沿黄稻区适宜秸秆腐熟剂的筛选及其腐熟效应研究

为探究不同秸秆腐熟剂对沿黄稻区稻田秸秆还田效应的影响,提高秸秆还田利用率,以桶栽试验研究了秸秆还田条件下10种秸秆腐熟剂对水稻抽穗期和成熟期的群体质量指标、土壤有机质、土壤全氮、土壤碳氮比、产量及其构成要素的影响。结果表明,10种秸秆腐熟剂均能显著增加分蘖期土壤全氮含量、降低土壤的碳氮比,多数秸秆腐熟剂能加快稻田秸秆腐熟速率、提高水稻花后作物生长率、增加抽穗期和成熟期地上部干物质量、叶面积指数和株高,进而增加水稻的单株产量,增产幅度为2. 41%～38. 35%。其中,HW,JD 2和JBS等3种秸秆腐熟剂处理后形态和生理指标改善较大、增产效果较好,单株产量与对照相比分别增加了38. 35%,32. 33%和25. 24%。因此,沿黄稻区秸秆腐熟剂选用HW,JD 2和JBS效果为佳。     

刈割时期和留茬高度对水稻饲草产量、品质及籽粒产量的影响

为缓解畜牧业发展所需饲草与粮食生产争地的严峻形势,开发水稻粮饲兼用种植模式,采用裂区设计,设置头季水稻刈割时期(抽穗开花期、灌浆期和蜡熟期)为主区,留茬高度(25 cm、35 cm和45 cm)为副区,研究了头季水稻刈割时期和留茬高度对头季干饲草和青贮饲草产量和品质及再生稻籽粒产量的影响。结果表明,随着头季水稻刈割时间的推迟,头季干饲草和青贮饲草产量均呈逐渐增加的趋势,再生稻籽粒产量呈逐渐减小的趋势;随着头季水稻刈割时留茬高度的增加,头季干饲草和青贮饲草产量均呈逐渐减小的趋势;抽穗开花期刈割留茬高度越低再生稻籽粒产量越高,而灌浆期和蜡熟期刈割留茬高度越高再生稻籽粒产量越高。抽穗开花期刈割头季水稻干饲草品质最优,蜡熟期刈割头季水稻青贮饲料品质最优,均达优质一级标准。综上,该种植方式创新了2种水稻栽培模式:一是以再生稻米为主、优质饲草为辅,在水稻抽穗开花期刈割,25 cm留茬高度可收获优质一级干饲草10.51 t/hm~2,再生季可收获稻米10.58 t/hm~2;二是以优质饲草为主、再生稻米为辅,在蜡熟期刈割,25 cm留茬高度可收获优质一级青贮饲草34.66 t/hm~2,再生季可收获稻米4.21 t/hm~2,是实现种植业和养殖业有机融合的新途径。     

基于CRISPR/Cas9技术的水稻miR1866突变体构建

microRNA(miRNA)是长度为18~25个碱基的非编码单链RNA,在植物生长发育过程中起着重要的调节作用。水稻是世界上重要的粮食作物之一,近年来调控水稻生长发育的miRNA不断被发掘,但目前关于miR1866的研究还比较少。本研究通过构建miR1866的CRISPR/Cas9表达载体,创制miR1866的突变体,挖掘水稻miR1866的功能。依据CRISPR/Cas9基因编辑技术,设计了miR1866的突变靶点,通过人工合成的方法得到包含突变靶点的特异序列,经过磷酸化修饰和退火后与载体Sg RNA连接进而与Cas9重组得到miR1866的CRISPR/Cas9表达载体,利用农杆菌介导法导入粳稻品种日本晴,获得转基因植株,结合测序结果判断转基因植株突变单株的突变基因型。本研究比较了野生型和突变体(KO1866-1-2和KO1866-2-4)在相同培养条件下苗期的根长、株高、茎基粗、鲜重和干重,结果表明:在营养液培养条件下,突变体的株高、根长、茎基粗、鲜重和干重均显著低于野生型。据此推测,miR1866对水稻的生长发育有一定的调节作用。本研究利用CRISPR/Cas9创制水稻miR1866的突变体,对研究miRNA调控途径,完善水稻miRNA调控的分子机制具有重要的意义。     

大葱农艺性状与产量的相关性及灰色关联度分析

为探究影响大葱产量的主要因素,分析大葱农艺性状对单株产量的影响及相关性,以豫北地区选育过程中的56份大葱材料为研究对象,采用灰色关联度和相关性分析对其主要农艺性状进行综合评估,从而明确产量形成过程中各农艺性状的关联度及相关性;并通过聚类分析,结合变异系数和遗传多样性等指标,对其进行综合评价。结果表明,单株产量与其他农艺性状间均呈极显著正相关,其中与单株产量最密切的是假茎中径,相关系数为0.801 8;其次是叶横径、株高和假茎底径。不同农艺性状与产量的关联度从大到小依次为假茎中径（0.789 9）、叶横径（0.768 2）、株高（0.757 4）、假茎底径（0.755 4）、叶片长（0.741 3）、假茎长（0.735 6）、株幅（0.690 3）。2种分析方法均表明,假茎中径是影响豫北地区大葱材料产量的主要因素,其次是叶横径和株高。因此在豫北地区大葱材料选育中,应首先注重假茎中径、叶横径及株高,再考虑其他性状对材料进行综合客观评价。本结果对在豫北地区选择适宜大葱材料进行种植时具有指导作用。     

灌浆充实调节剂对大穗型水稻弱势籽粒灌浆的调控效应

为探究2种灌浆充实调节剂对大穗型水稻品种弱势籽粒灌浆充实的影响及其作用机制,采用大田试验,以大穗型水稻品种交源优216为试验材料,研究了抽穗开花期喷施灌浆充实调节剂(禾立丰和新美洲星)对水稻弱势籽粒灌浆充实、内源激素含量、灌浆充实相关miRNA及其靶基因、编码灌浆充实相关蛋白和蔗糖-淀粉代谢关键酶基因表达量的影响。结果表明,2种灌浆充实调节剂禾立丰和新美洲星显著提高了交源优216的产量、弱势籽粒千粒质量、灌浆速率及灌浆起始势,弱势籽粒千粒质量与对照(清水处理)相比分别提高了16.07%和15.89%;且弱势籽粒中IAA含量在花后9,15,21 d显著增加,Z+ZR含量在花后9,21 d显著增加。禾立丰处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR167d-j和miR1432在花后6 d显著下调,编码14-3-3蛋白的基因OsGF14b和OsGF14f在花后12 d显著下调;而正调控籽粒灌浆充实的类萌发素蛋白基因OsGLP3在花后6 d显著上调,蔗糖-淀粉代谢关键酶基因在花后6,12 d显著上调。新美洲星处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR1...