功能性特种巨胚稻——MhgeR的选育及应用

用60Coγ射线照射籼稻恢复系明恢86(M86)种子,获得巨胚突变体MhgeR。与原品种M86相比,MhgeR主要农艺及产量性状无显著差异,千粒重和产量有所下降,但绝对胚重和相对胚重分别由0.68mg和2.70%提高到1.19mg和5.50%。MhgeR糙米成分分析表明其蛋白质（9.94%）、粗脂肪（6.08%）、粗纤维（1.21%）、γ-氨基丁酸（6.16 mg/100g）、8种必需氨基酸及7种矿物质含量均比M86明显提高。本文还就巨胚稻的育种技术及产品加工开发作了探讨。     

巨胚稻籽粒灌浆特性研究

用RICHARDS方程对2个巨胚稻及其相应非巨胚稻品种(龙特浦B)、1813B)的籽粒灌浆过程进行拟合,研究了两类水稻品种的灌浆特性。结果表明,与非巨胚稻相比巨胚稻在起始灌浆潜势(R0)、平均灌浆速率(GMEAN)、最大灌浆速率(GMAX)和灌浆持续时间T(99%)上均比对照品种低,且巨胚稻在第4~12天的灌浆高峰期间的灌浆速率明显低于对照品种,从而造成巨胚稻籽粒重的下降。     

巨胚稻新品系的营养成分分析

为筛选出高营养成分含量的巨胚稻品系,以期为巨胚稻的育种研究和加工开发提供依据。本研究以福建农林大学作物遗传育种研究所选育的一批功能性巨胚稻新品系及非巨胚对照为材料,分别测定了其糙米的7种矿物质和17种氨基酸含量。结果表明:巨胚稻新品系中钾、锌、铜、锰和铁5种矿物质元素的平均含量分别比M86高50.65%、12.65%、28.58%、100.12%和112.86%;巨胚稻新品系的硒含量最高的为gewx1(0.17mg·kg-1),比对照M86(0.02mg·kg-1)高出750%。巨胚稻新品系绝大部分氨基酸含量都高于对照,必需氨基酸总量(EAA)平均为3.42%,比M86增加29.05%,氨基酸总量(TAA)平均为8.93%,比M86增加31.00%;巨胚稻品系的γ-氨基丁酸(GABA)含量平均达到5.81mg·100g-1,是对照M86(1.81mg·100g-1)的3.2倍,大米肽的平均含量为20.98mg·g-1,比对照增加53.73%。糙米相对胚重与大部分营养成分含量呈极显著正相关,说明提高相对胚重能提高稻米在这些营养物质上的含量。     

巨胚稻胚发育的解剖学观察

以巨胚稻TgeB和非巨胚稻TB为材料,开花后分期取样,制作胚纵切面石蜡切片,用显微镜观察巨胚稻胚性状的发育过程。结果显示:(1)巨胚稻胚的生长主要在开花后的前12d,且6-9d生长最为迅速,此阶段其增大速率要大于非巨胚稻;(2)巨胚稻各时期的胚均大于非巨胚稻,其胚长和胚厚分别是非巨胚稻的1.21~1.37倍和1.37~1.70倍;胚芽长与非巨胚稻差异不大;胚芽宽则是非巨胚稻的1.12~1.31倍;胚根长是非巨胚稻的1.14~1.22倍;胚根宽和非巨胚稻差异不大;(3)从第9天开始,巨胚稻胚各个时期的盾片均明显大于非巨胚稻,其成熟期的细胞长和细胞宽分别是非巨胚稻的2.09倍和1.90倍;(4)从胚纵切面的细胞数看,巨胚稻与非巨胚稻二者差异不显著。表明巨胚稻胚的增大主要是由胚的盾片细胞的显著增大引起的。     

特殊种皮颜色花生杂种优势的研究

选用 6个具有特殊种皮颜色的花生种质材料搭配 1 0个杂交组合 ,测试了F1代 3个农艺性状、7个产量性状的杂种优势。结果表明 :特色花生杂交测试的农艺性状 ,主茎高表现杂种优势最强 ,产量性状 ,单株果重、单株仁重等综合性状杂种优势较强 ,各有 8个组合表现超亲优势 ,超亲优势率分别为 7 1 %～ 73 4%和 1 2 1 %～71 5% ;组合间杂种优势强度也有明显差异 ,总的看白皮花生母本效应较强 ,与红皮花生做母本比较 ,除饱果数平均杂种优势指数略低外 ,其余各性状均有较大幅度提高。     

空间技术诱发的水稻早熟突变系的品质性状变异

对空间技术诱发产生的 9个水稻早熟突变系分析表明 :与原亲本相比 ,突变系的外观品质变化明显 ;表观直链淀粉含量 (AAC)出现高、中、低 3种变异 ;多数突变系的淀粉粘滞特性和碱消值比原亲本差 ,少数相似 ;胶稠度与原亲本相仿或明显改良 ;除突变系SP5 0 1外 ,农艺性状变差 ,但千粒重增加明显。     

狐米草(Spartina patens)低能重离子突变系营养成分分析

为从经低能重离子诱变的狐米草突变系中筛选出适合在滩涂生长、营养丰富的牧草株系,在前文比较了模拟滩涂环境种植的各突变系生物量和光合能力的基础上,本文进一步检测了几种主要有机和无机营养成分含量以及几种主要重金属污染元素在各突变系地上部分的积累量。结果显示,除N5、N10、N3突变系的粗蛋白含量较对照系有明显提高(分别提高了26.95%、18.87%和10.91%)、N4突变系的无氮浸出物含量略高于对照系(2.84%)外,所有突变系的有机营养含量与对照系或没有明显差别或略低;其无机营养含量均较对照系有明显提高,其中N1、N3、N5等突变系的含量相对较高。表明低能重离子束诱变改变了狐米草的经济性状,其中,N5和N3突变系因生物量大、光合能力强、营养丰富,较适合于沿海滩涂种植。     

旱稻(Oryza sativa)×长芒稗(Echinochloa caudata)远缘杂交后代结实率及杂种优势分析

以旱稻基因型旱 65(OryzasativaL .)为母本 ,稗草长芒稗 (Echinochloacaudata)为父本进行远缘杂交 ,获得实粒种子。连续 5年试验结果表明 :( 1 )F0 高度不孕 ,并伴有杂交种发育夭折现象。去雄 82 4朵小花 ,结实率为 1 2 1‰。 ( 2 )F1杂种优势明显 ,育性正常 ,结实率 92 2 6% ,单株产量超母本 80 3 9%。 ( 3 )F2 农艺性状分离严重 ,但育性无分离。群体 40 5株无不育株出现。选育出的优良变异单株“远F2 1” ,超亲优势为 55 64%。 ( 4)对“远F2 1”衍生F3株系 1 60株考种株穗数、株高、穗长、主茎穗一级枝梗数、穗总粒数、穗实粒数诸性状 ,平均超亲优势分别为 2 3 2 %、1 5 1 8%、47 2 6%、3 3 84%、2 4 2 6%及 2 1 62 % ,差异显著。 ( 5)F5光合速率测定 ,超母本2 9 72 %。远缘杂交对不同属间引入目的基因 ,非常有效。     

γ射线辐照和无性系变异相结合诱发创造优异恢复系突变体R3027

对中籼材料 3 0 2 7的幼穗先经 1 5Gy的6 0 Coγ射线辐照处理 ,而后接种于N6 培养基上进行愈伤组织诱导 ,MS培养基上分化诱发产生了一系列的体细胞无性系变异株 ,从中筛选出早熟恢复系突变体R3 0 2 7。与原亲本 3 0 2 7相比 ,突变体R3 0 2 7的多个农艺性状和配合力均明显改良。与细胞质雄性不育系Ⅱ 3 2A配组 ,成功选育单产最高达 1 0 477kg hm2 的杂交稻新组合Ⅱ优 3 0 2 7。     

花药组织培养和小麦×玉米杂交技术应用于产生小麦单倍体的比较研究

两个春小麦品种意塔和帕旺的花药组织培养和小麦×玉米杂交技术产生单倍体的效果不同。不同基因型花药诱导愈伤组织的诱导率从 9 4%到 1 9 7%不等 ,不同基因型所产生的再生株数量亦不同 ,两个小麦品种都有绿苗和白化苗产生 ,绿苗诱导率自 1 3%到 5 0 %。分别利用小麦×玉米杂交技术能有效诱导两个春小麦品种单倍体 ,杂交结实率为 80 2 %～95 1 % ,但只有 1 0 9%～ 1 4 6%的籽粒含有幼胚 ,其中 95 %以上的幼胚可发育成绿苗。每 1 0 0个杂交小花中平均可生成 1 0 5个到 1 4 0个绿苗 ,不产生白化苗 ,染色体亦不自然加倍。     

玉米自交系苗期磷营养特性评价

利用一元线性回归模型对9种基因型玉米自交系在6叶龄苗期的磷(P)营养特性进行了评价。以幼苗的全株或地上部生物量(mg/plant)分别与培养介质对其供磷量(P.mg)建立线性模型,其回归系数作为全株或地上部磷效率的指标;以幼苗的全株或地上部生物量分别与相应的全株或地上部磷含量(P.mg/plant)建立线性模型,其回归系数作为全株或地上部磷利用效率的指标;以幼苗全株磷含量与培养介质对其供磷量建立线性模型的回归系数作为幼苗磷吸收效率的指标。结果表明,9种玉米基因型的磷效率,磷利用效率和磷吸收效率的平均值分别为53.95(全株)和42.61(地上部)、131.84(全株)和124.45(地上部)、0.41。自交系04419的磷效率比平均值约高出45%(全株)和59%(地上部),属于磷效率高效型;而自交系04065和04088的磷效率分别比平均值约低43%、38%(全株)和55%、51%(地上部),属于磷效率低效型;其余自交系的磷效率介于两者之间,为磷效率中间型。玉米自交系苗期的磷效率与磷吸收效率呈显著正相关,与磷利用效率关系不明显;磷吸收效率可作为苗期磷效率预筛选的生理指标。     

巨胚功能稻的营养成分分析

分别测定了巨胚稻和相应非巨胚稻（对照）糙米的粗白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分等4种主要营养成分,17种氨基酸、9种矿物质、5种维生素和γ-氨基丁酸含量。结果表明：（1）同对照相比,巨胚稻糙米的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗灰分含量均有提高,平均增幅分别为11.14%、106.09%、42.21%和10.17%;（2）较对照,巨胚稻的17种氨基酸含量普遍提高,必需氨基酸含量提高2.52%-35.62%,氨基酸总量提高4.77%~37.09%;（3）巨胚稻的矿物质元素含量丰富,相比非巨胚对照,其Ca、Fe、Zn、Mn、Mg、P、K、Na和Cd的平均含量分别提高了42.89%、47.96%、38.08%、37.75%、1.75%、5.51%、13.88%、16.13%和36.69%;（4）巨胚稻的VB1、VB2、VPP、VE和叶酸含量均高于相应非巨胚对照,增幅为2.50%~214.81%;（5）巨胚稻糙米的功能成分γ-氨基丁酸（GABA）含量比相应非巨胚对照增加,平均增幅达286.58%。巨胚稻富含各种营养成分,是一种高营养功能型的稻米品系。     

铜胁迫对弯囊苔草（ Carex dispalata）生长和生理特性的影响

用水培方法研究了弯囊苔草在不同Cu^2＋浓度（1、5、25 mg·L^-1）胁迫下的生长特性和部分生理生化指标的变化。结果表明,不同Cu^2＋浓度胁迫下,弯囊苔草正常生长,但其生长特性表现出高浓度抑制的相关性, 高浓度下没有新生根。弯囊苔草叶片3种抗氧化酶活性都随胁迫时间的延长呈先上升再下降趋势。SOD在处理的第4 d达到峰值,且活性一直显著高于对照（P＜0.05）,3种Cu^2＋浓度处理下的峰值大小顺序为5 mg·L^-1＞25 mg·L^-1＞1 mg·L^-1。POD和CAT活性在处理第7 d达到峰值,POD活性峰值大小顺序为5 mg·L^-1＞1 mg·L^-1＞25 mg·L^-1;CAT活性峰值大小顺序为25 mg·L^-1＞5 mg·L^-1＞1 mg·L^-1。丙二醛（MDA）和可溶性糖含量都是随着胁迫时间的延长而上升,处理结束时的丙二醛（MDA）（r=0.988 0）和可溶性糖含量（r=0.951 2）与Cu^2＋浓度表现出正相关性。脯氨酸（Pro）含量随胁迫时间的延长也呈先上升后下降趋势,1 mg· L^-1和5 mg·L^-1 Cu^2＋浓度处理下脯氨酸（Pro）含量在处理第4 d达到最大值,25 mg·L^-1高浓度处理下脯氨酸（Pro）含量在处理第7 d达到最大值。叶绿素在5、25 mg·L^-1 Cu^2＋浓度处理下随胁迫时间的延长呈先上升后下降的趋势,1mg·L^-1Cu^2＋处理下的叶绿素含量不断上升,实验结束时各处理下叶片的叶绿素含量与处理浓度呈负相关。结果表明弯囊苔草能通过调节体内抗氧化酶活性来增强其抗氧化胁迫能力,这为其作为铜污染水体的修复植物提供了可能。     

植物性脲酶抑制剂对作物营养和土壤特性的影响

采用15N 尿素进行盆栽试验 ,研究了 4种植物材料 (P1、P2 、P3、P4 )作脲酶抑制剂对高粱和水稻营养效应及土壤特性的影响。结果表明 ,4种植物性脲酶抑制剂对水稻和P1对高粱生长、地上部干重有明显的提高作用 ,且植株叶绿素a b值变幅小。植物性脲酶抑制剂 (除P3外 )提高水稻叶片氨基酸含量 1 2 9%～ 2 5 1 %和植株氮素利用率 5 2 %～ 7 7% ,亦促进高粱植株对氮素的利用。 4种植物性脲酶抑制剂提高两种作物氮素表观利用率 4 3 %～ 1 9 2 %和水稻磷、钾吸收量 ,而对高粱磷、钾吸收有降低作用。植物性脲酶抑制剂能提高两种作物的土壤碱解氮含量。淹水条件下植物性脲酶抑制剂持续作用时间相对较短 ,水稻生长 3 6d ,土壤脲酶活性变化不大 ;高粱生长 48d ,土壤脲酶活性降低 1 0 5%～ 1 8 3 %。     

籽粒苋富钾基因型筛选研究

在营养液培养或土壤培养条件下,采用植株含钾量、单株吸钾量和植株吸钾率等作为富钾基因型的筛选指标,对不同籽粒苋(红苋Amranthus crenentus)品种的富钾能力进行了筛选。结果表明,D8-1、R109、R104和K12等品种对钾具有较强的富集能力,在低钾溶液培养30d(不包括25d的育苗期)和缺钾土壤培养60d时,其植株含钾(K)量一般都在3%～4%之间,单株吸钾(K)量分别在50～75mg和100～120mg范围内,植株(鲜根)吸钾速率大于1 70mol (gh),为富钾基因型;而M9和Cr047等品种对钾的富集能力则相对较弱,其植株含钾量一般在2.7%以下,单株吸钾量低于40mg和80mg,植株(鲜根)吸钾速率小于1.35mol (gh),属一般型。在供钾正常(K5mmol L,)时,所有品种的含钾量和吸钾量均大幅上升,但随着培养介质中钾浓度的提高,两基因型的富钾能力差距逐渐缩小,低钾溶液培养时含钾量和吸钾量最高的品种分别是最低时的2 5倍和2 3倍,而供钾正常时含钾量和吸钾量最高的品种仅分别为最低的1.3倍和1.8倍。因此,在缺钾土壤上播后60d或0.5mmol L的低钾溶液培养30d,能较好地反映两种基因型在富钾能力上的差异。同时,两种基因型在缺钾土壤上的根冠比和主根长仅为低钾溶液培养时的一半左右。但无论在那种介质中,富钾型的根冠比和主根长均大于一般型;在供钾     

杂交苏丹草镉的吸收与分布规律研究

随着土壤中添加镉量的增加,杂交苏丹草的株高明显降低,生物量显著下降。镉添加量为40mg kg土的处理,杂交苏丹草株高和地上部的生物量分别只有对照的48%和8.4%。不加镉的对照,杂交苏丹草根、茎、叶的含镉量分别为3.2,2.7,3.2μg g-1,各部位含镉量没有显著差异;而在添加镉的土壤中,则呈现出根>茎>叶的变化规律;土壤添加镉的量越大,杂交苏丹草各部位含镉量越高,当镉添加量为40mg kg-1土时,根、茎、叶的含镉量分别为451.9,132.5,79.4μg g-1。杂交苏丹草植株中镉含量与土壤中镉的添加量呈现为显著的直线正相关,镉的累积量呈现为先上升后下降的规律。     

冬小麦?夏玉米体系磷效率对塿土磷素肥力的响应

【目的】 研究塿土区冬小麦?夏玉米轮作体系磷肥利用效率 (PUE) 和土壤肥力 (磷素) 的关系,可以界定土壤磷素的最佳管理范围及合理施磷量,为实现作物高产和减少磷素损失提供理论依据。 【方法】 采取塿土长期定位试验5个不同磷素水平的土壤,有效磷含量依次为3.90 (F1)、15.00 (F2)、23.60 (F3)、35.70 (F4) 和50.00 (F5) mg/kg进行盆栽试验,供试作物为小麦‘小偃22’和玉米‘郑单958’。每个磷素水平土壤上设置5个施磷量 (P₂O₅ 0、30、60、90、120 kg/hm2)。作物成熟后,收获地上部所有植株,晒干、脱粒后测定地上部生物量、籽粒产量,籽粒和秸秆样品粉碎后测定其含磷量。作物收获后均匀采集盆内土样约50 g/盆,风干并混匀后分别过1 mm和0.15 mm筛,测定土壤速效磷和全磷含量。计算冬小麦?夏玉米种植体系磷肥利用效率与土壤磷素水平的关系。 【结果】 F1土壤增施磷肥可显著提高小麦和玉米的籽粒产量,与P0相比,所有施磷处理小麦增产52.2%～119.7%、玉米增产94.7%～212.7%;F2、F3、F4和F5土壤磷肥增产效果不显著。经过两季作物种植,与P0相比,F2土壤施磷60 kg/hm2、120 kg/hm2和F5土壤施磷120 kg/hm2显著提高了全磷含量,其他磷水平土壤全磷含量无显著变化;F1、F2、F3、F4和F5土壤施磷处理的土壤速效磷含量分别增加了?4.08%～434.69%、26.49%～112.77%、6.74%～48.24%、4.07%～43.65%和?4.84%～28.29%。冬小麦磷肥利用效率 (PUE) 与土壤Olsen-P之间呈显著的正相关关系 (P < 0.05),P30、P60、P90和P120线性关系决定系数分别达到0.996、0.899、0.760和0.820。夏玉米PUE在P30下随土壤磷素水平的提高呈二次抛物线形式增加,据此可得出在Olsen-P为12.32 mg/kg时PUE达到100%,当土壤速效磷为33.63 mg/kg时PUE达到最大值155.24%;在P60、P90和P120时,PUE随土壤Olsen-P含量上升而直线增加,Olsen-P分别达到12.22 mg/kg、16.64 mg/kg和14.39 mg/kg后维持在一个水平。整个冬小麦?夏玉米体系PUE随土壤速效磷的变化趋势和夏玉米类似,冬小麦 (P30) 和夏玉米 (P30) 总施磷量为P ₂O₅ 60 kg/hm2时,可算出土壤速效磷为17.97 mg/kg时PUE达到100%;当速效磷达到40.11 mg/kg时,PUE达到最大值131.51%。在同一磷素水平土壤上,随施磷量增加,小麦和玉米PUE均显著降低,尤其是施磷量高于60 kg/hm2后。 【结论】 关中塿土区冬小麦?夏玉米体系,小麦季土壤速效磷应大致控制在17～40 mg/kg范围内,玉米季土壤速效磷控制在13～34 mg/kg范围内进行管理;整个冬小麦?夏玉米体系将土壤速效磷大概控制在17～40 mg/kg范围内,总推荐施磷量为P₂O₅ 60～120 kg/hm2为宜。