江苏近年育成粳稻新品种/系的稻瘟病抗性基因及穗颈瘟抗性分析

【目的】明确水稻品种携带的抗稻瘟病基育种应用价值,是利用抗病基因培育抗病品种控制病害流行的重要前期工作。【方法】利用功能标记分析了14个抗稻瘟病基因在江苏近年育成的195个粳稻新品种/系中的分布情况,并对其中158个品种和17份携带抗稻瘟病基因Pigm的高世代回交株系进行穗颈瘟接种鉴定。【结果】大多数品种携带2~5个抗病基因,但所有品种均不含有Pigm基因;Pib、Pita和Pikh基因在供试品种中的分布频率较高,均在45%以上,其余基因均在30%以内;Pid3、Pid2、Pia、Pb1在新育成品种中的出现频率明显高于审定品种。测试品种对穗颈瘟的抗性主要与3个基因显著相关,贡献率由高至低依次为Pia、Pi3/5/i和Pita;其中,Pia或Pi3/5/i与Pita间的聚合效应均显著高于各基因单独存在时的抗病效应,且以Pia和Pita间的聚合效应最强,携带该基因组合的所有品种对穗颈瘟均表现抗至高抗水平抗性。回交导入Pigm基因的所有17份株系对穗颈瘟的抗性均显著高于各自轮回亲本,且均达到了抗病以上水平。【结论】抗病基因Pigm及基因组合“Pia+Pita”在江苏粳稻抗穗颈瘟育种中具有重要的育种应用价值。     

不同氮肥处理下高温胁迫对夏玉米产量及叶片超微构造的影响

以郑单958为材料,研究高温胁迫对夏玉米产量及叶片超微构造的影响。结果表明,高温处理缩短夏玉米的生育天数,降低夏玉米产量及叶绿素含量。随氮肥增加,高温处理对玉米产量的影响先降低后升高(在310.5 kg/hm^2氮肥下,高温处理玉米产量的降低达到27.2%、31.1%)。高温处理较对照维管束鞘细胞变大,高温处理维管束鞘细胞内的叶绿体出现淀粉粒,对照处理维管束鞘细胞内的叶绿体没有出现淀粉粒。高温线粒体及细胞核(被)膜开始解离,对照处理线粒体及细胞核(被)膜完整,说明高温条件下,玉米对氮的耐受力降低。高温处理叶绿体数、叶绿体基粒数减少及基粒片层数减少,叶绿体面积及叶绿体长/宽比值变小,高温处理较对照线粒体数先增加后减少。高温处理与对照叶肉细胞叶绿体内均未发现淀粉粒。     

玉米受精和早期子粒发育过程及逆境胁迫对其影响

玉米受精及子粒发育早期是决定穗粒数及粒重的重要时期,也是对环境变化相对较敏感的阶段。受精极核需要经历游离核、细胞化和细胞分化3个阶段形成胚乳,受精卵同样需要一系列的分裂分化形成最终的胚。玉米受精前极易遭受不良环境的影响,导致性器官发育不正常,影响花粉或花丝活力间接影响玉米受精过程。受精过程中的环境胁迫会通过阻碍花粉与花丝的识别、减缓花粉管在花丝中的延伸速率影响受精过程。子粒发育早期主要是受精极核分裂分化形成胚乳、受精卵分裂分化形成胚的过程,该阶段遭受环境胁迫下,胚乳细胞分裂受阻影响子粒库容。研究表明,逆境胁迫条件下,玉米的受精及子粒早期发育过程与碳水化合物的代谢以及激素的合成密切相关。     

玉米热激蛋白ZmHSP70-12基因的克隆及表达分析

热激蛋白70(HSP70)是原核和真核细胞中普遍存在的一种高度保守的分子伴侣。从玉米中克隆1个HSP70家族成员。该基因cDNA序列全长为1 992 bp,开放阅读框为2 352 bp,编码663个氨基酸,蛋白质分子量约75.0 kD。蛋白结构预测及同源比对分析表明,该基因编码蛋白含ATPase位点和HSP70保守结构域,与拟南芥AtHSP70-12序列高度相似,命名为ZmHSP70-12。蛋白亚细胞定位显示,ZmHSP70-12蛋白在内质网中表达。实时荧光定量PCR分析表明,ZmHSP70-12对非生物胁迫高温、干旱均具有明显的应答反应,推测ZmHSP70-12是玉米中与胁迫逆境相关的基因。     

不同春玉米品种茎秆显微结构对抗折强度的响应

以冀西北寒旱区9个春玉米品种为研究对象,通过测定玉米基部第3节抗折强度,利用光学显微镜观察其茎节显微结构,对维管束各项显微指标与节折强度进行相关分析,研究春玉米节折强度与茎秆显微结构之间的关系。结果表明,不同春玉米品种间节折强度达显著水平。对各品种维管束显微指标进行统计分析表明,维管束鞘厚度和表皮细胞厚度变异系数最大,分别达到34.8%和23.2%;茎节维管束数目增多不利于节折强度的提高(r=-0.945**,r=-0.927**),维管束平均面积、韧皮部面积增大有利于节折强度的增加(r=0.831*,r=0.799*;r=0.733*,r=0.786*)。通径分析表明,维管束数目对节折强度的直接效应最大,表皮细胞厚度次之,维管束最大面积、维管束鞘厚度、韧皮部面积等指标也通过维管束数目对茎折强度起间接作用。参试品种中,京农科728、纪元108维管束数目较少,维管束平均面积、韧皮部面积较大,茎折强度较高,抗倒伏性优于其他品种。     

分子标记辅助选择改良水稻恢复系香5的病虫抗性

香5是由湖北省农科院选育的优质两系杂交稻恢复系,所配组合广两优5号(广占63-4S/香5)于2013年通过了湖北省审定.利用回交和分子标记辅助选择技术,将供体亲本MD12086-1351中的抗稻瘟病基因Pi9、抗褐飞虱基因Bph14、Bph15和抗白叶枯病基因Xa23渗入到香5背景中,育成了3个同时携带Pi9、Bph14、Bph15和Xa23基因的新株系.鉴定结果表明,新株系的叶瘟抗性明显提高,穗颈瘟抗性部分提高,苗期抗褐飞虱,分蘖盛期高抗白叶枯病;产量、主要农艺性状、香味和稻米品质主要指标与香5相似.新株系所配的组合在产量、主要农艺性状上与香5所配的组合相似.表明新株系可以作为香5的替代系用于培育抗稻瘟病、抗褐飞虱和抗白叶枯病的两系杂交稻新组合.     

盐胁迫下外源功能微生物调控水稻生长特征研究

以高产水稻品种中浙优1号为材料,设置2个盐胁迫处理(S0,正常生长条件;S1,盐逆境,3g NaCl/kg干土)和2个微生物处理(M0,对照;MM,荧光假单胞菌与巴西固氮螺菌共同接种水稻根际环境),研究了盐胁迫下外源功能微生物对水稻生长特征的影响。结果表明,与S0处理相比,S1处理下水稻植株生育期严重滞后,干物质积累量以及产量构成因子显著降低;与S1M0处理相比,S1MM处理可显著提高水稻剑叶光合速率、地上部干物质量以及产量构成因子。可见,荧光假单胞菌与巴西固氮螺菌进入稻田土壤可缓解盐逆境对水稻生长的抑制作用,提升水稻叶片光合能力、耐盐性能,并显著提高水稻分蘖能力和结实率,增加千粒重,进而增加水稻产量。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜菜生长及养分吸收的影响

为了探究外源亚精胺是否具有缓解甜菜盐害作用,采用霍兰营养液室内水培方法,测定了280mmol/L NaCl胁迫条件下,喷施0.25 mmol/L外源亚精胺后,耐盐‘T510’和盐敏感‘210’甜菜品系幼苗生长、生理及其体内N、P、K养分含量的变化情况。结果发现,盐胁迫下(Na处理),除MDA和P素含量升高外,两品系甜菜幼苗的叶片相对含水量、叶面积、叶绿素含量、幼苗生物量及N、K养分含量指标均明显降低;与Na处理比,喷施亚精胺的盐胁迫处理,除MDA和P素含量降低外,其它指标明显增加,两品系甜菜幼苗生长和养分吸收状况明显改善;外源亚精胺对耐盐‘T510’品系的调节作用大于‘210’品系。因此外源亚精胺能有效缓解盐胁迫对甜菜生长的伤害,对耐盐品系的调节效果更佳。     

华北平原地下水压采区冬小麦种植综合效应探讨

华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植模式为维护国家粮食安全发挥了重要作用。但冬小麦生长期正处于华北平原降水较少的干旱季节,实现高产依赖于灌溉,是华北平原地下水超采的主导因素之一。随着国家地下水限采政策的实施,在地下水超采区如何稳定冬小麦的种植面积和产量是面临的一个重要问题。本文通过综述以往研究并结合典型地点田间试验结果,从冬小麦种植可减少休闲期土壤蒸发损失、具有的深根系系统可充分利用土壤储水、可利用微咸水替代淡水灌溉、通过限水灌溉发展优质麦生产、冬春形成覆盖层美化和防沙尘效应等方面论述了华北平原种植冬小麦的优势,提出华北平原冬小麦生产需要转变传统高耗水高产量理念,充分发挥冬小麦抗旱、耐盐能力强的特点,在不实施大规模压缩冬小麦种植面积条件下,通过冬小麦限水灌溉和微咸水利用满足对地下水压采需求,充分发挥华北平原冬小麦种植冬春防风沙、美化环境的生态功能,同时满足区域口粮安全的保障功能。