析及数据库多重比对,初步筛选出10个潜在开花相关候选基因;结合转录组表达数据进一步验证,最终确定2个候选基因Arahy.M2THPA与Arahy.UD4HAV。

  • 遗传育种·生物技术
    杨秀丽, 宁东贤, 张泽
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    为给花生株型改良育种提供依据,本研究以花生半矮化突变体dwarf1和野生型WT为材料,设置外源赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和油菜素内酯(BR)的梯度浓度处理,通过测定主茎高度、节数、节间长度及内源激素含量,系统解析半矮化突变体dwarf1矮化表型的生理机制。结果表明:dwarf1对外源GA₃响应极敏感,主茎高度、节数和节间长度随GA₃浓度升高而显著增加,10 mg·L⁻¹ GA₃处理可使其恢复至野生型水平,其内源GA₃含量极显著低于野生型。外源IAA处理对dwarf1与WT的主茎伸长无显著影响,但dwarf1内源IAA含量显著低于野生型,揭示IAA生物合成或信号转导通路可能存在异常。此外,dwarf1与WT的内源BR含量无显著差异,但低浓度外源BR处理对dwarf1的主茎伸长具有明显促进作用。综合上述结果推测,花生半矮化突变体dwarf1的矮化表型主要源于赤霉素生物合成途径受阻,并可能与生长素途径协同调控主茎生长,而油菜素内酯途径可能并非主要成因。

  • 遗传育种·生物技术
    张亚奇, 伊六喜, 董宇恒, 李强
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    为准确评价现有大豆种质资源的品质特征,挖掘优异种质资源,促进种质资源创新及品质遗传改良,本研究以112份大豆种质资源为材料,对其在3个环境下的26个品质性状进行描述性统计分析、方差分析、相关性分析及主成分分析。结果表明,26个品质性状的变异系数为3.21%~18.25%,籽粒含油率为17%~26.33%,籽粒蛋白质含量28.10%~46.67%;籽粒含油率与蛋白质相关性状均呈极显著负相关。通过品质综合评价及聚类分析,绥农76的综合得分最高;112份材料分为5类,第一类群为高蛋白类群(含绥农76、农庆豆13、东农56等6份材料),第二类群为高油类群(含长密豆30、19-201等5份材料)。本研究筛选出综合性状优良的资源绥农76,并构建了高蛋白、高油特异性种质类群,可为大豆品质育种提供明确的亲本材料。

  • 栽培生理·土肥植保
  • 栽培生理·土肥植保
    谢尚典, 明日, 雷利琴, 高彦妮, 刘帅, 张宗急, 李倩, 唐利平, 欧阳凤仔, 陆志峰, 鲁剑巍
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    为建立针对性的高效施肥技术体系、提升三熟制冬闲田油菜产能,在桂林、衡阳和吉安3个多熟制区开展田间试验,研究短生育期油菜品种中油早1号的干物质及氮、磷、钾、镁、硼养分积累特性,为稻-稻-油三熟制区扩种油菜提供科学施肥依据。中油早1号在3个试验点的生育期为171~182 d,产量为2125~2317 kg·hm-2。该品种干物质积累呈现“S”型曲线增长,在播种后60 d左右进入蕾薹期,随后开启持续约20 d的快速积累阶段,此阶段干物质积累量占总量的31.3%~40.7%,总干物质在角果期达最大值。植株氮、钾、镁、硼的积累规律与干物质的变化相一致,氮、钾积累峰值出现在终花期至角果初期,幼苗末期至蕾薹中期是快速积累期(均持续约22 d),期间积累量分别占总量的24.0%~32.0%和16.9%~28.0%;磷积累在整个生育期持续上升,快增期出现在蕾薹末期至初花期(持续约25 d),期间累积了总量的15.2%~25.8%;镁、硼积累峰值出现在角果期,快速积累期出现在蕾薹期,分别持续约26 d和23 d,期间积累量分别占总量的24.0%~29.3%和32.2%~34.7%。不同养分在成熟期各器官的分配特征为,氮、磷、硼优先积累在籽粒中,钾主要储存于茎秆中,镁则主要在茎秆和籽粒间均匀分配。在产量水平为2250 kg·hm-2时,中油早1号每生产100 kg籽粒平均需要N 10.62 kg、P2O5 2.59 kg、K2O 16.53 kg、Mg 1.19kg、B 0.024 kg,需求比例为1∶0.24∶1.56∶0.11∶0.0023。综上,中油早1号在桂林、衡阳和吉安均能获得丰产,且生长中无明显越冬停滞期,其每生产100 kg籽粒所需的氮、磷、钾、硼等养分比一般冬油菜高,而区域土壤的养分缺乏程度更严重,因此更需注重增加养分投入量,并适当将肥料重点分配在生育前期。

  • 栽培生理·土肥植保
    耿嫣然, 盛锋, 马霓, 张月霞
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    探究2,4-表油菜素内酯(eBL)对低氮胁迫下油菜叶片光合作用的影响,为利用植物生长调节剂协同优化油菜氮素管理和提升光合生产力提供科学依据。以油菜中双11号为材料,采用水培方式,设置0.3和6 mmol/L两个氮浓度,同时进行0.05 nmol/L eBL处理,一周后分析油菜叶片光合参数、叶绿素含量、光合作用关键酶活性、叶片组织结构和叶绿体超微结构等的变化特征。结果表明,低氮处理(LN, 0.3 mmol/L)显著抑制了地上部的生长,eBL处理则能减缓老叶衰老、加快新叶生长,缓解这种抑制效应。LN下油菜叶片中的光合色素含量显著降低,叶片组织结构和叶绿体超微结构受到破坏,叶片光合参数下降,核酮糖二磷酸羧化酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著降低;eBL处理后叶片栅栏组织细胞排列更紧密、细胞内含物增加,可见eBL改善了LN下叶绿体结构的完整性,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量分别增加了19.3%、26.0%、21.0%,显著提高了叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度等气体交换参数。同时,LN下eBL处理后叶片的Rubisco和PEPC酶活性分别增加了27.1%和23.0%。本研究结果表明,eBL通过维持叶绿体结构的完整性,提高光合色素含量、Rubisco和PEPC酶的活性,优化光能捕获和碳同化能力,从而改善低氮条件下油菜幼苗的光合水平。

  • 栽培生理·土肥植保
    吕丰娟, 吕茹洁, 张志华, 唐慧娟, 何俊海, 汪瑞清, 林洪鑫, 魏林根
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    为明确红壤旱地油菜-芝麻轮作体系中,油菜秸秆全量还田条件下芝麻获得高产的最佳施氮量,本研究于2020-2023年在江西典型红壤旱地进行田间试验。试验设置油菜秸秆全量还田下6个氮肥梯度处理:常规施氮(N0,105.0 kg/hm²)、减氮10%(N1,94.5 kg/hm²)、减氮20%(N2,84.0 kg/hm²)、减氮30%(N3,73.5 kg/hm²)、减氮40%(N4,63.0 kg/hm²)及不施氮处理(N5),以秸秆离田但常规施氮(105.0 kg/hm²)为对照(CK),分析各处理对土壤理化性质、干物质累积分配、氮肥利用效率以及农艺性状和产量的影响。结果表明,油菜秸秆还田对土壤理化性质的改良效果受施氮量调控,且随还田年限延长而增强。与CK相比,适量减氮20%(N2)在还田第二年改良效果最优:土壤容重降低9.77%,土壤有机质、有效磷和速效钾含量提高17.93%、13.62%和36.21%,速效氮含量与CK持平,C/N比优化至11.34。在作物响应方面,减氮20%(N2)处理芝麻产量最高,两年产量较CK分别提高12.12%、10.01%,氮肥收获指数、氮肥贡献率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率均与N0无显著差异,且芝麻各器官氮素累积量、干物质量均保持稳定。但当氮肥减施超过30%后(N4、N5),氮肥吸收利用率、氮肥农学效率显著降低41.74%、45.53%(与N0比),导致干物质量与产量显著降低。基于抛物线模型,油菜秸秆全量还田下芝麻获得最高产量的最佳施氮量为90.93~92.34 kg/hm²。由于减氮20%(84.0 kg/hm²)可实现芝麻高产与氮肥高效利用的协同提升,据此推荐红壤旱地油菜秸秆全量还田下,芝麻施氮量为84.0~92.34 kg/hm²。

  • 栽培生理·土肥植保
    唐桂英, 张佳蕾, 单雷, 徐平丽, 李国卫, 田婧雯, 万书波
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    花生是地上开花、地下结果植物,其第一对侧枝的结果数占总结果数的60%以上,该侧枝发育状况直接决定产量形成。花生属于子叶半出土或不出土类型,出苗时子叶埋于土中,对第一对侧枝的生长形成空间限制,影响其发育。传统清棵技术(如“挖窝晒棵”)虽可有效促进侧枝发育、提高产量,但依赖人工操作、效率低,难以适应现代轻简化、规模化栽培需求。本文系统综述了花生下胚轴伸长的生物学特性及其关键调控因子(光照与植物激素)的研究进展,梳理了传统清棵、覆土引升子叶节位等农艺措施的发展历程与技术特点,并从子叶出土型种质创制、品种选育、激素调控、延迟顶芽见光等角度,提出了花生免清棵栽培技术的设计思路与实现路径,旨在为花生轻简化、高产高效栽培提供理论依据与技术支撑。

  • 栽培生理·土肥植保
    王龙, 纪洪亭, 王勇, 赵韩伟, 王艳艳, 曾燕楠, 程润东, 王士红
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    高温胁迫是抑制植物生长的非生物胁迫之一,烯效唑作为一种良好的植物生长调节剂,具有提升植物抗逆性的潜力。为研究高温胁迫下烯效唑使用对向日葵生长和生理特征的影响,设置常规温度和高温胁迫2个温度水平,烯效唑处理包括对照、4个拌种处理(2.5、5.0、7.5、10.0 g/L)和4个叶面喷施处理(0.5、0.75、1.0、1.5 g/L),共18个处理,测定向日葵幼苗的表观性状以及抗逆生理指标。结果表明,高温胁迫显著降低了幼苗的株高、茎粗和叶面积,同时降低了幼苗干重、根冠比和SPAD,而增加了丙二醛(MDA)含量,表明高温胁迫诱导了氧化损伤,抑制了向日葵幼苗的生长。烯效唑处理可以显著提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,增强活性氧清除能力,但是,烯效唑浓度过高时会对幼苗产生显著的抑制效应。综上,采用2.5~5.0 g/L浓度的烯效唑拌种或于子叶展平期喷施0.50~0.75 g/L浓度的烯效唑,可在维持幼苗较高生长势的前提下,有效缓解高温胁迫引发的氧化损伤,进而促进壮苗的形成。

  • 栽培生理·土肥植保
    张鹏, 晁长艳, 高玉红, 王一帆, 剡斌, 卢培娜, 吴兵, 郭丽琢, 王浩然
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    为明确生物炭施用对胡麻//豌豆系统生产力及种间关系的影响,通过田间裂区试验,研究不同生物炭施用量(C0,0 t/hm2;C1,10 t/hm2;C2,20 t/hm2)和种植模式(单作胡麻、单作豌豆、胡麻//豌豆间作)对胡麻和豌豆干物质积累、转运、产量构成、籽粒产量及间作系统种间竞争力的影响。结果表明,连续2年施用生物炭可显著增加胡麻和豌豆植株干物质积累量、干物质最大增长速率和平均增长速率,且随生物炭用量的增加而增加,但在连续施用第3年,20 t/hm²生物炭的作用效果反而低于10 t/hm²生物炭;不同间作系统中,间作较单作显著促进了胡麻干物质积累与转运,其花前干物质转运量、转运率、贡献率及花后干物质积累量较单作显著高出61.03%、42.87%、29.88%和13.85%,而豌豆的花前干物质转运量、转运率和贡献率在单作系统下表现更佳。相对于不施生物炭,2022年C2处理下,胡麻有效蒴果数和产量显著增加13.30%和12.81%,豌豆单株结荚数、每荚粒数和产量显著增加30.44%、17.00%和20.46%,2023年C1处理最佳,胡麻和豌豆产量分别增加13.52%和18.42%。相对于单作,胡麻在间作模式下两年产量平均显著增加18.26%,豌豆在单作下产量更高,2022年在各生物炭水平平均显著增加9.47%,2023年在不施生物炭水平显著增加7.81%;在胡麻//豌豆系统中,胡麻相对竞争力大于0,竞争比率大于1,为优势作物,豌豆则为劣势作物,且各生物炭水平下土地当量比均大于1,间作种植模式有明显产量优势。综上表明,施用生物炭可显著增加胡麻//豌豆系统干物质积累、转运,从而提高胡麻和豌豆籽粒产量,但长期过多生物炭累积不利于其产量的增幅。

  • 栽培生理·土肥植保
    韩宁, 庄轹文, 吕金昊, 孙泓希, 王一波, 任亮, 王海新, 史普想
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    本研究旨在明确辽宁省花生冠腐病的病原,通过组织分离法获得病原菌分离物,并基于科赫氏法则验证其致病性。对病原菌的菌落形态、菌丝特征及孢子结构进行了观察,结果显示该菌在培养基上菌落呈圆形、边缘规整,菌丝呈白色绒毛状,具隔膜及分支,分生孢子为黑色球形。进一步对病原菌的CAL和Tub2基因片段进行扩增与测序,通过多基因序列联合构建系统发育树,最终将引起该地区花生冠腐病的病原鉴定为Aspergillus niger。生物学特性研究表明,该菌菌丝在35℃下生长最佳,最适pH为5,最适碳源和氮源分别为乳糖和胰蛋白胨,其致死温度为60℃。

  • 栽培生理·土肥植保
    刘江堂, 张芷兰, 周长军, 于吉东, 王芳
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    镰刀菌引起的根腐病是一种广泛传播的土传病害,严重损害大豆产量和品质。为明确纳米氧化锌(ZnO Nanoparticles,ZnO NPs)对尖孢镰刀菌所致大豆根腐病的防控效果,评估不同浓度ZnO NP对大豆植株生长及生理活动的影响,本研究对11个黑龙江省大豆主栽品种进行抗性测定,选取感病品种为供试材料,在温室栽培并叶面喷施不同浓度的ZnO NP(100、200、500 mg/L),通过酶活性检测、元素和类黄酮含量分析以及类黄酮合成相关途径基因的实时荧光定量,评价处理效应。结果表明,11个大豆品种对4种镰刀菌的抗性存在差异,合丰50抗性较低,平均病情指数为46.5。在该品种叶面喷施不同浓度的ZnO NP均可降低尖孢镰刀菌根腐病的发病程度,提高植株叶片超氧化物歧化酶SOD(51.00%~82.95%)、过氧化物酶POD(106.11%~223.87%)及过氧化氢酶CAT(74.36%~157.73%)活性,降低叶片及根系丙二醛MDA含量。浓度200 mg/L ZnO NP使病情指数下降85%,植株高度、根长、鲜重及叶片锌元素含量显著增加,叶片及根部类黄酮含量分别是健康对照的1.5和2.0倍。实时荧光定量检测表明ZnO NP对类黄酮合成途径相关基因具有特异性时序调控,诱导表达模式与病原菌明显不同。研究表明,纳米级的锌元素通过提高植株抗氧化酶活性,降低膜质过氧化程度,调控类黄酮合成相关途径基因的表达,促进类黄酮的积累,增强植株抗病能力,促进植株生长,降低尖孢镰刀菌引起的大豆根腐病。

  • 栽培生理·土肥植保
    刘荣, 王明东, 闫宁宁, 李铁, 刘瑞, 杨剑锋, 张键, 曹庆芹, 肖婷婷, 赵君
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    为探究列当(Orobanche cumana)不同生理小种在寄生向日葵过程中木质部桥的形成差异是否决定其寄生效率和发育时序,本研究以向日葵品种LD5009为寄主,选取向日葵列当的D、E、G小种及寄生番茄的G小种为材料,结合振荡切片与双荧光染色技术,系统比较了不同生理小种在吸器形成、木质部桥发育及瘤结形成等关键阶段的组织学特征,揭示了木质部桥结构的复杂度与列当寄生能力之间的相关性。列当不同生理小种接种后的寄生瘤结的统计结果表明:相同寄生条件下,列当不同生理小种对向日葵根系的寄生能力的排序表现为G小种的寄生能力最强,寄生在番茄植株的G小种与D小种寄生能力次之,而E小种的寄生能力表现为最弱。按照列当寄生的不同阶段,在组织学水平比较了列当不同生理小种侵染后建立寄生结构过程差异,结果表明,接触期列当不同生理小种萌发形成的芽管与向日葵根系开始附着,附着后寄主根系结构无显著差异;吸器形成期,列当G小种和寄生在番茄植株上的向日葵G小种形成了高度发达的木质部桥结构,木质部桥组织在寄生组织中的占比远高于D、E小种。列当G小种和寄生在番茄植株上的G小种已经进入瘤结期,而D小种和E小种还处于寄生吸器的形成期。供试列当不同生理小种和寄生在番茄植株上的G小种从种子萌发形成芽管接触向日葵根系开始,23 d后均进入列当的出茎期。但是,寄生在番茄植株上的G小种的出茎最早,其次为列当G小种和D小种,而列当E小种的出茎最晚。本研究的结果还表明,不同列当生理小种在侵染向日葵根系时寄生组织的形态变化基本一致,但列当不同生理小种寄生时在向日葵根系形成的维管束桥的连接形态有一定的差别,主要表现在D、E小种的木质部桥与向日葵根系木质部细胞的连接结构的复杂度低,空间延伸范围窄,组织连通程度有限;而G小种及寄生在番茄植株上的G小种的木质部桥连接结构完整、空间延伸宽泛、组织连通性更充分,其连接形态与列当茎的形成和生长速度直接相关。

  • 栽培生理·土肥植保
    朱惠敏, 管青霞, 李永红, 刘寒冰, 郭昭宇, 李国庆, 吴明德, 杨龙, 张静
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    油菜根溃疡病是在甘肃省陇西县发现的一种新病害。本研究在2021-2024年调查了油菜根溃疡病的田间症状、危害损失、症状出现的时空动态以及与L. sclerotioides侵染的关系,分析了温度对这一病害发生的影响;此外,还监测了苜蓿和小麦上L. sclerotioides的发生情况。结果表明,在陇西县高海拔(>2000 m)地区,油菜根溃疡病对白菜型冬油菜可造成毁灭性损失,重病田发病株率达到100%,病情指数达到75.9~97.6。腐烂根组织变黑,凹陷,表面着生大量颗粒状黑色菌核(分生孢子器前体结构),主根严重腐烂时,油菜植株失去返青生长能力。而主根局部腐烂的油菜植株则可以返青生长、开花、结实,腐烂症状和L. sclerotioides菌核仅停留在主根上,没有蔓延至茎秆、枝条和角果。季节发生动态的监测结果表明,油菜根溃疡病仅发生在越冬期(2-4月),这一期间以及越冬前期的持续低温(月均气温3.5℃~13.0℃,月均土温5.3℃~15.2℃)可能是诱发其发生的重要因子。从罹病油菜根组织中分离得到135个真菌分离物。形态和分子鉴定结果表明,它们均属于L. sclerotioides。此外,在苜蓿和冬小麦根样品中也检测到L. sclerotioides的存在。据作者所知,这种真菌在我国苜蓿和小麦上发生尚属首次发现。

  • 智慧农业·农机装备
  • 智慧农业·农机装备
    盛宇, 贺磊盈, 刘林秀, 汤晶宇, 洪友君, 滕建华, 杜小强, 庄期寅, 姚小华
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    采收机械化是油茶产业发展的迫切需求。油茶花果同期的生物学特性和山地丘陵等立地的复杂性,对油茶机械化采收提出了挑战。为评价轻简油茶采收机械的适配性,比较了手持梳刷式和振动式机械与人工采收对油茶树体损伤及来年生长物候和油脂性状的影响。结果显示,采收方式显著影响油茶树体叶片和花苞脱落。应用机械采收导致的油茶平均花苞脱落率和叶片脱落率分别较人工采收高21%~31%和16%~21%;人工采收时,单位千克采果量的花苞、叶片、枝条综合脱落量较机械采收降低62%~78%。不同油茶品种的机械采收落叶敏感性存在差异。梳刷式和振动式机械采收导致的CL53和CL4叶片脱落率均略高于人工采收,但差异不明显。相比之下,CL18中梳刷式和振动式机械采收的叶片脱落率分别为11.1%和9.4%,均显著高于人工采收(6.5%)。总体来说,在树体损伤控制方面,振动式机械表现优于梳刷式机械。机械采收和人工采收方式对油茶来年含油率、脂肪酸组分和生物物候期的影响差别不大。油茶机械采收应与人工采收和油茶树体结构管理相结合。

  • 检测加工·品质营养
  • 检测加工·品质营养
    禹晓, 李升, 杨帆, 张晨, 陈亚淑, 周琦, 邓乾春, 朱莹莹, 汪厚银
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    为了给亚麻籽粉感官评价体系构建、质量控制与品质提升和标准化生产提供参考,本研究比较分析了20种市售亚麻籽粉的感官品质特性,重点梳理了原料品种和熟化方式对亚麻籽粉颗粒尺寸、微观形态、香气属性、口感滋味以及表面属性的影响。结果表明,20种市售亚麻籽粉的粒径主要分布在0.20~0.45 mm,仅在颗粒尺寸较大且未结块样品中观察到完整的胚子叶细胞腔室结构,以及少量近球形蛋白体,但油脂体均已发生塌陷。多数亚麻籽粉呈现出“烤香”、“油脂味”香气属性和“鼻后香气浓郁程度”,“酥脆性”、“沙粒感”、“黏牙性”口感属性,但部分样品呈现较强“海苔味”和“生青味”,以及“哈喇味”和“生核桃皮味”。大部分亚麻籽粉“光泽性”良好,颗粒大小和均匀性差异明显,少数样品“表面松散性”较差,出现结块现象。主成分分析和聚类分析将市售亚麻籽粉基于口感滋味、香气和表面属性差异进行分类。其中,采用低温烘焙工艺的亚麻籽粉“鼻后香气浓郁程度”和“酥脆性”较好,但部分样品“哈喇味”、“生青味”、“生核桃皮味”和“异味程度”较强,“光泽性”好、“表面松散程度”较强;微波熟制亚麻籽粉感官品质稳定,未呈现明显“哈喇味”、“生青味”等不良气味;高温炒制亚麻籽粉的“黏牙性、“均匀性”较强。总之,通过筛选原料品种、调整熟制方式和关键参数,有望提升亚麻籽粉“烤香”、“酥脆性”,减少“哈喇味”、“沙粒感”和“黏牙性”等不良口感。

  • 检测加工·品质营养
    姚小华, 顿春垚, 陶勇, 熊强, 金青哲, 杨校生
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    本文系统分析和评估了油茶、薄壳山核桃等我国木本油料的脂肪酸组成及微量油脂伴随成分(甾醇、维生素E、角鲨烯、多酚),旨在为油茶等木本油料品种选育、油品掺伪鉴别和产品营养定制提供依据。数据涵盖116份样本。结果表明:其脂肪酸组成以高油酸(70%~83.5%)、低饱和脂肪酸(平均10.9%)为特征,其中油茶籽油的油酸占比达78.6%,显著高于草本油料;山茶科油料均未检出花生酸,可作为鉴别掺伪的标志性指标;参试木本油料中山茶属种子油富含β-香树脂醇与羽扇豆醇(油茶籽油中分别达1376 mg/kg、1156 mg/kg);威宁短柱茶多酚含量居首(66.69 mg/kg),油茶品种中长林53号甾醇总含量最高,4,4-二甲基甾醇类含量尤为突出,近年来选育的CYZ11无性系亚麻酸显著高于其他品种。