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三环追压非等灌对枸杞根系湿润体盐分的影响

排灌机械工程学报 2024年第9期42卷 948-956页

作者：董文明何金春穆哈西杨培岭新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室新疆乌鲁木齐830052 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

针对新疆降水稀少、蒸发量大,土壤盐碱化面积不断蔓延,改良盐碱地用水量居高不下等问题,提出一种以作物为圆心滞后滴水的3环灌溉模式,探究其节水排盐效果.将枸杞作为研究对象,根据土壤湿润体内盐分运移规律,试验确定第1环、第2环、第3... 详细信息

针对新疆降水稀少、蒸发量大,土壤盐碱化面积不断蔓延,改良盐碱地用水量居高不下等问题,提出一种以作物为圆心滞后滴水的3环灌溉模式,探究其节水排盐效果.将枸杞作为研究对象,根据土壤湿润体内盐分运移规律,试验确定第1环、第2环、第3环的半径分别为5,10,15 cm.在滴水器流量为3 L/h的条件下,第1环(最内环)先开始滴水,2 h之后,其滴水产生的土壤湿润体脱盐范围超出第2环位置时,打开第2环滴水阀门;以此类推,2 h之后打开第3环滴水阀门,各环滞后滴水将根系发育范围内的盐分逐步追压至根系发育范围之外,从而达到节水排盐的效果.对晾干后土体采用剖面法取样测定不同位置的盐分含量,结果表明:环心附近的盐分少,离环心越远盐分含量越多;环心水平方向40 cm处不同深度取土检测盐分质量比:在(0,10],(10,20],(20,30],(30,40]和(40,50]cm分别为61.550,57.640,53.470,50.690和129.650 g/kg,表明土壤盐分积累在湿润体边缘,排盐效果良好;同时,试验的灌水定额为31.5 mm(315 m^(3)/hm^(2)),年总灌水量为1890 m^(3)/hm^(2),较常规滴灌条件下枸杞的年灌水量3450 m^(3)/hm^(2)节约了1560 m^(3)/hm^(2),节水效果显著.

关键词：三环追压非等灌土壤湿润体盐分的反弹足迹环尺寸自动化

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马铃薯氮素诊断研究进展

园艺学报 2024年第10期51卷 2449-2468页

作者：李爽林永鑫秦军红李广存金黎平刘建刚卞春松中国农业科学院蔬菜花卉研究所农业农村部薯类作物生物学和遗传育种重点实验室蔬菜生物育种全国重点实验室北京100081 山西农业大学园艺学院山西太谷030801

以氮素诊断技术发展为主线,系统地综述了马铃薯氮素诊断的研究进展,评述了国内外马铃薯氮素诊断方法研究及应用现状,比较了基于植株和土壤的氮素诊断方法的优势与不足,为马铃薯氮素精准管理研究和应用提供理论参考。构建低成本、空间覆... 详细信息

以氮素诊断技术发展为主线,系统地综述了马铃薯氮素诊断的研究进展,评述了国内外马铃薯氮素诊断方法研究及应用现状,比较了基于植株和土壤的氮素诊断方法的优势与不足,为马铃薯氮素精准管理研究和应用提供理论参考。构建低成本、空间覆盖全的氮素诊断体系,结合植株和土壤的氮素状态精准施氮是精准田间管理的有效手段。

关键词：马铃薯氮肥遥感精准农业氮素诊断

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利用种子红色荧光标记鉴定转基因番茄后代

山东农业科学 2024年第4期56卷 1-8页

作者：章力魏凯李珊珊宁宇路菲菲王孝宣国艳梅刘磊李鑫杜永臣李君明黄泽军中国农业科学院蔬菜花卉研究所/蔬菜生物育种全国重点实验室北京100081 中国农业大学园艺学院北京100081

转基因技术有助于番茄基因功能研究和遗传改良,其中转基因后代的筛选是一个非常重要但工作量大的环节。本研究基于番茄油体蛋白基因家族序列分析和番茄基因表达数据库SGN-TEA搜索结果,克隆了一个种子特异且高水平表达的油体蛋白基因SlOL... 详细信息

转基因技术有助于番茄基因功能研究和遗传改良,其中转基因后代的筛选是一个非常重要但工作量大的环节。本研究基于番茄油体蛋白基因家族序列分析和番茄基因表达数据库SGN-TEA搜索结果,克隆了一个种子特异且高水平表达的油体蛋白基因SlOLE1(Solyc06g034040)。利用无缝克隆的方法将红色荧光蛋白基因TagRFP的编码区序列插入到SlOLE1基因的终止密码子前,形成一个嵌合基因SlOLE1-TagRFP。将嵌合基因插入到pBI121双元载体,构建植物表达载体pSlOLE1-TagRFP,利用农杆菌介导法转化番茄品种‘Money Maker’,T_(0)代植株的自交种子在荧光显微镜下呈现出明亮红色荧光或无荧光。PCR分子标记进一步验证发现,红色荧光种子萌发的幼苗均存在TagRFP序列,表明在种子阶段检测红色荧光筛选转基因番茄后代的准确率为100%。由此,本研究建立了一种利用SlOLE1-TagRFP嵌合基因,可以通过种子红色荧光可视化分析,简单快速、低成本地鉴定转基因番茄后代的方法。

关键词：番茄种子红色荧光蛋白油体蛋白转基因鉴定

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不同产地晋谷21小米品质特性差异研究

山西农业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：田翔郑婷婷郭伟乔治军刁现民山西农业大学农业基因资源研究中心农业部黄土高原作物基因与种质创制重点实验室山西农业大学农学院中国农业科学院作物科学研究所

[目的]探明不同生态环境小米在营养及加工等品质方面的差异，有利于实现优质谷子品种的合理布局，改良小米品质。[方法]以山西、陕西、宁夏、甘肃、北京的24个产地种植的谷子品种晋谷21去壳后所得小米为材料，对其营养组分、淀粉糊化特... 详细信息

[目的]探明不同生态环境小米在营养及加工等品质方面的差异，有利于实现优质谷子品种的合理布局，改良小米品质。[方法]以山西、陕西、宁夏、甘肃、北京的24个产地种植的谷子品种晋谷21去壳后所得小米为材料，对其营养组分、淀粉糊化特性及小米粥、小米饭质构特性进行对比分析，并运用灰色关联分析评价法对其营养组分进行综合评价。[结果]不同产地的晋谷21小米间纤维素和灰分含量变异系数最大，黄色素、脂肪、蛋白质、直链淀粉含量也存在较大差异，24个产地的晋谷21小米淀粉及蛋白质含量整体较高。不同产地间小米粥浓稠度差异较大，小米饭蒸煮品质各有差异，小米凝聚力差异不大，表现出较好的一致性。吕梁临县和陕西的志丹、定边、米脂等地小米崩解值高于其它产地；吕梁临县、北京延庆、陕西定边等地小米回生值明显高于其它产地。灰色关联分析结果显示，各营养成分的权重表现为淀粉含量>蛋白质含量>脂肪含量>黄色素含量>直链淀粉含量>纤维素含量>灰分含量，各产地间的关联度较为接近，其综合品质相差不大。其中，吕梁兴县的晋谷21与理想品种最为接近，综合品质最好；吕梁汾阳的晋谷21与理想品种相差最大。[结论]生态环境对晋谷21小米品质影响较大，且对多种营养组分影响较大。除基因筛选方法外，还可通过生态环境条件改善培育优良谷子品种。

关键词：小米产地差异品质特性灰色关联分析

1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花物候期的动态变化

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中国农业科技导报 2024年第10期26卷 206-214页

作者：程珍牛建龙马玉婷柳维扬蒋学玮梁雪齐董红强塔里木大学农学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学农学院南疆干旱区特色作物遗传改良与高效生产兵团重点实验室新疆阿拉尔843300 塔里木大学园艺与林学学院新疆阿拉尔843300

物候是气候变化的感应器,能客观反映气候变化对棉花生长周期的影响。为探究气候暖湿化背景下南疆阿拉尔垦区棉花物候期的动态变化,选取1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花物候期数据,运用距平、累积距平、Mann-Kendall非参数检验和滑动t检... 详细信息

物候是气候变化的感应器,能客观反映气候变化对棉花生长周期的影响。为探究气候暖湿化背景下南疆阿拉尔垦区棉花物候期的动态变化,选取1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花物候期数据,运用距平、累积距平、Mann-Kendall非参数检验和滑动t检验等统计学方法,分析南疆阿拉尔垦区棉花物候期动态变化及其突变情况。结果表明,1990—2020年南疆阿拉尔垦区棉花平均播种期、出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期和停止生长期分别出现在4月14日、4月29日、6月3日、7月2日、9月17日和10月20日,极差分别为25、23、20、22、44和24 d。1990—2020年垦区棉花播种期和出苗期均呈现极显著提前趋势,表现为“显著提前-稍微提前”的过程变化;开花期和停止生长期均呈现显著提前趋势,表现为“显著提前-稍微提前”的过程变化;吐絮期提前和现蕾期延迟均不显著。1990—2020年垦区棉花现蕾期、开花期和吐絮期阶段性变化特征明显,主要表现在现蕾期的阶段性推迟、吐絮期的阶段性提前、开花期的阶段性推迟与提前上,棉花播种期、出苗期和停止生长期阶段性变化特征不明显。研究结果为更好地评估气候暖湿化背景下垦区棉花生长和科学管理棉田提供理论依据。

关键词：物候期棉花动态变化阶段性南疆阿拉尔垦区

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利用大豆生育期基因E1和E2构建适宜不同生态区的ms1基础轮回群体

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中国农业科学 2024年第17期57卷 3305-3338页

作者：胡雪洁刘路平王凤敏韩玉华孙宾成马启彬黄志平冯燕陈强杨春燕张孟臣张锴秦君河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北省农林科学院粮油作物研究所/国家大豆改良中心石家庄分中心/农业农村部黄淮海大豆生物学与遗传育种重点实验室/河北省作物遗传育种实验室呼伦贝尔市农牧科学研究所华南农业大学农学院安徽省农业科学院

【目的】大豆是光周期敏感的短日照作物，在不同生态区种植会导致开花过早或过晚。因此，大豆雄性核不育ms1(male sterility 1)基础群体在不同生态区应用于轮回选择的过程中，存在当地供体亲本和受体不育株花期不遇、导入率低的问题。... 详细信息

【目的】大豆是光周期敏感的短日照作物，在不同生态区种植会导致开花过早或过晚。因此，大豆雄性核不育ms1(male sterility 1)基础群体在不同生态区应用于轮回选择的过程中，存在当地供体亲本和受体不育株花期不遇、导入率低的问题。构建适宜三大生态区应用的ms1基础轮回群体，提高供体亲本与受体不育株花期相遇的概率，揭示两轮互交后各群体生育期基因E1和E2基因型及其表型变化特点，为大豆开花期和生育期改良提供依据。【方法】以528份来自不同生态区的供体亲本和ms1基础群体为试验材料。利用前人报道的生育期基因E1和E2的KASP分子标记对供体亲本进行基因型鉴定，按照E1和E2基因型对供体亲本进行分类，分别与ms1基础群体籽粒混合，并根据不同生态区适宜的基因型将各群体种植于不同地区，进行两年两轮异交导入。其中，东北生态区群体种植于内蒙古呼伦贝尔、河北承德2个地区，黄淮海生态区群体种植于河北石家庄和河南许昌2个试验区，南方生态区群体种植于广东广州试验区。每年收获不同ms1群体不育株籽粒，冬季在海南三亚进行南繁。调查供体亲本与ms1基础群体开花期和成熟期，分析不同地区ms1群体E1和E2基因型比例的变化。【结果】根据生育期基因E1和E2基因型将供体亲本划分为4类E1E1/E2E2、E1E1/e2e2、e1e1/E2E2和e1e1/e2e2，各基因型比例分别为12.1%、65.0%、19.3%和3.6%。ms1基础群体中，晚花基因型E1E1/E2E2占有最高比例，为48.6%；群体材料开花期较晚，主要集中于45—51 d。经过连续两轮导入后，不同生态区ms1群体基因型发生变化。东北生态区呼伦贝尔的目标导入基因型e1e1/e2e2比例由33.0%提高到51.6%，承德e1e1/e2e2基因型比例由1.6%提高至3.4%；黄淮海生态区石家庄目标导入基因型e1e1/E2E2比例由18%提高至23.1%，许昌E1E1/e2e2基因型比例由12.5%提高到25.0%；南方生态区广州的E1E1/E2E2基因型比例维持在80%以上。目标导入基因型的杂合基因型在群体中比例也在不断提高。通过两轮异交导入，不同生态区ms1群体间开花期存在显著差异，说明随着开花期基因型的变化，不同群体的表型也随之改变。【结论】将供体亲本依据各开花期基因型分类分别导入ms1群体，可提高各生态区适宜基因型的比例，构建适用于不同生态区的ms1基础轮回群体，提高当地供体亲本和受体ms1不育株花期相遇的概率，实现大豆的开放授粉和基因聚集、积累，丰富群体的遗传多样性，从而进一步提高轮回选择育种效率。

关键词：大豆 ms1基础轮回群体开花期生育期 E1 E2 竞争性等位基因特异性PCR

ICARDA引进-小麦苗期抗旱性的全基因组关联分析

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中国农业科学 2024年第9期57卷 1658-1681页

作者：张颖石婷瑞曹瑞潘文秋宋卫宁王利聂小军西北农林科技大学农学院/作物抗逆与高效生产全国重点实验室山东省农业科学院农业资源与环境研究所/养分资源高效利用全国重点实验室

【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因，以期丰富我国小麦抗旱遗传基础，为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）引进的抗旱种质为... 详细信息

【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因，以期丰富我国小麦抗旱遗传基础，为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）引进的抗旱种质为材料，采用PEG-6000模拟干旱方法，通过调查苗期干旱和正常条件下的地上部鲜重、地下部鲜重、生物量和根冠比4个性状，鉴定、评价其抗旱性，结合660K SNP芯片对其抗旱性进行全基因组关联分析，发掘抗旱性相关染色体区间及关联位点，结合干旱胁迫下根等多组织的表达量数据，筛选抗旱性相关基因，最后以强抗旱性品系IR214和干旱敏感品系IR36为材料，利用qRT-PCR方法对候选基因进行验证，并分析关键候选基因的优异单倍型。【结果】干旱胁迫下，小麦的生长发育受到显著抑制，各性状表型均显著低于正常对照，不同小麦品系间也表现出显著差异，4个性状在2种处理下均呈现正态分布，变异系数为0.363—0.760，多样性指数为0.310—0.400；基于加权隶属函数值（D值）综合评价各个品种的抗旱性，发现品系IR214的D值最大，为0.851，其次为IR92、IR213、IR235和IR218等，它们可作为新的优异抗旱种质；在此基础上，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS），共检测到102个与4个性状抗旱系数显著关联的SNP位点，表型变异解释率范围为1.07%—38.70%，其中，与地上部鲜重相关的位点60个、地下部鲜重相关位点1个、生物量相关位点36个以及根冠比相关位点5个；基于基因组注释信息，筛选到31个抗旱相关基因，结合根等不同组织的RNA-seq数据，筛选出4个抗旱候选基因，对差异表达的候选基因进行qRT-PCR验证，鉴定到2个关键抗旱候选基因；最后，分析候选基因的单倍型效应，发现TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点，2种基因型在抗旱性状上具有显著差异，是潜在的功能位点。【结论】共检测到102个与苗期抗旱性显著关联的位点，筛选出TraesCS5B02G053500和TraesCS6A02G048600 2个关键候选基因，TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点是潜在的抗旱性功能位点。

关键词：小麦干旱胁迫 660K SNP芯片全基因组关联分析候选基因

番茄BURP结构域基因家族全基因组鉴定及表达分析

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中国农业科技导报 2024年第8期26卷 51-62页

作者：张福林奚瑞刘宇翔陈兆龙余庆辉李宁新疆农业科学院园艺作物研究所新疆特色果蔬基因组研究与遗传改良重点实验室乌鲁木齐830091 新疆农业大学园艺学院乌鲁木齐830052

BURP结构域蛋白为植物所特有,在植物生长发育和胁迫响应中起着重要作用。为鉴定番茄BURP结构域基因(SlBURP)及分析其表达,从番茄基因组中鉴定出12个SlBURP基因,系统进化分析将其分为7个亚族,不同亚族的保守基序和基因结构有明显差异。Sl... 详细信息

BURP结构域蛋白为植物所特有,在植物生长发育和胁迫响应中起着重要作用。为鉴定番茄BURP结构域基因(SlBURP)及分析其表达,从番茄基因组中鉴定出12个SlBURP基因,系统进化分析将其分为7个亚族,不同亚族的保守基序和基因结构有明显差异。SlBURPs启动子序列中广泛存在胁迫、生长、激素、光响应元件,表明该家族基因在对非生物胁迫的响应中有重要作用。共线性分析表明,番茄SlBURP基因和拟南芥BURP基因家族成员来自同一祖先。RT-qPCR表明,SlBURP6、SlBURP7、SlBURP8、SlBURP12在叶中大量表达;SlBURP2、SlBURP6、SlBURP7、SlBURP8在盐处理后转录水平上升;在植物调节剂处理下SlBURP5、SlBURP8、SlBURP9、SlBURP12基因在果实发育期的转录水平均有上升。综上所述,SlBURP基因在番茄生长发育和逆境胁迫中起着重要作用。

关键词：番茄 BURP基因家族果实发育盐胁迫表达分析

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利用CRISPR/Cas9基因编辑片段敲除技术创制玉米多样化等位变异

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山东农业科学 2024年第9期56卷 1-5页

作者：张茂林王娟严佳丽何春梅徐倩刘铁山董瑞刘春晓关海英刘强汪黎明曾廷儒山东省农业科学院玉米研究所/小麦玉米国家工程实验室/农业部黄淮海北部玉米生物学与遗传育种重点实验室山东济南250100 华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室湖北武汉430070

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制等位变异已经成为众多植物中增加种质资源多样性的重要手段。提高玉米等谷物中类胡萝卜素含量是发展中国家解决维生素A缺乏症的一种经济方法。本研究以玉米中调控类胡萝卜素合成的基因crtRB1为研究对象... 详细信息

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制等位变异已经成为众多植物中增加种质资源多样性的重要手段。提高玉米等谷物中类胡萝卜素含量是发展中国家解决维生素A缺乏症的一种经济方法。本研究以玉米中调控类胡萝卜素合成的基因crtRB1为研究对象,利用双靶标片段缺失性基因编辑技术,在原生质体中对crtRB1的启动子顺式元件进行片段敲除,获得了具有片段缺失和InDel(插入或缺失)的多样化等位变异,这为在玉米中实现稳定的crtRB1启动子元件的缺失突变奠定了基础,对启动子元件的功能研究和玉米的品质改良具有重要意义。

关键词：玉米 crtRB1 基因编辑片段敲除启动子

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