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施氮水平对油菜收获后直播棉花光合特性和产量的影响

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华中农业大学学报 2024年

作者：谢晓麒彭杰张钊邱深姚晓芬杜轩杨国正华中农业大学植物科学技术学院/湖北洪山实验室

为探讨长江流域棉区基于“增产不增投”理念的油菜收获后直播棉花合理施氮量，选用早熟棉品种华棉3097，于2022-2023年开展大田试验，考查施氮180(N180)、210(N210)、240(N240)、270(N270)、300(N300)、330(N330) kg/hm2棉花生长发育、... 详细信息

为探讨长江流域棉区基于“增产不增投”理念的油菜收获后直播棉花合理施氮量，选用早熟棉品种华棉3097，于2022-2023年开展大田试验，考查施氮180(N180)、210(N210)、240(N240)、270(N270)、300(N300)、330(N330) kg/hm2棉花生长发育、光合特性和产量表现。结果显示：N270和N300棉花产量相当，但高于N180和N330。N270水平下2 a平均籽棉产量比N180和N330分别提高7.0%和5.4%，该施氮量的单位面积铃数比N180和N330分别高24.9%和21.6%，各施氮水平间株高、果枝数、果枝起始高度、绿叶数和节位数表现类似。棉花冠层透光率随生育进程降低，随施氮量增加而降低，冠层高度30～50 cm和棉行20 cm内，N270比N330高23.9%，比N180低10.0%，与N300相当。N27(0N300)净光合速率、蒸腾速率和气孔导度高于N180和N330;N270胞间CO2浓度低于N180和N330。可见，油菜收获后直播棉花施氮270 kg/hm2有利于棉花生长发育，可以增加单位面积铃数，改善冠层透光状况，提高光合性能，从而获得较高产量。

关键词：直播棉花施氮水平冠层透光率光合特性产量 “增产不增投”

从多年取样资料全面比较稻田节肢动物群落两种调查取样方法的优劣

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生态学报 2024年

作者：谢美琦朱宏远杨长举韩可洪余玖坤关现军沈栎阳徐成梨陆泽玮刘畅何贝贝蒲雷华红霞蔡万伦华中农业大学植物科学技术学院

吸虫法是稻田节肢动物群落调查的主流方法，但随着大规模调查取样需求的日益增加，便捷性逐渐成为选择调查取样方法时的重要考量因素，因此不少研究者开始倾向于使用扫网法。然而，关于扫网法与吸虫法在调查效果上的直接比较尚未见报道... 详细信息

吸虫法是稻田节肢动物群落调查的主流方法，但随着大规模调查取样需求的日益增加，便捷性逐渐成为选择调查取样方法时的重要考量因素，因此不少研究者开始倾向于使用扫网法。然而，关于扫网法与吸虫法在调查效果上的直接比较尚未见报道。本文基于江汉平原稻区多年的调查取样资料（2018、2019、2020年），对这2种调查取样方法在采集偏好、采集效率以及对节肢动物群落组成和关键类群变化的敏感性方面进行了比较，旨在为农业生物多样性以及昆虫生态学相关研究提供调查取样方法的参考依据。研究结果显示，这两种调查取样方法在体型大小、迁移能力和垂直分布等3种功能性状上的采集效果并无显著性差异，所采集的常见科节肢动物群落高度相似。由于扫网法取样面积更大，它能更全面地反映物种丰富度（P<0.05）。此外，尽管两种方法在反映节肢动物群落特征指数和关键类群（如寄生蜂、蜘蛛和稻飞虱）丰度的变化趋势上保持一致，但在进一步将蜘蛛细分为游猎型与结网型时，两者所呈现的丰度时间变化趋势出现了差异（P<0.05）。具体来说，在整个调查期内，利用吸虫法获得的2种类型蜘蛛的丰度呈现递减趋势，而扫网法则表现出先降后升的动态，其转折点出现在孕穗期。综上所述，扫网法能够全面且准确地反映稻田节肢动物群落的真实情况，特别是在进行大规模稻田节肢动物群落的调查时，扫网法相较于吸虫法展现出了更高的适用性。

关键词：稻田节肢动物群落扫网法吸虫法生物多样性江汉平原

陆地棉重组自交系再生能力和遗传转化效率筛选

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作物学报 2024年第5期50卷 1172-1180页

作者：乐愉王涛张献龙林忠旭华中农业大学植物科学技术学院/作物遗传改良全国重点实验室湖北武汉430070

转基因工程育种是棉花种质创新的有效手段,为了拓展陆地棉可再生基因型,丰富棉花转基因受体,本研究以湖北省高产阔叶棉品种‘鄂棉22’(E22)为母本、高再生能力的鸡脚叶品种‘豫早1号’(YZ1)为父本,通过单籽传法构建了F9重组自交系群体(Y... 详细信息

转基因工程育种是棉花种质创新的有效手段,为了拓展陆地棉可再生基因型,丰富棉花转基因受体,本研究以湖北省高产阔叶棉品种‘鄂棉22’(E22)为母本、高再生能力的鸡脚叶品种‘豫早1号’(YZ1)为父本,通过单籽传法构建了F9重组自交系群体(YE);利用棉花中比较成熟的IBA+KT(IK)和2,4-D+KT(DK)2种不同激素组合的培养体系,分别对重组自交系群体的164个家系的愈伤组织诱导率(CIF)、愈伤组织继代繁殖力(CSC)、愈伤组织的出胚率(CRE)以及愈伤组织出胚时间(CET)进行比较,共获得12个可再生的阔叶棉家系;利用目前成熟的棉花遗传转化体系对可再生阔叶棉家系进行遗传转化效率分析,同时对其进行田间农艺性状考察,最终获得了一个遗传转化效率为82.9%并且农艺性状更优良的家系YE3。本研究为棉花的遗传转化及基因功能研究拓展了陆地棉基因型种质资源。

关键词：棉花重组自交系体细胞胚胎发生再生能力遗传转化效率

嗜线虫沙雷氏菌Serratia nematodiphila TG10增强油菜耐盐碱能力

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作物学报 2024年

作者：苏晴芳孙小钊林杨付艳苹程家森谢甲涛姜道宏陈桃华中农业大学植物科学技术学院/农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北洪山实验室

油菜具有较强的耐盐碱能力，本研究从天津盐碱土中分离得到一株嗜线虫沙雷氏菌Serratia nematodiphila TG10，它不仅能够在8%的NaCl和pH为10.15的R2A培养基上生长，还能定殖在油菜根系和根内。在盐胁迫条件下，TG10菌株处理后可以促进... 详细信息

油菜具有较强的耐盐碱能力，本研究从天津盐碱土中分离得到一株嗜线虫沙雷氏菌Serratia nematodiphila TG10，它不仅能够在8%的NaCl和pH为10.15的R2A培养基上生长，还能定殖在油菜根系和根内。在盐胁迫条件下，TG10菌株处理后可以促进拟南芥和油菜生长。含盐1.2%基质土和哈尔滨盐碱土盆栽试验中，TG10处理后可以促进油菜鲜重和干重的增加，Na+含量显著下降，其中K+与Na+的含量比值增加；同样在天津盐碱土和吉林盐碱土盆栽试验中，TG10处理后均可显著增加油菜鲜重、叶绿素和脯氨酸的含量。吉林盐碱土盆栽油菜的转录组数据表明，TG10菌株处理后细胞色素P450代谢通路、硫代葡萄糖硫苷生物通路等显著富集，一些抗逆相关的基因显著上调表达。另外，TG10菌株能抑制油菜病原菌的生长，并且诱导油菜抗菌核病和灰霉病。本研究结果表明，嗜线虫沙雷氏菌S. nematodiphila TG10能增强油菜在不同类型盐碱土中的耐盐能力，为盐碱地的生物修复微生物菌种资源和理论支撑。

关键词：盐碱土油菜嗜线虫沙雷氏菌耐盐碱机制诱导抗性

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夏直播棉花产量与冠层微环境的关系

作物学报 2024年第9期50卷 2371-2382页

作者：彭杰谢晓麒张钊姚晓芬邱深陈丹丹顾晓娜王玉洁王晨晨杨国正华中农业大学植物科学技术学院湖北武汉430070

夏直播棉花能够在较短生育期内获得与常规模式相当的产量,但其产量高效形成的机理及其与冠层微环境的关系仍不清楚。因此,本试验采用完全随机区组设计,设置6个种植密度(7.50株m^(–2)、8.25株m^(–2)、9.00株m^(–2)、9.75株m^(–2)、10... 详细信息

夏直播棉花能够在较短生育期内获得与常规模式相当的产量,但其产量高效形成的机理及其与冠层微环境的关系仍不清楚。因此,本试验采用完全随机区组设计,设置6个种植密度(7.50株m^(–2)、8.25株m^(–2)、9.00株m^(–2)、9.75株m^(–2)、10.50株m^(–2)和11.25株m^(–2)),于2022-2023年在湖北武汉进行了大田试验。采用温湿度仪记录从现蕾到拔杆期间冠层温度和湿度,冠层分析仪测定结铃期冠层不同高度光辐射强度,手工收获计产。结果表明,棉花产量随种植密度增加先升后降,其中9.75株m^(–2)最高(籽棉3246.5 kg hm^(–2)、皮棉1203.2 kg hm^(–2)), 2年平均较7.50株m^(–2)提高(15.0%和17.8%)。冠层日均温、最高温、最低温随种植密度增加而降低,而冠层相对湿度、最高湿度、最低湿度随种植密度增加而增加。冠层透光率,水平方向呈“V”型分布,棉行中间最大;垂直方向中下部(离地10^50cm)随种植密度增加而减小,上部(离地50^70cm)随种植密度增加而增大。群体叶面积指数随种植密度增加先升后降,其中9.75株m^(–2)最高,2年平均为2.6。相关分析表明,棉花产量随冠层日均温和最高温升高而降低,随冠层相对湿度和最高湿度增加而增加;随冠层中下部透光率增大而减小,随上部透光率增加而增大。综上,棉花夏直播种植模式,适当增加种植密度(9.75^11.25株m^(–2))有利于提高单位面积成铃数,改善冠层微环境,如冠层透光率70cm处85%以上,50 cm处37%^40%,30 cm处14%^16%,10 cm处9%以下,冠层温度26.5^27.0℃,冠层湿度74%^77%,从而提高棉花产量。

关键词：夏直播产量冠层微环境种植密度叶面积指数

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关键栽培措施对菜籽油综合品质的影响

作物学报 2024年第6期50卷 1554-1567页

作者：宁宁余新颖秦梦倩娄洪祥王宗铠王春云贾才华徐正华王晶蒯婕汪波赵杰周广生华中农业大学植物科学技术学院/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室湖北武汉430070 华中农业大学食品科学技术学院/教育部环境食品学重点实验室湖北武汉430070

为明确关键栽培措施对菜籽油品质的影响,本研究以“湘杂油518”和“大地199”为材料,分别在武汉和兰州进行播期、密度及氮肥处理单因素试验,籽粒成熟后收获冷榨,测定菜籽油色泽、过氧化值、极性总酚及甾醇含量等关键品质指标,综合评价... 详细信息

为明确关键栽培措施对菜籽油品质的影响,本研究以“湘杂油518”和“大地199”为材料,分别在武汉和兰州进行播期、密度及氮肥处理单因素试验,籽粒成熟后收获冷榨,测定菜籽油色泽、过氧化值、极性总酚及甾醇含量等关键品质指标,综合评价各处理下菜籽油品质。结果表明:本试验条件下,播期、密度、氮肥均显著影响菜籽油关键品质指标,但各指标在两品种、两试验点间的变化规律不尽相同。两试点、两品种均在早播条件下菜籽油的油酸含量较高,且均随播期推迟,色泽加深,叶绿素含量升高,综合品质下降。两试点的湘杂油518品种在D2密度(4.5×10^(5)hm^(–2))下的菜籽油的酸价较低,极性总酚、总植物甾醇和总生育酚含量较高,综合品质较好。两试点的大地199品种则随密度增加菜籽油叶绿素含量增加,色泽加深,亚油酸含量降低,综合品质下降。两试点、两品种均在低氮下(120 kg hm^(–2))有较高的籽粒含油量和出油效率,且均随施氮量的增加菜籽油色泽加深,综合品质下降。主成分分析表明,播期对菜籽油综合品质的影响大于种植密度和施氮量处理,酸价、叶绿素、极性总酚、抗氧化能力和总植物甾醇是影响菜籽油的关键品质指标;相关性分析表明,籽粒含油量与出油效率显著正相关,叶绿素、类胡萝卜素与菜籽油色泽均呈显著正相关,极性总酚与抗氧化性显著正相关。综上所述,生产中适期早播、减少氮肥用量、降低种植密度,可提高压榨菜籽油品质。本试验结果可为高品质菜籽油优质原料的生产提供技术支撑。

关键词：油菜播期密度氮肥菜籽油品质

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植物干细胞前沿研究:从基础理论到应用

生物学杂志 2024年

作者：陈柳张吉祥陈春丽华中农业大学生命科学技术学院湖北洪山实验室

2023年11月17日至11月20日,由中国细胞生物学学会领衔主办的第一届全国植物干细胞生物学大会在武汉举行,会议聚焦植物干细胞的理论与应用前沿研究,从动植物干细胞的共性及特性比较、植物干细胞的活性调控到再生、与环境的相互作用,再到... 详细信息

2023年11月17日至11月20日,由中国细胞生物学学会领衔主办的第一届全国植物干细胞生物学大会在武汉举行,会议聚焦植物干细胞的理论与应用前沿研究,从动植物干细胞的共性及特性比较、植物干细胞的活性调控到再生、与环境的相互作用,再到单细胞测序技术及多学科交叉在植物干细胞研究中的新进展,以及植物干细胞在现代生物技术包括组织培养、嫁接、扦插等无性繁殖、植物基因组编辑与遗传转化、作物分子育种、合成生物学的植物干细胞底盘中的应用等多方面进行报告与交流。大会的召开有效推动了国内植物干细胞理论及应用研究的发展,为培育该领域后备人才、为与会者搭建平等交流与积极合作的平台发挥了重要作用。

关键词：动植物干细胞干细胞分子调控植物再生环境适应性单细胞组学合成生物学

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不同部位鱼腥草多糖的结构表征与生物活性

中国食品学报 2024年第3期24卷 276-286页

作者：和梦瑶董泽宇张兰兰吴婷潘思轶徐晓云华中农业大学食品科学技术学院、环境食品学教育部重点实验室果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室武汉430070

鱼腥草是我国传统的药食同源植物,其富含的多糖已被证明具有多种生物活性。目前,关于鱼腥草多糖的研究多集中在全株或地上部分,不同部位鱼腥草多糖结构与活性的差异鲜有报道。本研究对鱼腥草的地下茎、茎和叶3个部位的多糖分别进行提取... 详细信息

鱼腥草是我国传统的药食同源植物,其富含的多糖已被证明具有多种生物活性。目前,关于鱼腥草多糖的研究多集中在全株或地上部分,不同部位鱼腥草多糖结构与活性的差异鲜有报道。本研究对鱼腥草的地下茎、茎和叶3个部位的多糖分别进行提取分离,并测定其结构、体外抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶抑制活性,旨在探究鱼腥草多糖结构与生物活性的关系。结果表明,鱼腥草3个部位的多糖均为酸性多糖,均由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖醛酸以及少量的岩藻糖、甘露糖、木糖和葡萄糖醛酸组成,但比例各不相同;分子质量范围是4.11×10^(4)~1.20×10^(6)u;红外结构基本相同;叶多糖具有较多的甲酯基和乙酰基基团,其含量分别为0.95%和1.05%;3种多糖的表面形态均为光滑平整的片状结构;叶多糖不具有三螺旋结构而地下茎多糖和茎多糖存在三螺旋结构。叶多糖的体外抗氧化活性与α-葡萄糖苷酶抑制活性最强。试验发现不同部位鱼腥草多糖的结构和生物活性存在差异,研究结果为鱼腥草多糖的构效关系研究提供了理论依据,并为鱼腥草多糖的开发和利用提供理论参考。

关键词：鱼腥草多糖结构抗氧化 α-葡萄糖苷酶

稻油系统周年产量差及形成因素探究: 以湖北省武穴市为例

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作物学报 2024年第5期50卷 1287-1299页

作者：曹馨元杜明利王宇诚陈欣华陈佳欣凌霄霞黄见良彭少兵邓南燕作物遗传改良全国重点实验室/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室/湖北洪山实验室/华中农业大学植物科学技术学院湖北武汉430070

明确农户水平稻油系统的产量差及进一步增产的限制因素对保障我国粮油安全具有重要作用。本研究以我国典型稻油系统生产区湖北省武穴市为研究对象,采用作物模型与田间调查相结合的方法评估了该地区稻油系统周年产量差,并使用单因素方差... 详细信息

明确农户水平稻油系统的产量差及进一步增产的限制因素对保障我国粮油安全具有重要作用。本研究以我国典型稻油系统生产区湖北省武穴市为研究对象,采用作物模型与田间调查相结合的方法评估了该地区稻油系统周年产量差,并使用单因素方差分析和条件推断树综合比较了农户在土壤条件和管理措施上的差异,以探究该地区限制稻油系统产量进一步增长的主要栽培因素及可行的增产途径,为因地制宜地缩小产量差提供新思路。结果表明:(1)武穴市水稻季和油菜季的潜在产量分别为11.79 t hm^(-2)和4.43 t hm^(-2),按照水稻和油菜籽粒的能量当量换算系统周年能量后,稻油系统的最高周年潜在能量为284 GJ hm^(-2)。水稻季和油菜季的平均实际产量分别为8.11 t hm^(-2)和1.82 t hm^(-2),系统平均实际周年能量为165 GJ hm^(-2)。该地区稻油系统的平均周年相对产量差(产量差与潜在产量的比值)为42%,其中油菜季(59%)比水稻季(31%)具有更大的产量提升空间。相较于湖北省和长江流域的平均水平,武穴市稻油系统周年潜在能量相近,而周年实际能量分别低13%和5%,导致该地区的产量差相对较大,其中分别有83%和61%的农户相对产量差大于湖北省和长江流域平均水平。(2)该地区周年产量较低的农户具有以下主要特征:土壤为沙壤土,耕层较浅;水稻季虫草害防治效果差,水稻季肥料做底肥一次施用且轻施氮、钾肥;油菜季重施肥料,且油菜机收损失较大。(3)武穴市89%的农户选择种植常规稻品种黄华占,其实际产量已达到该品种潜在产量的90%左右;种植油菜品种的种类较多且产量差异较大。综上,武穴市稻油系统仍具有较大的增产空间;缩小当地稻油系统产量差的技术措施包括:适当深耕提高土壤生产力;油菜季选择当地适宜的高产油菜品种;水稻季加强推广高产优质杂交稻品种,重点关注增加水稻用种量,提高直播密度和播种时的封闭除草,系统周年施肥管理上应降低油菜季而提高水稻季的肥料用量,水稻季仅施底肥的农户适当增施追肥等。

关键词：产量差田间调查稻油系统作物模型管理措施