水稻灌浆期穗颈瘟发生对产量及茎节代谢产物的影响

【目的】检测自然条件下稻瘟病感病品种茎节的代谢产物,从代谢物角度解析水稻品种感病和产量降低的原因,为粳稻品种感病机理研究和生态防控提供理论依据。【方法】以稻瘟病感病品种辽星1号和粳型恢复系C418为材料,灌浆期调查穗颈瘟发病率,同时采用气相色谱-质谱（GC-MS）非靶向代谢组学方法检测感病茎节和正常茎节的代谢产物,利用主成分分析（PCA）感病茎节与正常茎节之间代谢物组成,利用偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）的变量权重值（VIP>1.0）进行两者之间差异代谢产物种类的筛选,比较两者糖类物质和氨基酸类物质的差异,从代谢物角度解析水稻品种产量降低的原因。成熟期进行结实率、千粒重、粒长、糙米率等产量和品质性状测定。【结果】辽星1号和C418穗颈瘟发病率分别为57.23%和82.94%。穗颈瘟显著降低一次枝梗整精米率、二次枝梗的结实率、千粒重、长宽比和整精米率,其他性状无显著差异。辽星1号和C418的茎节GC-MS检测均定性到358种代谢产物,感病茎节上调了73.46%和67.88%的代谢产物。PCA和PLS-DA分析可以将感病茎节和正常茎节的代谢产物清楚分开,辽星1号和C418的感病茎节和正常茎节之间具有明显不同的代谢产物表型,与正常茎节相比,辽星1号感病茎节诱导61种代谢产物相对含量显著变化,C418感病茎节诱导47种代谢产物相对含量显著变化,两个品种共有显著变化的代谢产物30种。其中,次生代谢产物香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺的相对含量显著下调,辽星1号分别下调了87.03%、96.29%、77.95%、74.56%、86.48%和82.68%,C418分别下调了99.92%、99.68%、97.26%、86.67%、94.96%和76.74%。正常茎节中辽星1号这6种次生代谢产物的相对含量分别是C418的2.64、2.39、2.39、2.27、3.09和2.56倍;感病茎节上调了63.33%的糖类物质和68.42%的氨基酸类物质,糖类物质上调了1.02—17.92倍,氨基酸类物质上调了1.05—13.12倍,其中C418糖类物质上调的幅度更大。【结论】穗颈瘟发生显著改变了感病品种辽星1号和C418的茎节代谢产物组成,感病品种可能通过香草酸、α-生育酚、脱氢抗坏血酸、三十烷醇、大豆苷元和N-乙酰-d-甘露糖胺相对含量的变化调控茎节对稻瘟病的防御反应。感病茎节通过积累大量的糖类物质和氨基酸类物质,降低其向籽粒转运,抑制了产量形成。     

生物炭表面水溶活性分子可以有效提高水稻的耐旱性

生物炭是一种可以改良土壤、增强作物产量和提升作物品质的新型农林废弃物再利用材料。本研究通过振荡方式制备生物炭浸提液,利用水培系统培养水稻幼苗,以20%PEG6000、300 mmol/L和500 mmol/L甘露醇模拟干旱胁迫,研究生物炭表面水溶活性分子对水稻幼苗抗旱性的影响。研究结果发现:生物炭浸提液可有效缓解干旱胁迫造成的水稻种子萌发和幼苗生长抑制,缓解叶绿素含量、鲜重及存活率的降低,同时可以降低体内的活性氧积累等。实时定量RT-PCR检测表明生物炭浸提液促进干旱胁迫响应标志基因的表达量。研究结果说明生物炭浸提液可以提高干旱胁迫下水稻幼苗的抗氧化能力,进一步提高水稻幼苗对干旱胁迫的耐受性。     

北方粳稻产量与品质性状及其相互关系分析

随着稻作科学研究的发展和人民生活水平的提高,我国对粳稻需求持续增加,粳稻面积不断扩大,明确目前不同稻区产量与品质性状现状及其相互关系,对今后北方粳稻育种有重要参考价值。本文利用2011—2013年北方稻区国家水稻新品种试验数据,根据地区和品种(系)特点划分为黄淮粳稻、京津唐粳稻、晚熟中早粳稻、中熟中早粳稻、早熟中早粳稻5种类型,分析了产量水平、产量构成因素、品质现状等类型间差异及其相互关系。结果表明,产量表现为中熟中早粳稻早熟中早粳稻、京津唐粳稻、黄淮粳稻晚熟中早粳稻。5种类型糙米率和整精米率平均值分别为83.66%和66.95%,垩白粒率和垩白度平均值分别为30.26%和3.08%。总体和不同类型产量与糙米率、精米率和整精米率均表现为显著的正相关,结实率与糙米率、精米率和整精米率均表现为显著的正相关,与垩白粒率表现为显著的负相关。籽粒长宽比与产量关系不密切,与糙米率大多显著负相关,而与整精米率的负相关均未达到显著水平。着粒密度与产量的关系也不密切,与穗数基本表现为显著负相关而与每穗粒数均表现为显著正相关,对结实率、千粒重和主要品质性状影响不大。根据上述结果可以认为,我国北方粳稻至少在9 t hm–2以下产量与主要品质性状的矛盾并不突出,可以在保持产量的基础上改进品质,或者在保持品质的基础上提高产量,使产量和品质在更高水平上达成新的平衡。     

北方不同穗型粳稻南繁引起的一些性状变化

将2种不同穗型的北方粳稻品种在辽宁沈阳和海南三亚种植,结果表明,北方粳稻品种在海南种植株高降低,穗长缩短.直立穗型品种结实率显著低于弯曲穗型品种结实率,一次枝梗结实率比二次枝梗结实率下降的幅度大.指出北方粳稻南繁结实率显著降低主要是低温造成小穗不育引起,并提出一些相应的预防措施.     

日本水稻超高产品种(系)简介

1981年,日本农林水产省组织全国主要国立育种单位,开始了历时15年的大型合作研究项目超高产作物的开发及栽培技术的确立,简称水稻超高产育种计划或“逆7.5.3计划”。该计划以选育产量潜力高的品种为主,辅之相应的栽培技术,分三个阶段实施。第一阶段1981～1983年3年,主要从各地正在选育过程中的系统中选择虽然品质稍差但高     

北方粳稻分子育种研究进展

本文介绍了北方粳稻分子育种课题的研究情况和所取得的研究成果。目前主要进行两方面的研究，一方面为特异基因型的鉴定：主要有筛选鉴定出抗旱性材料86份，苗期抗寒性材料40份，后期抗寒性材料629份，抗稻瘟病材料28份，对筛选出的抗旱性材料进行了第二轮聚合杂交，共配组合171个。另一方面是关于遗传与生理基础研究，对穗部性状、粒形、产量和品质以及它们之间的关系进行了深入的研究。另外本文对北方粳稻分子育种材料构建过程中存在的问题进行了综合讨论，并讨论北方粳稻分子育种今后的发展方向。     

行向对不同穗型水稻群体微气象特性影响的研究-Ⅰ行向对群体内太阳直接辐射影响的理论分析

通过几何模拟，从理论上分析了北半球夏半年不同行向水稻遮荫宽度在不同纬度、不同季节的日变化，结果表明：中、低纬度地区东西行向遮荫宽度较小，有利于群体充分利用光能，而高纬度地区则以南北行向有较大优势，此外，还讨论了行向、行距与光能利用的关系。     

基于植物学性状的吉林省杂草稻多样性研究

近年来随着直播技术和免耕方式的推广,杂草稻对水稻的危害越来越大,寻找有效的杂草稻防除措施己刻不容缓。本文对我国吉林省19份杂草稻植物学性状进行了调查,调查发现吉林省杂草稻抽穗天数和株高的变化范围均大于栽培稻,颖壳色多表现为秆黄色,赤褐色、黄色、黑褐色、紫黑色、灰黑色、黄褐色和银灰色;果皮色以红色果皮为主;大部分杂草稻有芒,芒色以秆黄和赤褐为主;易落粒;易倒伏。通过分层聚类将33份供试材料分为了5类。利用程氏指数法对19份杂草稻材料的籼粳属性进行分析,结果显示吉林杂草稻主要以粳型为主,少部分为偏粳型。     

东北三省水稻穗上不同部位碾磨及外观品质的比较研究

为明确中国东北地区水稻品种品质的特点,以2007年辽宁、吉林、黑龙江三省水稻区域试验品种(品系)为试材,在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、五常区试点,对三省穗上不同部位碾磨及外观品质进行比较.结果表明,辽宁省品种糙米率和整精米率均居于三省之首;辽宁省品种精米率较高,略高于黑龙江和吉林,但三省之间差异不显著;粒长和长宽比呈现黑龙江>辽宁>吉林的趋势;吉林白度高于辽宁,显著高于黑龙江;垩白度和垩白率均为吉林略高于辽宁,二省均极显著高于黑龙江.     

日本水稻超高产育种的新发展

<正> 一、超高产育种计划近年来,日本水稻单产徘徊在5吨/公顷(糙米)左右,进展不大。尽管如此,从人们食用消费量看稻米仍然供过于求。为了保持供需平衡,日本政府继1983年实行“水田利用再编对策”,限制水田种植面积后,1987年又开始实施以水旱轮