稻虾综合种养水稻品种筛选研究进展

稻虾（克氏原螯虾）综合种养是推进水稻绿色生产的重要方式,促进了水稻产业的提质增效,有利于水稻产业转型升级。近年来,稻虾综合种养在全国多地迅速推广,但当前稻虾还存在种养产量和效益不稳、稻虾种养技术亟待优化、尤其是优质高产抗倒水稻品种较为缺乏的问题。已有研究者针对稻虾连作或共生种养条件下的水稻品种选用开展了各有侧重的研究。本文阐述了目前稻虾种养下水稻品种筛选的研究进展,探讨了不同稻虾种养模式对水稻品种特性的要求,提出了今后稻虾种养品种选育和筛选应用的发展方向,可为提高稻虾综合种养质量和效益提供参考。     

稻茬小麦不同栽培模式产量差异形成的群体结构分析

为探究江苏稻茬小麦不同栽培模式下产量差异形成的原因,明确提高产量的调控途径,以小麦品种扬麦25为材料,分别在江苏省扬州市和兴化市两地种植,设置高密无氮(Y0,基本苗300×10~4株·hm~(-2),不施氮)、高密高氮(Y1,300×10~4株·hm~(-2),施氮300 kg·hm~(-2))、低密中高氮(Y2,150×10~4株·hm~(-2),施氮270 kg·hm~(-2))和中密中氮(Y3,225×10~4株·hm~(-2),施氮240 kg·hm~(-2))4种栽培模式,对不同栽培模式下小麦产量和群体结构的差异进行了分析。结果表明,扬州和兴化试验点产量均表现为Y3Y1Y2Y0,其中Y3与Y1及Y1与Y2模式的平均产量差值分别为434.54和312.82 kg·hm~(-2)。经通径分析,穗数差和粒重差是导致模式间产量差形成的主要原因。相关分析表明,乳熟期叶面积指数差、开花至乳熟期绿叶面积持续时间(LAD)差与产量差均呈显著正相关,花后干物质积累量差、孕穗至开花期绿叶面积持续时间差与产量差均呈极显著正相关。总体来看,基本苗225×10~4株·hm~(-2)、施氮量240 kg·hm~(-2)、基肥∶壮蘖肥∶拔节孕穗肥为5∶1∶4的栽培模式能够使稻茬小麦保持花后较高的叶面积指数和绿叶面积持续期,提高花后干物质积累量,是缩小产量差的主要调控途径。     

基于高光谱的冬小麦氮素营养指数估测

为了准确定量诊断氮素状况,为施肥和产量、品质的估测提供参考,该文通过设置不同氮素水平和品种类型的冬小麦田间试验,分析孕穗至灌浆初期不同光谱参数在小麦氮素营养状况监测上的差异,筛选叶片氮素含量和冠层氮素密度反演效果较好的参数,建立其与氮营养指数(NNI,nitrogen nutrition index)的经验模型。研究表明,线性内插法红边位置(REPLI)、修正红边单比指数(mSR705)、比值指数(RI-1dB)、简单比值色素指数(SRPI)、红边指数(VOG)等光谱参数与氮素营养指标具有良好的相关性(r0.85),且不受生育期影响,可用来反演评价冠层氮素营养状况;研究对筛选的光谱参数与各氮素指标进行回归建模,并用独立试验数据对所建模型进行验证,结果显示,REPLI在氮营养指数估测方面表现较好(r=0.93),估测模型精度较高(决定系数R2=0.86,均方根误差RMSE=0.08)。NNI在氮素营养状况诊断方面有一定的优势,通过高光谱反演氮营养指数进行氮素营养状态的定性定量诊断有一定的可行性。     

花后短暂高低温胁迫对小麦产量形成的影响及减灾调控

为明确花后阶段高、低温胁迫对冬小麦光合特性、籽粒发育及产量形成的影响,利用人工智能控温室开展盆栽小麦高、低温度胁迫试验,以宁麦13和镇麦12为试验材料,在花后7~9、15~17、23~25和 31~33 d分别进行低温和高温胁迫处理,并在温度胁迫后喷施1 μmol·L_-1 2,4-表油菜素内酯（BR）、0.5 mol·L_-1 亚精胺+腐胺（Spd+Put）进行减灾调控,分析小麦旗叶净光合速率、SPAD值、籽粒形态、产量变化及减灾调控效果。结果表明,与自然温度处理相比,花后不同阶段低温胁迫结束当天小麦旗叶SPAD值先升高,3 d后显著下降;高温胁迫后SPAD值降低4.67%~29.00%。两品种旗叶净光合速率在高、低温胁迫处理下均降低。高、低温胁迫显著降低粒宽,增加籽粒长宽比,导致籽粒表面皱缩。籽粒灌浆时间在花后低温胁迫下延长1~3 d,在高温胁迫下缩短1~5 d。温度胁迫后优势和弱势小穗籽粒灌浆速率分别下降2.75%~37.64%和3.31%~ 40.34%,产量降低5.46%~35.24%。温度胁迫后喷施BR与Spd+Put均能缓解温度胁迫的伤害,使产量分别提高1.09%~6.05%和1.00%~5.97%。综上,花后不同阶段高、低温胁迫均显著降低小麦粒重与产量,影响程度表现为花后15~17 d>花后7~9 d>花后23~25 d>花后31~33 d,胁迫结束后喷施外源BR和Spd+Put有一定的减灾效果,特别是花后15~17 d和23~25 d灾后喷施BR效果较佳。     

播期和密度对江苏淮北强筋小麦籽粒产量和品质的影响

旨在为江苏淮北地区小麦优质高产栽培提供参考,以优质强筋品种‘瑞华麦506’为材料,研究了播期（10月5日、15日、25日、11月4日和14日）和密度（2.1×10⁶、2.7×10⁶和3.3×10⁶/hm²）对温光利用、籽粒产量和籽粒品质的影响。结果表明,播期延迟减少了出苗至越冬始期累积积温和日照时数以及花后累积日照时数。迟播显著降低了茎蘖数和穗数,但不同程度增加了每穗粒数和千粒重,籽粒产量以10月15日播种最高。每晚播种10天,生育期、积温、日照时数和穗数分别减少8.5天、108℃、38 h和3.85×10⁵/hm²,产量损失700 kg/hm²。推迟播期降低了面粉吸水率,但增加了籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间。增加密度对籽粒品质影响不显著。综合而言,10月15日播种、采用2.7×10⁶/hm²密度是江苏淮北强筋小麦协同高产优质的适宜组合。     

玉米杂交种纯度鉴定SNP 核心引物的确定及高通量检测方案的建立

纯度是玉米种子质量的重要指标之一,尤其杂交种自交株是影响田间产量的关键因素。KASP(kompetitive allele specific PCR)技术具有高通量、低成本的优点,适用于种子纯度检测。本研究基于12套杂交种及其父母本的三联体样本及335份玉米杂交种国家审定标准样品SNP指纹,从384个SNP基础位点筛选获得60个候选位点,位点转化为KASP引物的成功率为95%。综合考虑引物双亲互补率、多态性、稳定性和分型效果等多项指标,最终确定20个引物作为玉米杂交种纯度鉴定的核心引物,能够有效鉴定99.7%供试样品纯度。对于待测样品京科968通过SNP-DNA指纹数据库查询,并选择双亲互补型引物进行纯度鉴定。在检测的110个个体中,共检出1个自交苗和2个异型株,纯度为97.3%。同时,基于纯度核心引物对批量样品检测建立高通量纯度检测方案,具有快捷、准确、高通量和低成本的特点,为政府监管和企业提供了更多纯度鉴定方案的选择。     

小麦苗情诊断指标及其监测方法研究进展

小麦是我国主要的粮食作物之一,及时了解小麦苗期生长状态对稳产增收有着重要的意义。为此,在综述叶面积指数、生物量、叶绿素及氮含量等与苗情相关指标的基础上,总结了不同指标的诊断监测进展,并对干旱和冻害等两种自然灾害环境影响下小麦的生长状态进行了描述。研究结果可为快速准确开展小麦苗情诊断提供依据。     

9311与日本晴间一个杂种不育基因的鉴定与定位

以克服亚种间杂种不育来充分发掘亚种间杂种优势是提高水稻单产的一条有效途径。本研究,从一套以日本晴为背景,9311为供体的染色体片段代换系中鉴定出一个系T9424,其与日本晴配置的F₁植株小穗与花粉育性较双亲显著降低,双亲间存在不亲和。重测序结果表明T9424在第1、第4和第5染色体上导入9311片段。日本晴/T9424 F₂群体内单株基因型及育性鉴定结果表明,T9424与日本晴间杂种不育基因位于第5染色体上。利用F₂群体内790株单株将该杂种不育基因定位于第5染色体分子标记PSM8与A14之间110kb的物理区段内。对日本晴/T9424 F₁植株花粉与胚囊育性鉴定结果表明该杂种不育基因同时控制雌、雄配子败育,将该基因暂命名为S39(t)。相关结果有助于加深对水稻亚种间杂种不育现象的认识,为该基因克隆及其育种利用奠定基础。     

不同年代中籼水稻品种的叶片光合性状

旨在探明中熟籼稻在品种改良过程中籽粒产量和叶片光合性能的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪50-60年代、60-70年代、80-90年代和21世纪00-10年代(超级稻) 4种类型,研究其产量、冠层结构及叶片光合特性的变化。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量不断提高。群体总颖花量、面积指数和粒叶比显著增加,叶基角减小,群体透光率、光合势(绿叶面积持续期)、抽穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率和PSII最大和实际光化学效率以及荧光与非荧光淬灭系数增加。最大叶面积指数和全生育期总光合势与籽粒产量呈极显著正相关。灌浆期剑叶光合速率、气孔导度、PSII最大和实际光化学量子效率以及荧光和非荧光淬灭系数与结实率或粒重呈显著相关。表明在品种改良过程中,株型和叶片光合性能的改善是中籼水稻产量提高的重要原因。     

水稻粒形基因GW8 的功能标记开发和单体型鉴定

水稻粒形性状包含粒长、粒宽、粒厚和长宽比, 是一类影响水稻产量和品质的重要性状。基于基因GW8序列分析, 在该基因启动子区10 bp的Indel和第3外显子A/C和T/G的2个变异位点分别开发了功能标记, 并将其用于294份水稻微核心种质和2007-2013年江苏省审定的65份粳稻品种的基因型鉴定。研究结果表明这3个变异位点的等位变异对主要的粒形性状有着显著或极显著的影响; 其在水稻微核心种质存在的8种单体型对水稻粒形性状有着极显著的影响, 其中分别有126、85和58个代表品种的Hap3、Hap6和Hap1是最主要的单体型, 单体型Hap7对应水稻籽粒的粒长最长、长宽比最大、千粒重最大; 而江苏省审定的粳稻品种中仅发现分别有63个和2个代表品种的单体型是Hap6和Hap2。这些研究结果为水稻产量和品质育种中充分利用基因GW8的优异等位基因或单体型奠定了基础。