我国作为全球最大的花生生产国,花生产业在保障国家粮油安全、促进农民增收和推动乡村振兴方面具有重要战略意义。近年来,在国家农业科技创新战略的引领下,花生育种与栽培技术持续进步,产量和品质稳步提升,逐步形成了黄淮海、东北、长江流域、华南等优势产区。然而,当前产业仍面临机械化水平区域发展不均衡、产业链各环节衔接不畅、深加工产品占比偏低等挑战。2025年中央一号文件首次明确提出“挖掘花生扩种潜力”,为产业高质量发展指明了方向。围绕花生产业高质量战略目标,本文在深入调研和系统数据分析的基础上,全面梳理了我国花生产业的发展现状,深入剖析了产业面临的制约因素,并据此提出推动产业高质量发展的对策建议。研究显示,通过充分激发市场需求潜力、优化区域布局、增强科技创新能力与全产业链协同、加大政策支持力度等途径,到2035年,我国花生种植面积有望从目前的7200万亩扩大至8700-9000万亩。未来,我国花生产业将朝着“科技提升品质、品质铸就品牌、品牌带动产业”的可持续发展路径稳步迈进,最终实现产业全面升级与高质量发展。
本文利用PESTEL框架分析了中国、俄罗斯及蒙古国三国在油料作物、油料产品和油料产业三个层面合作的可行性。研究表明,三国在油料作物种植、油料产品加工以及油料产业链整合方面具有巨大的合作潜力,尤其在经济和环境方面更是如此。中国作为全球最大的植物油进口国,对高品质油料作物的需求不断增加;俄罗斯和蒙古则具备广阔的可耕地和相对低廉的生产成本。尽管三国在油料作物种植方面已有政策基础和合作机制,但在油料产品加工和产业链整合中仍面临政治风险、投资环境不确定性等挑战。未来需加强政策协调、技术创新和市场优化,以实现油料作物、油料产品及油料产业的高质量合作与共赢。
品种是油菜生产的芯片,新品种推广应用是快速提高我国油菜单产最有效措施。针对我国油菜新品种推广速度慢、效率低的问题,本文对2004-2022年期间主栽油菜品种的推广周期特征、品种性状、推广措施进行分析,旨在发现与推广面积紧密相关的因素,为加快新品种推广速度提供新思路。结果表明,我国油菜41个主栽品种平均推广周期为14年,平均推广面积80.3万公顷。2004年以来,我国油菜品种数量大幅增加,但年推广面积超过6.7万公顷的重大品种数量明显减少。与2004年以前审定品种相比,2004年之后审定品种推广周期缩短2.6年,其中平台期的时间和面积分别增加2.6年和17.1万公顷,衰退期分别减少2.1年和21.4万公顷。多元线性回归分析表明,品种性状、推广措施等因素可解释72.7%推广面积变化,其中抗倒性、宣传报道数量与推广面积达极显著相关,区试增产率与含油量也有较大正向贡献。建议生产实际中,育种家应考虑产量、含油量和抗倒性的同步提高,种业企业可采用多品种推广策略、召开线上和线下示范培训会等方法延长品种推广平台期时间,使新品种的生产性能和推广方式更好满足生产实际需求,有效支撑我国油菜单产提升和安全供给。
真菌毒素是真菌产生的次级代谢产物,其毒性大、污染范围广,对人类和动物健康造成严重威胁,其检测与控制对保障农产品及饲料质量安全和消费安全具有重要意义。本文综述了近年来金属-有机骨架材料(MOF)在农产品及饲料等复杂基质的真菌毒素检测与控制中的应用。MOF具有高孔隙度、高比表面积、结构可调控及良好的化学和热稳定性等优点,在真菌毒素检测中,MOF及其复合纳米材料一方面用作前处理材料,表现出强富集和抗基质干扰能力;另一方面作为信号传导材料,不仅表现出良好的模拟酶特性,还具有发光以及电化学活性等。在真菌毒素控制中,MOF可通过多重作用吸附真菌毒素用于物理脱毒,或与其它纳米材料复合兼具光催化性能实现化学脱毒,还可作为酶类似物和酶载体降解真菌毒素实现绿色防治。最后对MOF的吸附性能和催化效率存在的问题进行了讨论,以及绿色合成和高效脱毒的未来发展趋势进行了展望。
作为一种环境友好型种植模式,间作能够增加田间作物多样性和系统生产力,维持农田生态系统稳定性,是发展集约化生态农业的重要措施。然而,由于间作系统中组成作物高度差异,高位作物遮荫使低位作物处于光能劣势,遮荫胁迫成为限制间作系统产量的主要因素,对作物的植株形态、叶片结构、光合特性和生理特性产生负面影响。因此,本文基于前人研究成果,从作物对遮荫胁迫的响应机制,以及缓解间作遮荫胁迫、改善间作系统光能利用的措施等方面进行综述,以期为耐荫作物品种的选育和间作系统高产稳产提供依据。
贵州油菜产业的高质量发展既是保障国家粮油安全的重要任务,也是山区特色农业转型升级的关键途径。本文基于科技支撑视角,系统梳理了贵州油菜产业的发展现状与制约因素,分析了国内外农业科技赋能的进展与典型经验,并结合贵州本地的实践案例进行探讨。研究发现,近年来贵州油菜在种植面积和产量方面实现了较快增长,但仍面临气候灾害频发、机械化率偏低、生产成本高与效益低、基础设施薄弱以及科技支撑体系不健全等瓶颈。在科技支撑方面,北京、四川、江苏、天津等地的实践表明,形成“科研院所+推广部门+龙头企业+农户”的协同模式,是实现农业高质量发展的有效路径。贵州近年来通过“揭榜挂帅”攻关、油菜百亩方高产示范、科技特派员制度以及油菜花文旅融合等举措,探索了适应山地条件的油菜多元化发展模式,取得了阶段性成效。未来,应加强优质高产多抗油菜品种与短生育期油菜品种选育,因地制宜地在贵州不同生态区域推广应用。同时,加强山地农机装备轻简高效栽培技术研发与良田建设,促进山地油菜良田良种良机良法融合增效,并加强成果转化、农技推广及社会化服务体系建设,推动贵州油菜产业在乡村振兴中发挥更大作用。
原生质体融合技术是克服甘蓝型油菜远缘杂交障碍的有效手段,也是创制新种质的重要途径。本文系统综述了该技术在甘蓝型油菜与菘蓝、诸葛菜等十字花科植物体细胞杂交中的应用,总结了其在抗性导入、品质改良及不育系创制等方面取得的进展。指出目前仍存在融合效率低、外源染色体不稳定等技术瓶颈。初探了甘蓝型油菜与羽衣甘蓝的体细胞杂交的潜力,提出以贵州特有的多花色、高产和高油甘蓝型油菜DW871为受体,通过体细胞杂交导入羽衣甘蓝的叶色、叶型等观赏性状,创制兼具观叶、观花与油用多功能用途油菜新种质的育种策略,为油菜遗传资源与农旅融合型品种选育拓展思路。
为深入探究贵州省地方花生种质资源的遗传多样性及其亲缘关系,本研究选取来自贵州省9个地州市290份地方花生种质资源,并对其进行SSR分子标记分析。研究结果表明,11对引物共扩增出22个等位基因。杂合度、期望杂合度、Shannon多样性指数I以及多态性信息量PIC平均值分别为0.525、0.495、0.647和0.534。遗传聚类分析揭示9个不同来源地花生种质资源划分为7个种群,其中最大一个种群包含所有来源地参试材料。基因流参数为1.215,表明存在一定程度基因交流。主坐标分析(PCoA)进一步证实不同来源地材料之间既存在基因交流也存在基因分化现象。结果共同表明,参试花生种质资源在遗传多样性方面表现出较高丰富性,并且部分种质资源在亲缘关系上较为接近。本研究为贵州省花生核心种质库构建以及优异种质筛选提供重要材料基础。
为解析不同生态区对贵州地方花生种质资源农艺及品质性状影响,探寻关键生态因子,本研究于三个不同生态区同时种植105份不同种质,对三个点花生种质资源开展农艺性状与品质性状分析,针对不同生态区土壤养分、气象信息与农艺性状、农艺品质性状进行关联分析。研究结果显示,参试材料农艺品质性状在三个生态区存在显著差异;通过主成分分析可知,单株生产力、总分枝数、脂肪、油酸含量为不同生态区最为显著的农艺品质性状关键影响因子;根据综合评分计算表明,不同生态区综合评价结果为沿河县>平坝区>花溪区;土壤中碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、盐分等是影响不同种质主要核心土壤养分因子;相关性分析与冗余分析表明,生长季温度与株高、第一对侧枝长、单株生产力呈强正相关关系,与生育期天数呈显著负相关,生长季降水与蛋白质、蔗糖呈较强正相关,海拔与蛋白质、蔗糖呈极强负相关,这表明气象因子与土壤养分协同作用,显著影响参试材料农艺品质性状表现。这些研究发现将为贵州花生区域化种植布局与精准栽培管理提供重要的理论依据。
油菜是保障我国食用油安全的重要作物,单产提升缓慢使产业发展陷入瓶颈。为深入解析主要农艺性状与单株产量之间的内在关系,明确甘蓝型油菜单株产量形成的关键影响因子 ,本研究以80份甘蓝型油菜新组合为材料,系统评价了农艺性状与产量表现;综合运用相关性分析、通径分析和主成分分析等方法,筛选出单株产量构成的关键性状及综合性状优良的组合。结果表明,单株产量与株高、生物产量及单株有效角果数呈显著正相关,而每角粒数与角果数、千粒重之间存在显著负相关。通径分析表明,生物产量是单株经济产量形成的核心驱动因子,其直接通径系数达0.81,与株高、角果数等性状产生显著的间接效应。主成分分析提取的4个主成分累计贡献率达79.86%,为不同育种目标提供了理论依据。通过对80个甘蓝型油菜组合的系统评价和分析,筛选出4个综合性状优良的组合(2007、2008、2009、2027)。经两年试验验证,进一步验证了上述对比分析结论的可靠性,为组合的合理选用提供了稳定依据。
为筛选新型化学杀雄剂并推进贵州化学杀雄杂交油菜的选育与产业化应用,以甘蓝型油菜短生育期亲本材料SZ001和中晚熟亲本材料ST311为材料,在长顺县和修文县两地开展田间试验。选用两种化学杀雄剂gz-1与gz-2,分别设置3个和4个浓度梯度,通过多因素随机区组设计,研究品种、栽培环境、第一次喷药(C1-C3为gz-1的3个浓度,C4-C7为gz-2的4个浓度)与第二次喷药(D1-D3为gz-1的3个浓度,D4-D7为gz-2的4个浓度)处理对杀雄效果的影响。结合醋酸洋红染色与田间育性鉴定,测定各处理的药害株率、自交结实率、花粉活力及单株产量。结果表明,各性状的显著变化主要由多因素共同调控。在同一化学杀雄剂处理下,不同地点与品种组合的药害株率、自交结实率、花粉活力及单株产量表现差异明显。组内比较发现长顺SZ001、长顺ST311、修文SZ001和修文ST311试验点筛选出的最优喷施组合分别为C6D1、C4D4、C4D1和C1D1;组间比较发现C1D1与C2D1在三个试验点表现最佳,其次为C4D1、C4D6和C5D1,也在两个试验点达到高不育、低药害和减产少的效果。这些组合处理后油菜的药害株率及产量与对照无显著差异;自交结实率控制在5%以下,整个花期花粉败育比例均达90%以上,与对照相比差异极显著。
早熟油菜新品种选育是促进冬闲田扩种油菜,实现油菜产能提升的关键。本文分析了不同时期四川早熟油菜产量构成差异,为推动四川早熟油菜品种遗传改良提供理论支撑。利用2015-2024年四川省油菜区域性试验中87个早熟油菜组合进行重要性状演变趋势分析,同时以2015-2019年与2020-2024年两个时期分别对上述组合产量与主要性状进行相关分析和通径分析。演变趋势分析表明,87个早熟油菜组合产量年均增益为67.23 kg·hm-2,单株角果数呈现U型变化趋势,每角粒数呈线性上升趋势、年均增加0.57 粒,千粒重呈现缓慢上升后缓慢降低趋势。2020-2024年较2015-2019年期间,平均产量、菌核病发病率、菌核病病指、每角粒数、一次分枝数、千粒重分别极显著增加13.74%、25.70%、25.18%、16.99%、9.18%、4.82%,单株角果数显著增加7.23%。相关分析和通径分析表明,2015-2019年期间,每角粒数与产量呈极显著正相关,菌核病发病率、菌核病病指、生育期与产量呈显著或极显著负相关;直接正效应最大的是每角粒数,直接负效应最大的是菌核病发病指数。2020-2024年期间,单株角果数、生育期与产量呈显著正相关,菌核病发病率、菌核病病指与产量呈极显著负相关;单株角果数对产量直接正效应最大,菌核病病指对产量直接负效应最大。因此,未来四川早熟油菜品种选育应在保持当前高角粒数的基础上,进一步加强单株角果数的改良,同时强化品种菌核病抗性的选择。
盐害是影响大豆生长发育的非生物胁迫因素之一,严重制约了植株的生长发育。为了应对土壤盐害对大豆产量的影响,筛选盐胁迫条件下高耐盐的大豆种质资源是有效途径之一。本研究以晋品科豆3号、宁豆9号、宁黄16LD1等西北地区74份大豆为材料,鉴定和评价大豆萌发期和苗期的耐盐性。 萌发期用150 mmol·L-1 NaCl溶液处理,测定地上部鲜重和干重、地下部鲜重和干重、苗高、根冠比、地上含水量、地下含水量、全株鲜重、全株干重,对这十个指标进行主成分分析,隶属函数分析,综合评价和通径分析。苗期用200 mmol·L-1 NaCl处理,对每株大豆进行耐盐指数评级并计算平均值。结果表明萌发期10个单项的形态指标可以转化成3个相互独立的主成分,累计贡献率为85.89%,在萌发期筛选到宁夏地方种质-55、宁夏地方种质-03、延惠2号等耐盐较强材料21份;苗期筛选到宁豆10号、宁夏地方种质-29、宁夏地方种质-51等耐盐性较强材料10份;宁夏地方种质-26、宁夏地方种质-48、汾90024等4份材料萌发期和苗期耐盐性均较强。进一步通过隶属函数分析计算获得大豆萌发期综合评价D值,根据D值对种质资源进行聚类分析。最终将74份大豆种质资源划分为4类,Ⅰ类(耐盐型),Ⅱ类(中等耐盐型),Ⅲ类(中等敏感型),Ⅳ类(盐敏感型)。对各项指标逐步回归分析后,建立大豆萌发期耐盐综合评价预测模型D = - 0.182 + 0.122X2 + 0.179X5 + 0.151X6 + 0.151X7 + 0.337X9+ 0.169X10 (R2 = 0.990, P < 0.001),筛选出地下鲜重(X2)、苗高(X5)、根冠比(X6)、地上含水量(X7)、全株鲜重(X9)、全株干重(X10)6个指标可以作为大豆萌发期耐盐评价指标。
A. duranensis是花生栽培种的祖先野生种之一,具有栽培种不具备的很多优良基因。然而,由于其与栽培种很近的亲缘关系,缺乏有效的染色体鉴定手段,导致对导入的野生种外源染色体信息获取困难。为了解决A. duranensis外源染色体系的创制和鉴定问题,本研究首先利用栽培种Tifrunner和二倍体野生种A. duranensis参考基因组序列,通过生物信息学分析从A. duranensis和Tifrunner基因组中分别鉴定出135 529和512 900个SSR位点。基于SSR侧翼序列,设计出37 027对A. duranensis的SSR引物。利用电子PCR对SSR引物在Tifrunner和A. duranensis基因组上进行扩增分析,获得了3 815个在A. duranensis基因组上产生特异扩增位点的标记。然后从A01、A02、A03、A05、A07和A08号染色体上分别挑选出120个特异性SSR标记,对六倍体花生Am1210及其亲本四粒红和A. duranensis基因组DNA进行引物扩增和电泳,筛选到29个A. duranensis特异性SSR标记。最后将这些标记应用于四粒红和A. duranensis的BC2F4后代外源染色体系鉴定,并利用顺序FISH/GISH验证鉴定材料的准确性,最终筛选到了两个5Adu和7Adu的单染色体附加系,显示了新开发的SSR标记在栽培种与A. duranensis外源染色体材料鉴定中的应用潜力。
ICE(inducer of CBF expression)基因家族是植物低温信号转导通路中的重要转录调控因子之一,为系统解析白菜型油菜中ICE家族的成员特征及其低温响应表达模式,基于白菜型油菜全基因组数据,通过BLAST与HMM方法鉴定出74个ICE基因家族成员。染色体定位结果显示,该家族在全部10条染色体上均有分布,其中以第9号染色体上成员数最多。蛋白质特性分析显示,所有成员均定位于细胞核,分子量和等电点差异较大,70个成员蛋白不稳定性指数超过稳定性阈值。基因结构与保守功能模块分析揭示成员间结构组成存在多样性,其中Motif 1和Motif 2在绝大多数成员中高度保守。共线性分析表明,该家族扩展主要受全基因组复制与片段复制事件驱动。启动子区顺式调控元件分析显示大部分基因含有光响应、ABA、MeJA及MYB结合位点等顺式调控元件,其中34个BraICE含有低温响应元件。基于西藏白菜型油菜转录组数据的表达分析发现,BraICE17在低温处理后表达上调幅度最大,BraICE35表达下调幅度最为明显,qRT-PCR实验总体支持转录组数据的可靠性。本研究结果为进一步解析BraICE的分子功能与低温应答机制奠定了理论基础,并提供了潜在的耐寒研究基因资源。
呼吸爆发氧化酶同源蛋白(RBOH)又称为NADPH氧化酶(NOX),广泛存在于植物体内,对植物的生长发育及抗逆性发挥重要角色。本研究借助生物信息学手段在全基因水平对油菜RBOH基因家族成员进行鉴定并构建了包括油菜在内的9个物种的系统进化树,分析他们之间的同源进化关系。在此基础上,本研究以甘蓝型油菜“中双11”为实验材料,借助qRT-PCR方法创建了该家族成员组织表达谱及诱导表达谱,以初步分析他们的生物学功能。结果发现,油菜RBOH家族共含有23个成员,它与其它物种的同源物之间存在复杂的进化关系;其不同成员均表现出不同的组织和诱导表达谱,且在功能上有所差异,如BnaRBOH基因均参与茉莉酸甲酯(MeJA)介导的植物生长发育调控及对病原菌胁迫的响应,BnaRBOH-Da/c、BnaRBOH-Fa/c对盐胁迫响应较为明显,BnaRBOH-Ia/c、BnaRBOH-Ma/c对干旱响应较为明显,BnaRBON-Ma/c、BnaRBOH-Ia/c可能参与ABA介导的信号胁迫响应调控通路,这充分说明了油菜不同成员在植物体内的功能特异性。该研究结果将为深入研究油菜RBOH家族成员的生物学功能奠定理论基础。
种子纯度检测对于保证种子质量,提高作物产量具有重要意义。建立快速、准确、低成本的转基因种子纯度检测技术将为推进生物育种产业化发展提供有力支撑。本研究基于直接PCR技术提出了一种转基因种子纯度快速检测方案,包括:(1)利用自主研发的快速提取试剂,在常温下实现单粒种子研磨、提取同步进行,2分钟内一步式实现核酸提取,提取液无需纯化、直接作为模板进行实时荧光PCR扩增;(2)配制PCR反应体系;(3)样品分板;(4)高通量检测;(5)种子纯度计算。利用本方法对3种转基因大豆中黄6106、DBN9004、SHZD3201种子样品进行纯度检测,15份样品从制样到结果鉴定一个工作日内全部完成。该方法简化了现有纯度检测技术的操作步骤,显著缩短了分析时间,为转基因种子纯度检测提供了一种可靠的单粒快速检测新方法。
核盘菌导致的油菜菌核病难以防治,研究植病互作关系及其致病基因可为油菜抗病性提供资源。本研究通过生物信息学分析和酵母信号肽捕获系统,鉴定到核盘菌的3个未知功能的分泌蛋白,SsUNSP1(Sscle12g087960),SsUNSP2(Sscle06g048920)和SsUNSP3(Sscle14g098710),并通过实时荧光定量PCR测定了它们在侵染过程中的表达模式,结果表明SsUNSP1和SsUNSP3在接种前高表达,而SsUNSP2在接种后12 h表达量逐步升高,之后表达量持续下降。继而通过本氏烟瞬时表达,测定了它们对植物免疫反应、对植物的毒性以及对核盘菌侵染的影响。在本氏烟叶片中单独表达了这3个分泌蛋白,发现这3个基因单独作用时不会引起细胞坏死,不能直接激发植物细胞的免疫反应。这3个基因和促凋亡成员Bax在本氏烟叶片中共表达时,发现仅有SsUNSP1能够抑制Bax诱导的坏死反应。在本氏烟中瞬时表达这3个蛋白,发现其中的SsUNSP1和SsUNSP3具有一定的毒性,SsUNSP2则对生长没有影响。利用植物表达载体在本氏烟中瞬时表达3个基因,发现SsUNSP1和SsUNSP3均可促进核盘菌的侵染,SsUNSP2则抑制核盘菌的侵染。综合上述结果,认为SsUNSP1、SsUNSP3这两个蛋白对植物生长有一定的毒性,促进核盘菌侵染和致病,SsUNSP1抑制由Bax诱导的植物免疫;SsUNSP2对植物生长没有毒性并且可以抑制核盘菌的侵染。
为探究不同施肥模式对畦作6行花生不同种植行花生群体质量的影响,本研究通过大田试验设置5种不同的施肥处理(N0:磷酸二氢钾216 kg/hm2;CK:复合肥750 kg/hm2;FG:复合肥750 kg/hm2+ CaO 750 kg/hm2;FY:复合肥750 kg/hm2+有机肥750 kg/hm2;FYG:复合肥750 kg/hm2+有机肥750 kg/hm2+ CaO 750 kg/hm2),测定各施肥模式下不同种植行花生的农艺性状、叶面积指数、干物质、产量与品质的变化。结果表明,畦作条件下,同种施肥处理花生的边行效应显著,边行花生的群体质量最佳,具体表现在分枝数增多、叶面积指数增加、干物质积累增加、饱果数增多、秕果数减少,最终实现产量的提高。不同种植行的花生产量排序为边行>次边行>中间行,与中间行相比,各处理边行产量在2022年与2023年分别增加:12.87%~18.94%、12.11%~16.84%。不同施肥模式对花生干物质积累和产量的提高效果不同,2022和2023年FG、FY、FYG处理的干物质积累量与CK处理相比分别增加5.29%、5.13%、10.24%和1.87%、0.52%、8.06%,其产量分别提高7.64%、5.44%、9.76%和5.02%、2.77%、9.58%;五种施肥模式以复合肥+有机肥+CaO配施(处理FYG)增产效果最好。畦作中不同种植行间花生籽仁的粗蛋白含量、含油量、总氨基酸含量无显著差异,施用复合肥(即有氮肥的施入)能够显著提高花生粗蛋白含量和总氨基酸含量,复合肥配施有机肥提升品质效果更佳;复合肥配施钙肥能够提高花生含油量。表明配施有机肥和钙肥能够提高氮肥利用率,进而增加花生产量及改善营养品质。试验结果可为花生高产栽培提供新方法:提倡花生施肥时采用肥料配施、花生种植时采用畦作栽培。
油菜根肿病是由芸薹根肿菌引起的重大毁灭性土传病害,近年来,在我国长江流域冬油菜主产区快速蔓延,传播途径目前尚不明确。为明确油菜种子能否带根肿菌并评估种子传播根肿病的风险,本研究研发了根肿菌休眠孢子DNA高效提取技术;开发了三对根肿菌的高效特异性检测引物;构建了根肿菌精准定量分子检测技术体系,检测灵敏度低至10个根肿菌休眠孢子;在此基础上,对全国七个省份30个根肿病病区收获的油菜籽进行检测,发现这些油菜籽样品均携带根肿菌,每克油菜籽带菌量为1.2×101~1.69×104个休眠孢子。选取12份带菌量较高的油菜籽样品各500 g,从种子表面附着物分离并制备根肿菌休眠孢子悬浮液用于接种健康油菜植株,其中7份种子携带的根肿菌菌量能够引发根肿病。本研究明确了油菜种子是根肿病传播的有效途径,为油菜根肿病早期预警和防控提供了理论依据和关键技术支撑。
为了调查根瘤菌拌种结合生长调节剂喷施对大豆苗期生长及籽粒产量和品质的影响,通过室内混合接种根瘤菌Y63-1(Bradyrhizobium elkanii)/Y63-2(Rhizobium sp.)、喷施复配生长调节剂、根瘤菌接种结合复配生长调节剂梯度喷施的处理,分析了不同处理对中豆63(ZD63)幼苗生长发育的影响。同时在鄂州和阳逻两个试验点鉴定了根瘤菌Y63-1/Y63-2接种结合复配生长调节剂喷施对ZD63、中豆57(ZD57)和油6019(Y6019)三个大豆品种产量和品质的影响。结果表明:根瘤菌Y63-1/Y63-2接种后ZD63幼苗根瘤数量与根瘤干重均较对照显著增加;复配生长调节剂梯度喷施幼苗后一级侧根数和单株生物量明显增加,复配生长调节剂按1/750 ~ 1/500原液浓度喷施效果最明显;室内根瘤菌接种结合复配生长调节剂喷施处理ZD63后结瘤数量和根瘤干重增加、幼苗增高和茎增粗、单株生物量增加;大田根瘤菌拌种结合复配生长调节剂(1/500原液浓度)喷施处理ZD63、ZD57和Y6019幼苗,处理组较对照ZD57籽粒产量构成因子和产量增长不显著,但Y6019和ZD63单株粒数增加10.5%~26.7%、单株粒重增加13.4%~27.3%、产量增加15.2%~20.5%,增加显著。三个品种两个试验点籽粒粗蛋白和油脂含量处理和对照差异不显著。本文研究结果揭示了根瘤菌接种结合生长调节剂喷施能够提高大豆产量,为生产上应用这一技术提升大豆产量提供了技术参考。
多种病原菌入侵植物能够导致其体内铁离子稳态变化,进而触发自身免疫,即铁不足诱导免疫。为促进作物菌核病抗性,本文探讨铁不足诱导免疫可能对植物菌核病产生的影响,根据缺铁指征评估植物缺铁处理能否达到抗病的预期效果。缺铁处理后在拟南芥和甘蓝型油菜上接种核盘菌,调查抗病性,结果发现铁不足能够增强拟南芥对菌核病的抗性,但在油菜上作用有限。核盘菌-植物互作中,前者抑制植物体内铁不足响应通路基因的表达,但在互作早期(接种后12 h),拟南芥中该通路基因明显上调表达。缺铁处理能够显著诱导铁不足响应通路基因的上调表达,但随着核盘菌的入侵,这种上调表达最终被抑制。综合以上结果我们初步推断铁不足诱导免疫在核盘菌-植物互作早期可能存在一定作用,但之后核盘菌以一种尚未可知的方式最终抑制了植物对铁不足响应通路的调动。
菌核病是油菜(Brassica napus)生产中的重要病害,为明确球孢白僵菌(Beauveria bassiana)在油菜中的定殖能力及其对油菜生长和抗菌核病的作用,本研究利用浸种法和灌根法构建球孢白僵菌-油菜植株共生体,测定叶绿素含量和植株高度以评估其促生效果,分析菌核病发病率和防治效果以探究其抗病作用,并采用荧光定量PCR检测核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)在油菜根部的宿存情况。结果表明:浸种法球孢白僵菌定殖率为33.33%,灌根法为43.33%,两种定殖方法均显著提高了油菜植株高度和叶绿素含量,且球孢白僵菌定殖后显著降低了菌核病发病率,盆栽实验中灌根(Bb-i+Ds-Ssr)处理组在第21天较单独接种核盘菌(Ds-Ssr)处理组发病率降低42.86%(P < 0.0001),浸种(Bb-s+Ds-Ssr)处理组降低23.81%(P < 0.0001)。荧光定量PCR结果显示,Bb-i+Ds-Ssr和Bb-s+Ds-Ssr处理组根部核盘菌相对含量均显著低于Ds-Ssr处理组(P < 0.0001),其中Bb-i+Ds-Ssr处理组核盘菌含量最低。本研究明确了球孢白僵菌通过不同方式内生定殖对油菜土传病害核盘菌的抑制作用,能够为油菜菌核病的生物防治提供新的技术手段,拓宽了虫生真菌对植物病害的防治范畴,并为进一步合理利用生防微生物防治植物病害提供指导。
由齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)引起的白绢病对花生生产造成严重威胁。由于花生白绢病的抗性易受环境条件的影响,为发掘不同环境下稳定抗病的花生种质,本研究采用温室人工接种、田间人工接种及田间病圃自然发病三种方法,对供试的30份花生材料进行了抗白绢病鉴定。结果表明,温室人工接种条件下鉴定出5份抗病材料,田间人工接种条件下鉴定出18份抗病材料,田间病圃自然发病条件下鉴定出11份抗病材料。进一步分析发现,在温室和田间人工接种两种鉴定方法中均表现抗性的材料有3份,在田间人工接种和病圃自然发病两种鉴定方法中均表现抗病的材料有8份,三种抗性鉴定方法中表现为抗病的材料1份,为中花34,表明其抗病性具有较高的稳定性。本研究结果系统评价了花生白绢病抗性的稳定性,并发掘了可靠的抗病种质,为花生抗白绢病育种提供了优异的抗源材料。
本试验从花生白绢病重病田中筛选出拮抗白绢病的菌株ZS-1,通过形态特征和多基因系统发育分析,确定该菌株为枯草芽孢杆菌。通过对峙培养法、双皿对扣法和混合培养法分别证明菌株ZS-1菌悬液、挥发性气体和无菌滤液均能极显著抑制齐整小核菌的生长,抑菌率分别为63.01%、83.33%、72.46%。同时,这些处理可导致菌丝形态异常,如膨大、凋亡等。灌根处理发现菌株ZS-1促进了植株的生长,且植株白绢病的发病情况显著降低,防效达到55.32%。综上所述,本研究获得一株兼具促生和防病效果的枯草芽孢杆菌ZS-1,为花生白绢病的生物防治提供潜力菌株。
探究油菜绿肥还田下减氮对再生稻产量和温室气体排放的影响,为稻田冬季绿肥管理和温室气体减排提供科学依据。以长江中游地区再生稻模式为研究对象,设置4个处理,分别为(1)冬闲—再生稻模式,水稻季常规施肥(N);(2)油菜—再生稻模式,水稻季常规施肥,油菜作绿肥全量还田(OR+N);(3)油菜—再生稻模式,水稻季常规施肥,油菜作绿肥减量还田(ORR+N);(4)油菜—再生稻模式,水稻季减氮10%,油菜作绿肥减量还田(ORR+N1)。通过连续监测稻田甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放量,分析不同处理间再生稻产量、温室气体排放、全球增温潜势(GWP)及温室气体排放强度(GHGI)的差异,明确油菜绿肥还田下减氮对再生稻田温室气体排放的影响。研究结果表明:与N处理相比,OR+N和ORR+N处理分别显著提高了再生稻头季、两季水稻总产量6.6%和13.0%、3.8%和5.1%(P < 0.01)。两季水稻总产量在N和ORR+N1处理间无显著差异(P >0.05)。与N处理相比,OR+N处理显著增加了再生稻头季和水稻全生育期CH4排放;而ORR+ N1显著降低了头季、再生季和水稻全生育期CH4排放。与N处理相比,OR+N处理显著增加了头季和水稻全生育期N2O排放,而ORR+N1显著降低了头季和水稻全生育期N2O排放。再生稻头季和水稻全生育期的GWP和GHGI均表现为OR+N >ORR+N >N >ORR+N1。综上,在油菜绿肥-再生稻模式中,油菜绿肥减量还田下减氮不仅可以保障水稻产量,也能有效降低再生稻田增温潜势。
花生是我国重要的油料作物和经济作物,其高产栽培长期依赖化学氮肥,导致土壤结构破坏和生态环境恶化,提高共生固氮效率是花生绿色高效栽培的有效途径。团队前期研制出不含根瘤菌的ARC微生物菌剂,明确了其在大田具有诱导花生结瘤固氮的效果。本研究从东北地区6个ARC微生物菌剂处理及对照田块的花生根瘤中分离出35株根瘤菌,并进行了形态学观察、分子鉴定和系统发育分析。通过温室盆栽实验,评估了两株代表性菌株(PLNZW-23-4和PLNZW-23-2)对花生植株的促生效果。结果表明,ARC微生物菌剂处理田块分离出的根瘤菌PLNZW-23-2具有更强的结瘤能力和固氮效率,与常规管理田块分离的根瘤菌PLNZW-23-4相比,瘤数和瘤重分别提高了24.05%和7.07%。PLNZW-23-2处理组的单株固氮酶活性和每克根瘤固氮酶活性分别较PLNZW-23-4提高了59.31%和48.77%。此外,接种PLNZW-23-2的花生植株株高、地上部分鲜重、根长和根重分别较对照组提高了20.88%、12.77%、41.76%和13.56%,其促生效果显著优于PLNZW-23-4。本研究为深入解析ARC微生物菌剂促进花生结瘤固氮增产机理提供科学依据,同时也为开发适用于东北地区的高效花生微生物菌剂奠定了坚实的基础。
为探讨不同钙肥用量对砂姜黑土区夏花生干物质累积、分配特征及产量的影响,试验设置4个钙肥水平0 kg·hm⁻²(CK)、105 kg·hm⁻²(Ca1)、210 kg·hm⁻²(Ca2)、315 kg·hm⁻²(Ca3),通过大田试验,分析花生不同生育时期干物质累积动态、分配特征及产量性状等指标。结果显示,增施钙肥显著促进了花生干物质的累积,尤其是在结荚至成熟期。Ca3处理显著提高了干物质累积量,成熟期单株总干物质及根、茎、叶、荚果干物质累积量较CK分别提高了11.78%、16.08%、5.77%、5.73%和21.54%。施钙优化了干物质在各器官中的分配,Ca3处理在成熟期单株荚果干物质占比达40.01%,显著高于CK和其他施钙肥处理。Ca3处理显著提高花后干物质累积贡献率(77.29%),并保持较高的生长率,在结荚期和成熟期生长率分别达253.35和191.49 kg·hm⁻²·d⁻¹,较CK显著提高41.8%和19.7%。通过促进光合产物向荚果转运,Ca3处理的单株生产力、百果重、百仁重及产量均显著高于其他处理,较CK增产11.87%。综上,本试验条件下,砂姜黑土区夏花生种植中施用315 kg·hm⁻²钙肥可有效协调干物质累积与分配,延缓植株衰老,是实现高产的有效措施。