水稻不同基因型耐低氮能力差异评价

以水稻单株谷重及其氮素反应指数作为耐低氮能力指标,分析不同施氮水平下水稻种质资源的耐低氮能力以及单株谷重及其氮素反应指数与其他农艺性状的相关关系。结果表明,水稻种质资源的耐低氮能力在不同施氮水平间均有较大差异,多数农艺性状的表型差异顺序为未施氮〉施低氮〉普通施氮;不同施氮水平间单株谷重、单株草重和穗数的差异大于其他农艺性状。在不同施氮水平下,单株谷重与单株草重均呈极显著正相关;单株谷重的氮素反应指数与单株谷重、单株草重和谷草比均呈极显著正相关。在未施氮水平下,单株谷重与株高、穗数、穗粒数和单株草重的相关性以及单株谷重的氮素反应指数与穗数、单株谷重、单株草重和谷草比的相关性比施低氮或普通施氮水平更为密切。花峰稻、中作9059、旱稻9号、旱稻502和IRAT359等种质资源表现较迟钝的氮素反应,具有较强的耐低氮能力。     

水稻微核心种质氮素利用率相关性状的鉴定评价及其相关分析

以中国水稻微核心种质为试验材料,在低氮水平下进行了水稻氮素利用率相关性状的鏊定评价,分析了产量和氮素利用率相关性状的相关关系.结果表明,秸秆舍氮率和单株秸秆含氮量变幅分别为0.56%～1.85%和0.04～0.61 g,子粒舍氮率和单株子粒舍氮量变幅分别为1.28%～3.23%和0.02～1.04 g,植株舍氮量变幅为0.10～1.30 g,氮素子粒产量利用率和氮素生物产量利用率变幅分别为3.85～57.52 s/g和17.56～104.02 g/g,氮素收获指数变幅为7.05%～88.58%.氮素利用率相关性状在品种闻存在较大的差异.秸秆合氮率与舍氮量、子粒含氮率与含氮量和植株含氮量在粳稻和籼稻亚种间没有显著差异;氮素生物产量利用率籼稻略大于粳稻,但差异不显著;氮素子粒产量利用率与氮素收获指数在粳稻和籼稻亚种间存在较明显的差异.氮素子粒产量利用率、氮素收获指数与结实率、单株子粒重和单株有效穗数均呈板显著正相关;认为在低氮水平下,结实率、单株子粒重和单株有效穗数可以作为耐低氮与氮高效水稻种质的筛选指标.     

氮高效水稻种质资源筛选及相关特性分析

在不施氮和施氮量180 kg/hm22个水平下,对45份水稻种质的氮吸收与利用等相关性状进行分析,并根据参试品种在2个施氮水平下的产量差异将其分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型等4种类型,重点研究不同氮效率水稻产量、吸氮量以及氮素利用率等性状的相关性及差异分析。结果表明,单株子粒重、单株秸秆重、植株吸氮量和氮生理利用率变幅分别为4.50~29.65 g、6.35~18.70 g、4.80~21.28 g/m2和19.88~62.05 g/g。无论是在低氮还是高氮水平下,水稻产量与有效穗数、穗粒数、结实率、生物量、子粒吸氮量、吸氮量和氮生理利用率均呈显著或极显著正相关,与子粒和秸秆氮浓度呈显著负相关。4种氮效率类型品种间的产量与生物量、吸氮量和氮生理利用率差异均达到极显著水平,双高效型和高氮高效型水稻受氮肥的影响最大,低氮高效型水稻受氮肥的影响最小。研究认为,青马早和陆财早不论是在低氮还是高氮水平下均表现出氮高效利用特性,为典型氮高效型;广陆矮4号在低氮水平下表现出氮高效利用特性,适于低氮条件种植,为典型耐低氮型;早89-01和早籼152在高氮水平下表现出氮高效利用特性,适于高氮条件种植。     

乌塌菜主要农艺性状的变异、相关性和聚类分析

对63份乌塌菜种质资源的株高、最大展幅、单株叶片数、最大叶片面积、最大叶柄长、最大叶柄宽、单株重、单株叶片重、单株叶柄重、最大叶片长、最大叶片宽等11个主要农艺性状进行了测定、并进行了相关性和聚类分析.结果表明,供试的63份乌塌菜种质资源的11个主要农艺性状具有较丰富的变异潜力,其中单株叶片数、单株叶片重、最大叶片面积、单株叶柄重、最大叶柄长度、单株重、最大叶柄宽度、株高变异较大,最大叶片长、最大叶片宽、最大展幅变异较小.农艺性状间的相关性分析表明,最大叶柄宽度与最大展幅不相关,最大叶柄宽度与最大叶柄长度呈负相关,其余性状间均呈显著或极显著正相关.通过聚类分析,利用类平均法在欧氏距离5.15处,供试材料可分为5个不同的类型,各类型的农艺性状差异明显.     

苦荞种质主要农艺性状的变异及其对单株粒重的贡献研究

对180份苦荞种质资源的8个主要农艺性状进行了评价,并对单株粒重与其他7个农艺性状之间进行了相关性分析和通径分析。结果显示,主要农艺性状的变异系数为8.10%~39.40%;简单相关分析表明,单株粒重与单株粒数、主茎分支数呈极显著正相关;偏相关分析表明,单株粒重与单株粒数、千粒重呈极显著正相关;多元回归和通径分析均表明,单株粒数、千粒重是影响单株粒重的主要因素,其中单株粒数影响最大。系统聚类分析表明,180份苦荞种质资源可划分为5类,其中第Ⅲ类(包括47份供试材料)的综合农艺性状较好,主要表现为主茎分枝能力强、单株粒数多、单株粒重和单株米粒重高,可作为优异基因资源进一步开发利用,也为以增加单株米粒重与出米率为选育目标的苦荞薄壳育种提供依据。     

134份国外陆地棉种质主要农艺性状与纤维品质性状的遗传多样性分析

为拓宽本地棉花种质基因库,筛选适于作杂交亲本的种质资源,以134份国外棉花种质为试验材料,研究了其主要品质与农艺性状的变异情况、遗传多样性指数、品质性状间的相关性,并以主要农艺与品质性状为指标,对134份种质进行了聚类分析和主成分分析。结果表明,纤维品质性状中整齐度指数的遗传多样性指数(5.16)最高,马克隆值的变异系数(11.96%)最大,农艺性状中霜前衣分的遗传多样性指数(5.42)最高,不孕籽率的变异系数(49.18%)最大,参试种质的遗传多样性丰富;整齐度指数与上半部平均长度、断裂比强度均呈极显著正相关,断裂比强度与上半部平均长度间也呈极显著正相关;10个农艺性状和5个品质性状的主成分分析结果表明,前6个主成分的累计贡献率达75.277%;Ward法聚类将134份参试种质按品质性状分为5类,其中第Ⅱ类群的35份种质棉纤维品质性状表现最好,按农艺性状分为3类,其中第Ⅰ类群的58份种质产量最高。通过综合35份纤维品质优异的种质与58份农艺性状优异的种质筛选出美1870、美1884、FM1830等14份品质与产量俱佳的优异种质。     

不同小麦品种(系)吸收利用氮素效率的差异及有关机理研究 Ⅲ.影响利用效率的因素分析

用盆栽试验研究了12个冬小麦品种（系）在成熟期以生物学产量为基础的利用效率（UtEB=生物学产量／吸氮量）、收获系数、氮素收获系数和籽粒氮浓度对以籽粒产量为基础的利用效率（UtEG=籽粒产量／吸氮量）的影响。相关分析证明,这4个因子对UtEG的影响各不相同。无论是低氮还是高氮处理,UtEG与UtEB和收获指数呈正相关,而与籽粒氮浓度呈负相关,与氮素收获指数的相关性较差。从相关系数的高低判断,在这名个因子中,籽粒氮浓度对UtEG的影响最大,其次是UtEB和收获指数。虽然氮素收获指数与UtEG的相关性较差,但它在高氮处理的水平较低,致使利用效率（UtEG）降低。此外还分析了开花期单株顶3叶叶绿素含量与利用效率（UtEG和UtEB）的关系。开花期单株顶3叶叶绿素含量与吸氮量的比值（UtEC）因品种（系）而异,且大多数品种（系）的UtEC受供氮水平的影响小,推测该性状可能受遗传控制。相关分析表明,在低氮处理中,UtEC分别与UtEG和UtEB呈显著或极显著正相关,说明UtEC可能是导致品种间利用效率差异的内在因素之一。在高氮处理中,由于叶绿素含量不是光合作用的限制因素,UtEC与UtEG、UtEB相关性较差,对其原因的深入研究,可为采取措施提高高肥条件下的利用效率提供理论依据。     

甘蔗—大豆间作对大豆鲜荚产量和农艺性状的影响

为探讨甘蔗-大豆间作模式对大豆鲜荚产量和农艺性状的影响,于2009—2011年连续3年在广州市华南农业大学农场进行大田试验,试验设置2种施氮水平(常规施氮(525kg·hm-2)和减量施氮(300kg·hm-2))和3种种植模式(甘蔗-大豆(1∶1)、甘蔗-大豆(1∶2)、单作大豆)。结果表明:甘蔗-大豆间作(1∶2)模式下,2009年减量施氮水平的大豆鲜荚产量较常规施氮水平提高了33%,2010和2011年不同施氮水平间均无显著差异;甘蔗-大豆间作模式对大豆的单株鲜荚重、多粒荚数和百粒鲜重无显著影响;大豆单株鲜荚重与多粒荚数在不同种植模式下均呈显著相关(P<0.05),在常规施氮间作模式下与大豆单株荚数呈显著相关(P<0.05)。甘蔗-大豆间作没有降低大豆的单株鲜荚产量,也没有对大豆的农艺性状产生负面影响,从增产增收、提高土地生产力来考虑,减量施氮模式下甘蔗-大豆间作具有一定的可行性。     

基于相对叶绿素含量的玉米自交系氮敏感性鉴定与评价

氮敏感性鉴定与评价是培育耐低氮与氮高效利用玉米品种的重要的研究内容。本研究采用前期建立的快速无损伤测定SPAD值分析相对叶绿素含量的模型,于低氮与正常供氮大田试验处理下,对我国玉米育种与生产上重要的 189 份玉米自交系开展了低氮与正常供氮条件下不同时期与不同部位叶片的相对叶绿素含量分析。方差分析结果表明,低氮与正常供氮条件下,叶绿素含量均存在极显著的基因型与环境差异,基因型差异是氮敏感性差异的重要原因之一。开花期和开花后10天玉米主要功能叶穗三叶(穗位上第1叶、穗位叶、穗位下第1叶)叶绿素含量之间具有极显著正相关;大喇叭口期玉米全展叶叶绿素含量与各时期各部位叶绿素含量之间呈现极显著中度相关。将正常供氮条件下的性状值与低氮胁迫下性状值的差值占正常供氮条件下性状值的百分比定义为氮敏感性。189份玉米自交系氮平均氮敏感指数变幅为23.86%- 36.00%,表现高度耐低氮的材料有合344和昌7-2等40份自交系,高度敏感的材料有CML206和CA375等40份自交系。本研究提供了一种快速高效的种质资源氮敏感性鉴定与评价方法,并为玉米耐低氮与氮高效育种的遗传育种提供了重要分析结果与基础数据。     

低氮胁迫对不同基因型夏玉米源库性状和灌浆特性的影响

2007和2008年连续2年在低氮（105 kg·hm^-2）和正常施氮（337.5 kg·hm^-2）两种施肥水平下,分析了6个不同基因型玉米品种的群体源库关系及籽粒灌浆特性间的差异.结果表明：低氮胁迫对不同基因型玉米品种的群体产量、叶面积指数（LAI）、群体源库性状和籽粒灌浆特性影响明显,在低氮胁迫下,先玉335、郑单958等耐低氮能力较好品种的籽粒活跃灌浆期较长、最大灌浆速率高、最大叶面积指数持续期较长,群体库源关系比较协调;陕单902和豫玉22等耐低氮能力较差品种吐丝后的籽粒活跃灌浆时数、最大灌浆速率、灌浆速率最大时的生长量及LAI较低,源的供应能力显著下降;低氮胁迫明显加剧了不同基因型玉米品种间的产量差异.     

刺槐叶片可塑生长的密度依赖性

为了探明刺槐叶片性状对种植密度的依赖性,通过刺槐田间栽培试验,研究了刺槐叶片可塑生长的密度依赖性以及主要叶片性状因子之间的关系.结果表明,不同种植密度条件下刺槐叶片厚度均无显著差异,但叶面积、叶绿素含蜃、叶片干重、比叶面积、叶干物质含量和叶片N含量差异显著,表明不同种植密度条件下刺槐叶性因子参数的变异较大,刺槐叶片性状对密度的依赖性较强.叶干重、叶厚度和叶片干物质含量均随种植密度的降低而呈增加趋势,叶片干物质含量与种植密度的相关性达到显著水平(P<0.01),而叶干重、叶厚度与种植密度的相关性不显著(P>0.05).比叶而积和叶片N含鼍均随种植密度的降低而降低,表明刺槐各叶性因子之间对种植密度的依赖性差异明显.对刺槐各叶性因子的相关分析表明,不同种植密度条件下各叶性因子之间的相关性及其强弱均存在差别,表明种植密度是影响刺槐叶性因子变异及叶性因子之间关系的因素之一.叶性特征对种植密度响应存在差异的主要原因是叶性因子之间的协同变化、刺槐生长微环境的差异和刺槐间竞争强度的差异,刺槐不同叶性因子之间的协调平衡和对种植密度响应程度与方向的差异表明了刺槐对其生长环境的适应.     

冀中北小麦品种抗旱性筛选研究

干旱是华北地区小麦生产的重要限制因素,从推广小麦品种中鉴定和筛选抗旱品种,对稳定小麦产量、降低区域水分消耗具有重要意义.本研究以近年来在河北省中北部审定、推广的13个小麦品种为材料,设置冬后浇2水(D2处理)、浇1水(D1处理)和不浇水(D0处理)3种处理方式,进行了大田条件下的抗旱品种筛选试验.结果表明,在D0处理时...     

The effect of nitrogen nutrition on growth and biomass partitioning of annual plants originating from habitats of different nitrogen availability

Summary The hypothesis was tested that faster growth of nitrophilic plants at high nitrogen (N) nutrition is counterbalanced by faster growth of non-nitrophilic plants at low N-nutrition. Ten annual plant species were used which originated from habitats of different N-availability. The species' preference for N was quantified by the N-number of Ellenberg (1979), a relative measure of nitrophily. The plants were cultivated in a growth cabinet at five levels of ammonium-nitrate supply. At low N-supply, the relative growth rate (RGR) was independent of nitrophily. At high N-supply, RGR tended to be higher in nitrophilic than in non-nitrophilic species. However, the response of RGR to N-supply was strongly and positively correlated with the nitrophily of species. Increasing N-supply enhanced partitioning to leaf weight per total biomass (LWR) and increased plant leaf area per total biomass (LAR). Specific leaf weight (SLW) and LWR were both higher in non-nitrophilic than in nitrophilic species at all levels of N-nutrition. NAR (growth per leaf area or net assimilation rate) increased with nitrophily only under conditions of high N-supply. RGR correlated positively with LAR, irrespective of N-nutrition. Under conditions of high N-supply RGR correlated with SLW negatively and with NAR positively.     

低温胁迫下粳稻选育品种耐冷性状的鉴定评价

选取来源于中国11个省份和其他9个国家的347份粳稻选育品种作为试验材料,分析了自然低温和冷水胁迫下,不同来源粳稻选育品种孕穗期的耐冷性及主要农艺性状的表型差异和聚类特点。研究表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份或国家粳稻选育品种主要农艺性状及其冷水反应指数有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,云南和日本品种的孕穗期结实率及其冷水反应指数均较高,表现出较强的孕穗期耐冷性。从总体趋势上看,在自然低温下,除个别省份外,我国纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性强于纬度相对较低的南方省份品种;而在冷水胁迫下,品种的耐冷性与其来源地的关系并不密切,没有呈现出一定的规律性。此外,聚类结果表明,不同省份或国家粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源均有一定的相关性,而与自然条件相比,冷水胁迫下粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源的相关性更为密切。     

Impact of drought on productivity and water use efficiency in 29 genotypes of Populus deltoides x Populus nigra

We examined the relationships among productivity, water use efficiency (WUE) and drought tolerance in 29 genotypes of Populus x euramericana (Populus deltoides x Populus nigra), and investigated whether some leaf traits could be used as predictors for productivity, WUE and drought tolerance. At Orléans, France, drought was induced on one field plot by withholding water, while a second plot remained irrigated and was used as a control. Recorded variables included stem traits (e.g. biomass) and leaf structural (e.g. leaf area) and functional traits [e.g. intrinsic water use efficiency (Wi) and carbon isotope discrimination (Delta)]. Productivity and Delta displayed large genotypic variability and were not correlated. Delta scaled negatively with Wi and positively with stomatal conductance under moderate drought, suggesting that the diversity for Delta was mainly driven by stomatal conductance. Most of the productive genotypes displayed a low level of drought tolerance (i.e. a large reduction of biomass), while the less productive genotypes presented a large range of drought tolerance. The ability to increase WUE in response to water deficit was necessary but not sufficient to explain the genotypic diversity of drought tolerance.     

Effects of soil nitrogen levels on growth and defense of the native and introduced genotypes of alligator weed

土壤氮水平对喜旱莲子草原产地和引入地基因型生长和防御的影响 同种植物生长在资源丰富生境中的个体,其防御水平被认为低于生长在资源匮乏生境中的个体。然而,生境的养分水平如何影响植物的诱导抗性和耐受性,以及这种影响在入侵植物的原产地和引入 地种群间是否存在差异,目前均知之甚少。本研究以入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)的原产地阿根廷和引入地美国的基因型为研究对象设计同质园实验,以探究土壤氮水平对植物的生长、组成和诱导性[莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)取食诱导]化学防御以及耐受性的影响。实验中,我们测定了植物总生物量、伸长速率(生长速率的表征)以及叶片和根系中总碳、总氮和三萜皂苷(化学防御物质)的含量。研究结果显示,植物在低土壤氮水平下表现出较高的组成抗性(植物在低土壤氮水平下的叶片三萜皂苷含量高于其在高土壤氮水平的33%)和耐受性[植物被取食后总生物量下降的程度更低(植物在高土壤氮水平和低土壤氮水平下被取食后总生物量分别下降了24%和15%)],而在高土壤氮水平下表现出较高的诱导抗性(在高土壤氮水平下的植物被取食后叶片三萜皂苷含量与空白对照的植物相比升高了24%)。植物的组成抗性和耐受性与生长速率存在权衡,但诱导抗性与生长速率存在显著的正相关性。此外,引入地基因型在低土壤氮水平下叶片碳含量显著低于原产地基因型(-6%),但这种差异在高土壤氮水平下消失。这些结果表明,土壤氮水平 影响植物对不同防御策略的选择偏好,并且在决定引入地基因型的表现时与植食作用存在交互作用。     

Growth and nitrogen utilization in seedlings of mountain birch (Betula pubescens ssp. tortuosa ) as affected by ultraviolet radiation (UV-A and UV-B) under laboratory and outdoor conditions

 Growth patterns and nitrogen economy were studied in pot-grown seedlings of mountain birch subjected to different ultraviolet radiation under both laboratory and outdoor conditions at Abisko in northern Sweden. In the laboratory, nutrient supply, temperature, humidity, ultraviolet radiation-A (UV-A, 320–400 nm) and B (UV-B, 280–320 nm) were controlled, while photosynthetically active radiation (PAR, 400–700 nm) and photoperiod varied naturally. Under outdoor conditions nutrient supply was controlled, and the irradiation treatments were ambient and above-ambient UV-B using additional fluorescent lamps. Mountain birch nitrogen economy was affected by increased ultraviolet radiation, as reflected by a changed relationship between plant growth and plant nitrogen both in the laboratory and outdoors. In the laboratory enhanced UV-A decreased leaf area per unit plant biomass (leaf area ratio) but increased biomass productivity, both per unit leaf area (leaf area productivity) and per unit leaf nitrogen (leaf nitrogen productivity). Low levels of UV-B affected growth patterns and nitrogen economy in a similar way to enhanced UV-A. High levels of UV-B clearly decreased relative growth rate and nitrogen productivity, as leaf area ratio, leaf area productivity and leaf nitrogen productivity were all decreased. Under outdoor conditions above-ambient levels of UV-B did not alter growth or biomass allocation traits of the seedlings, whilst nitrogen productivity was increased. Mountain birch seedlings originating from different mother trees varied significantly in their responses to different ultraviolet radiation. Received: 10 April 1997 / Accepted: 19 September 1997     

光照和氮素对喜旱莲子草形态特征和生物量分配的影响

研究了两个光照梯度和3个土壤氮素水平交互作用对喜旱莲子草(Alternan thera philoxeroides(Mart.)Griseb.)形态特征和生物量分配的影响。结果表明,全光照促进喜旱莲子草总生物量的积累,但在遮荫条件下,喜旱莲子草可以通过增加株高、光合叶面积和改变生物量分配来适应弱光生境。土壤中氮素含量对喜旱莲子草生长有明显影响,总生物量、株高、叶面积、茎生物量比和叶生物量比等随土壤氮素水平增加而增加。光照和氮素的交互作用对总生物量、根生物量比、茎生物量比和叶生物量比也有显著影响。随着氮素水平的增高,遮荫和高光照处理下喜旱莲子草的叶面积、总生物量和叶生物量比之间的差异减小,而株高和根生物量比之间的差异增大。此外,光照强度对茎生物量比的影响具有明显的氮素浓度依赖性,低氮条件下,茎生物量比在高光照处理下显著高于遮荫处理,而在中氮条件下,遮荫处理却显著高于高光照处理,且在高氮处理下其差异进一步加大。这些结果表明喜旱莲子草在高氮素环境下能够通过形态可塑性和生物量分配模式的改变来适应弱光环境所带来的不利影响。研究结果不但可为研究喜旱莲子草对异质生境的入侵机制提供资料,也可为进一步研究喜旱莲子草的入侵和扩散与农业等生态系统中土壤氮素残留的关系提供参考。       

Variation in tolerance to drought among Scandinavian populations of <Emphasis Type="Italic">Arabidopsis lyrata</Emphasis>

The ability to cope with water limitation influences plant distributions, and several plant traits have been interpreted as adaptations to drought stress. In Scandinavia, the perennial herb Arabidopsis lyrata occurs in open habitats that differ widely in climate and water availability in summer, suggesting differential selection on drought-related traits. We conducted two greenhouse experiments to examine differentiation in drought response traits among six Scandinavian populations, and to determine whether leaf trichomes confer protection against drought. We quantified tolerance to drought as fitness (survival and biomass of survivors) when exposed to drought relative to fitness under non-drought conditions. Two Swedish populations from shores along the Bothnian Bay had higher tolerance to drought than four riverbed populations from Norway. Under conditions of drought, the shore populations experienced less leaf damage compared to the riverbed populations, and their survival and biomass were less reduced relative to non-drought conditions. Across populations, tolerance to drought was positively related to leaf mass per area and negatively related to flowering propensity and proportion roots, but not related to plant size at the initiation of the drought treatment. In populations polymorphic for trichome production, trichome-producing plants were more tolerant to drought than glabrous plants. The results suggest that both leaf morphology and life-history traits contribute to differential drought response in natural populations of A. lyrata, and that this system offers excellent opportunities for examining the adaptive value and genetic basis of drought-related traits.