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摘要:【目的】研究香稻品种的遗传多样性。【方法】利用分布于12条水稻染色体上的60个SSR引物和22个水稻功能基因标记检测了32个香稻品种的遗传多样性。【结果】60对SSR引物共检测出188个等位基因,其中有效等位基因数126个。每对引物等位基因数在2~6之间,平均为3.13个。多态性信息含量(PIC)变幅为0.116~0.744,平均为0.467±0.175。32个品种间的遗传相似系数在0.51~0.96之间,平均为0.697。聚类分析将32个香稻品种在遗传相似系数0.58处分为籼、粳两类,分类结果与品种系谱分析比较吻合。【结论】SSR分子标记在香稻品种遗传多样性分析和育种应用方面具有重要价值。功能基因标记检测表明,部分功能基因在所研究材料中不存在等位变异。而存在等位变异的功能基因标记则表明不同产地来源、不同生态类型的香稻品种具有不同的等位基因。抗稻瘟病基因标记检测出宜香B、香恢1号和丝苗香3个品种同时含有两个抗稻瘟病等位基因,为香稻抗性育种提供了材料基础。
摘要:【目的】克隆小麦的TaCKX基因并对其序列进行生物信息学分析,明确TaCKX基因在小麦基因组中的分布情况,以期为今后深入研究小麦CKX基因以及利用该基因进行小麦重要农艺性状的遗传改良奠定基础。【方法】采用同源克隆结合BAC文库筛选的方法克隆基因,通过小麦缺体-四体对其进行染色体定位。【结果】从普通小麦中国春中分离得到TaCKX5基因的gDNA和cDNA序列。分析表明,TaCKX5基因的开放阅读框为1596bp,编码531个氨基酸,含有CKX基因家族典型的功能位点FAD-binding domain,预测属于分泌蛋白,并具有糖基化位点。使用中国春缺体-四体将TaCKX5定位于小麦第三同源群。系统发育分析表明,CKX基因在植物中较为保守,禾谷类作物中直向同源的CKX基因很可能具有相似的特性与功能。【结论】分离获得了普通小麦TaCKX5基因全长,TaCKX5分布于小麦染色体3A、3B、3D上,与水稻OsCKX5基因直向同源。
摘要:【目的】小麦加工品质由多个位点控制,而每个位点又有多个等位基因控制。建立品质性状多重PCR反应体系是提高分子标记辅助选择效率及降低成本的一种重要措施。【方法】选择影响小麦品质性状重要基因的分子标记,即高分子量谷蛋白亚基基因标记Ax2*、Bx14、Bx17和Dx5;低分子量谷蛋白亚基基因标记Glu-A3d;糯蛋白亚基Wx-B1基因标记BDFL-BRD和Wx-D1基因标记MAG269;1BL/1RS易位标记ω-sec及多酚氧化酶(PPO)活性基因标记PPO18。根据优质面包、优质面条亚基组成要求及引物的退火温度,建立3个多重PCR反应体系PCR-Ⅰ(Ax2*/Bx17/Dx5)、PCR-Ⅱ(BDFL-BRD/MAG269/PPO18)和PCR-Ⅲ(Bx14/Glu-A3d/ω-sec)。【结果】用构建的3个多重PCR对141份黄淮麦区小麦品种加工品质相关基因的分布情况进行了检测。结果表明Ax2*、Bx14、Bx17具有较低的分布频率,分别为4.3%、7.1%、1.4%;Dx5和Glu-A3d分布频率相对较高,分别为17.7%和27.7%;而1BL/1RS易位和低PPO活性(扩增片段为876bp)的材料分别占44.0%和51.8%;Wx-B1缺失材料占4.3%。在供试的141份材料中已有80份进行了高、低分子量谷蛋白亚基和黑麦碱的SDS-PAGE电泳检测,与本研究建立的多重PCR检测结果完全一致。【结论】建立的多重PCR体系可以准确、稳定、高效地检测9个小麦品质性状的基因组成。
摘要:【目的】分析高能混合粒子场(CR)辐照冬小麦所产生的突变效应,并与^60Co-γ射线处理相比较,研究其诱变效率。【方法】以0、145、195、284和560Gy剂量的CR和γ射线分别处理两个冬小麦品种ZY9和ZH7,室内发芽鉴定处理当代的损伤效应,田间筛选表型变异突变体并做考种分析。【结果】高能混合粒子场与γ射线处理对这两个小麦品种的生长抑制均存在明显的剂量效应,并且高能混合粒子场处理的损伤效应明显高于γ射线,ZH7的辐射敏感性大于ZY9,处理小麦的适宜剂量在200~300Gy之间。M2代群体中出现了包括株高、穗型、生育期等多种性状变异,在适宜或稍高剂量时可以引起明显高于γ射线处理的有益突变。CR诱变ZY9的总突变频率和有益突变频率分别为5.42%~11.68%和2.75%~7.29%,ZH7则分别达到10.35%~22.12%和6.62%~10.49%,均高于γ射线处理频率。【结论】高能混合粒子场处理小麦能够产生比γ射线更高的相对生物学效应,而且辐射敏感性较高的品种,经处理后其后代诱发有益突变的频率较高,获得优良变异的几率也相对较高。
摘要:本文较系统阐述了植物形态结构模拟与可视化研究的社会背景、学术价值和经济意义,从创立与发展、研究与发展的总体趋势和特点、研究居世界先进水平的机构或学者以及领先标志等方面综述了植物形态结构模拟与可视化的研究进展;指出了该研究的前沿领域、空白点及薄弱环节,分析了中国在该研究中的总体水平、差距及其成因;最后在研究展望基础上提出了若干政策建议。
摘要:【目的】探明抗旱性水稻品种在稻-麦两熟系统中旱作条件下,分蘖发生和成穗的优势节位及其对产量的影响。【方法】以旱稻297(旱稻277)、旱稻502、宁粳16和宁粳35等抗旱品种为材料,比较研究旱作和浅水层灌溉条件下拔节前各节位分蘖的发生和成穗频率及对产量的贡献。【结果】试验观察到拔节前第2~9节位有分蘖发生,虽然发生节位和频率因品种、水旱条件和年份而异,但第3~5节位均表现出了较强的分蘖势。2006年旱稻277有效分蘖对产量的贡献达到40%以上,其余品种皆不足20%;其中,分蘖对产量的贡献主要来自第4、5、10和11节位。【结论】第3~5节位是分蘖发生的优势节位,且分蘖穗的性状较好,通过栽培措施促其早发、多发对水稻实现旱作高产具有重要意义。
摘要:据农业生物技术应用国际服务组织(ISAAA)报告,自1996年转基因农作物开始大面积商品化生产以来,接受转基因作物的国家和农户数量持续增加,种植面积迅速扩张。
摘要:【目的】通过对灌溉与旱作条件下不同品质类型小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的研究,阐明不同灌溉制度下小麦淀粉积累的酶学机制。【方法】在灌溉和旱作两种栽培条件下,研究了两个小麦品种蔗糖代谢、籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。【结果】旱作栽培有利于增加小麦灌浆前中期淀粉积累速率、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性,表明旱作栽培能提高小麦籽粒灌浆前期生理活性、促进籽粒淀粉的合成与积累。通过比较淀粉积累速率与蔗糖和淀粉代谢相关酶活性的变化趋势可以看出,淀粉积累速率与蔗糖合成酶(SS)、AGPase、SSS和GBSS的变化趋势一致,表明这些酶在淀粉合成中起重要作用,而源器官制造的光合产物的减少并不是抑制籽粒淀粉积累的因素。【结论】旱作栽培能提高小麦灌浆前、中期的淀粉积累速率和淀粉合成酶活性,在籽粒灌浆后期则显著降低淀粉积累速率及其酶活性,表明旱作栽培能使库活性增强,促进籽粒淀粉的合成与积累。
摘要:【目的】探索智能化作物集成建模方法和开发实用辅助建模工具。【方法】在综合分析麦、稻、棉等作物的生长模拟模型算法及模拟系统的基础上,提炼作物通用建模流程、模型结构、模型接口和模型模板,构建作物生长元模型;在模型资源库、组件、描述脚本和引擎等技术的支撑下,设计层次化、组件化和智能化作物集成建模辅助系统(IICMSS)结构及核心部件。【结果】基于.Net平台,使用C#语言和SQL Server数据库开发原型系统;以小麦为对象,重构了生长模型和模拟系统。与基于代码编程的小麦生长模拟系统相比,开发方法有所改进,方便了作物模型及模拟系统的开发、测试、维护和共享。【结论】基于生长元模型的智能化作物集成建模辅助系统实现了作物建模的工作流程化、手段工业化、接口通用化及模型透明化,促进了作物建模过程的自动化;作物模型研究者使用学习、定制、设计、配置、组装、评估和扩展等手段,即可无编程、智能化地构建作物模型。
摘要:【目的】探讨西瓜与旱作水稻间作减缓西瓜连作障碍的可行性,并从微生物多样性与连作障碍关系角度阐释该方法的作用机理。【方法】盆栽方法研究西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍的效果,传统微生物计数及磷脂脂肪酸(PLFA)法研究西瓜根际土壤微生物区系。【结果】西瓜连作土壤上单作西瓜其枯萎病发病率为66.7%,死亡率为44.4%,与旱作水稻间作后西瓜生长正常。西瓜定植30d后,间作处理西瓜根际的尖孢镰刀菌数量显著低于单作;50d后,间作西瓜根际土中的真菌数量显著低于单作,而细菌、放线菌及总微生物数量均显著高于单作。磷脂脂肪酸(PLFA)法分析土壤微生物多样性发现,单作处理的西瓜根际土壤中真菌数量较多,细菌数量较少,而且主要是革兰氏阳性菌,而间作西瓜根际则含有较多的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌。间作处理西瓜体内的丙二醛(MDA)含量及保护性酶类如根系及叶片中的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和根系中的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均显著低于单作西瓜。【结论】西瓜与旱作水稻间作条件下西瓜根际尖孢镰刀菌数量显著降低,根际微生物区系向细菌与放线菌占主导的趋势发展,有效防止了西瓜枯萎病的发生,改善了西瓜连作障碍。
摘要:【目的】明确黄花蒿杀螨活性物质的最佳提取工艺;选择合适的溶剂和最佳的植株部位,明确黄花蒿杀螨活性物质的时间和空间分布状态,为综合开发利用黄花蒿提供科学依据。【方法】采集4、5、6、7和9月5个月份的黄花蒿植株,分成根、茎、叶3个部分,采用石油醚(30~60℃)、石油醚(60~90℃)、乙醇、丙酮和水溶剂的平行和顺序提取方法,共计获得135种提取物,用玻片毛细管法测定其对朱砂叶螨的杀螨活性。【结果】在杀螨活性方面,黄花蒿的杀螨活性随植株的生长呈增加的趋势,总体表现为7月份>6月份>5月份>4月份,但9月份的杀螨活性与7月份相比有所下降。5个月份的黄花蒿叶丙酮平行提取物的活性都比其它提取物强,处理朱砂叶螨48h的校正死亡率介于74%~100%之间。从对朱砂叶螨的致死时间动态上看,9月份、7月份、6月份、5月份、4月份黄花蒿叶的丙酮平行提取物对朱砂叶螨处理48h,LC50分别为0.5986,0.4341,0.8376,0.9443和1.3817mg·ml^-1。对活性较高的7月份叶的丙酮提取物进行柱层析分离,得到13个组分,其中组份11和12的LC50分别为0.3683和0.1586mg·ml^-1,组分12的活性相对于七月份叶丙酮提取物而言提高了约5倍。【结论】黄花蒿7月份叶的丙酮提取物的毒力最好,5mg·ml^-1对朱砂叶螨处理48h,校正死亡率为100%。7月份叶丙酮平行提取物柱层析组分11和12是活性组分,是进一步研究的重点。
摘要:【目的】制备针对有机磷农药的广谱特异性抗体,用于有机磷农药的免疫快速筛选检测。【方法】设计采用二乙基膦酸乙酸作为通用结构半抗原,用NHS-DCC法和EDC法合成两种人工抗原免疫新西兰大白兔制备抗血清。【结果】NHS-DCC法所制得抗血清的最高滴度为25600,EDC法合成的抗原制得的抗血清滴度最高为6400,均获得免疫应答。以二乙基膦酸乙酸为对象建立的间接竞争ELISA检测方法对二乙基膦酸乙酸最低检测浓度0.0035μg·ml^-1,抑制中浓度I50为0.182μg·ml^-1。经对12种常见磷酸酯类有机磷农药特异性检测反应试验,结果发现:所得抗体对毒死蜱、氧乐果、二嗪农、乙基对硫磷、丙溴磷、辛硫磷等农药有特异性反应,I50分别为0.12、0.21、0.24、0.78、0.97、3.8μg·ml^-1。【结论】该检测技术可用于毒死蜱、氧乐果、二嗪农、乙基对硫磷、丙溴磷等药剂的快速定性或半定量检测。
摘要:【目的】长期大规模翻耕和秸秆燃烧造成土壤有机质(SOM)大量损失,使农田成为温室气体的一个排放源。然而,近年来,随着免耕技术的逐步推广、秸秆还田面积的增加,加上施肥、灌溉等农田管理措施的应用,农田土壤有机碳(SOC)储量有所回升,预计其将成为温室气体的吸收汇。本文通过分析各种农田管理措施下土壤有机碳(SOC)的变化量,估算中国农田管理土壤碳汇量,为制定中国农田温室气体清单提供科学参考。【方法】通过查阅相关文献著作等,构建农田管理情景,分析各管理措施长期定位试验土壤有机碳变化量的数据。根据中国农作制的分区,估算各区域及水田、旱地农田管理下的碳汇量,并与政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的2006IPCC国家温室气体排放清单指南中农田仍为农田的层次(Tier)2方法的估算结果进行比较。最后用Meta分析法估算中国农田管理土壤碳汇量。【结果】不同农田管理措施对土壤碳的影响不同。各种措施表现为化肥与有机肥配施的增碳作用最大,达到0.889tC·ha^-1·a^-1;其次为秸秆还田、施有机肥和免耕,分别为0.597、0.545、0.514tC·ha^-1·a^-1;施化肥的作用最不明显,仅为0.129tC·ha^-1·a^-1。这一结果明显高于IPCC Tier2方法估算的结果。研究还揭示,不同管理措施在不同区域对土壤有机碳变化的影响存在一定的差异,黄淮海区、长江上中游区和西南区增加量较大,东北区增加量较小,在施化肥条件下东北黑土SOC甚至有降低的趋势。土壤有机碳的年增长率和初始值之间呈很好的负相关,由此可得出不同管理措施下农田土壤有机碳的平衡值及固碳潜力。【结论】农田管理措施中,配施、秸秆还田、施有机肥和免耕可以在很大程度上提高土壤SOC含量。其中,配施和秸秆还田的固碳潜力较大。
摘要:【目的】了解轮作与施肥对土壤有机碳的影响是建立持续发展措施的关键。【方法】以长期定位试验(1984~2002)中的10个典型处理为基础,分析了地上部生物量和耕层(0~20cm)土壤有机碳变化,探讨半干旱区轮作和施肥对0~20cm土层有机碳的影响,10个典型处理分别为休闲(F);冬小麦连作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/W+CK)、化肥(W/W+NP)、化肥有机肥(W/W+NP-FYM);冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/WM/P+CK)、化肥(W/WM/P+NP)、化肥有机肥(W/WM/P+NP-FYM)处理;1个冬小麦—冬小麦-红豆草轮作处理(W/W/S+NP);人工苜蓿中2个施肥处理:不施肥(A/A+CK)和化肥有机肥处理(A/A+NP-FYM)。【结果】冬小麦连作体系(W/W)中,不施肥处理(W/W+CK)的地上部生物量平均为3.3t·ha^-1,化肥处理(W/W+NP)和化肥有机肥处理(W/W+NP-FYM)依次为7.5和11.2t·ha^-1;冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作(W/WM/P)体系中,不施肥处理(W/WM/P+CK)地上部生物量平均3.1t·ha^-1,W/WM/P+NP和W/WM/P+NP-FYM地上部生物量依次为7.1和8.3t·ha^-1;冬小麦-冬小麦-红豆草轮作(W/W/S+NP)为8.5t·ha^-1;苜蓿连作不施肥(A/A+CK)和化肥有机肥处理(A/A+NP-FYM)体系地上部生物量依次为4.1和5.0t·ha^-1。18年期间,W/W+CK处理土壤有机碳含量(6.7g·kg^-1)无显著变化,W/W+NP和W/W+NP-FYM处理提高13%和51%;W/WM/P+CK土壤有机碳含量(7.0g·kg^-1)无显著变化,W/WM/P+NP和W/WM/P+NP-FYM土壤有机碳提高7%和47%;W/W/S+NP处理土壤有机碳提高了29%;A/A+CK和A/A+NP-FYM处理有机碳提高了43%和71%。【结论】轮作与施肥显著影响土壤碳输入量,18年期间土壤蓄存的碳与累计输入土壤的有机碳存在显著的线性相关关系(SOC=1.65CReturned+5.95,R^2=0.95^**)。秸秆
摘要:【目的】从区域角度研究湖北省油菜主产区硼肥施用对油菜(Brassica napus L.)生长及产量的效果,确定目前生产条件下土壤有效硼临界值,为油菜科学施肥提供依据。【方法】2005~2006年在湖北省布置30个田间试验研究油菜施硼产量效应,结合土壤有效硼含量确定缺硼临界值。【结果】施硼对油菜的营养生长及产量构成因素均有促进作用,30个试验点施硼平均增产油菜籽428kg·ha^-1,平均增产率19.2%,70%的试验增产效果显著,增产量超过500kg·ha^-1的试验点占26.7%;土壤有效硼含量与施硼效果呈极显著负相关;按照不施硼产量相对于施硼处理的90%作为判断标准,土壤有效硼临界值比20年前第二次土壤普查时确立的临界值有所提高。【结论】湖北省油菜施用硼肥增产效果显著,现阶段油菜种植的土壤有效硼临界值为0.58mg·kg^-1,大约80%的地块在种植油菜时需要施硼。
摘要:蚯蚓和微生物是重要的土壤生物,对提高土壤生态系统的稳定性和改变土壤养分及重金属的有效性有重要影响。本文综述了蚯蚓和微生物在改善土壤结构、调控土壤养分等方面的作用,以及它们通过吸附、富集、沉淀、溶解、氧化还原等行为,对重金属生物有效性产生的影响,目的是为现代农业生产提供一定的理论依据。
摘要:【目的】n+1配子传递率是进行三体遗传分析的重要参数。测定结球甘蓝“初级三体系”不同三体的n+1配子传递率为利用该“初级三体系”进行基因定位等遗传研究创造条件。【方法】结球甘蓝各初级三体分别与其二倍体亲本-9601进行相互杂交,杂交种子接种到MS培养基上培养繁殖成单株无性系;根尖染色体计数法鉴定杂交子代植株的染色体数目,用鉴定出的三体(2n+1=19)株数占鉴定植株总数的百分比表示n+1配子的传递率。【结果】各初级三体的n+1雌配子的传递率分别为15.28%(Tri-1)、12.68%(Tri-2)、12.31%(Tri-3)、30.51%(Tri-4)、22.81%(Tri-5)、7.46%(Tri-6)、5.36%(Tri-7)、42.37%(Tri-8)、9.23%(Tri-9);n+1雄配子的传递率分别为12.12%(Tri-1)、12.33%(Tri-2)、7.81%(Tri-3)、4.76%(Tri-4)、8.93%(Tri-5)、10.94%(Tri-6)、1.54%(Tri-7)、2.94%(Tri-8)、13.04%(Tri-9)。影响n+1雄配子形成和传递的因素主要有减数分裂前期Ⅰ三价体形成的频率、后期Ⅱ9/9/10/10分离的频率和花粉的生活力等。【结论】结球甘蓝各初级三体的额外染色体通过雌、雄配子均能传递给子代。
摘要:【目的】探讨Cu^2+、Zn^2+和Mn^2+在黄瓜幼苗抗冷中的作用。【方法】以自根和嫁接黄瓜幼苗为试材,研究了用含有不同(Cu^2++Zn^2++Mn^2+)整体浓度营养液育苗对幼苗叶片Cu、Zn和Mn含量、低温胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)及其同工酶活性和电解质渗漏率的影响。【结果】提高营养液(Cu^2++Zn^2++Mn^2+)整体浓度,自根黄瓜幼苗叶片Cu、Zn和Mn含量显著增加,低温胁迫下其SOD、Mn-SOD及Cu/Zn-SOD活性均显著增强,且低温胁迫时间越长活性增强越显著,Fe-SOD活性和电解质渗漏率则显著降低;降低营养液(Cu^2++Zn^2++Mn^2+)整体浓度培育嫁接黄瓜幼苗的结果则与之相反。【结论】Cu、Zn和Mn在黄瓜幼苗抗冷性中具有重要作用。以黑籽南瓜为砧木嫁接的黄瓜,根系吸收Cu^2+、Zn^2+和Mn^2+能力较强是其抗冷性增强的内在因素之一;自根黄瓜幼苗叶片Cu、Zn和Mn含量和SOD活性因营养液(Cu^2++Zn^2++Mn^2+)整体浓度升高而升高,从而增强其抗冷性。