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《北方园艺》2018年13期阅读推荐


推 送 一


辣椒的疫病与果形、果肩形、果基存花萼和单株果数呈极显著相关关系,与主茎色、叶节色、株高、株幅和花柱长呈显著相关关系(p1)


《辣椒疫病抗性与形态学性状相关分析》(研究论文栏目)由黑龙江省农业科学院园艺分院的赫卫、张慧、贲海燕等撰写。该研究由黑龙江省青年科学基金项目(QC2013C023);黑龙江省农业科学院引进博士人员科研启动金项目(201507-48);黑龙江省农业科技创新工程重点项目;国家重点研发计划“七大作物育种”重点专项子课题项目(2017YFD0101903)共同资助。


作为辣椒(Capsicum annuum L.)作物的一种常见病害,疫病(Phytophthora capsici L.)以其发病范围广、生理小种繁多、病情危重等特点,已成为世界范围内的一种毁灭性病害。并且由于辣椒疫病的病原菌极易发生变异,导致耐药菌株的产生,利用农药防治疫病,也不利于环境和人类食品安全,因此抗病育种一直是防治疫病的主要手段之一。前人的疫病抗性鉴定结果表明,我国的辣椒种质资源中存在抗疫病的材料。目前所见报道中辣椒的疫病抗性均是由多基因控制的,具有部分中抗的材料比较多,很少有免疫和高抗资源。课题组对收集保存的辣椒亲本材料162份,通过果接种法进行了疫病抗性筛查,筛选抗性较强的材料或新抗源。


结果表明,供试材料中抗病(R)材料11份、中抗(MR)材料23份、中感(MS)材料18份,感病(S)材料110份,为抗疫病育种提供一定的亲本材料和基因资源。疫病的抗性指数在试验群体中呈现正态分布,因为是收集的亲本材料,疫病抗性和中抗材料聚集,没有发现免疫材料。疫病抗性因是多基因控制,部分材料抗性水平不高,转育困难,但抗性持久,多基因聚合技术的应用,有望获得较高抗性的品种。抗性分布检验结果表明,识别果实表型性状和抗病性之间的显著相关性可加快商业品种的选育进程。辣椒的疫病与果形、果肩形、果基存花萼和单株果数呈极显著相关关系,与主茎色、叶节色、株高、株幅和花柱长呈显著相关关系。对疫病抗性较强的供试材料中,长指椒和短羊角椒占有较大比例。疫病蔓延时,发病部位主要集中在茎秆或枝杈处。主茎和叶节颜色越深偏紫,疫病抗性越强,猜测叶绿素或花青素与疫病抗性有关。目前叶绿素与多种病害的关系多有研究,而花青素与疫病抗性的关系尚鲜见报道,有待进一步研究。


辣椒果实疫病抗性鉴定



推 送 二


我国北方苹果炭疽病病原菌具有丰富的遗传多样性(p16)


《中国北方苹果炭疽病病原菌遗传多样性的ISSR分析》(研究论文栏目)由河南科技大学食品与生物工程学院微生物资源开发与利用重点实验室的符丹丹、张红梅、孙建瑞等撰写。该研究由国家自然科学基金项目(31171797)资助。


苹果炭疽病是苹果生产中的一种重要病害,在世界各国的苹果种植区普遍发生。该病害可引起生长期的果实腐烂和落果,采后贮藏期的果腐,给苹果生产造成重大损失。目前苹果炭疽病的防治还主要以化学防治为主,但随着各种新型农药的大规模使用,不但使病原菌对药品的耐药性加强,还对环境乃至人们的身体健康造成伤害,因此物理与生物防治以及筛选优良的苹果树抗病品种才是今后工作发展的方向。而对苹果炭疽病病原菌种群的遗传多样性要加深了解,才有利于遗传育种工作的快速展开。目前,常用于植物病原菌种群遗传多样性分析的分子生物学技术主要有RFLP(restriction fragment length polymorphism)、RAPD(randomamplified polymorphic DNA)、AFLP(amplified fragment lengthpolymorphism)和ISSR等。ISSR技术具有多态性好、稳定性强、重复性高且操作简单等优点。该试验以我国北方不同地理来源的67株炭疽菌菌株为试材,采用ISSR分子标记聚类分析的方法,研究了苹果炭疽病病原菌的群体遗传多样性和群体遗传结构。


结果表明,10条引物共扩增出65个位点的多态性条带,多态率100%。物种水平的聚类分析结果显示,在遗传相似系数0.76水平时,代表性炭疽菌菌株可区分为7个亚群,Nei’s基因多样性指数(H)均大于0.2水平,Shannon信息指数(I)也均大于0.3水平,证明我国北方苹果炭疽病病原菌具有丰富的遗传多样性。通过对3个地理种群的遗传结构分析发现,遗传分化系数(Gst)显示渤海湾区最高,说明渤海湾区的遗传多样性最为丰富,内部的遗传分化较大,但毎代迁移数Nm<1,说明种群内的基因交流受到抑制;而后2个地区黄河故道区和西北高原区的Gst值都较小但种群的毎代迁移数Nm较大,说明这2个种群遗传分化较小,种群遗传变异主要来自于群落内,种群内都存在丰富的基因交流。综合3个地理种群毎代迁移数Nm= 0.72,说明3个地区之间存在一定的菌源交流。


中国北方各产区代表性苹果炭疽菌的聚类分析



推 送 三


甜玉米和小麦秸秆还田配施复合生物菌剂均可显著促进连作甜瓜的根叶碳、氮代谢水平,表现为功能叶片光合速率和PSⅡ最大光化学效率和实际光化学效率显著提升(p68)


《作物秸秆还田配施复合生物菌剂对棚室连作甜瓜植株生长发育的影响》(设施园艺栏目)由潍坊科技学院园艺科学与技术研究所的苗锦山、刘杰和昌乐县乔官镇农业综合服务中心的王树勇撰写。该研究由国家星火科技支撑计划项目(2011GA740072);潍坊科技学院自然科学重大专项项目(W13K002);山东省软科学研究计划项目(2015RKC35001)共同资助。


甜瓜(Cucumis melo L.)是世界十大水果之一。我国甜瓜常年栽培面积超过35万hm2,是世界第一甜瓜生产大国,甜瓜生产在我国园艺产业中占据重要地位。但甜瓜属不耐连作作物,优势产区甜瓜经多年连作即产生连作障碍,表现为土壤养分失调,土壤次生盐渍化严重,土壤中微生物区系异常,土传病害多发以及作物自毒作用等,导致作物生育障碍,严重制约其产量提高和品质改善。作物秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,已成为一种方便、有效的可再生有机肥资源。秸秆还田可有效改善土壤理化性质,增加土壤有机质含量和矿质养分含量,从而提高作物产量和改善品质。秸秆还田还可促进真菌和细菌大量繁殖,提高土壤中微生物的数量。而土壤有益微生物在有机质的矿化、腐殖质的形成和分解、植物营养的转化、土壤污染的修复等诸过程中起着不可替代的作用。因此,近年来秸秆还田和以菌治菌的生物防控方法在克服蔬菜等作物土壤连作障碍方面得到了广泛研究和应用。该试验以“潍科厚甜1号”网纹厚皮甜瓜为试材,研究了不同作物秸秆还田配施以布氏乳杆菌、放线菌等为主要成分的复合生物菌剂对温室连作甜瓜生长发育影响。


结果表明,甜玉米和小麦秸秆还田配施复合生物菌剂均可显著促进连作甜瓜的根叶碳、氮代谢水平,表现为功能叶片光合速率和PSⅡ最大光化学效率和实际光化学效率显著提升。碳、氮代谢产物蔗糖、可溶性糖、脯氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白质含量呈不同程度增加。根系硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性和根系活力显著提升。甜玉米和小麦秸秆还田配施复合生物菌剂促进了连作甜瓜株高、茎粗、单株叶面积以及根、叶干物质积累,甜瓜生育进程加快,促生作用效果以甜玉米秸秆还田配施复合生物菌剂处理最佳。因此,温室连作甜瓜进行甜玉米秸秆还田15 000 kg·hm-2+定植前复合生物菌剂蘸根和定植后15 d复合生物菌剂20 mL·株-1灌根处理可为田间生产参考。



推 送 四


大量曲面建模和图像信息化提取方法的运用使得可视化模型能够较容易地被计算机图形语言识别并进行转录,使植物模型的建立周期更短,更为便捷,也比传统的算法模型更加直观逼真,为郁金香不同生产管理措施下的生长仿真提供参考(p74)


《日光温室郁金香3D可视化模型研究》(园林花卉栏目)由中国农业大学资源与环境学院的程陈、伍露和北京市气象局北京市气候中心的韩硕等撰写。该研究由北京市气象局2016-2017北京市财政项目(PXM2016_151102_000009)资助。


郁金香3D可视化模型表现出其特有的生长特性,动态地再现自然景物丰富的细节和随机变化。在国外,Green Lab可模拟植株生物量生产与基于植株拓扑结构的生物量分配,以及器官生物量积累与器官形态的关系,模拟植物结构功能过程,可以比较精确地模拟植物生长。国内外基于不同建模算法构建3D可视化模型的研究越来越多,但是对于郁金香3D可视化模型的研究甚少。该研究基于郁金香不同品种不同播期的2个生长季试验资料,采用L-System建模方法,构建了郁金香3D可视化模拟模型,通过温室试验、收集数据,对郁金香外观形态进行较为细致的定量化表达。


结果表明,通过构建郁金香生长发育的L-System,利用郁金香器官的拓扑分布结构确定各个器官的位置关系和连接方式,结合试验测量的形态学数据得到初级拓扑结构模型。该方法具有一定的通用性,可推广到其它花卉植物中。利用3次Bezier曲面的构建原理方法构建了郁金香的单叶片和单花被曲面模型。利用NURBS曲线建立了郁金香茎的仿真模型,取得了较好的可视化模拟效果。通过对照片影像加工,提取得到了郁金香主要器官的纹理,并通过自然光渲染方法模拟出日光照射下单株郁金香和郁金香群体的视觉影像,并给出了可视化模型的最终效果图。在未来的研究方向应该将郁金香各个器官更细致化的描述。该模型若加入对郁金香形态变化和生长规律的控制,就能够在生育进程角度上更为逼真地对郁金香进行模拟,从而可实现从气候条件、种内/种间竞争、人为管理甚至基因表达等多种因素综合分析植物的生长进程,使郁金香的生长发育研究进入到更深的层次中。


7层细分度Bezier曲面模式图(左)及其在3DsMAX中的实现(右)


NURBS中的CV曲线构建弯曲的郁金香茎/花丝模型


单个叶片初步曲面建模结果示意图


曲面建模方法建立的郁金香可视化模型


郁金香花冠纹理提取步骤示意图


经过渲染和纹理投影后的单株郁金香模拟效果图



推 送 五


改良施肥后白菜根际微生物种类增多,优势类群发生了较大变化(p108)


《土壤改良施肥对白菜根际微生物群落结构的影响》(资源·环境·生态栏目)由四川省农业科学院植物保护研究所的陈诚和成都天杰有机农业发展有限公司的张小川、蔡小扬等撰写。该研究由成都市产业升级牵引工程项目(2015-NY01-00119-NC)资助。


土壤微生物是土壤生态系统的重要组分,对耕作、施肥等变化反映敏感,可作为指示土壤质量的重要生物指标。根际是植物生态系统和土壤生态系统交叉形成的特殊区域,在土壤生态循环中扮演中重要的角色,与作物的生长和健康密切相关。因此,研究植物根际微生物群落结构,可为评价土壤质量和作物生长情况提供重要的参考依据。蔬菜栽培呈逐年递增的趋势,但在利益的驱使下,农民常以牺牲土壤质量为代价,单一和过度施用化学肥料,造成土壤酸化、养分失调、理化性质恶化,微生物区系改变等问题,蔬菜产业可持续发展受到严重阻碍在这种形势下,增施有机肥、化肥减量、施用土壤改良剂成为解决上述问题的有效办法。施用土壤改良剂能提高土壤pH,降低酸性土壤交换性铝含量,增加土壤交换性钙和交换性镁含量,有效增加土壤中细菌、真菌、放线菌和拮抗菌数量,能改善作物生长状况,提高作物的品质和产量。由于微生物对于土壤和作物的重要作用,微生物肥料应运而生,微生物肥料的作用有提供植物养分供应能力、刺激植物生长、拮抗某些病原微生物及降解有害污染物等。因此,研究特定环境下的微生物群落结构,挖掘优良微生物资源,对于新型优质微生物肥料研发具有重要的意义。该研究以减量增效,改良土壤为前提,首次采用高通量Illumina测序技术研究不同施肥下白菜根际真菌和细菌群落结构,系统了解土壤改良施肥方式对白菜根际微生物的影响。


结果表明,改良施肥后增加了白菜产量,缓解了土壤酸化的情况,土壤养分增加,改良施肥方式白菜根际真菌和细菌丰度和多样性大于常规施肥处理,2种施肥方式微生物群落组成和优势类群有较大差异。改良施肥后白菜根际微生物种类增多,优势类群发生了较大变化。从真菌组成结果可看出,常规施用化肥子囊菌门所占的比例高达82.53%,改良施肥后子囊菌门的比例降低,担子菌门、壶菌门、球囊菌门及结合菌门所占的比例均有一定程度地增加。从细菌组成结果可看出,改良施肥方式后,真菌和细菌群落结构发生较大变化,芽单胞菌门所占比例增加,酸杆菌门所占的比例降低。改良施肥方式后,厌氧绳菌科Anaerolineaceae所占比例显著增加,可能该类群的细菌包括优良的微生物资源,具体还需进一步研究。


门水平上真菌群落组成


属水平上真菌真菌群落组成


门水平上细菌群落组成


属水平上细菌群落组成



推 送 六


系统发育分析表明,所采集的北京野生羊肚菌均属于黄色羊肚菌类群(yellow morel group)(p145)


《北京地区野生羊肚菌分离与鉴定》(食用菌栏目)由北京农学院植物科学技术学院农业应用新技术北京市重点实验室的果禹鑫、尹玉婷、纪鑫梦等撰写。该研究由2017年北京市农委项目(PXM2017-036204-000011)资助。


近年来,野生羊肚菌在掠夺性、毁灭性的采挖下,分布范围和产量呈现明显下降趋势。如何有效地保护和合理利用野生羊肚菌资源,已经成为亟待解决的问题。野生羊肚菌受特殊生长环境和收获季节的限制产量较少,且随着日益普及和不断增长的商业需求,长期供不应求,价格昂贵,20世纪70年代人工栽培羊肚菌的研究就已经展开,目前在川渝等地区已经实现大田和温室的规模化生产,其它地区也陆续开展适应性研究,但随着栽培技术的提升和优良品种的选育,野生羊肚菌资源仍然是人们研究和关注的重点。传统的羊肚菌属物种分类主要依据子实体的外观形状、菌丝、子囊、子囊孢子及侧丝的形态特征。基于ITS序列的真菌鉴定和亲缘关系的研究表明,羊肚菌划分为黄色、黑色和变红羊肚菌3个支系。近年来,DNA序列分析,特别是ITS序列分析技术,能实质性地反映出属间、种间及菌株直接的碱基对差异,已被广泛应用于真菌属内不同种间或近似属间的分类研究。北京地区春季是野生羊肚菌的发生期,但有关野生羊肚菌资源的种类和分类调查少有报道。该研究以北京地区采集到的野生羊肚菌为试材,采用组织分离方法,CTAB法提取羊肚菌DNA,琼脂糖电泳检测,ITS序列测定和构建分子系统发育树,通过分离鉴定比较北京山区野生羊肚菌。


结果表明,成功分离到羊肚菌菌株7份,各菌株亲缘关系很近,菌丝形态相似,但颜色深浅、菌核多少、菌丝生长速度明显不同。系统发育分析表明,所采集的北京野生羊肚菌均属于黄色羊肚菌类群(yellow morel group)。深入而广泛的野生羊肚菌资源调查、分子鉴定、生境分析等,有助于羊肚菌的种质资源挖掘、菌种选育。今后还有必要对北京多个地区乃至华北地区的野生羊肚菌资源进行调研,其分类和资源研究任重而道远。


北京野生羊肚菌采集


野生羊肚菌子囊果



推 送 七


着力加快牡丹产业化进程,增大牡丹产品的附加值,将牡丹的实用价值研发辐射到新品种培育、日用化工、食品保健、餐饮服务等多个领域,实现产业与科技、文化、资源、市场的融合发展、一体发展是更快实现菏泽地区牡丹产业化发展的必经之路(p169)


《山东省菏泽市牡丹产业化经营问题研究》(产业论坛栏目)由河北农业大学商学院的白静静、王佳越、王耀等撰写。该研究由河北省研究生创新创业项目(CXZZBS2018112,CXZZSS2018053)和河北农业大学校级课题项目共同资助。


“十九大”报告和《2017年中央农村工作会议》提出了“乡村振兴战略”,为加快我国农业现代化,推进农业产业化,根本解决“三农”问题作为重中之重的优先战略方向。农业产业化经营体系实质上是指对传统农业进行技术改造,推动农业由传统农业向现代农业转变的系统过程,是加速农业现代化的有效途径,涉及农业全产业链各环节的资源优化配置机制。山东省菏泽市牡丹种植有几百年的历史文化影响和近年来各种方式的大量宣传,牡丹市场进一步扩大,市场销售渠道逐步扩展,但是与其他省份相比,该市牡丹产业国际竞争乏力,农业产业化仍旧处于初级阶段。因此,加快菏泽牡丹规模化、产业化发展不仅是提高菏泽牡丹国际竞争力和打造知名度的迫切需要,更是实施“乡村振兴战略”、促进山东省产业结构调整、推动农村产业融合以及提高农业产业化经营效益和农业现代化水平的必然要求。


为促进山东省产业结构升级,推动农村产业融合以及提高农业产业化经营效益和农业现代化水平,基于对山东省菏泽市牡丹产业化经营现状的调查研究,该研究从产业融合和拓展农业多功能角度,发现菏泽牡丹产业化经营尚处于初级阶段,并且存在资源丰富,但品种结构不合理;生产技术水平低,专业科研人员少;生产规模化水平低,产业发展后劲不足;市场体系不健全,全产业链尚未形成;龙头企业带动性不强,经营方式分散化;政府扶持力度不够,缺乏有效的宏观调控等一系列问题,最后提出了以市场需求为导向,调整品种结构,培育特色产品;提高科研水平,加强创新理念,完善管理机制;加强基地建设,扶持龙头企业,提高产业化水平;延伸产业链条,向多个领域延伸;健全市场体系,实施品牌战略,增强市场竞争力;转变政府职能,加强宏观调控等对策建议,以期达到提高山东省菏泽市牡丹产业化经营水平和提升牡丹市场竞争力。


推 送 八


新品种选育


《豇豆新品种“全王绿宝特”的选育与特征特性》(新品种栏目)由濮阳职业技术学院的张志轩、高艳丽等撰写。



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