科研产出
基于转录组分析花生单粒精播与多粒穴播植株荚果产量差异的分子机制
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在中国,为保证出苗率及播种质量,田间常采用多粒播种.然而,多粒穴播植株间的竞争往往限制了植株的生长和最终产量.为了解决这一矛盾,团队前期研究建立了单粒精准播种的高产栽培技术.单粒精播技术的节种作用和增产效果结合起来能够带来更大的效益,实现节本增效.挖掘不同种植方式花生叶片、根系及荚果中的差异表达基因,探讨单粒精播栽培技术提高花生荚果产量的分子机制,为进一步推动花生高产高效提供理论依据和技术支撑.[方法]以花生品种花育25号为试材,测定单粒精播和多粒穴播种植产量相关指标,分别取花生开花后30 d倒三叶和主根及侧根、鸡头幼果期花生荚果进行转录组测序,从分子水平阐述不同播种方式花生产量的差异.[结果]与多粒穴播相比较,单粒精播种植方式下花生单株荚果数、单株饱果数、单株果重、经济系数均显著提高.转录组数据组装后,平均每库包含4 430万个读数.通过不同比较组合中差异表达基因、GO和KEGG通路分析,与多粒穴播相比较,单粒精播种植植物叶片中参与赤霉素信号传导、光信号传导等过程的转录因子及光系统Ⅱ放氧复合体、叶绿体膜、氧化还原反应等光合作用相关基因表达量升高;根系中生物胁迫和非生物胁迫诱导的苯丙素代谢途径相关基因包括细胞色素P450 基因、氧化还原基因、胁迫反应转录因子和信号调节蛋白显著富集.荚果发育初期淀粉和蔗糖代谢基因显著富集,更加有利于花生荚果发育过程中籽仁充实.[结论]花生叶片中光合相关基因表达上调能够促进光合效率提升,与产量的增加密切相关;单粒精播提高了根系抗生物和非生物胁迫的能力,结合荚果发育初期能量物质相关基因表达上调均有利于地下部花生荚果的发育,提高花生产量.
关键词： 花生 单粒精播 产量 RNA-Seq 光合作用 苯丙素途径
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间作和轮作通过根冠互作调控作物产量形成的生理生态机制
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：作物轮作和间作是提高农业资源利用效率和作物生产力的重要途径。平衡协调的根冠关系是作物正常生长发育和产量品质形成的保证。轮作能增加土壤养分和有机质含量、改善土壤结构,改变土壤微生物多样性及其生态功能,影响根系形态和功能,进而调控地上部冠层的生长发育和产量品质形成;间作一方面改变地下部微生态,并通过根系间的交流与互作,影响根系形态和功能,另一方面改变冠层小气候,影响作物株型和群体结构特征,调控地上部冠层光合生产、同化物分配和产量形成。间作和轮作通过改变根冠的生态生理打破了原有的根冠关系,并通过根冠互作实现根冠关系再平衡来调控产量和品质的形成。以两种作物宽幅间作、年际种植位置互换为特征的交替间作新模式兼具轮作和间作的作用,能更有效地调节和再平衡根冠关系,促进作物产量形成。本文提出了根冠关系再平衡的观点,并从这一角度论述了作物间作和轮作,特别是交替间作促进作物产量形成的效应和机理。
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1%对氯苯氧乙酸钠水剂在番茄上的应用效果评价
《生物灾害科学 》 2022
摘要：[目的]为了科学评价对氯苯氧乙酸钠调节番茄生长的效果.[方法]通过2年田间试验,采用常规生长指标测定及生理生化方法,研究其对番茄坐果率、果型指数、单果质量、产量、果实可溶性固形物和可滴定酸含量的影响.[结果]按有效成分15,20,25 mg/kg喷洒番茄花序,对氯苯氧乙酸钠可显著提高番茄坐果率,且对番茄果型无不良影响.在2019年和2020年,15,20,25 mg/kg对氯苯氧乙酸钠处理的番茄增产率分别为12.06%和12.16%,13.67%和14.59%及14.48%和9.46%,但处理剂量过高不利于产量的进一步提高.[结论]该药剂在20~25 mg/kg剂量下,可提高番茄坐果率和产量,提高番茄果实的可溶性固形物含量,同时降低可滴定酸含量,在一定程度上改善番茄果实品质.
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不同品种甘薯淀粉组分、物化及粉条品质的比较研究
《核农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同品种甘薯淀粉特性与其粉条品质的关系,本研究选用济薯25、济薯26以及商薯19共3个品种于丘陵山地进行试验,收获后进行块根干物质含量、产量测定以及淀粉分离,分析淀粉组分、老化和糊化特性,并对粉条品质进行测定。结果表明,济薯25的薯干产量显著高于其他2个品种(P<0.05),且3个品种的淀粉结晶结构、形态相似。3个品种甘薯的淀粉含量、组分以及糊化特性不同,其中济薯25淀粉的灰分和蛋白质含量、最终黏度、回生值高于其他2个品种,商薯19淀粉的直链淀粉、磷和粗纤维含量最高。济薯25淀粉加工的粉条硬度、拉伸强度和剪切性能均优于商薯19和济薯26。相关关系分析发现,直/支链淀粉比值与粉条硬度、拉伸强度和剪切行为呈正相关,淀粉的峰值黏度、最终黏度、回生值与其粉条硬度呈负相关。因此,筛选出的甘薯品种济薯25较适合粉条加工,适宜在丘陵山地种植,这不仅促进了丘陵山区甘薯产业的可持续发展,也为甘薯产业带动乡村振兴提供了品种支撑。
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微喷灌条件下减量施氮对冬小麦光合特性和产量的影响
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：为明确微喷灌条件下冬小麦光合特性和籽粒产量对减量施氮的响应机制,本试验于2019—2021年两个冬小麦生长季以济麦22为供试品种,设置240、216、192、0 kg/hm2共4个施氮(N)量处理,分别对应当地农民常规施氮量(N240)、常规施氮量减氮10%(N216)、常规施氮量减氮20%(N192)和对照(N0),研究不同处理对冬小麦花后旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、瞬时叶片水分利用效率(LWUE)、叶绿素相对含量(SPAD值)和籽粒产量及其构成因素的影响.结果表明:①N216处理花后20天旗叶Pn、LWUE和SPAD值最高,Ci最低,其Tr和Gs均显著高于N0和N192处理.②N192处理花后10天、20天旗叶Pn、Tr、Gs和SPAD值均显著低于N240和N216处理,表明常规施氮量减氮20%对济麦22灌浆阶段的光合特性具有不利影响.③N216处理的穗粒数和千粒重均显著高于N240,籽粒产量在两个生长季分别为8765.42、8910.28 kg/hm2,其与N240处理均显著高于其它处理.本试验条件下,常规施氮量减氮10%有利于济麦22在灌浆中后期保持较高的光合能力,提高穗粒数和千粒重,促进高产高效.
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氮肥后移对花生氮代谢相关酶活性、氮素利用效率及产量的影响
《中国油料作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：本研究以农花5号为试材,在施氮肥总量一致的条件下,设3个不同施用时期处理:基施氮肥135 kg·hm-2(T1)、基施氮肥67.5 kg·hm-2+苗期追肥67.5 kg·hm-2(T2)、基施氮肥45 kg·hm-2+苗期和开花下针期分别追肥45 kg·hm-2(T3)、以不施氮肥CK为对照,研究氮肥后移对花生叶片氮代谢相关酶活性、氮素积累量与利用效率、产量及其构成因素的影响.试验结果表明,不同施氮时期处理下,氮代谢相关酶活性和氮素积累量的变化趋势大致相同,但活性和含量的高低因施氮时期的不同发生变化.T3处理能显著提高花生生育后期叶片的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶的活性;花生生育后期植株总氮素积累量、根系和荚果氮素积累量以T3处理最高,但各施肥处理间差异不显著;氮肥农学利用率和氮肥偏生产力亦以T3处理最高,且差异达到显著水平(P<0.05);T3处理产量最高,为5361.11 kg·hm-2,比CK、T1和T2处理分别增产20.79%、3.27%和5.66%.从产量构成因素分析,T3处理产量的提高主要依赖于花生的单株果重和饱果率的提高.
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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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花生专用缓释复混肥分层条施促进花生根系生长、产量形成及氮素利用
《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]深入探究肥料分层条施对花生根系生长、氮素利用效率及荚果产量的调节作用,丰富花生全程可控施肥理论与技术.[方法]2019年在莒南和2019-2020年在济阳开展大田试验,设人工撒施(B)、肥料机械分层条施(L)两种施肥方式,选择普通复合肥(CF)、含有100天释放期的花生专用缓释复混肥(SF),另设不施氮肥对照(N0)共5个处理.分析花生根系在0-10、10-20 cm 土层的分布及花生产量和产量构成因素.[结果]与普通复合肥处理(CF)相比,花生专用缓释复混肥(SFB、SFL)的荚果产量提高了 3.6%~11.7%(莒南)和5.5%~13.2%(济阳).肥料分层条施比人工撒施平均增产6.5%~14.8%(莒南)、10.4%~20.7%(济阳).SFL比CFB平均增产19.0%(2019年莒南)、24.9%(2019年济阳)和27.3%(2020年济阳).从产量构成因素来看,单株结果数、饱果数、百果重是荚果产量增加的基础.与人工撒施相比较,肥料分层条施处理显著提高了结荚期花生株间40-60 cm 土层、行间20-60 cm 土层深度的单位体积根系干重和根长,增加了深层根系的分布比例,促使根系向横向和纵向发展.与CFB相比,SFL成熟期荚果干物质分配比例提高5.8个百分点(莒南)和5.7个百分点(济阳),荚果氮素分配比例增加4.2个百分点(莒南)和4.6个百分点(济阳).施肥方式和肥料类型均显著影响花生氮素利用,分层条施花生专用缓释复混肥(SFL)较复合肥人工撒施处理(CFB)氮肥偏生产力分别提高了 22.7%(2019年莒南)、28.8%(2019年济阳)、31.2%(2020年济阳),其氮肥农学效率分别提高了120.9%(2019年莒南)、125.4%(2019年济阳)、145.1%(2020年济阳).[结论]采用分层条施方法施肥可提高花生产量和氮素利用效率.花生专用缓释复混肥的增产效果优于普通复合肥.花生专用缓释复混肥采用机械分层条施是提高氮素利用率和增加花生荚果产量的有效措施.
关键词： 花生 花生专用控释肥 分层条施 根系发育与分布 干物质积累与分配 氮素利用 产量
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化肥减施和秸秆还田对土壤肥力、棉花养分吸收利用及产量的影响
《棉花学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探明化肥减施和秸秆还田对土壤肥力、棉花养分吸收利用及产量的影响.[方法]2016-2018年安排大田定位试验,设置6个处理:化肥常规用量(NPK)、秸秆还田(S)、化肥常规用量加秸秆还田(NPKS)、化肥常规用量减施25%加秸秆还田(0.75NPKS)、缓控释肥常规用量加秸秆还田(CRFS)和缓控释肥常规用量减施25%加秸秆还田(0.75CRFS),以NPK作对照.[结果]连续3年试验,与NPK比较,NPKS和CRFS的土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均逐年增加;0.75NPKS和0.75CRFS的土壤有机质含量逐年增加,土壤有效磷含量逐年减少,而土壤碱解氮、速效钾与NPK差异不显著.NPKS、CRFS、0.75NPKS和0.75CRFS的植株氮、磷吸收量和表观利用率逐年增加,其中2018年磷吸收量较NPK分别增加6.17%、8.01%、8.88%和7.94%,差异显著,而3年试验中4个秸秆还田处理的钾吸收量与NPK处理差异均不显著.始絮期NPKS和CRFS的主茎倒二叶SPAD值和净光合速率呈现逐年增加趋势,0.75NPKS、0.75CRFS的主茎倒二叶SPAD值和净光合速率与NPK差异不显著.3年内,NPKS、CRFS的籽棉产量较NPK有所提高但差异不显著,0.75NPKS、0.75CRFS籽棉产量较NPK略低,但差异不显著.连续3年试验,NPKS、0.75NPKS、CRFS和0.75CRFS处理的单位面积铃数、铃重和衣分与NPK均无显著差异.[结论]3年内化肥减施25%配合秸秆还田能够提高化肥表观利用率且棉花不减产,为避免长期减施化肥导致土壤有效磷含量下降,须适当补充磷肥.
关键词： 棉花 秸秆还田 减量施肥 土壤养分 营养吸收 产量
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