孕穗期施硅对高温下扬花灌浆期水稻干物质转运及产量的影响

为探明硅对高温逆境下水稻产量形成的调控效应,以圣稻19为试验材料,通过大田增温试验研究了孕穗期叶面施硅对高温下扬花灌浆期水稻干物质转运与产量的影响。结果表明,与不施硅相比,施硅显著提高了高温逆境下水稻叶片干物质输出量、输出率、转化率,对茎鞘干物质的输出转化无显著影响;减弱了自然温度下水稻叶片干物质的转化率。高温或自然温度下,施硅均显著提高了水稻库容量;高温逆境下,施硅显著增加了水稻结实率与产量,但显著降低了千粒重;自然温度下,显著提高了水稻结实率、千粒重与产量。施硅后叶片输出转化效率与结实率的增加是弥补高温下水稻产量损失的主要因素。本研究结果为完善水稻耐热栽培调控技术提供了有益参考。     

抽穗期高温胁迫对水稻开花结实的影响

以常规稻南粳43和杂交稻常优2号为试验对象,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对花药生理机制、花粉活力和籽粒结实率的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理.结果表明:高温胁迫下水稻花药中的脯氨酸(Pro)、游离氨基酸、可溶性蛋白质、抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量较对照处理均显著降低(p<0.01),并且随着胁迫温度的升高与胁迫时间的延长,其花粉活力、花粉萌发率、结实率、每穗实粒数与单株产量均有所下降,而千粒重的变化较小,说明高温胁迫破坏花药细胞膜结构与功能,影响花粉活力与萌发能力,从而降低结实率与每穗实粒数,最终导致产量下降.两个水稻品种相比,高温胁迫对常优2号的花粉活力、花粉萌发率以及结实率的伤害都明显小于南粳43,说明常优2号耐热性稍强于南粳43.相关分析表明,常优2号与南粳43品种的结实率与花粉活力和花粉萌发率之间均呈极显著正相关关系(p<0.01),因此影响水稻结实率降低的原因之一可能是花粉活力与花粉萌发率的降低.研究结果可为江淮地区生产中防御高温危害提供理论依据.     

利用杂交水稻开花比例鉴定耐高温性的方法

选用水稻开花期耐高温能力强的品种,是缓解极端自然高温导致大幅减产的有效途径之一。为改进水稻品种耐高温性的鉴定技术,2013年和2014年以4个杂交水稻品种为材料,用钵栽方法,分别在开花前后不同时间将钵栽水稻移至人工气候室38.0℃高温下处理5 h,以室外常温(穗层日最高气温31.2~32.8℃)处理为对照,研究极端高温时段对结实率的影响。2015年和2016年以40个杂交中稻组合为材料进行5个分期播种试验,于水稻穗层温度达35℃以上时期,从5个播种期中选择20个同期开始抽穗、生长整齐的稻穗挂牌标记,观察不同时段开花比例,以研究品种间开花期耐高温能力与不同时间开花比例关系。结果表明,杂交水稻开花期高温下11:30前的开花比例、常温下12:00前开花比例分别与耐高温指数呈极显著正相关关系,耐高温品种主要通过提高高温下的结实率而间接增强其耐高温指数,而高温下的结实率则直接影响耐高温指数。高温下开花早的品种在常温下开花也早,杂交水稻开花时间主要集中在9:30—12:30,品种间在不同时刻开花的比例各异。开花后2 h遇高温对结实率影响不明显;穗层气温34℃、35℃且频率达80%以上的最早出现时间分别在13:30和15:30,选择日最高温度≥34℃或35℃出现前2 h开花比例高的品种,能有效地避开高温伤害。基于以上分析分别建立了利用开花期高温下11:30前开花比例、常温下12:00前开花比例和高温下结实率3个指标预测鉴定耐高温指数回归模型,准确率(预测值/实测值)高达92.29%~102.73%。为水稻品种开花期耐高温性鉴定提供了科学适用的新方法。     

排除主效作用下水稻产量性状QTL的检测

本研究旨在排除主效QTL效应的基础上检测控制水稻产量性状的微效QTL。前期应用中156/谷梅2号重组自交系（RIL）群体在第7染色体RM2-RM214区间上检测到控制抽穗期和产量性状的主效QTL,本研究挑选在此区间呈谷梅2号基因型的两个株系,配组衍生新的RIL群体,检测控制水稻产量性状的QTL。共检测到25个产量性状Q...     

抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素和品质的影响

以扬稻6号与南粳43为试验材料,通过在人工气候箱中进行高温处理,研究抽穗期高温胁迫对水稻产量构成要素及稻米品质的影响,旨在深入探讨高温对水稻的伤害机理。研究表明:水稻抽穗期高温降低了水稻的每穗总粒数、结实率和千粒重,同时稻米的糙米率、精米率、整精米率、可溶性糖和蛋白质含量也呈下降趋势,而稻米的垩白率、垩白度和直链淀粉含量增加明显,随胁迫温度的提高和胁迫时间的延长,2个水稻品种的产量构成要素和稻米品质急剧下降。相同温度胁迫下,扬稻6号的热害指数(Index of heat sensitivity,HIS)稍低于南粳43,其中扬稻6号的产量构成要素和品质受高温的影响也稍低于南粳43,说明扬稻6号耐高温能力高于南粳43。研究结果为进一步了解高温对水稻结实和稻米品质的伤害机理,筛选耐热性强的水稻品种提供重要的理论依据。     

花期短时高温对不同品种水稻颖花开放动态及产量的影响

以耐热型水稻品种N22和热敏型水稻品种YR343为材料,进行盆栽试验。从抽穗扬花当天开始,利用人工气候室进行高温处理,以32℃/25℃（昼/夜）为对照,设置38℃/30℃为高温处理,连续处理7d。分别于处理第1、3、5、7天取样,研究花期不同天数高温胁迫对水稻颖花开放动态、颖花生理特性及产量的影响。结果表明：（1）高温胁迫后水稻产量和结实率均呈降低趋势,其降幅与高温持续时间有关。高温处理7d时,品种N22的产量与结实率分别降低49.1%和37.4%,YR343分别降低85.1%和65.3%。（2）高温胁迫后,水稻的花药开裂率和花粉活性均出现不同程度降低,且高温持续时间越长,降幅越大。（3）高温胁迫后水稻的总颖花开放量显著降低,其中,N22与YR343分别降低33.3%和65.5%。花期高温还改变了水稻开花峰值和峰值出现时间,与常温相比,高温下N22的开花高峰提前1h出现,峰值比例下降0.5%,YR343峰值出现时间无变化,但峰值比例降低2.8%,高温胁迫下YR343出现了花期缩短的现象。（4）高温胁迫下,水稻颖花可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸含量总体呈下降趋势;丙二醛及过氧化氢含量呈上升...     

转OsbHLH1和Bar基因水稻及相关特性分析

OsbHLH1基因编码bHLH(basic helix-loop-helix,碱性螺旋-环-螺旋)类转录因子,与水稻耐低温相关。草铵膦是一种高效低毒灭生性除草剂,Bar基因表达产物能解除草铵膦的毒性。本实验对通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)浸染法获得的以粳型水稻(Oryza sativaL.subsp.japonica Kato)恢复系淮C17为受体的转OsbHLH1和Bar基因水稻进行研究,鉴定其除草剂抗性和耐低温能力,考查其农艺性状。草铵膦筛选发现Bar基因正常表达;对草铵膦筛选获得的转基因植株进行PCR、Southern、RT-PCR和实时荧光定量PCR检测,发现OsbHLH1基因已经整合到水稻基因组中并且在水稻中表达。转基因T3代株系芽期(萌发芽长0.5mm)在2℃条件下处理6d,第6号转基因株系死苗率为17.8%,对照死苗率为61.1%。T3代苗期(一叶一心)在8～10℃下处理7d,第5、6、9、11号株系的根长显著长于对照,第3、5、11号株系的根数显著多于对照,第3号株系的平均鲜重显著重于对照。芽期、苗期耐冷性试验表明,OsbHLH1基因在水稻中过量表达显著提高了水稻芽期、苗期的耐低温能力。对转基因T2代的农艺性状进行考查,株高、千粒重、结实率、理论产量等农艺性状与对照相比较均出现了显著的变化,外源基因的导入对水稻的农艺性状有明显影响。研究结果将为选育抗除草剂、耐低温杂交粳稻新组合提供新种质。     

小麦重组自交系群体苗期抗旱性综合评价

[目的]探讨干旱对小麦萌发期幼苗生长的影响,筛选抗旱的优良小麦种质材料,为小麦抗旱新品种的选育提供依据。[方法]以洛旱2号与潍麦8号杂交产生的重组自交系(RIL)群体(F9)为材料,基于小麦萌发期幼苗在不同水分条件下的多个农艺性状指标数据,通过主成分分析和K均值聚类的方法,对重组自交系的291个株系及其亲本进行了苗期抗旱性综合评价,并对各株系的苗期抗旱性度量值和其产量的相关性进行了分析。[结果](1)用10%的PEG-6000处理萌动的种子,可促进胚芽鞘长和根数的增加,而对其它农艺性状有明显的抑制作用。(2)从该重组自交系的291个株系中筛选出了44个抗旱优良株系,为小麦抗旱育种提供了宝贵的种质材料。(3)小麦各株系的苗期抗旱性和其产量之间呈显著的正相关。[结论]根系性状对干旱胁迫的反应最为敏感,干旱胁迫下能否形成相对强大的根系系统是衡量幼苗抗旱性的重要条件。     

外源芸苔素内酯对不同基因型杂交稻开花期耐热性的影响

为了明确不同基因型杂交稻对高温耐受性的差异及芸苔素内酯(BR)对提高不同类型杂交稻耐热性的作用效果,本研究以杂交籼稻、偏籼型籼粳杂交稻和偏粳型籼粳杂交稻各2个品种为材料,在开花期设置常温、高温和高温下喷施0.15%BR 3种处理,分析其对水稻产量及产量构成因素、花粉活力和抗氧化能力等的影响。结果显示,高温导致杂交稻的结实率、单株产量和花粉活力显著下降,其中杂交籼稻耐热系数为0.73,显著高于偏粳型籼粳杂交稻(耐热系数0.47)。而高温下喷施BR可以显著提高水稻结实率、单株产量和花粉活力,杂交籼稻、偏籼型和偏粳型杂交稻恢复系数分别为1.23、1.43和2.00,以偏粳型杂交稻的缓解效果最明显。喷施BR降低了高温处理下不同基因型杂交稻的超氧阴离子含量,并提高了甲基乙二醛酶(GlyⅠ)活性及抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽含量(GSH),同时改变了抗氧化酶相关基因OsAPX1、OsCATB、OsGPX3和OsGLYI8的表达水平。综上可知,杂交籼稻常温下产量表现低于籼粳杂交稻,但具有较强耐热性,高温下喷施BR对杂交籼稻产量下降的缓解效果明显低于籼粳杂交稻;籼粳杂交稻尤其是偏粳型,尽管对高温表现敏感,但与BR的相互作用可有效抵御高温胁迫,喷施后产量可接近或达到常温对照水平。本研究结果为提高杂交水稻开花期耐高温能力的研究提供了理论基础和实践经验。     

花期高温对水稻花器官性状和结实的影响

为探讨花期高温对水稻花粉育性的生理生态影响,以耐热品种钱江3号B与热敏感品种协青早B为材料,在花期进行不同方式的高温胁迫处理,比较分析了花期高温对水稻花粉粒直径、花粉活力、结实率等的影响。结果表明,与适温处理相比,高温胁迫对钱江3号B的花粉活力、花药开裂率和开裂孔长度的影响很小,而对协青早B的影响则达极显著,且长期的持续高温胁迫同样危害耐热水稻品种的结实率。此外,2个水稻品种对高温胁迫最敏感时期均为抽穗开花第3天。本研究可为选育耐热性水稻品种提供理论依据。     

不同温度下~(137)Csγ射线处理水稻种子的诱变效率

水稻种子在极低温(-196℃)条件下进行(137)~Csγ射线辐照,然后进行热冲击(65℃)后处理。结果表明,极低温加热冲击处理的辐射防护效应大于极低温处理。在10—50krad剂量范围内,水稻主要性状的突变率,极低温加热冲击组及热冲击组大于常温组,而常温组又大于极低温组;在70—90krad范围内,极低温加热冲击组大于极低温组,其余两组全部死亡。各处理组在最适宜诱变剂量下的突变频率:极低温加热冲击组最高,常温组最低,其余两组居中。     

孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响*5

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

大麦籽粒总花色苷含量的遗传变异及其与粒色的相关分析

有色大麦较普通大麦含有较多花色苷等活性成分,具有较好的保健和辅助治疗功能。为了解大麦籽粒花色苷的遗传特点,选育高花色苷含量的大麦新品系,本研究以紫光芒裸二棱×Schooner构建的193个重组自交系为材料,测定3个试点[玉溪(2013年)、白邑(2014年)及嵩明(2015年)]的大麦籽粒总花色苷含量和粒色,分析大麦籽粒总花色苷含量的遗传变异及其与粒色的相关性。结果表明,大麦RIL群体籽粒总花色苷含量遗传变异大,3个试验点大麦总花色苷含量变异范围分别为0.36~1.38、0.50~1.50、0.50~1.58 mg·g^-1,变异系数为25.00%~33.85%。大麦总花色苷含量呈右偏态、尖顶峰分布,由主效基因控制遗传。高海拔冷凉气候在一定程度上有利于大麦籽粒总花色苷含量累积。3个试点大麦总花色苷含量与粒色均呈极显著正相关,表明大麦籽粒颜色越深,其总花色苷含量越高。与紫光芒裸二棱相比,3个试点有8个共同株系(27、34、35、37、38、60、138、167)的总花色苷含量显著或极显著提高。本研究结果为高花色苷含量大麦种质创新及育种提供了一定的理论依据。     

水稻低植酸突变基因和外源铁蛋白基因的聚合

对所获得的2份低植酸突变系和2份铁蛋白(Fer)转基因富铁系稻米进行了无机磷、种子GUS、叶片PCR、稻米矿质元素含量检测和简单的遗传分析,表明这些材料作为低植酸突变种质和Fer富铁种质具有良好的实用价值。对所配杂种F1进行了花药培养,并对愈伤组织诱导、分化、生根和花培苗倍数性、成活率、结实性等性状进行考察,认为低植酸基因和铁蛋白外源基因对花培过程影响不明显。在大量的花培后代中筛选到31份低植酸基因和外源铁蛋白基因双重表达的花培纯系,经检测,该批材料富铁效果极为显著,是难得的低植酸富铁转基因优良新种质。     

Relationship of Dough Extensibility to Dough Strength in a Spring Wheat Cross

A negative relationship between dough strength and dough extensibility would pose a problem for breeding hard wheats, as both dough strength and dough extensibility are desirable. We derived 77 recombinant inbred lines (RIL) from a cross between hard red spring wheat cultivars McNeal and Thatcher. McNeal produces flour with stronger dough and lower extensibility than does Thatcher. RIL were evaluated for strength‐related properties using mixograph analysis and extensibility parameters using the Kieffer attachment to the TA.XT2 texture analyzer. Additionally, the RIL were test baked. Measurements using the mixograph and the Kieffer attachment were highly heritable. Maximum dough extensibility (Ext_max) was negatively correlated with resistance to extension (R_max) (r = ‐0.74) and with mixograph tolerance (r = ‐0.45). Loaf volume was correlated with both R_max (r = 0.42) and area under the extensigraph curve (r = 0.44) based on partial correlation analysis adjusted for protein differences. Ext_max was negatively correlated with loaf volume (r = ‐0.26). The McNeal allele for polymorphism at the Gli1‐B1 locus on chromosome 1BS caused high dough‐mixing tolerance and low dough extensibility. Our results suggest that traditional selection criteria in hard red spring wheat, including tolerance to dough mixing and high loaf volume, may result in reduced dough extensibility.     

水稻穗分化期高温对颖花分化及退化的影响

为明确穗分化不同时期高温对水稻颖花分化及退化的影响,选用黄华占（耐热性品种）和丰两优6号（热敏感性品种）两个籼稻品种进行人工气候箱内盆栽试验,分别于幼穗分化第一苞分化期（I）、枝梗-颖花分化期（II）、颖花分化-雌雄蕊形成期（III）及雌雄蕊形成-减数分裂期（IV）进行40℃高温（10：00-15：00）处理7d,以同期人工气候箱32℃处理为参考,室外自然环境生长的植株为对照（CK）,统计分析穗分化历期、颖花分化与退化及穗部性状在处理期以及品种间的差异。结果表明,(1)幼穗分化期高温胁迫可增加水稻穗分化天数,延迟抽穗期,显著降低水稻每穗粒数、结实率及千粒重,其中Ⅳ期高温处理的降幅最大,热敏感品种丰两优6号的下降幅度明显大于耐热性品种黄华占。(2)幼穗分化不同时期高温处理对水稻颖花形成的影响不同,除II期处理黄华占颖花分化增加外,I期和II期高温主要抑制颖花分化,此期高温均可导致水稻颖花显著减少。III期和IV期高温胁迫将加剧颖花退化,退化率达67%以上,且热敏感性品种退化幅度大于耐热性品种。(3)从不同部位颖花分化与退化看,高温对二次枝梗上颖花分化与退化的影响大于一次枝梗。     

水稻直穗散穗性状的初步研究

在均为散穗穗型的亲本香粳9407和IRBB60配制的RIL群体中,发现5个家系中直立穗型和散穗穗型表现出3∶1的分离。对控制直立穗型性状的基因进行了分子标记定位,定位在第9染色体上基因座位LOC_Os09g26999处,在纯合直穗株系中该基因缺失了637bp,导致蛋白质的翻译提前终止,并有56个氨基酸改变。最后,对直立穗型等位基因的来源进行了探讨。     

中二软占空间诱变品系的主要农艺性状及稻瘟病抗性

对经抗性初筛的34个中二软占空间诱变4代（SP4）品系进行主要农艺性状分析及稻瘟病抗性评价,结果表明,诱变品系在株高、有效穗数、穗长、穗粒数等性状的变异都达到了极显著水平,其中变幅最大的是千粒重,其次是结实率,有效穗数的变异幅度最小。除Z34外,其余33个诱变品系的抗谱比原种均有明显拓宽,且田间均抗穗瘟,说明低世代进行抗性初筛是有效的。结合主要农艺性状考查和抗瘟性分析,可从这些诱变品系中选择既抗病又具备较好农艺性状的优良材料,实现抗病种质创新的目的。     

花信灵在杂交水稻制种上利用研究

本试验研究了花信灵对杂交水稻制种的影响。结果表明：花信灵能使不育系提早开花，使恢复系推迟开花，达到两系花时相遇；花信灵能促进不育系抽穗，减少包颈长度，增加外露的颖花数；花信灵还能增加两系的开花数和午前花数。因此有利于授粉，提高异交结实率，增加每穗实粒数，使制种产量提高。