水稻无机矿质营养的研究 Ⅰ水稻不同生育期缺磷的影响

作者用水培的方法研究水稻不同生育期缺磷的影响,结果证明,幼苗期缺磷的影响最显著,表現出生长缓慢,分蘗減少。因此,栽培水稻在幼苗期及分蘗期充分供应磷肥有特别重要意义。     

锰素对水稻幼苗生长及生理效应的影响

锰是水稻生长发育必需的微量元素。笔者以水稻幼苗为材料,探讨锰素对水稻苗期生长及生理效应的影响。采用水培方法,通过设计缺锰及锰过量,对水稻植株相关农艺性状及生理生化指标进行测定。结果表明,水稻在幼苗期对锰胁迫反应敏感。水稻株高、根长、鲜重、叶绿素和可溶性蛋白含量均有不同程度下降,MDA含量升高,POD活性降低;水稻幼苗叶片受损程度大小依次为1000 Mn＞100 Mn＞-Mn。缺锰或锰过量均会对水稻幼苗生长产生不利影响,应合理施用锰素。     

N、P、K、Ca缺素培养对辣木幼苗生长的影响

探究营养元素N、P、K、Ca缺素培养时,辣木幼苗表现出的营养缺乏症状和对生长的影响,为辣木的营养诊断和优质高效栽培提供理论依据。试验采用砂培盆栽法,设置全素(CK)、缺氮(-N)、缺磷(-P)、缺钾(-K)和缺钙(-Ca)5个处理,对不同缺素处理的幼苗症状进行观察,测定其苗高净生长量、茎粗和叶数。结果表明,辣木幼苗缺氮时症状出现最早,表现最为明显,主要为叶片小、全株淡黄色、植株矮小、长势较弱,缺磷、缺钾幼苗则无明显症状。在缺氮、缺磷、缺钾、缺钙处理下,辣木幼苗的苗高净生长量、茎粗均低于全素,其中缺氮对苗高净生长量和茎粗影响最大,N离子是限制辣木伸长和茎粗增长的主要影响因子。缺素对辣木幼苗叶数影响不明显。说明氮、磷、钾、钙缺乏对辣木幼苗生长造成一定程度的影响,但影响程度不同,缺氮影响最大。     

部分根系供磷对小麦幼苗生长及同化物分配的影响

利用分根技术在水培条件下研究了部分根系供磷对小麦幼苗生长的影响。 研究表明, 部分 根系供磷不仅未影响植株对磷营养的需求, 甚至在处理初期植株的含磷量还略有提高。 同 时, 试验还表明, 部分根系缺磷有利于小麦幼苗的生长并促进同化物向根系的运输。 因 此, 通过部分根系供磷的方式来改善小麦幼苗的生长, 为今后磷     

缺磷和缺铁胁迫对玫瑰幼苗根构型的影响

以玫瑰（Rosa Rugosa）实生苗为试材,在砂培条件下研究了缺磷、缺铁对玫瑰幼苗根系长度、表面积、体积、根尖数、分形维数等根构型参数与根系活力的影响。结果表明：缺磷或缺铁条件下,玫瑰幼苗根系总长度、根尖数、表面积、体积、根系直径变大,根系分形维数减小,根系活力显著下降;缺磷时,玫瑰幼苗主根生长受到抑制;缺铁使主根长度增加,二级侧根长度和数量增加尤为显著,分别比对照增加了229.9%和205.4%;缺铁比缺磷的根系活力与分形维数下降得更多。     

不同缺素处理对贵州地方水稻品种光合生理特征影响的研究

以从江红皮糯、榕江矮糯、惠水黑糯、从江黑糯、苟央当和黎平无名禾6份贵州地方水稻以及常规品种EY 105为材料,采用营养液培养法,3叶1心期分别进行氮、磷、钾、钙、镁、铁、硫、锌、铜等元素缺乏处理,研究不同营养元素缺乏对供试水稻品种的叶绿素含量(Chl)气孔导度(Gs)和净光合速率(Pn)的影响.结果表明,除惠水黑糯叶片叶绿素含量在缺磷处理升高外,其他缺素处理时水稻叶片叶绿素含量均下降.不同缺素处理对不同水稻品种气孔导度的影响存在差异.除缺钾、磷外其他各种缺素处理下,水稻叶片净光合速率较完全营养液处理降幅差异显著.叶片气孔导度变化与净光合速率变化表明,净光合速率降低不仅与气孔导度下降有关,还与其他非气孔因素有关.综合各指标分析,惠水黑糯、从江红皮糯、从江黑糯和榕江矮糯相对其他品种对不同缺素胁迫具有较强抵抗能力.     

缺磷胁迫对黑籽南瓜幼苗根系生长和根系分泌物的影响

采用营养液培养方法,以1/2单位日本园试配方为基本营养液,在温室内培养黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia B.)幼苗,测定正常供磷处理和缺磷胁迫下黑籽南瓜幼苗在根系生长、根系形态和根系分泌物等方面的差异,以期为南瓜磷高效种质创新和耐低磷机制研究提供理论依据.结果表明,缺磷胁迫后21 d,黑籽南瓜幼苗地上部生物量显著降低,根系生物量与正常供磷处理相比没有明显差异,根冠比增大;总根长和根表面积显著增加,根数、根横径和根体积与正常供磷处理相比没有明显的差异;根系吸磷量和磷转运率下降,根系吸磷量占总吸磷量的百分数增加,根系磷利用效率显著增高.总根长和根表面积增加可能与其磷吸收效率密切相关,是黑籽南瓜幼苗对缺磷胁迫的适应性变化.与正常供磷处理相比,缺磷胁迫后21 d,黑籽南瓜幼苗根系分泌的化合物种类组成类似,主要由酚类、芳香烃类、酯类、胺类、烯烃类和烷烃类化合物组成.但缺磷胁迫后根系分泌物中的化学成分多于正常供磷处理,邻苯二甲酸二(1丁基2异丁基)酯等8种化合物是缺磷胁迫下黑籽南瓜根系分泌物的特有成分.缺磷胁迫后黑籽南瓜的自毒作用增强.     

水稻响应缺磷信号的分子调控机制

水稻是世界主要粮食作物之一,然而许多土壤环境中的缺磷现象成为限制水稻产量的主要原因。因此,了解水稻响应缺磷信号的分子机制对提高水稻产量和磷素利用效率都具有重大意义。水稻响应缺磷信号的分子机制由复杂的基因调控网络调节,有大量的转录因子、microRNA和磷酸盐转运蛋白等参与其中。本综述结合双子叶模式植物拟南芥中的磷素信号传导途径,总结了水稻磷素信号调控网络中磷酸盐转运蛋白与转录因子的功能,并阐明水稻响应缺磷信号分子调控机制的最新研究进展。除此之外,本综述还解析了未来对磷酸盐转运蛋白功能与作用机制的研究方向,并进一步对已知磷素平衡关键转录因子和转运蛋白在磷素高效利用水稻新品种创制上的应用前景与探索方向提出展望。本综述揭示了当前研究水稻响应缺磷信号的调控网络中未知的问题,为将来开展水稻缺磷响应机制研究,以及培育高效利用磷素新品种提供科学数据。     

磷营养对水稻不同耐冷品种光合特性的影响

以不同磷水平的营养液培养水稻幼苗，比较研究了低温处理后耐冷性不同品种光合特性的变化。低温下2个品种的水稻叶片的叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp均降低，冷敏感品种比耐冷品种的降低幅度更大。与缺磷和正常磷水平培养的材料相比，高磷培养的材料在低温下具有较高的叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp；缺磷培养的材料在低温下叶绿素含量、光合速率、F_v/F_m和qp下降加剧，耐冷品种的NPQ升高，但冷敏感品种的NPQ变化不大。磷营养水平对冷敏感品种光合作用的影响比对耐冷品种更明显，通过体外施磷，可以提高水稻的耐冷性。     

缺素对高州油茶幼苗生长的影响

试验设置全素(control)、缺氮(-N)、缺磷(-P)、缺钾(-K)、缺钙(-Ca)、缺镁(-Mg)、缺硫(-S)7个处理,对高州油茶幼苗进行缺素施肥试验,通过测定苗高、地径、叶面积、叶片周长、叶片长宽比等指标,探究不同缺素处理对高州油茶苗期生长的影响。结果表明：（1）除缺Mg处理各项指标与对照相当外,各缺素处理下高州油茶幼苗的地径和苗高均低于对照,缺素抑制了高州油茶幼苗径高的生长,其中主要影响元素为N、K、Ca。（2）对高州油茶幼苗叶片生长影响较大的元素为Ca和K,但各项指标差异不显著(P＞0.05),缺N、缺P、缺Mg、缺S处理下的高州油茶幼苗各项指标与对照无明显差异。缺素对高州油茶幼苗叶面积、叶片周长、叶片长宽比和叶片干重的影响不显著,其原因有待进一步探讨。     

水稻萌发耐淹性种质资源筛选及QTL定位

萌发耐淹性种质资源的筛选、耐低氧萌发基因的挖掘和利用是选育适宜直播水稻新品种的基础。为简便、高效的评价种质资源的萌发耐淹性,本研究对来自不同年代和地区的191份粳稻种质资源进行了萌发耐淹性鉴定,共获得12份萌发耐淹性强的种质资源,其中连粳15号表现出较强的低氧萌发能力。利用其与籼稻品种黄莉占构建的F2:3分离群体,采用模拟大田的鉴定方法,在水稻1号、3号、9号、10号染色体上共检测到4个QTL,即qGS1、qGS3、qGS9和qGS10。共解释表型变异的70.9%,其中qGS1、qGS3和qGS10,能够被重复检测到,贡献率分别为19.2%~24.0%、12.6%~14.7%、19.1%~20.5%,是稳定表达的QTL位点。这些种质资源和QTL的发现为耐低氧发芽水稻新品种的培育提供了重要的亲本资源、基因资源和标记资源,同时也为选育优良直播稻品种提供了理论依据。     

水稻稻瘟病抗性基因Bsr-d1功能标记的开发和利用

稻瘟病是危害水稻最严重的病害之一, 选育抗病品种是防治该病害最有效的方法。Bsr-d1是对稻瘟病菌具有广谱抗性的一个重要基因。为提高Bsr-d1基因在育种中的选择效率, 根据Bsr-d1与其感病等位基因bsr-d1在功能区域存在的单核苷酸差异, 设计和筛选出Bsr-d1基因不同类型的基因功能标记CAPs5-1和3Bsr-d1/3bsr-d1, 结合测序分析验证, 可准确鉴定出Bsr-d1的不同基因型。利用3Bsr-d1/3bsr-d1对34份籼稻品种、江苏历年来主要推广的110份粳稻品种、其他省份的13份粳稻品种、148份太湖流域地方粳稻资源和19份太湖流域地方籼稻资源进行了Bsr-d1基因型检测, 筛选到携带Bsr-d1基因的籼型资源11份, 271份粳型资源中均不携带Bsr-d1基因, 这也说明Bsr-d1主要分布在籼型水稻资源中, 在粳型资源中几乎不存在。本研究为Bsr-d1基因的育种利用和分子标记辅助选择奠定了基础。     

基于SNP标记的穞稻与栽培稻的遗传多样性分析及萌发耐淹性评价

旨在分析穞稻与栽培稻间的遗传多样性,为穞稻的保护和开发利用提供分子依据。以包括穞稻在内的48份水稻种质资源为试验材料,利用1K mGPS SNP芯片进行基因分型,使用PowerMaker 3.25软件进行UPGMA聚类分析。结果表明,4785对多态性SNP标记共检测出9570个等位基因,平均每对标记检测出2个等位变异;多态性信息含量(PIC)变化范围为0.0400~0.5957,平均值为0.3123,基因多样性指数(GD)变化范围为0.0408~0.6667,平均值为0.3839。UPGMA聚类分析将48份参试种质划分为2个亚群,即籼稻亚群和粳稻亚群,其中穞稻分属于粳稻亚群。厌氧萌发耐受性评价表明,穞稻具有很强的耐低氧萌发能力,可为适宜直播水稻的培育提供重要的种质基础,同时本研究为穞稻优异基因的挖掘和利用提供理论基础。     

水稻黑条矮缩病抗性QTL定位

发掘水稻黑条矮缩病的抗性基因有助于抗病品种的选育,减少黑条矮缩病对水稻生产的危害。本研究构建了包含222个家系的L5494/IR36重组自交系群体。对该群体进行黑条矮缩病的田间诱发鉴定,抗性亲本IR36发病率为28.70%,感病亲本L5494发病率为84.26%,群体发病率范围为11.21%～89.81%。利用134对分子标记构建覆盖12条染色体的遗传连锁图谱,总遗传距离为1475.97 cM,平均标记间距为11.1 cM。利用QTL IciMapping 4.0对抗黑条矮缩病QTL进行分析,共检测到4个QTL,其中第1、第2、第9染色体上QTL的表型贡献率分别为12.64%、16.00%和8.43%,抗病等位基因来自抗病亲本IR36;第6染色体上QTL的表型贡献率为10.82%,抗病等位基因来自感病亲本L5494。在此基础上,利用93-11为供体、日本晴为背景的近等基因系材料,在qRBSDV-1定位区间内检测到来自93-11的抗性QTL。本研究结果为水稻黑条矮缩病抗性基因定位及分子标记辅助选择育种提供借鉴。     

国内太子参种质资源与遗传育种研究进展

综述了国内太子参种质资源表型性状多样性和分子遗传多样性,以及国内大部分太子参品种的特点等3个方面的研究进展,旨在为太子参种质资源和遗传育种的深入研究提供参考。回顾了太子参种质资源的分布调查和表型性状多样性、分子遗传多样性研究。分析表明,培育出产量高,品质优异,抗病和适应能力强,多糖、环肽等有效成分含量高的太子参品种,是促进太子参产业发展的必然要求,最后对国内太子参的育种工作提出建议。     

小麦抗麦红吸浆虫基因标记的开发与验证

麦红吸浆虫(SitodiplosismosellanaGéhin)严重影响小麦产量和品质,选育和使用抗虫品种是降低虫害损失最安全有效的途径,利用抗虫性连锁或功能标记对提高小麦抗虫分子育种效率具有重要意义。在前期从转录组数据中挖掘到抗虫性主效QTL (QSm.hbau-4A) 6个相关差异基因的基础上,依据这些基因序列中存在的InDel和SNP,分别开发了2个EST标记和6个KASP标记,并在抗虫性不同的一套重组近交系(RIL)和一套小麦品种中进行了标记的有效性验证。所开发的8个标记在抗、感虫小麦亲本间均表现出较好的多态性,在RIL株系中的检测有效率均达到90%左右;除E10-10外,这些标记在供试高抗(56.3%～86.7%)和高感(85.7%～100.0%)小麦品种中的检测有效率均较高,可用于小麦种质资源的抗虫性筛选。同时发现, 11个具备所有抗虫标记位点的抗虫小麦品种,多为审定时间较早或已停止使用的品种,这使得结合标记辅助选择等手段鉴定和创新小麦抗虫种质资源的工作日益紧迫。     

毛棉苗期抗旱性状的QTL定位

【目的】通过分析毛棉苗期抗旱相关性状的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL),以期检测稳定的主效QTL,促进栽培品种抗旱性状遗传改良及提高抗旱育种效率。【方法】以四倍体野生种毛棉(Gossypium tomentosum)和陆地棉品种中棉所12(CCRI 12)的种间杂种F2及其F2:3家系为研究材料,用于基因型分型的F2有188个系,用于表型分型的F2:3家系有149个株系。分别在干旱胁迫和正常灌水2个环境下调查表型数据。采用复合区间作图法对F2:3家系苗期相关性状抗旱系数进行QTL定位。【结果】对苗期相关性状抗旱系数的QTL定位分析,共得到16个QTL,其中与株高、叶片数、叶绿素含量、脯氨酸含量、丙二醛含量抗旱系数相关的QTL分别有5个、1个、3个、3个、4个,分布在13条染色体上。来自毛棉的5个加性QTL分别为qSHDC-19-1、qSHDC-19-2、qSLNDC-5-1、qMDADC-24-1、qMDADC-24-2,其加性效应值为0.10~0.22,解释变异9.4%~25.8%。【结论】这些与抗旱相关的QTL有助于棉花抗旱分子标记辅助选择。     

马铃薯种质资源晚疫病抗性评价及分子标记辅助筛选

由致病疫霉（Phytophthora infestans）引起的晚疫病是马铃薯生产上最具危害性的病害,种植抗病品种是防治该病害最有效的方法。分子标记辅助选择可以大大缩短育种年限,提高育种效率。对395008.45×克新27号的60份杂交后代进行了晚疫病抗性评价,结果有39份表现抗病,21份表现感病。利用晚疫病抗性基因R8的分子标记对60份杂交后代进行了检测,其中有43份含有R8基因;对36份种质资源进行检测,其中有28份含有R8基因。本研究鉴定的抗性资源可为马铃薯抗病育种提供优质的亲本材料。     

甘蓝型油菜种子萌发期耐苯磺隆种质筛选与综合评价

本研究旨在探讨不同基因型甘蓝型油菜种子萌发期耐除草剂苯磺隆特性, 建立其筛选的评价体系, 选育萌发期耐苯磺隆的甘蓝型油菜品种(系)。采用苯磺隆耐性度量值(T值)、平均隶属函数值(ASF值)、加权耐性系数(WTC值)等指标及相关分析、频数分析、主成分分析、灰色关联度分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法, 鉴定萌发期耐性。通过11份供试材料相对根长的方差分析, 确定了油菜萌发期耐苯磺隆种质资源筛选及评价研究的最佳苯磺隆浓度为25 mg kg ^-1。在此浓度胁迫下, 241份甘蓝型油菜的根长、芽长、率、发芽势、鲜重5个指标均存在显著性差异。根据T值的聚类分析, 将供试种质划分为5个苯磺隆耐性级别, 其中I级3份、II级30份、III级198份、IV级6份、V级4份。对苯磺隆耐性较强的甘蓝型油菜品种(系)为希望106、SWU95和WH-33, 可作为甘蓝型油菜苯磺隆耐性育种和耐性机制研究的重要资源。根长、鲜重、发芽率可作为评价油菜种质资源萌发期耐性的指标性状。     

基于高密度Bin图谱的水稻抽穗期QTL定位

以粳稻品种02428和籼稻品种玉针香进行杂交, 按单粒传法连续自交10代, 得到包含192个株系的重组自交系(RIL)作图群体。通过对两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序, 构建了包含2711个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱各染色体标记数在162~311个之间, 标记间平均物理距离为137.68 kb。将亲本及192个株系分别于4个环境下采用随机区组种植, 并记录抽穗期。使用WinQTL Cartographer 2.5软件的CIM分析方法, 进行抽穗期相关QTL检测及定位。在4个环境下定位到影响抽穗期的QTL共14个, 分布于第1、第2、第3、第7、第8、第9和第10染色体。其中, qHD2.2和qHD10.2能在3个环境中被重复检测到, 表型贡献率分别为5.14%~11.15%和5.35%~16.97%, 分别能缩短抽穗期1.66 d和1.56 d, 具有聚合育种的应用价值。通过物理位置比对, 14个QTL中有11个与前人定位在相同或邻近区域, qHD1.1、qHD2.2和qHD9.1尚未见报道。经对qHD2.2详细分析, 在其染色体区间内找到3个与抽穗期相关的注释基因LOC_Os02g46450、LOC_Os02g46710和LOC_Os02g46940, 其中LOC_Os02g46450已被克隆。测序分析发现, 这3个基因在两亲本间都存在差异, 可作为候选基因。