[目的]明确病毒侵染对滇黄精生长发育、根茎产量及品质的影响,为深入研究病毒的致病机理提供依据.[方法]以云南省滇黄精主产区曲靖和玉溪种植的4年生滇黄精田间抗病和感病植株为研究对象,比较病毒侵染后滇黄精叶绿体超微结构、叶片光合气体交换参数、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物氧化酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)以及块茎生物学性状和药用有效化学成分含量的变化.[结果](1)滇黄精遭受病毒侵染后,叶片细胞质中散布线状病毒粒子及其聚集形成的大量内含体,细胞内叶绿体结构严重受损,部分已发生解体;(2)感病滇黄精叶绿素发生降解,叶绿素a和b的含量分别极显著降低了 22.97％和35.38％,其叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度分别降低了 49.75％、11.25％和5.79％,光合作用效率明显减弱;(3)感病滇黄精叶片细胞膜发生强烈的脂膜过氧化反应,MDA含量升高了 117.17％,SOD、POD、PPO、PAL活性极显著升高,其中PPO活性平均升高了 61.81％;(4)感病滇黄精地下根茎的膨大和嫩芽的生长受阻,单株鲜质量降低了49.47％,根茎中多糖的相对含量减少了 6.97％,皂苷、黄酮、总酚含量分别减少了 23.31％、15.32％、11.07％.[结论]滇黄精遭受病毒侵染后,抗氧化酶防御反应虽然被激活,但细胞膜仍严重受损,光合作用明显减弱,最终导致根茎产量和药用品质显著降低.

种质资源是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础,优异种质为培育优良棉花品种提供了材料基础.本研究以230份棉花种质资源为材料,利用遗传多样性、相关性分析、主成分分析以及聚类分析等方法对其13个表型性状指标进行分析.结果表明,13个性状的变异系数在0.90％～22.43％之间,其中整齐度指数的变异系数最小,单株结铃数的变异系数最大.各表型性状的遗传多样性指数在1.92～2.07之间,马克隆值的遗传多样性指数最大,单株结铃数的遗传多样性指数最小.主成分分析结果显示,6个主成分的累计贡献率可达74.413％,其中第1主成分、第5主成分和第6主成分可合并为纤维品质因子,第2主成分、第3主成分可合并为棉花产量因子,第4主成分为植株性状因子.聚类分析把230份棉花种质资源材料分成3类,其中类群Ⅱ是产量与纤维品质性状综合表现较好的类群.最后依据综合评价D值进行评价,初步筛选出29份表现较好的棉花品种,在育种工作中可根据育种目标对其进行针对性的改良.

盐碱地是边际土壤的主要类型之一,利用边际土地耕作是减缓耕地紧缺的有效途径.为筛选耐盐性较强的大豆种质资源,提高盐碱土地大豆产量,本研究对392份来自国内外不同地域的大豆种质资源,采用150mmol/LNaCl进行苗期盐胁迫处理,采用单株分类记载法进行苗期耐盐性鉴定,并利用10个与耐盐基因连锁的SSR标记对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行分子辅助鉴定及遗传多样性分析,应用相似性系数分析、聚类分析等方法对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行综合评价.结果表明:筛选出58份高耐及耐盐大豆种质资源,包括赤豆1号、东农69等高耐大豆种质资源14份,黑农51、黑河35等耐盐大豆种质资源44份;58份耐盐大豆种质资源分子辅助鉴定表明,绥农1号、合丰50和东大2号携带耐盐等位变异最多,均为6个,标记平均鉴定效率为43.45％,平均准确率为68.46％,其中分子标记Satt201的鉴定效率和鉴定准确率最高,分别为60.34％和96.55％;聚类分析表明,58份大豆种质资源间的相似性系数在0.5385～0.9231之间,平均值为0.6974,相关系数为0.6240,说明58份大豆种质资源大部分遗传关系较近,遗传多样性较低,58份耐盐大豆种质资源并未按地域进行聚类,但一个类群或亚群中大部分种质资源来源地在地理位置上相同或较为接近,可从中筛选亲缘关系较远的大豆种质资源作为亲本,用于培育耐盐大豆新品种奠定遗传基础.

为研究植物工厂环境下不同光强对陆地棉(Gossypium hirsutum L.)生长发育的影响,本试验在植物工厂内,以陆地棉品种湘FZ001为试验品种,采用16 h光照、8 h暗期循环,设置3种光强处理(L1为450 μmol?m-2?s-1,L2为600 μmol?m-2?s-1,L3为750 μmol?m-2?s-1),测量棉花的各器官干重,使用直尺测量棉花株高,用SPAD-502叶绿素仪测量棉花叶片的叶绿素相对含量,使用Flour Pen 110测量棉花的初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)等6个叶绿素荧光参数.L1光强处理下棉花的叶绿素相对含量和株高最大,L2光强处理下棉花的根干重最大,3种光强处理下的棉花茎、叶和单株总重从高到低依次为L3>L2>L1,F0和Fm从高到低依次为L1>L2>L3,最大光化学量子产量(Fv/Fm)从高到低依次为L2>L3>L1.同一光强处理下棉花的光化学猝灭系数(qp)、有效量子产量(φPSII)变化曲线相同,3种光强处理下棉花的qp、非光化学猝灭(NPQ)、φPSII在生长前期差异不大,后期差异较大.从生长后期来看,3种光强处理下棉花的qp、φPSII从高到低依次为L3>L2>L1,NPQ从高到低依次为L2>L3>L1.棉花单株总干重、茎干重、叶干重在高光强下较大,光强太高或太低都会抑制棉花根的生长,低光强可促进棉花的株高.与L1和L3光强处理下的棉花相比,L2光强适宜棉花的生长,既避免了棉花植株间争光,也避免了光抑制现象,叶绿素含量适中,使得棉花的光化学效率最高.本研究可为棉花工厂化生产和棉花育种加速器研发与应用提供指导.

[目的]考察不同栽培密度对茵陈产量及其主要功效成分合成累积的影响,确定适宜的栽培密度,以提高药材品质.[方法]设置 8组不同栽培密度的试验田,分别为15 cm×20 cm(M1)、15 cm×25 cm(M2)、15 cm×30 cm(M3)、20 cm×20 cm(M4)、20 cm×30 cm(M5)、25 cm×20 cm(M6)、25 cm×25 cm(M7)、25 cm×30 cm(M8).基于不同采收期进行采收,测定生长指标及主要成分含量,并进行主成分分析.[结果]随着栽培密度的减小,茵陈株高、叶柄长度和单株鲜质量逐渐增长,分枝数增加,成活率、茎粗和小区产量呈现先增加后减小的趋势,但茵陈叶长、叶宽无明显变化规律.随着栽培密度的减小,茵陈药材中挥发油含量逐渐增加,总黄酮、绿原酸、咖啡酸及 3,5-O二咖啡酰基奎宁酸含量呈现先上升后下降的趋势,且不同栽培密度条件下的茵陈药材绿原酸含量均符合《中华人民共和国药典》限量标准.基于茵陈产量和药效成分含量信息,综合主成分分析对结果进行评价,推荐茵陈的最佳栽培密度为 25 cm×20 cm(M6).[结论]适宜的栽培密度能够有效提高茵陈的产量和品质,为进一步茵陈大田标准化、规模化种植体系的建立提供了科学实验数据支撑.

[目的]平欧杂种榛是中国野生平榛和欧洲榛种间杂交获得的新种质,具有抗寒、丰产和适应性强等特点.对皖北地区平欧杂种榛优势品种坚果进行性状评价,明确品种加工适宜性,可为平欧杂种榛选择与推广提供科学依据.[方法]依据适应性和丰产性等指标,在皖北地区筛选出9个平欧杂种榛优势品种坚果,从烤制、仁用、油用、鲜食等不同加工利用角度进行分析评价.[结果](1)皖北地区9个优势品种单粒坚果质量为2.54～4.40 g,三径(纵径、横径、侧径)均值为18.99～21.49 mm,形状指数为0.67～1.02,单粒榛仁质量为1.00～1.66 g,果壳厚度为1.53～2.41 mm,出仁率为34.36％～47.01％,榛仁脂肪含量为50.50～58.00 g/(100 g),蛋白质含量为21.10～25.10 g/(100 g),可溶性糖含量为4.08％～4.94％.(2)油脂中鉴定出8种脂肪酸成分,其中油酸含量最高,为81.21％～88.53％,不饱和脂肪酸含量为92.19％～94.61％.榛仁中钾、磷、钙和镁含量较为丰富.(3)9个优势品种单株坚果产量为1.52～2.20 kg,单株脂肪产量为330.50～503.47 g,单株蛋白质产量为141.68～224.40 g.[结论]根据不同榛果加工方式,皖北9个优势品种中'辽榛3号'最适作为带壳烤制品种;'辽榛3号'、'达维'和'辽榛4号'最适作为仁用加工品种,'辽榛4号'可作为油用加工品种;'辽榛1号'可作为功能性蛋白饮料加工品种;'达维'和'辽榛9号'可作为高钙类加工品种;'达维'、'辽榛3号'、'平欧545号'是较为适宜的鲜食品种.

目的:比较不同种类或配方的肥料对山药产量和质量的影响.方法:通过设计田间实验获取不同叶面肥和底肥处理的山药样品.随机抽样获得山药单株重量、直径和长度的数据,将所有山药称重得到产量数据.采用烘干法、蒽酮-硫酸法、凯氏定氮法分别测定样品中水分、多糖和蛋白质的含量,通过自动氨基酸分析仪测定氨基酸的含量,使用高效液相色谱法同时分析尿囊素、尿嘧啶和腺苷的含量.结果:叶面肥处理的山药产量较高,而底肥处理的山药的氨基酸、蛋白质和尿囊素含量较高.结论:叶面肥YY3、YY4和YY6处理可显著提高山药的产量,但在提高山药营养成分的含量方面效果不佳.底肥也可以提高山药的产量,虽然增产作用弱于叶面肥,但能同时显著提高氨基酸、蛋白质、尿囊素等营养成分的含量.

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 K2O)和低钾处理(0 kg·hm-2 K2O)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+0.247X5+0.155X4+0.138X3+0.167X8+0.088X1+0.081X6+0.097X9+0.053X2(R2=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.

通过遗传多样性、相关性、主成分、聚类分析和综合评分等5种方法对296份花生种质资源13个主要农艺性状进行分析及评价.结果表明,3个质量性状的遗传多样性指数变化范围在0.526～0.909,10个数量性状的遗传多样性指数变化范围在0.834～2.007,变异系数范围在3.268％～68.198％,表明296份参试花生种质资源拥有丰富的遗传信息.相关性分析表明,出苗整齐度、生育天数、叶形、单株生产力与产量关系紧密.主成分分析共提取到6个主成分,累计贡献率达到78.336％,代表了大部分的农艺性状.聚类分析将296份花生种质资源分为2个大类,4个小组,可以分别作为高产、小粒、早熟、大粒种质备选材料.根据模糊隶属函数基于6个主成分贡献率权重构建综合评分:F=0.323F1+0.257F2+0.122F3+0.108F4+0.010F5+0.091F6,筛选到4份综合性状较好的花生种质资源,分别是松桃城兰花生、2013521230、H15093、辐16-24-1-1,可作为今后花生育种的候选材料.本研究可为今后花生亲本选择及特异种质资源筛选提供科学依据.

芒是麦类作物穗部器官的重要组成部分,在提高籽粒产量、促进种子传播和防御虫害等方面具有重要作用.大麦具有丰富的芒型突变体,加之其二倍体的特性,成为麦类作物芒器官形态建成研究的理想作物.本研究报道了一个大麦芒型突变体材料calcaroides,表现为外稃顶端或是稃芒基部异形凸起,形成呈钩状不完全花器结构,属基部钩芒类型.突变体芒较短并伴随抽穗期推迟,株高、穗长和穗粒数显著降低等表型.遗传分析表明,突变体的芒型突变性状受单隐性基因cal-d控制.前期利用cal-d导入系BW106 × Bowman的F2群体,结合简化基因组测序(GBS,genotyping by sequencing)分析,将cal-d基因初步定位于3H染色体.进一步利用来自F2的杂合单株,包括13000株单株的F2∶3群体进行精细定位,最终将cal-d基因定位于3H染色体153～329Mb区间的近着丝粒区域.通过转录组混池测序分析结合大麦基因组和表达谱资源数据库,初步筛选了 9个候选基因.本研究结果为大麦芒型突变基因cal-d的克隆与功能验证奠定了基础,对于解析麦类作物芒的遗传发育机制具有重要的意义.