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山西小麦苗期耐低磷特性及遗传分析

中国农业科学 2024年第5期57卷 831-845页

作者：卫乃翠陶金博苑名杨张彧开梦想乔玲武棒棒郝宇琼郑兴卫王娟玲赵佳佳郑军山西农业大学小麦研究所/农业农村部有机旱作农业重点实验室(部省共建) 山西农业大学农学院临汾市第二中学校

【目的】干旱与半干旱地区的水肥资源贫乏，而小麦不同基因型间的磷效率差异很大，因此，鉴选耐低磷种质、挖掘磷代谢遗传位点有助于小麦的遗传改良。【方法】以282份山西小麦品种为材料，在正常磷(0.2 mmol·L-1)、中度低磷(0.1mmol·L... 详细信息

【目的】干旱与半干旱地区的水肥资源贫乏，而小麦不同基因型间的磷效率差异很大，因此，鉴选耐低磷种质、挖掘磷代谢遗传位点有助于小麦的遗传改良。【方法】以282份山西小麦品种为材料，在正常磷(0.2 mmol·L-1)、中度低磷(0.1mmol·L-1)和低磷胁迫(0.01 mmol·L-1)3个磷浓度条件下对苗期根部鲜重、茎叶部鲜重、植株鲜重、根部干重、茎叶部干重、植株干重，最大根长、总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数共12个形态指标进行考查，运用主成分分析、隶属函数分析及聚类分析等方法综合评价苗期不同品种的耐低磷特性，在此基础上，分析苗期性状演变趋势及生物量分配等特征，并利用全基因组关联分析挖掘小麦耐低磷位点。【结果】苗期不同性状对低磷的响应程度不同，磷浓度降低导致生物量分配策略发生变化，与根部生长情况比较，地上部生长受磷浓度变化影响小；磷浓度降低会抑制地上部生长，地上部干重和鲜重显著降低，而低磷促进了根系生长，根部干重和鲜重、最大根长、总根长、根体积和根尖数等指标显著增加。根据耐低磷综合D值与形态指标相关分析发现最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标，D值聚类分析筛选到晋麦46、晋麦61、有芒大红茎、红秃麦、红和尚、白壳红、白线麦、火烧头和白山麦共9份耐低磷品种。性状演变分析发现品种耐低磷能力没有受到直接选择。耐低磷能力随年代变化先降后升，2010年之前品种耐低磷能力呈下降趋势，2010年后品种耐低磷能力有所提升。关联分析检测到8个R2>10%的稳定位点，其中，1A＿545074550、2B＿489279799、6A＿166899658和6A＿273060644未见报道。【结论】苗期最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标。通过综合评价山西小麦苗期耐低磷能力，筛选到9份耐低磷品种。在1A、2B和6A染色体上检测到4个与耐低磷相关的新位点。

关键词：小麦苗期耐低磷种质鉴选特征演变关联分析

氮肥配施有机肥对半干旱区旱地小麦土壤三大菌群和酶活性及产量的影响

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南京农业大学学报 2024年

作者：胡冬平唐江华徐文修房彦飞罗晓颖王怀港王晨新疆农业大学农学院

[目的]为探究施肥对半干旱区旱地冬小麦土壤微生物数量、酶活性及产量的影响，明确不同施肥对土壤活性及产量的影响规律。[方法]于2021年采用田间试验与室内试验相结合的方法，设置不施肥(0 kg尿素hm-2，F1)、单施氮肥(150 kg尿素·hm-2... 详细信息

[目的]为探究施肥对半干旱区旱地冬小麦土壤微生物数量、酶活性及产量的影响，明确不同施肥对土壤活性及产量的影响规律。[方法]于2021年采用田间试验与室内试验相结合的方法，设置不施肥(0 kg尿素hm-2，F1)、单施氮肥(150 kg尿素·hm-2，F2)、单施有机肥(30 t有机肥·hm-2，F3)、氮肥配施有机肥(150 kg尿素·hm-2+30 t有机肥·hm-2，F4)四个施肥处理的田间试验，通过室内试验研究不同处理土壤微生物数量、酶活性、产量及其相关性的变化规律。[结果]各施肥处理较不施肥处理可明显增加土壤细菌(26.24%～85.82%)和放线菌数量(13.94%～47.60%)，减少真菌数量(26.39%～52.78%)，并提高脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶的活性(3.92%～30.49%、42.06%～133.71%、12.38%～26.34%、173.6%～284.21%)。氮肥配施有机肥处理的产量最高达2516.43 kg/hm2，分别比未施肥处理增产55.51%、比单施氮肥和单施有机肥平均增产16.20%。[结论]氮肥配施有机肥更有利于增加半干旱旱作区麦田土壤微生物数量和相关酶的活性，改善土壤环境，提高土壤肥力，进而提高小麦产量。

关键词：旱地小麦土壤微生物数量酶活性小麦产量

缓释肥分层减施对花生田温室气体排放特征的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：曹议丹钱麟君孙玉洁杨力剑司彤邹晓霞青岛农业大学农学院/山东省旱作农业技术重点实验室/山东省花生产业协同创新中心

为探究缓释肥分层减施对花生田间温室气体排放的影响，本试验以农民常规施肥为对照(CK)，选用复合肥(CF)和缓释肥(RF)开展分层减肥试验，设2个减肥梯度，分别较CK减氮10%和20%，共组合为CF10%、CF20%、RF10%、RF20%，采用静态箱—气相... 详细信息

为探究缓释肥分层减施对花生田间温室气体排放的影响，本试验以农民常规施肥为对照(CK)，选用复合肥(CF)和缓释肥(RF)开展分层减肥试验，设2个减肥梯度，分别较CK减氮10%和20%，共组合为CF10%、CF20%、RF10%、RF20%，采用静态箱—气相色谱法，监测花生生育期内N2O、CH4和CO2排放通量、核算全球增温潜势效应(GWP)。结果表明：各处理温室气体排放通量呈相似的波动变化，花生生育期内植株—土壤体系表现为N2O排放源、CH4和CO2吸收汇；与CK相比，各分层减肥处理均显著降低N2O排放量(11.29%～27.06%)，其中，RF10%较CF10%、RF20%较CF20%的N2O排放量分别显著降低13.30%、13.87%；各分层减肥处理CH4吸收量均显著高于CK，其中，RF10%和RF20%较之分别提升19.02%和16.87%，RF10%处理CH4吸收量亦显著高于CF10%(11.28%)；RF10%处理CO2累积吸收量显著高于CK(11.35%)和CF10%(7.43%)，但与RF20%差异不显著；肥料类型对N2O和CH4平均排放速率分别产生显著和极显著影响，肥料用量仅对N2O平均排放速率影响显著；土壤温度与温室气体排放通量呈极显著的相关性，土壤湿度仅对CH4排放通量影响显著。与CK相比，CF10%、CF20%、RF10%、RF20%处理GWP分别显著降低13.37%、18.48%、27.90%、32.09%。综上，分层减肥有利于降低花生田间温室气体排放，且以缓释肥分层减施10%和20%效果更佳，可在农业生产中推广应用。

关键词：花生缓释肥分层施肥温室气体排放增温潜势

不同带状复合种植模式对大豆玉米农艺性状及产量的影响

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甘肃农业大学学报 2024年

作者：李美霞陈骋汪健王立明杨如萍董博陈光荣常磊甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室/甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃农业大学农学院

【目的】研究大豆玉米不同间作行比对大豆玉米农艺性状、产量及其产量构成因素的影响，为大豆-玉米带状复合种植模式提供理论依据，筛选出适宜河西灌区生长的大豆玉米带状复合种植模式。【方法】设玉米单作（M）、大豆单作（S）、大豆... 详细信息

【目的】研究大豆玉米不同间作行比对大豆玉米农艺性状、产量及其产量构成因素的影响，为大豆-玉米带状复合种植模式提供理论依据，筛选出适宜河西灌区生长的大豆玉米带状复合种植模式。【方法】设玉米单作（M）、大豆单作（S）、大豆玉米带状复合种植行比2：2（S2M2）、2：3（S2M3）、2：4（S2M4）、3：2（S3M2）、3：3（S3M3）、3：4（S3M4）、4：2（S4M2）、4：3（S4M3）、4：4（S4M4）等11个处理。【结果】与单作相比，大豆在鼓粒期S4M2和S4M4处理随着出苗天数的增加株高显著低于单作，相比于单作分别降低11.81%和9.33%。在分枝期时，S4M2处理大豆茎粗与单作相比增加28.26%，表现差异显著。玉米干物质积累在吐丝期S4M4处理较单作增加20.59%。大豆在开花结荚期S4M2处理干物质积累较单作增加7.34%，而在鼓粒期S4M2和S4M4处理干物质积累较单作分别减少12.76%和6.61%。大豆在分枝期和结荚期叶绿素含量S4M2处理较单作分别增加11.60%和7.34%。相比于单作，间作玉米平均产量较单作减产14.81%，间作大豆平均产量较单作减产43.99%。其中，S4M2和S4M4处理间作玉米产量显著高于其他各处理，且LER 较高，相比与其他处理表现差异显著。【结论】综合来看，大豆玉米S4M2和S4M4的间作方式能有效降低玉米对大豆荫蔽的影响，能够实现间作下玉米和大豆的协同生长，促进干物质积累与分配、提高系统产量和土地当量比。

关键词：玉米大豆带状复合种植农艺性状产量

花生种子受低温胁迫后萌发幼苗生长及生理特性研究

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中国油料作物学报 2024年第1期46卷 102-112页

作者：刘燕孔洁袁洁刘璇黄明明郭仁波邹晓霞青岛农业大学农学院/山东省旱作农业技术重点实验室山东青岛266109 青岛农业大学实验室管理中心山东青岛266109

花生收获期易受低温胁迫,为研究低温胁迫对不同成熟度花生种子萌发、幼苗生长和叶片生理特性的影响,以青花7号花生品种为材料,以十成熟(完熟)未受低温胁迫的种子为对照(CK),研究了九成熟2℃低温胁迫(T1)、九成熟-1℃低温胁迫(T2)、十成... 详细信息

花生收获期易受低温胁迫,为研究低温胁迫对不同成熟度花生种子萌发、幼苗生长和叶片生理特性的影响,以青花7号花生品种为材料,以十成熟(完熟)未受低温胁迫的种子为对照(CK),研究了九成熟2℃低温胁迫(T1)、九成熟-1℃低温胁迫(T2)、十成熟2℃低温胁迫(T3)和十成熟-1℃低温胁迫(T4)处理下种子萌发幼苗的最大光化学效率(Fv/Fm)、干物质积累和内源激素含量变化。结果表明:与CK相比,低温处理的种子萌发后幼苗Fv/Fm受到抑制,且种子成熟度越低,受低温胁迫的影响越明显;出苗后10~18 d,T1和T2处理幼苗地上部干物质重均显著低于CK,各低温处理下幼苗地下部干物质重与CK均无明显差异,但在22~26 d均显著高于CK;各处理下GA3、ZR、IAA和ABA含量随幼苗生长的变化趋势一致,但各取样时期的内源激素含量因胁迫温度和成熟度不同表现出明显差异,在出苗后10 d,T1-T4处理下萌发幼苗的(IAA+GA3+ZR)/ABA比值较CK分别降低12.82%、25.64%、25.64%和38.46%,而出苗后26 d,较CK分别提升47.62%、42.11%、60%和46.34%;温度对GA3、ZR、ABA和(IAA+GA3+ZR)/ABA比值影响极显著,对Fv/Fm值影响显著,成熟度对GA3和ZR影响极显著;(IAA+GA3+ZR)/ABA比值与幼苗干物质积累呈较强正相关,与根冠比和Fv/Fm呈现负相关。基于本研究,建议在低温冷害多发区,花生应在充分成熟后收获,以避免低温胁迫造成种子质量下降和幼苗生长受限。

关键词：花生低温胁迫种子成熟度干物质量 Fv/Fm 内源激素

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谷子KNOX基因家族鉴定及组织表达模式分析

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农业生物技术学报 2024年第8期32卷 1742-1752页

作者：施卫萍张欣赵媛刘敏代渴丽张艾英郭二虎史关燕郭杰山西农业大学农学院/农业农村部有机旱作农业重点实验室(部省共建) 山西农业大学谷子研究所山西农业大学经济作物研究所

KNOX (knotted1-like homeobox, KNOX)是植物特有的一类具有同源异型结构域的转录因子，广泛参与植物的生长发育过程。为探究谷子(Setaria italica) KONXs基因的潜在功能，本研究采用生物信息学方法，在谷子全基因组水平对SiKNOX基因家... 详细信息

KNOX (knotted1-like homeobox, KNOX)是植物特有的一类具有同源异型结构域的转录因子，广泛参与植物的生长发育过程。为探究谷子(Setaria italica) KONXs基因的潜在功能，本研究采用生物信息学方法，在谷子全基因组水平对SiKNOX基因家族进行了鉴定和分析，并利用RT-qPCR检测其在不同组织中的表达量。结果显示，在谷子全基因组水平上一共鉴定到11个SiKNOXs基因，系统进化分析分为classⅠ和classⅡ两组，classⅠ包含5个SiKNOXs,classⅡ包含6个SiKNOXs。亚细胞定位预测发现所有SiKNOXs蛋白均定位在细胞核。染色体定位分析发现，11个SiKNOXs基因不均等地分布在谷子的7条染色体上。基因复制分析发现，有5个SiKNOXs基因组成了4个片段复制基因对。基因结构组成分析发现，所有的SiKNOXs由5～6个外显子组成；蛋白保守结构域分析结果显示，SiKNOXs的蛋白保守结构域由10个基序组成，其中motif 2、3、5、6分别构成了KNOX1、KNOX2、ELK、HD结构域。在SiKNOXs基因的启动子区域分布着许多与生物过程密切相关的顺式作用元件。SiKNOXs基因在谷子不同组织部位(包括根,茎,叶,穗,种子)均能检测到，且大部分SiKNOXs基因具有组织特异性表达特点。本研究为深入探讨KNOX基因家族调控谷子生长发育的功能提供了基础资料。

关键词：谷子 KNOX (knotted1-like homeobox) 基因家族组织表达模式

干旱胁迫诱导的花青素积累与谷子抗旱性增强的关系研究

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核农学报 2024年第10期38卷 2011-2019页

作者：杨明真孟小霞王晨晨李红英李雅琼山西农业大学农学院山西太谷030801 省部共建有机旱作农业国家重点实验室(筹) 山西太谷030801 山西省后稷实验室山西太原030031

为明确花青素积累与谷子(Setaria italica)响应干旱胁迫之间的关系,本研究通过对60个紫叶谷子品种的抗旱性进行鉴定,选取2个抗旱性强的品种和2个干旱敏感品种,分析干旱诱导的花青素积累与抗旱性强弱之间的关系。结果表明,两个抗旱谷子... 详细信息

为明确花青素积累与谷子(Setaria italica)响应干旱胁迫之间的关系,本研究通过对60个紫叶谷子品种的抗旱性进行鉴定,选取2个抗旱性强的品种和2个干旱敏感品种,分析干旱诱导的花青素积累与抗旱性强弱之间的关系。结果表明,两个抗旱谷子品种花青素含量在干旱胁迫下的上升幅度显著高于干旱敏感品种,与正常浇水相比,干旱胁迫10 d后,抗旱品种B85、B125的花青素含量分别增加56%、48%,干旱敏感品种B49、B51则分别增加31%、40%。抗旱品种的丙二醛积累量低于干旱敏感品种,与正常浇水相比,干旱胁迫10 d后,B85、B125的丙二醛含量分别增加7%、23%,B49、B51则分别增加63%、35%。抗旱品种的脯氨酸、可溶性糖积累量高于敏感品种,与正常浇水相比,干旱胁迫10 d后,B85和B125的脯氨酸含量分别提高487%和666%,可溶性糖含量分别提高164.4%和93.5%;B49和B51的脯氨酸含量分别提高445%和58%,可溶性糖含量分别提高6.5%和69.9%。与正常浇水相比,干旱胁迫5 d后抗旱品种B85、B125中的抗逆相关基因和花青素合成相关基因的表达量显著上调,而在干旱敏感品种B49、B51中呈下调趋势。综上,B85、B125为兼具高花青素含量及高抗旱性的种质资源。本研究结果为紫叶谷子资源的充分利用及谷子抗旱机制解析提供了理论依据。

关键词：谷子花青素种质资源抗旱性

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不同玉米品种籽粒灌浆与脱水特性的差异性研究

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山东农业科学 2024年第2期56卷 39-48页

作者：李雪洁张红祥姜雯孙青刘树堂赵子铉刘湘张培雨孙雪芳青岛农业大学农学院/山东省旱作农业技术重点实验室山东青岛266109 青岛农业大学资源与环境学院山东青岛266109

黄淮海区域夏玉米收获期籽粒含水率高、粒收质量差等问题突出,成为制约该区域玉米全程机械化发展的瓶颈。本研究对不同夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性差异进行分析,以期为黄淮海夏玉米籽粒机收品种筛选与推广提供理论依据。试验以粒收品... 详细信息

黄淮海区域夏玉米收获期籽粒含水率高、粒收质量差等问题突出,成为制约该区域玉米全程机械化发展的瓶颈。本研究对不同夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性差异进行分析,以期为黄淮海夏玉米籽粒机收品种筛选与推广提供理论依据。试验以粒收品种迪卡517(DK517)、京农科728(JNK728)和穗收品种郑单958(ZD958)为材料,分析其籽粒灌浆进程参数、脱水参数及产量等指标。结果表明,籽粒灌浆期JNK728的百粒重均高于DK517、ZD958,生理成熟期的百粒重较其分别增加31.79%、 22.33%。与ZD958相比,DK517、JNK728籽粒灌浆起始势(R_(0))两年平均值分别增加89.71%、69.12%,灌浆活跃期(P)两年平均分别增加21.62%、21.83%;DK517的籽粒含水量始终低于JNK728、ZD958,生理成熟期的籽粒含水量比同时期JNK728、ZD958分别减少33.12%、25.69%;DK517籽粒总脱水速率、生理成熟后平均脱水速率两年平均分别比JNK728、ZD958高5.62%、7.15%和60.74%、47.49%。相关性分析结果表明,生理成熟后平均脱水速率与籽粒总脱水速率极显著或显著正相关。2020年,DK517产量最高(10 275 kg/hm^(2)),比ZD958、JNK728分别显著增加14.17%、23.38%,2021年JNK728、DK517分别比ZD958显著增产22.53%、10.96%。两年平均产量表现为DK517> JNK728> ZD958。可见,粒收品种DK517和JNK728具有较长灌浆活跃期和较高灌浆起始势以及较高籽粒总脱水速率等特征,并且,DK517表现为生理成熟前、成熟后平均脱水速率均较高,而JNK728的快速脱水优势主要表现在生理成熟前。

关键词：玉米籽粒灌浆籽粒含水率籽粒脱水产量

有机氮替代无机氮对旱作马铃薯生长、产量及农田碳排放的影响

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农业资源与环境学报 2024年

作者：魏巧俏谢军红付永柯王逗周永杰田野王康干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院

为探明有机氮替代无机氮对旱作马铃薯的生长、产量及农田土壤碳排放变化的影响，本研究于2022—2023年在黄土高原半干旱区（104.62°E，35.43°N）布置大田试验，设单施化肥（T1）、50%有机氮+50%无机氮（T2）、25%有机氮+75%无机氮（T... 详细信息

为探明有机氮替代无机氮对旱作马铃薯的生长、产量及农田土壤碳排放变化的影响，本研究于2022—2023年在黄土高原半干旱区（104.62°E，35.43°N）布置大田试验，设单施化肥（T1）、50%有机氮+50%无机氮（T2）、25%有机氮+75%无机氮（T3）和不施肥（T4）4个处理，研究了有机氮替代无机氮对马铃薯叶面积指数、干物质积累、土壤呼吸速率、碳排放量和碳排放效率及净生态系统生产力等指标的影响。结果表明：有机氮替代无机氮能明显增加马铃薯叶面积指数、生长率、干物质积累量和产量，其中，50%有机氮+50%无机氮处理马铃薯产量较单施化肥和不施肥处理分别增加16.67%和32.69%。有机氮替代无机氮能提高土壤呼吸速率，50%有机氮+50%无机氮处理下的平均异养呼吸速率、平均自养呼吸速率和平均土壤呼吸速率显著高出单施化肥和不施肥处理15.29%～34.07%、40.98%～56.36%和22.48%～39.8%。有机氮替代无机氮尽管增加了土壤碳排放总量，但表现出了明显的碳汇效应，与单施化肥和不施肥处理相比，50%有机氮+50%无机氮、25%有机氮+75%无机氮处理下的碳排放总量分别增加24.23%、16.45%和41.42%、32.55%，农田净生态系统生产力分别提高了74.64%、255.03%和20.68%、145.34%。研究表明，有机氮替代无机氮能显著提高马铃薯产量和碳汇效应，本研究推荐在200 kg·hm-2N水平下用50%有机氮+50%无机氮作为旱作马铃薯高产高碳汇的有机氮替代无机氮比例。

关键词：马铃薯土壤呼吸碳平衡产量