营养生长期高温胁迫对水稻生育后期耐冷性的影响

[目的]探索营养生长期高温对水稻生育后期耐冷性的影响,为避免水稻低温冷害提供栽培指导。[方法]以耐冷性品种‘宁粳1号’和冷敏感品种‘扬稻6号’为材料,通过盆栽试验,比较营养生长期高温(日平均温度为32.4℃)处理对水稻在孕穗期、抽穗期低温胁迫下(孕穗期15℃恒温处理5 d;抽穗期17℃恒温处理7 d)叶片抗氧化酶(SOD、POD)活性、膜脂过氧化程度(MDA含量)、细胞膜透性变化(可溶性蛋白含量)以及低温胁迫后的花粉活力、产量及产量结构的影响。[结果]结果表明:营养生长期高温胁迫导致水稻地上部植株含氮量增加,含磷量有降低的趋势;水稻孕穗期和抽穗期低温胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性升高,一定程度上抑制丙二醛积累;可溶性蛋白含量升高。相比于冷敏感品种‘扬稻6号’,耐冷性品种‘宁粳1号’叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性和可溶性蛋白的含量更高,丙二醛积累较少。经营养生长期高温处理,水稻在孕穗期、抽穗期低温胁迫后,丙二醛积累增加,上升趋势更加明显;超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性降低,可溶性蛋白含量减少,上升趋势减缓;结实率、产量显著降低。[结论]营养生长期高温显著降低了水稻生育后期的抗冷能力,主要表现在丙二醛积累增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性降低,可溶性蛋白的含量降低,花粉不育率显著升高,结实率降低,产量显著下降。     

孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻相关生理指标及叶绿体超微结构的影响

为了研究低温冷害对寒地粳稻生理特性及叶绿体超微结构的影响,以耐冷型粳稻‘东农428’(‘DN428’)、冷敏感型粳稻‘松粳10’(‘SJ10’)为供试材料,于孕穗期进行不同时间的冷水灌溉处理(0、5、10、15d),分析孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻功能叶片抗氧化酶活性、活性氧物质含量、渗透调节物质含量、内源激素含量、叶绿体超微结构及产量的影响。结果表明:与对照相比,孕穗期冷水灌溉下,两种寒地粳稻功能叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧阴离子(O■)和过氧化氢(H_2O_2)含量、可溶性糖(SS),可溶性蛋白(SP)含量均显著升高,增幅随冷水灌溉时间增加而上升,其中‘DN428’功能叶片SOD、POD、CAT和SP的增幅大于‘SJ10’,‘SJ10’功能叶片SS、O■和H_2O_2的增幅大于‘DN428’。冷水灌溉下,与对照相比,寒地粳稻功能叶片内源激素中脱落酸(ABA)含量升高,吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA_3)、玉米素核苷(ZR)含量下降,变化幅度随冷水灌溉时间增加而升高。在孕穗期冷水灌溉下,与对照相比,寒地粳稻产量随冷水灌溉时间增加显著下降,‘SJ10’比‘DN428’下降幅度大。冷水灌溉下,两种粳稻品种叶绿体超微结构均受到不同程度伤害,其中‘DN428’比‘SJ10’叶绿体超微结构受损小。相关分析表明,内源激素ABA与耐冷相关生理指标呈极显著正相关关系,关系最为密切。从回归分析可知,O■含量可作为孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻产量影响大小的鉴定指标。     

2个蝴蝶兰品种对低温胁迫的生理响应

以2年生‘绿熊’和‘安娜’蝴蝶兰品种为试验材料,测定其在低温(5℃)下处理12、24、48 h后叶片净光合速率、气孔导度、相对电导率、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛等的含量及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性,分析低温胁迫对不同蝴蝶兰品种叶片表观症状、光合特性、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量的影响。结果表明:5℃低温胁迫显著降低了‘绿熊’和‘安娜’的净光合速率、气孔导度,并增加了丙二醛、脯氨酸、可溶性糖等的含量,相对电导率值及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶酶活性,并随着处理时间的增加,其变化程度逐渐加深,但‘绿熊’净光合速率降低幅度低于‘安娜’,且其叶片形态、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著高于‘安娜’。由于在5℃低温条件下,‘绿熊’叶片的表观症状良好,且净光合速率、气孔导度、过氧化氢酶活性、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量等显著高于‘安娜’,表明‘绿熊’的抗冷性优于‘安娜’。     

外源一氧化氮对干旱胁迫下烤烟脂膜过氧化的抑制效应

为探究一氧化氮（NO）在干旱胁迫下对烤烟脂膜过氧化的抑制效应,采用盆栽试验研究了不同浓度NO供体硝普钠（sodium nitroprusside, SNP）对干旱胁迫下烤烟叶片和根系膜透性、MDA含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量的影响。结果表明：干旱胁迫下,烤烟叶片和根系膜透性,丙二醛（malondialdehyde, MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸（proline, Pro）、K+含量以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶（peroxidase, POD）活性明显提升,过氧化氢酶（catalase, CAT）显著降低;喷施0.25 mmol/L和0.50 mmol/L SNP分别使烤烟叶片、根系膜透性和MDA含量显著降低,抗氧化酶活性和渗透调节物质含量显著增加。说明外源SNP能有效提高烤烟抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,维持细胞膜系统稳定性,缓解干旱胁迫对烤烟细胞脂膜的氧化损伤,同时SNP在缓解干旱损伤时具有浓度效应,且烤烟不同器官对SNP浓度响应不同。     

不同水稻品种对孕穗期低温的敏感性分析

为研究不同水稻品种的耐冷程度,减少产量损失,以水稻品种空育131、垦稻12、松粳9号和龙粳11为材料,采用盆栽种植方式于孕穗期进行恒温15℃和变温15℃低温处理,研究孕穗期低温胁迫对水稻空壳率的影响以及不同品种水稻对低温的敏感性。结果表明:随着低温时间延长,水稻空壳率显著增加,且同一品种恒温15℃较变温15℃的空壳率高;4个水稻品种在孕穗期的耐冷性总体表现为空育131松粳9号垦稻12龙粳11,其中龙粳11在孕穗期基本不具备耐冷性。     

黑龙江省水稻冷害 Ⅱ品种间耐障碍型冷害的差异

利用人工气候室对黑龙江省主栽水稻品种进行耐小孢子阶段低温试验,结果表明:不同水稻品种耐低温的能力有较大的差异.15℃低温处理7 d,不育率降低幅度由3%增至70%.冷积温每增加1℃,不育率由0.002%增至1.898%.由此鉴定出来的耐小孢子阶段低温的水稻品种有:空育131、龙稻3号以及龙稻6号.而对此期低温较敏感的品种是龙粳11、龙粳13、松粳7号、龙稻7号和垦稻12等.     

水稻立枯病抗性资源筛选

利用黑龙江省226份水稻种质资源进行苗期耐立枯病的鉴定,以轮枝镰刀菌为供试菌株,采用人工接种,筛选得到不同表现值的抗源材料。鉴定结果表明:鉴定筛选出高抗品种12份,分别为‘龙粳20号’‘东农429’‘富士光’‘龙稻5号’‘龙粳27号’‘垦稻18’‘黑粳2号’‘龙粳21号’‘朴洪根稻’‘石狩白毛’‘垦稻9’‘垦稻11’,占资源总数的5.31%;中抗品种29份,占总数的12.83%;中感品种为63份,占总数的27.88%;感病品种99份,占总数的43.81%;高感品种为‘合江11号’‘东农420’‘牡丹江31号’‘合江10号’‘东农419’等23份,占资源总数的10.18%,但没有发现免疫品种。     

氮素粒肥缓解水稻灌浆期高温胁迫的生理机制研究

[目的]通过探究氮素粒肥缓解水稻灌浆期高温胁迫响应生理机制,为栽培措施缓解水稻高温危害提供理论基础。[方法]以‘武运粳24号’和‘宁粳3号’为材料,进行盆栽试验,于开花期进行低氮(每盆0 g纯氮)、中氮(每盆0.8 g纯氮)、高氮(每盆1.6 g纯氮)3种施氮水平处理,6 d后移入温室进行高温处理。测定了水稻叶温及穗温,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r),SOD、POD、NR、GS活性,MDA、可溶性蛋白及氨基酸含量等。[结果]施用氮素粒肥显著降低了水稻的叶温和穗温,减少了高温下MDA的积累,促进水稻叶片的光合作用,提高抗氧化酶活性,增强了水稻植株氮代谢,增加硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性及氨基酸的含量。灌浆期高温降低了水稻结实率和千粒质量,氮素粒肥的施用显著缓解了高温对千粒质量和稻谷产量的影响。2个品种产量在各处理间存在显著差异,产量以低氮高温处理最低,高氮常温处理最高。‘宁粳3号’对高温胁迫更为敏感,减产幅度更大。高温胁迫初期水稻叶片内氨基酸含量显著提高,但随着胁迫时间的延长,叶片内氨基酸含量呈下降态势。氮素粒肥的施用既显著提高高温胁迫下水稻灌浆早期叶片中氨基酸的含量,同时也能持续维系水稻叶片有较高的氨基酸含量,从而提高了水稻抗逆性。[结论]氮素粒肥的施用能显著提高植物体内氮代谢水平与抗氧化酶活性,并增加叶片氨基酸含量,减少高温逆境条件下水稻产量损失。     

外源褪黑素对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响

为研究外源褪黑素（melatonin,MT）对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响,以‘云烟87’为试验材料,设置0、50、100、150、200 μmol·L-1共5个MT浓度处理,探究低温胁迫下,不同MT处理对烟草幼苗活性氧代谢、渗透物质含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低温胁迫下烟草幼苗生长受到抑制,外源褪黑素能显著降低低温胁迫下烟草幼苗叶片中超氧阴离子（O-2）产生速率、过氧化氢（H2O2）含量和丙二醛（MDA）含量,提高烟草幼苗叶片中脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性,且100 μmol·L-1MT处理效果最佳。说明外源MT处理能够抑制低温条件下烟草幼苗叶片中活性氧的产生,降低膜脂过氧化水平,提高抗氧化酶活性,提高幼苗抵御低温胁迫的能力。     

马铃薯低温胁迫的生理响应及耐寒性综合评价

【目的】为探究低温胁迫下不同生理指标对耐寒性评价的影响。【方法】以16份马铃薯盆栽苗为材料,离体叶片置于程序降温仪进行低温胁迫,测定植物叶片过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和游离脯氨酸(PRO)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、丙二醛(MDA)含量。采用主成分分析、隶属函数和聚类分析方法综合评价供试材料的耐寒性。【结果】耐寒性强弱排序依次为:‘黄麻子’‘AV1’‘F170’‘AV9’‘华彩1号’‘陇薯8号’‘acanle-4’‘中薯11号’‘396034.268’‘300046.22’‘中薯8号’‘冀张14号’‘陇薯7号’‘acanle-6’‘E1’‘634777’。【结论】综合分析可知,低温胁迫下马铃薯叶片中可溶性蛋白含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性可作为评价马铃薯耐寒性的重要参考指标。     

孕穗期不同低温对水稻空壳率的影响

为了降低低温对水稻生产造成的损失,以水稻品种龙稻5号和东农428为材料,采用盆栽种植方式于孕穗期进行低温处理,研究孕穗期低温对水稻空壳率的影响。结果表明:随着低温强度降低及时间延长,水稻空壳率显著增加。水稻品种龙稻5号较东农428更具耐冷性。     

不同生育时期增温对寒地水稻产量和品质的影响

随着全球气候变暖，高温已成为威胁寒地水稻生产的主要气候因素之一。利用六角形开口玻璃房模拟日间增温，并用耐热高产品种龙稻21和热敏感优质品种龙稻18为试验材料，进行了不同生育时期的增温处理试验。结果表明，模拟增温设施能够实现日间平均1.2~2.6 ℃的增温效果。全生育期增温使龙稻21和龙稻18的产量分别提高7.4和4.5 t·hm^-2，增产效应主要是通过增加生物量、有效穗数和每穗颖花数实现的。进一步分析不同生育时期增温对产量的影响发现，分蘖期、拔节期、抽穗期和灌浆期的增温使龙稻21的产量分别增加1.2、3.9、0.8和1.1 t·hm^-2。拔节期、抽穗期和灌浆期的增温能使龙稻18的产量分别增加1.5、2.5和1.8 t·hm^-2。孕穗期增温导致龙稻21和龙稻18的产量分别减少0.2和1.2 t·hm^-2。各生育时期增产主要通过增加生物量、有效穗数和每穗颖花数实现。不同耐热品种对增温的响应不同，主要受结实率的影响。同时也发现，增温对千粒重存在负向作用。分蘖期和拔节期增温能够增加糙米率和精米率，而孕穗期、抽穗期和灌浆期的增温导致糙米率、精米率下降以及垩白米率、垩白度升高。增温对稻米食味值、蛋白质含量和直链淀粉含量的影响较小。未来如果高温出现在寒地水稻生育前期危害较弱，而且还有部分有利作用。但如果高温发生在孕穗期、抽穗期和灌浆期，对寒地优质稻谷的生产危害较大，应进一步加强对寒地水稻生育后期高温的研究和耐高温品种的选育。     

黑龙江省超高产水稻品种茎蘖发育动态研究

为探讨黑龙江省超高产水稻品种的茎蘖发育动态优势,以黑龙江省的3个超级稻品种——‘松粳9号’、‘龙稻5号’和‘龙粳14’为试验材料,分别用相同生育期的普通品种‘藤系138’、‘龙稻3号’和‘合江19’作为对照,采用田间小区试验设计,对黑龙江省超高产水稻品种的茎蘖发育动态进行研究。结果表明,超高产品种相比较普通品种的优势在于,达到最高茎蘖数后,无效分蘖消亡速度慢,最终成穗率均高;产量与茎蘖各性状的相关关系均未达到显著状态,其中产量与最高茎蘖数、茎蘖增长速率、茎蘖消亡速率呈负相关关系,而与有效分蘖数、最终成穗率呈正相关关系。     

脯氨酸和γ-氨基丁酸复配对盐胁迫下水稻抗氧化系统的调控效应

盐胁迫是限制水稻生长和产量非生物胁迫之一,脯氨酸(Pro)和γ-氨基丁酸(GABA)作为逆境条件下渗透调节物质,在抵御盐胁迫中起重要作用。文章以耐盐水稻品种龙稻5和盐敏感品种牡丹江30为试验材料,研究分蘖期、孕穗期叶面喷施外源Pro和GABA单剂及复配剂对盐胁迫下水稻抗氧化系统影响。结果表明,盐胁迫下水稻功能叶片中抗氧化酶(SOD,POD,CAT以及APX)活性与丙二醛(MDA)含量上升,水稻产量下降;分蘖期或孕穗期喷施外源物质单剂和复配剂均提高盐胁迫下水稻功能叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性和产量,降低MDA含量;Pro和GABA复配在提高盐胁迫下水稻功能叶片SOD活性、降低MDA含量及增产方面表现协同增效作用;分蘖期喷施效果优于孕穗期,对盐敏感品种牡丹江30的调控作用大于耐盐品种龙稻5。     

人工气候箱模拟低温对水稻抗冷性的研究

为深入研究黑龙江省水稻主栽品种不同生育时期耐冷性变化趋势,采用人工气候箱模拟低温条件对5个水稻品种于芽期、苗期及孕穗期进行低温处理。结果表明:不同水稻品种对低温的反应存在差异,供试品种空育131和龙粳29在芽期、苗期及孕穗期耐冷性相对较强。     

不同软籽品种石榴抗寒性综合评价

结合低温胁迫过程生理生化指标的变化,对项目组引种的5个以色列软籽品种石榴进行抗寒性评价。以突尼斯及以色列软籽品种石榴的1年生枝条为试材,采用人工模拟低温(4、0、－5、－10、－15℃)进行低温处理,对其相对电导率、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白质和丙二醛( MDA)含量以及过氧化物歧化酶( SOD)活性进行测定,并结合主成分分析和隶属函数法对8个品种石榴的抗寒性进行综合评价。结果表明,随着胁迫温度的降低,8个品种石榴枝条的相对电导率呈“S”型曲线变化, SOD活性,可溶性糖、脯氨酸及可溶性蛋白质含量均呈先升后降的变化趋势,而MDA含量呈先降后升的变化。8个品种石榴抗寒性为‘豫大籽’>‘以色列3号’>‘突尼斯’>‘以色列1号’>‘以色列2号’>‘中农红’>‘以色列M’>‘以色列Y’。     

6个彩叶桂品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

  目的   研究6个彩叶桂Osmanthus fragrans品种对低温胁迫的生理响应,并进行抗寒性评价,以利于彩叶桂的推广和应用。   方法   以6个彩叶桂品种离体叶片为材料,进行人工低温胁迫,共设0、?4、?8、?12、?16、?20、?24、?28 ℃共8个温度梯度,测定其相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数、可溶性蛋白质质量分数、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性等6项生理指标,结合隶属函数法,探讨几种彩叶桂对低温胁迫的响应,进行抗寒性评价。   结果   不同低温胁迫下6个彩叶桂品种的相对电导率的变化均为“S”型曲线,Logisitic回归分析可知:‘傲霜’‘Aoshuang’、‘冬荣’‘Dongrong’半致死温度较低,分别为?12.95、?11.80 ℃;‘银碧双辉’‘Yinbi Shuanghui’最高,为?8.15 ℃。低温胁迫下,彩叶桂叶片丙二醛质量摩尔浓度随温度降低,总体上呈先增加后减少再增加的变化规律,并且各品种的变化幅度有所不同。随温度的降低,各品种可溶性糖、可溶性蛋白质质量分数总体上均为先升后降,但增加幅度和拐点温度并不相同。‘罗彩1号’ ‘Luocai No.1’、‘傲霜’超氧化物歧化酶活性表现出“上升—下降—再上升—再下降”的趋势,其余品种超氧化物歧酶活性变化均呈先升后降的趋势。不同品种过氧化物酶活性的变化趋势不尽相同,‘永福幻彩’ ‘Yongfu Huancai’、‘银碧双辉’大致呈现先上升后下降的趋势,‘罗彩1号’、‘罗彩2号’‘Luocai No.2’、‘傲霜’、‘冬荣’过氧化物酶活性呈“下降—上升—下降”的趋势。抗寒性评价可知:6个品种抗寒能力从强到弱依次为‘傲霜’、‘冬荣’、‘罗彩2号’、‘罗彩1号’、‘永福幻彩’、‘银碧双辉’。   结论   低温胁迫条件下,6个彩叶桂品种叶片生理生化指标均发生了明显的变化,综合来看,‘傲霜’‘冬荣’‘罗彩2号’这3个品种较能适应北方气候。图6表2参35     

黑龙江省超级稻干物质积累及与产量性状的关系

利用田间小区试验,对黑龙江省3个超级稻品种松粳9号、龙稻5号和龙粳14号及其相应对照品种进行干物质积累与产量关系的研究。结果表明,在各生育期超级稻品种的干物质积累量均高于普通对照品种,其中,分蘖盛期高14.2%～34.0%,拔节孕穗期高16.8%～37.9%,齐穗期高20.2%～35.6%,成熟期高15.1%～18.0%。相关分析结果表明,各生育期的总干物重与产量均呈显著或极显著正相关关系(r=0.85*～0.97**),孕穗期叶片、茎鞘干物重及总干物重与穗粒数和结实率两性状均呈显著正相关(r=0.76*～0.82*)。     

寒地超级稻产量构成因素与产量的关系研究

为了构建寒地超级稻的理性株型,对松粳9号、龙稻11、龙稻5号、龙粳21、龙粳31和龙粳20,6个寒地超级稻品种的产量构成因素与产量的关系进行研究。结果表明:寒地超级稻的单株分蘖和着粒密度差异不显著,是寒地超级稻的共性性状。株高、千粒重、每穗实粒数、穗长等性状品种间差异显著,但有规律可循。株高、千粒重和穗长与单株穗重呈极显著正相关关系。