科研产出
苗期甘蔗氮高效基因型评价指标的筛选
《热带作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：本研究通过低氮压力选择,筛选出甘蔗氮高效种质,分析影响甘蔗氮高效的重要指标,为甘蔗氮高效育种及栽培提供理论依据.以58份甘蔗种质资源为材料,在苗期采用正常供氮(2 mmol/L N)和低氮(0.2 mmol/L N)处理,分析甘蔗植株形态、干重及氮素在各器官中累积分配的特征.通过主成分分析方法筛选影响甘蔗氮高效利用的重要指标,通过聚类分析对58份种质进行聚类.结果表明,低氮(0.2 mmol/L N)处理可以明显从植物形态区分不同种质的氮利用差异,58份种质低氮条件下的干重范围为0.64~14.75 g/株,氮累积量为5.53~63.00 mg/株,氮利用率范围为115.40~279.30 g/g.对低氮压力下甘蔗干重及氮累积等25个指标进行主成分分析后,提取出4个主要成分,总贡献率为92.35%.通过高、低氮条件下与氮利用效率有关的氮转移系数及基因潜力等19个指标分析后提取出5个主成分,总贡献率为82.21%.影响甘蔗氮高效的重要指标有甘蔗的干重(全株、叶、根)、氮累积量(全株、叶、茎)、氮利用率(全株、叶)、叶的相对氮利用率、茎的基因潜力、茎的相对干物质量和茎的相对氮累积量.经聚类分析后初步将58份甘蔗种质分为氮高效基因型、偏氮高效基因型、偏氮低效基因型和氮低效基因型.
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粉垄耕作对甘蔗根系生长及氮素吸收利用的调控作用
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究粉垄耕作对甘蔗根系生长和氮素吸收利用的调控作用,为粉垄耕作技术在甘蔗生产中的推广应用提供理论依据.[方法]以甘蔗品种福农41为试验材料,以传统耕作为对照,研究粉垄耕作对甘蔗根系生物量和氮含量的影响;采用转录组测序(RNA-seq)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析粉垄耕作对甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平的调控作用.[结果]与传统耕作相比,粉垄耕作条件下甘蔗根系鲜重、干重、氮含量分别显著增加48.7%、46.8%和50.0%(P<0.05).RNA-seq分析结果表明,2种耕作方式的甘蔗根系存在14020个差异表达基因,其中12565个基因在粉垄耕作甘蔗根系中上调表达、1455个基因在粉垄耕作甘蔗根系中下调表达.进一步筛选到45个氮吸收利用相关的差异表达基因,包括硝酸盐转运蛋白基因、硝酸还原酶基因、亚硝酸还原酶基因、谷氨酰胺合成酶基因、谷氨酸合酶基因等,其中有44个氮吸收利用相关基因在粉垄耕作根系中上调表达.qRT-PCR分析结果显示,3个有代表性的差异表达基因TRINITY_DN194141_c0_g1、TRINITY_DN252586_c0_g1和TRINITY_DN241177_c0_g1在2种耕作方式甘蔗根系中的表达差异趋势与RNA-seq分析结果一致.[结论]粉垄耕作可能通过上调甘蔗根系中氮素吸收利用相关基因表达水平来增加甘蔗根系对氮的吸收利用能力,而增加甘蔗根系中氮含量并促进根系生长;此外,由于粉垄耕作的甘蔗根系更发达,可能通过增加根系与土壤接触的总面积,进而促进甘蔗根系对土壤中氮素的吸收利用.
关键词： 甘蔗 粉垄耕作 根系生长 转录组测序技术 氮素吸收利用 基因表达
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甘蔗宿根矮化病感病与非感病植株养分含量、根系生长及内生细菌群落的差异
《植物营养与肥料学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)感病植株与非感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量、根系生长和内生细菌群落结构特征,旨在探明甘蔗宿根矮化病的感染与危害机制,为构建生态防控RSD栽培管理技术体系生态防控RSD提供理论依据.[方法]以甘蔗RSD感病植株为试材,RSD非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、根系和茎部组织为样品,利用传统和现代高通量测序技术分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、茎中氮、磷、钾含量,根系生长以及内生细菌群落结构特征.[结果]甘蔗RSD感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量显著低于RSD非感病植株;而且RSD感病植株根长、总根表面积、总根体积和根尖数等反映植株根系生长状况的指标,以及指示植株内生细菌多样性的Shannon指数显著低于RSD非感病植株;同时,Simpson指数显著高于相应的RSD非感病植株;基于门分类水平,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门,如绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门(Firmicutes)和门分类水平中属于其它(other)菌门的细菌占比下降;属分类水平,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序与对照相比,发生了明显变化,而且诸如Pseudarthrobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)等部分优势菌属缺失.[结论]甘蔗罹患RSD病后,根长、总根表面积、总根体积和根尖数均显著下降,致使植株氮、磷、钾吸收量显著降低.氮、磷、钾吸收量的减少,尤其是钾吸收量的急剧下降,又会影响RSD感病植株的生长,最终导致甘蔗产量和品质下降.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌多样性下降、特有内生细菌优势菌属和菌种数量减少是甘蔗植株抗性降低的重要原因.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门的丰度发生了明显变化,诸如绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门(Firmicutes)和属于门分类水平中其它(other)的细菌占比下降.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序也发生了明显变化,如Pseudarthrobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)等部分非感病植株中丰度占比大于1% 的优势菌属缺失.
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新植蔗一次性施用甘蔗专用缓释肥的效果
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]比较一次性施用甘蔗专用缓释肥与常规施肥间的差异,为构建轻简高效施肥模式提供理论依据.[方法]以桂糖42号为试验材料,设7个施肥处理,即常规施肥(CK)和6个缓释肥配方[分别添加长效剂120 g/t(处理A)、150 g/t(处理B)、235 g/t(处理C)和增效剂3 kg/t(处理D)、8 kg/t(处理E)、18 kg/t(处理F)]一次性施用处理,调查不同施肥处理条件下新植甘蔗的萌芽率、分蘖率、生长期伸长量、产量和品质性状,并分析其经济效益.[结果]一次性施用6个不同配方甘蔗缓释肥,新植蔗的萌芽率(67.61%~75.00%)和总伸长量(229~237 cm)与CK间无显著差异(P>0.05,下同),但分蘖率(22.25%~56.31%)极显著高于CK(P<0.01)(除处理C外);蔗汁锤度、纯度、还原糖和糖分含量等甘蔗品质指标与CK间均无显著差异;有效茎数、产量和经济效益等指示施肥效果的指标均不同程度高于CK,以处理D的有效茎数(59130条/ha)、产量(92.63 t/ha)、农业产值(46312.5元/ha)和收入(39562.5元/ha)最高,分别较CK提高11.70%、11.82%、11.82%和18.64%.[结论]一次性施用甘蔗专用缓释肥,不仅有利于新植甘蔗的生长,提高其产量和品质,还可降低劳动力成本,具有显著的节本增收效果,其中以添加3 kg/t增效剂配方的甘蔗专用缓释肥(处理D)效果最佳.
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不同土壤类型下甘蔗根系AM真菌多样性及与土壤因子关系
《基因组学与应用生物学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗是广西重要的糖料作物,本研究通过建立克隆文库、土壤养分分析和根样染色等方法测定了33个采样点3种土壤类型(赤红壤,红壤,砖红壤)下甘蔗根系AM真菌多样性及其与土壤因子的关系。结果表明,3种土壤类型的甘蔗根系共鉴定出6科6属11种AM真菌,AM真菌各属频度存在明显差异,其中球囊霉属的频度值最高,在33个根系样品中有32个存在该属,为广西甘蔗根系AM真菌的优势属,而类球囊霉属、无梗囊霉属、近明球囊霉属、多样孢囊霉属和盾巨孢囊霉属5个属为稀有属。3种土壤类型的甘蔗根系均发现有球囊霉属和盾巨孢囊霉属;近明球囊霉属、无梗囊霉属和类球囊霉属仅在赤红壤的甘蔗根系中出现;而多样孢囊霉属仅在在赤红壤和砖红壤的甘蔗根系中出现。土壤的pH与AM菌根侵染率呈显著正相关,而有机质、总N、有效P、交换性Mg~(2+)与AM菌根侵染率均呈负相关。本研究表明,自然条件下甘蔗根系具有相对丰富的AM真菌类群,这些AM真菌可能在甘蔗生长过程中发挥着重要的生态功能。
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氮肥运筹提升宿根蔗产量和氮素利用
《热带作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：针对我国甘蔗生产中氮肥用量高和氮肥利用率低的问题,为提高氮肥利用率,本研究以'桂糖42号'为试验材料,研究对比5种施氮量(N150:150 kg/hm2、N225:225 kg/hm2、N300:300 kg/hm2、N375:375 kg/hm2、N450:450 kg/hm2)和2种施氮次数(R1:3次施入,30%氮肥作基肥、30%作分蘖肥和40%作攻茎肥;R2:2次施入,30%氮肥作基肥和70%作攻茎肥)下宿根蔗生长、产量、含糖量以及氮素利用.结果表明:(1)蔗茎产量受施氮量影响显著,随施氮量增加,2种施氮次数的蔗茎产量均呈现递增趋势.相同施氮量下,不同施氮次数的蔗茎产量差异不显著,R1N375、R1N450、R2N375和R2N450处理甘蔗产量较高,分别为106.4、112.2、106.4和109.1 t/hm2.(2)随施氮量增加,蔗糖分先增加后减少.N375和N450下,R1的蔗糖分显著高于R2.随施氮量增加,R1的产糖量呈先增加后无显著变化的趋势,R2的产糖量呈先增加后减少的趋势.N375和N450下,R1的产糖量显著高于R2,R1N375和R1N450处理甘蔗含糖量较高,分别为14.95和14.58 t/hm2.(3)R1和R2的当季氮肥利用率分别为22%~36%和20%~32%.因此,当施氮量为375 kg/hm2,以30%基肥、30%分蘖肥和40%攻茎肥是蔗叶还田下宿根蔗的最优施氮模式.
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海蔗22号在国家甘蔗品种区试百色试验点的表现
《广西糖业 》 2019
摘要：获得海蔗22号在区试点的农艺性状表现,为海蔗22号的生产与推广提供必要的理论依据;以新台糖22(ROC22)为对照,在百色生态条件下开展一年新植两年宿根区域试验;海蔗22号蔗茎产量比对照ROC22增产14.70%,但增产不显著;含糖量较对照ROC22增产30.02%,增产达显著水平;甘蔗平均糖分达15.51%,较对照高1.04个百分点;海蔗22号在百色试点表现出高产、高糖、宿根性强、抗倒伏等特点,综合农艺性状表现突出,建议在不同生态环境选取不同土壤肥力的地块进行多点布局栽培观察及相关农艺技术研究,进而有针对性的繁殖、示范、推广。
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适应机械收获的宿根甘蔗不同种植行距研究
《广东农业科学 》 2019
摘要：【目的】研究甘蔗宽行距种植与当地常规行距(1.0 m)种植对宿根蔗产量和品质的影响效应以及不同品种对不同行距的适应性,探索适应不同收获机型的甘蔗品种和甘蔗宽行距宿根管理技术,为甘蔗机械收获的大面积推广提供依据。【方法】在新植蔗种植行距试验的基础上,留宿根观察,以桂糖29号、福农39号和粤糖60号3个优良品种为供试甘蔗品种,设3种种植行距(1.0、1.2、1.4 m),对其在3种种植行距下农艺性状进行研究。【结果】种植行距1.4 m处理,桂糖29号每667 m2含糖量734 kg,比对照增产26.99%,粤糖60号宽行种植处理与对照接近;桂糖29号和粤糖60号在宽行距种植下其农艺性状、产量性状综合表现均优于对照,对宽行种植具有良好的适应性。【结论】福农39号在宽行距种植上不具有优势,不适宜进行中大型机器种植管理;桂糖29号对宽行距种植具有良好的适应性,生产上可采用1.4 m行距作为适宜机械化全程种植管理的最佳行距;粤糖60号对宽行种植也具有良好的适应性,生产上可采用1.4 m行距作为机械化全程种植的最佳行距。
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