为探讨生物炭与灌水对春小麦产量和品质的综合效应,以北疆灌区春小麦为研究对象,通过随机区组试验,设置3个灌水量[4500 m 3·hm-2(W0)、4050 m 3·hm-2(W1)和3600 m 3·hm-2(W2)]和3个生物炭施用量[0 t·hm-2(B0)、10 t...为探讨生物炭与灌水对春小麦产量和品质的综合效应,以北疆灌区春小麦为研究对象,通过随机区组试验,设置3个灌水量[4500 m 3·hm-2(W0)、4050 m 3·hm-2(W1)和3600 m 3·hm-2(W2)]和3个生物炭施用量[0 t·hm-2(B0)、10 t·hm-2(B1)和20 t·hm-2(B2)]水平,比较分析了不同生物炭用量与灌水量组合条件下春小麦干物质累积、产量和籽粒蛋白质含量等品质指标的差异,并运用基于熵值的DTOPSIS法进行综合效应评价。结果表明,不同灌水量条件下施用生物炭对春小麦干物质累积量影响均不显著,但可提升籽粒品质,灌水量和生物炭的交互作用对春小麦籽粒品质与产量的影响显著。在W0条件下春小麦籽粒蛋白含量随生物炭用量增加呈先升高后降低趋势,且所有施加生物炭处理的籽粒蛋白质含量均低于B0W0处理;W1条件下施加生物炭处理的籽粒蛋白质含量变化趋势与W0条件下一致;在W2条件下,籽粒蛋白含量(干基)、面筋含量(湿基)和Zeleny沉降值均随生物炭施加量的增加而升高,其中B2W2处理下三个指标均最高。在W0和W1条件下春小麦产量随生物炭施加量的增加呈先升高后降低趋势,其中B1W0处理产量最高,较B0W0处理高16.2%。采用基于熵值的DTOPSIS法分析表明,接近度f值前三名依次为B1W2、B2W2和B2W0处理。因此,生物炭施用量在10~20 t·hm-2、灌水量在3600~4050 m 3·hm-2时可实现北疆灌区春小麦节水生产,具有较高的提质增产潜力。展开更多
小麦籽粒大小和形态是决定产量的主要因素之一,挖掘籽粒大小和形态性状的关联位点,筛选相关候选基因对于提高小麦产量具有重要意义。本研究以国内外具有代表性的300份冬小麦自然群体为研究材料,对千粒重、粒长、粒宽、粒厚、籽粒长宽比...小麦籽粒大小和形态是决定产量的主要因素之一,挖掘籽粒大小和形态性状的关联位点,筛选相关候选基因对于提高小麦产量具有重要意义。本研究以国内外具有代表性的300份冬小麦自然群体为研究材料,对千粒重、粒长、粒宽、粒厚、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长、籽粒形状和籽粒饱满度等9个籽粒性状进行表型鉴定,利用小麦90 K SNP芯片进行基因型采集,通过混合线性模型(MLM+Q+K)对籽粒大小和形态性状进行全基因组关联分析。研究结果表明,小麦籽粒大小和形态性状表现出丰富的表型变异,变异系数范围3.80%~26.06%,广义遗传力在56.25%~91.98%之间。通过GWAS检测出66个与籽粒大小和形态相关的稳定关联位点(P≤0.001),分布在除3D、4D、5D外的18条染色体上,可解释3.74%~14.34%的表型变异。检测到37个与两个及以上籽粒性状关联的一因多效位点,其中3B染色体的BS00022512_51标记同时与4个籽粒性状(粒长、粒宽、粒厚和籽粒长宽比)关联,具有最大的表型贡献率(7.06%~14.34%),6D染色体的wsnp_Ex_c4480_8055475标记同时与除粒厚、籽粒形状和籽粒饱满度以外的6个籽粒性状关联,表型贡献率为3.81%~8.25%。将BS00022512_51和wsnp_Ex_c4480_8055475标记进行单倍型分析,发现位于6D染色体上的wsnp_Ex_c4480_8055475位点存在GC-Hap1、ATHap2和AC-Hap3三种单倍型,单倍型GC-Hap1为籽粒较大的高千粒重单倍型。3种单倍型的整体分布频率分别为65.58%、32.25%和2.17%,单倍型GC-Hap1在中国4个冬麦区品种(系)中被大量选育。对37个一因多效位点进行发掘,筛选到9个籽粒大小和形态性状相关的候选基因。展开更多
【目的】研究无人机多光谱影像对冬小麦光合作用实时监测的可行性,分析不同长势差异的冬小麦对估算模型的影响。【方法】选用16个冬小麦品种作为材料,在无氮处理N_(0)(0 kg N/667m^(2))和正常施氮处理N_(1)(15 kg N/667m^(2))下获得孕...【目的】研究无人机多光谱影像对冬小麦光合作用实时监测的可行性,分析不同长势差异的冬小麦对估算模型的影响。【方法】选用16个冬小麦品种作为材料,在无氮处理N_(0)(0 kg N/667m^(2))和正常施氮处理N_(1)(15 kg N/667m^(2))下获得孕穗期、开花期和灌浆期无人机蓝(B)、绿(G)、红(R)、红边(RE)和近红外(NIR)5个波段的光谱遥感影像,结合同时期4种光合参数胞间CO_(2)浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Ti),采用梯度增强回归和岭回归方法建立正常施氮处理下开花期和全生育期4个光合参数的估算模型,并用该估算模型估算无氮处理下开花期和全生育期4个光合参数。【结果】梯度增强回归可以较好的预测施氮下开花期净光合速率(Pn),决定系数(R^(2))为0.82,Ci、Gs和Ti的预测反演精度分别为0.44、0.64和0.48,在无氮处理下,该模型估算精度大于0.5的为Pn、Gs和Ti。【结论】岭回归在估算正常施氮下全生育期的4个光合参数时,R^(2)>0.5的是Pn、Gs和Ti,而在无氮处理水平下,该估算模型的预测决定系数R^(2)>0.5的是Gs和Pn。对不同生育期的小麦光合参数的实时监测,可以通过无人机多光谱影像获取的植被指数结合梯度增强回归和岭回归方法来实现。展开更多
小麦旗叶是进行光合作用的主要功能叶,对产量有着重要贡献。为了解小麦旗叶形态的遗传机制,挖掘旗叶形态相关性状的候选基因,本研究采用300份小麦品种(系),结合90K SNP基因芯片对5种环境下正常灌溉(NI)和干旱胁迫(DS)条件下的旗叶长、...小麦旗叶是进行光合作用的主要功能叶,对产量有着重要贡献。为了解小麦旗叶形态的遗传机制,挖掘旗叶形态相关性状的候选基因,本研究采用300份小麦品种(系),结合90K SNP基因芯片对5种环境下正常灌溉(NI)和干旱胁迫(DS)条件下的旗叶长、宽、面积进行全基因组关联分析。结果表明,旗叶长、宽、面积在2种水分处理下表现出显著差异(P<0.05),在不同的环境下表现出丰富的表型变异,变异系数为0.07-0.23。全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)结果显示,共检测到37个与旗叶长、宽、面积显著相关的稳定遗传位点,分布于1D、2A、2B、3A、3D、4A、5A、5B、6A、6B、7A、7B染色体上,单个SNP位点可解释遗传变异为3.70%-9.05%,其中正常灌溉下检测到22个稳定遗传位点,干旱胁迫下检测到15个稳定遗传位点。2种处理下共同检测到的稳定遗传位点有8个,位于2B、3A、5A、6A、7A、7B染色体上。在2B、3A、6A、7A染色体上检测到5个同时与多个性状相关联的稳定遗传位点。对稳定遗传且贡献率较大的标记处进行单倍型分析,发现与旗叶长显著相关的Kukri_c1406_275(R^(2)=9.05%)标记存在FLL-Hap1、FLL-Hap2和FLL-Hap3三种单倍型,与旗叶面积显著相关的wsnp_bq170165A_Ta_1_1(R^(2)=7.88%)标记同样存在FLA-Hap1、FLA-Hap2和FLA-Hap3三种单倍型。结合表型分析,在300份冬小麦品种(系)中含有FLL-Hap1(出现频率为77.78%)或FLL-Hap2(18.89%)单倍型品种(系)的旗叶长显著高于含有FLL-Hap3(3.33%)单倍型品种(系)的旗叶长,含有FLA-Hap1(48.19%)单倍型品种(系)的旗叶面积显著高于含有FLA-Hap2(30.80%)或FLA-Hap3(21.01%)单倍型品种(系)的旗叶面积(P<0.05)。不同单倍型在不同冬小麦品种(系)中分布不同,单倍型FLL-Hap1在国外品种(系)占比较大,单倍型FLL-Hap2、FLL-Hap3分别在北部冬麦区和西南冬麦区占比较大。单倍型FLA-Hap1和FLA-Hap2分别在西南冬麦区和北部冬麦区出现频率较高,单倍型FLA-Hap3在所有冬麦区无较高出现频率。对多环境下检测到的稳定遗传位点进行候选基因挖掘,筛选出5个与旗叶形态相关的候选基因,这些候选基因可作为旗叶相关性状重要基因。展开更多
文摘为探讨生物炭与灌水对春小麦产量和品质的综合效应,以北疆灌区春小麦为研究对象,通过随机区组试验,设置3个灌水量[4500 m 3·hm-2(W0)、4050 m 3·hm-2(W1)和3600 m 3·hm-2(W2)]和3个生物炭施用量[0 t·hm-2(B0)、10 t·hm-2(B1)和20 t·hm-2(B2)]水平,比较分析了不同生物炭用量与灌水量组合条件下春小麦干物质累积、产量和籽粒蛋白质含量等品质指标的差异,并运用基于熵值的DTOPSIS法进行综合效应评价。结果表明,不同灌水量条件下施用生物炭对春小麦干物质累积量影响均不显著,但可提升籽粒品质,灌水量和生物炭的交互作用对春小麦籽粒品质与产量的影响显著。在W0条件下春小麦籽粒蛋白含量随生物炭用量增加呈先升高后降低趋势,且所有施加生物炭处理的籽粒蛋白质含量均低于B0W0处理;W1条件下施加生物炭处理的籽粒蛋白质含量变化趋势与W0条件下一致;在W2条件下,籽粒蛋白含量(干基)、面筋含量(湿基)和Zeleny沉降值均随生物炭施加量的增加而升高,其中B2W2处理下三个指标均最高。在W0和W1条件下春小麦产量随生物炭施加量的增加呈先升高后降低趋势,其中B1W0处理产量最高,较B0W0处理高16.2%。采用基于熵值的DTOPSIS法分析表明,接近度f值前三名依次为B1W2、B2W2和B2W0处理。因此,生物炭施用量在10~20 t·hm-2、灌水量在3600~4050 m 3·hm-2时可实现北疆灌区春小麦节水生产,具有较高的提质增产潜力。
文摘小麦籽粒大小和形态是决定产量的主要因素之一,挖掘籽粒大小和形态性状的关联位点,筛选相关候选基因对于提高小麦产量具有重要意义。本研究以国内外具有代表性的300份冬小麦自然群体为研究材料,对千粒重、粒长、粒宽、粒厚、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长、籽粒形状和籽粒饱满度等9个籽粒性状进行表型鉴定,利用小麦90 K SNP芯片进行基因型采集,通过混合线性模型(MLM+Q+K)对籽粒大小和形态性状进行全基因组关联分析。研究结果表明,小麦籽粒大小和形态性状表现出丰富的表型变异,变异系数范围3.80%~26.06%,广义遗传力在56.25%~91.98%之间。通过GWAS检测出66个与籽粒大小和形态相关的稳定关联位点(P≤0.001),分布在除3D、4D、5D外的18条染色体上,可解释3.74%~14.34%的表型变异。检测到37个与两个及以上籽粒性状关联的一因多效位点,其中3B染色体的BS00022512_51标记同时与4个籽粒性状(粒长、粒宽、粒厚和籽粒长宽比)关联,具有最大的表型贡献率(7.06%~14.34%),6D染色体的wsnp_Ex_c4480_8055475标记同时与除粒厚、籽粒形状和籽粒饱满度以外的6个籽粒性状关联,表型贡献率为3.81%~8.25%。将BS00022512_51和wsnp_Ex_c4480_8055475标记进行单倍型分析,发现位于6D染色体上的wsnp_Ex_c4480_8055475位点存在GC-Hap1、ATHap2和AC-Hap3三种单倍型,单倍型GC-Hap1为籽粒较大的高千粒重单倍型。3种单倍型的整体分布频率分别为65.58%、32.25%和2.17%,单倍型GC-Hap1在中国4个冬麦区品种(系)中被大量选育。对37个一因多效位点进行发掘,筛选到9个籽粒大小和形态性状相关的候选基因。
文摘【目的】研究无人机多光谱影像对冬小麦光合作用实时监测的可行性,分析不同长势差异的冬小麦对估算模型的影响。【方法】选用16个冬小麦品种作为材料,在无氮处理N_(0)(0 kg N/667m^(2))和正常施氮处理N_(1)(15 kg N/667m^(2))下获得孕穗期、开花期和灌浆期无人机蓝(B)、绿(G)、红(R)、红边(RE)和近红外(NIR)5个波段的光谱遥感影像,结合同时期4种光合参数胞间CO_(2)浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Ti),采用梯度增强回归和岭回归方法建立正常施氮处理下开花期和全生育期4个光合参数的估算模型,并用该估算模型估算无氮处理下开花期和全生育期4个光合参数。【结果】梯度增强回归可以较好的预测施氮下开花期净光合速率(Pn),决定系数(R^(2))为0.82,Ci、Gs和Ti的预测反演精度分别为0.44、0.64和0.48,在无氮处理下,该模型估算精度大于0.5的为Pn、Gs和Ti。【结论】岭回归在估算正常施氮下全生育期的4个光合参数时,R^(2)>0.5的是Pn、Gs和Ti,而在无氮处理水平下,该估算模型的预测决定系数R^(2)>0.5的是Gs和Pn。对不同生育期的小麦光合参数的实时监测,可以通过无人机多光谱影像获取的植被指数结合梯度增强回归和岭回归方法来实现。
文摘小麦旗叶是进行光合作用的主要功能叶,对产量有着重要贡献。为了解小麦旗叶形态的遗传机制,挖掘旗叶形态相关性状的候选基因,本研究采用300份小麦品种(系),结合90K SNP基因芯片对5种环境下正常灌溉(NI)和干旱胁迫(DS)条件下的旗叶长、宽、面积进行全基因组关联分析。结果表明,旗叶长、宽、面积在2种水分处理下表现出显著差异(P<0.05),在不同的环境下表现出丰富的表型变异,变异系数为0.07-0.23。全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)结果显示,共检测到37个与旗叶长、宽、面积显著相关的稳定遗传位点,分布于1D、2A、2B、3A、3D、4A、5A、5B、6A、6B、7A、7B染色体上,单个SNP位点可解释遗传变异为3.70%-9.05%,其中正常灌溉下检测到22个稳定遗传位点,干旱胁迫下检测到15个稳定遗传位点。2种处理下共同检测到的稳定遗传位点有8个,位于2B、3A、5A、6A、7A、7B染色体上。在2B、3A、6A、7A染色体上检测到5个同时与多个性状相关联的稳定遗传位点。对稳定遗传且贡献率较大的标记处进行单倍型分析,发现与旗叶长显著相关的Kukri_c1406_275(R^(2)=9.05%)标记存在FLL-Hap1、FLL-Hap2和FLL-Hap3三种单倍型,与旗叶面积显著相关的wsnp_bq170165A_Ta_1_1(R^(2)=7.88%)标记同样存在FLA-Hap1、FLA-Hap2和FLA-Hap3三种单倍型。结合表型分析,在300份冬小麦品种(系)中含有FLL-Hap1(出现频率为77.78%)或FLL-Hap2(18.89%)单倍型品种(系)的旗叶长显著高于含有FLL-Hap3(3.33%)单倍型品种(系)的旗叶长,含有FLA-Hap1(48.19%)单倍型品种(系)的旗叶面积显著高于含有FLA-Hap2(30.80%)或FLA-Hap3(21.01%)单倍型品种(系)的旗叶面积(P<0.05)。不同单倍型在不同冬小麦品种(系)中分布不同,单倍型FLL-Hap1在国外品种(系)占比较大,单倍型FLL-Hap2、FLL-Hap3分别在北部冬麦区和西南冬麦区占比较大。单倍型FLA-Hap1和FLA-Hap2分别在西南冬麦区和北部冬麦区出现频率较高,单倍型FLA-Hap3在所有冬麦区无较高出现频率。对多环境下检测到的稳定遗传位点进行候选基因挖掘,筛选出5个与旗叶形态相关的候选基因,这些候选基因可作为旗叶相关性状重要基因。
