科研产出
谷瘟病菌无毒基因型鉴定及分析
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】鉴定不同地区谷瘟病菌(Magnaporthe oryzae)所含无毒基因的类型,确定无毒基因在菌株中的分布及变异情况,为深入研究谷瘟病菌无毒基因变异机制提供参考。【方法】从中国北方谷子主产区不同区域内采集并分离76个谷瘟病菌的单孢菌株,提取其基因组DNA,根据目前已成功克隆的稻瘟病菌的7个无毒基因的核苷酸序列设计特异性引物,进行PCR扩增及电泳检测,并对部分菌株的无毒基因进行测序分析。【结果】在76个谷瘟病菌中,无毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和Avr Piz-t的扩增率为100%,无毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii的扩增率分别为63.2%、42.1%和21.1%。在谷瘟病菌菌株P11和P34中,Avr1-CO39的扩增条带较预期片段大490 bp,测序结果发现菌株P11和P34中的Avr1-CO39基因序列完全一致,均在启动子区插入了490 bp核苷酸,该插入序列与non-LTR retrotransposon:Mg-SINE的相似度达99.16%。Avr-pita的测序结果发现,谷瘟病菌菌株中的Avr-pita基因序列变异较为丰富,其变异形式主要为单核苷酸的变异,包括单碱基的插入、缺失及多位点的SNP。Avr-pia的变异类型主要为整个无毒基因的缺失,经测序验证等位基因序列分为4种类型。Avr-pia-A与参考序列(AB498873.1)一致,包含10个菌株;Avr-pia-B包含20个菌株,在-116、-109和-16 bp处分别存在C/T、G/T和C/A变异,但与参考序列的CDS区序列相同;Avr-pia-C仅包含菌株P10,在+150 bp处存在T/G变异,但为同义突变;Avr-pia-D仅包含菌株P18,在+212 bp位点处存在C/T变异,导致该变异位点由编码苏氨酸突变为编码异亮氨酸。谷瘟病菌Avr-pii包含3种等位基因类型。Avr-pii-A型与参考序列(AB498874.1)一致,共包含14个菌株;Avr-pii-B型和Avr-pii-C型分别在+139和+64 bp处存在A/G变异,核苷酸的变异导致该位点由编码苏氨酸改为丙氨酸。Avr-pii-B型和Avr-pii-C型变异均为首次报道。单元型分析表明,AG2包含23个菌株,占供试菌株的30.2%,为优势单元型。【结论】明确了不同地区的谷瘟病菌中无毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和Avr Piz-t不存在地理来源的差异;而无毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii在各地分布有差异。谷瘟病菌AG2单元型为优势单元型,其次是单元型AG1和AG5。
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大麦黄条点花叶病毒的分布及其分离物的遗传多样性
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确大麦黄条点花叶病毒(Barley yellow striate mosaic virus,BYSMV)在中国北方小麦主产区的分布及其种群遗传多样性,为病害流行预警和防控提供理论依据。【方法】2008—2016年,在河北、山东、江苏、安徽、河南、陕西和山西等7个省66个县/市/区田间,采集了864份疑似病毒病症状的植物样品。提取样品总RNA,利用一步法三重RT-PCR技术检测样品中的BYSMV、水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)和北方禾谷花叶病毒(Northern cereal mosaic virus,NCMV)。利用RT-PCR扩增获得BYSMV的L和N基因片段,克隆并测定核苷酸序列,应用MEGA、Dna SP和PAML等软件分析BYSMV分离物的系统进化和遗传多样性特征。【结果】从48个县/市/区采集的336份样品中检测到BYSMV,检出率为38.89%,该病毒主要分布于陕西、河北、山西和山东,另外,河南及安徽北部亦有分布,江苏徐州和邳州仅局部发生。基于BYSMV的L、N基因序列构建的系统发育树均可将分离物划分为2个亚组,亚组I中的分离物其来源涉及全部7个省份,而亚组II中的分离物仅来自陕西和山西2个省,基于L基因序列系统发育分析表明亚组II分离物与伊朗的分离物亲缘关系较近,BYSMV的遗传分化与分离物的地理来源相关,而与寄主植物、发生时间无明显相关性。运用RDP程序包的7个软件进行基因重组分析显示没有支持重组的证据。选择压力分析显示,亚组内和亚组间的ω(d N/d S)值(0.02—0.19)远小于1,表明群体正承受净化选择。L和N基因的单倍型多样性(Hd)值(0.90909和0.99524)均大于0.5、核苷酸多样性(π)值(0.01324和0.01224)均高于0.005,表明中国BYSMV群体遗传多样性丰富。基于L和N基因片段的遗传分化研究显示,东部和西部群体的遗传分化系数(FST)值(0.32201和0.37326)均大于0.25,且统计检验差异显著,表明东部和西部的BYSMV群体严重分化;基因流(Nm)值(0.53和0.42)均小于1,说明有限的基因流是促使群体发生遗传分化的主要原因。【结论】BYSMV在中国北方小麦主产区分布广泛,河北、山东、江苏、安徽、河南、陕西和山西等地均有不同程度的发生。BYSMV群体具有丰富的遗传多样性,且东部和西部群体之间存在严重的遗传分化。
关键词： 大麦黄条点花叶病毒 系统发生 遗传多样性 选择压力 遗传分化
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黄淮海夏玉米区玉米籽粒带菌检测分析
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确黄淮海夏玉米区玉米籽粒带菌量,为玉米安全生产、储藏加工以及检疫提供参考依据。【方法】分别于玉米乳熟期及完熟期,采集黄淮海夏玉米区4个省(河北、河南、山东、安徽)90个市/县的玉米果穗,每个市/县采集表面未发生病症且果穗饱满的玉米穗4个,共采集720个样本。对所有样本进行籽粒外部及内部带菌量及带菌种类的检测,外部检测采用洗涤检测法,通过统计菌落总数与稀释倍数,计算籽粒表面的孢子负荷量及分离到的各菌属的分离比例;内部检测采用PDA平板法,对籽粒外部检测过的10个籽粒消毒后置于PDA平板上进行培养,统计每个籽粒带菌情况,计算籽粒带菌率及各菌属的分离频率。并且对籽粒内部分离频率较大的菌群进行形态学和分子鉴定。【结果】供试样本带菌量较大,乳熟期籽粒孢子负荷量在0—1 886个/粒,均值为439个/粒,籽粒带菌率在0—65.0%,均值为23.6%;完熟期籽粒孢子负荷量在18—2 658个/粒,均值为942个/粒,籽粒带菌率在10.0%—100.0%,均值为59.6%。完熟期带菌量大于乳熟期,但部分地区乳熟期带菌量仍较大。不同地区玉米籽粒带菌量存在差异,河南省的玉米籽粒带菌量较大,安徽省带菌量最少,河北省与山东省居中且差异不明显。玉米籽粒内部以及外部均携带的真菌类群有镰孢菌(Fusarium spp.)、青霉菌(Penicillium spp.)、曲霉菌(Aspergillus spp.)、链格孢菌(Alternaria spp.)、木霉菌(Trichoderma spp.)、根霉菌(Rhizopus spp.)、蠕孢菌(Hel-minthosporium spp.)、毛霉菌(Mucor spp.)。乳熟期籽粒外部和内部镰孢菌的分离比例分别为59.1%和36.1%,说明玉米在乳熟期时即有大量镰孢菌侵入;籽粒外部青霉菌和曲霉菌的分离比例分别为8.9%与0.7%,籽粒内部的分离频率分别为6.0%与1.9%,说明乳熟期青霉菌与曲霉菌也已经开始侵染玉米果穗。完熟期籽粒外部与内部镰孢菌的分离比例分别为71.9%和58.5%,籽粒外部青霉菌和曲霉菌的分离比例分别为17.0%和0.9%,籽粒内部分离频率分别为9.3%和2.6%,说明镰孢菌、青霉菌、曲霉菌为本研究黄淮海夏玉米区玉米籽粒携带的主要真菌。形态与分子鉴定结果显示,镰孢菌属中轮枝镰孢(F.verticillioides)的分离频率为29.7%,层出镰孢(F.proliferatum)的分离频率为25.9%,禾谷镰孢(F.graminearum)的分离频率为1.3%,表明轮枝镰孢为优势菌;青霉菌主要分离到绳状青霉(P.funiculosum)和草酸青霉(P.oxalicum),分离频率分别为5.0%和3.6%;曲霉菌主要为黄曲霉(A.flavus)和黑曲霉(A.niger),分离频率分别为1.4%和1.2%。【结论】表面无症状的玉米籽粒在乳熟期及完熟期均携带大量病原菌,且完熟期带菌量大于乳熟期;镰孢菌在黄淮海夏玉米区的分离频率最大,轮枝镰孢为当地玉米籽粒携带的优势真菌。
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滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响
《中国生态农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。
关键词： 滴灌水肥一体化 夏玉米 施氮量 氮素吸收利用 土壤硝态氮
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紫苏新品种‘冀紫1号’和‘冀紫2号’
《园艺学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：‘冀紫1号’和‘冀紫2号’是经过系统选育获得的紫苏新品种。‘冀紫1号’高产、高油,叶片正面绿色,背面紫色,种子产量为1 650 kg·hm~(-2),种子含油率达42.8%。‘冀紫2号’叶片口感好,叶片两面皆为紫色,挥发油含量高达0.85%。
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石灰氮-花生壳闷棚技术对设施土壤生物及黄瓜产量的影响
《山东农业科学 》 2018
摘要：为研究设施菜地施用石灰氮-花生壳对土壤改良及作物产量的影响,在设施黄瓜休闲期设置对照(处理1)、施花生壳(处理2)、施石灰氮-花生壳覆膜闷棚(处理3)三个处理,考察不同时期设施土壤微生物、根结线虫数量及黄瓜产量。结果表明,在田闲期应用石灰氮-花生壳高温闷棚技术,改变了设施黄瓜根际土壤细菌、真菌、放线菌的数量结构,在第二茬春季黄瓜旺长期处理2和处理3土壤根际细菌数量分别为对照处理的1.66倍和1.27倍,放线菌的数量为对照处理的3.35倍和4.20倍;临近黄瓜拉秧时,两处理根际土壤细菌数量分别为对照的1.88倍和1.24倍,差异均达显著水平;处理2和处理3土壤细菌/真菌(B/F)、放线菌/真菌(A/F)比值较对照增大,表明土壤生物性质得到改善。在第一茬黄瓜拉秧时,处理2和处理3土壤线虫数量仅为对照的12.9%和10.4%;第二茬黄瓜拉秧时,两处理土壤线虫数量分别为对照的22.5%和16.4%,土壤中根结线虫的数量大大减少。施用花生壳和石灰氮-花生壳处理黄瓜产量连续两茬较对照增产,幅度达34.0%~53.0%。
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管侧沟茧蜂寄生对粘虫在玉米植株上分布位置选择性的影响
《植物保护学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为明确管侧沟茧蜂Microplitis tuberculifer寄生对粘虫Mythimna separata在玉米植株上分布位置的影响及相关机理,采用生物学观察法在温室和实验室内监测了被寄生与未被寄生的粘虫幼虫在玉米活体植株和离体叶片上的分布及管侧沟茧蜂结茧位置的变化。结果表明,被管侧沟茧蜂寄生的粘虫幼虫在玉米叶片背面的平均分布比例为36.29%,显著高于未被寄生粘虫的14.60%;寄生后第8天开始,被寄生粘虫在黄色叶片上的分布比例显著高于未被寄生粘虫;非滞育和滞育条件下,管侧沟茧蜂在玉米植株黄色叶片上的平均结茧数目分别为19.3个和15.3个,显著高于绿叶上的6.5个和4.7个及土面上的0.8个和0.7个,选择性试验发现湿度在结茧位置的选择中发挥着重要作用。研究表明,管侧沟茧蜂可以通过调控寄主粘虫在玉米植株上的分布位置协助其找到合适的结茧位置。
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高粱单核苷酸多态性(SNP)标记开发研究初报
《华北农学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：高粱在粮食安全、人类健康和生物能源的开发上具有非常重要的作用,其被认为是二倍体模式化作物和多倍体能源作物甘蔗和芒草类的参考植物,开发高粱多态性分子标记对促进分子遗传学发展及高粱分子标记辅助育种意义重大。以甜高粱与粒用高粱杂交的F2遗传群体作为研究材料,对其全基因组DNA进行酶切,然后用高通量测序法开发SLAF(Specific-locus amplified fragment sequencing)标签,并经过分析筛选多态性SNP标记。试验过程中测序的reads数达到43 528 021个,母本2 598 472个,父本3 134 524个,子代的reads数为205 083~454 258个,平均为290 732.5个。通过原始数据的评估、聚类和纠错开发的SLAF标签数,父母本分别为44 895,42 100个。测序深度分别为19.78和16.22,F2群体每个个体的SLAF标签为26 737~39 291个,平均为33 445.06个,测序深度2.24~3.72,平均为2.79。通过对聚类群中高深度片段的潜在基因型分析,得到了6 353个多态性SNP标记,其中5 829个标记成功分型,占多态性SNP标记的91.75%,剔除不适宜作图的标记,剩余有效的SNP标记2 246个,占有效标记百分比100%,F2个体的各样品完整度平均为94.99%。所以,对基因组DNA进行酶切和高通量测序,从庞大的reads中获得SLAF标签是得到全基因组SNP标记的有效途径。为高粱高密度图谱构建和QTL定位研究,以及分子标记辅助育种奠定了基础。
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适宜粮棉轮作的棉花品种筛选
《天津农业科学 》 2018
摘要：为筛选出适宜粮棉轮作的棉花品种,以6个生产上应用较广的棉花品种为研究对象,在粮棉轮作模式下种植,调查棉花株高、果枝、三桃比例、单铃质量、衣分、籽棉产量等性状指标。结果表明,生育期偏长的棉花品种由于后期部分棉铃不能正常吐絮而产量相对较低,不宜在粮棉轮作模式下种植;中棉所89和冀228生育期偏短,籽棉产量分别达到4 923 kg·hm~(-2)和4 850kg·hm~(-2),显著高于其他品种,是粮棉轮作模式下的适宜棉花品种。
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