用微卫星标记评估中国水稻主栽品种的遗传多样性

【目的】为正确评估中国水稻(Oryza sativa L.)主栽品种的遗传多样性提供依据。【方法】应用位于水稻)12条染色体上已筛选的24个微卫星(simple sequence repeats, SSR)标记组合（每条染色体2个），分析63个主栽常规稻品种和杂交稻组合亲本(2002年推广面积达6.67×104 ha（100万亩）)的遗传变异。【结果】共检测到135个等位基因，平均每个标记5.6个；多态性频率（frequency of polymorphisms, FP）变动范围为0.486～0.840，平均0.682。水稻恢复系比保持系/不育系遗传差异大；与常规籼稻品种相比，常规粳稻品种的遗传多样性较低。聚类分析表明，中国籼稻品种主要来自华南稻区和长江流域稻区，粳稻品种则分布于北方稻区和太湖流域(江苏和浙江省)，表现出明显的地域分布特点。【结论】作者认为，应用微卫星标记所作的中国水稻品种聚类分析与传统系谱分析趋势一致，结果更为精确。     

水稻低直链淀粉含量基因育种利用的研究进展

 胚乳的直链淀粉含量是影响稻米品质的主要因素。直链淀粉含量在5%～15%之间的低直链淀粉水稻,具有米饭柔软、外观油润光泽、冷不回生、膨化性好等特点,不仅成为人们直接煮食的特优稻米,也是加工方便调理米饭、膨化食品和米类点心的上等原料。在概述水稻低直链淀粉含量突变体及其基因的主要类型、遗传规律、分子机理和育种利用现状的基础上,重点对功能糖组学时代的低直链淀粉含量水稻遗传育种的研究方向进行了探讨,提出今后应进一步加强低直链淀粉含量资源的筛选、鉴定和创新,探明低直链淀粉含量突变的分子机理,并加快Wx非等位的低直链淀粉     

优质节水抗旱雄性不育系"沪旱1A"的选育与利用

通过广泛引进和测配筛选旱稻资源,获得对野败不育系具有保持能力的外引旱稻品种“EAIC139-55-1-23”,该品种抗旱性强,品质好,系统选育获得一个稳定的选系,与野败型不育系杂交并进行多代回交,于2003年选育出性状优良,抗旱性强的优质节水抗旱稻雄性不育系“沪旱1A”。以“沪旱1A”为母本选配的“旱优2号”、“旱优3号”等杂交旱稻组合在节约水资源50%的栽培条件下仍表现出较强的增产潜力。     

不同覆沙厚度下松嫩平原盐碱裸地上的种植效果

松嫩平原土地盐碱化严重限制了当地农牧业的可持续发展,覆沙并在覆沙层种植作物是盐碱化土地的有效利用途径。为此在松嫩平原盐碱裸地上进行不同厚度覆沙(10、20、30、40 cm),并连续2年分别种植玉米(Zea mays)、向日葵(Helianthus annuus)、大麦(Hordeum vulgare)及苜蓿(Medicago sativa)(第2年补播),探究不同厚度覆沙4种作物的种植效果。结果表明,覆沙后第1年种植4种作物均能生长,但长势较弱,第2年长势较强。覆沙40 cm玉米产量为5621 kg·hm^?2,是覆沙10 cm的3.27倍(P<0.05),但与覆沙20、30 cm差异不显著(P>0.05)。覆沙30 cm苜蓿的干草产量和根干重高于其他覆沙厚度,分别达8597和3367 kg·hm^?2,且分别是覆沙10 cm的3.00倍(P<0.05)和1.29倍(P<0.05)。覆沙40 cm向日葵和大麦籽粒产量显著高于覆沙10 cm,分别提高33.4%和269.5%,而覆沙20、30 cm与覆沙10 cm之间差异不显著(P>0.05)。因此,覆沙后种植玉米和苜蓿分别推荐覆沙20 cm以上和覆沙30 cm;种植向日葵和大麦推荐覆沙40 cm。研究结果表明,盐碱裸地上覆沙可成功种植作物。     

黄土高原雨养区不同种植年限紫花苜蓿土壤细菌群落特征与生态功能预测

依托布设在黄土高原雨养农业区的长期田间定位试验,以农田土壤为对照,不同种植年限紫花苜蓿地(L2003,L2005,L2012)土壤为研究对象,采用细菌16S rRNA高通量测序技术探究以上3种土壤细菌群落分布格局与演替特征,并借助冗余分析等方法探讨土壤理化性质与细菌群落结构和多样性的关系,最后利用PICRUSt方法预测了土壤细菌群落生态功能。结果表明,黄绵土区门水平优势菌群为放线菌门(20.34%~32.40%)、变形菌门(18.99%~23.14%)、酸杆菌门(12.50%~13.39%)和绿弯菌门(11.41%~12.55%)。放线菌门、变形菌门和绿弯菌门相对丰度表现为农田土壤高于苜蓿土壤,且放线菌门相对丰度随苜蓿种植时间延长呈降低趋势,变形菌门和绿弯菌门相对丰度随苜蓿种植时间的延长先增加后降低;酸杆菌门相对丰度在农田和苜蓿地无明显差异。黄绵土属水平优势类群包括Gaiella属(1.65%~3.33%)、硝化螺菌属(1.52%~2.34%)、假节杆菌属(1.36%~2.61%)和Solirubrobac?ter属(1.03%~2.24%)。与农田相比,苜蓿土壤Solirubrobacter属相对丰度显著增加(P<0.05)。冗余分析(RDA)表明,土壤全磷(P=0.002)是影响细菌群落结构变化的主要因子。PICRUSt功能预测表明,黄绵土细菌菌群共有46个子功能,其中代谢为最主要的功能,占比为69.20%~70.22%;苜蓿土壤代谢、生物体系统功能基因丰度均显著高于农田土壤,具体表现在碳水化合物代谢、外源物质降解及代谢、萜类和酮类化合物代谢、内分泌系统、神经系统和物质依赖功能基因中。苜蓿种植年限可影响黄绵土细菌群落结构和代谢功能,该结果可为西部黄土高原紫花苜蓿人工草地的可持续利用和黄绵土细菌代谢潜力及功能预测提供参考。     

PEG胁迫下紫花苜蓿幼苗内源激素对NO的响应

以紫花苜蓿幼苗为材料,采用聚乙二醇（PEG-6000）为渗透调节物质模拟干旱胁迫,通过外源喷施NO释放剂硝普钠（SNP）和清除剂（cPTIO）,用液相色谱/质谱联用（LC/MS）法分析研究PEG胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片和根系中4种内源激素脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、水杨酸（SA）和赤霉素（GA₃）对NO的响应。结果表明：1）PEG胁迫下施加外源NO能促进紫花苜蓿叶片和根中NO含量的增加,其清除剂明显降低了紫花苜蓿叶片中NO含量;2）随着处理时间的延长,叶片和根中的ABA和SA含量逐渐增加,而根系中ABA和SA含量的增加较叶片晚。在胁迫第8天,叶中外源NO处理的ABA含量比SA含量高6.68倍,而喷施NO清除剂的ABA含量比SA含量高77.22%,并且叶中外源NO处理的ABA含量明显高于根中;3）NO会在短期内诱导叶片和根系中IAA和GA₃含量增加,在胁迫的第4天,叶片中外源NO处理的IAA含量高于其清除剂1.65倍,而根中喷施NO清除剂的IAA含量比NO处理高8.70%;叶片和根中NO处理的GA₃含量在第2天达到最大值后降低,比喷施NO清除剂的GA₃含量分别高54.49%和84.65%。综上所述,NO可通过诱导紫花苜蓿IAA、ABA、GA₃和SA四种激素的代谢水平及根中的相互转化调控植物的生长与抗逆性,尤其是ABA和SA在紫花苜蓿中的调节。     

苜蓿多叶品系BC2群体农艺性状改良效果研究

为研究苜蓿(Medicago sativa L.)多叶品种回交后代的农艺性状改良效果,本研究以‘淮阴苜蓿’为轮回亲本,多叶苜蓿‘PL34HQ’为非轮回亲本,获得BC2(回交二代)材料,对其株高、多叶率、分枝数等数据进行相关、聚类和主成分分析。结果显示：BC2群体材料在综合性状上偏向于轮回亲本‘淮阴苜蓿’,但仍有不少植株能保留高多叶特性;在欧式距离30处,BC2群体可分为5类,综合了轮回亲本‘淮阴苜蓿’和非轮回亲本‘PL34HQ’优良性状的第Ⅴ类占群体的51%;主成分分析所得4个主成分因子对各农艺性状变异累计贡献率为86.21%,其中主成分因子Y3代表苜蓿的多叶性状,贡献率为20.56%。通过综合评价得分,本研究筛选出了10个优良株系,且5号单株代表多叶性状的第3主成分得分极高,可作为重点选育对象。     

温度对不同穗重型水稻叶片保护酶活性及同工酶表达的影响

通过人工控温,对不同穗重型品种叶片的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化歧化酶(SOD)的酶活性及同工酶表达进行研究,结果表明:重穗型品种Ⅱ优162、冈优527在适温(24℃)、次高温(29℃)和高温(32℃)下,叶片中的3种保护酶活性都呈上升的趋势;而中穗型品种D优68和轻穗型品种E优540,在高温下其3种保护酶活性下降。从同工酶表达看,SOD的同工酶谱带在不同穗重型品种间无明显差异,且随温度的升高而减弱。CAT表达则在重穗型与中穗和轻穗型品种间有明显不同,特别是高温胁迫(38℃)下,中穗型和轻穗型品种谱带C1消失,而重穗型品种则产生1条新的CAT谱带C0。POD表达研究发现,不仅穗重型间,且在同一类型的品种间也存在差异性,但前者间的差异显著大于后者,表明不同穗重型可能存在不同的高温应答机制。     

不同铵硝配比营养液对典型生菜硝酸盐吸收动力学的影响

利用100%NO3--N、10%NH4+-N+90%NO3--N、10%NH4+-N+100%NO3--N营养液来研究生菜吸收NO3-的动力学特征。结果表明,生菜吸收NO3-的速率随着营养液中NO3-浓度的增加而增加,增加的幅度随着营养液中NO3-浓度的增加而减少。NH4+-N的存在对生菜吸收NO3-有明显抑制作用。与100%NO3--N处理相比,生菜在10%NH4+-N+90%NO3--N1、0%NH4+-N+100%NO3--N处理中吸收NO3-的速率和Vmax有明显下降,Km有少量增加,但差异不显著。申选1号在有NO3--N的营养液中吸收NO3-的速率均大于耐热耐抽苔生菜,且随着营养液中NO3-浓度的增加,两者的差距逐渐加大。在NH4+-N的存在情况下,耐热耐抽苔生菜Vmax下降的程度大于申选1号,而Km增加的程度小于申选1号。     

Methane-oxidizing activities and methanotrophic populations associated with wetland rice plants

Acetylene up to 500 μl l^–1 did not affect methane formation in anoxic soil up to 12 h, but further incubation for 1 week showed strong inhibition of methanogenesis. To ascertain the extent of the oxidation of methane produced from rice-planted pots, the effect of acetylene on methane emission was studied. Two rice varieties (Toyohatamochi and Yamahikari) were grown in a greenhouse in submerged soil in pots. At about maximum tillering, heading, and grain-forming stages, methane fluxes were measured. Flux measurement was performed for 3 h from 6 pm, then acetylene at 100 μl l^–1 was added to some of the pots. At 6 a.m. the following day, methane fluxes were again measured for 3 h. Only at maximum tillering stage of the variety Toyohatamochi was a significant increase (1.4 times) in methane flux caused by acetylene observed, whereas in the other treatments no significant increase in methane fluxes by acetylene could be defected. To ascertain the activity of methane monooxygenase (MMO), propylene oxide (PPO) formation from propylene was measured with excised roots and a basal portion of stems of the rice plants grown on the submerged soil. A level of 0.1–0.2 μmol PPO h^–1 plant^–1 was recorded. The roots showed the highest PPO formation per gram dry matter, followed by basal stems. Methane oxidation was roughly proportional to PPO formation. Soluble MMO-positive methanotroph populations were measured by plate counts. The number of colony-forming units per gram dry matter was 10⁶–10⁵ in roots, and 10⁴–10³ in basal stems. These results indicate the possibility of methane oxidation in association with wetland rice plants. Received: 26 October 1995