镉与铅互作及污泥改良对油菜生长与积累重金属的影响

采用盆栽试验,研究土壤受到镉与铅污染以及添加污泥对芥菜型油菜和甘蓝型油菜的生长及积累重金属的影响.镉与铅污染降低两种油菜的干重、株高和根长;添加污泥增加两种油菜的干重、株高和根长.添加污泥增加油菜根、茎和叶的镉和铅含量.镉与铅共存时,铅促进油菜的根、茎和叶的镉含量增加;土壤镉含量增加会降低油菜的根、茎和叶的铅含量.     

小麦AGPase胞质型小亚基SSU I的克隆及过表达反义表达与RNAi干扰载体的构建

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号的发育籽粒中克隆出小麦淀粉合成关键酶AGPase胞质型小亚基(AGPase plastic small subunit,SSU I)的cDNA全长,并构建了此基因的过表达、反义表达和RNAi干扰载体.SSU I的cDNA全长为1465 bp(GenBank No.EF405961),编码域长度为1 422 bp,位于EF405961的2～1423 bp.同源性比较结果表明:与GenBank上已报道的SSU I基因(X66080,AF244997,Z48562)同源性达98%～99%.以pWM101质粒为基础,构建了由35S启动子调控的SSU I基因的过表达载体p.WM101SSU I S;将该基因反向置于pB1121质粒的CaMV35S启动子之后,构建了SSU I的反义表达载体pBI121SSU I A.同时还克隆出SSU I基因的一段260 bp高保守序列,以pFGC5941质粒为基础,构建了RNAi干扰载体pFGC5941SSU I.     

不同微肥处理下油菜产量与高光谱反射率关系分析

油菜是我国第一大国产植物油来源,大田生产中需要施加适量的微肥以提高产量和品质。筛选出一种可提高油菜产量的微肥配方需要经过复杂的大田统计和产量测定,因此构建出能快速筛选微肥的模型十分重要。以高油酸油菜“帆鸣1号”为试验材料,使用地物波谱仪测定了不同微肥条件下全生育期的光谱反射率,并用乙醇提取法准确测定叶绿素含量。将光谱反射率、叶绿素含量和最终产量性状两两间进行相关性分析。产量测定表明,施加微肥可以提高油菜产量和蕾薹期时叶绿素的含量,使单株产量最高提高2%。光谱参数与叶绿素相关性分析表明,蕾薹期时叶绿素含量与光谱参数550和720 nm相关性较高,表明蕾薹期光谱参数可用于预测产量进而筛选出能提高油菜产量的微肥。叶绿素含量和产量相关性分析表明,蕾薹期时,叶绿素含量与产量相关性较高。光谱参数与产量相关分析表明,550和720 nm的光谱反射率与产量之间均呈显著负相关性。光谱参数与产量相关分析表明,550和720 nm的反射率与产量之间均呈显著负相关性。综合分析施肥量、光谱参数、产量和叶绿素变化可知,蕾薹时光谱参数550和720 nm与产量相关系数模拟的线性方程可用于微肥的筛选,线性方程分别为y=-32.362x+33.097,y=4.069 5x+35.386,y=28.849x+23.735,y=-19.023x+31.005,y=12.447x+24.586,R2均大于0.6。综合分析施肥量、光谱参数、产量和叶绿素变化,油菜生长至蕾薹期时光谱参数550和720 nm与产量相关系数模拟的线性方程R2≥0.6时的微肥配比可以使产量提升。本研究结果表明,蕾薹期光谱参数可用于预测产量进而筛选出能提高油菜产量的微肥,可增加样本量进一步检测相关性并开展后续验证。鉴于地物波谱检测技术具有过程高效,不使用化学试剂,无需对样本进行破坏性取样,成本低,该模型的建立对开展大规模高油酸油菜微肥配方的快速筛选具有重要意义,为筛选油菜微肥和促进油菜产量研究提供了理论基础。     

转基因油菜雄性不育系15A及其恢复系菌核病抗性的鉴定与筛选

采用苗期接种法对湖南油料所构建及选育的转基因油菜雄性不育系15A、胞质三系不育系742A,常规油菜恢复系695、780的抗耐油菜菌核病进行鉴定,结果表明,4个品种均为抗性品种,其中15A为中抗,742A、695、780为低抗。四个品系的病情指数均比对照中油821低。各品系单株之间抗性存在明显差异。     

小麦AGPase胞质型小亚基SSUⅠ的克隆及过表达反义表达与RNAi干扰载体的构建

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号的发育籽粒中克隆出小麦淀粉合成关键酶AGPase胞质型小亚基（AGPase plastic small subunit,SSU Ⅰ）的cDNA全长,并构建了此基因的过表达、反义表达和RNAi干扰载体.SSUI的cDNA全长为1465 bp（GenBank No.EF405961）,编码域长度为1 422 bp,位于EF405961的2～1 423 bp.同源性比较结果表明：与GenBank上已报道的SSU I基因（X66080,AF244 997,Z48562）同源性达98%～99%.以pWM101质粒为基础,构建了由35 S启动子调控的SSU I基因的过表达载体pWM101SSU Ⅰ S;将该基因反向置于pBI121质粒的CaMV35S启动子之后,构建了SSU Ⅰ的反义表达载体pBI121SSU Ⅰ A.同时还克隆出SSU Ⅰ基因的一段260 bp高保守序列,以pFGC5941质粒为基础,构建了RNAi干扰载体pFGC5941SSU Ⅰ.     

油菜光谱的多重分形分析及叶绿素诊断建模

作物信息科学的重要内容是如何利用作物的信息对其进行无损营养诊断,光谱分析是一种有效可行的途径。对于油菜而言,冠层光谱的特征是描述其营养状况的重要指标。但由于原始光谱总是受到一些如环境、气候等外在因素的影响,其巨大的波动导致难以直接用于油菜生物量的诊断。然而,光谱的多重分形特征将保持相对稳定。为研究油菜冠层光谱与叶绿素含量的关系,基于多重分形理论,提出了基于油菜冠层光谱特征的叶绿素定量预测模型和定性识别模型。以24个移栽种植小区和24个直播种植小区的高油酸油菜苗期样本为试验对象。首先,利用流行的多重分形去趋势波动分析提取了6个不同波段范围内光谱的广义Hurst指数和质量指数及其他相关的特征参数,发现它们都呈现典型的多重分形特性。但两种不同种植方式下的光谱特征也存在差异。接着,通过多重分形特征参数与SPAD值的相关分析发现不同波段的光谱所含的有效信息不同。以多重分形特征参数建立单变量油菜叶片SPAD值预测模型,移栽方式、直播方式及混合样本的预测模型相对均方根误差均小于5%。最后,以多重分形特征组合建立识别模型,以Fisher线性判别法识别移栽和直播两种种植方式的最大约登指数为0.902 5,对应最敏感波段为350~1 350 nm。这项有意义的工作为预测油菜叶绿素提供了理论基础和实践方法,也为寻找敏感波段进行识别诊断提供了有效的途径。     

3-吲哚乙酸和水杨酸对芥菜型油菜耐受／积累铅的影响

应用盆栽实验研究土壤受到铅污染时,外源3-吲哚乙酸和水杨酸对芥菜型油菜耐受和积累铅的影响.过量铅降低芥菜型油菜的生物量和叶绿素含量,增加SOD活性和MDA含量.添加外源IAA和SA增加芥菜型油菜的生物量和叶绿素含量.添加IAA增加芥菜型油菜的SOD活性和MDA含量,而施用SA则降低芥菜型油菜的SOD活性和MDA含量.添加外源SA对芥菜型油菜体内铅含量影响不显著.IAA单独施用或IAA/SA联合处理都显著增加芥菜型油菜体内铅含量.     

南方双季稻区冬油菜早熟品种选育和机械栽培研究进展

为促进南方双季稻区冬油菜生产的发展,选育出油菜早熟品种和实行机械栽培是生产急需解决的两大问题。课题组经过近5年的系统研究,现已成功选育出5个早熟、双低、抗病、高含油量的油菜新组合（品系）。成功研制了适合油菜免耕（浅耕）直播要求的2BYF（D）—6型油菜免耕直播联合播种机,并配套研究了适合直播油菜要求的一次性施用控释肥;同时配合农艺上的催熟剂的开发与使用,研制了与高密度早熟油菜品种相配套的4YC-200油菜联合收割机。形成了在南方双季稻区机械化种植油菜农艺操作规程。通过以上集成技术的实施,实现了油菜种植成本降低,种植面积扩大,油菜产量和种植经济效益的提高,试验测定,通过机械化种植油菜,每公顷纯收入可增至4 500元以上。