不同施肥深度对直播水稻氮素积累与转移的影响

为了研究不同施肥深度对直播水稻氮素积累与转移及其产量的影响,以天优998和玉香油占为试材,通过设计4个不同的施肥深度,分别为4,8,12,16 cm,依次记为T1、T2、T3、T4,以不施肥为对照(T0),试验采用木箱种植法。结果表明,T2处理水稻拔节期、抽穗期和成熟期叶片及茎鞘氮素积累量、植株氮素积累总量均为最高且显著高于T0和T4处理,氮素积累总量随生育期的推进在成熟期达到最高;T2处理在水稻拔节期、抽穗期和成熟期氮素阶段性积累量最高,且显著高于其他处理,分蘖期至拔节期氮素阶段性积累量在4个生育阶段中最高,2个品种表现一致;T2处理与T0和T1比较还显著增加了水稻灌浆期茎叶氮素表观转移量和氮素表观转移率,T2处理水稻的氮素吸收效率与T1、T3、T4比较,差异达到显著水平;而且,T2和T3处理水稻有效穗数显著高于其他处理,T2处理还提高了水稻结实率以及产量。因此,施肥深度8 cm的处理,不仅能显著提高直播水稻氮素吸收效率,而且还能够增加水稻每穴的有效穗数、结实率以及收获产量,这也说明了T2处理是直播水稻较适宜的施肥深度。     

FACE对武香粳14根系生长动态的影响

2002－2003年利用我国惟一的农田开放式空气CO₂浓度增高(FACE)研究平台,研究大气CO₂浓度比对照高200 μmol·mol^-1的FACE处理对早熟晚粳稻品种武香粳14根系生长动态的影响。结果表明,(1)FACE处理水稻分蘖期、拔节期、抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积以及根干重均极显著大于对照;(2)FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间发生的不定根粗度均显著大于对照,使拔节长穗期间发生的不定根粗度明显变细,因而使抽穗期每条不定根的平均粗度与对照无显著差异;（3）FACE处理水稻抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积和干重均极显著大于对照主要是由于FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间这些根系性状的大幅度增加,而FACE处理对水稻拔节长穗期间这些根系性状的影响较小。     

钾对不同类型水稻氮素吸收利用的影响

以常规粳稻武运粳7号、武香粳14和杂交粳稻86优8号、泗优422为材料,研究了钾对水稻氮素吸收、分配和利用的影响。结果表明,钾对水稻有明显增产效应,增产率4.56%~14.77%;钾提高了水稻不同生育阶段植株吸氮量,以拔节期到抽穗期氮素积累增量最大,但吸氮比例下降;钾促进了抽穗后氮素转运量和转运率,提高了氮素在不同器官分配量及叶片、穗分配比例,但降低了茎鞘分配比例;钾增强了植株对肥料氮吸收,基肥氮素利用率、全生育期氮素利用率和氮素收获指数显著增长,但降低了植株氮生产效率;以180 kg hm^-2K₂O处理产量最高,氮素积累量、转运量和转运率以及不同器官分配量最大,基肥氮素利用效率、植株对肥料氮吸收量和全生育期氮素利用率最大,但拔节期到抽穗期氮素吸收比例、茎鞘氮素分配比例和植株氮生产效率最低;常规粳稻产量高于杂交粳稻,其氮素利用率相对较大。     

超声波刺激对水稻的种子萌发及其产量和品质的影响

以常规稻和杂交稻为材料,研究了超声波刺激对水稻种子发芽和水稻产量及品质的影响。研究结果如下：（1）超声波对水稻种子的萌发率无显著效应,但提高了种子的萌发速度。（2）超声波处理显著地提高了水稻的产量。40kHz超声波处理可以使培杂泰丰增产9.43%,而桂香占20kHz处理比对照增产达到10.55%。水稻增产的主要原因是超声波处理提高了水稻的有效穗数和单位面积颖花数。（3）超声波处理显著降低了桂香占的垩白粒率和垩白度。超声波处理后培杂泰丰的垩白度也显著降低。超声波处理显著提高了桂香占的胶稠度。     

田间低钾对不同穗型水稻钾的吸收和利用效率的影响

选用典型直立穗型水稻品种沈农265和半直立穗型品种辽粳294为试材,研究两品种干物质积累、钾素吸收和利用效率的差异。结果表明:田间低钾条件两品种的产量和生物量都减少,其中半直立穗型品种辽粳294减少的较多。分蘖-抽穗期是两品种钾素积累高峰期,积累钾量达到全生育期积累量的2/3左右,抽穗前半直立穗型品种辽粳294积累的多,抽穗后相反,表明直立穗型品种沈农265生育后期吸收养分数量多,根系活力强。直立穗型品种钾效率高,耐低钾能力强,耐低钾能力达到一级指标。     

钾对不同类型水稻氮素吸收利用的影响

以常规粳稻武运粳7号、武香粳14和杂交粳稻86优8号、泗优422为材料,研究了钾对水稻氮素吸收、分配和利用的影响。结果表明,钾对水稻有明显增产效应,增产率4.56%~14.77%;钾提高了水稻不同生育阶段植株吸氮量,以拔节期到抽穗期氮素积累增量最大,但吸氮比例下降;钾促进了抽穗后氮素转运量和转运率,提高了氮素在不同器官分配量及叶片、穗分配比例,但降低了茎鞘分配比例;钾增强了植株对肥料氮吸收,基肥氮素利用率、全生育期氮素利用率和氮素收获指数显著增长,但降低了植株氮生产效率;以180 kg hm^-2K₂O处理产量最高,氮素积累量、转运量和转运率以及不同器官分配量最大,基肥氮素利用效率、植株对肥料氮吸收量和全生育期氮素利用率最大,但拔节期到抽穗期氮素吸收比例、茎鞘氮素分配比例和植株氮生产效率最低;常规粳稻产量高于杂交粳稻,其氮素利用率相对较大。     

超级稻施肥量与插植方式研究 Ⅰ．不同施肥量对一季超级杂交稻产量及生长的影响

试验以准两优527和两优293为材料,设不同施氮量处理（135、180、225kg／hm^2）,研究了施肥量对一季超级杂交稻的增产效应,结果表明：抽穗期稻穗、叶片和茎秆的干物质积累分配比例为1：1．5：3～3．5,干物质积累主要在茎秆;成熟期籽粒的干物质重迅速增加,是稻草干物质重的1倍以上。准两优527前期叶面积指数和后期干物质积累均高于两优293;不同施肥量对一季超级杂交稻产量及产量构成的影响存在品种间差异,其中两优293的有效穗、每穗颖花数、结实率和千粒重较低,3种施肥水平处理间连续两年产量差异不大,说明施氮量在135～225kg／hm^2范围内,能满足超级杂交稻生长对氮素养分的需要;不同施肥量处理间植株氮素含量和氮素吸收量差异不大,但品种间略有差异,准两优527成熟期植株氮素吸收量为165．8～188．7kg／hm^2,抽穗期达到总吸收量的72．4％～80．3%,两优293植株氮素吸收量为154．3～170．8kg／hm^2,抽穗期达到82．0%～89．0％,说明准两优527后期仍有较强的氮素吸收能力;磷素和钾素的测定结果与氮素相似。     

淮北地区氮肥群体最高生产力水稻钾素吸收利用特征

以淮北地区有代表性的34个中熟中粳品种为试材,设置7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm~(–2)),得出各品种的最高产量,将该最高产量定义为氮肥群体最高生产力。在此基础上,明确处于顶层水平(≥10.50 t hm~(–2))、高层水平(9.75~10.50 t hm~(–2))、中层水平(9.00~9.75 t hm~(–2))和底层水平(≤9.00 t hm~(–2))水稻品种的钾素积累、分配及转运特征。结果表明,4个生产力等级水稻品种地上部植株、茎鞘和叶片的含钾率在拔节期最高;抽穗期顶层水平品种的这3个参数高于其他3个等级的品种;穗部含钾率差异不显著。随着氮肥群体生产力等级的提高,钾素总积累量增多;拔节前底层水平钾素积累量最多,两年平均为120.56 kg hm~(–2),比例占50.56%,顶层水平为最少,两年平均为108.02 kg hm~(–2),比例占35.99%;拔节至抽穗期和抽穗至成熟期顶层水平钾素阶段积累量及比例显著高于其他3个等级。移栽至拔节期,钾素积累速率为中层底层高层顶层水平,拔节后则为顶层高层中层底层水平。叶片的钾素转运量及转运率明显高于茎鞘;顶层水平叶片的钾素转运量高于其他3个等级,高层水平叶片的转运率最高;穗部增加量随生产力等级的递增而变大;抽穗到成熟期,茎鞘、叶片对穗的钾素转运贡献率表现为底层最高,中层次之,顶层最低。4个等级水稻品种籽粒生产率和百千克籽粒吸钾量差异不显著;钾素偏生产力和钾收获指数均表现为顶层高层中层底层水平。总之,氮肥群体最高生产力越高,水稻中后期植株钾素积累量及器官对钾素的吸收利用效率越显著。抽穗后保持较高的钾素吸收利用及转运效率是高产水稻品种的重要特征。     

钾肥用量对甬优籼粳杂交稻物质积累及其产量的影响

为探究甬优籼粳杂交稻的适宜钾肥用量及其对产量的影响,以籼粳杂交稻甬优12和甬优538为试材,设不同钾肥用量(0、75、150、225、300 kg hm^-2)的大田试验。结果表明: (1)与对照(0 kg hm^-2)相比,两年中施钾处理使甬优12增产9.2%~14.0%,甬优538产增产9.8%~15.0%,以钾肥用量225 kg hm^-2处理的产量最高。施钾处理显著增加了群体有效穗数和每穗粒数。(2)随钾肥用量的增加,拔节、抽穗和成熟期的植株干物重和叶面积指数均增加,拔节至抽穗期阶段的干物质积累量和光合势、抽穗至成熟期阶段光合势亦递增;抽穗至成熟期干物重呈先增后降趋势,以钾肥用量225 kg hm^-2处理最高。(3)与对照(0 kg hm^-2)相比,施钾处理显著增加了花后各时期的剑叶叶绿素含量、光合速率以及根系伤流强度。(4)与对照(0 kg hm^-2)相比,施钾处理显著增加了拔节、抽穗和成熟期氮素和钾素吸收量。随钾肥用量增加,植株抽穗至成熟期的氮素和钾素积累量呈先增后降趋势,以钾肥用量225 kg hm^-2处理下最高。施钾处理下,钾素偏生产力、钾素籽粒生产率和钾素农艺效率均随钾素用量的增加而降低。     

控释尿素对环洞庭湖区双季稻吸氮特征和产量的影响

缓控释肥料应用于我国水稻生产中,对化肥使用量零增长和农业可持续发展具有重要推动作用。本研究以连续在湖南进行6年(2013—2018年)的双季稻控释尿素施用试验为研究平台,分析控释尿素施用下环洞庭湖区早晚稻主要生育期地上部氮素累积、氮素阶段吸收速率与氮素利用的关系,探究控释尿素减施对水稻持续稳产增产的原因。结果表明:早稻各施氮处理均有1次明显的氮素阶段吸收速率峰值,控释尿素(controlled-release urea,CRU)处理氮素吸收相对延后,氮素累积主要在幼穗分化始期至抽穗期阶段,占生育期总量的35.31%~42.33%,其次为始分蘖期至幼穗分化始期和抽穗期至乳熟期。晚稻于始分蘖期至幼穗分化始期和抽穗期至乳熟期出现2次明显的氮素阶段吸收速率峰值,均以1.0 CRU(等氮量控释尿素)处理峰值最高;始分蘖期至幼穗分化始期、抽穗期至乳熟期水稻大量吸收氮素,累积增量分别占35.92%~40.52%和23.05%~24.58%。控释尿素还能显著提高双季稻产量,早晚稻分别以0.9 CRU(控释尿素减氮10%)和0.8 CRU(控释尿素减氮20%)处理最佳,控释尿素减施的晚稻增产效果优于早稻,且显著提高早晚稻氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力。CRU处理早晚稻产量与幼穗分化始期、抽穗期、乳熟期、腊熟期氮素累积量和有效穗数均呈极显著正相关,且晚稻产量与穗长呈显著正相关;早晚稻幼穗分化始期氮素累积量与氮肥农学利用率、生理利用率呈显著负相关,氮肥偏生产力与早稻幼穗分化始期、抽穗期、乳熟期和腊熟期氮素累积量呈极显著或显著负相关,与晚稻抽穗期氮素累积量呈显著负相关。因此,控释尿素施用使水稻氮素阶段吸收速率、地上部氮素累积后延,有利于后期生殖生长及籽粒结实,显著提高双季稻产量及氮肥利用效率。结合双季稻吸氮特征和籽粒产量,建议环洞庭湖区早稻采用释放期较短的控释尿素或配合速效氮肥施用,进一步实现增产。     

瓜类蔬菜子叶离体培养的研究进展

本文对瓜类蔬菜子叶离体培养的研究进行综述,包括再生途径、影响因素及应用等方面研究的进展,讨论了瓜类蔬菜子叶离体培养存在的问题和今后研究的重点。     

兰花试管开花研究进展

对兰花试管开花方面的研究进行了综述,着重介绍了兰科植物试管开花的影响因素及其调控和分子机理等方面的研究情况,指出目前存在的若干问题并提出解决对策。     

中国牧草育种工作研究进展

在综述中国牧草育种工作进展的同时,分析了牧草育种工作中存在的问题,主要包括育成的牧草品种少,良种推广和覆盖面积较小以及牧草育种理论基础薄弱等,并针对性地提出应从改进牧草育种的方法和途径、培育具有地方特色的独特牧草品种、加强种质资源的保护与利用、加快良种向现实生产力的转化以及通过各部门协作攻关等方面解决这些问题。     

中国稻草还田技术研究进展

随着中国农业的发展,大量稻草被焚烧或者弃置,这不仅浪费了养分资源还造成环境污染。本文综述了稻草还田的方式方法,稻草还田对土壤性状及水稻产量的影响以及稻草还田对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响,以期待稻草还田技术可以进一步推广应用。     

Variation in virulence and resistance in the bean-bean rust pathosystem in Ecuador

Twenty two Uromyces appendiculatus isolates were tested on 20 differential and 25 Ecuadorian Phaseolus vulgaris cultivars in the seedling stage. Based on the infection types 20 races could be discerned. The Ecuadorian cultivars differed greatly in their reaction to the isolates, from resistant to only one isolate (`Red Small Garden') to resistant to all isolates (’G2333‘). The isolates showed a wide range of virulence to the Ecuadorian cultivars, from virulent to only two cultivars (isolate 13) to virulent to 21 cultivars (isolates 5 and 23). Seven cultivars with a basically susceptible infection type appeared to differ greatly in quantitative resistance when tested in three consecutive crop cycles. The disease severities in percentage leaf area affected averaged over the three cycles ranged between 83.9% for ‘Red Small Garden’ and 13.1% for ‘INIAP-414’. Race-specific resistance does not seem an advisable breeding strategy, but the quantitative resistance offers a good alternative.     

链轮丝菌属谷氨酰胺转氨酶的研究进展

谷氨酰胺转氨酶能催化酰基转移反应,使蛋白质分子间和分子内产生共价交联,从而改变蛋白质的功能与特性。与其他来源的谷氨酰胺转氨酶相比,微生物谷氨酰胺转氨酶因其不需要钙离子激活、分子量小、易于纯化、应用成本低等特性,在食品、医药等领域显示出更广阔的应用前景。微生物谷氨酰胺转氨酶主要来源于链轮丝菌属。 本文对链轮丝菌属产谷氨酰胺转氨酶菌株的选育、发酵条件的优化、MTG的分离纯化、MTG结构、MTG基因的克隆、转化和修饰、MTG的应用等方面进行了综述。     

MicroRNA在高等植物逆境响应中的作用机制研究进展

microRNA（miRNA）是一类20~24bp的内源性小分子非编码RNA,广泛存在于真核生物中。成熟的miRNA通过与靶基因较保守的互补位点配对结合,在转录后水平负调控靶基因的表达,参与植物的生长发育、信号转导和逆境响应等过程。本文综述了植物在生物胁迫和非生物胁迫（重金属、干旱、低温、盐、热）响应中miRNA的作用及其调节机理研究进展,指出存在问题并进行展望。     

植物响应低温胁迫转录组测序研究进展

低温胁迫是限制植物生长发育和地理分布最主要的环境因子之一,影响植物细胞膜系统、抗氧化系统、光合作用、次生代谢等诸多方面,对农业生产和发展有严重影响。因此,揭示作物在冷胁迫下的生理及分子机制是十分必要的,这有助于培育耐寒作物品种,从而减少生产损失,扩大作物种植面积,具有重要的生产价值和经济效益。目前,基于RNA-seq技术进行植物低温胁迫分子机制深度解析在拟南芥、水稻、油菜、茶树、小麦、烟草、高粱等重要作物上得到了发展应用。本研究综述了近年来植物在低温胁迫或低温适应过程中的转录组学研究现状,以期为高通量测序技术在植物抗性研究方面提供方法借鉴和理论基础。     

中国作物分子设计育种

分子设计育种通过多种技术的集成与整合,对育种程序中的诸多因素进行模拟、筛选和优化,提出最佳的符合育种目标的基因型以及实现目标基因型的亲本选配和后代选择策略,以提高作物育种中的预见性和育种效率,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化。分子设计育种主要包含以下3个步骤：(1)研究目标性状基因以及基因间的相互关系,即找基因(或生产品种的原材料),这一步骤包括构建遗传群体、筛选多态性标记、构建遗传连锁图谱、数量性状表型鉴定和遗传分析等内容;(2)根据不同生态环境条件下的育种目标设计目标基因型,即找目标(或设计品种原型),这一步骤利用已经鉴定出的各种重要育种性状的基因信息,包括基因在染色体上的位置、遗传效应、基因到性状的生化网络和表达途径、基因之间的互作、基因与遗传背景和环境之间的互作等,模拟预测各种可能基因型的表现型,从中选择符合特定育种目标的基因型;(3)选育目标基因型的途径分析,即找途径(或制定生产品种的育种方案)。本文评述近几年来我国在遗传研究材料创新、重要性状遗传分析、育种模拟工具开发和应用、设计育种实践、分子设计育种技术体系建设等方面取得的重要进展,结合国内外研究现状对分子设计育种的未来进行展望,最后指出我国近期应加强育种预测方法和工具、基因和环境互作、遗传交配设计、作物功能基因组学、生物信息学方法和工具、设计育种技术体系和决策支持平台等领域的研究,同时重视人才培养和团队建设。     

Advances in Japanese pear breeding in Japan

The Japanese pear (Pyrus pyrifolia Nakai) is one of the most widely grown fruit trees in Japan, and it has been used throughout Japan’s history. The commercial production of pears increased rapidly with the successive discoveries of the chance seedling cultivars ‘Chojuro’ and ‘Nijisseiki’ around 1890, and the development of new cultivars has continued since 1915. The late-maturing, leading cultivars ‘Niitaka’ and ‘Shinko’ were released during the initial breeding stage. Furthermore, systematic breeding by the Horticultural Research Station (currently, NARO Institute of Fruit Tree Science, National Agriculture and Food Research Organization (NIFTS)) began in 1935, which mainly aimed to improve fruit quality by focusing on flesh texture and black spot disease resistance. To date, 22 cultivars have been released, including ‘Kosui’, ‘Hosui’, and ‘Akizuki’, which are current leading cultivars from the breeding program. Four induced mutant cultivars induced by gamma irradiation, which exhibit some resistance to black spot disease, were released from the Institute of Radiation Breeding. Among these cultivars, ‘Gold Nijisseiki’ has become a leading cultivar. Moreover, ‘Nansui’ from the Nagano prefectural institute breeding program was released, and it has also become a leading cultivar. Current breeding objectives at NIFTS mainly combine superior fruit quality with traits related to labor and cost reduction, multiple disease resistance, or self-compatibility. Regarding future breeding, marker-assisted selection for each trait, QTL analyses, genome-wide association studies, and genomic selection analyses are currently in progress.