宁夏和新疆水稻种质资源表型遗传多样性分析及综合评价

为了拓宽宁夏水稻种质资源的遗传基础,本研究对193份宁夏及新疆水稻种质资源的表型性状进行了遗传多样性分析与综合评价,结果表明：大部分水稻种质资源呈现出茎节包、叶片不早衰、剑叶角度小、抗倒性强、穗立形状弯曲、落粒性难;14个数量性状的遗传变异均达到了极显著水平,其中单株产量的变异系数最大,为23.8%;遗传多样性指数变幅为1.86~2.08,平均2.02;通过聚类分析将193份水稻种质资源划分为8个类群,大部分种质资源分布在第Ⅰ类群,占比65.3%,第Ⅱ类群占比9.3%,第Ⅲ类群占比20.7%,第Ⅳ-Ⅷ类群共包含9份种质资源,总占比4.7%。通过主成分分析,将14个数量性状指标转换为7个主成分,累积贡献率为90.67%;利用隶属函数与权重对193份水稻种质进行综合评价,获得了可综合评价种质资源农艺性状的D值,排名前5的种质资源均来自宁夏,表现出较好的综合性状,其中以宁218表现最为突出,新疆种质资源新引区2015-13的D值最低,综合性状表现最差;利用逐步回归分析,获得了株高、穗长、每穗实粒数、结实率、一次枝梗数、粒长宽比、单株产量、单穗粒重、千粒重9个关键表型性状指标。本研究剖析了宁夏及新疆水稻种质资源的亲缘关系,探索了水稻农艺性状的综合评价方法,可为拓宽宁夏水稻种质资源的遗传基础提供理论参考。     

盐碱地施用脱硫废弃物对5种灌木生长的影响

[目的]在盐碱地施用脱硫废弃物,研究5种灌木在其上的生长情况。[方法]在施用脱硫废弃物进行改良的盐碱地栽植枸杞（Lycium chinense）、红柳（Tamarixramosissima）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、文冠果（Xanthoceras sorbifolia）和金银花（Lonicera japonica）5种灌木,并进行定期生长调查,比较其生长和生存状况。[结果]施用脱硫废弃物对红柳、枸杞和紫穗槐的生长量和成活率有明显的促进作用,而对文冠果和金银花的作用不显著。[结论]该研究可为改善宁夏银北地区盐碱地生态环境和提高造林成活率提供科学依据。     

宁夏富锌水稻种质资源筛选及子粒锌含量的相关分析

以102份宁夏水稻(Oryza sativa L.)种质资源为材料,利用原子吸收光谱法测定子粒糙米中的锌含量,分析了子粒锌含量的差异性及其与粒形性状、铁含量的相关性。同时以宁大62与宁粳40号杂交组合的F2群体为材料,对子粒锌含量进行遗传分析。结果表明,102份宁夏水稻种质资源子粒锌含量的变异范围为12.75~36.00 mg/kg,平均为19.51 mg/kg,变异系数为19.07%,并筛选出富锌水稻品种杨和白皮稻、大粒稻、常规稻-5等;宁夏水稻本地品种与外引品种子粒锌含量无显著差异;子粒锌含量与粒长呈极显著正相关,与长宽比呈显著正相关,与粒宽、千粒重呈正相关,与粒厚呈负相关,但相关性均不显著;子粒锌、铁含量存在显著正相关关系。通过对宁大62/宁粳40号杂交组合的214个F2单株子粒锌含量进行频率分析,发现子粒锌含量整体分布趋于单峰正态分布,说明水稻子粒中的锌含量是受多基因控制的数量性状遗传。     

脱硫废弃物和耐盐牧草对碱化土壤的改良效果

利用田间定位试验,研究脱硫废弃物和耐盐牧草对土壤盐分的影响,同时研究脱硫废弃物对几种牧草生产性能的影响,探讨脱硫废弃物和耐盐牧草对碱性盐土的改良效果。结果表明,脱硫废弃物和耐盐牧草对碱性土壤0~20 cm土层的ESP、pH、代换性Na+含量均有降低作用;同时也降低(HCO3-+CO32-)含量、一价阳离子(K++Na+)含量,使土壤物理和化学性质改善,有利于植物的生长,增加产量。     

有机肥配施氮肥对滴灌春玉米产量及土壤肥力状况的影响

针对宁夏扬黄灌区沙质土壤肥力贫瘠、养分利用率低以及农田生产力弱等问题。通过两年连续田间定位试验,采用裂区试验设计,主处理为不施有机肥(-M)处理和施有机肥3000 kg hm~(–2) (+M)处理,副处理为施纯氮0 (N0)、75 (N75)、150 (N125)、225 (N225)和300 kg hm~(–2) (N300) 5个不同氮肥用量,进行滴灌条件下有机肥与氮肥配合施用对玉米产量及土壤肥力状况的研究,探讨施肥对土壤养分、玉米产量的影响,以选择最佳的肥料配比,从而达到玉米高产、优质和土壤培肥的目的。结果表明,有机肥配施氮肥能有效增加土壤有机质、全氮、全磷、速效钾和速效磷含量,促进春玉米干物质累积并提高产量,以有机肥配施纯氮300 kg hm~(–2)和225 kg hm~(–2)处理的培肥效果最佳。有机肥配施氮150、225和300 kg hm~(–2)处理间的玉米产量无显著差异,但较不施氮肥处理产量分别提高了74.21%、91.33%和81.23%,施有机肥处理较不施有机肥处理平均增产24.28%。在试验区的推荐施肥量为3000kghm~(–2)有机肥配施225～300 kg hm~(–2)氮肥。     

NaCl胁迫对不同耐盐性粳稻种质幼苗叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光可反映盐胁迫下植物光合机构防御机制的受害程度和抗逆性。通过分析盐胁迫对不同耐盐性粳稻种质叶绿素荧光特性的影响,揭示其诱导动力学特征,初步阐明叶绿素荧光相关基因调控粳稻种质苗期耐盐性的机制,为耐盐水稻品种筛选和培育提供理论依据。【方法】以8份耐盐、8份盐敏感粳稻种质为试验材料,于苗期在水培条件下分别测定两组种质0 mmol·L^-1和125 mmol·L^-1 NaCl胁迫3 d、6 d的叶片叶绿素荧光参数。通过主成分分析筛选关键指标,利用隶属函数和标准差系数赋予权重法综合评价各种质资源耐盐性,获得典型耐（敏）盐种质开展叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的表达特异性分析。【结果】与对照（CK,0 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）相比,盐胁迫（125 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）可显著降低粳稻种质的最大荧光产量（F_m）、原初光能转化效率（F_v/F_m）。与CK相比,耐盐种质的非光化学荧光淬灭系数（NPQ）和可变荧光的非光化学猝灭系数（qN）在盐胁迫3 d时显著降低,初始荧光产量（F_o）在盐胁迫6 d显著升高;盐敏感种质的光化学淬灭系数（qP）和qN在盐胁迫3 d时显著降低,实际光化学量子产量（Y）、NPQ、表观光合电子传递速率（ETR）在盐胁迫3 d、6 d时极显著降低。盐胁迫下F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与耐盐级别（STS）均呈极显著正相关,且在耐、敏盐种质间差异显著。通过主成分分析将8个叶绿素荧光参数转换为2个主成分,累积贡献率88.018%;结合各因子载荷大小筛选出F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR 5个关键指标,可将16份粳稻种质明确划分为耐盐组和盐敏感组两类。以两个主成分的隶属函数结合权重处理并累加计算盐胁迫下叶绿素荧光特性综合评价值D（D_CF）,并依此获得16份粳稻种质排名。采用Kinetic模式测定盐胁迫和正常生长（CK）条件下耐盐种质Cigalon、Bertone和盐敏感种质新竹8号、幸实的叶绿素荧光诱导动力学曲线。在CK条件下,4份粳稻种质表现为相似的曲线形状,斜率较大,P峰出现时间基本相同;盐胁迫下,随着盐胁迫时间的延长,盐敏感种质的P峰迅速降低,M峰和曲线斜率逐渐变小;耐盐种质仍维持较高的P峰,M峰和曲线斜率与CK相比无明显变化。通过对综合排名第1的耐盐种质Cigalon和排名第16的盐敏感种质幸实NaCl胁迫不同时间叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的qPCR分析,结合叶绿素含量、耐盐相关叶绿素荧光参数的动态变化和相关分析,初步明确了OsHCF222和OsABCI7的差异表达与粳稻种质苗期耐盐性的关系。【结论】不同耐盐性粳稻种质的叶绿素荧光参数对盐胁迫的响应不尽相同,F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与水稻苗期耐盐性密切相关;OsHCF222和OsABCI7的表达量直接影响了粳稻种质苗期耐盐性;在耐盐粳稻中,NPQ和F_v/F_m起关键作用,F_m可能在调节盐敏感粳稻耐盐性中发挥重要作用。     

粳稻种质资源苗期根系形态特征与耐盐性相关分析

采用国际水稻所标准营养液培养57个粳稻种质资源,在发芽14d后对各种质资源进行盐胁迫(125mmol/L NaCl)处理,于盐胁迫后3、6d分别取样进行根系扫描;盐胁迫6d后,叶片盐害症状明显,根据盐害症状评价水稻耐盐级别,利用耐盐级别将各种质资源初步分为耐盐组、中度耐盐组和盐敏感组3组。以耐盐级别作为衡量水稻耐盐性的依据,运用多种统计学方法对57个粳稻种质资源苗期的耐盐性进行综合评价及分类,并分析典型耐盐和盐敏感种质资源根系形态特征。结果表明,耐盐级别与根总表面积,平均直径,根系总体积,0.5~1.0mm直径根的总长度、总表面积和总体积均呈极显著正相关;与总根长、根尖数、分叉数呈显著正相关;聚类分析结果表明,各类群的种质资源无明显的地域性分布,Ⅰ、Ⅱ类群分别为典型的盐敏感和耐盐类群,Ⅲ、Ⅳ类群为中间型种质的混合类群;通过主成分分析将14个根系指标转换为2个主成分,应用隶属函数和权重,获得了客观评价粳稻种质资源耐盐性的综合评价值(D值)。将D值和各单项指标进行逐步回归分析,获得了1个最优回归方程。分别选取D值最高和最低的5份种质资源于苗期盐胁迫后3、6d对根系指标进行差异显著性分析,结果表明:两组种质资源盐胁迫后3d的根系指标大都差异较小;盐胁迫后6d的根系指标除平均直径和根尖数外,均达到显著差异水平。水稻苗期的根系对盐胁迫非常敏感,且在耐盐性不同的种质间差异显著,可以作为快速鉴定粳稻种质资源苗期耐盐性的重要指标。     

宁夏水稻主栽品种抗稻瘟病性鉴定研究

用我区的稻瘟病菌株按苗期和成株期接种,鉴定宁夏地区的水稻主栽品种.结果表明我区水稻主栽品种对来自我区不同地区的稻瘟病菌株具有不同的抗感反应,且苗期与成株期抗性反应不同.不同品种苗期抗菌率变异范围较广,且总体上抗性不强;成株期抗菌率均较低,表明我区水稻品种对穗颈瘟的抗性较弱.总体上来说,我区水稻品种对稻瘟病菌的抗性不强.     

水稻回交群体剑叶性状综合评价及QTL定位

【目的】通过对水稻剑叶性状的综合评价,明确剑叶相关性状间及与6个农艺性状的关系。检测剑叶相关性状的QTL,为优良株型品种选育,剑叶性状基因的精细定位和克隆奠定基础。【方法】以日本优质粳稻品种越光和葡萄牙粳稻地方种Bertone构建的回交群体两个世代为实验材料,利用BC₃F₁群体基因型构建遗传连锁图谱;测定亲本和BC₃F₂群体各株系剑叶SPAD、剑叶长、剑叶宽,计算剑叶长宽比、剑叶面积;利用隶属函数和标准差系数赋予权重法获得剑叶性状综合评价值(D值),分析其与6个农艺性状间的关系。分别利用单标记分析(SPA)和区间作图(IM)检测水稻剑叶相关性状QTL。【结果】在抽穗灌浆期,两亲本剑叶SPAD值呈现先升高后降低的动态变化。BC₃F₂群体的5个剑叶相关性状变异丰富,总体表现趋向轮回亲本越光。4个剑叶形态性状间相关性均达到极显著水平,与剑叶SPAD的相关性不显著。主成分和逐步线性回归分析表明剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长、剑叶面积是影响剑叶综合评价值(D值)的主要因子。高D值株系的株高、穗长、茎基粗和单株产量均极显著高于低D值株系,两者的分蘖数和有效穗数差异不显著。共检测到18个控制剑叶性状的QTL,分布在水稻第1、4、7和8染色体上,贡献率分布范围为4.00%~28.00%(SPA)和3.41%~27.00%(IM),除qFLSPAD1之外的17个QTL增效基因均来自Bertone。在第8染色体上的RM22720-RM404区间发现1个QTL簇,含6个主效QTL,分别为qFLL8.1、qFLL8.2、qFLA8.1、qFLA8.2、qD8.1和qD8.2。【结论】获得了剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长和剑叶面积4个评价剑叶性状的关键指标;明确了剑叶性状与单株产量之间的正相关关系;检测到18个剑叶相关性状QTL,位于第8染色体RM22720-RM404区间的QTL簇,是影响剑叶性状的1个重要染色体区域。