小麦籽粒淀粉积累动态的条件和非条件QTL定位

 【目的】阐明影响小麦籽粒淀粉基因/QTL的时空表达和动态变化情况,为运用条件QTL更好地揭示小麦籽粒淀粉动态积累的基因表达提供参考。【方法】本研究以小麦品种花培3号和豫麦57构建的168个双单倍体（doubled haploid, DH）群体为材料,在6个不同的环境下种植,分别在花后12 d、17 d、22 d、27 d和32 d取样,对小麦籽粒淀粉含量（GSC）积累的条件和非条件QTL进行分析。【结果】在籽粒灌浆的5个时期,一共检测到7个非条件QTL和4个条件QTL,没有一个条件QTL能在测定的5个时期都有效应。7个非条件QTL分别分布在2A、3A、3B、4A、5D染色体上,其中QGsc4A在整个灌浆过程都能表达,5个时期的表型变异贡献率分别为13.57%、16.57%、21.96%、22.53%、22.90%。4个条件QTL中,QGsc4A在花后12 d、17 d、32 d均能检测到,总贡献率为21.80%,对籽粒淀粉积累的净增长量起主要作用。其它非条件QTL和条件QTL只在一个或几个阶段出现且效应值较小,花后27 d没有检测到条件QTL。【结论】控制GSC积累的数量性状基因以一定的时空方式表达,小麦籽粒淀粉积累的QTL动态分析,可以了解小麦籽粒淀粉积累的遗传规律及其对小麦籽粒发育的影响,为小麦产量和品质形成的分子基础的深入研究提供参考。     

矮化中间砧苹果施氮位置对细根分布、氮素吸收和产量品质的影响

为明确矮化中间砧苹果树合理的施肥位置,减少氮肥的浪费。试验于2018年和2019年,以‘烟富3’苹果/SH6/八棱海棠为试材,借助¹⁵N同位素示踪技术,研究了萌芽前在树冠投影范围距树干由近及远的3个水平距离——内环、中环和外环施氮对新梢旺长期细根和土壤¹⁵N分布、树体¹⁵N吸收以及果实产量和品质的影响。结果表明:各处理的苹果细根(直径≤2 mm)根长密度均在水平方向和垂直方向呈衰减规律,主要分布在距离树干水平方向0～100 cm、垂直方向0～40 cm土层范围;与不施肥(对照)相比,施氮增加了细根根长密度,以施氮区内细根根长密度增加最为显著;从垂直方向0～20 cm土层施氮区细根根长密度增加量来看,内环施氮处理增幅最大,为对照的1.33倍～1.36倍,其次是中环施氮处理。各处理土壤¹⁵N含量峰值在水平方向均出现在施氮区域,在垂直方向均出现在0～20 cm土层。不同处理间树体细根根长密度与土壤¹⁵N分布空间吻合度(RLD-¹⁵N)差异显著,内环施氮处理显著高...     

小麦整穗发芽的QTL定位分析

为了研究小麦穗发芽的抗性水平,揭示其遗传机理,并筛选抗性较强的家系用于育种实践,利用黄淮海地区主要推广的两个小麦品种花培3号／豫麦57构建的DH群体和基于混合线性模型的QTLNetwork2．0软件,对3种环境下的小麦整穗发芽进行了QTL定位分析。3种环境条件下分别检测到3、3、2个与整穗发芽相关的加性QTL位点,这些位点分别位于1B、2B、4A和5D染色体上,总共可解释23．28％、21．83％和11．55％的表型变异。在所有检测到的QTL位点中,只有qPhsSD．1位点在3个环境中均能检测到,剩余位点只能在单独一个环境中检测到。3种环境条件下分别检测到2对、1对和2对上位性位点,总共可解释8．01％、9．50％和21．67％的表型变异,不同环境条件下,检测到的上位性位点均不相同。结果表明,小麦整穗发芽的遗传同时受加性效应和上位性效应控制,且易受环境条件的影响。     

氮磷配施对苹果幼苗生长、土壤无机磷形态和磷素利用的影响

以矮化苹果砧木M9T337幼苗为试材,设置4个氮水平(N 0,150,300,450 mg/kg,分别以N0、N1、N2、N3表示)和2个磷水平(P2 O5100,200 mg/kg,分别以P1、P2表示),研究了氮磷配施对苹果砧木幼苗生长、土壤无机磷形态转化和磷素吸收利用的影响,以期为果园磷肥高效利用提供参考依据.结...     

果树科技面向国家重大需求Ⅰ：果树种质资源与遗传育种研究的四个坚持和四个面向

在乡村振兴这一国家战略背景下,果树资源育种工作者和研究生导师,必须坚持将产业问题转化为科学问题、理论创新与技术创新并重、良种与良法配套及以科研促教学培养创新人才;并坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求和面向人民生命健康;把水果盘子牢牢端在中国人手中是国家重大战略需求,即不依赖进口的国内果品生产与市场销售的内循环来满足14亿中国人优质水果的周年供应需求,推动农民增收和乡村振兴,苹果、柑橘、梨、桃和葡萄等大宗水果是主角;根据中国国情和果实特性,需要培育优质、耐贮、晚熟的苹果和梨主栽品种,以及早、中、晚熟期配套的桃、柑橘和葡萄品种;根据果树育种技术发展现状,杂交育种与芽变选种有机结合是解决果树品种问题、培育国家重大需求品种的有效技术途径。     

不同位置滴灌施氮对苹果氮素利用及果实产量和品质的影响

以6年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,研究了树干底部滴灌施氮(T1)和1/2树冠投影处滴灌施氮(T2)对苹果氮素的利用、分配特性及果实产量品质的影响。结果表明,不同位置滴灌施氮,树体的叶片生长状况及氮素吸收、利用和损失特性差异显著。T1处理的树体叶面积、叶绿素及叶片氮含量显著高于T2处理。不同处理树体¹⁵N利用率及器官分配率显著不同,T1处理的树体¹⁵N利用率为22.11%,是T2处理的1.37倍。T1处理各器官¹⁵N分配率表现为生殖器官>贮藏器官>营养器官,而T2处理的¹⁵N分配率以生殖器官最低。T1处理的¹⁵N总残留率显著高于T2处理,其中T1处理0～60 cm土层的¹⁵N残留率为28.82%,是T2处理的1.23倍。不同位置滴灌施氮处理树体的单果重、产量、可溶性固形物、可溶性糖及糖酸比存在显著差异,以T1处理较高。因此,树干底部滴灌施氮显著增加了0～60 cm土层的¹⁵N残留率,促进了树体生长和氮素利用,提高了果实...     

添加外源炭对苹果园土壤无机氮变化和氨挥发损失的影响

大田条件下,采用磷酸甘油-双层海绵通气法,监测了玉米秸秆两种不同利用方式（直接施用和制成生物质炭施用）下的土壤无机氮含量和氨挥发速率的变化,研究了两种碳源对土壤氨挥发的影响。试验共设4个处理,分别为：CK（N0）、N（N 250 kg/hm2）、N+S（N 250 kg/hm2+生物秸秆）和N+B（N 250 kg/hm2+生物质炭）。结果表明：不同处理间氨挥发速率存在显著差异,施氮处理（N,N+S和N+B）的氨挥发速率均显著高于对照（CK）处理,氨挥发速率随着施肥后时间的推移迅速增大,均在施肥后第3天达到峰值,然后逐渐下降,呈“低-高-低”的单峰曲线。各施氮处理氨挥发峰值大小存在显著差异,N处理最大,为2.37 kg/(hm2·d),其次是N+S处理,为1.65 kg/(hm2·d),N+B处理最低,仅为1.32 kg/(hm2·d),N处理分别是N+S和N+B处理的1.44,1.80倍。0—10 cm土层土壤铵态氮浓度的变化趋势与氨挥发速率的变化趋势一致,与氨挥发速率呈极显著正相关,但各处理间土壤铵态氮含量的峰值存在显著差异,N处理最大,N+S处理次之,N+B处理最小。去掉CK本底值后,氨挥发损失量以N处理最大,为15.29 kg/hm2,占施氮量的6.12%;N+S处理次之,为9.32 kg/hm2和3.73%;N+B处理最低,仅为6.01 kg/hm2和2.40%。因此,添加外源炭显著降低了氨挥发损失,以添加生物质炭效果最好。     

多种有机物料混施对苹果幼苗生长、氮素利用及土壤特性的影响

以M9T337苹果幼苗为试材,利用15 N同位素示踪技术,研究了等氮量投入下,不同有机物料单施及混施对苹果幼苗生长、15 N吸收利用及土壤特性的影响.试验设置CK(只施用化学肥料,不施有机物料)、S(秸秆)、B(生物炭)、F(牛粪)、SB(1/2秸秆+1/2生物炭)、SF(1/2秸秆+1/2牛粪)、FB(1/2牛粪...     

不同种植年限苹果园土壤磷状况和无机磷组分特征

通过采集胶东地区不同年限苹果园0—100 cm土层土壤,分析了不同种植年限苹果园土壤全磷、有效磷、无机磷含量和无机磷组分特征,以期为苹果园科学施用磷肥提供依据。结果表明:胶东地区苹果园0—40 cm土层土壤全磷、无机磷、有效磷平均含量为0.76 g/kg,681.10 mg/kg,73.05 mg/kg。种植年限显著影响了苹果园土壤磷含量,随着种植年限的增加耕层土壤全磷、有效磷和无机磷含量呈上升趋势。不同种植年限的苹果园土壤全磷、有效磷及各无机磷组分均随着土层的加深整体呈递减趋势。无机磷组分主要以Al-P、O-P的形式存在,其次为Fe-P、Ca-P。种植年限明显影响了无机磷各组分的组成,11～15年苹果园Al-P比例最高,而16～20年苹果园O-P比例最高。相关性分析及通径分析结果表明,Al-P是该地区相对较为有效的磷源。     

生物质炭改善果园土壤理化性状并促进苹果植株氮素吸收

【目的】 探究生物质炭对苹果植株生长、土壤理化特性和氮素利用的影响,为生产上苹果园合理应用生物质炭提供依据。 【方法】 以两年生红富士/平邑甜茶为试材,以400℃亚高温热解木材产生的生物质炭为供试肥料,采用15N同位素示踪技术进行了盆栽试验。设底施生物质炭0、15、30、45和60 g/kg,分别以CK、T1、T2、T3和T4表示。调查了苹果植株生长发育、土壤理化性质、根际微生物数量及氮素的吸收、利用和损失。 【结果】 添加生物质炭的所有处理植株株高、茎粗和总干重均显著高于CK;T2、T3和T4处理的根系活力均显著高于T1和CK处理,但三个处理间差异不显著;随着生物质炭用量的增加,土壤容重逐渐降低,T3和T4处理的土壤容重分别为1.22和1.20 g/cm3,两者间差异不显著,但均显著高于CK、T1和T2处理;T3和T4处理的土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾和根际土细菌、放线菌、真菌数量均显著高于其他处理,两者间差异不显著;与CK相比,添加生物质炭显著增加了植株对肥料15N的吸收,T4和T3处理植株15N利用率分别为15.18%和15.63%,均显著高于其他处理;土壤15N残留率以T4处理最高,为38.16%,T3次之,T1最低,为30.02%;氮素损失以T1处理最高,为58.54%,T4处理最低,为45.66%,且T4与T3处理间差异不显著。通过对植株生物量和氮素利用效率与生物质炭施用量进行拟合分析,两者出现最大值时的生物质炭施用量分别为64 g/kg和55 g/kg。 【结论】 施用生物质炭降低了土壤容重,提高了土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量及根际土壤细菌、放线菌和真菌数量,促进了苹果植株根系和地上部的生长及对肥料氮的吸收,增加了土壤对氮的固定,减少了氮的损失,提高了氮肥利用率,本试验条件下适宜的生物质炭施用量为55～64 g/kg土。