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基于高世代姊妹系发掘玉米穗长性状QTL及候选基因

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植物遗传资源学报 2024年第2期25卷 270-278页

作者：孙瑞东李艺萌黄然刘颖周筱航丁明阳刘新航吕香玲李凤海沈阳农业大学农学院沈阳110866

玉米穗长通过影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一。发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状的遗传改良具有重要意义。本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2:3,利用Maize6H-60K... 详细信息

玉米穗长通过影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一。发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状的遗传改良具有重要意义。本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2:3,利用Maize6H-60K基因芯片分别对亲本及F2群体进行基因型分析,并通过ICIM、GCIM和dQTGseq 3种方法对F2和F2:3群体的穗长进行QTL定位。结果表明,3种方法共定位到7个与穗长相关QTL位点和43个QTNs,解释了2.04%~10.24%的表型变异。交叉分析不同方法得出的定位结果,在6号染色体上发现一个调控穗长的稳定QTL qEL6.01。根据定位区间内基因注释的结果,并结合参考基因的表达谱数据,共筛选出5个在雌穗中表达的候选基因:Zm00001d035514、Zm00001d035526、Zm00001d035537、Zm00001d035553和Zm00001d035535。本研究结果为玉米穗长基因的克隆及育种改良奠定了基础。

关键词：玉米穗长性状 QTL 基因芯片候选基因

干旱胁迫下模拟氮沉降对大豆氮磷化学计量特征的影响

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生态学杂志 2024年

作者：姚星州王岩王伟平吴佳宁赵天宏沈阳农业大学农学院

研究干旱胁迫下氮沉降升高对大豆（Glycine max）器官生态化学计量特征的影响，对预测未来生态过程和指导农业可持续发展有重要作用。以“铁丰29号”大豆为试验对象，利用盆栽探讨干旱胁迫后模拟氮沉降对大豆不同器官氮磷化学计量特征... 详细信息

研究干旱胁迫下氮沉降升高对大豆（Glycine max）器官生态化学计量特征的影响，对预测未来生态过程和指导农业可持续发展有重要作用。以“铁丰29号”大豆为试验对象，利用盆栽探讨干旱胁迫后模拟氮沉降对大豆不同器官氮磷化学计量特征的影响。试验设置8个处理：两个水分处理：W（75%±5%）、D（35%±5%），4个氮沉降处理：CK、LN、MN、HN(分三次施氮，氮处理浓度分别共计0、50、100、150 kg·hm-2·a-1)。结果表明：干旱胁迫和氮沉降交互作用对大豆根、茎、叶的N、P含量及N/P均有显著影响。与正常水分W处理相比，随着氮处理浓度的上升，一次氮处理后根N含量逐渐下降，HN-D处理显著降低19.3%，茎P含量先升后降，LN-D处理显著升高38.2%，叶P含量逐渐上升，HN-D处理显著增加31.2%；两次氮处理后，根N含量显著低于CK-D处理，各处理间差异不显著，茎P含量逐渐下降，HN-D处理显著降低18.9%，叶N含量先升后降，MN-D处理显著增加18.5%；三次氮处理后，根N含量逐渐下降，HN-D处理显著降低19.7%，茎N含量先升后降，HN-D处理显著降低22.6%，叶P含量显著低于CK-D处理，各处理间差异不显著。施氮后，在大豆叶片N-P关系的幂函数中(N=βPα，α和β为常数)，W处理α值１，大豆叶片N/P>16。大豆根、茎N含量之间关系显著，茎、叶N含量之间关系极显著，大豆根、叶N之间呈极显著正相关，而茎N、P之间无显著关系。综上所述，生育前期施氮可以缓解大豆受干旱胁迫的负面效应。随着氮沉降浓度的升高以及施氮次数的增加，大豆生长受P限制。

关键词：干旱胁迫氮沉降植物器官生态化学计量大豆

辽宁省不同年代大豆品种农艺性状和产量的遗传改良

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沈阳农业大学学报 2024年第3期55卷 267-275页

作者：梁子聪赵伟李佳宜齐年华王小凡姚兴东谢甫绨沈阳农业大学农学院沈阳110161

为了明确辽宁省未来大豆性状的改良方向,选取辽宁省不同年代育成的146份大豆品种为试验材料,种植密度设置为15万株·hm-2,综合分析不同年代间大豆品种的茎秆强度、叶柄夹角、成熟期的株型和产量性状的遗传改良趋势。结果表明:随着育成... 详细信息

为了明确辽宁省未来大豆性状的改良方向,选取辽宁省不同年代育成的146份大豆品种为试验材料,种植密度设置为15万株·hm-2,综合分析不同年代间大豆品种的茎秆强度、叶柄夹角、成熟期的株型和产量性状的遗传改良趋势。结果表明:随着育成年代的推进,大豆鼓粒期上、中、下层叶柄夹角均逐渐减小,在2020年代均达到最小;而茎秆强度显著增加,在2020年代达到251.49 N。在成熟期株高、植株重量平衡点高度和底荚高度随着品种育成年份的演替呈显著下降趋势,均在2020年代达到最小。但主茎节数、主茎粗和分枝数变化不显著。随着大豆品种的遗传改良,籽粒产量呈显著增加趋势,2020年代育成品种达到3319.63kg·hm^(-2)。单株荚数和单株粒数均呈上升趋势,百粒重变化不显著。相关分析结果表明:籽粒产量与株高、底荚高度呈极显著负相关,相关系数分别为-0.316和-0.249,与单株粒数呈极显著正相关,相关系数为0.229。通径分析表明:株高、底荚高度和单株粒数对产量的直接贡献最大,直接通径系数分别为-0.241,-0.304,0.228。综上可知,辽宁省大豆品种遗传改良偏重选育株型紧凑株高适宜、底荚高度较低和单株粒数较多的稳产型大豆品种。

关键词：大豆株型农艺性状产量遗传改良

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东北地区耐荫花生品种苗期筛选及评价

花生学报 2024年第3期53卷 42-52,59页

作者：徐爽王美文宋海玲李想王婧赵新华蒋春姬刘喜波于海秋王晓光沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110866

为快速筛选评价花生品种耐荫性,选用53个适宜东北地区种植的花生品种,设置正常光照和60%遮荫两种光照环境,考察了花生苗期的13个形态指标和生理指标。结果表明:遮荫后参试花生材料的各农艺性状与对照相比呈不同趋势和幅度的变化,各指标... 详细信息

为快速筛选评价花生品种耐荫性,选用53个适宜东北地区种植的花生品种,设置正常光照和60%遮荫两种光照环境,考察了花生苗期的13个形态指标和生理指标。结果表明:遮荫后参试花生材料的各农艺性状与对照相比呈不同趋势和幅度的变化,各指标间存在不同程度的相关性;通过主成分分析,将苗期13个单项指标转化为互相独立的5个综合指标,累计贡献率71.73%;利用隶属函数法及系统聚类法,将53个花生品种按照苗期耐荫性的强弱分为强耐荫、较耐荫、中耐荫、弱耐荫和不耐荫5种类型;通过逐步回归法建立了花生耐荫性最优评价模型,并筛选出花生株高、主茎节数、下胚轴长、茎干质量、叶干质量、叶面积、叶绿素a含量的耐荫系数作为评价花生苗期耐荫性的主要指标。本试验结论可为花生耐荫品种早期筛选提供理论依据。

关键词：花生耐荫性品种筛选多元分析综合评价

鸟粪石基载镁生物炭对干湿交替稻田产量与品质的影响

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农业工程学报 2024年

作者：李妍琦吴奇宫福征官玉王宣茗迟道才沈阳农业大学农学院沈阳农业大学水利学院

鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)普遍存在于镁改性生物炭对废水氮磷去除后的回收产物中，其可以作为缓释肥料使用。为探究鸟粪石基载镁生物炭(struvite-based magnesium modified biochar,MAP-BC)在农田中的应用效果以及对不同灌溉和施肥模式的... 详细信息

鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)普遍存在于镁改性生物炭对废水氮磷去除后的回收产物中，其可以作为缓释肥料使用。为探究鸟粪石基载镁生物炭(struvite-based magnesium modified biochar,MAP-BC)在农田中的应用效果以及对不同灌溉和施肥模式的适用性，该研究依托大田试验，以东研18号(粳稻)为供试材料，设置常规淹灌(ICF)、干湿交替(IAWD) 2种灌溉模式，以及常规施肥(conventionalfertilization, N1B0)、常规施肥+5t/hm2MAP-BC(conventional fertilization+5 t/hm2MAP-BC,N1B1)、常规施肥+10 t/hm2MAP-BC(conventional fertilization+10 t/hm2MAP-BC, N1B2)、减施氮磷肥25%+5 t/hm2MAP-BC(25% less nitrogen and phosphate fertilizer+5 t/hm2MAP-BC,N3/4B1)和减施氮磷肥25%+10 t/hm2MAP-BC(25%less nitrogen and phosphate fertilizer+10 t/hm2MAP-BC,N3/4B2)5种施肥模式。结果表明：与ICF相比，IAWD显著提高了乳熟期叶片叶绿素含量，并显著降低了2021年无效分蘖数(P<0.05);MAP-BC不仅能够高效弥补减肥对水稻叶绿素含量的不利影响，还具有一定的超补偿效果；MAP-BC中高纯度的鸟粪石组分通过缓释氮磷素，保障了对植株氮磷养分的长期供应。与N1B0相比，N3/4B2不仅可以满足水稻生长后期对氮磷养分的需求，还使穗部吸氮量和吸磷量分别显著增加(P<0.05)4.77%～7.06%和4.26%～12.69%；与N1B0相比，施加10 t/hm2MAP-BC使两年的最高分蘖数和最终分蘖数分别显著增加(P<0.05)6.75%～9.64%和13.16%～16.88%；两年试验中，在IAWD模式下，与N1B0相比，N1B1和N1B2的产量分别显著提高(P<0.05)了7.66%～8.43%和11.49%～12.64%，但5 t/hm2的MAP-BC不足以弥补减肥导致的减产，而10 t/hm2的MAP-BC不仅可以弥补减肥导致的不利影响还能使水稻增产2.70%～6.04%;IAWD模式下N3/4B1和N3/4B2可以显著降低消减值、垩白粒率和垩白度，显著提高崩解值，从而显著改善(P<0.05)水稻外观品质与食味值；此外，施加10 t/hm2的MAP-BC可以显著提高(P<0.05)稻米蛋白含量，营养品质较好。因此，在IAWD模式下减施氮磷肥25%配施10 t/hm2MAP-BC可在节水条件下实现减肥、增产、提质，从而为水稻绿色高效生产提供理论依据。

关键词：灌溉肥料水稻鸟粪石基载镁生物炭叶绿素氮磷吸收产量品质

OsELF3-1与OsARID3互作调控水稻根部性状

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植物遗传资源学报 2024年

作者：孙琪芦佳浩陈昊王潇澈于之雯赵辰妃徐铨马殿荣沈阳农业大学水稻所辽东学院农学院

根系是水稻植株的重要组成部分，在植物固定、水份和营养物质获取等生长发育过程中起重要作用。本研究发现oself3-1突变体的根系显著变短，将突变体与野生型杂交构建F2分离群体，进行遗传分析表明突变性状由隐性单基因调控。通过图位克... 详细信息

根系是水稻植株的重要组成部分，在植物固定、水份和营养物质获取等生长发育过程中起重要作用。本研究发现oself3-1突变体的根系显著变短，将突变体与野生型杂交构建F2分离群体，进行遗传分析表明突变性状由隐性单基因调控。通过图位克隆将OsELF3-1定位在6号染色体一段50.9 kb的区间内，该区间内共有4个开放阅读框（ORF），通过序列比对发现突变体在ORF4（OsELF3-1）的第二个外显子上缺失7个碱基，导致基因发生移码并提前终止，推测OsELF3-1为目标基因。调查OsELF3-1的CRISPR/Cas9敲除突变体发现其根系显著短于野生型，验证OsELF3-1参与根系长度调控。为进一步阐明OsELF3-1的调控网络，利用酵母双杂交筛选到OsELF3-1的互作蛋白OsARID3，OsARID3具有ARID功能结构域、α-crystallin/Hsp＿domain、SHSP结构域，以及依靠钾离子的钠离子/钙离子交换的结构域。调查OsARID3-RNAi突变体发现其根系显著短于野生型，说明OsARID3可能参与根系长度调控。通过3 K测序数据分析OsARID3自然变异发现其共有15个单倍型，且存在明显的籼粳分化，粳稻主要属于单倍型I、IV和VI。综上所述，本研究发现OsELF3-1与OsARID3互作调控水稻根系，为进一步深入解析水稻根系生长发育调控网络提供理论基础和种质资源。

关键词：水稻根系 OsELF3-1 OsARID3 图位克隆

粳稻资源蛋白质组分及其与稻米品质性状的关联研究

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中国粮油学报 2024年第6期39卷 43-50页

作者：鞠鑫月朱子业马兆惠程海涛王先俱吕文彦沈阳农业大学农学院沈阳110161 辽宁省水稻研究所沈阳110101

以适应辽宁省熟期且外观与加工品质符合育种目标的92份特异性粳稻资源为试材,分析其蛋白质组分与淀粉组分含量变异特点,以及这些组分与其他胚乳性状的关系。继而选择峰值黏度和崩解值高、回冷值低的16份材料作为食味优良材料,进一步研... 详细信息

以适应辽宁省熟期且外观与加工品质符合育种目标的92份特异性粳稻资源为试材,分析其蛋白质组分与淀粉组分含量变异特点,以及这些组分与其他胚乳性状的关系。继而选择峰值黏度和崩解值高、回冷值低的16份材料作为食味优良材料,进一步研究了蛋白组分、淀粉组分与稻米食味的关系。结果表明,所研究的粳稻资源在蛋白质组分和淀粉组分变异丰富。其中,清蛋白含量高的品种AAC和Fb_(3)较低,而Fa和Fb_(1)+Fb_(2)较高。清蛋白与峰值黏度、最低黏度、崩解值、终值黏度、回冷值均呈现极显著负相关。对于优良食味品种,谷蛋白含量与食味值、外观、黏度、平衡度呈显著或极显著负相关关系,与硬度呈显著正相关。由此发现,所研究的品种资源中,存在丰富的蛋白质组分及淀粉成分变异,且清蛋白对优良食味有促进作用,而谷蛋白含量则可能增加米饭硬度,降低米饭平衡度,从而劣化米饭食味。此外,崩解值和回冷值可作为预测米饭食味品质的有效指标。

关键词：稻米蛋白质组分稻米品质

小型搅拌热解气回燃式生物质炭化炉设计与试验

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农业机械学报 2024年第9期55卷 411-419页

作者：张宝峰司香辛明金邬立岩孟军宋玉秋沈阳农业大学工程学院沈阳110866 扬州大学机械工程学院扬州225127 沈阳农业大学农学院沈阳110866 沈阳农业大学国家生物炭研究院沈阳110866

针对传统炭化工艺温度不均、尾气净化难、能量消耗大的问题,设计了一种小型搅拌热解气回燃式生物质炭化设备。采用双螺旋带搅拌,使生物质横向对流,受热均匀;设计热解气引流装置使其回流至燃烧室引燃,减少热解气排放的同时,为生物质炭化... 详细信息

针对传统炭化工艺温度不均、尾气净化难、能量消耗大的问题,设计了一种小型搅拌热解气回燃式生物质炭化设备。采用双螺旋带搅拌,使生物质横向对流,受热均匀;设计热解气引流装置使其回流至燃烧室引燃,减少热解气排放的同时,为生物质炭化提供能量,降低了炭化能量投入。基于计算机仿真技术建立了样机模型,并对炭化炉温度场及热流场进行了矢量分析,计算结果表明炉内温度分布均匀。设计了炭化炉样机,以稻壳为原料进行生物质炭化试验。结果表明,热解气引燃后炭化室温度能够保证生物质炭化所需条件。正交试验结果表明,最佳炭化率因素水平组合为:螺旋搅拌器转速为43 r/min、炭化室物料充满系数为88.68%、炭化时间为15 min,此时,炭化率最高为50.86%。

关键词：生物质炭化设备热解气回燃式双螺旋带温度场炭化率

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辽宁省种植业碳排放影响因素及预测分析

中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：赵洪亮陈思越谢立勇沈阳农业大学经济管理学院沈阳农业大学农学院

随着经济社会的不断发展，气候变化问题也走进了人们的视线。中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值， 2060年前实现碳中和目标。构建以降碳为重要内容的社会主义生态文明，需要各个行业都做出一定的碳减排贡献。农业是温室气体排放... 详细信息

随着经济社会的不断发展，气候变化问题也走进了人们的视线。中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值， 2060年前实现碳中和目标。构建以降碳为重要内容的社会主义生态文明，需要各个行业都做出一定的碳减排贡献。农业是温室气体排放的重要碳源，而种植业是农业的重要组成部分。因此，针对种植业碳排放进行研究具有重要意义。基于农地利用和农田土壤利用2类碳源，采用因子系数法综合测算2003—2021年辽宁省种植业碳排放量，运用对数平均迪氏指数法(LMDI模型)对辽宁省种植业碳排放进行影响因素分解，并根据可拓展的随机性的环境影响评估模型(STIRPAT模型)对2022—2030年种植业碳排放进行预测。结果表明: 1)辽宁省种植业碳排放总体呈先上升后下降的变化趋势，于2013年达最高。农地利用中主要碳源是化肥，农田土壤中主要碳源是水稻，玉米的碳排放量增长较快，并于2015年首次超过水稻。2)LMDI模型分解影响因素结果表明，经济水平是促进辽宁省种植业的最主要因素，生产效率是抑制辽宁省种植业碳排放的最主要因素。产业结构和农业人口的影响方向不确定。3)在设定的基准情景与低碳情景下， 2022—2030年辽宁省种植业碳排放均呈下降趋势。最后，本文针对辽宁省种植业的碳减排提出以下政策建议: 短期来看，推进机械化升级的同时对农业机械进行绿色升级; 长期来看，在保障粮食安全的基础上对农村产业结构进行合理调整，推广低碳种植技术，全面提升种植业绿色生产水平。

关键词：种植业碳达峰辽宁省 LMDI模型 STIRPAT模型 PLS回归