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大麦籽粒β-葡聚糖含量的全基因组关联分析及候选基因预测

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作物学报 2024年第10期50卷 2483-2492页

作者：鲁宗辉司二静叶霈颖汪军成姚立蓉马小乐李葆春王化俊尚勋武孟亚雄省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070

利用高通量SNP芯片对238份不同来源的大麦种质资源进行基因型分析,并测定2年的籽粒β-葡聚糖含量,通过基于PCA模型的一般线性模型(general linear model,GLM)进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,238... 详细信息

利用高通量SNP芯片对238份不同来源的大麦种质资源进行基因型分析,并测定2年的籽粒β-葡聚糖含量,通过基于PCA模型的一般线性模型(general linear model,GLM)进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,238份大麦材料的β-葡聚糖含量分布在1.23%~6.55%和1.79%~6.64%之间且均呈正态分布。GWAS分析共检测到19个显著的SNP标记,分布在1H、2H、3H、4H和5H染色体上,可解释表型变异的7.39%~10.29%。在显著关联的SNP位点上下游各300 kb范围内进行候选基因挖掘,共寻找到37个基因,基于前人研究和BLAST基因注释共筛选到4个最有可能与β-葡聚糖合成相关的候选基因,在最显著SNP位点B1_1033963上游89 kb处找到候选基因***.r3.1HG0000140,该基因可能是与β-葡聚糖合成过程紧密相关的基因。本研究可为大麦β-葡聚糖含量遗传改良提供理论指导与优异基因资源。

关键词：大麦 β-葡聚糖全基因组关联分析 SNP标记

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耐亚磷酸盐马铃薯的筛选与评价

植物学报 2024年第4期59卷 544-557页

作者：张锋 Richard Dormatey 刘寅笃李成举王云姣张春利张莹范又方姚攀锋毕真真刘玉汇白江平孙超甘肃农业大学农学院/干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室兰州730070

磷是植物生长发育不可或缺的营养元素之一,正磷酸盐(P)在土壤中含量丰富,但由于土壤的固定作用,其中能被植物吸收利用的有效磷含量并不高,提高植物对土壤磷的吸收利用能力,或优化磷肥施用,已成为亟待解决的问题。土壤中亚磷酸盐(PH)的... 详细信息

磷是植物生长发育不可或缺的营养元素之一,正磷酸盐(P)在土壤中含量丰富,但由于土壤的固定作用,其中能被植物吸收利用的有效磷含量并不高,提高植物对土壤磷的吸收利用能力,或优化磷肥施用,已成为亟待解决的问题。土壤中亚磷酸盐(PH)的含量仅次于正磷酸盐,其具有更高的溶解度,可在植物木质部与韧皮部之间进行双向运输,不易被土壤固定,但亚磷酸盐作为磷肥替代正磷酸盐和选育耐亚磷酸盐作物品种的研究鲜有报道。基于此,该研究选取5份引进的马铃薯(Solanum tuberosum)品种和1个商业品种青薯9号(QS9)为实验材料,经驯化炼苗后直接栽入试验田,设置正常磷肥处理和亚磷酸盐替代处理,测定不同品种的表型、光合作用效率和干物质等指标,以各单项耐亚磷酸盐系数(PTC)为衡量依据,利用主成分分析等方法对不同马铃薯品种的PH耐性进行综合评价。结果表明,6个马铃薯品种可分为高度耐亚磷酸盐型(C115和D13)、弱耐亚磷酸盐型(C20、C31和QS9)和亚磷酸盐敏感型(C80)3类。该研究评价了不同马铃薯品种对亚磷酸盐的耐受性,旨在为马铃薯耐亚磷酸盐品种选育和亚磷酸盐新型肥料开发提供科学依据。

关键词：马铃薯耐亚磷酸盐系数主成分分析隶属函数分析聚类分析综合评价

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耐低钾马铃薯品种的筛选与评价

植物学报 2024年第1期59卷 75-88页

作者：刘寅笃脱军康李成举张锋张春利张莹王云姣范又方姚攀锋孙超刘玉汇刘震毕真真白江平甘肃农业大学农学院/干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室兰州730070

土壤缺钾严重降低了我国马铃薯(Solanum tuberosum)的产量。而不同品种马铃薯对低钾的响应差异较大。因此,采用耐低钾马铃薯品种可通过提高钾素利用效率减少钾肥施用量,成为我国农业可持续发展和绿色发展的重要途径。该研究对30个马铃... 详细信息

土壤缺钾严重降低了我国马铃薯(Solanum tuberosum)的产量。而不同品种马铃薯对低钾的响应差异较大。因此,采用耐低钾马铃薯品种可通过提高钾素利用效率减少钾肥施用量,成为我国农业可持续发展和绿色发展的重要途径。该研究对30个马铃薯品种在正常钾处理(202.5 kg·hm^(-2)K_(2)O)和低钾处理(0 kg·hm^(-2)K_(2)O)下的17个指标进行测定,并对9个代表性指标,包括叶面积指数、根冠比、茎叶干质量、根干质量、单株产量、单株大薯产量、单株小薯产量、块茎干质量和块茎钾积累量进行后续分析。结果表明,在低钾条件下,各项指标均有不同程度的下降。主成分分析表明,这9个指标可转换为4个独立的综合指标,累计贡献率达87.1%。根据综合评价值(D值)和聚类分析,将30个品种分为6类,其中第1类为高度耐低钾品种,包括Lucinda、Favorita、Kexin1、Xisen6、Xingjia2、Helan15和Chuanyin2,第2类为中度耐低钾品种,包括Longshu20、Dingshu3、Jizhang12(W)、Jiuen1、Longshu19和Jizhang12(Y)。此外还建立了耐低钾性评价回归模型Y=–0.595+0.247X_(5)+0.155X_(4)+0.138X_3+0.167X_8+0.088X_(1)+0.081X_(6)+0.097X_9+0.053X_(2)(R^(2)=0.999,P=0.000),利用回归方程对30个品种的估计精度均在90%以上。在低钾条件下,可利用单株产量、根干质量、茎叶干质量、块茎干质量、叶面积指数、单株大薯产量、块茎钾积累量和根冠比快速鉴定耐低钾马铃薯品种。

关键词：马铃薯低钾综合评价品种筛选绿色农业

盐处理对小麦籽粒萌发中淀粉分解及苗期根系生长的影响

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甘肃农业大学学报 2024年

作者：朱妍钰汪军成姚立蓉孟亚雄李葆春杨轲司二静王化俊尚勋武马小乐省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院

【目的】通过测定盐（NaCl）胁迫下不同小麦籽粒萌发过程中的淀粉颗粒的分解、淀粉酶活性及根系生长等指标，研究并解释其耐盐性，以期为筛选耐盐小麦种质筛选提供理论依据。【方法】本试验在籽粒萌发过程中进行不同浓度的NaCl胁迫，胁... 详细信息

【目的】通过测定盐（NaCl）胁迫下不同小麦籽粒萌发过程中的淀粉颗粒的分解、淀粉酶活性及根系生长等指标，研究并解释其耐盐性，以期为筛选耐盐小麦种质筛选提供理论依据。【方法】本试验在籽粒萌发过程中进行不同浓度的NaCl胁迫，胁迫浓度依次为0 mmol/L(CK)、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L。在胁迫第48 h时，使用扫描电子显微镜观察胚乳中淀粉颗粒的分布状况，利用3,5-二硝基水杨酸法测定籽粒中α-淀粉酶活性。同时，测定发芽势、发芽率以及胁迫第4、6、8、10、12 d时幼苗的根长、根面积、根体积等指标。【结果】与CK相比，随着NaCl浓度的增大，两个小麦品种籽粒胚乳A、B型淀粉粒的数量逐渐增多，紫小麦的A、B型淀粉降解情况优于甘春24号；两个小麦品种籽粒的α-淀粉酶的活性逐渐减小；在同一时期，两个小麦品种幼苗的发芽势、发芽率及根系生长指标均呈现逐渐减小趋势且与CK差异显著（P<0.05），且甘春24号降幅降低幅度高于紫小麦。【结论】紫小麦耐盐性优于甘春24号。

关键词：小麦 NaCl胁迫根系生长淀粉分解

化肥减量配施不同用量堆肥对娃娃菜产量及品质的影响

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中国瓜菜 2024年第1期37卷 94-102页

作者：杨姣姣魏百弘陈文绪马济中毛莉莉铁建中胡琳莉郁继华甘肃农业大学园艺学院兰州730070 省部共建干旱生境作物学国家重点实验室兰州730070

为筛选出适于娃娃菜生长的最佳施肥方案,以不施肥(NF)为对照,以当地化肥施用量(C)和当地化肥施用量减量30%(R)为两种化肥施用水平;以0、400、600、800 kg·667 m^(-2)4种堆肥施用水平,两因素组合成8个处理,研究不同施肥处理对娃娃菜生... 详细信息

为筛选出适于娃娃菜生长的最佳施肥方案,以不施肥(NF)为对照,以当地化肥施用量(C)和当地化肥施用量减量30%(R)为两种化肥施用水平;以0、400、600、800 kg·667 m^(-2)4种堆肥施用水平,两因素组合成8个处理,研究不同施肥处理对娃娃菜生长、产量及品质的影响。结果表明,与对照相比,当地化肥施用量减量30%+600 kg·667 m^(-2)堆肥(R6)处理的株幅和球高分别显著增加33.11%和26.23%,高于常规施肥处理和其他化肥减施处理;R6与其他处理相比干鲜质量均增加;R6的生物产量和经济产量分别比NF显著提高52.23%和120.21%;且R6处理与NF相比,显著提高娃娃菜维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、氨基酸含量,显著降低硝酸盐含量。主成分分析结果表明,R6处理的排名最高。综上,当地化肥减量30%+600 kg·667 m^(-2)堆肥处理可明显促进娃娃菜生长、提高产量、改善品质,该施肥方案可为当地娃娃菜高产优质生产提供参考。

关键词：娃娃菜化肥减量堆肥产量品质

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大麦HvMBF1c耐盐机制分析

作物学报 2024年第10期50卷 2503-2514页

作者：湛潇潇冯举伶张震欢张宏汪军成李葆春杨轲司二静孟亚雄马小乐王化俊姚立蓉省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070

大麦HvMBF1c基因参与调控植物盐胁迫表达,为探究其对盐胁迫的响应模式,本文对大麦HvMBF1基因进行生物信息学分析,并以中川大麦(耐盐型)、GN18(盐敏感型)及WT与转HvMBF1c基因拟南芥为材料,分别取200 mmol L^(-1) NaCl胁迫0 h、6 h、12 h... 详细信息

大麦HvMBF1c基因参与调控植物盐胁迫表达,为探究其对盐胁迫的响应模式,本文对大麦HvMBF1基因进行生物信息学分析,并以中川大麦(耐盐型)、GN18(盐敏感型)及WT与转HvMBF1c基因拟南芥为材料,分别取200 mmol L^(-1) NaCl胁迫0 h、6 h、12 h、24 h、48 h及72 h样品,对其进行qRT-PCR分析和生理指标的测定。结果显示,大麦HvMBF1c基因与小麦TaMBF1c亲缘关系最近,位于7H染色体上。HvMBF1c的外显子比HvMBF1a和HvMBF1b的大,且HvMBF1a和HvMBF1b两者具有典型的motif 4结构域,而HvMBF1c基因具有独特的motif 5结构域。HvMBF1c基因的启动子序列含有光响应、根特定调节元件和缺氧特异性诱导增强元件,与小麦2号、3号和7号染色体存在同源性。qRT-PCR分析表明,随着盐处理时间的延长,大麦HvMBF1c基因在2份种质材料苗期、拔节期、抽穗期和灌浆期的表达量呈上升趋势,且中川大麦中该基因的表达量高于GN18中的表达量;转HvMBF1c拟南芥中其表达量随着盐处理时间的延长而升高。盐胁迫下,中川大麦苗期、拔节期、抽穗期及灌浆期的SOD、POD、CAT、MDA和可溶性蛋白低于GN18,转基因拟南芥中各生理指标的变化量低于WT。本研究结果为进一步探索HvMBF1c的功能提供参考。

关键词：大麦 HvMBF1c 生理指标共线性分析表达量

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马铃薯冠层温度基因型与环境互作及与气孔密度和产量关系的研究

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西北农业学报 2024年

作者：祝洪沙金彦君李成东王金禹刘娟程李香撒刚余斌甘肃农业大学水利水电工程学院省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院

为探明马铃薯叶片气孔密度与冠层温度间的关系,及在不同环境下冠层温度作为马铃薯耐旱性鉴定指标的适用性,连续2 a在雨养环境下的半干旱区、半湿润区和灌溉条件下的半干旱区3个试验点对47份具有不同耐旱性马铃薯种质材料的冠层温度、叶... 详细信息

为探明马铃薯叶片气孔密度与冠层温度间的关系,及在不同环境下冠层温度作为马铃薯耐旱性鉴定指标的适用性,连续2 a在雨养环境下的半干旱区、半湿润区和灌溉条件下的半干旱区3个试验点对47份具有不同耐旱性马铃薯种质材料的冠层温度、叶片气孔密度和产量进行观察测定,分析了马铃薯冠层温度基因型与环境互作效应以及冠层温度与叶片气孔密度和产量间的关系,并进一步探究了利用冠层温度在不同环境下进行马铃薯耐旱性鉴定的适用性。结果表明:基因型与环境互作效应是决定马铃薯冠层温度的首要因素;马铃薯冠层温度与叶片远轴面气孔密度显著正相关(r=0.30～0.35,P≤0.01);在无灌溉条件下的半干旱区和半湿润区马铃薯冠层温度与产量显著负相关(r=-0.46～-0.39,P≤0.01),在灌溉条件下的半干旱环境中马铃薯冠层温度与产量无显著相关性;冠层温度可作为鉴定指标在雨养环境中进行马铃薯耐旱基因型筛选。

关键词：马铃薯冠层温度气候环境气孔密度产量

施用立收谷在不同水分处理下对马铃薯品质的影响

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作物杂志 2024年

作者：庞敏昡王瀚李志涛史宁帆蒲转芳张锋姚攀锋毕真真白江平孙超甘肃农业大学农学院省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室

立收谷是一种催枯剂，施用后利于马铃薯的机械化收获。为了探究立收谷对正常浇水和干旱胁迫下不同贮藏期马铃薯品质的影响，此试验选用三个抗旱性不同的马铃薯品种，采用盆栽控水法进行干旱胁迫。种植后50 d时进行干旱处理，于收获前10 ... 详细信息

立收谷是一种催枯剂，施用后利于马铃薯的机械化收获。为了探究立收谷对正常浇水和干旱胁迫下不同贮藏期马铃薯品质的影响，此试验选用三个抗旱性不同的马铃薯品种，采用盆栽控水法进行干旱胁迫。种植后50 d时进行干旱处理，于收获前10 d施用立收谷后进行测产。在25℃环境中贮藏，于0、30和60 d时测块茎产量及各营养品质含量、薯皮厚度及块茎硬度。除品种‘陇薯六号’在正常灌溉下施用立收谷后对产量有显著提升（P＜0.05）外，其它品种在正常浇水和干旱胁迫下施用立收谷后，对其产量均无显著影响（P＞0.05）。但施用立收谷对不同品种马铃薯的块茎硬度和薯皮厚度均有显著提高（P＜0.05），这对减轻机械化收获马铃薯和运输贮藏过程中产生的块茎物理损伤起重要作用。对所测指标进行主成分分析和隶属函数法进行综合评价，起主要作用的有三种主成分，累计贡献率达到85.544%，贡献最大的因子为硬度、蛋白、钙，可作为主要代表性指标用于施用立收谷的其他薯类作物施用效果评价。且耐旱中间型‘陇薯6号’综合评价最高，敏感型‘大西洋’最低，说明立收谷对‘陇薯6号’品质影响最大。

关键词：马铃薯块茎干旱胁迫立收谷主成分分析隶属函数法

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基于产量相关性状的大麦种质干旱适应性分析

干旱地区农业研究 2024年

作者：何鹏旭闫妍湛潇潇张震欢吴银盈朱致速崔洪瑞张宏汪军成李葆春杨轲司二静孟亚雄马小乐王化俊姚立蓉省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

于2019—2021年,通过测定62份大麦（Hordeum vulgare L.）种质在不同灌水条件下的产量相关性状数据,分析了大麦7个产量相关性状与灌水的相关性。结果表明,z1450066w的生育期较短,正常灌水条件下为82.67 d,干旱胁迫下为65.33 d;TRADI70w... 详细信息

于2019—2021年,通过测定62份大麦（Hordeum vulgare L.）种质在不同灌水条件下的产量相关性状数据,分析了大麦7个产量相关性状与灌水的相关性。结果表明,z1450066w的生育期较短,正常灌水条件下为82.67 d,干旱胁迫下为65.33 d;TRADI70w的穗长较长,正常灌水条件下为7.82 cm,干旱胁迫下为8.11 cm;ZDM5458的产量较高,正常灌水条件下为397.93 g·m-2,干旱胁迫下为309.52 g·m-2,且3个试验年份均呈增产趋势。依据62份种质在干旱胁迫下产量相关性状适应能力的不同,将其分为5类,I类的有效分蘖、千粒重性状表现较好,II类和III类分别在穗长和株高性状上表现较好,IV类穗粒数、产量性状表现较好,V类的生育期性状表现较好。与正常灌水相比,干旱胁迫下大麦生育期、株高、穗长、有效分蘖、穗粒数和产量分别降低14.25%、11.37%、1.64%、5.68%、7.61%和27.98%。正常灌水下,穗长与株高、千粒重均呈极显著正相关关系,有效分蘖与穗长、生育期和穗粒数分别呈极显著负相关、极显著正相关和显著负相关关系,千粒重、株高与产量均呈极显著正相关关系;干旱胁迫下,穗长与穗粒数、千粒重和产量分别呈显著负相关、极显著负相关和极显著正相关关系,有效分蘖与株高、千粒重分别呈极显著负相关和极显著正相关关系,生育期与千粒重呈极显著正相关关系。同时,筛选出4份抗旱的大麦种质（ZDM5458,GERTROV,ZDM5430,G0401018K-1）,其中干旱胁迫下ZDM5458产量较高,GERTROV和ZDM5430穗粒数较多,G0401018K-1有效分蘖较多。

关键词：大麦干旱适应性产量相关性状灌水条件种质筛选