重庆地区主要作物重金属富集特征

采集了重庆地区6种主要作物(水稻、玉米、空心菜、红薯、土豆、南瓜)食用部分和对应根系土壤样品,分析了Pb、Cr、Zn、As、Hg、Cu、Ni、Cd 8种重金属元素的含量,讨论了作物对重金属的富集水平及重金属的协同和排斥关系。结果表明,不同作物食用部分重金属的含量为籽粒类>根茎类>瓜果类,南瓜对8种重金属的富集能力远远低于其他物种,水稻富集水平较高;红薯和空心菜对Cr的富集、水稻对Cd的富集分别较为依赖于土壤中Cr、Cd的含量,而土豆对As元素的富集与土壤中该元素的浓度含量呈显著负相关关系;不同重金属在植物体内的富集协同和排斥关系均存在,但总体协同大于排斥,Zn和Cu、Cd和Ni、Cr和Ni多数呈协同关系,这种协同关系可以应用于重金属复合污染区域的植物修复。     

不同耕作方式对内蒙古旱作农田土壤微生物量和作物指标的影响

研究了不同耕作方式下土壤微生物量碳、氮、磷及玉米全生育期叶面积指数、株高和干物质积累量的动态变化,并对土壤指标与作物指标之间的关系进行分析.结果表明:免耕有利于提高土壤微生物量碳、氮、磷含量.不同处理微生物量均表现为:免耕留高茬覆盖>免耕留低茬覆盖>免耕留高茬>免耕留低茬>传统耕翻;土壤微生物量碳、氮、磷含量随土层深度的增加而呈降低趋势.除传统耕翻微生物量碳在10～20 cm土层深度含量提高外,其他处理微生物量碳、氮、磷均表现为0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm>30～40cm土层深度;土壤生物量碳、氮、磷随季节的变化趋势基本一致,不同处理土壤生物量含量均为7月份含量最高、6月份次之、10月份最低;叶面积指数全生育期呈单峰曲线变化,株高和干物质积累呈S曲线变化.不同处理之间作物指标均表现为免耕留高茬覆盖>免耕留低茬覆盖>免耕留高茬>免耕留低茬>传统耕翻;土壤微生物量与作物指标之间的相关度较高,特别是微生物量磷,土壤微生物量在一定程度上可以反映作物的生长状况.研究结果能够很好地揭示在黄河流域内蒙古农田旱作区实施免耕的优势.

Abstract：

This paper studied the dynamic changes of soil microbial biomass and crop indices on a degraded rain-fed maize field in the Qingshuihe County of Inner Mongolia under no tillage with low stubble (NL), no tillage with high stubble (NH), no tillage with low stubble and residues (NLS), no tillage with high stubble and residues (NHS), and conventional tillage (CT). No tillage increased the soil microbial biomass C, N, and P, with the sequence of treatments NHS > NLS > NH > NL > CT. Except that the soil microbial biomass C in CT had an increase in 10-20 cm soil layer, the soil microbial biomass C, N, and P in all treatments decreased with soil depth. The soil microbial biomass C, N, and P had the same seasonal pattern, being the highest in July, secondly in June, and the lowest in October. The LAI in whole growth period varied in unimodal form, while the plant height and dry matter accumulation were in "S" form. All the crop indices followed the order of NHS > NLS > NH > NL > CT. Soil microbial biomass, its P in particular, had positive correlations with crop indices. Our results revealed the advantages of no tillage on rain-fed farmlands in Inner Mongolia.     

作物耐旱性QTL定位和分析的思路

干旱是非生物胁迫中对作物生长和产量影响最严重的胁迫之一.作物的耐旱性受数量性状位点(QTL)的控制,存在复杂的基因/QTL互作和与环境的互作.对作物耐旱相关性状QTL进行定位和分析是耐旱研究的重点之一.本文通过对目前研究中涉及到的作物耐旱性特点、耐旱QTL分析的技术路线与新方法,表型鉴定以及耐旱性QTL互作分析等方面进行了比较系统的阐述,旨在为作物耐旱性QTL定位及未来的分子标记辅助选择提供有益的借鉴.     

农作物需水量随气候变化的响应研究

利用甘肃省近80个气象站1961~2000年的常规气象观测资料以及夏秋主要粮食作物平均生育期资料,采用FAO推荐的Penm an-M on te ith公式结合作物系数,计算了各站夏秋主要粮食作物的需水量,分析作物需水量随时间和空间的变化特点以及对气候变化的响应.结果表明:农作物需水量与种植区的气候类型关系十分密切,从干旱-半干旱-半湿润-湿润地区其需水量呈现减小的趋势,越是干旱的地区作物需水量越大,越是湿润的地区作物需水量越小.作物需水量随气候变化的响应比较明显,在干旱、半干旱地区表现尤为突出.不同作物品种需水量相差较大,对气候的响应机制也有差异,一般来说夏粮的需水量小于秋粮,夏粮需水量对气候变化的响应比秋粮敏感.     

三种绿叶挥发性物质对云南切梢小蠹寄主定位行为的干扰作用

为了研究环境中非寄主阔叶植物释放出的绿叶挥发性物质（GLVs）对针叶树蛀干害虫云南切梢小蠹Tomicus yunnanesis的影响, 选取了(E)-2-己烯醛、 (E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醇3种释放量较大的绿叶挥发性物质, 通过室内松梢取食试验测试了单组分及两两混合后对云南切梢小蠹寄主定位行为的干扰作用。结果表明： 源于阔叶植物的3种绿叶挥发性物质及其混合物能够不同程度干扰云南切梢小蠹的寄主定位行为。当虫放入广口瓶12 h后, 3个单组分绿叶挥发性物质处理组［A： (E)-2-己烯醛, P＜0.01; B： (E)-2-己烯醇, P＜0.01; C： (Z)-3-己烯醇, P＜0.01］及2个混合组分［D： (E)-2-己烯醛+(E)-2-己烯醇, P＜0.01）; E： (E)-2-己烯醛+(Z)-3-己烯醇, P＜0.01］中滞留在松梢外部的虫数与对照组相比都有显著性差异, 绿叶挥发性物质的存在显著降低了云南切梢小蠹侵害云南松松梢的概率。但是, 24 h后只有D组（P＜0.01）和E组（P＜0.01）滞留在松梢外部的虫数与对照组相比具有显著性差异, 在48 h后只有D组（P＜0.01）与对照相比仍具有显著性差异。本研究为利用非寄主植物的次生代谢产物防治云南切梢小蠹进行了有益的探索。     

生物多样性控制作物病害研究进展

自然资源的合理利用和生态环境保护是人类实现可持续发展的基础, 生物多样性的研究和保护已成为世界各国普遍关注的重大问题。农作物病害是农业生产上重要的生物灾害, 是制约农业可持续发展的主要因素之一, 抗病品种大面积单一化种植导致了农业生物多样性水平严重降低, 因而农业生物多样性的过度丧失已成为可持续农业所面临的主要难题。利用生物多样性持续控制作物病害能减轻作物病害发生和作物产量损失, 达到保护作物多样性, 减少农药过量施用给农业生态环境造成破坏的最终目的, 而揭示生物多样性控制作物病害的机制能有效地指导生产上对不同作物进行合理布局和轮换, 建立作物不同组合的优化搭配和种植模式。文章从分子、生理和生态水平研究农业生物多样性控制作物病害的机制、以及影响作物多样性控制病害的因素、覆盖作物等几方面对生物多样性控制作物病害的研究进展进行概述, 同时对今后生物多样性控制作物病害机制还需加强的研究部分进行了展望。     

稻虱红单节螯蜂寄生不同虫龄白背飞虱对二者发育表现的影响

【目的】为了解稻虱红单节螯蜂Haplogonatopus apicalis与白背飞虱Sogatella furcifera间的互作关系,开展了稻虱红单节螯蜂在白背飞虱不同龄期寄生时,对寄主及其自身发育表现影响的研究。【方法】在室内25℃条件下,观察了被寄生的白背飞虱各龄若虫及其寄生蜂稻虱红单节螯蜂的发育表现。【结果】白背飞虱2, 3, 4和5龄若虫被寄生后,当龄及其后各龄的历期均显著延长;2和3龄若虫被寄生后,成虫羽化率仅分别为54.29%和60.95%,显著低于在4和5龄若虫被寄生后的成虫羽化率（分别为96.20%和100%）。稻虱红单节螯蜂寄生白背飞虱5龄若虫后的发育历期（23.77 d）显著短于寄生2龄若虫后的发育历期（27.77 d）;寄生3龄若虫的成蜂羽化率最高,为56.19%;而寄生5龄若虫的羽化雄蜂比例最高,为77.12%。【结论】稻虱红单节螯蜂寄生可使白背飞虱若虫发育历期显著延长,白背飞虱2和3龄若虫是稻虱红单节螯蜂发育的适宜寄主。     

CRISPR/Cas基因编辑技术及其在作物育种中的应用

CRISPR/Cas基因编辑技术在植物基因功能研究和作物遗传改良方面具有重要应用价值,其主要依赖gRNA引导核酸内切酶在目标基因组位置产生双链断裂（DSBs）,DSBs在通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HDR）方式进行修复时,会引起靶标位置核苷酸序列的缺失、插入或者替换,从而实现基因编辑。介绍了CRISPR/Cas基因编辑技术的作用机理及发展趋势,并对CRISPR/Cas技术在主要粮食及经济作物育种中的应用进展进行了总结,以期为农作物育种提供有益的参考。     

烟粉虱生物型对浅黄恩蚜小蜂寄主选择及个体发育的影响

为探讨寄生蜂在Q型烟粉虱Bemisia tabaci替代B型烟粉虱的过程中是否起作用, 我们在实验室条件(温度27±1℃, 光周期16L∶8D, 相对湿度RH 70%～80%)下, 观察了浅黄恩蚜小蜂Encarsia sophia寄生B型和Q型烟粉虱若虫的行为, 研究了浅黄恩蚜小蜂对B型和Q型烟粉虱若虫的选择性、 烟粉虱生物型对浅黄恩蚜小蜂取食数量及个体发育的影响。结果发现, 浅黄恩蚜小蜂体外检测时间在B型和Q型烟粉虱若虫间差异不显著, 而寄生Q型烟粉虱若虫时的体内检测和产卵时间(190.2±14.6 s）显著高于寄生B型时所用时间(140.0±7.5 s)。在非选择条件下, 浅黄恩蚜小蜂寄生B型烟粉虱若虫的数量(8.1±0.5头)及总产卵量（9.3±0.6粒）显著高于仅提供Q型烟粉虱的寄生数量(6.3±0.5头)及总产卵量(7.0±0.6粒); 而被寄生若虫单头着卵量在处理间差异不显著。在选择性条件下, 该蜂寄生B型烟粉虱若虫量(3.1±0.4头)、总产卵量(3.8±0.5粒)及被寄生若虫单头着卵量(1.2±0.1粒)都显著高于寄生Q型烟粉虱时的情况(1.8±0.3头、1.8±0.4粒、0.7±0.1粒)。被寄生蜂取食的B型与Q型烟粉虱数量间差异不显著, 但对于同一生物型而言, 交配过的雌蜂能够取食更多的烟粉虱若虫。以B型烟粉虱为寄主时, 浅黄恩蚜小蜂雌蜂卵-黑蛹(7.2±0.1 d)、黑蛹-羽化(5.2±0.1 d)的发育时间与以Q型烟粉虱若虫为寄主时的相应发育时间(7.3±0.1 d, 5.6±0.1 d)间无显著性差异。以B型烟粉虱为寄主时寄生蜂的羽化率（73.55%±1.42%）与以Q型烟粉虱为寄主时的羽化率（68.42%±13.01%）间差异不显著。这些结果表明, 虽然浅黄恩蚜小蜂发育时间、 羽化率在烟粉虱2种生物型间无显著差异, 但该小蜂倾向于B型烟粉虱若虫作为寄主, 而且, 以B型烟粉虱若虫为寄主时, 小蜂的产卵量和寄生若虫数量均增加。但田间浅黄恩蚜小蜂的存在是否有助于Q型烟粉虱成为B型和Q型混合种群的优势种群, 还需进一步研究。     

斑痣悬茧蜂的寄主辨别能力及其影响因素

为评价斑痣悬茧蜂Meteorus pulchricornis (Wesmael)的寄主辨别能力及其影响因素, 采用双选试验（斜纹夜蛾2龄寄主幼虫, 健康∶被寄生=5∶5）, 观察了寄生经历（无寄生经历、 有1次寄生经历、 有1次过寄生经历）和寄主被首次寄生后的间隔时间（1 - 7 d）对斑痣悬茧蜂在健康寄主和被寄生寄主之间的选择; 为探究斑痣悬茧蜂是否能够辨别寄主斑块质量, 观察了斑痣悬茧蜂连续3次访问不同质量寄主斑块（被寄生寄主∶健康寄主分别为 2∶8, 5∶5和 8∶2）时的产卵刺扎次数。对选择频次进行的分析表明, 寄主被首次寄生后的间隔时间和寄生蜂的寄生经历均对过寄生发生有显著影响(P<0.05), 过寄生概率随寄主首次被寄生后的间隔时间延长而降低; 有寄生经历的寄生蜂发生过寄生的概率低于无寄生经历的寄生蜂。用Cox比例风险模型对寄主辨别时间进行的分析表明, 发生过寄生的风险随寄主被初次寄生后间隔时间的延长而减小, 也因寄生蜂具有过寄生经历而减小。斑痣悬茧蜂在连续3次访问不同质量寄主斑块中, 产卵刺扎次数随寄主斑块的质量提高而显著增多。据此推论, 斑痣悬茧蜂不仅能够辨别被寄生寄主, 而且能够辨别含有被寄生寄主的寄主斑块。