科研产出
利用RNA-Seq发掘玉米叶片形态建成相关的调控基因
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶片发育密切相关。核糖体路径富集到多个PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析发现PRS13(PFL2)可能在调控窄叶发育过程中发挥重要作用。鞘脂代谢路径富集的基因几乎全部下调表达,引起抑制叶片发育的AP1(APETALA1)类和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)类基因上调,以及促进叶片发育的LFY(LEAFY)下调,与窄叶发育受抑制的表型一致。植物激素信号转导路径富集到的油菜素内酯(BR)响应基因和赤霉素(GA)代谢基因下调,细胞分裂素(CTK)和大部分生长素(Auxin)响应基因上调,与窄叶中DELLA蛋白基因上调表达,抑制GA并促进CTK基因表达的作用模式一致。通过qRT-PCR对18个叶片发育相关基因进行分析,结果表明,其表达趋势与转录组结果一致,分析发现BR相关的ROT3、Auxin相关的NAL7-like、AGO7-like以及TCP类转录因子CYC/TB1等基因与窄叶的形成密切相关。【结论】明确了一些与玉米叶片发育密切相关的代谢路径,还发现植物激素间的动态平衡对叶片发育有着重要影响,尤其是生长素与油菜素内酯、细胞分裂素与赤霉素之间的相互作用对调控叶片形态可能发挥重要作用。
关键词： 玉米 叶宽 叶长 RNA-Seq 形态建成 调控基因
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磷锌配施对花生不同生育期磷锌吸收与分配的影响
《土壤 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：对植物体内磷–锌复杂的交互关系,采用田间试验,研究了磷锌配施对花生不同生育期磷锌吸收、积累、分配及花生产量的影响。结果表明:施磷和施锌均显著提高了花生地上部干重和产量。相同锌用量下,施磷提高了花生地上部、花生壳和花生仁的磷含量和积累量,但降低了其锌含量、磷锌收获指数和荚果磷利用率。其中,施磷对地上部锌含量的降低程度取决于生育期和锌施用水平。随施磷量的增加,在花生苗期、花针前期及不施锌肥时,花生地上部锌含量显著降低;而在花针后期、结荚期和成熟期及施锌肥时,花生地上部锌含量的降低程度逐渐减弱,表明磷-锌拮抗作用在花生生育前期强于生育后期,不施锌肥强于施锌肥。施磷对花生锌积累量的影响取决于锌供应水平和花生生长部位。不施锌肥时,仅适量供磷促进了地上部锌积累,而施锌肥时,适量供磷和高量供磷均促进了地上部锌积累;不同于地上部,高量供磷显著降低了花生壳和花生仁锌积累量。相同磷用量下,增施锌肥对整个生育期花生各部位磷含量和花生生育后期磷积累量无显著影响,显著增加了花生苗期和花针前期地上部及成熟期花生壳和花生仁的磷积累量、磷收获指数和荚果磷利用率。总之,花生体内磷–锌相互作用大小受其生育期、生长部位和锌供应水平的影响,且施磷对锌的影响较施锌对磷的影响大。
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地膜厚度对花生生长发育和氮素积累的影响
《生态学杂志 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：选用不同厚度地膜为试验对象,通过田间试验,研究不同厚度地膜覆盖对地温、花生养分吸收、生殖生长及产量品质的影响.结果表明:新标准厚度地膜(0.01 mm)可有效提高地温,与生产上常用的0.004和0.006 mm厚度地膜相比,日平均地温可提高2.24和1.44℃,积温可提高196.90和305.05℃,与露地播种相比,日平均地温及积温可提高4.03、547.97℃;地膜厚度的增加,还有助于加快花生生育进程,0.01 mm厚度地膜比不覆膜可使花生提前顶土2天,提前3天进入盛花期,提前2天现针;随地膜厚度的增加,果针数、结果数、荚果体积、产量均有所增加,其中0.01 mm地膜处理较不覆膜可增加果针数54.44%、增加荚果体积121.65%,提高产量31.09%;厚地膜有利于植株氮素的积累,对提高养分利用有较好的促进作用,但在一定程度上增加成本,且对播种质量要求更高.
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双免耕覆盖对旱地土壤微生物、酶活性和冬小麦干物质转运的影响
《麦类作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了解双免耕覆盖下旱地土壤微生物数量、土壤酶活性及冬小麦干物质转运特征,研究了双免耕覆盖下麦田土壤中细菌、真菌、放线菌的数量、土壤蛋白酶和脲酶的活性、冬小麦花前和花后干物质向籽粒的转运量与传统耕作(对照)的差异.结果表明,与对照相比,双免耕覆盖下土壤中微生物的数量和酶活性在冬小麦不同生育时期和不同土层均显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于对照;在0~60 cm土壤中,双免耕覆盖下微生物总量平均较对照高68.2%,差异达极显著水平;土壤中蛋白酶和脲酶活性平均较对照高27.3%和32.7%.双免耕覆盖下冬小麦花后干物质积累量对籽粒产量的贡献率为44.2%,较对照增加了61.7%;产量较对照提高18.4%,二者差异达极显著水平.
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基于格网和模糊聚类的河南省冬小麦气象干旱风险区划与分析
《河南农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：利用河南省110个县(市)地面观测点的降水距平百分率数据,基于格网尺度,采用模糊聚类方法进行冬小麦气象干旱区划和风险概率评估.空间相关分析指标——局域指标(LISA),Moran'I散点图(Moran scatter plots)和LISA聚集图(LISA cluster map)表明,济源、濮阳和商丘等17个县(市)落入"高-高"第一象限;信阳、驻马店和开封等地区的12个县(市)落入"低-低"第三象限,这些区域降水量较大,存在较强的空间正相关关系;信阳、驻马店等地区的6个县(市),落入"高-低"第四象限;焦作、杞县和信阳3个县落入"低-高"第二象限,这些区域存在较强的空间负相关关系.总体来看,县域降水空间变化的相关性较小.模糊分类结果表明,当模糊性能指数(FPI)、归一化分类熵(NCE)二者最小,区域划分为5类时,效果最佳.利用单因素方差分析(One-Way ANONA)进行差异显著性检验,不同的区划类别之间在0.05水平差异显著.格网尺度下的制图结果显示,干旱可能发生的区域具有空间分异规律,信阳和南阳的西南部属于湿润区域,发生旱灾的风险概率较低;三门峡以及濮阳、安阳和开封部分区域属于严重干旱区域,发生旱灾风险的概率较高;周口和漯河的大部分区域属于中旱区域.高风险区主要分布在三门峡、南阳等西部山区和许昌、郑州的边区,低风险区主要是在东北部和信阳等水稻种植区域.这与干旱的空间分布有一致性,但是部分区域存在差异,如濮阳的部分区域干旱程度高但是风险概率值却较低.
关键词： 干旱 格网 降水距平百分率 模糊聚类 区划 河南省 冬小麦
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长期免耕覆盖对旱地小麦-玉米周年产量及水分利用的影响
《河南农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：在中国农业科学院洛阳旱农试验基地通过14 a(2004—2018年)的连续定位试验,研究了免耕覆盖(小麦秸秆留茬、玉米秸秆整秆覆盖)对旱地小麦-玉米周年产量及水分利用的影响,为该项技术的推广和应用提供技术支撑和理论依据.结果表明,与传统耕作处理相比,免耕覆盖处理在小麦收获时平均增加土壤贮水量15.4 mm,玉米收获时平均增加土壤贮水18.0 mm,有效缓解了旱地小麦-玉米周年生产的水分供需矛盾;小麦平均增产12.43%,水分利用效率平均提高10.9%;玉米平均增产24.02%,水分利用效率平均提高32.1%;小麦-玉米周年产量平均增加18.50%,水分利用效率平均提高20.7%.受降水量及降水分布的影响,免耕覆盖技术的应用效果年际间存在较大差异,在小麦产量低于4500 kg/hm2时应用效果更为明显.
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麦田布顿大麦草的化学防除药剂筛选
《植物保护 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：布顿大麦草为麦田入侵杂草,为尽早建立对该杂草的化学防除技术,本研究采用室内盆栽法测定了布顿大麦草对21种除草剂的敏感性.结果 表明:土壤处理剂41%氟噻草胺悬浮剂对布顿大麦草具有良好的防除效果,42%氟啶草酮悬浮剂、60%丁草胺乳油、40 %砜吡草唑悬浮剂、960 g/L精异丙甲草胺乳油对布顿大麦草的防除效果一般,50%扑草净可湿性粉剂、50%异丙隆可湿性粉剂、45%二甲戊灵微囊悬浮剂、50%吡氟酰草胺可湿性粉剂防除效果不理想;茎叶处理剂7.5%啶磺草胺水分散粒剂、12.5%烯禾啶乳油、41%草甘膦异丙胺盐水剂对布顿大麦草防除效果好,5%咪唑乙烟酸水剂、8%炔草酯水乳剂、30 g/L甲基二磺隆可分散油悬浮剂、8%烟嘧磺隆可分散油悬浮剂、7%双唑草腈颗粒剂、70 %氟唑磺隆水分散粒剂对布顿大麦草的防除效果一般,5%唑啉草酯乳油、7.5%双环磺草酮颗粒剂、69 g/L精噁唑禾草灵水乳剂防除效果不理想.氟噻草胺、在推荐剂量492 g/hm2下,处理21 d后对布顿大麦草的鲜重抑制率为75.40%;啶磺草胺、草甘膦异丙胺盐、烯禾啶在推荐剂量14、1 500、187.5 g/hm2下,处理21 d后对布顿大麦草的鲜重抑制率分别为73.96%、60.60%、65.07%.综合本研究结果及除草剂使用特性,麦田布顿大麦草可采用氟噻草胺土壤封闭或者啶磺草胺茎叶喷雾处理进行有效防除;油菜田布顿大麦草可采用烯禾啶进行防除;非耕地布顿大麦草可采用草甘膦异丙胺盐进行防除.
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