科研产出
施氮与抽穗后干旱胁迫对谷子生长及生理生化特性的影响
《山东农业科学 》 2023
摘要：为形成优化的谷子生产水氮调控措施,以济谷 22 为材料,采用盆栽试验,设置全生育期正常灌水CK(田间持水量 60%~70%)、抽穗—灌浆中期干旱W1(田间持水量 30%~40%)、灌浆中期—成熟期干旱W2(田间持水量 30%~40%)3 个水分处理和N0(不施氮)、N150(正常施纯N 150 kg/hm2)2 个氮素水平,研究不同水氮处理对谷子农艺和产量性状、干物质积累、生理生化特性及籽粒品质的影响.结果表明,抽穗后不同时期水分胁迫均降低谷子生物产量、籽粒产量和收获指数,籽粒必需氨基酸含量升高,抽穗—灌浆中期干旱处理更明显.W1N150出谷率、收获指数和脂肪含量最低,W1 N0 产量最低.干旱胁迫后,生殖器官干物质分配比重下降,SOD活性及PRO、MDA含量升高,NR和GS活性下降,复水后有所恢复,甚至达到高于对照水平.CKN150、W2 N150处理收获指数分别显著高于CKN0、W2N0,W1 N150显著低于W1N0.同一水分处理下,施氮处理籽粒蛋白质和氨基酸总量显著升高,淀粉和黄色素含量显著低于不施氮处理.综上,施氮可有效缓解抽穗后干旱对谷子造成的伤害,提高产量和品质.
关键词： 谷子 抽穗后干旱胁迫 施氮 生理生化特性 产量 籽粒品质
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谷子播期对谷子/花生间作系统生产力的影响
《核农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：间作作物的播期会影响其共生期,进而影响作物生产力和种间相互作用.为探究谷子(Setaria italic L.Beauv)播期对谷子/花生(Arachis hypogaea L.)间作系统生产力的影响,以谷子金选6号和花生大花生606为试验材料,固定花生播期为5月15日,谷子从5月15日至6月9日每5天播种1期,共设置6个播期处理(S1~S6).通过对单间作系统中作物产量、产量构成因素等指标的测定,分析不同谷子播期条件下谷子/花生间作的作物产量、系统生产力、种间竞争力的变化.结果表明,随着谷子播期的推迟,间作系统中谷子和花生的产量均表现为先升高后降低的趋势,5月25日播种时(S3)谷子产量(4.07 t·hm-2)和土地当量比(LER=1.24)最大,5月30日播种时(S4)花生产量(2.51 t·hm-2)、间作总产值(4.64万元·hm-2)和间作系统生产力(SP=2.93 t·hm-2)最大;谷子/花生间作系统的实际产量损失大于0,具有产量优势.谷子的侵占力大于0、竞争比率大于1,花生的侵占力小于0、竞争比率小于1,间作系统中的谷子是竞争优势作物,对资源的竞争能力高于花生且受谷子播期影响较大.相关性分析及通径分析发现,在间作系统中,谷子产量与穗长呈显著正相关,与穗粗、穗重、穗粒重呈正相关,且穗长对谷子产量的贡献作用最大.本研究结果对谷子/花生间作实践具有指导意义.
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谷子NCED3基因克隆及生物信息学和表达模式分析
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：脱落酸(ABA)在植物生长发育中起着重要作用,9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是ABA合成过程中的关键限速酶,关于谷子(Setaria italica)NCED基因研究的报道较少.本研究以济谷22为材料,通过RT-PCR克隆得到SiNCED3,生物信息学分析结果表明,其cDNA全长1836 bp,编码611个氨基酸;SiNCED3蛋白相对分子质量为66.36 kD,等电点为6.15,为稳定蛋白,无信号肽,亚细胞定位预测定位于叶绿体中,含一个NCED基因家族典型结构域RPE65,二级结构主要由无规则卷曲和延伸链构成;启动子顺式作用元件分析表明其受光、ABA、生长素等调控.通过qRT-PCR发现,SiNCED3在谷子根、茎、叶、叶鞘、穗等组织中均有表达,根中的表达量最高;干旱、低温以及盐胁迫都可以不同程度地诱导SiNCED3在谷子幼苗中的表达,表明该基因可能参与调控谷子对不同逆境的响应.
关键词： 谷子 SiNCED3 基因克隆 生物信息学分析 表达分析
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乙烯利和矮壮素螯合生长调节剂对谷子农艺和产量性状的影响
《山东农业科学 》 2021
摘要：为了明确乙烯利和矮壮素螯合生长调节剂在谷子生产上的抗倒丰产效应,本试验以华北夏谷主推品种济谷19为材料,研究乙烯利和矮壮素螯合剂对谷子农艺和产量性状的影响。结果表明,与对照（CK）相比,螯合生长调节剂（康丰利,KFL）显著降低济谷19的株高和重心高度,降幅分别为7.76%和11.02%;株高降低主要是由缩短茎基部第二、三、四节间长度所致,降幅分别为50.67%、37.90%和21.28%。螯合剂提高茎粗和茎秆强度,幅度分别为10.76%和63.98%,两者的提高主要是由增加茎秆机械组织厚度和表皮维管束数量所致。施用螯合剂提高叶面积指数（LAI）,其冠层的基部（0～50 cm）、中部（50～100 cm）和上部（>100 cm）分别提高18.16%、22.97%、56.71%。螯合剂显著提高旗叶的实际光化学效率（ΦPSⅡ）、荧光淬灭系数（qP）和电子传递速率（ETR）。与对照相比,施用螯合剂显著提高谷子产量,增幅为13.80%。综之,施用乙烯利和矮壮素螯合生长调节剂能显著降低谷子株高,增加谷子茎粗和茎秆强度,改善叶片荧光性能,从而提高谷子产量。该研究可为乙烯利和矮壮素螯合生长调节剂在谷子生产上的应用提供理论依据。
关键词： 谷子 乙烯利和矮壮素螯合生长调节剂 叶绿素荧光参数 抗倒伏 产量
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不同生态区骨干谷子品种表型鉴定与遗传分析
《核农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：骨干谷子品种对谷子产业发展发挥了重要的作用,为了解其优异性状遗传基础及利用价值,选用来源于不同生态区的12个骨干谷子品种,进行表型鉴定和遗传差异分析。结果表明,12个来源于不同生态区的骨干品种在株高、穗长、穗粗、穗下节间长、单穗重、生育期以及黄色素含量等方面差异较大。79对SSR多态性标记共检测到258个多态性变异位点,平均3.265 8个;SSR标记多态性（PIC）的变幅为0.141 1～0.711 6,平均为0.510 1;其中PIC>0.5的SSR标记有50对,占多态性标记的63.3%。12份材料的遗传距离变幅为0.140 2～0.801 1,平均为0.473 7;来自华北夏谷区的豫谷1号和沧谷4号遗传距离最近,而沧谷4号和来自内蒙高原的地方品种金香玉距离最远;总体而言,华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种遗传距离相对较大。相似性系数为0.594时,12个品种可聚为两类,华北夏谷区的豫谷1号、矮88、冀谷19号、沧谷4号和济谷12聚为一类,来自西北春谷早熟区、晚熟区和东北春谷区的7个品种聚为一类,聚类分析结果和品种的生态类型具有较高的一致性。群体结构分析和聚类分析的结果相似,华北夏谷区品种和春谷区品种之间存在基因交流。总之,不同生态区来源品种间遗传差异较大,同一生态区来源品种遗传差异较小;华北夏谷区骨干品种之间遗传差异较春谷区品种遗传差异相对较小;华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种间遗传差异较大,丰富华北夏谷区遗传变异,应加强与西北早熟春谷区品种之间的交流。本研究结果为优异谷子品种培育及种质资源利用提供了一定依据。
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谷子脂质转移蛋白基因SiLTP1的克隆及表达分析
《山东农业科学 》 2021
摘要：植物脂质转移蛋白（LTP）是一类含量丰富并且由多基因家族编码的小分子碱性蛋白。本研究利用PCR技术从谷子中克隆得到一个LTP基因,命名为SiLTP1。该基因的开放阅读框全长为354 bp,编码117个氨基酸。对其核苷酸及蛋白序列进行生物信息学分析,并通过qRT-PCR方法分析了SiLTP1在各胁迫下的表达模式。结果表明,SiLTP1具有脂质转移蛋白家族共有特性,即N端的信号肽结构、跨膜螺旋区、8个高度保守的半胱氨酸基序;三级结构预测表明,该蛋白主要是由4个α-螺旋和无规则卷曲组成;qRT-PCR结果显示,盐、干旱、ABA及MeJA均可诱导SiLTP1表达,其中盐胁迫诱导最为明显,显示SiLTP1可能参与谷子逆境胁迫响应过程,尤其在耐盐品质形成中发挥作用。本研究为深入解析谷子中SiLTP1的生物学功能及作用机制提供了理论依据。
关键词： 谷子 脂质转移蛋白 基因克隆 胁迫响应 表达模式分析
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山东省不同生态条件气候因素对谷子产量的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】谷子籽粒产量是谷子生产最重要指标之一。气候因素的变化对农业生产影响巨大,研究山东地区不同生态条件下气候因素的变化对谷子产量的影响,解析不同生态条件下育成谷子品种籽粒产量的变化规律,为优质特色谷子品种选育及生产利用提供科学依据。【方法】利用华北夏谷区选育的8个优质、特色谷子新品种,2016—2017年种植在山东省不同生态条件下的5个试点,成熟收获后测定谷子籽粒产量,进行多因素方差分析,利用Duncan方法检测籽粒产量差异显著性;利用Pearson方法对谷子产量和谷子生育期间气温、降水量、日照时数等因素进行相关性分析。【结果】不同年份、地点×年份、地点×品种对谷子籽粒产量影响极显著(P<0.01),品种、品种×年份、地点×品种×年份对籽粒产量影响显著(P<0.05)。地点、地点×年份、地点×品种、品种对谷子产量变异贡献率较大,分别为50.05%、19.76%、12.32%和8.67%;年份、品种×年份变异贡献率相对较小,分别为2.70%和1.69%。2017年谷子产量总体比2016年提高4.55%,但是试点之间表现不一致;济南市、临沂市、济宁市2017年产量比2016年分别提高21.64%、18.47%和3.96%,而德州市、泰安市试点2017年产量水平分别比2016年低8.66%和9.78%,同一试点不同年份之间产量差异显著的原因主要由气候因素引起,特别是降水量和降水时间的分布。2年5个试点8个谷子品种平均产量为5 657.2 kg·hm~(-2),变幅为5 267.8—5 926.0 kg·hm~(-2),豫谷18产量最低,济谷20产量最高。济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号和中谷2号产量差异不显著,但显著高于济谷19和豫谷18。相关性分析表明,谷子籽粒产量与各时段平均气温正相关(P>0.05);与生育期总平均气温显著正相关(P<0.05),与各时段最高温度正相关(P>0.05);与6月中旬、6月下旬苗期降雨量负相关(P>0.05),与7月下旬至8月中旬孕穗至开花期的降雨量负相关(P>0.05);与9月中下旬灌浆中后期光照时间正相关(P>0.05)。【结论】山东地区不同年份、地点、品种、地点×年份、地点×品种等因素对谷子产量影响有较大影响;不同年份、不同地点的气温和降水是影响谷子产量的重要原因,谷子全生育期平均气温升高提高了谷子籽粒产量;苗期、抽穗开花期降雨多对谷子产量有不利影响。不同年份、不同地点品种产量存在较大差异,济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号、中谷2号等品种在山东地区不同生态条件下有较好的丰产性和稳定性。
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谷子芽期耐盐碱综合鉴定及评价
《作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以全国主推的53个谷子品种为材料,在100 mmol L-1混合盐碱(NaCl∶NaHCO3=4∶1)胁迫下研究了不同谷子品种的耐盐碱性.结果表明,在盐碱胁迫下, 53个谷子品种的发芽势、发芽率、根长、芽长、根鲜重和芽鲜重均受到不同程度的抑制,以对根长的影响最大;相对发芽势与相对发芽率、相对根长与相对芽长及相对根鲜重与相对芽鲜重均呈显著或极显著正相关.通过主成分分析将14个单项性状指标转化为4个主成分,累积贡献率为90.4%;以4个主成分的得分值通过隶属函数分析获得不同品种耐盐碱的综合得分值,并通过聚类分析将53个谷子品种划分为6种耐盐碱类型,其中强耐盐碱品种2个,耐盐碱品种16个,中间型品种17个,盐碱敏感品种6个,不耐盐碱品种9个和极不耐盐碱的品种3个.同时利用回归分析建立了可用于评价谷子耐盐碱性的回归方程D'=0.298+0.037X2+0.144X3+0.018X6+0.209X7-0.183X9+0.115X11-0.201X12+0.112X13-0.101X14+0.284X15,相对发芽率、根长盐害率、芽长盐害率和根冠比盐害率可以作为谷子耐盐碱性的评价指标.
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基于灰色多维综合隶属度评估方法的谷子品种适应性评价
《中国农学通报 》 2020 CSCD
摘要：为了定量评价不同生态区新育成夏谷品种在鲁中地区的农艺性状表现和生态适应性,于2017-2018年连续2个夏谷生长季开展品种比较试验,在系统分析田间试验资料的基础上,利用灰色多维综合隶属度评估方法对16个参试谷子品种进行了适应性评价,结果表明:属于"优良"等级的品种有'豫谷32'、'济白米1号'和'济糯米2号';属于"良好"等级的品种有'豫谷18'、'济谷22'、'济谷19'、'济谷20'和'济谷21';属于"一般"等级的品种有'中谷2号'、'济谷17'、'保谷23'、'沧谷9号'、'豫谷31'和'冀谷39';属于"较差"等级的品种有'中谷7号'和'冀谷42'.说明,'豫谷32'、'济白米1号'和'济糯米2号'在鲁中地区有较好的适应性,可以进行大面积推广种植,对于推动当地谷子生产和产业化开发具有重要意义.
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