科研产出
水肥管理模式对小麦氮素吸收及转运的影响
《麦类作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为优化冬小麦水肥管理模式,在2013-2016三个小麦生长季,通过裂区试验,以春季5个不同水肥管理模式作为主区[M0:不灌溉+趁墒追肥模式;M1:拔节水+拔节肥模式;M2:拔节和扬花或灌浆初灌溉2水+拔节肥模式;M3:返青—拔节水(+追肥)+孕穗或扬花水+灌浆水的3水模式;M4:起身水(+1/2追肥)+拔节水(+1/2追肥)+扬花或灌浆初浇水+灌浆水的4水模式],以2个当地主推冬小麦品种作为裂区(衡观35和衡4399),比较分析了不同水肥管理模式下小麦不同生育阶段生物量、氮素吸收量、氮素利用效率、花后氮素转运效率、氮素贡献率及产量的差异.结果表明,冬小麦干物质积累量在起身到拔节期平均以M.模式最高,从扬花期开始平均以M.模式最低,成熟期M1、M2、M3和M4模式分别较M.模式高15.9%、27.6%、40.0%和39.5%.随春季灌溉量和灌溉次数的增加,籽粒产量和氮素吸收量呈现增加趋势,与M.模式相比,M1、M2、M3和M4模式的产量分别提高28.5%、36.7%、44.7%和45.7%,氮素吸收量分别提高21.2%、36.3%、48.2%和48.1%,氮素利用效率以M2模式最高.M1、M2、M3和M4模式的营养器官氮素花后向籽粒的转运总量较M.模式分别高26.7%、15.2%、30.1%和20.2%,但氮素转运效率及对籽粒氮素的贡献率均随灌溉次数和灌水量的增加呈现降低的趋势.衡4399三年较衡观35平均增产3.4%,差异显著;两个品种间干物质积累量、氮素积累量及氮素的吸收和利用效率差异均不显著;衡4399的氮素转运效率和贡献率分别较衡观35高5.1和12.2个百分点.在水肥利用效率较高的M2模式下,衡4399的水分利用效率和氮素利用效率较衡观35分别提高1.1%和5.6%.因此,在缺水的华北低平原区采用M2模式,选用产量潜力大、水氮利用效率高、花后营养器官氮素转运效率高的衡4399,对保证小麦产量和区域农业的可持续发展意义重大.
关键词： 水肥管理模式 冬小麦 产量 氮素利用效率 氮素贡献率 水分利用效率
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致病疫霉对缬菌胺抗性突变体生物学特性及抗性风险量化评估
《植物病理学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：通过研究致病疫霉对缬菌胺抗性突变体的生物学特性，评估致病疫霉对缬菌胺产生抗性的风险。采用菌丝生长速率法检测田间菌株对缬菌胺的敏感性；通过比较抗性突变体在无药条件下继代培养前后对缬菌胺的敏感性来确定其抗性稳定性；采用离体叶片法测定抗性突变体及其亲本敏感菌株的适合度和竞争力；通过量化7个基本抗性因素的风险值评估致病疫霉对缬菌胺的基本抗性风险。结果表明：在2018年从内蒙、河北、贵州、四川、黑龙江等五省（自治区）采集分离的153个菌株和2019年从河北、内蒙采集分离的40个菌株中低抗菌株分别占31.4%和35.0%,敏感菌株分别占68.6%和65.0%,抗性指数均为0.34,抗性倍数分别为1.5和2.1,未发现中抗和高抗菌株；8个抗性突变体在无药条件下继代培养10代后，少数抗性突变体的抗药性不能稳定遗传；6个抗性突变体的适合度均显著低于其亲本敏感菌株；4个抗性突变体与其亲本菌株的孢子囊不同比率混合物分别在离体叶片上继代培养1、3、7代的抗性频率显著低于初始抗性频率或与初始抗性频率无显著差异；致病疫霉对缬菌胺7个基本抗性因素的风险值之和为9,推测致病疫霉对缬菌胺的基本抗性风险为低至中等。建议加强致病疫霉菌群体对缬菌胺的抗性监测，将缬菌胺与不同作用机理的杀菌剂交替或混合使用，以延缓抗药性产生和发展。
关键词： 致病疫霉 缬菌胺 生物学特性 基本抗性风险 量化评估
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轻度干热风条件下喷施复合寡糖提高冬小麦叶片生理活性和籽粒淀粉合成关键酶活性
《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]植物刺激素寡糖具有提高作物抗逆能力的功效.研究复合寡糖制剂(KROPICO)提高冬小麦抗干热风的能力,为冬小麦干热风灾害化学防控提供技术支撑.[方法]在干热风灾害发生频繁的典型区域—河北省衡水市进行大田试验.试验设置3个寡糖喷施处理,即拔节期喷施1次(BT)、开花期喷施1次(HT)、拔节期和开花期各喷施1次(BTHT);另设拔节期和开花期分别各喷施1次清水(CK)和KH2PO4(CKP),共5个处理.开花30天时测定了旗叶叶绿素相对含量(SPAD)、离体叶片失水速率(RWL)、叶面积指数(LAI)和淀粉合成关键酶活性,调查了产量和产量构成因素.[结果]试验期间小麦经历了两次轻度干热风胁迫.与CK相比,BTHT处理的小麦旗叶SPAD和LAI值分别显著增加了 12.36%和77.78%;BT与BTHT处理能分别显著降低第一次干热风后旗叶叶片失水速率(RWL)15.08%和21.73%,但在第二次干热风后各处理间无明显差异;HT处理的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性显著提高了 16.91%;BTHT处理的束缚态淀粉合成酶(GBSS)和可溶性淀粉合成酶(SSS)活性分别显著提高了 12.28%和12.89%.与CKP相比,BTHT和HT处理的LAI显著增加了 49.53%~50.47%,BTHT处理的GBSS和SSS活性分别显著增加了 6.30%和9.39%,HT处理的AGPase活性提高了 14.41%.与CK相比,除HT处理外,其它制剂处理的小麦产量显著增加了 6.69%以上,BTHT处理的小麦千粒重比CK也显著增加了 5.09%.两次干热风胁迫下,与其他3个制剂处理相比,BTHT处理显著提升了叶片生理特性、籽粒蔗糖—淀粉代谢途径关键酶活性和冬小麦产量.结合相关分析证实,GBSS和SSS活性与产量呈显著正相关(P<0.05),同时,SPAD、LAI和淀粉合成相关酶活性均与产量正相关,RWL则与产量负相关.[结论]拔节期和开花期两次喷施复合寡糖处理(BTHT)可以提高冬小麦旗叶叶绿素和水分含量,提高淀粉合成酶活性,协同提高小麦灌浆后期旗叶生长状况和淀粉积累量,增加粒重,促使轻度干热风胁迫下冬小麦稳产甚至增产.
关键词： 冬小麦 复合寡糖 叶绿素含量 离体叶片失水速率 叶面积指数 淀粉合成关键酶 产量
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春小麦千粒重相关性状的QTL定位及其耐热性分析
《植物遗传资源学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：春小麦灌浆中后期正逢高温天气,适于发掘与耐高温相关的QTL。本研究利用春小麦Avocet/Sujata重组自交系群体,自2016-2018年在石家庄藁城区和天津两地4个环境下种植,进行千粒重（TKW）、粒长（KL）和粒宽（KW）等性状QTL定位,探讨这些QTL与灌浆期高温和品种适应性的关系。结果显示:在4个环境下共检测到20个QTL。其中,5个与粒长相关,4个与粒宽相关,11个与千粒重相关。在千粒重相关QTL中,有1个兼控粒长（QTkw-5A.1/QKl-5A）,3个兼控粒宽（QTkw-2A.1/QKw-2A.2、QTkw-3B.2/QKw-3B和QTkw-6A/QKw-6A）;3个QTL（QTkw-2A.1、QTkw-4B和QTkw-5A.1）可在不同环境下重复检测到。在2017年（持续高温环境）和2018年（高温+超高温环境）石家庄试点共检测到7个千粒重QTL,可能与耐高温有关。其中,有2个主效QTL（QTkw-2A.1和QTkw-5A.1）,分别解释13.8%和17.3%的表型变异,5个微效QTL（QTkw-2A.2、QTkw-3B.1、QTkw-3B.2,QTkw-4A.2和QTkw-6A）,解释7.4%～9.9%的表型变异。这些QTL可能在今后的抗干热风育种中发挥重要作用。在石家庄试点共检测9个千粒重QTL,其中6个加性效应来自Sujata（5个可在2017年和2018年高温环境下被检测到）,3个来自Avocet（2个可在高温环境下被检测到）。可见,聚合了多个优异位点可能是Sujata具有高千粒重和广泛适应性的遗传基础。
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冀中南多样化种植模式的适水效应分析
《中国农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花（515.2mm）>冬小麦（466.6mm）>春玉米（424.9mm）>春油葵（420.0mm）>春甘薯（362.1mm）>春马铃薯（354.2mm）>夏大豆（313.9mm）>夏玉米（298.7mm）>春绿豆（288.1mm）>夏谷子（217.5mm）。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物>春播作物>夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大（753.4～780.3mm）,相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。
关键词： 作物需水量 灌溉需水量 适水种植模式 种植模式需水 邢台市
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谷子SiPRR37基因对光温、非生物胁迫的响应特点及其有利等位变异鉴定
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：从谷子品种延谷11号克隆生物钟基因SiPRR37,通过生物信息学分析、组织特异性表达分析、4种不同光温组合条件的昼夜表达模式分析以及对NaCl、ABA、PEG、低温、Fe 5种非生物胁迫的响应特点分析,揭示SiPRR37参与谷子光温互作调控以及应对非生物胁迫的作用机制;并对160份谷子材料重测序检测SiPRR37基因的突变位点进行单倍型分析,探究该基因对谷子主要农艺性状的影响.结果表明,SiPRR37基因蛋白质编码区(sequence coding for amino acids in protein,CDS)全长2247 bp,编码748个氨基酸,含有REC和CCT 2个结构域,基于PRR37蛋白的系统进化分析发现,谷子与糜子、高粱、玉米亲缘关系最近;启动子预测分析发现,SiPRR37启动子区存在光、温、生长素、赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯、干旱和盐胁迫等多种应答元件.SiPRR37相对表达量从高到低依次为根、穗颈、穗、顶叶、次顶叶、茎秆;4个光温组合条件SiPRR37均只在光照期出现1个表达峰,无论高温(27℃)还是低温(22℃),短日照相比长日照表达峰均要提前,无论长日照还是短日照,低温(22℃)相比高温(27℃)表达峰均要提前;NaCl、低温(15℃)胁迫能够抑制SiPRR37表达,PEG模拟干旱胁迫和Fe胁迫能够诱导SiPRR37基因表达,SiPRR37参与了ABA信号传导过程.位于SiPRR37 CDS区的10个SNP将160份谷子材料分为19个单倍型,其中3个单倍型(Hap_7、Hap_10、Hap_19)是改善穗部性状的有利单倍型.谷子SiPRR37基因表达具有昼夜节律性,同时受光周期和温度调控,并且参与了谷子对盐胁迫、低温胁迫、干旱胁迫和铁胁迫的应答反应,同时SiPRR37与抽穗期和多个穗部性状相关,在开展谷子高产分子辅助选育中具有一定应用潜力.
关键词： 谷子 SiPRR37 光温组合 非生物胁迫 表达分析 单倍型
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番茄5个抗病基因KASP分型技术体系的建立与应用
《园艺学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：竞争性等位基因特异性PCR（Kompetitive allele specific PCR,KASP）是一种基于单核酸多态性（Singlenucleotidepolymorphism,SNP）的新型基因分型技术,建立高效、经济的番茄抗病基因的KASP分型技术对促进抗病品种的选育具有重要意义。本研究中设计了抗番茄黄花曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）病基因Ty-1和抗根结线虫（root-knot nematode,RKN）基因Mi-1的KASP引物,结合已报道的抗番茄花叶病毒（tomato mosaic virus,ToMV）病基因Tm-22、抗番茄斑萎病毒（tomato spotted wilt virus,TSWV）病基因Sw-5和抗镰刀菌颈腐根腐（fusarium crown and root rot,FCRR）病基因Frl的KASP引物,进行了番茄抗病基因KASP分型检测技术研究。利用不同基因型的番茄抗病种质,对影响KASP的反应体积、DNA模板浓度、引物浓度及反应循环数等进行了优化,建立了最优番茄抗病基因的KASP分型检测技术体系。研究结果显示,优化的KASP体系与Ty-1、Mi-1、Tm-22、Sw-5和Frl基因的PCR分子标记检测结果相一致。所用的KASP反应体系不但能节省试剂,且具有高准确性和强稳定性的优点,因此其可以广泛应用于番茄抗病基因的鉴定、遗传多样性和基因定位等研究,为番茄种质资源分子标记辅助的抗病性鉴定、抗原的快速筛选及利用提供技术支持和理论依据。
关键词： 番茄 种质资源 KASP技术 基因分型 Ty-1 Mi-1 Tm-22 Sw-5 Frl
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花针期灌溉对花生植株生长及产量的影响
《华北农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为明确花生花针期灌溉的具体时间和合理制定花生灌溉制度。在防雨旱棚条件下,设置花生花针期不同时间灌溉处理,即分别在播种后20,25,30,35,40,45,50 d进行灌溉,测定花生主茎高、侧枝长、叶面积等农艺生长指标,干物质积累特征及产量的表现。结果表明:花生花针期灌溉时间的先后显著影响花生的生长发育特性及干物质积累。随着花针期灌水时间的推后,受土壤水分胁迫的影响,花生主茎较矮,侧枝较短,干物质积累量较少;但灌溉复水后,主茎、侧枝迅速生长,干物质积累迅速增长。收获时,主茎高、侧枝长、分枝数在各处理之间无显著差异,平均为59.06 cm、62.72 cm、6.34个,但播种后30 d灌溉处理主茎最高,侧枝最长,植株干质量和果干质量最高。播种后30 d灌溉处理的产量（6 415.25 kg/hm2）、百果质量（298.59 g）、百仁质量（112.41 g）均最高,其他处理比其低4.59%～22.87%,10.55%～22.59%,4.92%～16.84%。初花期灌溉可以保证开花盛期较高的土壤含水量,从而使花生花量集中,单株结果数多,荚果整齐饱满,百果质量和百仁质量高,产量增加。花生花针期灌溉的最佳灌溉时间是开花初期,最好不要早于开花前7 d,不要晚于开花后7 d,即播种后30 d左右,提前或延迟灌溉,均会造成开花盛期土壤含水量的亏缺,影响最终产量的形成。
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植物病毒在宿主内的拮抗效应及其分子机制
《华北农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：在自然界中,植物体同时感染2种或2种以上病毒的现象非常普遍,并且在这种复合侵染中不同病毒间会引起多种多样的相互作用方式,如协同效应、拮抗效应或共存效应。其中拮抗效应中最为著名的是交叉保护现象,也被称为次级排斥现象,其引发的效应表现为病毒复合侵染植物时先侵染病毒会抑制同属或近源的其他病毒的侵染。这一现象多发生在同属的不同种病毒间或同种病毒的不同突变株系之间。对于这一现象机制的可能解释有蛋白质介导的阻力、植物体本体防御介导的阻力以及植物体中RNA沉默途径介导的作用机制等,此外有研究表明病毒编码的沉默抑制子（VSRs）与病毒间的相互作用有关,可能在病毒复合侵染植物的组织的侵染模式中发挥重要的作用。但是任何一种机制都不能完整的解释这种现象,交叉保护作用的机制仍然是不清楚的。本研究主要概述了已知的关于植物病毒拮抗效应及其可能的分子机制,此外还阐述了当前这一现象在农作物保护中的应用。
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不同氮磷钾配比对杏光合性能及果实品质的影响
《中国土壤与肥料 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：合理施用肥料是提升果实品质的重要途径.以6年生'冀早红'杏为试验材料,通过田间试验设置4个氮磷钾配比(T1,N:P2O5:K2O=2:1:2;T2,N:P2O5:K2O=2:1:3;T3,N:P2O5:K2O=2:1:4;T4,N:P2O5:K2O=1:1:3)处理,研究其对果实膨大期叶片光合性能、果实品质及土壤养分含量的影响.结果表明:随着钾肥用量的增加,叶片光合能力先增后减,果实的可溶性固形物含量和可滴定酸含量逐渐增加,果实质地先升后降;减少氮肥投入,叶片光合能力下降,果实品质变差.与其他处理相比,T2处理的胞间二氧化碳浓度最低,气孔导度及净光合速率最大,光合能力最强;其可溶性固形物含量较高,可滴定酸含量较低,内聚性、弹性及咀嚼性均最高,黏附性最低,口感酸甜、果肉紧实、汁液多,果实品质最佳;收获后0~60 cm土层中硝态氮和速效钾含量分别为9.36和128.72 mg/kg.综合考虑认为,杏适宜的氮磷钾配比为2:1:3,在此条件下杏果实膨大期叶片光合能力强,果实品质好,收获后土壤地力维持在中等水平.
关键词： 杏;养分;光合性能;品质
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