石榴种皮木质素合成相关转录因子基因PgMYB的克隆与表达

为初步探讨石榴(Punica granatum L.)籽粒硬度产生机理及转录因子基因PgMYB在石榴种皮木质素生物合成途径中的作用,测定了不同石榴品种籽粒硬度及种皮总木质素含量并分析两者关系,利用RT-PCR结合RACE技术,克隆了‘红玉石籽’石榴的1个MYB转录因子基因(PgMYB),通过实时荧光定量PCR技术分析了PgMYB的相对表达量。结果表明:(1)石榴籽粒硬度与种皮总木质素含量呈显著正相关关系,相关系数为0.906。(2)PgMYB基因cDNA全长1 088bp,开放阅读框921bp,编码蛋白由306个氨基酸组成,N端具有2个MYB DNA结合结构域,是植物中一个典型的R2R3-MYB转录因子;同源分析显示,该基因编码的氨基酸序列与银合欢的MYB1和拟南芥的MYB4一致性分别高达89%和84%。(3)在不同籽粒硬度石榴品种中PgMYB的表达与籽粒硬度和种皮总木质素含量呈负相关关系。(4)在石榴各个发育时期中,PgMYB表达与种皮总木质素含量同样呈负相关关系。推测该基因可能抑制石榴种皮总木质素的生物合成。     

有机无机肥长期定位配施对冬小麦群体光合特性及籽粒产量的影响

以小麦品种石麦15(SM15)为对象,以牛粪为有机肥,设置不施氮肥、单施尿素、单施牛粪和有机无机肥配施4种施肥方式,研究不同施肥处理对冬小麦群体光合速率(CAP)、旗叶净光合速率(P_n)、叶面积指数(LAI)、叶绿素荧光参数及产量的影响.结果表明： 无机肥主要作用于生育前期,小麦的CAP、P_n及LAI最高,其次为配施处理,单施有机肥处理最低.花后10 d开始,与单施尿素处理相比,有机肥和有机无机肥配施处理小麦衰老进程较缓慢,在灌浆中后期保持较高的抗氧化酶活性及较长的绿叶面积持续期,进而维持较高的光合物质生产能力.有机无机肥配施处理延缓效果更为明显,籽粒产量最高.可见,有机无机肥配施可以延缓灌浆中后期叶片衰老,维持合理的冠层结构,使小麦具有较强的光合性能,进而获得较高的籽粒产量.     

不同灌水模式对冬小麦籽粒产量和水、氮利用效率的影响

在田间试验条件下,以冬小麦品种泰农18为材料,设置灌底墒水(CK)、底墒水+拔节水(W1)、底墒水+拔节水+越冬水与灌浆水交替灌溉(越冬/灌浆水交替灌溉模式,W2)、底墒水+拔节水+开花水(优化传统灌溉模式,W3)、底墒水+越冬水+拔节水+灌浆水(传统灌溉模式,W4)5种灌溉模式,每处理每次灌水量均为600 m3·hm-2,研究了山东泰安偏旱年份(2009-2010年)不同灌溉模式对小麦籽粒产量、水分利用效率和氮素利用效率的影响.结果表明:在小麦全生育期119.7 mm降水量条件下,越冬/灌浆水交替灌溉模式(W2)与传统灌溉模式(W4)籽粒产量差异不显著,但水分利用效率显著高于传统灌溉模式,与灌水量相同的优化传统灌溉模式(W3)相比,其小麦籽粒产量明显提高,水分利用效率无显著差异;越冬/灌浆水交替灌溉模式和传统灌溉模式的氮肥偏生产力最高,且籽粒收获后越冬/灌浆水交替灌溉模式在0 ～100 cm土层的硝态氮积累量显著高于传统灌溉模式和优化传统灌溉模式,降低了硝态氮的淋溶损失.在本试验条件下,越冬/灌浆水交替灌溉模式(W2)是可以兼顾小麦籽粒产量、水分利用效率和氮素利用效率的最佳灌溉模式.     

粗缩病对玉米产量和籽粒品质的影晌

以6个对玉米粗缩病（MRDV）表现不同抗性的玉米品种为材料,研究了粗缩病对玉米产量性状和籽粒品质的影响。结果表明,在供试品种中,‘青农105’和‘青农8’为抗病品种,‘登海3622’和‘农大108’为中抗品种,‘先玉335’和‘郑单958’为感病品种。感病后,玉米果穗穗长、行粒数、穗粒重和产量显著降低,且损失程度表现为抗病品种〈中抗品种〈感病品种：籽粒中粗淀粉含量显著降低,粗蛋白含量升高,粗脂肪含量变化不明显。回归分析表明,通过旃情指数可以准确预测玉米粗缩病导致的产量损失。     

不同带长微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦耗水特性及产量的影响

于2010-2012年度冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,采用测墒补灌方式,设置40 m(T₄₀)、60 m(T₆₀)和80 m(T₈₀)3种带长的微喷带灌溉处理,研究不同带长微喷带灌溉对土壤水分分布及冬小麦耗水特性和产量的影响.结果表明： 拔节期和开花期采用微喷带补灌,随微喷带带长缩短,灌溉水在土壤中的水平分布均匀系数显著增加.拔节期补灌,T₄₀和T₆₀处理在距畦首0～40 m范围内各小麦行间的0～200 cm土层土壤含水量均无显著差异;T₈₀处理在距畦首38～40 m、58～60 m和78～80 m处各小麦行间的0～200 cm各土层土壤含水量变化规律一致,均表现为随距微喷带的距离增加而减小.T₄₀处理的小麦在拔节至开花期间和开花至成熟期间分别对40～60 cm和20～80 cm土层土壤贮水的消耗量显著高于T₆₀和T₈₀处理,而对深层土壤贮水消耗量和总土壤贮水消耗量、开花期补灌水量、总灌水量和总耗水量显著低于T₆₀和T₈₀处理.随微喷带带长缩短,小麦籽粒产量、产量水分利用效率显著升高,而流量降低,在灌水量一定的情况下,单位时间内的有效灌溉面积减小.综合考虑小麦籽粒产量、水分利用效率和流量,40和60 m是本试验条件下的适宜微喷带带长.     

小麦籽粒品质性状的QTL分析

利用小麦中国春(母本)和兰考大粒(父本)F2群体构建了169个标记的分子遗传图谱,将F2∶3家系分别种植于3个环境中,利用基于完备区间混合模型的单环境作图模型和多环境作图模型对小麦籽粒容重、硬度、蛋白含量和结合水含量性状进行了QTL分析。结果显示:(1)两种作图模型下,检测到容重的6个共同QTL(QTW-6B-6、QTW-7B-6、QTW-7B-9、QTW-5D-2、QTW-6D-1、QTW-6D-4),单环境模型下遗传贡献率为1.99%~6.57%,多环境模型下遗传贡献率为3.66%~20.07%,其中QM TW-7B-9、QM TW-6D-1和QM TW-6D-4在多环境模型中表现为主效QTL。(2)检测到硬度的3个共同QTL(QHD-4A-5、QHD-7A-1和QHD-7B-9),单环境模型下的遗传贡献率为6.00%~6.95%,多环境模型中遗传贡献率为5.43%~9.64%。(3)检测到蛋白含量1个共同QTL(QPR-6D-1),单环境模型下的遗传贡献率为5.39%,多环境模型中遗传贡献率为10.06%,表现为主效QTL。(4)检测到籽粒结合水含量1个共同QTL(QMO-1B-4),单环境模型下的遗传贡献率为39.20%,多环境模型下的遗传贡献率为75.01%,均表现为主效QTL。(5)1B染色体上存在同时控制籽粒容重、硬度、蛋白和结合水含量的QTL,说明1B染色体对小麦品质的影响可能很大。研究表明,小麦容重、硬度、蛋白含量、结合水含量的遗传主要受加性效应控制。该研究初步定位的一些重要QTL可为进一步精细定位、基因挖掘和育种早代品质性状分子标记辅助选择提供依据。     

喷施ABA对两个穗型不同小麦穗颈节伤流、穗部性状及产量的影响

以冬小麦品种山农8355和山农15为试验材料,研究了不同ABA喷期处理条件下,小麦花后穗颈节伤流变化及其对籽粒穗部性状与产量的影响。结果表明,多穗型品种SN15伤流强度呈现出单峰变化,而大穗型品种SN8355呈现一定的双峰变化趋势,其伤流强度在后期出现一个小高峰。不论是孕穗后期喷施ABA处理(T1)还是花后3d喷施ABA处理(T2),一定程度上均有利于花后穗颈节伤流的增加。各粒位籽粒粒重与体积在不同生育时期表现基本相同,大体上表现为T1处理较对照小,而T2处理则较对照大,即T2＞CK＞T1。施用ABA可改善穗部营养状况,最高增加穗粒数31.31%,平均提高小穗结实率2.79%,增加穗粒重7.90%-19.01%,并最终增加产量4.08%-9.81%。相关分析表明,穗颈节伤流强度在大多数生育时期与穗粒重关系密切,而群体伤流强度则与产量关系相对密切。研究表明,合理施用ABA能够调节小麦穗颈节伤流强度,从而可以优化穗部性状发育,利于产量的提高。     

冬小麦持绿和灌浆特征及其抗早衰特性评价

选择23个小麦品种(系),在大田条件下测定了小麦花后旗叶叶绿素含量、颖壳叶绿素含量、籽粒重量、籽粒饱满度等与早衰有关的形态和生理指标,并分别对其花后旗叶叶绿素含量、花后旗叶与颖壳的叶绿素含量比值、粒重比和饱满度以及综合4项指标进行聚类分析,以建立科学的早衰鉴定指标。结果显示:(1)23份小麦材料以花后旗叶叶绿素含量变化可分为4个类型:下降迟且幅度小型、下降早而幅度较大型、下降早且幅度小型、下降早且幅度大型,除第2类型外,其花后旗叶叶绿素含量下降幅度依次增大。(2)以花后旗叶和颖壳叶绿素含量比值变化将其分为3种类型:穗黄叶绿型、同步转黄型、穗绿叶黄型,其比值依次减小。(3)以粒重比可分为3种类型:灌浆充实型、灌浆相对不充实型、灌浆不充实型,其比值依次减小。(4)以饱满度可分为4个类型:饱满型、相对饱满型、相对瘪瘦型和瘪瘦型,其饱满度依次减小。(5)综合以上4项指标可分为4种类型:穗黄叶绿型、正常落黄成熟型、轻度早衰型和典型早衰型;而以饱满度为鉴定指标最接近综合鉴定分析结果。研究发现,籽粒饱满度(干籽粒体积与其充分吸涨后的体积的比值)可作为鉴定小麦早衰的简单、快捷指标,旗叶和颖壳叶绿素含量比较分析可作为田间的初步鉴定指标。     

大田遮阴对夏玉米籽粒形成过程中内源激素作用的影响

以振杰2号(ZJ2)、登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴(S1)、穗期遮阴(S2)和全生育期遮阴(S3)3个处理,遮光度为60%,以自然光为对照(CK),研究大田遮阴对夏玉米籽粒形成过程中内源激素作用的影响.结果表明:遮阴条件下,雌穗原基分化的总小花数、花丝数、受精小花数均较CK不同程度地减少,败育籽粒数增多,不同处理的穗粒数表现为CKS2S1S3,S2、S1和S3的穗粒数较CK平均减少18.9%、43.7%和80.8%.遮阴后玉米籽粒的吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素核苷(ZR)含量较CK略有降低,脱落酸(ABA)含量升高;且各处理的同一激素含量随籽粒发育的变化趋势一致.与正常籽粒相比,败育籽粒IAA含量的峰值由20 d前移至10 d,且积累少、下降快;GA和ZR含量均显著降低,而ABA含量在花后20 d内始终保持较高水平.因此,籽粒激素含量的变化可能是遮阴引起籽粒败育进而降低产量的重要原因之一.     

不同土层测墒补灌对冬小麦耗水特性及产量的影响

于2010-2011年选用高产小麦品种济麦22进行大田试验,设置0～20 cm（W₁）、0～40 cm（W₂）、0～60 cm（W₃）和0～140 cm（W₄）4个测墒补灌土层,于越冬期（目标相对含水量均为75%）、拔节期（目标相对含水量均为70%）和开花期（目标相对含水量均为70%）进行测墒补灌,以全生育期不灌水处理（W₀）为对照,研究不同土层测墒补灌对冬小麦耗水特性及产量的影响.结果表明： 小麦越冬期、拔节期和开花期补充灌水量为W₃>W₂>W₁,W₄处理小麦越冬期和拔节期补充灌水量较少,但开花期补灌量显著高于其他处理;全生育期补灌量占总耗水量的比例为W₄、W₃>W₂>W₁.土壤水消耗量占总耗水量的比例为W₁>W₂>W₃>W₄;随测墒补灌土层深度的增加,土壤水消耗量占总耗水量的比例减少;W₂处理80～140 cm和160～200 cm土层土壤水消耗量显著高于W₃和W₄处理.各处理的总补灌量为W₃>W₄>W₂>W₁;籽粒产量为W₂、W₃、W₄>W₁>W₀,W₂、W₃、W₄间无显著差异;水分利用效率为W₂、W₄>W₀、W₁>W₃,W₂与W₄之间无显著差异.综合考虑灌水量、籽粒产量和水分利用效率,W₂处理是本试验条件下的最佳处理,即以0～40 cm土层测墒补灌效果最优.