大麦品种扬农啤5号的黄花叶病抗性QTL定位

为分析大麦黄花叶病抗性基因的位置和效应,以高抗大麦品种扬农啤5号和感病大麦品种日引3号构建的253个RIL群体及亲本为材料,利用在双亲间具有多态性的108对SSR分子标记构建遗传群体连锁图谱,结合大麦黄花叶病抗性表型数据,采用QTL IciMapping 4.0软件进行大麦黄花叶病抗性QTL分析。结果表明,在大麦染色体1H、2H、5H和7H共检测到6个与大麦黄花叶病抗性相关的QTL,这6个QTL对大麦黄花叶病抗性的贡献率为4.39%～14.92%。其中,位于2H染色体的QTL qRYM-2Hb在3年9个时期均能检测到,介于标记区间GBM1309～EBmac0415,可解释5.70%～14.92%的表型变异,与已定位的 Rym16~(Hb)的位置相近,可能是 Rym16~(Hb)的等位基因;位于2H染色体的QTL qRYM-2Ha在2年3个时期均能检测到,介于标记区间EBmac0640～Bmag0744,可解释5.00%～10.88%的表型变异,可能是1个新的抗性位点;其他4个抗性QTL均仅在1年1个时期检测到,是否真实存在尚需进一步验证。同时,所有QTL的加性效应均为负值,表明定位的6个大麦黄花叶病抗性基因均来自母本扬农啤5号。     

水稻高产高效的根-冠互作机制研究进展

为了全面认识水稻高产与水分养分高效利用的过程及其生物学机理,塑造高产高效的冠层和根系,本文归纳了高产高效水稻的根系形态和生理特征,总结了高产高效水稻的群体质量、物质生产特征及叶片光合特性,并分析了高产高效水稻根-冠互作的方式和指标。针对水稻水肥利用率低的问题,本文提出了通过协调根-冠互作机制来协同实现水稻的高产高效,并对水稻高产高效的根-冠互作机制研究进行了展望。     

花后人为模拟倒伏对超级稻生长、产量和品质的影响

倒伏是水稻实现高产优质的主要限制因子之一。以‘南粳9108’为材料,研究人为模拟倒伏对超级稻物质生产和分配、产量和产量构成因素以及稻米品质的影响及其与倒伏发生时期的关系,探讨倒伏对水稻生长、产量和品质的影响,为超级稻抗倒栽培提供依据。试验设3个处理,分别为正常植株(CK)、抽穗后15 d倒伏(AL15)和抽穗后30 d倒伏(AL30),成熟期测定水稻物质积累与分配、产量和产量构成以及稻米主要品质性状。结果表明,与正常生长水稻相比,AL30和AL15处理使水稻地上部各器官生物量下降,总生物量分别显著降低7.3%和24.3%。从物质分配看,AL15处理使水稻生物量在生殖器官中的分配比例显著下降,而AL30处理植株响应不显著。AL30和AL15处理使水稻产量分别显著下降8.3%和36.4%。抽穗后倒伏造成的产量损失主要与饱粒率和饱粒千粒重下降有关。AL30处理使饱粒率和饱粒千粒重分别显著下降5.6%和3.3%,AL15处理分别极显著下降30.8%和6.7%。水稻结实期倒伏导致饱粒重下降主要与糙米变小,稻谷充实程度明显降低有关。从稻米品质看,AL30和AL15处理使水稻整精米率分别下降7.5%和14.7%,达显著和极显著水平;AL30处理对稻米蛋白质和直链淀粉含量均无显著影响,但AL15处理使稻米蛋白质含量极显著增加20.2%;RVA谱数据表明,结实期倒伏水稻崩解值减少而消减值增加,但均未达显著水平。以上结果表明,结实中后期发生倒伏对超级稻‘南粳9108’籽粒产量和稻米品质影响较小,但结实早期倒伏将使物质生产和籽粒灌浆均受到抑制,最终导致产量大幅下降,同时稻米加工和食味品质亦呈变劣趋势。     

实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量和品质的影响

【目的】本研究旨在阐明实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量、氮肥利用效率和稻米品质的影响。【方法】以4个粳稻品种(淮稻5号、连粳7号、宁粳1号和扬粳4308)为材料,设置了氮空白、农民常规施肥和实地氮肥管理3个氮肥处理,观察了不同氮肥处理下产量构成、氮肥利用效率和稻米品质的变化特征。【结果】与农民常规施肥相比,实地氮肥管理显著提高了水稻的产量和氮肥利用效率。实地氮肥管理显著提高了水稻的整精米率、胶稠度、热浆黏度和崩解值,显著增加了稻米中清蛋白和谷蛋白的含量,显著降低了垩白度、直链淀粉含量和糊化温度。依据不同品种在较低施氮量下产量和氮肥利用效率的响应,将供试品种分为A型(淮稻5号和连粳7号)和B型(宁粳1号和扬粳4038)。与氮响应B型品种相比,氮响应A型品种的整精米率、清蛋白和谷蛋白含量、崩解值较高,垩白度、直链淀粉含量、消减值较低。【结论】实地氮肥管理可以提高不同粳稻品种的产量和氮肥利用效率,对氮响应A型品种的效果更为明显,其米质对氮肥的响应更为敏感。     

钵苗机插水稻氮素吸收与利用特征

【目的】旨在阐明钵苗机插水稻氮素吸收与利用特征。【方法】于2013–2014年在扬州大学兴化试验基地选用大穗型品种甬优2640和甬优8号,中穗型品种武运粳24号和宁粳3号,小穗型品种淮稻5号和淮稻10号为试验材料,以毯苗机插为对照,研究钵苗机插水稻氮素积累、转运与利用特性。【结果】不同穗型品种的钵苗机插较毯苗机插在水稻分蘖中期、拔节期、抽穗期和成熟期植株含氮率和吸氮量较高。在移栽至分蘖中期、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期阶段,不同穗型品种钵苗机插氮素积累量和氮素吸收速率较毯苗机插高。与毯苗机插相比,不同穗型品种的钵苗机插水稻叶片的氮素输出量、氮素表观转运率和氮素转运贡献率显著提高,而茎鞘的氮素表观转运率和氮素转运贡献率较低。对氮素利用率而言,不同穗型品种的钵苗机插较毯苗机插氮肥偏生产力显著提高,氮素收获指数增加,其中大穗型品种差异显著。【结论】钵苗机插较毯苗机插生育中、后期氮素吸收能力强,后期叶片氮素转运量大、贡献率高,植株总氮素积累量和氮肥利用率显著提高。     

细胞分裂素对植物生长发育的调控机理研究进展及其在水稻生产中的应用探讨

细胞分裂素(cytokinin, CTK)对植物的形态、生理及产量有重要调控作用,是调控氮素吸收、转运与代谢的主要因子之一。本文概述了氮素的吸收、转运、代谢以及CTK的代谢、转运和信号转导路径,重点阐述了CTK与氮素协作调控根-冠关系的生理机制,即反式玉米素(tZ)及其核苷(tZR)受氮素诱导在根中合成,并转运至地上部,调控地上部氮的转运及分布,影响氮代谢酶的生理特性,从而影响植株光合特性及产量;冠层中氮能够诱导异戊烯基腺嘌呤(iP)及其腺苷(iPR)的合成,并通过韧皮部转运至根系,抑制根系氮素吸收、转运,抑制根系形态建成。在此基础上,进一步论述了CTK在协调源-库关系及提高籽粒充实度方面的作用,分析了栽培措施对CTK生理代谢的影响及其与作物生长相关的机理。同时探讨了CTK上述功能应用于水稻大田生产时存在的问题,并对今后的研究方向提出了建议。     

水稻高产高效的根系特性及其调控

水稻根系的形态特征和生理特征与地上部的生长发育及其产量和品质的形成均有着密切的关系,也直接影响资源能否高效利用。本文从水稻高产高效的根系在土壤中的分布、形态特征和生理特征等几个方面进行了综述,总结出水稻高产高效根系的特点及其调控,为高产高效根系水稻育种和高产、优质、高效栽培提供理论参考。     

二棱大麦种质的综合评价

为筛选综合性状优异的二棱大麦种质,对来自国内外97份二棱大麦种质株高、穗下节间长、穗长、主穗粒数、单株穗数、千粒重、单株粒重、单株生物量等8个性状的多年多点表现进行了分析和综合评价。结果表明,二棱大麦种质的穗长、单株穗数、单株粒重及单株生物量的变异较丰富,株高、穗下节间长、主穗粒数及千粒重的变异相对较小,二棱大麦育种的增益效应主要体现在穗长和穗数适度增加。聚类分析将参试二棱大麦分为8类,分布较分散,不同类群各有特点,较大程度地反映了品种（系）的地理生态类型。结合主成分与二维排序分析,筛选到以大粒、高产为基础、穗数与穗粒数并重、穗长多粒、矮秆抗倒的3类种质。采用主成分分析和逐步回归分析法构建了二棱大麦种质多性状的综合评价方程,并筛选了评价指标。     

基于图像分析技术的小麦叶面积指数智能估算

小麦是我国主要的粮食作物之一,合理估算小麦叶面积指数(LAI)对指导生产具有积极意义。该研究利用图像处理技术分析拔节期小麦数码图像颜色特征参数与LAI的变化趋势,通过Pearson相关性分析确定NDIG、GMR、ExG和NDIGR参数可以作为估算小麦LAI的较优参数,并利用多元线性逐步回归分析的方法建立小麦LAI的适宜估算模型。结果表明:以GMR和ExG参数结合建立的小麦LAI估算模型拟合效果较好,R~2=0.9790**,达到极显著水平;利用重复试验获取的实测小麦LAI数据对估算模型进行检验,R~2=0.9301**,RMSE为0.9535,说明该方法是可行的,可以为小麦LAI的智能估算研究提供参考。     

直播方式对水稻生理性状和产量的影响及其成本分析

为探讨水稻不同直播方式对产量和生理特性以及成本的影响,该文设置了旱直播、水直播和机条播3种直播方式,研究了水稻的产量表现、群体发育、生理特征以及经济效益。结果表明,与旱直播相比,机条播和水直播的产量分别增加了11.9%和6.3%,氮肥农学利用率分别增加了10.1%和4.9%。从产量构成因素分析,产量的提高主要得益于单位面积穗数的增多。机条播显著提高了茎蘖成穗率、花后与成熟期干物质积累量、生长中后期的茎蘖数、叶面积指数与持续期、群体生长速率、叶片光合速率和根系氧化力。机条播因其机械作业效率高、费用低以及除草成本低使得总成本降低和经济效益提高,说明机条播方式提高了直播水稻叶片光合性能,并促进了地上部群体合理生长和地下部根系活力,从而获得了较高的产量和经济效益。