不同品种水稻糙米对Cd Cu Zn积累特性的研究

以酸性矿山废水污染的含有多种重金属的农田土壤为供试土壤,通过盆栽实验,研究不同水稻品种,不同类型、不同遗传背景水稻糙米重金属Cd、Cu、Zn的积累差异.结果表明,供试水稻糙米Cd含量为0.006～0.092 mg·kg-1,最高值和最低值相差15倍;Cu含量为6.712～27.117 mg·kg-1,最高值和最低值相差4倍;Zn含量为28.390～43.296 mg·kg-1,最高值和最低值相差不到1倍.常规稻和杂交稻糙米的Cd、Cu、Zn含量差异不明显.三系杂交稻的糙米Cd、Cu含量极显著高于二系杂交稻,而二系杂交稻糙米中Zn含量则显著高于三系杂交稻.不同遗传背景水稻品种糙米Cd、Cu、Zn含量也存在明显差异.相关分析结果表明,糙米中Cu、Cd含量间呈极显著正相关,Cu、Zn含量之间存在显著负相关,而Cd、Zn含量间的相关性不明显.     

水稻品种镉积累特征及相关性研究

选取22个早稻和15个晚稻品种进行大田试验,研究了不同水稻品种对Cd的积累特征及相关性。结果表明:成熟期水稻不同部位Cd积累量大小依次为根系茎叶稻壳糙米,Cd主要集中在水稻的根部。水稻糙米Cd含量与稻壳的Cd含量相关性不显著,与根系、茎叶中的Cd含量相关性可能与水稻生长环境因素有关。与早稻相比,晚稻对环境Cd具有更强的吸收积累能力,且晚稻所有供试品种的糙米Cd含量均超过食品安全国家标准。     

大田生产条件下不同品种水稻植株中镉的分布特点

通过4个水稻品种在大田生产条件下的试验,研究分析了水稻植株Cd积累和分布的特点。结果表明,水稻的根系是吸收Cd的主要器官,也是Cd的主要储存场所,无论在水稻分蘖期还是成熟期都很明显;在水稻成熟期,籽粒(糙米)中Cd的含量显著地低于其他器官,水稻植株器官中Cd的分布情况大致为:根>鞘>叶>茎>糙米,但随着品种的不同而有所变化;根据4个水稻品种在成熟期的植株Cd积累量的分析,9311是植株高累积Cd的水稻品种,Jia-48和Jia-51的糙米中Cd的积累很低;水稻品种间对于Cd的吸收和累积能力有显著的差异,但水稻类型间(粳稻与籼稻间)Cd含量没有显著差异,因此不能按照水稻类型来选育糙米中低Cd积累品种,应针对品种选育出糙米中低Cd积累的高产优质水稻品种。     

Cd胁迫水培试验下水稻糙米Cd累积的关键生育时期

【目的】探究水稻不同生育时期Cd胁迫对水稻成熟期糙米Cd累积的影响,明确糙米Cd累积关键生育时期,以期适时采取阻控措施降低糙米Cd含量,为水稻安全生产提供理论参考。【方法】以水稻品种湘晚籼13号(晚稻品种)为研究对象,采用水培试验,共设计7个添加外源Cd处理,即CG(全生育时期Cd胁迫,102 d)、TS(分蘖期Cd胁迫,15 d)、JS(拔节期Cd胁迫,15 d)、BS(孕穗期Cd胁迫,21 d)、FS(灌浆期Cd胁迫,18 d)、DS(腊熟期Cd胁迫,15 d)、MS(成熟期Cd胁迫,18 d),以全生育时期无Cd胁迫作为空白对照(CK),每个处理重复3次。各处理外源Cd胁迫浓度相同,均为20μg·L-1。水培试验于2017年7月23日开始,在湖南省长沙市中南林业科技大学水稻试验基地进行。2017年11月19日,水稻成熟后,整株采集水稻,测定指标为不同生育时期Cd胁迫下水稻农艺性状(株高、分蘖数和各部位生物量)和水稻各部位(根、茎、叶、穗、谷壳和糙米)Cd含量,计算水稻各部位Cd累积量以及不同生育时期Cd累积对成熟期糙米Cd累积的相对贡献率。【结果】不同生育时期Cd胁迫对水稻株高、分蘖数以及各部位生物量没有显著影响。灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期糙米Cd含量最高,为1.05 mg·kg-1,显著高于水稻成熟期(0.57 mg·kg-1)、孕穗期(0.52 mg·kg-1)、腊熟期(0.38 mg·kg-1)、拔节期(0.31 mg·kg-1)和分蘖期(0.17 mg·kg-1)Cd胁迫下糙米Cd含量。各生育时期Cd胁迫下水稻成熟期糙米Cd累积量范围为0.18—1.56μg/株,糙米Cd累积量大小顺序为:全生育时期Cd胁迫灌浆期Cd胁迫成熟期Cd胁迫孕穗期Cd胁迫拔节期Cd胁迫分蘖期Cd胁迫。孕穗期、灌浆期和成熟期是水稻糙米Cd累积的关键生育时期,对成熟期糙米Cd累积相对贡献率分别为19.7%、39.3%和22.6%,而分蘖期、拔节期和腊熟期的Cd累积对成熟期糙米Cd累积相对贡献较小,贡献率分别为2.4%、4.2%和11.9%。除全生育时期Cd胁迫外,水稻根、茎、穗和谷壳Cd含量均在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高;各生育时期Cd胁迫下,水稻叶Cd含量无显著性差异。孕穗期和灌浆期Cd胁迫下根Cd累积量较高,分别为86.09μg/株和79.23μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下根Cd累积量(31.55—40.37μg/株)。与其他生育时期Cd胁迫相比,水稻植株Cd总累积量在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高,分别为107.13μg/株和98.35μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下水稻植株Cd总累积量(42.24—52.47μg/株)。【结论】水稻的孕穗期、灌浆期和成熟期是控制水稻糙米Cd累积的关键时期。在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期根和糙米累积Cd最多,因此可以在水稻孕穗期和灌浆期施加改良剂阻隔根系吸收Cd或者阻隔根系吸收的Cd向糙米中转运,从而降低水稻糙米中Cd的累积。     

水稻品种镉积累特征及相关性研究

选取22个早稻和15个晚稻品种进行大田试验,研究了不同水稻品种对Cd的积累特征及相关性。结果表明:成熟期水稻不同部位Cd积累量大小依次为根系>茎叶>稻壳>糙米,Cd主要集中在水稻的根部。水稻糙米Cd含量与稻壳的Cd含量相关性不显著,与根系、茎叶中的Cd含量相关性可能与水稻生长环境因素有关。与早稻相比,晚稻对环境Cd具有更强的吸收积累能力,且晚稻所有供试品种的糙米Cd含量均超过食品安全国家标准。     

水稻不同品种对镉吸收及分配的差异

采用盆栽土培法,研究了镉在20个水稻品种体内的积累与分配。结果表明,水稻不同品种对镉的积累能力差异显著。土壤镉浓度为100mg·kg-1时,镉在水稻不同品种茎叶内的浓度变化范围为24.39～140.27mg·kg-1,积累量变化范围为1.54～14.35mg·盆-1;镉在水稻不同品种糙米内的浓度变化范围为0.87～2.70mg·kg-1,积累量变化范围为56.68～291.61μg·盆-1。不同水稻品种对镉的积累能力在抽穗前和抽穗后表现一致。水稻吸收的镉分配到籽粒中的比例非常低,糙米的平均镉浓度仅为水稻茎秆的1/30。糙米中的镉浓度与品种类型有关,即籼型>新株型>粳型。本研究还表明,糙米中的镉浓度和积累速率与水稻产量呈显著正相关,即高产伴随高镉。     

水稻镉安全亲本材料对镉的吸收分配特性

【目的】筛选获得水稻镉(Cd)安全亲本材料,研究水稻Cd安全亲本材料对Cd的吸收分配特性,为稻米安全生产提供优良的种质资源。【方法】以56份水稻亲本材料为研究对象,在Cd污染农田土壤上进行大田试验,以糙米Cd含量为筛选指标,通过聚类分析筛选出水稻Cd安全亲本材料,并分析其在不同生育时期对Cd的吸收及分配特性。【结果】(1)当大田土壤Cd含量为13.89 mg·kg-1时,56份水稻亲本材料地上部Cd含量和积累量在分蘖期(CV=44.05%和CV=50.21%)、孕穗期(CV=23.57%和CV=28.62%)和成熟期(CV=44.98%和CV=44.69%)材料间均存在极显著差异。糙米Cd含量的变幅为0.15―1.77 mg·kg-1,最大值与最小值相差达11.80倍,其中Cd含量最低为0.15 mg·kg-1,低于食品安全国家标准0.2 mg·kg-1。(2)以糙米Cd含量为筛选指标将供试材料划分为安全材料、普通材料和高积累材料3类,其中安全材料的糙米Cd含量平均为0.20 mg·kg-1,显著低于普通材料(0.65mg·kg-1)和高积累材料(1.57 mg·kg-1),且谷壳中的Cd含量以及籽粒分配系数也以安全材料为最低。(3)3类材料地上部Cd含量均随着生育时期的推进显著降低,且安全材料地上部Cd含量在分蘖期、孕穗期和成熟期均显著低于普通材料和高积累材料,特别是成熟期普通材料和高积累材料较安全材料高1.35和3.39倍。(4)安全材料地上部Cd积累量在3个生育时期均显著低于普通材料和高积累材料。其中安全材料在成熟期地上部的平均Cd积累量与普通材料相差2.23倍,与高积累材料相差3.86倍,成熟期材料间差异在3个生育时期为最大。且其地上部的Cd阶段性积累量在分蘖期―孕穗期积累能力最强,孕穗期―成熟期最弱。但普通材料和高积累材料则在3个生育时期阶段性积累量差异不显著。(5)安全材料糙米中Cd含量较低,与其向籽粒中较低的Cd分配转移能力有关。安全材料糙米中Cd的分配量仅占地上部Cd积累总量的8.11%,而普通材料和高积累材料糙米Cd积累量占地上部Cd积累总量的11.60%和17.59%。【结论】通过筛选获得的安全材料D62B、IRBN95-90和GRlu 17/ai TTP//lu17_2在大田试验中其糙米Cd含量均低于食品安全国家标准(0.20 mg·kg-1),这3份材料可作为Cd安全亲本材料,为中轻度Cd污染农田水稻生产提供Cd安全种质资源。     

不同水稻品种中镉及微量元素含量的差异分析

采用盆栽试验,以沈阳农业大学水稻所提供的10个水稻品种为供试作物,在土壤外源添加Cd为2.5,10mg.kg-1,以不添加Cd为对照的条件下,根据方差分析和聚类分析筛选出低镉和高镉积累水稻品种,分析水稻根、茎叶、糙米中Cd含量与Cu,Fe,Mn,P,Si,Zn的相关关系。在Cd添加2.5mg.kg-1的条件下,研究低Cd和高Cd积累水稻品种中Cu,Fe,Mn,P,Si,Zn含量差异。结果表明:供试的10个水稻品种中,品种4和品种5属于低镉积累,品种9属于高镉积累,在Cd添加浓度为2.5mg.kg-1和10mg.kg-1时,2个水稻品种糙米中Cd含量分别相差0.79mg.kg-1和2.61mg.kg-1。水稻根系中Cd与Mn有协同作用,茎叶中Cd与Mn、P有协同作用,糙米中Cd与P有拮抗作用。减少水稻对Mn的吸收量可以降低根系对Cd的吸收,适当增加P的使用量有利于降低糙米中Cd含量。     

Cd污染对草莓生长的影响

研究了不同含量 Cd对草莓生长的影响 .结果表明 :低含量的 Cd对草莓生长有促进作用 ,高含量的 Cd对草莓的生长则有抑制作用 ,抑制作用的大小随 Cd含量的增加而加强 ;w(Cd)≤ 10 mg· kg-1时 ,草莓的根长、根干重、生物量等生长指标升高 ,w(Cd) >2 5 mg· kg-1时 ,上述指标开始降低 ;草莓根系受 Cd的影响比地上部大 ,可观察到根变黑、叶片褪绿等症状 ;草莓根活力和叶片含水量则随 Cd含量的增大而始终呈下降趋势 .试验结果还表明 ,不同草莓品种对 Cd的反应存在差异 ,其中以明宝耐性最强     

华南地区不同品系水稻积累砷特征及其影响因素

选用华南地区较为常见的杂交稻、优质常规稻2个水稻品系,16个水稻品种,通过土壤盆栽试验,待其成熟收获后,分析水稻根表、根部、秸秆、糙米中砷含量及相关影响元素的含量,旨在研究不同水稻品系(种)对砷吸收、转运和积累规律以及其影响因素,为低积累、高耐性水稻品系(品种)的选择及相应的农业措施提供科学的理论依据.结果表明,砷在水稻中的分布情况为根表>根部>秸秆>糙米;供试的糙米中砷含量为0.18～0.47 mg·kg<'-1>,均符合国家卫生标准(GB 4810-1994).水稻根表铁锰膜中砷含量随根表中铁、锰的增加而富集,相关分析表明,根表铁锰膜形成可以有效降低糙米砷积累,而秸秆磷可以有效降低秸秆中砷的积累.杂交稻各部位的砷含量及转移系数均高于常规稻,且秸秆和糙米砷含量差异达到显著水平;天优122的糙米砷积累能力高于其他品种,美香占2号低于其他品种.     

我国食用粳米生产加工现状、问题与对策

综合评述了中国粳米生产加工现状、存在问题，展望了中国粳米的发展前景，提出了稳定面积，提高单产；更新观念，提高质量；加强研发，综合利用的对策。     

碎米和米糠制备营养米糊的工艺与配方研究

为了研制新型营养米糊,利用碎米和米糠为原料对制备营养米糊的生产工艺条件和配方进行了研究。结果表明:制备营养米糊最佳工艺条件为碎米中添加8倍水,在90℃水浴中煮制5min。米糊经干燥后过100目筛。通过正交试验确定了营养米糊的最佳配方为:1.39%外层米糠、6.95%内层米糠、69.54%碎米、15.58%白砂糖、6.23%奶粉、0.31%蔗糖酯。产品具有良好的速溶性。     

水稻生长日历模拟模型（RICAM）的调控决策系统（RICOS）研究I水稻调控决策系统（RICOS）的系统结构设计

研究阐述在ＲＩＣＡＭ模型系统、专家知识系统和实时信息收集处理系统支持下的水稻调控决策系统的总体结构设计，使ＲＩＣＡＭ与ＲＩＣＯＳ联结，形成具有显著生产管理功能的决策系统。     

Influences of the Paddy Rices with Different Moistures on the Head Rice Recovery

A major component rice varietv of Xiangwanxian 9 (a late Indica variety) with 13.1%, 15.6% and 18.3% of the moisture was respectively mixed with three ad-ditive varieties in 13% of moisture at ration of 7:3 for processing assorted rices. Head rice recovery of the treatments was determined 24 hours later. Analysis indicated sig-nificant differences exist in the effects produced by the component varieties, their moistures and the component variety moisture.     

基于ENVISAT ASAR数据的水稻遥感监测

以江苏省兴化市水稻试验区为例,利用单时相多极化ENVISAT ASAR(Advanced Synthetic Aperture Ra-dar)数据进行水稻识别和生长参数反演。通过分析水稻和其他地物在该时相上的VV极化和HH极化后向散射特征,选择合适的阈值和条件,利用阈值分类算法从影像中提取水稻分布。另外,利用实测水稻生长参数和获取的植被指数(NDVI)数据与水稻后向散射系数进行相关性分析。分析结果表明,水稻VV极化后向散射强度与水稻形态结构、叶面积指数和生物量具有较好的相关性,而水稻HH极化后向散射强度对水稻冠层含水量的变化更敏感。基于上述分析,建立反演水稻株高、叶面积指数和NDVI等参数的关系模型。经过验证,水稻识别精度为84.36%,反演的水稻生长参数的空间变化和实际情形相符合。     

不同栽培方式对水稻主要病虫害发生的影响

对旱育免耕抛栽、小苗机插、盘育免耕抛栽、油林免耕套播、常规栽插等5种栽培方式下水稻主要病虫害的发生程度与规律进行了初步研究.结果表明:油林免耕套播可抑制水稻苗瘟和叶瘟的发生,5种栽培方式对穗颈瘟和纹枯病的发生程度有一定影响,对稻曲病的发生没有影响;小苗机插偏方式下二化螟的发生较轻,其它4种方式之间发生程度没有显著差异.     

早籼配米配方机理的研究

为改善低质早籼米的食味，探讨早籼配米机理，采用混料设计法进行配米试验，并对得出的16大体上配米配方的米质进行分析。结果表明：（1）2种，3种，4种基米的配米中，4种基米的有最好和最稳定的食味；（2）晚籼米、糯稻质早籼米的食味，配米在拼配时要考虑其基米来源差异性，特别是香米作为基米有助于配米的成功。     

稻曲在稻穗上的分布特点研究

为研究稻曲在稻穗及稻穗小枝梗上的分布特点,对2010年早稻稻曲病发病稻田收集的180份病穗进行统计分析。结果显示,在180份样本中共有稻曲630粒,其中258粒分布在稻穗下部,占40.95%,中部306粒,占48.57%,上部66粒,占10.48%,稻曲主要分布在稻穗中、下部;稻曲在稻穗上的分布特点是随着病害加重,分布于稻穗下部的稻曲所占比例逐渐减少,中部稻曲所占比例逐渐增多,而上部稻曲所占比例在各个病级稻穗上变化不大,稻曲在小枝梗上的分布无明显规律性。     

粮食结构调整的一种理想种植方式--中稻蓄留再生

概述了国内外再生稻研究与生长现状，分析了其在生产上的利用优势与当前存在的主要问题，并用培两优５００作中稻进行了蓄留再生试验，结果表明，培两优５００中稻加再生稻产量达１２０８２．５ｋｇ／ｈｍ＾２，实际产量已达双季稻的全年产量水平，比汕优６３（对照）增产３７．５％，米质明显优于对照，具有广阔的应用前景。     

功能性水稻研究进展及前景展望

功能性水稻的开发与推广应用,对改善我国以稻米为主食人群的营养与健康状况、促进我国农业 产业结构转变、提高农民种粮效益及助推乡村振兴具有重要意义。功能性水稻主要包括有色稻、低谷蛋白水稻、 高抗性淀粉水稻、富微营养水稻和药物制造生物反应器水稻等 5 大类。有色稻由于种子果皮积累花色素苷而呈 紫色或红褐色,有红米和黑米两大类,分别受 2 个和 3 个基因控制,是体弱者药食同源的重要滋补食品,国内 已育成一大批有色稻品种推广应用。低谷蛋白水稻由于稻米谷蛋白含量低,适于肾病患者作主粮使用,目前中 国和日本已育成多个品种用于商业化开发应用。高抗性淀粉水稻由于有部分淀粉无法被人体淀粉酶分解而不能 被肠道吸收,可降低糖尿病患者餐后血糖峰值,已成为糖尿病患者重要的主食,目前国内已育成多个品种推广 应用。富微营养水稻由于稻米特种维生素、有益微量元素等含量高而有益于不同缺素症患者治疗与保健,国内 外已育成以“黄金大米”为代表的多个富微营养水稻品种。药物制造生物反应器水稻利用水稻为药用重组蛋白、 多肽或其他生物活性物质生产平台,合成与提取目标功能成分物质,目前国内外都有成功报道,并已尝试进行 商业化开发应用。全球对功能性水稻的需求日益增大,功能性水稻研究具有广阔前景。功能性水稻育种未来将 从功能的单一型向复合型发展,由保健型向保健与辅助疗效相结合转变。多组学技术和常规育种相结合的方法, 不断挖掘与创制新种质以培育功能性水稻新品种,是功能性水稻研究的发展方向。