基于秸秆还田条件下的黄灌区稻旱轮作土壤硝态氮淋失特征研究

宁夏引黄灌区农田面源污染较为严重,区内大部分排水沟水质为劣Ⅴ类,其主要污染物硝态氮与铵态氮。设置常规施肥(CK)、常规施肥条件下施用4500kg/hm~2(T1,半量还田)和9000 kg/hm~2(T2,全量还田)秸秆3个处理。利用树脂芯法吸附10、20、30、60、90cm土层的硝态氮流失量。2009—2013年的试验结果表明:秸秆还田能够减少土壤30cm土层的硝态氮淋失。与对照硝态氮淋失量(15.76 kg/hm~2)相比,T1(13.76 kg/hm~2)与T2(13.74 kg/hm~2)均达到显著差异(P0.05),淋失量分别减少12.71%和12.84%,T1与T2没有达到显著差异。秸秆还田对土壤硝态氮淋失的影响效应主要体现在30cm土层处,10、20、60与90cm土层处的处理与对照都没有达到显著差异。秸秆还田提高了30cm土层的土壤有机质与土壤总氮,与对照(13.78 g/kg)相比,T1与T2土壤有机质分别提高0.89 g/kg和1.24 g/kg;试验结束后,对照、T1和T2的总氮是达到0.64、0.66和0.69 g/kg,与对照相比,处理分别提高了2.76%和6.83%。秸秆还田有助于作物增产,T1与T2的水稻平均增产9.24%和10.37%,小麦增产10.11%和11.51%。     

普通小麦远缘杂交F1代表现型研究

小麦远缘杂交试验采用常规杂交方法,不进行胚培养,在自然条件下,实现了普通小麦与小黑麦(6X,AABBRR)、柱穗山羊草(2X,DD)、人工合成六倍体小麦(6X,AABBDD)、CIMMYT人工合成小麦(6X,AABBDD)的杂交.发现在F1代中,出现了2～7种植株表现型、7种性状分离现象;小麦颖壳颜色变化可能受多个加性基因控制;杂交F2代结实率较F1代有数倍或十余倍的增长.     

芽胞杆菌浸种对水稻内生细菌群落结构的影响

水稻内生细菌群落是反映植株内环境是否健康稳定的重要生物学指标,芽胞杆菌是防治水稻病害的重要生防微生物。为揭示芽胞杆菌浸种处理对水稻内生细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq测序的方法对水稻内生细菌的16S rRNA基因进行测序,剖析了芽胞杆菌浸种处理对不同水稻组织内生细菌的微生态调控作用。结果表明,3种芽胞杆菌浸种处理可以提高水稻根和茎部内生细菌群落的丰富度和均匀度,降低叶部内生细菌群落的丰富度和均匀度,显著增加根部内生细菌群落多样性。变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是水稻根部和茎部共有优势菌门,厚壁菌门和芽胞杆菌属(Bacillus)是叶部共有优势菌门和属。芽胞杆菌浸种处理显著提高了叶部内生厚壁菌门和芽胞杆菌属的相对丰度,增加了根系和茎部组织内生细菌的分类单元OTU(Operational Taxonomic Units)数量,对叶部组织影响不明显;降低了茎部和叶部中参与各种代谢通路的内生细菌丰度,显著增加了根部参与代谢通路的内生细菌丰度。因此,3种芽胞杆菌浸种处理可以显著改变水稻根部、茎部和叶部内生细菌群落结构,改善水稻生长的微生态环境。     

枸杞液泡膜H^+-转运焦磷酸酶基因LbVP1克隆及表达分析北大核心CSCD

液泡膜H^+-转运焦磷酸酶在调节植物生长发育和逆境胁迫应答中发挥重要作用。本研究在已构建的枸杞本地数据库中先进行VP基因电子克隆,然后结合RT-PCR方法克隆到一个枸杞液泡膜H^+-转运焦磷酸酶编码基因LbVP1,并对其序列结构、时空表达模式进行了初步分析。LbVP1开放阅读框全长2301 bp,编码766氨基酸残基。多序列比对显示该基因与拟南芥AVP基因相似性达87.9%,序列结构生物信息学预测和亚细胞定位实验表明,该基因具有液泡膜H^+-转运焦磷酸酶的保守结构域和跨膜区,可能在液泡膜发挥作用。荧光定量PCR结果显示,LbVP1在花、叶和不同发育阶段果实中存在时空表达差异,干旱胁迫处理下叶片和果实中该基因表达量与对照存在(极)显著差异(P<0.01,P <0.05)。研究结果将为阐明该基因在枸杞抗旱分子调控机制中的作用提供基础理论依据。     

籼粳稻杂交衍生RIL系的苗期抗旱性评价

为鉴定籼粳稻杂交衍生系的苗期抗旱性,以课题组自育的高代抗逆品系ZD15为母本、籼稻品种IR29为父本,以及杂交衍生的重组自交系群体120份为试验材料,利用PEG-6000对各材料苗期进行干旱胁迫处理,测定根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重;利用PEG-6000对各材料芽期进行干旱胁迫处理,测定芽鞘长和芽长。采用主成分分析和隶属函数法对各材料的抗旱性进行综合评价,根据综合抗旱D值可将122份材料分成3类,D值在0.201～0.400之间的有33份,属于不抗旱材料;D值在0.401～0.600之间的有79份,属于中等抗旱材料;D值在0.601～0.800之间的有10份,属于抗旱材料。利用D值进行逐步回归分析,结果表明根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重、芽鞘长和芽长8个性状均可作为水稻苗期抗旱性的评价指标。本研究筛选出的抗旱材料,可作为育种中间材料进一步培育,或作为育种资源加以利用,以丰富本区水稻育种的资源库。     

宁夏水稻代表性种质及后代抗稻瘟病基因型分析北大核心CSCD

以96份宁夏水稻代表性种质资源和47份杂交后代为试验材料,采用宁夏稻瘟病菌生理小种人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行稻瘟病抗性的大田鉴定和病圃鉴定,评价了每个材料的稻瘟病抗性;同时采用8个主效抗稻瘟病基因的功能标记对上述材料进行抗病基因的分子检测,得到了28个不同的抗稻瘟病基因型,将不同基因型的稻瘟病抗性评价进行了差异显著性分析。结果表明,同时含有Pita、Pib、Pikm、Pikh、Pi9和Pi5共6个抗病基因组成的基因型的水稻材料对稻瘟病的抗性极显著高于其他基因型的抗性。Pita基因单独与Pikm、Pikh、Pi2、Pi5基因聚合时均表现出正向聚合效应,其中Pita与Pikh基因的聚合效应最强。当Pib与Pita+Pikh聚合时,表现出负向聚合效应。这为宁夏地区通过基因聚合方法选育广谱持久抗稻瘟病水稻新品种提供了重要的参考依据。     

枸杞负泥虫的发育起点温度和有效积温

根据室内饲养观察结果估测,枸杞负泥虫LemadecempunctataGebler各虫态的发育起点温度分别为卵期(7.8±2.2)℃,若虫期(7.6±2.1)℃,预蛹期(8.1±0.9)℃,蛹期(9.3±3.0)℃,产卵前期(8.2±3.2)℃;有效积温分别为卵期88.4日·度,若虫期138.3日·度,预蛹期71.3日·度,蛹期65.9日·度,产卵前期126.8日·度;全世代的发育起点温度为(7.7±1.9)℃,有效积温为526.8日·度。根据有效积温法则推算,枸杞负泥虫在宁夏地区年发生理论代数为3.81(代),与实际观察结果基本吻合。     

贺兰山东麓酿酒葡萄品质成分对气象因子的响应特征

基于2018-2020年宁夏贺兰山东麓14个葡萄酒庄葡萄园酿酒葡萄品质检测和气象数据,分析影响酿酒葡萄品质成分的关键气象因子,构建酿酒葡萄品质成分与气象因子的关系模型,为提高葡萄园气候资源利用效率、提高葡萄园科学管理水平、主动适应气候变化提供参考依据。结果表明：(1)气象因子是影响酿酒葡萄品质的重要指标,在葡萄生长的全生育期均对葡萄品质产生直接或间接影响,对品质影响最大的时期是7～8月和采收前一个月的气象条件。(2)酿酒葡萄浆果品质受气象因子影响程度从大到小依次为pH、花青素、可滴定酸、总酚、糖酸比、固酸比、可溶性固形物、单宁、还原性糖含量。(3)空气相对湿度及最低气温的变化对酿酒葡萄品质成分影响较大。(4)降低7月的平均空气相对湿度及提高8月的平均空气相对湿度有利于浆果pH的降低;进一步结合浆果酸含量的累积特征,实际生产中应在8月份增加葡萄园灌溉量,以降低因气候变暖导致的酿酒葡萄含糖量偏高。(5)采收前20 d的适度高温与采前10 d的高湿环境有利于葡萄浆果总酚的累积,但后者会使果实中单宁含量下降;在采收前20 d内若环境最低温及最高温均较低,则不利于花青素累积;9月到采收前的生长度日(GDD)达到280 ℃·d左右时,葡萄果实的糖酸比达到最大值。     

基于SSR标记的宁夏水稻遗传多样性分析

选择自上世纪80年代以来的59份宁夏水稻种质,利用分布于12条染色体的82对SSR引物进行遗传多样性和遗传相似性分析。共检测到339个等位基因,品种间不同位点等位基因数目2~19个,平均4.13个。Nei基因多样性指数变幅为0.0333~0.9164,平均为0.4394。按种质释放或审定年代,55份水稻分为3组分析,随着年代的增加,等位基因数和遗传多样性指数均呈增大趋势,且3群体间等位基因数和多样性指数差异均达极显著水平（P<0.001）。UPGMA聚类分析表明,参试59份水稻种质在遗传相似系数0.78水平上聚为5大类,其中第Ⅰ类为1份香稻种质;第Ⅱ、Ⅳ类均为3份种质;第Ⅲ类有5份种质,与吉林水稻相似;绝大多数品种被聚为第Ⅴ类,占参试材料数的79.7％。对比宁夏水稻选育品种系谱,大多数种质具有宁夏骨干亲本红旗12、京引39、东方红2号、京引59等的血缘,种质间亲缘关系较近。虽然近年来宁夏水稻的遗传多样性有增加的趋势,但遗传基础狭窄,参试种质的相似系数在0.75以上,最高达0.97。应继续加大力度引进和创新亲本材料,拓宽宁夏水稻的遗传基础。     

枸杞SWEET基因家族的鉴定与糖含量关系分析

【目的】糖外排转运蛋白（sugars will eventually be exported transporters, SWEETs）在植物生长发育过程中发挥重要作用,为解析SWEETs基因在枸杞（Lycium barbarum L.）果实发育过程中对糖积累作用,进一步为揭示SWEET基因在枸杞果实发育过程中作用提供参考。【方法】研究基于枸杞基因组数据,采用生物信息学方法对枸杞SWEET基因（LbaSWEET）进行全基因组鉴定,并利用已发表的转录数据分析了LbaSWEETs在果实发育时期的基因表达情况。【结果】结果表明,枸杞SWEET基因家族共有37个成员,随机分布于10条染色体上,分别编码152~621个氨基酸,蛋白质分子量为16.87~69.97 kD,等电点为4.96~9.86。亚细胞定位预测位于叶绿体或质膜,大多数含有7个跨膜螺旋。系统进化分析发现,37个LbaSWEET蛋白可分为4个亚群,每个亚群的基因结构和保守基序组成相似。启动子元件分析发现,LbaSWEET基因启动子富含大量激素响应、逆境胁迫和生长发育响应元件。转录组数据和qRT-PCR分析表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量随着果实成熟呈现显著增加。相关性分析结果表明,LbaSWEET9和LbaSWEET29基因表达量与果糖含量呈显著正相关。【结论】研究推测LbaSWEET9和LbaSWEET29基因是果糖积累的关键基因。