东北稻区杂草稻种子的越冬特性

东北稻区杂草稻经历了蔓延、大发生过程之后,近期进入衰弱态势,分布区域由过去大发生的东部稻区转移到降水量少的西部稻区。在东北稻区,稻田落粒的杂草稻种子只能以"干态"安全越冬,"湿态"种子不能安全越冬的主要原因在于其无休眠性;杂草稻种子安全越冬能力介于杂草类种子与栽培稻种子之间,其安全越冬能力强于栽培稻种子的原因在于种皮厚、吸水速率低、低温水中生存能力强、萌发后的种子耐旱性强,而脂肪酸、蛋白质含量差异不大。分析认为,杂草稻种子低温发芽能力强,秋季遇水易发芽而冬季冻死现象与其种子萌发期淀粉酶低温活性高于栽培稻种子相关。     

上海地区杂草稻种子萌发特性

通过室内试验研究温度、环境酸碱度、土层深度、低温冻害对上海地区杂草稻种子萌发的影响。结果显示,在不良环境因子的影响下,杂草稻种子表现出了比普通栽培稻秀水128更强的抗逆性和萌发能力。杂草稻萌发的起始温度在10.7~11.5℃之间,平均有效积温为59.65℃,低于栽培稻。在10℃和45℃条件下不能萌发。相同温度下杂草稻的萌发速率更快。杂草稻对酸性或碱性环境的抗逆性也要强于栽培稻。随覆土深度增加,杂草稻出苗率降低明显,10~12cm覆土下杂草稻几乎不能萌发。杂草稻种子的吸水能力要弱于栽培稻,其抗冻能力受种子含水量影响,含水量越高的种子越难以在低温冻害后继续萌发。     

水稻品种(系)种子休眠特性评价

[目的]评价水稻品种(系)种子休眠特性,为选育具有合适休眠程度的水稻品种、解决穗萌问题提供理论依据和亲本资源。[方法]通过萌发试验对不同类型水稻品种或品系新鲜种子的休眠特性进行评价,并通过荧光定量PCR检测种子休眠相关基因Os VP1、Sdr-4和TRAB1在休眠程度不同的水稻种子中的表达差异。[结果]不同类型水稻品种(系)的休眠特性存在明显差异,新采收的茶陵野生稻种子不能萌发,18.5%的两用核不育系水稻品种(系)的种子萌发率不高于5.0%,13.3%的资源品系的种子萌发率不高于40.0%;OsVP1、Sdr-4和TRAB1普遍存在于不同水稻品种(系)中,且表达量差异明显,但不与休眠程度成比例。[结论]水稻种子休眠特性可通过品种改良失去或重新获得。     

稻曲病菌毒素研究初报

稻曲病菌在生长过程中产生一种有毒物质，这种物质具有很强的生理活性。高浓度的稻曲球水浸出液对稻种萌发有抑制作用，低浓度的稻曲球浸出液对稻种萌发有促进作用。用９０％的甲醇，可以提取稻曲病菌的粗毒素。把粗毒素稀释１００倍后对水稻种子萌发仍有强烈的抑制作用。用层析方法，将粗毒素大致分为４个组分，其中第３个组分的稀释液对稻种萌发有明显的抑制作用。用化学定性法鉴定初步认为这种具有强烈生理活性的物质是生物碱类化合物。     

稻曲病菌病毒研究初报

稻曲病菌在生长过程中产生一种有毒物质，这种物质具有很强的生理活性，高浓度的稻曲球水浸出液对稻种萌发有抑制作用，低浓度的稻曲球浸出液对稻种萌发有促进作用。用９０％的甲醇，可以提取稻曲病菌的粗毒素。把粗毒素稀释１００倍后对水稻种子萌发仍有强烈的抑制作用。用层析方法，将粗毒素大致分为４个组分，其中第３个组分的稀释液对稻种萌发有明显的抑制作用。用化学定性法鉴定初步认为这种具有强烈生理活性的物质是生物碱类化     

根长测定法在常规水稻种子活力测定中的应用

为探讨根长测定法在水稻种子活力检测中的可行性,通过对不同品种的常规稻种子进行垂直板发芽试验,测量种子萌发第2天至第7天的根长,同时进行基于标准发芽试验和田间出苗试验的常规活力指标测定。相关分析表明:粳型常规稻和籼型常规稻种子皆以萌发第7天根长与发芽势、发芽率、活力指数、田间出苗率等指标之间的相关程度尤为显著(P0.01)。经方差分析结果验证,粳型常规稻和籼型常规稻种子萌发后根长显著高的品种,其种子活力也高,反之亦然。以上研究表明,水稻的2个亚种的种子活力均可通过萌发第7天根长来评价。本研究结果对制定水稻种子活力测定标准具有重要意义。     

稻曲菌素与水稻品种抗稻曲病的相关性研究

利用稻曲球浸提的稻曲菌素液对不同抗性水平水稻种子进行处理,研究稻曲菌素与水稻品种抗稻曲病之间的相关性.结果表明:稻曲菌素对水稻种子的萌发、胚根及胚芽的生长都有抑制作用,对胚根数的抑制作用较强:同时,稻曲菌素处理种子,可抑制抗病品种的种子萌发,但能促进感病品种的种子萌发.这说明稻曲菌素对水稻种子发芽的抑制水平与品种抗性之间有一定相关性.     

盐胁迫对杂草稻和水稻种子萌发特性的影响

为了研究盐胁迫下杂草稻和栽培稻种子萌发特性的差异,分别选择了泰州、丹东和肇庆地区的3 个杂 草稻生物型及1 个杂交水稻和1 个常规水稻品种,采用室内培养,进行了盐胁迫对杂草稻和栽培稻种子萌发特性的 影响研究。结果表明,随着盐浓度增加,杂草稻和栽培稻种子的发芽率、发芽势、芽长、主胚根长和鲜重均显著降低; 可溶性糖含量随着盐浓度增加而降低,表现为特优航1 号跃泰州杂草稻跃丹东杂草稻跃肇庆杂草稻跃华航31 号;丙二 醛含量随着盐浓度增加而升高,表现为华航31 号跃肇庆杂草稻跃丹东杂草稻跃泰州杂草稻跃特优航1 号;脯氨酸含量 随着盐浓度增加而降低,表现为特优航1 号跃泰州杂草稻跃丹东杂草稻跃肇庆杂草稻跃华航31 号。     

低温胁迫对不同杂交水稻组合苗期耐冷性及生理生化指标的影响

为明确杂交水稻萌发率、苗期耐冷性与耐冷性指标的关系,以重庆师范大学10个自育杂交水稻组合和糯稻89-1为材料,测定种子的生理指标、低温萌发率及苗期低温处理恢复生长后的死苗率。不同杂交水稻组合的可溶性糖含量、维生素C含量、过氧化氢酶活性差异明显,种子自身所含这4种物质与水稻低温下的萌发率可能具有一定关系;种子萌发对温度变化较敏感,每个组合中温度为6℃处理条件下种子萌发率均高于11℃,初步推断临界点以下低温层积对水稻种子的萌发有积极作用;试验结果表明,不同低温条件处理下水稻苗期死亡率有明显差异,温度越低,水稻幼苗受害越大,复温后死亡率越高;聚类分析将杂交组合分为A、B、C 3类,A组、B组生理指标大部分都高于C组,低温萌发不同杂交水稻组合内变异系数较大。总的来说,水稻种子耐冷指标对萌发率可能具有一定作用,在苗期,水稻对低温较敏感,随着时间和温度增长受影响越大,根据耐冷指标、萌发率、死苗率对不同水稻杂交组合进行分类,研究结果可以为选育耐冷性水稻品种提供理论依据。     

东南亚稻种资源收集与鉴定评价(英文)

通过实地考察收集等途径,从东南亚国家引进稻种资源662份,其中野生稻120份,栽培稻542份对栽培稻资源进行隔离检疫繁殖以及性状鉴定,获得足够种子并构建引进东南亚栽培稻资源数据库。从栽培稻种质中鉴定发掘出抗褐飞虱材料58份,抗稻瘟病材料9份,抗白叶枯病材料11份,耐盐材料12份。引进的稻种资源拓宽了我国水稻遗传基础,丰富了我国的稻种资源基因库,将在水稻育种及相关研究中发挥积极的作用。     

盐胁迫条件下长白10号水稻籽粒中差异代谢物的分析

【目的】通过分析长白10号盐胁迫和非盐胁迫条件下水稻籽粒代谢产物的变化,揭示盐胁迫对稻米代谢产物及代谢通路的影响,了解长白10号耐盐机制,并筛选可能的耐盐水稻品种标志物。【方法】以耐盐碱优质粳稻品种长白10号为研究对象,采用气相色谱质谱联用技术（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）分析了4‰盐胁迫条件下长白10号花后25 d籽粒中代谢组学变化,并用差异代谢物提高倍数最多的代谢产物设置不同浓度梯度（0—400 mg·L^-1）,用含上述不同浓度梯度的NaCl溶液（5‰）浸泡处理耐盐性一般的粳稻品种盐稻8号20 h后置于发芽盒内进行发芽试验,鉴定该代谢产物是否有利于提高耐盐性。【结果】共稳定检测到295种代谢产物。利用主成分分析（principal component analysis,PCA）和正交偏最小二乘法分析（orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA）方法鉴定出71种代谢产物发生显著变化（P＜0.05）,其中盐胁迫后差异代谢物上调42个,下调29个,上调幅度排名前10位的分别为：5-羟基正缬氨酸（5.23倍）、戊烷-1,2,5-三醇（4.10倍）、氰丙氨酸（2.97倍）、L-天冬酰胺（2.91倍）、2-羟基丁酸（2.86倍）、酮戊二酸（2.74倍）、丙酮酸（2.50倍）、鸟氨酸（2.40倍）、瓜氨酸（2.07倍）、脯氨酸（1.94倍）,下调幅度排名前10位的分别为：赤藓糖（2.82倍）、木糖酸内酯（2.49倍）、天冬氨酸（2.42倍）、尿苷5'-单磷酸（2.37倍）、胆甾酮（1.90倍）、己糖二酸（1.87倍）、D7-葡萄糖（1.86倍）、5,7-二羟基-4'-甲氧基异黄酮（1.72倍）、氨基磺酸（1.61倍）、6-脱氧半乳糖醛酸（1.61倍）。获得KEGG注释的差异代谢物数量为15个,盐胁迫极显著影响精氨酸代谢、丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢、丁酸酯代谢、碳代谢、赖氨酸降解、氨基酸合成、丁醛酸-二羧酸代谢、三羧酸循环等多条代谢途径。盐稻8号在盐胁迫下（5‰）的发芽率仅为66.7%,外施5-羟基正缬氨酸（20—400 mg·L^-1）均能极显著提高盐稻8号盐胁迫条件下（5‰）种子的发芽率（74.3%—90.3%）,其中200 mg·L^-1浓度处理后发芽率高达90.3%左右。【结论】盐胁迫后,稻米中氨基酸和有机酸的含量主要表现为上调,糖类和脂类的含量主要表现为下调;精氨酸代谢和三羧酸循环代谢通路的改变可能是其较为耐盐的原因之一;5-羟基正缬氨酸能够有效缓解盐胁迫对水稻种子发芽的抑制作用,最优浓度为200 mg·L^-1。     

The metabolomics variations among rice,brown rice,wet germinated brown rice,and processed wet germinated brown rice

Germination and processing are always accompanied by significant changes in the metabolic compositions of rice. In this study, polished rice (rice), brown rice, wet germinated brown rice (WGBR), high temperature and pressure-treated WGBR (WGBR-HTP), and low temperature-treated WGBR (WGBR-T18) were enrolled. An untargeted metabolomics assay isolated 6 122 positive ions and 4 224 negative ions (multiple difference ≥1.2 or ≤0.8333, P<0.05, and VIP≥1) by liquid chromatography-mass spectrum. These identified ions were mainly classified into three categories, including the compounds with biological roles, lipids, and phytochemical compounds. In addition to WGBR-T18 vs. WGBR, massive differential positive and negative ions were revealed between rice of different forms. Flavonoids, fatty acids, carboxylic acids, and organoxygen compounds were the dominant differential metabolites. Based on the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database, there 7 metabolic pathways (phenylalanine/tyrosine/tryptophan biosynthesis, histidine metabolism, betalain biosynthesis, C5-branched dibasic acid metabolism, purine metabolism, zeatin biosynthesis, and carbon metabolism) were determined between brown rice and rice. Germination changed the metabolic pathways of porphyrin and chlorophyll, pyrimidine, and purine metabolisms in brown rice. In addition, phosphonate and phosphinate metabolism, and arachidonic acid metabolism were differential metabolic pathways between WGBR-HTP and WGBR-T18. To sum up, there were obvious variations in metabolic compositions of rice, brown rice, WGBR, and WGBR-HTP. The changes of specific metabolites, such as flavonoids contributed to the anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-cancer, and immunomodulatory effects of GBR. HTP may further improve the nutrition and storage of GBR through influencing specific metabolites, such as flavonoids and fatty acids.     

干旱胁迫下山栏稻与栽培水稻品种苗期表型性状及生理差异

测定了在干旱胁迫条件下,山栏稻苗期的株高、叶面积等农艺性状以及叶片脯氨酸含量、MDA含量等生理指标,采用隶属函数法评估山栏稻抗旱能力。结果表明,在干旱胁迫下,山栏稻降低了地上部分的生物量并增加了地下部分的生物量,同时,山栏稻叶绿素含量、MDA含量以及脯氨酸含量均有不同程度的提高;所选山栏稻品种的隶属函数值为0.521和0.673。综合实验数据和田间观察,初步判断山栏稻苗期具有较强的抗旱特性。     

水作和旱作对山栏稻生长的影响

通过田间试验设计覆秸旱作、水作和传统旱作3种栽培方式,分别测定山栏稻的抗旱生理指标、农艺性状和产量构成因素。结果表明:水作减轻了山栏稻受干旱胁迫程度,降低了剑叶的POD,MDA以及可溶性蛋白的含量,提高叶绿素含量,而覆秸旱作亦有类似效应但效果不如水作。与普通旱作相比,水作和覆秸旱作山栏稻株高分别提高30.62%和16.69%,叶长分别增长14.32%和6.62%,有效分蘖数分别增加64.7%和26.47%,生育期分别缩短12 d和5 d,产量分别提高267.44%和91.04%。山栏稻在水田环境下具有减少干旱胁迫、优化农艺性状和提高产量等诸多优点。本研究旨在为山栏稻从传统山区旱地种植引向普通旱作和水田种植("山栏下山")提供科学的依据。     

东魁杨梅叶片次生代谢产物对光照与水分胁迫的响应

对不同光照强度和土壤含水量下栽培的东魁杨梅幼苗叶片的总黄酮、总鞣质、总绿原酸和游离蒽醌的含量进行了测定和分析。结果表明,不同光照强度下,东魁杨梅幼苗叶片的总黄酮、总鞣质、总绿原酸和游离蒽醌含量的变化规律具有一定的差异,各光强处理总黄酮的含量表现为1层遮荫(光照强度约为全光照的4%)>全光照>2层遮荫(光照强度约为全光照的18%)>3层遮荫(光照强度约为全光照的6%);总绿原酸和总鞣质的含量均为全光照>1层遮荫>3层荫>2层遮荫;游离蒽醌的含量为2层遮荫>1层遮荫>全光照>3层遮荫。全光照有利于总绿原酸、总鞣质的合成积累,1层遮荫有利于总黄酮的合成积累,2层遮荫有利于游离蒽醌的合成积累,含量分别为(99.6±8.44)g/kg、(16.1±0.41)g/kg、(27.6±0.42)g/kg、(0.169±0.016 5)g/kg。不同土壤含水量下东魁杨梅叶片总黄酮、总绿原酸、总鞣质、游离蒽醌含量的变化规律存在一定的差异。土壤水分供应充分有利于东魁杨梅叶片中总绿原酸、总鞣质和游离蒽醌的合成积累,但不利于总黄酮的合成积累;适宜土壤含水量有利于总黄酮的合成积累;轻度水分胁迫对次生代谢产物含量的影响不明显,中度水分胁迫可提高东魁杨梅总黄酮、总绿原酸、总鞣质、游离蒽醌等次生代谢产物含量的合成积累。     

屎肠球菌胞外多糖对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

为研究屎肠球菌胞外多糖对Cd胁迫条件下水稻种子萌发及幼苗生长的影响,采用水培试验法,在含有Cd(20、40 mg·L~(-1))的培养液中添加不同浓度胞外多糖(500、1 000 mg·L~(-1)),考察水稻种子萌发及幼苗生长相关代谢指标的变化。试验结果表明,Cd胁迫明显抑制了水稻种子的萌发效率与幼苗各器官的发育情况,而添加不同浓度的屎肠球菌胞外多糖可以显著促进Cd胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率和根部发育,但水稻萌发后的芽长受到显著抑制,而这种抑制作用在水稻幼苗生长阶段并未观察到。在Cd胁迫条件下,胞外多糖处理后的水稻幼苗内类黄酮与花色素苷的含量提高了18.6%～208.7%,超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活力显著上升,丙二醛含量显著下降。傅里叶变换红外光谱显示胞外多糖提高了Cd胁迫下水稻叶片中碳水化合物、蛋白质、脂类和羧酸盐的含量,并可能通过加强渗透作用来降低Cd对水稻的毒害作用。研究结果表明,屎肠球菌胞外多糖可以显著缓解Cd胁迫对水稻种子萌发与幼苗生长的毒害作用。     

硝普钠对圣女果种子萌发至幼苗期碳氮代谢及关键酶活性的影响

为了探明硝普钠对圣女果种子萌发及幼苗生长的调控机制,以圣女果品种朱云为试验材料,研究不同浓度硝普钠处理对其碳氮代谢及关键酶活性的影响。结果表明,圣女果种子萌发至幼苗期,淀粉、总氮含量逐渐下降,可溶性糖、还原糖、蔗糖和可溶性蛋白质含量呈先上升后下降的趋势,游离氨基酸含量逐渐上升;硝普钠处理的淀粉、蔗糖及游离氨基酸含量均高于蒸馏水处理(CK);圣女果种子萌发至幼苗期,淀粉酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性呈下降趋势,硝酸还原酶(NR)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性呈先上升后下降的趋势;CK和0.25 mmol/L硝普钠处理的蔗糖合成酶(SS)活性呈下降趋势,0.50、1.00 mmol/L硝普钠处理SS活性呈先上升后下降的趋势,且硝普钠处理增强了淀粉酶活性;各处理碳含量逐渐下降,碳氮比除CK呈先上升后下降外,其他硝普钠处理均呈下降趋势;此外,硝普钠处理对种子发芽势和发芽率影响不显著,但显著增加了幼苗生物量、根长和苗高。可见,硝普钠处理可影响淀粉的转化和糖的积累,延缓总氮和萌动期前可溶性蛋白质的分解,加速游离氨基酸的积累,促进种子萌发和幼苗生长,其中以0.50 mmol/L效果最佳。     

不同含水量野生稻种子库存24年后活力研究

【目的】探讨种子在种质库长期贮藏的最适含水量,评价种子长期保存后的活力,为种子长期安全保存提供科学依据。【方法】用35℃加温干燥,将初始含水量为14.80%的普通野生稻种子干燥至6种梯度的含水量10.56%、9.50%、8.70%、7.50%、6.60%和6.35%后,密封包装贮藏于种质库中进行长期保存试验,24年后测定其种子发芽力和田间生长能力,并进行方差分析。【结果】含水量为14.80%、10.56%、9.50%、8.70%、7.50%的种子发芽势、发芽率、发芽指数分别与贮藏前相比差异极显著,下降明显不宜长期保存;含水量为6.35%的种子发芽势、发芽率、发芽指数和成苗率与贮藏前相比差异不明显,发芽率仍保持在98.33%,成苗率为92.33%,活力水平最高。【结论】35℃加温干燥是种子入库前干燥的安全温度,野生稻种子在低温干燥种质库长期保存最适含水量为6.35%。     

Effect of polyamine on seed germination of wheat under drought stress is related to changes in hormones and carbohydrates

Drought is a multifaceted stress condition that inhibits crop growth. Seed germination is one of the critical and sensitive stages of plants, and its process is inhibited or even entirely prevented by drought. Polyamines(PAs) are closely associated with plant resistance to drought stress and seed germination. However, little is known about the effect of PA on the seed germination of wheat under drought stress. This study investigated the involvement of PAs in regulating wheat seed germination under drought stress. Six wheat genotypes differing in drought resistance were used, and endogenous PA levels were measured during seed germination under different water treatments. In addition, external PA was used for seed soaking and the variation of hormones, total soluble sugar and starch were measured during the seed germination under different water treatments. These results indicated that the free spermidine(Spd) accumulation in seeds during the seed germination period favored wheat seed germination under drought stress; however, the free putrescine(Put) accumulation in seeds during the seed germination period may work against wheat seed germination under drought stress. In addition, seed soaking in Spd and spermine(Spm) significantly relieved the inhibition of seed germination by drought stress; however, soaking seeds in Put had no significant effect on seed germination under drought. External Spd and Spm significantly increased the endogenous indole-3-acetic acid(IAA), zeatin(Z)+zeatin riboside(ZR), abscisic acid(ABA), and gibberellins(GA) contents in seeds and accelerated the seed starch degradation and increased the concentration of soluble sugars in seeds during seed germination. This may promote wheat seed germination under drought stress. In conclusion, free Spd and Put are key factors for regulating wheat seed germination under drought stress and the effects of Spd and Put on seed germination under drought notably related to hormones and starch metabolism.     

基于4D label-free技术的水稻成熟种子蛋白质组学研究

【目的】从蛋白水平揭示水稻种子成熟的分子基础，探究调控水稻种子成熟的关键蛋白和代谢通路。【方法】选用授粉后30 d的成熟水稻种子，利用4D label-free定量蛋白质组学进行质谱鉴定，通过生物信息学技术分析蛋白的亚细胞定位、结构域、GO注释和KEGG通路注释。【结果】总共鉴定了3 484个种子成熟期的蛋白，相对分子质量大多在10 000～100 000之间，主要分布于细胞质、细胞核、叶绿体、线粒体和质膜上；结构域主要涉及蛋白质翻译的RNA识别基序和蛋白磷酸化修饰的蛋白激酶结构域；GO分析表明，成熟种子的蛋白主要参与了细胞过程和代谢过程，主要涉及催化活性和结合等功能，大多分布在细胞、细胞组分、细胞器和细胞膜等部位；KEGG分析发现，蛋白主要富集在核糖体、内质网中的蛋白质加工、氧化磷酸化和糖酵解等途径，推测蛋白质的翻译、加工和能量代谢是水稻种子成熟期的主要分子事件；进一步鉴定了脱落酸(Abscisic acid,ABA)信号和吲哚乙酸(Indoleacetic acid,IAA)代谢的相关蛋白，同时也发现了NAC(NAM、ATAF1/2和CUC2)家族的转录因子。【结论】贮藏物质的积累...