科研产出
基于产量反应的东北一季稻推荐施肥方法的可行性
《植物营养与肥料学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]推荐施肥是提高作物产量和肥料利用率的有效措施.基于产量反应的养分专家系统(Nutrient Expert for Rice,NE)易于操作,便于推广.通过大量田间试验,验证了其在东北一季稻上的应用效果.[方法]于2013—2018年在东北水稻主产区黑龙江省和吉林省共开展了115个田间试验,每个试验包括6个处理:1)基于水稻养分专家系统推荐施肥处理(NE);2)农民习惯施肥措施处理(FP);3)基于测土配方施肥或当地农技部门推荐施肥的处理(ST);4)~6)分别为基于NE的不施氮(N)、不施磷(P)和不施钾(K)处理,用于计算养分利用率.水稻收获期调查产量,依据肥料成本,计算净效益和肥料利用率.[结果]NE、FP和ST处理间的水稻产量无显著差异(P=0.185),但以NE处理的产量较高,平均为9068 kg/hm2,与FP和ST处理相比,分别增加了344和196 kg/hm2,其产量差随着NE系统不断优化趋于稳定.虽然NE处理的肥料成本(TFC)最高,但其净效益(GRF)比FP和ST处理分别高1043和537元/hm2,这部分效益都来自于产量的增量.养分回收率(RE)均以NE处理最高,与FP和ST处理相比,氮素回收率分别提高了3.3和2.3个百分点,磷素回收率分别提高了3.5和3.6个百分点,钾素回收率分别提高了7.3和4.6个百分点.与FP处理相比,NE处理的氮和磷的农学效率(AE)分别显著提高2.7 kg/kg(P=0.022)和4.1 kg/kg(P=0.030),3个处理的钾素农学效率无显著差异.肥料偏生产力(PFP)的大小与施肥量呈显著负相关,NE和ST处理N的偏生产力显著高于FP处理(P=0.004),ST处理磷素偏生产力显著高于NE和FP处理(P=0.001),但FP处理钾素偏生产力高于NE和ST处理,并与NE处理差异达到了显著水平(P=0.028).[结论]与以常规测土施肥为基础的推荐施肥相比,基于产量反应的养分专家系统(NE系统)的推荐施肥量和比例更符合作物对养分的需求,在吉林和黑龙江两个省份的大田试验中均获得了相同或更高的水稻产量.由于NE系统无论是否进行土壤测试都可用来进行推荐施肥,因而是更加方便和可行的一季稻施肥推荐方法.
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不同夏玉米品种耐盐性综合评价与耐盐品种筛选
《玉米科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：综合运用室内水培耐盐萌发测试与田间原位耐盐性鉴定,以黄淮海夏玉米区30个主推玉米品种发芽率、发芽势、胚芽长和胚芽重的相对值及盐碱地条件下产量表现作为耐盐性评价依据,采用加权隶属函数法和聚类分析对不同玉米品种耐盐性进行综合评价.结果表明,NaCl浓度≥160 mmol/L时,不同玉米品种萌发均受到显著抑制,萌发期盐胁指标迫敏感程度表现为相对发芽势>相对胚芽长>相对胚芽重>相对发芽率;子粒产量、发芽率、穗数和胚芽重与玉米品种耐盐性最为密切.根据加权隶属函数值和系统聚类分析,可将30个玉米品种分为耐盐性不同的4个类群,其中强耐盐品种4个、中等耐盐品种9个、盐敏感型9个、盐极敏感型8个.160 mmol/L NaCl可作为玉米萌发期耐盐性鉴定的适宜盐浓度,子粒产量、发芽率、穗数和胚芽重可用于玉米品种耐盐鉴选的主要指标.邦玉339、鲁单818、登海605和青农105可用于盐碱地玉米栽培.
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小麦远缘杂交现状、抗病基因转移及利用研究进展
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：小麦近缘植物中含有丰富的抗病、抗逆和抗虫等基因,是小麦育种的优异基因源。通过远缘杂交可以将近缘植物优异基因转移给小麦,创制包括双二倍体或部分双二倍体、附加系、代换系和易位系等在内的小麦-近缘植物异染色体系。这些含小麦近缘植物血缘的异染色体系是研究物种染色体行为与进化、基因定位与作图的重要素材,也是拓宽小麦的遗传基础、抵御小麦重要病虫害、增加小麦产量和提升小麦品质的重要物质基础。为了更加清晰地了解小麦远缘杂交概况及小麦近缘植物抗病基因向小麦的转移,也为今后小麦远缘杂交研究和种质资源的开发利用提供参考,文中对小麦族物种分类、小麦远缘杂交的定义与意义、小麦族山羊草属、黑麦属、偃麦草属、簇毛麦属、冰草属、大麦属、披碱草属、赖草属、新麦草属以及旱麦草属物种与小麦远缘杂交现状和异染色体系创制情况进行了概括,并对来源于小麦近缘植物被正式命名的17个抗条锈病基因、35个抗叶锈病基因、30个抗秆锈病基因、41个抗白粉病基因、3个抗赤霉病基因、1个抗麦瘟病基因、1个抗叶枯病基因、1个抗颖枯病基因、4个抗褐斑病基因、2个抗眼斑病基因、1个抗梭条花叶病基因、2个抗线条花叶病基因和2个抗禾谷类黄矮病基因向小麦的转移情况及其所在染色体的位置信息进行了归纳。小麦-黑麦1RS·1BL易位系、1RS·1AL易位系和小麦-偏凸山羊草2NS/2AS易位系等抗病优良种质的育成与利用在世界小麦育种史上做出了突出贡献,然而,这仅仅得益于对少数抗病基因的利用。与目前已经被命名的基因数量相比,被利用到小麦育种中的抗病基因相对较少。文中分析了当前已命名抗病基因利用情况比例偏低的原因,并对今后如何利用这些抗病基因提出了建议。同时,还列举了已克隆的源自小麦近缘植物的抗病基因,并对克隆这些基因的方法以及今后可能的研究热点进行了分析,认为加强无遗传累赘的小麦-近缘植物易位系的创制与应用仍可能是今后小麦育种材料创新与新品种培育的一个重要发力点。
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吐丝前高温胁迫对不同耐热型夏玉米产量及穗发育特征的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]吐丝前高温是影响玉米雌雄穗发育的重要因素之一,对玉米产量形成至关重要.探明吐丝前高温胁迫对玉米产量及雌雄穗发育进程的影响,为玉米稳产高产提供保障.[方法]以花粒期耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种联创808为供试材料,采用盆栽试验,在第9片叶展开期至吐丝期,移入人工智能温室进行高温胁迫(最高温度/最低温度为40/30℃),对照的最高温度/最低温度为35/25℃,研究高温胁迫对不同耐热型玉米产量、雌雄穗生长发育及外观形态结构、花粉花丝微观结构和光合特性的影响.[结果]第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫显著降低了夏玉米穗长、行粒数、穗粒数和粒重,进而导致产量显著下降.与对照相比,高温胁迫下郑单958和联创808行粒数分别降低22.21%和24.59%,穗粒数分别降低29.85%和27.80%,千粒重分别降低24.04%和17.47%,导致籽粒产量分别降低44.98%和40.88%,差异均达显著水平.高温胁迫抑制了2个玉米品种雌雄穗发育,雌、雄穗干重和雌穗长度显著降低,光合性能显著降低,开花吐丝间隔期(ASI)拉长.高温胁迫后,郑单958和联创808吐丝期雄穗干重分别降低39.42%和15.60%,雌穗干重分别降低22.50%和15.56%,穗位叶净光合速率分别降低48.70%和56.48%,开花吐丝间隔期(ASI)分别达7 d和6 d,雌穗吐丝时间推迟是ASI拉长的主要原因.高温胁迫对玉米花粉及花丝表面超微结构均产生了明显影响,2个玉米品种花粉粒表面均出现干缩褶皱,外壳出现网状纹突起,萌发孔内陷;玉米花丝表面褶皱,花丝毛数明显降低,且存在的花丝毛几乎全部倒伏于花丝表面上,造成花丝接受花粉面积减少,且郑单958花粉花丝受损程度明显重于联创808.[结论]第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫,对耐热型品种郑单958的产量形成、光合特性和雌雄穗发育的影响均高于热敏感型品种联创808.第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫导致粉花丝微观形态受损,抑制雌雄穗发育,显著降低玉米光合能力,使得穗粒数和粒重减少,籽粒产量显著降低.因此,生产中适宜玉米品种的选用需参考不同区域高温逆境易发生阶段来确定.
关键词： 夏玉米 高温胁迫 穗发育特征 籽粒产量 花粉花丝微观结构
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饲粮能量水平对草原红牛代谢及血清指标的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探讨饲粮不同能量水平对草原红牛气体代谢、养分消化代谢及血清指标的影响,以期为草原红牛饲养标准的制订和高效饲养提供参考依据.[方法]选用12头体重相近(365.08±2.76)kg、健康的草原红牛公牛,随机分为3组,分别饲喂增重净能为5.65(低能组)、6.05(中能组)和6.43 MJ·kg-1(高能组)的饲粮.试验期20 d,其中,预试期18 d,正试期2 d.正试期利用"大型动物开放回流式呼吸测热装置"开展呼吸测热试验,采用全收粪尿法开展消化代谢试验,试验结束前颈静脉采集血液样本分离血清,测定血清生化指标.[结果]高能组甲烷产生量、甲烷产生量占干物质采食量比例、氧气消耗量及产热量显著高于其他组,二氧化碳产生量显著高于中能组(P<0.05),且各项指标均随饲粮能量水平升高而线性升高(P<0.05).能量代谢参数分析表明,各组消化能采食量、代谢能采食量、总能消化率、总能代谢率、粪能排泄量和尿能排泄量等指标均无显著差异(P>0.05),但高能组甲烷能排放量、甲烷能占总能比值显著高于其他组(P<0.05),且随饲粮能量水平的升高而线性升高(P<0.05).饲粮能量水平对草原红牛氮代谢的各项指标均无显著影响(P>0.05).饲粮能量水平对干物质、有机物、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的表观消化率均无显著影响(P>0.05),但干物质和有机物的表观消化率有随饲粮能量水平升高而升高的趋势(P=0.059).高能组血清总甘油三酯水平显著高于其他两组(P<0.05),血清尿素氮显著低于其他两组(P<0.05),且均随饲粮能量水平升高呈线性变化(P<0.05).其他各组间血清指标无显著差异(P>0.05).[结论]适宜提高饲粮能量水平可提高草原红牛的养分利用率,但能量供给过高时会以甲烷能形式损失.综合来看以中能组效果最佳,推荐350 kg草原红牛适宜消化能和消化蛋白日供给量分别为128.12 MJ·d-1、749.50 g·d-1,代谢能和沉积蛋白日供给量分别为121.78 MJ·d-1、678.75 g·d-1,净能日供给量为55.96 MJ·d-1.
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棉花生境面积及其破碎化对烟粉虱种群的影响
《应用昆虫学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】阐明棉花生境面积变化及其破碎化对烟粉虱Bemisiatabaci种群的作用规律,为合理利用作物布局进行害虫生态调控提供理论支撑。【方法】采用国际流行的微景观试验模型系统(Experimental model landscape system,EMLS)进行试验设计,田间条件下连续两年研究了棉花生境面积变化(20%、40%、60%、80%和100%;其他为玉米生境面积)及2种极端破碎化(完全连通C clumped:H=1.0;完全破碎F fragmented:H=0.0)下烟粉虱种群数量变化,采用广义线性模型(GLM)分析各因素对烟粉虱种群数量的影响。【结果】棉花生境面积及其破碎化单独作用时均对烟粉虱种群数量无显著影响,而取样时间则有显著影响。烟粉虱种群数量也没有受到取样时间与棉花生境面积、取样时间与破碎化以及三者交互作用的显著影响。但是,棉花生境面积与破碎化的互作效应则存在年度变化,2014年无显著作用,2015年显著影响烟粉虱种群。当棉花生境面积较小(20%)或较大(80%)时,破碎化程度高,烟粉虱种群数量少;棉花生境面积中等(40%和60%)时,破碎化程度低,烟粉虱种群数量少。【结论】烟粉虱种群对棉花生境面积变化有较强的适应性,而生境破碎化只能在一定程度上产生影响。
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中国玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础解析
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]杂种优势利用是实现玉米高产育种的重要途径.解析玉米骨干亲本黄早四杂种优势形成的遗传基础,对指导中国玉米骨干亲本高效利用和高产育种具有重要的理论研究意义与生产利用价值.[方法]以玉米黄改系杂种优势类群的骨干亲本黄早四为共同亲本与11个代表性自交系构建的、包含2 000个重组自交系(recombination inbred line,RIL)的巢式关联分析群体(nested association mapping population,NAM)为试验材料,分别与改良瑞德*黄改系杂优利用模式的代表自交系郑58和昌7-2进行测交,并在全国4个玉米主产区10个试验点开展测交群体的多环境产量及重要农艺性状鉴定.在开展NAM测交群体产量和重要农艺性状相关性分析、各性状在NAM群体及其测交群体之间相关性分析基础上,基于高密度遗传图谱,利用联合逐步回归(Joint stepwise regression)模型进行了NAM及其测交群体QTL定位和产量QTL的复等位遗传分析,并对NAM及其测交群体定位QTL所在区域的遗传重组率进行了比较.[结果]表型分析结果表明,2个测交群体的株高和产量相关性状(主要是行粒数和百粒重)与小区产量均表现出较高的正相关关系.但强优势测交组合(郑58测交群体)的产量表现与NAM群体自身的产量表现相关性较低,表明相对于弱优势测交组合(昌7-2测交群体),强优势测交组合的产量表现受RIL家系自身的产量影响较小.QTL定位结果表明,与NAM群体相比,利用其测交群体检测到的QTL数目较少,但能解释更高的表型变异.昌7-2和郑58测交群体定位到的QTL中,分别仅有27%和25%的位点与NAM群体定位结果重叠或相邻.主效位点的复等位分析结果表明,对于郑58测交群体(强优势测交组合),在单穗产量QTL中,68.69%的增产等位变异来自骨干亲本黄早四.但在昌7-2测交群体中(弱优势测交组合),仅有36.36%的增产等位变异来自黄早四.利用郑58测交群体共鉴定到13个重要的产量相关基因组区段,来自黄早四的等位变异在其中的11个区段表现为增产,这些区段对黄早四杂种优势的形成可能具有重要作用.QTL所在区域的重组率分析结果表明,利用郑58测交群体检测到的QTL所在区域具有较低的遗传重组率,符合杂种优势相关位点更容易分布于低重组区的基因组基本特征.[结论]在强优势测验种郑58遗传背景下,来自黄早四的等位变异对测交组合的产量具有重要遗传贡献,定位到的相关遗传区段与玉米杂种优势形成密切相关.
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转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101对亚洲玉米螟抗性研究
《玉米科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：利用q RT-PCR和ELISA等方法测定转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101不同世代、不同组织目标基因表达量,开展玉米螟室内和田间生测鉴定,评价转Cry1Ab-Ma基因玉米CM8101对亚洲玉米螟的抗性。结果表明,Cry1Ab-Ma基因在CM8101各组织中均有表达,不同世代间目的基因的表达量无显著性差异,遗传稳定。室内生测结果表明,转基因玉米CM8101各组织均对亚洲玉米螟具有显著的杀虫效果,不同世代间玉米螟的存活率均无显著性差异。田间接虫鉴定结果表明,CM8101在T3、T4、T5世代的抗性等级均为1级,抗性水平为高抗。
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