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摘要:【目的】探讨不同国家(或地区和组织)间粳稻选育品种的遗传相似性和遗传差异,旨在为世界各地的粳稻品种能够有效利用于水稻育种提供科学依据。【方法】利用34对SSR引物对不同地理来源包括20个国家(或地区和组织)的313份粳稻选育品种进行遗传相似性和聚类分析。【结果】共检测到198个等位基因,平均每对SSR引物检测到的等位基因数为5.8235个。RM320、RM531、RM1、RM21和RM336的等位基因数较多,分别为16、13、12、10和10个;RM320、RM336、RM286、RM531和RM21的遗传多样性指数较高,分别为2.3668、2.0041、1.9684、1.9508和1.7203。各国家(或地区和组织)粳稻选育品种的遗传相似系数变异范围为0.279~0.918,平均值为0.653。纬度和地理位置相近的国家间粳稻品种的遗传相似系数较大,基本聚为同一个类群,而纬度差异较大,地理位置较远的国家间粳稻品种的遗传相似系数较小,聚为不同类群。【结论】粳稻品种的遗传相似性与纬度和地理位置有着密切的联系。
摘要:严重的水资源危机使得水稻耐旱性的遗传与育种研究成为当今的研究热点之一。【目的】鉴定与水稻耐旱性直接相关的根系性状QTL,为通过根系性状QTL的标记辅助选择培育耐旱水稻品种提供标记信息。【方法】以从供体Lemont(粳稻)导入到特青(籼稻)背景的254个高代回交导入系中筛选出覆盖供体全基因组的55个回交导入系为材料,采用PVC管栽培,定位了灌溉(对照)与干旱(胁迫)条件下影响根系及产量性状的QTL以及胁迫与对照间性状差值的QTL。【结果】共检测到25个影响根长(RL)、根数(RN)、根重(RW)和单株粒籽产量(GY)的主效QTL,根据在不同环境下的表达情况,将其分为3类,第1类4个,在两种环境下均被检测到;第2类12个,只在对照条件下检测到;第3类9个,受干旱胁迫诱导,只在胁迫条件下被检测到。此外还检测到11个影响胁迫与对照条件下性状差值的QTL。【结论】在水、旱两种条件下均检测到的相对稳定的3个QTL(QRl2b、QRl8b、和QRn12)及影响两种条件下性状差值(即性状稳定性)的11个QTL可能对耐旱性有直接贡献。
摘要:【目的】对5个小麦-冰草附加系与中国春-杀配子染色体2C附加系杂交F2的减数分裂进行观察,分析杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下诱导染色体变异的有效性,为获得小麦-冰草染色体易位奠定基础。【方法】杂交F2植株幼穗减数分裂染色体行为观察采用常规细胞学方法,冰草P染色质的检测采用GISH方法。【结果】杂交F2PMC减数分裂中期普遍观察到多个单价体、多价体以及落后染色体和断片,多数组合观察到染色体桥,个别组合出现单价环状染色体。杂交F2减数分裂染色体存在异常现象:平均36.5%的细胞中有多个单价体,15.8%的细胞含有多价体,31.6%和11.7%的细胞中含有染色体断片和桥,四分体时期存在微核、多裂和四分孢子退化现象。F2植株的自交结实率平均为31.47%。对部分F2植株的减数分裂细胞GISH检测表明,P染色体多为单体附加,有2.7%的植株可能产生染色体易位。【结论】较高频率的染色体断裂和部分配子致死是杀配子染色体诱导变异的典型特征,柱穗山羊草2C杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下能够有效诱导染色体产生结构变异,这种诱变作用和频率在不同附加系背景下存在差异。
摘要:【目的】了解玉米生育后期光合生理性状的遗传规律。【方法】选用8个光合速率差异较大的玉米自交系,按n(n+1)/2双列杂交法配制36个组合,采用GriffingⅡ和Hayman法对玉米4个光合生理性状进行配合力分析和遗传参数估算。【结果】所用材料中自交系鲁原92和A150是较好的高光效亲本,平均值较高的杂交组合的亲本中至少有一个是高光效的。光合速率的遗传符合“加性-显性”模型,而气孔宽不符合“加性-显性”模型,广义遗传力分别为95.73%、81.47%,狭义遗传力分别为28.33%、32.39%。光合速率和气孔宽这2个光合性状的遗传均以非加性效应为主,显性方向均指向增效,适合中高代选择和优势育种。叶绿素含量的遗传符合“加性-显性”模型,加性效应比非加性效应更重要,显性方向指向增效,广义遗传力为78.78%,狭义遗传力为57.03%,适合早代选择。【结论】不同光合性状的遗传规律不同,高光效育种工作中,应筛选一般配合力较大的自交系作亲本,同时进行广泛测交。
摘要:【目的】将抗逆相关转录因子ABP9基因导入大豆(Glycine max L.)基因组,并对转化系统条件进行探索,为提高大豆遗传转化效率提供依据。【方法】以农杆菌介导的半种法大豆遗传转化系统为基础,对目的基因进行转化;以健康外植体获得率、抗性丛生芽获得率和抗性芽伸长比率为指标,对转化系统条件进行优化。【结果】共培养时保证充足的光照和氧气,外植体生长情况最好;在共培养或诱导丛生芽培养基中加入600mg·L^-1的L-半胱氨酸可以使抗性丛生芽获得率由22.1%提高至32.6%;采用4种植物激素进行正交试验,诱导抗性芽伸长比率最高的激素配比为:6-BA为1.5mg·L^-1,GA3为0.75mg·L^-1,IAA为0.1mg·L^-1,ZT为1.0mg·L^-1。【结论】利用优化的方法进行遗传转化研究已获得转基因再生植株,经PCR和DNA测序等分子检测,证明目的基因ABP9已导入并整合到大豆基因组中;转化率为1.33%。
摘要:【目的】探明大豆杂交组合在不同生态条件下衍生重组自交系群体的遗传结构的差异及其成因。【方法】以Peking×7605、RN-9×7605两个组合分别在南京和济南衍生的RIL群体为材料,比较同一杂交组合在两地衍生群体主要数量性状的表型差异,鉴别大豆主要数量性状不同生态环境条件下的自然选择效应。【结果】Peking×7605组合衍生的两个群体在南京和济南种植,其株高和分枝数均表现出显著差异;RN-9×7605组合衍生的两个RIL群体在南京和济南种植,其分枝数、有效荚数、单株粒数和百粒重等表现均差异显著。【结论】上述性状发生了明显的自然选择效应,经表型方差分解证实性状差异由群体间遗传结构存在的真实差异造成。
摘要:【目的】探明超级杂交稻在不同种植地点和不同施肥量条件下的产量表现及干物质生产特点。【方法】于2004~2005年在湖南省桂东、长沙、衡阳、南县和永州5个地点进行大田试验,按照N﹕P2O5﹕K2O为1﹕0.5﹕1的比例,设置3种施肥量处理(135、180、225kgN·ha^-1),田间采用随机区组排列,4次重复,以超级杂交稻组合准两优527和两优293为试验材料。【结果】超级杂交稻收获产量以桂东点产量最高,地点间差异显著,其中准两优527平均为7492.3~12209.2kg·ha^-1,两优293为6984.0~11679.5kg·ha^-1。产量构成因子和干物质生产量的地点间变化与收获产量一致,但在同一地点的不同施肥量处理间收获产量和干物质生产量差异均不显著。收获产量与单位面积穗数、结实率和千粒重表现为正相关,而与每穗粒数表现为负相关。【结论】超级杂交稻存在适宜的种植区域,且在施肥量为135~225kgN·ha^-1的范围内,施肥量不是超高产栽培的限制因子。超级杂交稻的库容量大,提高结实率和粒重是获得超高产的可能途径。
摘要:【目的】研究小麦地上部氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系,分析多种高光谱参数估算地上部氮积累量的效果。【方法】连续3年采用不同蛋白质含量的小麦品种在不同施氮水平下进行大田试验,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株不同器官生物量和氮含量。【结果】植株氮积累量随着施氮水平的提高而增加,不同地力水平间存在明显差异。植株氮积累量的光谱敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,而地上部氮积累量与冠层光谱的相关性明显降低。对植株氮积累量的光谱估算,在不同品种、氮素水平、生育时期和年度间可以使用统一的光谱模型。在籽粒灌浆期间植株氮积累量自开花期随时间进程的积分累积值与对应时期籽粒氮素积累状况存在显著的定量关系,根据特征光谱参数-植株氮素营养-籽粒氮积累量这一技术路径,以植株氮积累量为交接点将模型链接,建立高光谱参数与籽粒氮积累量间定量方程。将植株氮积累量与籽粒氮积累量相加,确立了基于高光谱参数的籽粒灌浆期间地上部氮积累量监测模型。经不同年际独立资料的检验表明,利用光谱参数SDr/SDb、VOG2、VOG3、RVI(810,560)、[(R750-800)/(R695-740)]-1和Dr/Db建立模型可以实时监测小麦地上部氮素积累动态变化,预测精度R2分别为0.774、0.791、0.803、0.803、0.802和0.778,相对误差RE分别为16.7%、15.5%、15.6%、18.5%、15.5%和17.3%。【结论】利用关键特征光谱参数可以有效地评价小麦地上部氮素积累状况,其中尤以植被指数VOG2、VOG3和[(R750-800)/(R695-740)]-1的效果更好。
摘要:【目的】光合有效辐射分量(FPAR)是各种生产力模型、作物估产模型等的重要参数,本文将对高光谱估算FPAR效果作初步探讨分析,为提高FPAR估算及遥感产品验证精度和各种生态模型模拟精度提供科学支持。【方法】本文基于地面实测玉米数据,详细分析了光合有效辐射分量与光谱反射率及其一阶导数之间的相关关系及FPAR估算机理,并利用反射率、一阶导数、植被指数方法研究了玉米冠层FPAR估算效果。【结果】玉米FPAR与整个可见光波段反射率相关性都相对较好,明显好于近红外波段;FPAR与一阶导数的相关关系曲线波动较反射率大,仅520、570、670、805、950和1010nm几个波长处一阶导数与FPAR相关性较好。FPAR与典型单波段反射率和一阶导数具有较好拟合关系,确定性系数分别高达0.791和0.882。总的来说,一阶导数法和植被指数法估算FPAR效果较反射率法好些,其中一阶导数的多波段逐步回归分析取得最优的估算效果,R2高达0.944。除红、绿和常用的近红外波段外,375nm附近紫色波段和950nm附近的近红外波段用于估算FPAR也可以得到较理想的结果,特别是水分强吸收的波段具有较好的提高FPAR估算精度的潜力。【结论】一阶导数法和植被指数法估算FPAR效果稍好,充分挖掘高光谱数据估算FPAR潜力,选择最佳波段能够较好得提高FPAR估算精度。
摘要:【目的】研究膜下滴灌条件下土壤水分对棉花光合物质生产、分配的调节效应,揭示不同土壤水分对棉花对产量形成的影响机制,为干旱区发展节水高产高效农业提供依据。【方法】在新疆气候生态条件下,选用对水分反应敏感性不同的新陆早10号和新陆早13号为试验材料。控制0~60cm土壤相对含水量滴水下限分别为田间持水量55%、70%和85%,滴水上限均为田间持水量,采用气体交换和同位素示踪技术,研究花铃期不同土壤水分对叶片光合速率、14C光合产物运转和分配及产量的影响。【结果】滴水下限为55%处理土壤轻度水分亏缺,叶片光合速率低,地上部光合物质累积量少,14C光合产物输出较快、向蕾铃分配比例增加;滴水下限为70%和85%处理叶片光合速率高,地上部光合物质累积量大,但85%处理14C光合产物向营养器官分配的比例过大,最终籽棉产量以70%处理最高,85%处理次之,55%处理最低。籽棉产量水分利用效率为55%〉70%〉85%;不同品种对土壤水分的响应不同,新陆早10号在55%和70%条件下籽棉产量和水分利用效率显著低于新陆早13号,85%条件下显著高于新陆早13号。【结论】土壤水分对棉花光合物质生产、分配具有明显的调节效应,花铃期滴水下限在70%~85%有利于实现棉花高产,在55%~70%范围内,棉株能通过适应性调节,有利于提高水分利用效率。依据不同品种对土壤水分响应的差异,结合滴灌棉田土壤水分可控性强的特点,制定相应的灌溉制度,对实现滴灌棉田节水高产高效具有重要意义。
摘要:【目的】为粮食主产区农业新技术的普及提供参考,促进粮食生产能力的提升。【方法】采用参与性农户评估方法(PRA)对东北粮食主产区榆树县245户农户进行了分层随机抽样调查,从农业新技术的接受途径,农户主要的技术需求以及影响农户接受新技术的因素等方面进行分析。【结果】96.3%的被调查农户主要收入来源于种植业;38.4%的农户获取农业新技术主要来源是农业技术推广,64.9%的农户通过向邻居学习来获得农业技术信息;48.2%和51.4%的农户需求新型肥料和新型农机等农业新技术;90.2%的农户认为栽培粗放制约了玉米产量的提高;89.4%的农户对农技推广是很欢迎的,但有近50%的农户得不到推广服务。【结论】粮食主产区农业技术进步需要重点选育抗逆性强的高产品种,研究新型长效肥技术,研制适合单个农户的农业机械以及开发与品种配套的栽培管理模式。农业新技术的推广应注重技术的增产和增收,加大公益性技术推广服务和典型农户的示范带动。
摘要:【目的】获得大麦条纹花叶病毒中国株(BSMV-CH)基因组RNA1的全长cDNA,进行序列分析,明确与国外报道株系间的亲缘关系和分类地位【。方法】以自然侵染BSMV-CH的大麦叶片中提取的总RNA为模板,用RT-PCR方法获得BSMV-CH RNA1的全长cDNA,克隆到载体pMD18并测序,用DNAstar软件将获得的序列与GenBank登录的BSMVRNA1序列进行对比,分析各株系序列RNA1之间的同源性,构建系统发育树分析BSMV-CH与国外株系间的亲缘关系。【结果】BSMV-CH的RNA1全长为3795bp(GenBank注册号:AY789693),基因组RNA15′端有一个甲基化的帽子结构,3′端有一个PolyA结构和一段239bp长的类似tRNA的保守序列,BSMV-CH基因组RNA1含有一个长度为3417bp的ORF,推测可编码一个1138个氨基酸的复制酶基因。BSMV-CH的基因组RNA1与国外报道其它株系核苷酸的同源性为95.4%~95.6%。复制酶基因同其它株系核苷酸和氨基酸的同源性分别为94.9%~95.2%和96.5%~96.8%,PolyA的长度比其它株系明显要长。【结论】BSMV-CH和CV42与CV17、ND18、TSE及TSG间的亲缘关系明显低于CV17、ND18、TSG和TSE间的亲缘关系;BSMV-CH与CV42表现相对较近的亲缘关系,但BSMB-CH是不同于CV42的一个BSMV新株系。
摘要:【目的】明确草莓斑驳病毒(Strawberry mottle virus,SMoV)的分子变异特点;探索利用嵌套PCR和转录增强技术检测SMoV的方法。【方法】利用RT-PCR扩增SMoV3′非编码区(non-coding region,NCR)和大外壳蛋白(large coat protein,LCP)基因特异片段,并对扩增产物进行克隆测序。利用生物信息学软件分析不同地区分离物变异特点及系统发育关系。参考测序结果,在SMoV基因组保守区设计引物,利用嵌套PCR和转录增强技术检测SMoV。【结果】获得了SMoV中国分离物的NCR区和部分LCP基因核酸序列,不同分离物部分LCP基因核酸序列同源性为76.8%~99.7%。系统进化分析显示不同分离物呈现轻微的地理相关性。3个波兰分离物,4个中国分离物中的3个,7个荷兰分离物中的4个分别聚集成一簇;2个德国分离物与其它分离物亲缘关系较远,形成一个独立的分支。建立了利用半嵌套PCR和转录增强技术检测SMoV的技术体系,灵敏度高于常规PCR。【结论】SMoV不同分离物变异复杂,德国分离物可能是一个代表特殊株系的群体;基于定位基因组保守区引物,利用嵌套PCR和转录增强技术可有效检测SMoV。
摘要:【目的】研究不同抗性水平的小麦品种苗期对麦长管蚜的抗蚜机制。【方法】用EPG技术对麦长管蚜在3个小麦品种苗期的取食行为进行检测。【结果】麦长管蚜在品种Ww2730上口针开始接触叶面时间显著晚于小偃22和Batis,第1次持续刺探前的刺探次数显著多于小偃22和Batis,开始刺入叶面后第1次刺探的持续时间极显著短于小偃22和Batis;在Ww2730和小偃22上的PdⅡ-1的平均时间显著长于Batis;Ww2730上C波阶段2个Pd波间的间隔平均时间显著大于另外2个品种;在Ww2730木质部取食(G波)的次数和时间显著大于其它2个品种;Batis上的点G波的次数极显著地高于Ww2730,而平均持续时间极显著短于小偃22和Ww2730;在Batis和小偃22上E1波的总时间,E1波的最大值、跟随E2波的E1波的平均时间均显著大于Ww2730;3个品种间第1次E1波持续的时间差异不显著,但Ww2730和小偃22上其它E1波持续的时间极显著少于Batis;3个品种上其它波形参数,包括F波的次数和总时间、E2波的次数和总时间没有差异。【结论】Ww2730抗麦长管蚜机制可能在于表皮有取食抑制因子,叶肉细胞壁较厚,韧皮部存在次生物质和(或)营养不平衡。小偃22苗期的抗蚜机制为叶肉部细胞壁较厚,细胞密度大。麦长管蚜适应Ww2730抗性的策略可能是在第2次取食时采取了减少在有毒次生物中的暴露时间。
摘要:【目的】评估7类14种杀虫剂对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的重要捕食性天敌黑肩绿盲蝽Cyrtohinus lividipennis(Reuter)成虫、若虫和卵的安全性。【方法】在室内条件下,用药膜法、稻株喷雾法及稻茎浸渍法测定杀虫剂对黑肩绿盲蝽的安全性。【结果】药膜法测定结果表明氟虫腈、噻虫嗪和异丙威3种杀虫剂对成虫不安全(Ⅳ级),LC50值为0.20~0.74mga.i.·L^-1;氟硅菊酯、醚菊酯对成虫安全(Ⅰ级),LC50值〉160.0mga.i.·L^-1。稻株喷雾法测定结果表明噻嗪酮在药后1d对成虫安全(Ⅰ级),死亡率为1.7%;在药后4~10d,丁硫克百威、氟虫腈、噻虫嗪、吡虫啉为较不安全或不安全(Ⅲ级或Ⅳ级),死亡率为70.0%~100.0%。稻茎浸渍法测定结果表明除噻嗪酮和阿维菌素外,其余供试杀虫剂均对黑肩绿盲蝽若虫不安全(Ⅳ级)。稻株喷雾法测定结果表明醚菊酯、阿维菌素、氟硅菊酯、敌敌畏、噻嗪酮对卵安全(Ⅰ级),孵化抑制率〈20%,而丁硫克百威对卵较不安全(Ⅲ级),孵化抑制率为52.24%。【结论】IGR类噻嗪酮对黑肩绿盲蝽各虫态均很安全,其它供试杀虫剂对黑肩绿盲蝽的安全性因杀虫剂和虫态的不同而异。
摘要:【目的】研究5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)对中华稻蝗(Oxya chinensis)的杀虫活性及对3种酶活性的影响。【方法】以中华稻蝗4龄若虫为试验材料,用不同剂量的ALA(A1:250mmol·L^-1;A2:450mmol·L^-1;A3:750mmol·L^-1;A4:1000mmol·L^-1)处理中华稻蝗,观察其对中华稻蝗的毒性效应和对其体内乙酰胆碱酯酶(AChE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性的影响。【结果】不同剂量ALA处理组中华稻蝗死亡率依处理剂量呈现上升趋势,高浓度处理组A3、A4的死亡率分别达到66.19%和80.21%;LD50值为3.61(3.29~3.93)mg·g^-1虫重(95%置信范围)。生化研究结果显示,最高浓度A4处理组雌、雄虫体内AChE活性分别较对照组下降了51.53%和42.65%,差异显著(P〈0.05);GPx活性分别较对照组下降了42.82%和43.85%,差异显著(P〈0.05)。同时,中华稻蝗GSTs活性随ALA处理剂量升高而增高,A4处理组雌、雄虫体内GSTs活性分别较对照组升高了171.05%及97.42%,差异显著(P〈0.05)。【结论】ALA对雌、雄中华稻蝗均有明显的毒性效应;ALA可引起AChE和GPx光失活,从而导致中华稻蝗神经传导受阻同时抵御氧化损伤的能力下降;高剂量ALA激活GSTs,可引发昆虫对光毒性物质的自身反馈抵御反应。
摘要:不合理的农田机械作业会造成土壤紧实度增加,这不仅会改变土壤的物理、化学和生物学性质,而且会使作物生长以及土壤生物活动受到影响,并增加温室气体排放,成为土地退化、作物产量降低及全球气候变暖的因素之一。本文综述近年来国内外在土壤机械压实方面的相关研究进展,探讨减轻土壤紧实度的可能方法和措施,为中国在农业现代化进程中合理使用农业机械,减少土壤机械压实提供参考。
摘要:【目的】以天山北麓绿洲农耕区——新疆农八师148团农田为研究对象,以193个耕层土壤(0~30cm)有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的分析数据为变量进行农田土壤养分精确管理分区研究。【方法】模糊c-均值聚类法被用来进行分区,以棉田产量为外部变量,采用FPI、c-φ多次组合法及基于外部变量的多元回归法来确定适宜的模糊控制参数。【结果】研究区最佳分区数为4,模糊指数为1.6。各管理分区土壤养分的变异系数都较分区前全研究区有所减小,而分区间土壤养分差异显著。研究区的平均混乱度指数为0.19,不同模糊类别交叠程度小,地理空间上土壤的隶属关系相对明确。【结论】通过选取适宜的外部变量,模糊c-均值聚类法可以较好地进行管理分区划分,分区结果可以作为变量施肥的单独作业单元进行耕作管理。