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中国棉花审定品种SSR指纹库的构建与综合评价

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中国农业科学 2024年第8期57卷 1430-1443页

作者：吴玉珍黄龙雨周大云黄义文付守阳彭军匡猛中国农业科学院棉花研究所/棉花生物育种与综合利用全国重点实验室三亚中国农业科学院国家南繁研究院

【目的】棉花是一种异源四倍体作物，基因组结构复杂，常异花授粉的繁殖方式也导致棉花品种难以实现高度纯合；棉种市场缺乏有效的监管技术手段，品种多乱杂现象长期存在，严重影响纤维品质一致性。构建中国近20年棉花审定品种标准样品... 详细信息

【目的】棉花是一种异源四倍体作物，基因组结构复杂，常异花授粉的繁殖方式也导致棉花品种难以实现高度纯合；棉种市场缺乏有效的监管技术手段，品种多乱杂现象长期存在，严重影响纤维品质一致性。构建中国近20年棉花审定品种标准样品的DNA指纹库，探索棉花品种高通量SSR身份鉴定模式，为棉花品种真实性鉴定和新品种特异性鉴定提供依据；分析审定品种的遗传多样性和群体分化，为棉花不同生态区的适应性鉴定和培育适应新环境的品种提供理论基础。【方法】基于多重PCR技术和毛细管电泳检测方法，使用筛选得到的60个SSR标记构建1 015份棉花审定品种标准样品的DNA指纹库，通过植物品种DNA指纹库管理系统对审定品种SSR指纹进行两两比对，分析审定品种的遗传差异，筛选用于品种鉴定的核心SSR位点。利用聚类分析法和群体结构分析法分析1 015份棉花审定品种的遗传多样性，并计算群体间遗传分化指数。【结果】60个SSR标记在1 015个审定品种中共扩增出216种等位变异，平均等位变异数为3.6，平均PIC值为0.37。1 015个审定品种的SSR指纹进行两两比较，共产生513 591组结果，样品间最大差异位点数为58个。差异位点百分比主要集中在41%—70%，涉及428 115组，占83.36%；其中，差异位点百分比在51%—60%时，涉及组数最多，为197 829组，占38.52%。品种间差异位点百分比大于20%时，占所有品种两两比对组数的99%以上，差异位点百分比低于20%的比对结果只占0.58%。基于组合鉴定法，筛选一套包含10个SSR位点的核心位点组合，在1 015个品种中鉴别能力达到99%。聚类结果和群体结构分析表明，1 015个品种被清晰地划分为5个亚群，G1（n=240）为早熟棉亚群，主要分布于中国北部和西北内陆地区，该亚群品种遗传多样性最丰富，品种间平均遗传距离为0.419。G2（n=277）亚群为中熟棉亚群，分布于长江流域，该亚群杂交种较多，亚群内平均遗传距离为0.309。G3（n=109）亚群属于早熟、中熟棉亚群，分布于河北黑龙港地区，该亚群品种遗传组分相对单一，亚群内平均遗传距离在陆地棉群体中最小，仅为0.150。G4（n=254）亚群属于中早熟棉亚群，主要分布于黄河流域，群体内平均遗传距离为0.307。G5（n=37）亚群由37份海岛棉组成，群体内平均遗传距离最小，为0.149。海岛棉与陆地棉之间遗传分化水平最高，平均FST值为0.503；陆地棉群体内，G3亚群与其他亚群之间遗传分化水平最高，FST值为0.193—0.242。长江流域与黄河流域相比，遗传分化水平最低，FST值为0.112。【结论】构建了1 015个中国近20年审定品种标准样品DNA指纹库，筛选了一套包含10个SSR位点的核心标记组合，可以清晰地鉴别99%以上的品种，创建了“核心位点+扩展位点”的高通量棉花鉴定模式；1 015个品种被划分为5个亚群，其中，陆地棉具有明显的地理分布特征。

关键词：棉花标准样品 SSR标记 DNA指纹库综合评价

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四川省种植业碳排放现状、动态演进及预测

中国生态农业学报（中英文） 2024年第7期32卷 1136-1147页

作者：熊鹰但玉玲王斌向智敏刘宗敏四川省农业科学院农业信息与农村经济研究所成都610066 四川省农业机械科学研究院成都610066 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

加强种植业碳排放测算,可为推进种植业绿色低碳转型提供重要依据。本文针对种植业从投入到产出的全过程,基于农地利用碳排放、稻田CH4排放和农地N2O排放3类主要来源,运用碳排放系数法测算2010—2021年四川省种植业碳排放量,从时序特征... 详细信息

加强种植业碳排放测算,可为推进种植业绿色低碳转型提供重要依据。本文针对种植业从投入到产出的全过程,基于农地利用碳排放、稻田CH4排放和农地N2O排放3类主要来源,运用碳排放系数法测算2010—2021年四川省种植业碳排放量,从时序特征和地区差异揭示四川省种植业碳排放特征,采用核密度分析法剖析四川省种植业碳排放动态演进趋势,运用灰色预测模型预测2022—2030年四川省种植业碳排放量和碳排放强度。结果表明:1)四川省种植业碳排放量在2010—2016年间呈波动上升趋势,2016年以后呈波动下降趋势,其碳排放强度在2010—2021年间持续降低,四川省种植业碳排放以农地利用和稻田CH_(4)碳排放为主,2021年较2010年农地利用碳排放和稻田CH_(4)排放比重均略有减少,而农地N_(2)O排放比重有所上升。2)四川省各市(自治州)种植业碳排放量和强度差异明显,2021年碳排放量最高的南充市比最低的甘孜高24.69倍,碳排放强度最高的巴中市比最低的甘孜高2.8倍。3)四川省五大区域种植业碳排放动态演进呈差异化特征,成都平原、川南、川东北、攀西和川西北五大区域种植业碳排放强度总体均呈下降趋势,但下降速度和变化幅度各异,总体上五大区域内碳排放强度的差距在逐步缩小。4)四川省种植业碳排放量和碳排放强度预计保持稳步下降态势,估计到2025年和2030年四川省种植业碳排放量将分别减少约68.72万t和137.84万t,碳排放强度将分别减少约0.13 t·万元^(-1)和0.26 t·万元^(-1)。基于此,四川省种植业碳减排应主要关注源于化肥投入和稻田CH4碳排放,因此需因地制宜采取差异化的减排措施,强化农业科技创新和推广,提升四川省种植业绿色低碳整体发展水平。

关键词：种植业碳排放测算核密度分析灰色预测模型四川省

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基于去除土壤效应的烤烟叶面积指数及烟碱含量的无人机高光谱监测研究

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南京农业大学学报 2024年

作者：蒋薇严定春李栋孙伟超薛博文程涛李军营汤亮南京农业大学国家信息农业工程技术中心云南省烟草农业科学研究院中国科学院空天信息创新研究院中国农业科学院烟草研究所

[目的]土壤背景在无人机遥感监测中存在干扰作用，但目前还未有针对烟草长势和品质无人机高光谱监测进行去土壤效应的研究。[方法]本研究通过实施2个品种、4个施氮水平互作处理的烤烟田间试验，利用无人机平台搭载的高光谱相机获取大田... 详细信息

[目的]土壤背景在无人机遥感监测中存在干扰作用，但目前还未有针对烟草长势和品质无人机高光谱监测进行去土壤效应的研究。[方法]本研究通过实施2个品种、4个施氮水平互作处理的烤烟田间试验，利用无人机平台搭载的高光谱相机获取大田关键生育期的烤烟冠层反射光谱数据，分别使用土壤植被组分光谱分解(3SV)算法与植被指数阈值法去除土壤效应后的各小区平均光谱，利用植被指数优化算法进行全生育期烤烟叶面积指数和烟碱含量的高光谱监测模型构建。[结果]在使用3SV算法后，波段组合与烟叶烟碱相关关系较高的区域分布在λ1：450～500 nm和λ2：580～660 nm组合以及λ1：630～670 nm和λ2：680～700 nm；波段组合与叶面积指数相关关系较高的区域分布于λ1：730～770 nm和λ2：750～800 nm组合以及λ1：510～600 nm和λ2：680～700 nm。基于3SV算法的烟叶烟碱含量与叶面积指数监测模型验证精度均较植被指数阈值算法处理后有不同程度的提升，‘云烟87’烟碱的模型验证决定系数R2从0.64提升到0.88，RMSE从0.71 %降低至0.29 %，效果最为明显。利用3SV算法与波段优化算法，筛选出与‘云烟87’叶面积指数关系最佳的指数为NDLI515，691，与‘K326’品种叶面积指数关系最佳的指数为NDLI764，799；与‘云烟87’烟碱含量关系最佳的指数为NDNI450，658，与‘K326’品种烟碱含量关系最佳的指数为NDNI456，654，并建立了无人机平台适用于监测整个大田生育时期的通用叶面积指数与烟碱的模型。[结论]通过比较不同去除土壤背景算法，3SV算法提升了烟草叶面积指数与烟碱监测模型的精度，为无人机高光谱大面积监测烟草长势与品质提供了技术支持。

关键词： 3SV算法植被指数阈值法无人机高光谱光谱指数波段优化算法烤烟土壤背景

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施氮量对不同品种高粱光合特性及产量的影响

分子植物育种 2024年第10期22卷 3299-3305页

作者：张宇高悦周紫阳王江红吕鹏飞唐玉劼张洪友王威吉林省农业科学院作物资源研究所公主岭136100 延边大学农学院延吉133002

为探索氮肥对产量、光合特性的调控效果,明确品种-氮肥之间的互作关系,揭示其生理机制,合理匹配氮肥施用量,提高作物产量。本研究以‘龙杂10号’、‘吉杂124号’和‘晋杂22号’高粱品种为试验材料,结合不同施氮量,对不同品种、不同时期... 详细信息

为探索氮肥对产量、光合特性的调控效果,明确品种-氮肥之间的互作关系,揭示其生理机制,合理匹配氮肥施用量,提高作物产量。本研究以‘龙杂10号’、‘吉杂124号’和‘晋杂22号’高粱品种为试验材料,结合不同施氮量,对不同品种、不同时期高粱叶片的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))以及收获产量进行测定,探究不同品种的最适施氮量。结果表明,各处理下P_(n)、G_(s)和T_(r)显著正相关,与Ci负相关或相关性不显著。‘龙杂10号’和‘吉杂124号’在一炮轰且氮肥为205 kg/hm^(2)时产量最高,分别为7 112.196和11 573.163 kg/hm^(2),与对照相比分别增长10%和30%‘;晋杂22号’在拔节期追施氮肥205 kg/hm^(2)时产量最高,为11 081.436 kg/hm^(2),增长25%。相同处理下产量总体表现为‘吉杂124号’>‘晋杂22号’>‘龙杂10号’。证明了施氮量和品种对高粱产量的影响,为品种布局、资源潜力挖掘以及制定高效绿色栽培措施提供理论支撑。

关键词：净光合速率气孔导度胞间CO_(2)浓度蒸腾速率产量

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新疆冬小麦籽粒品质性状遗传差异与关联分析

作物学报 2024年第6期50卷 1394-1405页

作者：马艳明娄鸿耀王威孙娜颜国荣张胜军刘杰倪中福徐麟新疆农业科学院农作物品种资源研究所新疆乌鲁木齐830091 中国农业大学农学院北京100193 北京市农林科学院杂交小麦研究所北京100097 新疆伊犁哈萨克自治州农业科学研究所新疆伊宁835011

小麦籽粒品质与面粉加工的食品品质密切相关,是小麦早期品质选择的重要依据。本研究以产自新疆的134个冬小麦地方品种和54个育成品种为材料,对连续2年种植收获于新疆乌鲁木齐市、新疆伊宁市共计4个试验点的小麦籽粒进行品质检测与全基... 详细信息

小麦籽粒品质与面粉加工的食品品质密切相关,是小麦早期品质选择的重要依据。本研究以产自新疆的134个冬小麦地方品种和54个育成品种为材料,对连续2年种植收获于新疆乌鲁木齐市、新疆伊宁市共计4个试验点的小麦籽粒进行品质检测与全基因组关联分析。结果表明,7个小麦籽粒品质性状的广义遗传力在62.14%~85.35%之间,由大到小排序依次为:硬度(85.35%)>湿面筋含量(78.44%)>出粉率(73.13%)>容重(72.50%)>沉降值(66.70%)>籽粒蛋白质含量(65.24%)>淀粉含量(62.14%)。在4个不同环境下,7个小麦籽粒品质性状表现为蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值的变异相对较大,籽粒硬度的变异居中,淀粉含量、出粉率、容重的变异较小,多数籽粒品质性状间呈极显著相关性。设定阈值P<0.01,经关联分析,7个性状共检测到6605个显著性SNP标记,可解释6.021%~31.467%的变异。4个环境下检测到2个以上性状共有的多性状位点12个,可以解释6.233%~17.708%的表型变异。分别是蛋白质含量/沉降值、蛋白质含量/容重共有位点各1个,分别位于6A、2B上;蛋白质含量/湿面筋含量共有位点5个,分别位于3A、1B、6B、7B和7D上;沉降值/容重/籽粒硬度3个性状共有位点1个,位于5B上;蛋白质含量/沉降值/湿面筋含量3个性状共有位点3个,位于7A、3B和2D上,蛋白质含量/沉降值/湿面筋含量/容重4个性状共有位点1个,染色体位置未知。筛选出11个多性状、多环境品质相关基因,其中TraesCS6B01G347500编码一种储运蛋白,TraesCS1B01G395400编码碳水化合物转运蛋白/糖转运蛋白,TraesCS2D01G246500基因编码具有耐冷、耐盐、节水相关的蛋白ESKIMO1,可作为候选基因进行等位变异分析和标记开发,为小麦标记辅助选择育种提供分子工具。

关键词：新疆冬小麦籽粒品质遗传差异关联分析

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促进烟草根系早生快发的移栽基质优化研究

植物营养与肥料学报 2024年第3期30卷 615-626页

作者：艾栋张云贵李志宏冯文强朱经伟陈曦常乃杰边立丽刘青丽中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 中国烟草总公司四川省公司四川成都610041 贵州省烟草科学研究院贵州贵阳550081

[目的]针对烤烟移栽苗根系前期发育迟缓等问题,研究利用廉价有机材料和腐殖酸改良幼苗移栽基质对烤烟根区水肥环境和烟苗生长的影响,为研制高效和环境友好型烟草幼苗移栽载体奠定基础。[方法]常规移栽基质一般由秸秆、椰糠、草炭以3∶1... 详细信息

[目的]针对烤烟移栽苗根系前期发育迟缓等问题,研究利用廉价有机材料和腐殖酸改良幼苗移栽基质对烤烟根区水肥环境和烟苗生长的影响,为研制高效和环境友好型烟草幼苗移栽载体奠定基础。[方法]常规移栽基质一般由秸秆、椰糠、草炭以3∶1∶1混合而成,本试验以此基质作基础处理(JYC);另设添加腐殖酸钾(JYCK)、蛭石(JYCZ)、腐殖酸钾和蛭石(JYCZK)处理,以供试土壤为空白对照(CK),当幼苗在移栽基质中生长10、30、50天时,测定土壤理化指标和烤烟生物量,在生长10与50天时,测定烟草根系形态指标。[结果]与CK处理相比,基质移栽在移栽后10天的烟草根生物量和根冠比分别增加了48.3%~62.1%和80.4%~114.4%,烟株根长度和根分支数分别提高了45.9%~128.9%和52.0%~174.3%;移栽后50天的土壤硝态氮和溶解性有机碳(DOC)含量分别提高了62.9%~147.2%和230.3%~399.8%。基于随机森林模型分析,发现移栽基质、土壤温度和溶解性有机碳含量、根长度和根尖数显著影响烤烟地上部生物量;通过相关性分析和结构方程模型分析,发现移栽基质通过改善根区环境,直接或间接影响烤烟根系形态和促进地上部生物量的积累。与CK相比,JYC、JYCK、JYCZ和JYCZK处理的土壤硝态氮含量分别提高了65.2%、147.2%、62.9%和80.0%。JYCZK处理的烤烟根长度比JYC和JYCK处理分别提高了45.0%和30.1%,根分支数分别增加了28.9%和40.8%。[结论]在基础基质中添加0.5%的腐殖酸钾和16.7%的蛭石(体积)能更有效地协调土壤氮素供应水平,优化烤烟根系形态。

关键词：移栽基质根区环境根系形态烤烟

基于加热卷烟的国内烟草原料低温热解香气成分差异性分析

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甘肃农业大学学报 2024年第1期59卷 203-210页

作者：窦玉青王超赵文涛杨菁张忠锋刘天择刘佩佩中国农业科学院烟草研究所山东青岛266101 上海烟草集团有限责任公司上海200082

【目的】明确国内不同类型烟草在加热卷烟体系下的香气种类及释放量的差异。【方法】收集国内10个省份5种烟草类型的71份烟叶样品,利用热裂解-气质联用仪(PY-GC/MC)检测了样品在300℃条件下气溶胶中香气成分含量,【结果】不同类型烟草... 详细信息

【目的】明确国内不同类型烟草在加热卷烟体系下的香气种类及释放量的差异。【方法】收集国内10个省份5种烟草类型的71份烟叶样品,利用热裂解-气质联用仪(PY-GC/MC)检测了样品在300℃条件下气溶胶中香气成分含量,【结果】不同类型烟草低温热裂解气溶胶中的生物碱种类、含量均有较大差异,晒红烟、晒黄烟、雪茄烟测到5种生物碱,烤烟和香料烟测到3种生物碱,晒红烟热裂解气溶胶烟碱最高,烤烟、晒黄烟、雪茄烟次之,香料烟最低,三组间差异达到显著水平,晒红烟300℃热裂解气溶胶中降烟碱、麦斯明、二烯烟碱、2,3'-联吡啶含量均最高;不同类型烟草低温热解气溶胶中香气物质种类、含量均有较大差异,检测到烤烟气溶胶有16种香气成分,晒黄烟有19种香气成分,晒红烟有18种香气成分,香料烟有13种香气成分,雪茄烟有15种香气成分。【结论】综合分析5种烟草类型热解烟气中共有的香气成分,初步认为,不同类型烟草300℃热解气溶胶中的香气成分种类和含量有较大差异;烤烟、晒黄烟的热解气溶胶中的香气成分含量相近,属于香气成分较高的烟草类型,香料烟组次之,雪茄烟、晒红烟组最低;晒黄烟可能是香气种类丰富且含量较高的一类烟草类型。

关键词：加热卷烟烟草原料烟草类型香气成分差异性

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不同带宽行比对玉米/大豆带状间套作群体产量和氮素效率的影响

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中国油料作物学报 2024年第4期46卷 863-871页

作者：李银水黄翔罗金华吕典金晶李必钦秦璐顾炽明余常兵中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室湖北武汉430062 武汉市农业科学院湖北武汉430000 恩施州农业科学院湖北恩施445000 湖北大学资源环境学院湖北武汉430062

为明确玉米/大豆带状间套作的最优配置,大田试验条件下,以单作玉米(MM)和单作大豆(MS)为对照,设置5种不同带宽行比:2 m带宽玉豆行数比为2∶2(T1)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶3(T2)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶4(T3)、2.8 m带宽玉豆行数比... 详细信息

为明确玉米/大豆带状间套作的最优配置,大田试验条件下,以单作玉米(MM)和单作大豆(MS)为对照,设置5种不同带宽行比:2 m带宽玉豆行数比为2∶2(T1)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶3(T2)、2.4 m带宽玉豆行数比为2∶4(T3)、2.8 m带宽玉豆行数比为2∶3(T4)、2.8 m带宽玉豆行数比为2∶4(T5),研究不同带宽行比对玉米/大豆带状间套作群体产量和氮素利用效率的影响。结果表明,玉米籽粒产量总体上随着带宽增加呈现逐渐减少的趋势,大豆籽粒产量总体上随着带宽增加呈现逐渐增加的趋势;相同带宽条件下,随着玉米大豆行比增加,玉米籽粒产量下降,大豆籽粒产量增加;玉米和大豆的植株氮素吸收利用效率变化规律与籽粒产量基本相一致。与对照相比,T2有提高玉米和大豆的收获指数,增加氮素在玉米和大豆籽粒的分配比例、降低在茎秆的分配比例的趋势。综合产量、经济效益以及群体氮素吸收、分配和利用效率的表现,2.4 m带宽下种植2行玉米3行大豆为鄂西南山区玉米/大豆的最优间套作模式。

关键词：带宽行比玉米/大豆带状间套作产量氮素效率

外源氯吡脲对烤烟上部叶品质的影响及机理分析

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烟草科技 2024年

作者：董庆阎轶峰郭仕平梁辉杨兴有高峻沈嘉祖朝龙姜超强杨雪安徽省农业科学院经济作物研究所中国烟草总公司四川省公司四川省烟草科学研究所四川省烟草公司凉山州公司

为揭示氯吡脲（Forchlorfenuron， CPPU，苯基脲类细胞分裂素）对烤烟上部叶品质的影响机制，以清水为对照，设置了喷施不同质量浓度（10、20和50 mg/L）CPPU的田间试验。研究了CPPU对云烟87和云烟97烤烟品种的农艺性状、化学成分、外... 详细信息

为揭示氯吡脲（Forchlorfenuron， CPPU，苯基脲类细胞分裂素）对烤烟上部叶品质的影响机制，以清水为对照，设置了喷施不同质量浓度（10、20和50 mg/L）CPPU的田间试验。研究了CPPU对云烟87和云烟97烤烟品种的农艺性状、化学成分、外观和感官质量的影响。结果表明，与对照相比，不同质量浓度CPPU对两个烤烟品种的作用效果不同。从综合效果来看，云烟87和云烟97均以20 mg/L CPPU喷施效果最优。以20 mg/L CPPU喷施后的云烟87上部叶为材料，对烟叶细胞结构、基因表达及内源激素含量（质量分数）分析结果显示，与对照相比，云烟87上部叶片上、下表皮细胞分别增大53.94%、71.05%～75.79%，叶片细胞间隙增加，叶片厚度增大32.41%～44.31%，调控细胞体积的NtTOR1基因相对表达量提高；细胞分裂素、生长素及赤霉素含量升高，调控细胞分裂素信号转导基因NtABRB-1、生长素信号转导基因NtABP1和赤霉素代谢基因NtGRAS相对表达量上调，尤其是在喷施CPPU后12 d效果明显。因此，外源CPPU可通过提高叶片内细胞分裂素、生长素和赤霉素含量（质量分数），调控信号传导相关基因的上调表达，进而促进烟草叶片发育，改善烟叶品质。

关键词：烤烟上部叶开片氯吡脲内源激素信号转导