氮高效利用基因型水稻根系形态和活力特征

【目的】研究水稻（Oryza sativa）氮高效利用基因型根系形态和活力变化,为根系的栽培调控和育种改良提供理论依据和技术参考。【方法】选择前期筛选出的水稻氮利用效率高低不一的基因型为试验材料,在比较氮利用效率基因型差异的基础上,采用水培试验,利用根系分析系统提取苗期至抽穗期不定根、粗分枝根和细分枝根的长度、表面积和体积等形态指标数据,探讨各类根形态与氮吸收的关系,同时分析氮高效利用基因型中典型材料不同供氮水平下根系活力变化。【结果】（1）水稻产量和氮利用效率呈现极显著的基因型差异,氮高效利用基因型籽粒产量、籽粒氮积累量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数比低效基因型高50.20%、34.20%、11.48%、26.01%和12.50%。拔节期和抽穗期水稻干物质量、氮积累量与籽粒产量、氮素籽粒生产效率、氮素收获指数均呈现显著或极显著正相关,抽穗前（特别是拔节期和抽穗期）的物质积累和氮的吸收显著影响水稻产量和氮利用效率的提高。（2）低氮水平下,氮高、低利用效率基因型间的根系形态指标差异显著。细分枝根根长占水稻总根长的比重最大,为73.40%,且高效基因型在苗期、分蘖期、拔节期和抽穗期比低效基因型分别高32.09%、14.66%、14.40%和12.69%;粗分枝根表面积和体积分别占水稻总表面积和总体积29.81%和43.50%,其中高效基因型粗分枝根表面积在拔节期和抽穗期比低效基因型分别高94.70%和64.38%,体积分别高90.24%和58.18%;不定根根长、表面积和体积分别占水稻总根长、总表面积和总体积19.68%、36.66%和41.19%,且高效基因型不定根根长、表面积和体积在拔节期比低效基因型高40.84%、44.90%和51.02%,差异最大。（3）氮高效利用基因型根系吸收面积和还原力随着氮水平的提高显著降低,而氧化力变化不大。相同氮水平下,氮高效利用基因型拔节后总吸收面积、活跃吸收面积、氧化力、还原力分别为低效基因型的1.3-2.1倍、1.1-3.2倍、1.0-3.0倍、1.4-2.2倍。（4）低氮水平下,粗分枝根的根长、表面积和体积对氮积累量影响程度最大,为47.1%-78.4%。粗分枝根的发育情况直接影响氮的吸收,从而影响水稻产量和氮利用效率。【结论】低氮条件下良好的根系形态和生理活性是水稻氮高效利用的重要特征。培育氮高效利用基因型,可对水稻营养生长期根系形态和活性加以遗传改良,尤其是提高粗分枝根的比例,以期塑造良好的根系构型。     

缺磷对不同基因型玉米苗期生长及氮磷钾吸收的影响

采用营养液培养方法,研究了缺磷对9个玉米品种苗期的生长发育、根系形态、根系活性、氮磷钾吸收和转运率的影响。结果表明:缺磷减少玉米的叶片数、株高、根系活跃吸收面积、植株干重、氮磷钾吸收量和磷钾转运率,增加玉米的总根长、根表面积、根体积、总吸收面积和根冠比。品种间比较,缺磷条件下以‘蠡玉16’的干重最多,相对生物量最高为95.6%,原因是该品种有较大的根系表面积、活跃吸收面积、氮磷钾吸收量、氮磷转运率和磷钾根效比。     

不同钾效率水稻品种苗期的根系形态与生理指标

选用2个钾高效型和2个钾低效型水稻品种为试验材料,通过水培试验,研究了5 mg/L和40 mg/L两个钾水平下,水稻苗期根系形态与生理指标的差异及其与钾素利用率的相关性。分析表明,其根系干质量、根系体积、总吸收面积、α-NA氧化量,在相同的供钾水平下,钾高效水稻品种均大于钾低效型;在40 mg/L供钾水平下,不管是钾高效型还是钾低效型水稻品种,根系干质量、根系体积、总吸收面积、α-NA氧化量均大于5 mg/L供钾水平下的。相关性分析结果表明,水稻相对钾素利用效率与其相对根系干质量、相对活跃吸收面积比、相对比表面积相关性不显著,而与相对根冠比之间呈显著正相关,与相对根体积、相对α-NA氧化量、相对活跃吸收面积、相对总吸收面积呈极显著或显著的负相关关系。说明,良好的根系形态和根系活力是钾高效水稻品种的一种特征,相对根冠比、相对根体积、相对α-NA氧化量、相对活跃吸收面积、相对总吸收面积可以作为苗期钾高效水稻基因型的筛选指标。     

稻鸭共作对水稻根系生长的影响

通过田间对比试验,研究了稻鸭共作技术对水稻根系的影响效应.结果表明:在稻鸭共作复合生态系统中,由于鸭子的田间活动和刺激作用,明显改善了水稻的根系生长质量.与常规稻作相比,水稻的根系活力、根系总吸收面积和活跃吸收面积分别增加4.76%～72.54%、9.16%～32.07%和0.93%～55.31%;水稻的根系体积、根系干质量、根系比表面积和生长中后期的根冠比也有不同程度的提高.说明稻鸭共作对减缓水稻根系的早衰、增强植株生理活性和促进水稻的生长发育均具有积极作用.     

水稻苗床土壤水分与秧苗根系建成的关系

采用盆栽试验，研究土壤水分与水稻秧苗根系形态建成的关系。试验结果表明：在苗体组成中、土壤水分对根系影响最大；秧苗单株发根数与土壤含水量呈线性回归，单株潜伏根数与土壤含水量呈单峰曲线变化关系。该试验土壤含水量ｘ（％）的取值区间（２２．７，３１．４）为旱育秧最适土壤水分含量范围。在此范围内，旱育秧比湿润育秧有较高的发根效率、较大的单株发根体积和根系吸收表面积，旱育秧移栽后所表现的诸多生长优势均首先得益     

水稻根系生长对弱光胁迫的响应

通过盆栽控光试验,研究不同生育阶段遮荫对冈优906根系生长的影响以及不同品种对弱光胁迫的响应.结果表明:抽穗前遮荫处理,随遮荫程度加重,冈优906根系体积、总吸收面积和活跃吸收面积均有所降低,根系生长受到抑制;始穗后轻度遮荫处理(遮53％光强),其根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积和根冠比增加,根系生长得以促进,衰老延迟;始穗后重度遮荫(遮73％光强)则不利于其根系正常生长,根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积和根系α-萘胺氧化力降低.不同品种根系生长对弱光的反应不同:冈优906耐荫性较强,有较高的根系a-萘胺氧化力和活跃吸收面积;耐荫性较弱的Ⅱ优498则表现为根系α-萘胺氧化力和活跃吸收面积的较大幅度减少.灰色关联度分析表明,根系α-萘胺氧化力和活跃吸收面积可以作为耐荫性敏感鉴定的有效指标.     

水稻根系在根袋处理条件下对不同光照强度的反应

选择品种粳籼89,设计水分和养分能自由通过而根系不能穿过的根袋[根袋d分别为3、4、5 cm,h为 25 cm],通过水培试验研究水稻根系在根袋处理后对不同光照强度条件的反应.结果表明,在相同光照水平条件下,不同根袋处理对植株地上部干物质积累和茎鞘贮存性碳水化合物含量无显著影响,而对地下部影响较大.根袋处理后根质量和根冠比明显降低,而且根袋越小,降低得越严重.而遮阴处理无论是抽穗期还是成熟期根系和地上部干物质积累明显下降,根系体积降低,叶片叶绿素含量降低.遮阴70%处理后无论是抽穗期还是成熟期,较大根袋处理(d=5 cm)的根系吸收能力均比不套根袋处理有提高的趋势,其中在抽穗期根系总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积分别增加57.7%、26.0%和41.5%,成熟期活跃吸收面积、活跃吸收面积所占比例分别增加74.1%、58.2%,均达显著水平.     

北方粳型杂交稻根系生长特征研究

以粳型杂交稻及其亲本和常规品种为材料,在不同生育时期对其根系生长和形态特征进行比较研究。结果表明,粳型杂交稻根系粗壮,下扎深,发根力,根长,根体积,根重和根冠比重方面都有明显的优势,尤以生长前期表现为明显,杂交稻的根系性状从抽穗期到乳熟期呈现大幅度下降,而乳熟期到黄熟期变化比较缓慢,这种趋势与常规品种正好相反,可能与其结实率低密切相关。     

粳稻根系性状与植株产量及其构成因素的关系

通过盆栽试验,研究了粳稻根系性状与植株产量及其构成因素的关系。结果表明,粳稻根系总吸收面积、根体积、活性吸收面积、单株根系氧化力、伤流速度和根数与产量相关显著,并且显著时期集中在孕穗期至灌浆中期。其中,总吸收面积在孕穗之后一直对产量起作用,根体积、伤流速度与活性吸收面积在孕穗至灌浆前期、根数与单株根系氧化力在灌浆期对产量具有显著影响。而根干质量与总根长在水稻生长前期与单株产量的相关性较小。根系主要性状与结实率,一、二次枝梗数,一、二次枝梗粒数,一、二次枝梗粒重呈显著正相关,与穗长相关性较小,与有效穂数呈负相关。     

铅锌矿区重金属胁迫对野生小花南芥根系特征的影响

为云南会泽铅锌矿区重金属污染土壤治理与植被恢复提供科学依据,通过分析野生小花南芥地下部生物量、根系长度、根系表面积、根系体积和投影面积等根系指标研究重金属胁迫对野生小花南芥的根系特征的影响。结果表明:矿区内不同位置野生小花南芥地上部与地下部的生物量(以干重计)以及根冠比较低,指标保持相对稳定,各样点间差异性不显著,生长情况大致相同;野生小花南芥的根系长度、表面积、体积及投影面积在各径级(根径,mm)分布存在差异,其中,径级0d≤1.5根系长度所占总量的比重较大,根长随根径增大呈不同程度减小且减幅较大;根系表面积和投影面积在各径级下分布相对均匀;小径级0d≤1.5的根系体积占总体积的比重较小,较大径级1.5d≤4.5和d4.5的占比较大。     

合江20在黑龙江省水稻育种中的作用

综述了合江20在黑龙江省水稻育种中的作用,介绍了以合江20及其衍生品种为重要种质育成的一系列水稻新品种,以创造出更多的优异种质,供育种和生产利用。     

用SSR标记对部分粳稻品种抗瘟基因Pi-1的检测

用SSR分子标记RM144对黑龙江省40个粳稻品种(系)的抗稻瘟病基因Pi-1进行检测。结果表明,检测到富士光等10个水稻品种(系)含有Pi-1抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省部分粳稻品种中的分布情况,可为抗病育种和稻瘟病的防治提供理论依据。     

Bt转基因抗螟虫粳稻新品系选育策略与进展

以克螟稻或其衍生抗虫材料为亲本,与农艺性状优良的粳稻品种杂交,经常规筛选、花药培养、分子辅助选择等手段进行选育,结果表明:采用分子辅助选择手段对育种材料进行检测,并通过加大双亲遗传距离,或采用与最新高产品种杂交,以及增加低世代(F2和F3)群体规模,均有利于打破克螟稻中转基因和其它不良基因可能存在的连锁关系,增加获得高产抗虫株系的机会,同时,发现回交、花培技术可以迅速获得B t转基因纯合的新品系。此外,采用上述方法育成了6个集高产和抗虫于一体的优良粳稻新品系,经品比试验和田间抗虫试验,选育出的转基因新品系较克螟稻极显著增产,其中1个新品系的产量与当前本地主栽品种(秀水63)相仿,田间表现高抗鳞翅目害虫。     

北方粳型稻超高产育种理论与实践

 从育种理论、育种技术及育种实践等方面，综合评述了中国北方粳型稻超高产育种研究进展与前景，认为培育和推广超级稻是继株型育种和杂交稻之后，提高北方粳稻综合生产能力，实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。在“利用籼粳稻杂交创造新株型和强优势，通过复交优化性状组配，聚合有利基因，选育理想株型与优势利用相结合的超级稻”育种理论与技术路线确立之后，北方粳型超级粳稻在常规育种方面已取得重大突破，成功地培育出一批优质抗病的超级稻新品种并已广泛应用于生产，如沈农265、沈农606、吉粳88等。与常规超级稻育种相比，超级杂交粳稻育种研究进展则相对较缓慢。这一方面是由于北方气候与生态条件的限制，另一方面是育种技术相对落后。解决优势与生育期的矛盾、产量与品质的矛盾以及提高制种产量等问题，仍然是北方超级杂交粳稻育种所面临的严峻挑战。本文还讨论了与粳型超级稻育种有关的生理和遗传问题。     

高温对寒地粳稻萌发影响的研究

为了研究高温对黑龙江省粳稻品种萌发的影响,将22个寒地粳稻品种放置在25、28、30、32和34℃5个温度梯度中培养3d,比较其发芽势、根长和芽长差异。结果表明:不同熟期品种对温度的适应性不同,供试的5个早熟品种对高温具有较好的适应性;30℃对大多数品种是比较适宜的发芽温度;适当的高温有利于水稻根和芽的生长,对寒地粳稻的萌发有促进作用。     

利用SSR标记进行粳稻品种的遗传多样性研究

水稻育成品种遗传基础的宽窄及品种间遗传距离的大小是品种能否在当地有效推广种植的关键因素。为了扩大水稻杂交育种中亲本的选择,选用分布于水稻基因组的12条染色体上的30对SSR引物,对国内外的18个粳稻品种进行遗传多样性研究。结果显示,选取的30对SSR引物有28对具有多态性,多态性位点百分率为93%。这些多态性引物在18个材料中共扩增出144条多态性条带,平均每对SSR引物可检测到2~8个等位基因,平均5.14/位点。Nei遗传距离及系统聚类和带型分析结果表明,利用SSR标记可将18份材料分为4个类群,同一生态型的稻种基本聚为一类,部分不同生态型的稻种聚在一起,说明这几个品种之间有了一定的基因交流,具有相对较近的亲缘关系。育种亲本的选择不能单单考虑生态型。     

第一届宁夏优良食味粳稻品评结果报告

由宁夏粮食加工企业、产业部门和育种科研院所27位区内专家对宁夏引（育）的15个水稻品种（系）进行品评。最后品评出一等奖1个，二等奖2个、三等奖3个，为引导宁夏优质大米种植，提升水稻育种能力具有积极的促进作用。     

北方粳型超级稻育种的理论与方法

以沈阳农业大学水稻研究所近20年来从事超级稻育种研究所取得的成果为主线，从基本理论、育种技术及新品种选育等方面，综合评述了北方粳型超级稻育种的理论与方法，并讨论了与粳型超级稻有关的生理和遗传问题，指出开发推广超级稻是提高北方粳稻综合生产能力、实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。     

寒地粳稻品种芽期耐碱性筛选

为筛选出适合黑龙江省栽培的芽期耐碱品种,试验以46份寒地粳稻品种作为研究对象,采用1∶3质量比的Na_2CO_3+NaHCO_3混合碱液,在水稻芽期对供试水稻品种进行耐碱筛选。对芽长、根长、芽率、根重、芽重5项指标进行相对碱害率计算,并进行聚类分析。结果表明:11个水稻品种芽期耐碱性强,其中龙稻17、龙稻22两个品种芽期耐碱性较强;五优稻1号芽期耐碱性最弱。