科研产出
山西糜子核心种质分子身份证构建
《植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为快速鉴定糜子（Panicum miliaceum）资源,建立分子标记检测平台,以272份山西糜子核心种质为研究材料,利用85对简单重复序列（SSR）引物,应用ID Analysis 4.0软件,构建DNA分子身份证。结果表明,对85对SSR引物进行筛选,发现20对引物组合（RYW67、RYW53、RYW37、RYW65、RYW62、RYW77、RYW5、RYW49、RYW84、RYW19、RYW11、RYW40、RYW54、RYW28、RYW31、RYW7、RYW16、RYW8、RYW9和RYW18）可区分272份材料。共检测到等位变异（Na） 60个,平均每个位点检出3个;Shannon多样性指数（I）为0.957 8 （RYW16）–1.096 7 （RYW5）,平均值为1.055 2;多态性信息含量（PIC）为0.604 4 （RYW77）–0.753 0 （RYW37）,平均值为0.692 1。利用20对引物构建山西糜子核心种质的字符串、条形码和二维码DNA分子身份证,可为种质身份标识和溯源提供实践路径。
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等离子体处理对亚麻籽中生氰糖苷含量的影响
《东北农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：亚麻籽中的生氰糖苷毒性较大，它的存在限制了亚麻籽的综合利用。为了探索在种植生产中降低亚麻生氰糖苷的方法，采用等离子体技术处理亚麻种子，研究了剂量强度、种子流量和处理次数对亚麻籽中生氰糖苷含量的影响。正交试验结果表明，影响亚麻籽中生氰糖苷含量的因素顺序是：剂量强度＞处理次数＞种子流量；等离子体处理种子技术的试验最佳组合是：剂量强度为2.4 A，处理次数为4次，种子流量为0.8 kg/min。多品种试验结果表明：等离子体技术处理不同的亚麻品种，收获后的亚麻籽生氰糖苷含量均有不同程度的降低，降幅在18.14%～31.33%。研究表明等离子体技术处理亚麻种子能有效降低生氰糖苷含量，可以在生产实践中推广应用。
关键词： 等离子体种子处理技术 亚麻 生氰糖苷
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谷子重组自交系主要农艺性状和品质性状相关分析
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：通过对谷子主要农艺性状遗传变异分析，探讨影响谷子直链淀粉和黄色素含量的主要因素，筛选出综合性状优良的株系，为谷子遗传改良和创造新种质提出理论参考。本研究以嫩选15和黄金苗杂交获得的重组自交系群体为材料，于2020年和2021年种植于山西农业大学东阳示范基地，对籽粒直链淀粉、黄色素2个品质性状和株高、穗长、叶面积、茎粗、穗粗、茎节数、单穗重、穗粒重8个主要农艺性状进行了遗传变异分析、相关性分析和回归分析。综合两年试验结果表明：亲本之间黄色素含量、直链淀粉含量、叶面积和穗粗存在显著差异；RIL群体所调查性状变异丰富，分布近似符合正态分布，表现双向超亲分离。各个性状的变异系数范围为8.05%～35.32%，综合分析两年数据可知，单穗重和穗粒重变异系数较高，株高和直链淀粉含量的变异系数较低。黄色素含量与直链淀粉、株高、茎节数呈极显著正相关，与穗粒重呈显著正相关，与叶面积呈极显著负相关。直链淀粉含量与叶面积、茎粗、穗长呈极显著负相关，和茎节数呈极显著正相关。进一步回归分析可知，叶面积、株高和穗长是影响黄色素含量的最主要因素，叶面积、穗长对直链淀粉含量存在负向的影响作用，单穗重、穗粗、茎节数对直链淀粉含量存在正向的影响作用。
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糜子GBSSI基因功能标记的开发与验证
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：根据糜子胚乳直链淀粉合成调控基因 Waxy(GBSSI)上已知功能位点的核苷酸差异设计功能分子标记,并对山西省 270 份糜子资源进行基因型检测和基因分型.通过对粳糯性状的鉴定,将表型与基因型结合对分子标记进行验证.对 46 份不同基因型糜子资源进行直链淀粉含量测定,分析该基因的遗传效应,评估其育种利用价值.GBSSI基因在糜子中以2种形式(L和S)存在,针对S型基因15 bp的InDel位点设计了一个功能标记(RYW214),该标记能有效区分 126 bp、141 bp 和杂合(126/141 bp)3 种带型,粳糯性鉴定显示该标记结果与表型鉴定结果吻合度高,达93.30%,Pearson相关性指数r为0.745.针对L型基因上的一个单核苷酸插入位点和一个SNP位点,设计了2个CAPS标记(RYW215、RYW216),该标记可对L基因准确分型.270份资源中,共有11种基因型.其中,基因型S-15/LF最多,有84份(31.10%),其次是S0/S-15/LF(22.96%),S-15/LY/LF最少(0.74%),未发现S-15/LC.46份材料中,直链淀粉含量较高的基因型为S0/LY/LF(15.50%),最低为S-15/LF(0.58%).突变基因型S-15会导致直链淀粉含量出现质的下降,杂合基因型S0S-15直链淀粉含量稍高于纯合基因型S-15.
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耕作方式对连作高粱产量及土壤水分与有机碳含量的影响
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为缓解连作障碍，改善土壤，保证高粱原粮生产量和农业可持续发展。2019—2020年，在山西农业大学高粱研究所东白试验基地开展高粱连作长期定位试验，研究休闲期传统耕作、免耕、秋旋耕、秋深松、秋深耕、春深耕等不同耕作方式对连作高粱土壤水分、有机碳及产量的影响，旨在寻求连作高粱产量提升的适宜耕作方式和时间，及其蓄水保墒固碳增产机理，为高粱的稳定生产提供栽培技术及理论依据。结果表明，休闲期耕作可增加连作高粱各生育时期0～20 cm土壤有机质含量，增加颗粒有机碳、轻组有机碳、重组有机碳、易氧化有机碳和可溶性有机碳含量；增加播前0～100 cm土壤蓄水量0.72～46.52 mm和各生育时期0～100 cm土壤蓄水量，且播前水分可延续用至拔节期，中后期由于降水多仍有效果；可增加产量4.75%～23.67%,增加生育期水分利用效率19.09～29.19 kg/（hm~2·mm）,尤其秋深耕耕作方式增加更明显。相关分析表明，连作高粱产量与土壤水分、有机质含量显著正相关；底墒较高时，产量与生长前期土壤水分关系更密切；底墒较低、中后期降水较多时产量与中后期土壤水分关系更密切。总之，连作高粱在休闲期秋深耕，利于增加有机碳含量，利于蓄水保墒，且水分延用至拔节期，从而提高产量和水分利用效率。
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燕麦–绿豆间作效应及氮素转移特性
《植物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究燕麦（Avena sativa）–绿豆（Phaseolus radiatus）间作效应及氮素转移特性,在不施氮肥的大田试验条件下,设置3种种植模式（燕麦单作、绿豆单作和燕麦–绿豆间作）,采用传统挖根法和15N同位素标记法进行研究。结果表明,间作系统中燕麦侵袭力强于绿豆,绿豆生长受到抑制。整个生育期,间作燕麦地上部干物质积累量比单作增加14.9%–33.1%,2年成熟期间作燕麦的氮素积累量比单作分别提高53.1%和44.8%;间作减少了开花结荚期绿豆氮素积累量和根瘤重量,降低了绿豆的固氮效率,绿豆的固氮效率2年平均降低23.7%,生物固氮量平均减少11.66%。间作绿豆向燕麦的氮素转移率2年平均值达31.7%,氮素转移量为212.16 kg·hm–2。燕麦–绿豆间作降低了开花结荚期绿豆的根瘤固氮酶活性和固氮效率,但绿豆体内氮素转移增加了燕麦对氮素的吸收利用,实现了地上部与地下部生长的相互调节和促进,优化了农田生态系统的氮素管理。
关键词： 燕麦–绿豆间作 根瘤固氮 15N同位素标记 氮素吸收 氮素转移
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四种芽孢杆菌菌剂对甘薯不同时期产量及品质的影响
《作物杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同类型芽孢杆菌菌剂对甘薯产量和品质的影响，以苏薯16为试验材料进行田间小区试验，设置4种芽孢杆菌菌剂和对照（CK）处理，研究芽孢杆菌菌剂对甘薯不同时期产量及品质的影响。结果表明，在常规施肥基础上，施加4种不同类型芽孢杆菌菌剂均能增加甘薯产量和品质。在移栽后142d，枯草芽孢杆菌处理下甘薯的增产幅度最大，4种芽孢杆菌菌剂处理相比CK处理增产幅度为4.6%～25.4%；在整个生长期，甘薯淀粉积累量呈先增加后减少的趋势，在移栽后113d淀粉积累量达到最大值，4种菌剂处理相比CK处理增幅为2.9%～16.4%，增幅最大的是甲基营养型芽孢杆菌；甘薯可溶性糖积累量呈先减少后增加变化趋势，并在移栽后142d达到最大值，4种菌剂处理相比CK处理增幅为3.2%～34.2%，其中解淀粉芽孢杆菌处理最显著。甘薯胡萝卜素积累量与粗蛋白含量变化趋势基本一致，均呈先增后减的变化，并在移栽后90d达到最大值，在移栽后142d其增幅分别为6.1%～29.5%和2.8%～14.5%，其中解淀粉芽孢杆菌处理最显著。通过主成分分析综合评价得出，施加解淀粉芽孢杆菌对甘薯产量及品质的促进效果最佳。
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山西高粱品种(系)的花后抗旱性评价
《干旱地区农业研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以22份山西历年审定（鉴定、登记）的高粱品种及预登记的高粱品种为参试材料，通过自然干旱（DS）和正常灌溉（NI）两种处理方式，采用大田自然鉴定法，调查农艺性状、品质性状和光合性状3类主要性状指标。结合隶属函数（U）和干旱敏感指数（S）的聚类分析法及热图法对材料进行分类，对抗旱指标进行综合评价。结果表明：在干旱胁迫下，高粱品种除了穗柄伸出长平均增长5.26 cm和单宁含量平均增加0.09%,其余性状指标均出现下降；除净光合速率外，其余性状指标之间均存在一定程度的相关性。利用以上两种方法，筛选出极抗品种3份（S9、S10和S7即晋杂108、晋杂22号和晋杂101）,极弱品种1份（S17即晋杂4号）。根据干旱敏感指数计算，主成分分析为9个性状，主成分累计贡献率84.662%,产量和单穗粒重是决定第一主成分的主要性状，贡献率为17.999%。干旱胁迫对高粱品种（系）花后主要性状指标均有显著影响。不同高粱材料间抗旱性差异显著，应用两种抗旱性评价方法，可以较为准确地评价参试高粱品种（系）的抗旱性。产量、单穗粒重、株高和倒二叶叶宽可以作为评价高粱花后抗旱性的主要形态指标。
关键词： 高粱品种(系) 花后抗旱性 农艺性状 品质性状 光合性状
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调控高粱分蘖高度的基因及表达分析
《华北农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：分蘖高于主茎是困扰高粱品种整齐度和机械化生产的重要原因之一，为了阐明高粱调控分蘖高度基因的作用机制，提高高粱品种整齐度、选育适宜机械化生产高粱品种，依据前期的定位结果，利用15份分蘖与主茎整齐一致和17份分蘖高于主茎的高粱品种组成自然群体对候选基因进行验证，发现SNP3位点影响分蘖高度，所属基因为Sobic.009G213300.1.v3.2,命名为SbTH,位于水解酶＿4保守区域。以分蘖高度与主茎一致的K35-Y5和分蘖高于主茎的1383为材料，通过实时荧光定量PCR分析SbTH基因在高粱不同组织中的表达模式。结果表明，2个材料SbTH基因在根和叶中均有表达，虽然表达量有差异，但趋势基本一致；1383主茎和分蘖茎基因表达量和趋势也基本一致，而K35-Y5在主茎开花期时呈反向表达，主茎表达量达到最高，同期的分蘖茎表达量降到最低。分析认为，SbTH在K35-Y5分蘖中表达量低，控制了分蘖节间的过度生长，形成主茎与分蘖高度一致的株型，而在1383分蘖中表达量高，促进分蘖节间的生长，使得分蘖比主茎高，SbTH基因在主茎开花期的差异表达是影响分蘖株高的关键。
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基于荧光SSR构建中国糜子核心种质DNA分子身份证
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】糜子（Panicum miliaceum L.）作为一种古老的粟类作物，种质丰富，基于荧光SSR标记构建其DNA分子身份证可为资源的数字化管理提供理论依据和分子检测工具。【方法】以235份中国糜子核心种质为试验材料，对山西农业大学农学院糜子作物分子育种课题组前期开发的糜子特异性SSR标记进行多次PCR筛选和优化后获取核心引物。基于糜子参考基因组信息，经过BLAST序列比对后将核心标记进行染色体定位。在SSR引物的5′端标注荧光（FAM/HEX），利用毛细管电泳给出材料的基因型，采用“0,1”二进制编码方式记录扩增条带的有无，使用ID Analysis 4.0检测材料的区分程度。采用十进制（0—9）统计扩增片段大小以获得材料的字符串分子身份证。使用Popgene、Powermarker、MEGA、NTSYS进行遗传多样性、遗传聚类和主成分分析。利用二维码在线软件（https://cli.im/）给出材料的二维码DNA分子身份证。【结果】PCR扩增结果发现，7个荧光SSR（RYW3、RYW6、RYW11、RYW18、RYW37、RYW43和RYW125）组合在一起可以将235份材料全部区分开。BLAST结果表明，RYW18、RYW37分布在第2染色体，分别位于0.60和0.80 cM处；RYW125位于第4染色体，定位在10.40 cM处；RYW43、RYW6分布在第5染色体，分别位于52.80和53.00 cM处；RYW11和RYW3定位在第6染色体，分别位于2.10和20.70 cM处。遗传多样性分析结果表明，235份材料在7个位点共检出87个等位变异，每个位点检出3（RYW11）—25（RYW6）个，平均为12.4286；检出Shannon多样性指数（I）变幅为0.2055（RYW18）—2.0587（RYW6），平均1.1398；观测杂合度（Ho）为0.0086（RYW11）—0.9455（RYW18）；期望观测杂合度（He）为0.0795（RYW18）—0.7452（RYW6）;Nei’s基因多样性指数（Nei）为0.0793（RYW18）—0.7452（RYW6）；多态性信息含量（PIC）为0.0334（RYW11）—0.8071（RYW6），平均为0.5185。聚类分析和主成分分析均将材料划归8个类群。将电泳条带进行数字编码，利用7个标记组合，构建了全部材料的字符串和二维码DNA分子身份证。【结论】以235份中国糜子核心种质为试验材料，利用PCR扩增和毛细管电泳筛选到7个糜子荧光SSR核心标记。基于糜子参考基因组信息将上述标记定位在4条染色体上。利用上述标记扩增供试材料，给出遗传多样性衡量参数，基于遗传距离将材料聚为8个类群，主成分分析解决了聚类结果中出现的偏差。依照最少引物区分最多种质的原则，利用十进制编码方式给出材料的字符串DNA分子身份证，结合表型数据，利用二维码在线软件构建了全部材料的二维码DNA分子身份证。
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