科研产出
甜荞品种‘牡丹荞’季节性栽培对产量的影响
《中国农学通报 》 2016 CSCD
摘要：甜荞(Fagopyrum esculentum Moench)的生长生育过程受自然因素影响很大,光照、温度条件和水分条件的季节性变化对其产量影响明显。通过对‘牡丹荞’品种在不同季节的栽培种植,以播期、成熟期、全生育期、株高、主茎节数、主茎分枝、单株粒重、千粒重、小区产量为研究指标,通过数理统计的方法建立回归方程,揭示甜荞在某个区域的最适播期以及播期对主要产量性状的影响。研究结果表明:甜荞品种‘牡丹荞’在太原地区栽培对光照不敏感,对水分要求不严格,只对热量要求较严。出苗到开花期的平均温度高则全生育期缩短,主茎分枝减少,单株粒数增加,单位面积甜荞产量提高。播种到出苗阶段,同其他作物一样,温度越高出苗越快。灌浆期最适温度为18~22℃。太原地区种植甜荞的最佳时期为7月7—20日。
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硫包膜尿素在轻度盐碱土壤中释放特点及肥效研究
《华北农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：应用水中溶出率法和轻度盐碱土壤玉米根下土埋法,研究硫包膜尿素在轻度盐碱土壤的释放特征及其对春玉米氮吸收和产量的影响,并且与腐植酸包膜尿素和普通尿素进行了比较。结果表明,硫包膜尿素在静水中初期养分释放率大,后期明显出现养分"锁定效应"和"尾留效应"现象,仅能释放出59.33%左右的养分;在轻度盐碱土壤中,其释放与静水释放趋势一致,但在玉米收获时养分释放率达87.9%,在玉米全生育期,其累积释放呈现逐渐递增的趋势,与玉米吸氮曲线相吻合;而与之相比较,腐植酸包膜尿素和普通尿素的释放规律与玉米吸氮曲线吻合度较差。硫包膜尿素处理与腐植酸包膜尿素和普通尿素2个处理相比,玉米成熟期氮吸收总量分别增加26.97%和44.32%,产量分别增加8.73%和22.43%,差异均显著;苗期耕层土壤pH值分别降低0.66,0.51。硫包膜尿素处理的穗长、百粒质量分别比腐植酸包膜尿素处理和普通尿素处理高1.33%,4.65%和2.69%,8.41%,硫包膜尿素处理的秃尖和穗粒数与普通尿素处理的差异显著。说明硫包膜尿素在轻度盐碱地上应用可降低土壤pH值、增强玉米植株氮素吸收利用能力,释放特征更符合玉米氮素养分的吸收规律。
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玉米茎秆的支撑功能及其可塑性
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】从植物茎支持功能相关性状出发,阐明其在各种生态因子作用下的可塑性变化及生态适应意义。【方法】定义玉米茎的3个支撑功能性状:(1)线密度=节间重量/节间长度;(2)承重自重比=节间承重/节间重量,其中,承重=节间上方全部组织与器官的重量(不包括该节间自重);(3)承重线密度比=节间承重/节间线密度。可塑性用塑性系数表示,此系数值仿照变异系数的公式进行计算,其中方差组分根据数据的期望均方模型估算。共包括6个田间试验,处理组成分别为:5个地点×2个品种组合、11个采样期×2个品种组合、4个种植密度(3.0—9.75株/m~2)×3个采样期组合、4个种植密度(2.4—6.0株/m~2)、3种施氮量×2个追肥期组合、高密无肥对比低密有肥。采用方差分析检验处理间差异,采用LSD比较处理均值,采用负对数模型拟合茎线密度依节位的垂直分布。【结果】节间线密度变幅为0.052—0.72 g DW·cm~(-1),其垂直分布符合负对数方程:线密度=a-b×log(节位);承重自重比变幅为7—51,承重线密度比变幅为122—260 cm,计入雌穗重量后以上两个数值比的最大值出现在穗下第一节间,分别为246和3 425 cm。茎功能性状在品种间、地点间差异明显,在灌浆中后期线密度呈下降趋势;随种植密度增加,节间线密度持续下降,而承重自重比在较大密度范围内基本保持不变;加大施氮量提高了线密度,但是却不影响承重线密度比。茎性状的可塑性表现为:线密度>承重自重比>承重线密度比,干物质在茎上各节间的承重投入受最优化策略控制。【结论】以上3个茎支撑功能性状反映了植物的承重特征,从一个新的角度刻划了干物质投入及其投资效率,有助于深入认识植物的干物质分配现象。
关键词： 玉米 茎 支撑功能性状 性状可塑性 基因型 地点与农艺措施 线密度 承重自重比 承重线密度比
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玉米单倍体花药外露、花药大小与花粉育性的相关性研究
《中国农业大学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：以优良自交系FAPW和BN490A组配的单倍体群体为材料,利用t测验、相关分析等方法研究单倍体花药外露、花药大小与花粉育性之间的相互关系。结果表明:玉米单倍体雄穗自然加倍率较低(28.2%),大部分花药外露(81.3%)和小部分花药不外露(15.6%)的单倍体花粉可育;花粉可育的单倍体花药大小大于花粉败育的单倍体,但在花粉可育的单倍体植株中,花粉的育性并未随着花药大小的增大而提高。在实际单倍体自然加倍过程中,可以依据玉米单倍体花药外露与否、花药大小与花粉育性的关系,通过花药是否外露与花药大小判断雄穗的育性。
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甜荞种质资源创新方法的研究
《植物遗传资源学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：甜荞是异花授粉作物,自然界中的甜荞种质资源多存在生物学混杂现象。每份甜荞种质资源可以分化出若干份新的遗传资源类型,其遗传背景复杂。简化甜荞种质资源的遗传背景,准确描述新品种的亲子代关系和遗传背景一直是世界荞麦工作者面对的技术难题。甜荞种质资源的繁育需要采取隔离措施,实施过程中需要考虑甜荞花粉粒大小、甜荞授粉机制、访问昆虫种类以及种子量多少等。为解决上述问题,本研究建立了以隔离杂交圃、隔离单繁圃、隔离扩繁圃、隔离比较圃和田间试验圃的荞麦繁育新方法——"五圃法",以期开发出不同类型的新的荞麦资源,在育种中可针对性的配制强优势组合,为新品种选育提供种质材料。
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基于RNA-Seq技术的谷子新基因发掘及基因结构优化
《植物生理学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：尽管谷子(Setaria italica)全基因组序列图谱已经公布,但其基因注释很不完善。为此,本文应用RNA-Seq技术开展了谷子新基因发掘和已注释基因结构优化工作。以‘晋谷21’谷子叶片为材料提取总RNA,构建测序文库并利用Illumina HiSeq2500测序平台进行双端测序,最终获得37 072 949条高质量的干净读段(clean reads)。将其进一步与‘豫谷1号’谷子参考基因组进行序列比对,鉴定出614个新基因。在此基础上,利用COG、GO、KEGG、Swiss-Prot和NR等数据库对其进行了功能注释,获得了438个新基因的注释信息。此外,还优化了7 175个已注释基因的结构,延伸了4 330个基因的5′端和5 362个基因的3′端。本研究旨在为后续谷子功能基因组学研究和其他生物基因组注释信息的完善提供有益的借鉴。
关键词： 谷子 RNA-Seq 转录组 新基因发掘 基因结构优化
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小麦抗白粉病基因Pm43定位区段内RGA分析
《华北农学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：利用普通小麦测序草图可从基因组范围内对小麦单条染色体上的某个区段进行分析。Pm43是作物遗传与分子改良山西省重点实验室在小麦2D染色体长臂上定位的一个抗白粉病基因。利用信息学方法分析Pm43所在物理图谱、遗传图谱和基因组图谱上的位置,可为其精细定位乃至候选基因的确定提供参考。试验采用Pm43两侧标记序列进行比对,将Pm43定位于染色体C-2DL3-0.49区间的79~99 c M内,所在基因组区段为2DL_9835990~2DL_9823315。利用目前已克隆小麦抗病基因的保守基序作为探针,从目标区段内检索出89条包含抗病基因类似物(Resistance gene analogues,RGA)序列的scaffold,其中,36条scaffold被诊断出含有SSR位点,之后针对SSR位点开发分子标记。利用携带有Pm43的普通小麦材料CH5025、感白粉病材料台长29以及CH5025×台长29的F2作图群体的抗感池DNA,对开发的SSR标记进行连锁性检测,共筛选出4个多态性标记,从而将目标区段进一步确定在标记PK_9908430和NBS_9908778之间。最后经聚类分析,筛选出与已克隆Pm基因同源性较高的1个PK序列和1个NBS序列,且在粗山羊草2D染色体和水稻第4染色体中均存在与这2个序列同源的RGA表达序列。
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不同基因型玉米单倍体雄穗自然加倍研究
《中国农业大学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同基因型的玉米单倍体雄穗自然加倍的情况,利用由7个优良自交系组配的FAPW/BN490A、BN490A/BN486A、PHZ51/H33和MT-1/H32等4个单倍体群体研究玉米单倍体的花药外露与花粉育性。结果表明:FAPW/BN490A群体位于雄穗分枝的花药外露概率高于位于雄穗主轴的花药外露概率;在所研究的4个单倍体群体中,FAPW/BN490A群体的花药外露率和可育花粉率均为最高,平均值分别为35.7%和72.2%;其次为BN490A/BN486A群体(13.0%,53.8%)与PHZ51/H33群体(13.0%,48.7%),MT-1/H32群体的最低,分别为12.0%和47.4%;通过多重比较发现FAPW/BN490A群体的花药外露率和花粉可育率与其余3个群体均显著差异,但其余3个群体间无差异,表明玉米单倍体的雄穗育性只在特定基因型间存在差异;在4个单倍体群体花药不外露株的植株中,均存在一定比例可育的花药,花粉可育率为0~95.0%,且每个群体可育花粉率在>0~25.0%和>25.0%~50.0%的植株较多,而>50.0%~75.0%和>75.0%的植株较少,即不同基因型的玉米单倍体群体中,花药不外露株的雄穗育性有较低程度恢复,且可育花粉率越高的植株数越少。
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飞蝗β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶基因的表达及酶学特性分析
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-N-acetylglucosaminidase,NAG)是昆虫几丁质降解过程中的重要酶类。研究旨在利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统获得高纯度LmNAG1蛋白并对其酶学特性进行分析,探究该酶在飞蝗(Locusta migratoria)生长发育过程中的生物学功能,为飞蝗绿色防控分子靶标研发提供理论与实践依据。【方法】根据Lm NAG1的cDNA全长序列(Gen Bank:JX888720.1)设计包含酶切位点Bam H Ⅰ、Hind Ⅲ和6×His标签的引物。采用PCR技术扩增包含开放阅读框的目标片段,双酶切后连接至pFast Bac~(TM)-Dual载体上。将重组质粒转化至大肠杆菌DH10Bac感受态细胞中,通过Tn7转座子把目的基因转座到杆状病毒基因组上,用蓝白斑结合抗生素筛选。挑取白斑用pUC/M13引物来扩增目的条带,挑选带目的基因全长的重组杆状病毒质粒(baculovirus plasmid,Bacmid)。用转染试剂将重组Bacmid转染至草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)卵巢细胞系Sf9中,72 h内连续观察细胞形态,当出现感染迹象后收集细胞,离心,取上清得到P1代重组病毒粒子。用P1代病毒粒子去感染Sf9细胞,裂解并提取蛋白,Western blot检测目的蛋白是否成功表达。之后大量感染Sf9细胞,提取蛋白,利用Ni-NTA琼脂糖亲和层析柱和阴离子交换柱Q对重组蛋白进行纯化,取最纯的馏分用Bradford法测定蛋白浓度。采用4MU-GlcNAc为底物对重组目的蛋白LmNAG1的动力学参数、最适温度和最适pH进行测定。【结果】克隆得到包含1 845 bp LmNAG1全长的pFast Bac-LmNAG1重组质粒,酶切验证与目标条带一致。将重组质粒转化至DH10Bac感受态细胞中,PCR扩增挑选出纯白斑,成功将LmNAG1全长序列构建到杆状病毒基因组上。将重组Bacmid转染至Sf9细胞,72 h后在显微镜下观察可见细胞膨大,边缘不规则等感染迹象。离心收集重组病毒粒子感染新的Sf9细胞,72 h后收集细胞,Western blot检测发现在67 kD附近有明显条带,与LmNAG1的理论分子量一致,获得带6×His标签的融合蛋白。大量感染收集细胞提取蛋白,经Ni-NTA琼脂糖层析纯化,进一步透析除盐后用阴离子交换柱Q二次纯化,得到了高纯度的目的蛋白。用Bradford法测定最纯的E3组分的蛋白浓度为0.057μg·μL~(-1)。体外活性测定结果表明LmNAG1的最适pH为8.0,且在pH 6.0—8.0范围内具有较高的稳定性;LmNAG1的最适温度为40℃,在40℃以下具有很高的稳定性,当温度高于45℃时热稳定性迅速下降;采用4MU-GlcNAc为底物测得LmNAG1具有水解β-1,4糖苷键的活性,可以释放出4MU,它的动力学参数K_m值为(0.28±0.02)mmol·L~(-1),K_(cat)值为(902.88±38.15)s~(-1)。【结论】成功获得高纯度且具活性的LmNAG1蛋白,其可水解β-1,4糖苷键连接的几丁质寡糖,与已知昆虫NAG1具有相似的生物学功能,即参与几丁质的降解。
关键词： 飞蝗 β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG) 几丁质降解 蛋白表达 酶学特性
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六出花的再生繁殖技术研究
《中国农学通报 》 2016 CSCD
摘要：为提高六出花(Alstromeria aurantiaca)的繁殖效率,以其顶芽和叶片为外植体材料,比较不同试验时间外植体的筛选诱导培养基和生根培养基,进行种子萌发及分株繁殖试验,初步建立六出花分株快繁技术体系。结果表明:顶芽初代培养以MS+6-BA 5.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L培养基为最佳;生根培养以3/4MS+NAA 0.2 mg/L+IBA 0.5 mg/L为好;种子发芽试验基质选择以泥炭:沙:蛭石=1:1:1,(22±2)℃左右环境下3周,再放入5℃左右冰箱中处理3周最佳,分株繁殖最适合的基质配方为泥炭土:珍珠岩:蛭石=3:2:1。分株繁殖选取生长健壮、花色鲜艳、无病虫害的植株,分株时的温度应控制在(22±2)℃。
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