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禾本科杂粮作物养分高效机理及指标研究进展

植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 786-800页

作者：王京新赵宇夏雪岩崔纪菡魏志敏李顺国河北省农林科学院谷子研究所/农业农村部特色杂粮遗传改良与利用重点实验室(部省共建)/河北省杂粮研究重点实验室河北石家庄050035

我国耕地中低产田面积大,养分缺乏始终是限制作物产量的一个主要因素。谷子、糜子和高粱为我国传统的禾谷类杂粮作物,具有光合效率高,耐旱耐瘠薄的特点,较大宗粮食作物更适应干旱、贫瘠的土壤。然而,养分利用效率研究主要集中在玉米、... 详细信息

我国耕地中低产田面积大,养分缺乏始终是限制作物产量的一个主要因素。谷子、糜子和高粱为我国传统的禾谷类杂粮作物,具有光合效率高,耐旱耐瘠薄的特点,较大宗粮食作物更适应干旱、贫瘠的土壤。然而,养分利用效率研究主要集中在玉米、小麦等主粮作物,小杂粮作物研究进展相对缓慢。本文系统总结了谷子、糜子和高粱氮、磷、钾高效利用的研究结果,归纳了几种杂粮作物养分高效的筛选指标,形态指标包括地上部干重、穗粗、穗重、草重、产量等,生理指标包括氮同化酶活性、磷积累量、光合养分效率等,养分吸收效率主要指标包括根系大小、根系长度、侧根分支和根直径,及可能参与养分高效的候选基因如NRT1、PHR1、钾转运蛋白HAK和钾离子通道蛋白Shaker等。未来可从以下几方面推进杂粮作物养分高效的研究:杂粮作物光合效率高和根系耐旱耐贫瘠的特点;利用转录组学方法深入分析引起杂粮作物光合作用和养分吸收效率的种间和种内变异的机理,特别是与氮组分、磷组分变化相关的机制;分析杂粮作物的根系形态及其主导的根系微生物互作特征对养分高效吸收的影响。这些研究将为培育养分高效高产的杂粮品种和高效栽培技术提供理论基础和指导。

关键词：谷子糜子高粱养分高效光合根系

谷子秸秆水浸提液对5种作物种子萌发及幼苗生长的化感效应分析

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山东农业科学 2024年第1期56卷 66-73页

作者：崔纪菡鲁一薇夏雪岩刘猛刘建军赵宇李顺国河北省农林科学院谷子研究所/国家谷子改良中心/河北省杂粮研究实验室河北石家庄050035 河北省杂粮产业技术研究院/河北东粮农业科技股份有限公司河北邯郸056000

从化感作用角度筛选适宜与谷子[Setaria italica(L.) Beauv.]进行间套轮作的农作物,为建立合理的谷子间套轮作体系提供参考依据。采用水提法制备谷子根、茎、叶浸提液,每种浸提液设4个浓度梯度(5、20、40、100 mg·mL^(-1)),以蒸馏水为... 详细信息

从化感作用角度筛选适宜与谷子[Setaria italica(L.) Beauv.]进行间套轮作的农作物,为建立合理的谷子间套轮作体系提供参考依据。采用水提法制备谷子根、茎、叶浸提液,每种浸提液设4个浓度梯度(5、20、40、100 mg·mL^(-1)),以蒸馏水为对照(CK),研究谷子植株三部位浸提液对受体作物绿豆[Vigna radiate(L.)Wilczek]、红豆[Vigna angularis(Willd.) Ohwi et Ohashi]、玉米(Zea mays L.)、小麦(Triticum aestivum L.)和谷子种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明,谷子根、茎、叶浸提液对受体作物种子发芽率和幼苗生长均有抑制作用,叶部浸提液抑制作用最强,根部浸提液的抑制作用最弱。随着浸提液浓度增加,其对受体种子的发芽率和幼苗鲜重、根长、芽长抑制作用加重。整体上看,谷子秸秆浸提液对5种作物种子萌发的抑制作用由小到大排序为绿豆<红豆<小麦<谷子<玉米。综合来看,绿豆更适宜与谷子进行间作、套作和轮作。

关键词：谷子化感效应种子萌发幼苗生长秸秆浸提液

2023年中国谷子高粱市场分析与2024年展望

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农业展望 2024年第3期20卷 43-48页

作者：刘斐孙朝辉刘猛赵文庆李顺国河北地质大学经济学院/河北省科技创新与区域经济可持续发展研究基地河北石家庄050030 河北省农林科学院谷子研究所/农业农村部特色杂粮遗传改良与利用重点实验室(部省共建)/河北省杂粮研究实验室河北石家庄050035

2023年,在同期粮食作物种植替代、极端天气频现、国际形势趋紧以及突发事件迭出等多因素叠加影响下,中国谷子糜子种植面积小幅下滑,高粱面积略有增加。全年来看,受市场供强需弱与风险预期影响,谷子、高粱价格波动频繁;谷子出口激增,高... 详细信息

2023年,在同期粮食作物种植替代、极端天气频现、国际形势趋紧以及突发事件迭出等多因素叠加影响下,中国谷子糜子种植面积小幅下滑,高粱面积略有增加。全年来看,受市场供强需弱与风险预期影响,谷子、高粱价格波动频繁;谷子出口激增,高粱进口放缓;谷子高粱种业科技创新活力逐步增强,品种迭代逐步升级。预计2024年国内谷子高粱市场风险与机遇将持续共存,供需双增,但增幅有限;国内谷子市场新陈粮持续叠加,市场供应压力将进一步增加;受全球供应链不确定性以及高进口依存度影响,国际高粱价格存在较大波动风险,国内高粱有望继续扩种。基于此,建议进一步保障产业安全健康可持续发展、强化监测预警、完善政策扶持体系、建立现代产品销售体系,激发产业竞争活力。

关键词：谷子高粱市场分析价格波动展望

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缺钾胁迫下谷子转录组分析及相关基因挖掘

中国农业科技导报 2024年第6期26卷 30-44页

作者：鲁一薇夏雪岩赵宇崔纪菡刘猛黄玫红褚程刘建军李顺国河北省农林科学院谷子研究所国家谷子改良中心农业农村部特色杂粮遗传改良与利用重点实验室(部省共建)河北省杂粮研究实验室石家庄050035 河北省杂粮产业技术研究院河北邯郸056000

钾是作物生长不可缺少的元素,挖掘提高作物钾吸收能力的基因,增强作物对缺钾的耐受性具有重要的意义。以‘冀谷45’为供试材料,幼苗长至6叶期时进行缺钾胁迫7 d,通过农艺指标及转录组分析挖掘缺钾胁迫的相关基因。结果表明,缺钾胁迫影... 详细信息

钾是作物生长不可缺少的元素,挖掘提高作物钾吸收能力的基因,增强作物对缺钾的耐受性具有重要的意义。以‘冀谷45’为供试材料,幼苗长至6叶期时进行缺钾胁迫7 d,通过农艺指标及转录组分析挖掘缺钾胁迫的相关基因。结果表明,缺钾胁迫影响谷子的生长发育,株高、叶宽、叶长、茎粗、苗期地上部干重及叶绿素含量低于CK,而根长、根表面积显著增加。转录组分析显示,缺钾胁迫后217个基因表达上调,38个基因表达下调。GO功能富集发现,差异表达基因主要富集于核糖体的结构成分、有机氮化合物代谢过程、蛋白质代谢过程、细胞蛋白质代谢过程、无膜细胞器等类别。KEGG功能富集结果表明,差异表达基因主要富集于核糖体、植物激素信号转导、谷胱甘肽代谢等19个通路。进而筛选出35个与激素表达显著相关的基因,19个氧化应激相关差异表达基因,10个转录因子家族及11个与转导信号相关的基因,1个与氨基酸及核苷酸的糖代谢相关的基因。候选基因Seita.9G193900属于CYP45084A亚家族,调控S型木质素合成的关键酶;Seita.5G365500属于WRKY家族,调控抗病响应基因PAD3等基因的表达;Seita.3G216900是RNA聚合酶Ⅱ转录亚基37E相关介质——HSPA1s辅助蛋白;Seita.4G286000为几丁内质内切酶基因CHIB,调控糖的合成与酵解。以上结果初步揭示了谷子缺钾胁迫相关基因的转录调控,为谷子耐缺钾相关基因的克隆与功能验证奠定基础。

关键词：谷子缺钾差异表达基因转录组

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谷子新品种及其轻简高效生产技术的综合评价

安徽农业科学 2024年第6期52卷 25-29页

作者：刘猛李顺国赵文庆赵宇蒲娜娜刘建军河北省农林科学院谷子研究所/农业农村部特色杂粮遗传改良与利用重点实验室(部省共建)/河北省杂粮研究实验室河北石家庄050035 河北省农林科学院河北石家庄050035 河北省杂粮产业技术研究院/河北东粮农业科技股份有限公司河北邯郸057250

冀谷39是国家谷子高粱产业技术体系“十三五”期间的重大研发成果之一,其特点突出且实现了品种经营权转让,但在实际生产过程中出现播种不匀、产量不稳、收割损失以及种植户不认可等问题。为更好解释、澄清上述问题,进一步做好冀谷39及... 详细信息

冀谷39是国家谷子高粱产业技术体系“十三五”期间的重大研发成果之一,其特点突出且实现了品种经营权转让,但在实际生产过程中出现播种不匀、产量不稳、收割损失以及种植户不认可等问题。为更好解释、澄清上述问题,进一步做好冀谷39及其轻简高效生产技术的示范推广工作,通过开展实地调研,采用STEM系统评价方法,从科学可行性、技术可行性、经济可行性、模式可行性4方面,开展冀谷39及其轻简高效生产技术经济评价。评价结果显示,该品种及轻简高效生产技术推广属可行范畴,并且与其他谷子和玉米相比,在增产、增收以及生态效益方面表现优异。因此建议以政府、科研、经营主体及农户等多方共同协作,实现优质新品种的推广示范,使适应性优良的新品种及高效的配套栽培技术得到更广泛的推广应用。

关键词：谷子生产技术 STEM系统综合评价

国外作物种业优秀发展经验及对中国种业发展的思考

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农业展望 2024年第7期20卷 59-67页

作者：李欣诺蒲娜娜刘猛李顺国赵文庆王涵颖河北省农林科学院谷子研究所/农业农村部特色杂粮遗传改良与利用重点实验室(部省共建)/河北省杂粮研究实验室河北石家庄050035 河北省农林科学院河北石家庄050031

农作物种业是国家战略性、基础性核心产业,中国不仅是农业生产大国,也是种子需求大国。中国种业发展正处于市场化改革的关键时期,但在育种技术研发、市场监管、产业链整合等方面依然存在许多不适应市场化的问题。本研究从国外种质资源... 详细信息

农作物种业是国家战略性、基础性核心产业,中国不仅是农业生产大国,也是种子需求大国。中国种业发展正处于市场化改革的关键时期,但在育种技术研发、市场监管、产业链整合等方面依然存在许多不适应市场化的问题。本研究从国外种质资源保护、企业发展历程、种子研发与技术创新3个角度深入剖析了国外种业创新发展现状,并从种质资源管理、创新育种技术、种业产业链整合和产业运行机制4个方面,总结了对突破当前国内种业所面临问题具有参考意义的借鉴经验。最后,提出了加强种业创新体系建设、推动种业企业做大做强、推动种业人才培养和引进、推进种业产业链协同发展等旨在全面提升中国种业国际竞争力,为保障粮食安全和农业可持续发展做出更大贡献的对策建议,对于认识中国种业发展过程中存在的问题,并积极探索优化解决措施,具有重要的价值和现实意义。

关键词：国际种业作物种业种质资源经验借鉴

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PEG胁迫对4种颜色藜麦种子萌发的影响

农业科技通讯 2024年第1期 88-90,148页

作者：魏志敏吕玮赵宇崔纪菡王京新赵文庆裴美燕刘建军李顺国河北省农林科学院谷子研究所/河北省杂粮研究实验室/国家谷子改良中心河北石家庄050035 河北省科技创新服务中心河北石家庄050000 邯郸市邯山农业农村局河北邯郸050002 河北省杂粮产业技术研究院河北邯郸056001

通过对不同聚乙二醇(PEG-6000)浓度下藜麦品种种子萌发及生长特性的深入研究,旨在为干旱地区的藜麦品种选择提供理论支持和技术指导。研究结果表明,在干旱胁迫下,不同颜色藜麦种子的发芽率和发芽势表现为灰色品种>白色品种>黑色品种>红... 详细信息

通过对不同聚乙二醇(PEG-6000)浓度下藜麦品种种子萌发及生长特性的深入研究,旨在为干旱地区的藜麦品种选择提供理论支持和技术指导。研究结果表明,在干旱胁迫下,不同颜色藜麦种子的发芽率和发芽势表现为灰色品种>白色品种>黑色品种>红色品种。红色藜麦种子在不同浓度的PEG-6000溶液处理下,其发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均呈现一定程度的增加,特别是在PEG-6000浓度为9%时,红色藜麦种子的发芽性能达到最大值。此外,各色藜麦种子的胚根长度和鲜重也在这个浓度下达到最大值。然而,当PEG-6000的浓度增至12%时,对胚根长度和鲜重的抑制效应变得显著,且其数值降至最低水平。在低浓度范围(3%~9%)的PEG-6000溶液中,4种颜色的藜麦品种均表现出一定的耐旱能力,其中红色品种的耐旱性表现最出色。综上所述,通过对干旱条件下藜麦种子的萌发及生长特性进行细致研究,有望为干旱地区藜麦品种的选育与种植提供有益的科学依据和实际应用价值。

关键词：藜麦种子种子颜色干旱胁迫萌发

不同剂量^(60)Co-γ射线辐照藜麦种子的效应研究

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农业科技通讯 2024年第4期 92-96页

作者：魏志敏崔纪菡吕玮赵宇王京新赵文庆裴美燕刘建军李顺国河北省农林科学院谷子研究所/河北省杂粮研究实验室//国家谷子改良中心石家庄050035 河北省科技创新服务中心河北石家庄050000 邯郸市邯山农业农村局河北邯郸050002 河北省杂粮产业技术研究院河北邯郸056001

为了研究^(60)Co-γ射线辐照在藜麦育种中的应用,探讨^(60)Co-γ射线辐射诱变藜麦的适宜剂量,本研究利用4种剂量^(60)Co-γ辐射4个不同藜麦品种,对辐射后的种子进行室内发芽试验和田间种植试验,并对M1代的生育过程、畸变率、突变率进行... 详细信息

为了研究^(60)Co-γ射线辐照在藜麦育种中的应用,探讨^(60)Co-γ射线辐射诱变藜麦的适宜剂量,本研究利用4种剂量^(60)Co-γ辐射4个不同藜麦品种,对辐射后的种子进行室内发芽试验和田间种植试验,并对M1代的生育过程、畸变率、突变率进行了调查和分析。结果表明,经过150~450 Gy的辐照剂量处理后,藜麦的形态特征和生长表现出显著变化;发芽率呈先上升后下降的趋势,150 Gy剂量可促进种胚活力,250 Gy以上剂量显著降低发芽率;辐射导致出苗延迟,高剂量下甚至无法正常出苗,出苗率也显著降低,表明辐射对幼苗生长产生负面影响;成株率随辐射剂量增加而下降,幼苗自然枯死增多,说明辐射对发芽种子胚芽的继续发育抑制显著;辐射导致遗传变异,包括早熟、矮化、穗颜色等方面,突变频率随剂量增加而增加。综上可知,藜麦的生长、发芽、出苗、成株等受到辐射剂量影响,适度辐射可促进发芽,但高剂量对生长和遗传特性产生负面效应。本研究对于辐射育种的可行性和作物改良意义重大,但需深入研究其机制和应用潜力。

关键词：藜麦辐射育种 ^(60)Co-γ

烟剂对大棚藜麦菜光合作用和叶绿素含量的影响

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农业技术与装备 2024年第3期 175-176,179页

作者：魏志敏王京新赵宇崔纪菡赵文庆裴美燕李顺国河北省农林科学院谷子研究所/河北省杂粮研究实验室/国家谷子改良中心河北石家庄050035 邯郸市邯山区农业农村局河北邯郸050002

在藜麦菜的温室大棚种植中,用12%百菌清烟剂与12%速克灵烟剂防治病害较为常用。为了研究这两种烟剂对藜麦菜的叶绿素含量和光合作用的影响,施用烟剂后第3天和第5天分别进行藜麦菜叶片叶绿素含量和光合速率的检测。结果显示,施用烟剂可... 详细信息

在藜麦菜的温室大棚种植中,用12%百菌清烟剂与12%速克灵烟剂防治病害较为常用。为了研究这两种烟剂对藜麦菜的叶绿素含量和光合作用的影响,施用烟剂后第3天和第5天分别进行藜麦菜叶片叶绿素含量和光合速率的检测。结果显示,施用烟剂可以提高藜麦叶绿素的含量,提高光合速率,进而提高生产率。

关键词：藜麦菜烟剂叶绿素光合速率