超高效液相色谱法分析稻米酚酸化合物组分及其含量

【目的】稻米酚酸化合物是天然抗氧化物的重要来源,本研究建立糙米和精米中酚酸化合物的超高效液相色谱的定性定量方法,并分析其在籽粒中的分布特征。【方法】以没食子酸、原儿茶酸、龙胆酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、异阿魏酸、2-羟基肉桂酸和反式肉桂酸14种酚酸化合物标准品,对糙米和精米中酚酸进行定性和定量分析。色谱柱为Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18（2.1 mm×50 mm,1.8 μm-Micron）,流动相为0.1%乙酸水溶液（A）/乙腈（B）,柱温30℃,流速为0.5 mL·min^-1,采用梯度洗脱,洗脱程序为0-1 min,8%-10%B;1-2.5 min,10%-13%B;2.5-5.5 min,13%B;5.5-6 min,13%-21%B ;6-6.5 min,21%-27%B;6.5-7.5 min,27%-50%B;7.5-9 min,50%-100%B;9-12 min,100%B;12-12.5 min,100%-8%B。检测波长为280和325 nm。【结果】14种酚酸在8 min内完全分离,经质谱鉴定,精米及糙米中检测出的物质共有11种,分别是没食子酸、龙胆酸、对羟基苯甲酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、异阿魏酸和反式肉桂酸。可进行定量分析的酚酸共8种,分别是对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、异阿魏酸和反式肉桂酸,线性范围为5-220 μg·mL^-1 (R²=0.9994-0.9999),检出限为0.002-0.03 μg·mL^-1,定量限为0.004-0.08 μg·mL^-1,回收率为84.11%-114.43%。对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、异阿魏酸和反式肉桂酸在精米和糙米中的含量差异显著,其中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸和反式肉桂酸集中存在于胚乳外层中,精米/糙米含量百分比变幅为4.52%-16.73%。而异阿魏酸在稻米籽粒中分布较均匀,其精米/糙米含量百分比达到45.86%。【结论】该方法简便、快速、准确、可靠,不仅适合稻米中酚酸化合物的含量测定,而且对于其他谷物中酚酸化合物含量的测定也具有一定参考价值。     

江苏机插水稻大面积均衡增产共性特征分析

以江苏26个水稻高产创建示范县为对象,对水稻田产量及群体结构的典型田块进行调查。将水稻生产要素(种植方、品种、播期、种植方式)类型相近或相同的田块按产量分成高产田(I,> 10.5 t hm^-2)、中产田(II,9.0 ~10.5 t hm^-2)、低产田(III,< 9.0 t hm^-2) 3个等级,比较其产量结构、空间分布均衡性等群体指标。结果表明：(1)高产田的颖花数、穗数、穗粒数均有显著优势;不同类型田块在行距、穴距、单位面积穴数等空间配置上差异未达显著水平。(2)不同产量水平田块单穴穗数整齐度差异显著;产量与单穴穗数整齐度呈极显著正相关(r=0.436^**,2009;r=0.441^**,2010)。(3)顶部叶片长度增加有利于总粒数的增加,但易降低结实率,尤其是下位叶。表明提高单穴穗数整齐度和穗粒数整齐度,是协调水稻穗数、穗粒数和粒重三者矛盾的有效途径;也是江苏大面积均衡增产的有效途径。     

播种量对机插水卷苗秧苗素质及产量形成的影响

【目的】本研究旨在探明水卷苗机插高产适宜的播种量。【方法】以长江中下游地区代表性品种武运粳24号(常规粳稻)和6两优9368(杂交籼稻)为供试材料,研究不同播种量对水卷苗秧苗素质、机插质量、大田生长特性及产量的影响。【结果】移栽前秧苗地上部和根系干物质量、发根力、根系活性、成苗率、苗基宽、重高比及光合速率均随着播种量的降低而显著增强,叶面积指数显著下降。小播量处理秧苗返青活棵快、分蘖发生力强、每穗粒数多,但播量过小导致基本苗和穗数不足,当武运粳24号播种量从180g/盘降低到120g/盘(738.9g/m²)、6两优9368播种量从110g/盘降低到70g/盘(431.0g/m²)时,产量没有显著变化;但播种量继续降低,产量均显著下降。【结论】水卷苗育秧方法适宜播种量,常规粳稻为2.03粒/cm²,杂交籼稻为1.14粒/cm²。     

开花期剪叶和疏花对宁粳1号和镇稻88稻米直链淀粉含量和胶稠度的影响

以粳稻品种宁粳1号和镇稻88为材料,在水稻开花期采用剪叶和疏花处理方法调控单茎叶面积和颖花数的差异,研究源和库的改变对稻米直链淀粉含量和胶稠度的影响。结果表明,随剪叶数量增加,叶花比下降,稻米直链淀粉含量显著降低;随疏花数量增多,叶花比提高,稻米直链淀粉含量显著上升,而胶稠度与之相反。本研究还发现了叶花比在一定范围内,稻米直链淀粉含量和胶稠度变化较快,当叶花比超过一定范围时稻米直链淀粉含量和胶稠度变化趋缓甚至不再变化,说明,剪叶疏花处理只能在一定区间内对稻米蒸煮品质进行调控。初步明确了叶花比为2是影响稻米蒸煮品质的临界值。提出了可通过增源或减库的方式提高叶花比以实现较劣品种的蒸煮品质向较优转变。其结果可供优质粳稻栽培参考。     

营养液浓度对水稻机插水培毯状苗秧苗素质及产量的影响

为探明机插水稻育秧新方法——水培毯状苗育秧方法壮秧培育适宜的营养液浓度,以武运粳24号(常规粳稻)和6两优9368(杂交籼稻)为试验材料,分析不同水培营养液浓度(S1、S2、S4、S8,分别表示营养液浓度为原液浓度的1、2、4、8倍,原液组成为:0.643 g/kg N、0.615 g/kg P2O5、0.359 g/kg K2O、127.2 mg/kg Mg、26.34 mg/kg Fe、8.26mg/kg Mn、0.11 mg/kg Mo、0.66 mg/kg B、0.99 mg/kg Zn、1.405 mg/kg Cu、49 mg/kg SiO2、709.1 mg/kg Ca)对水培毯状苗育秧方法秧苗素质、机插质量、大田群体生长及产量形成的影响。结果表明,移栽前秧苗地上部干物质积累量、苗基宽、发根力、叶片和根系氮含量、叶面积指数、光合速率总体上均随着营养液浓度的增加呈增加趋势;然而,高营养液浓度处理时秧苗根系生长受到抑制(干物质积累小、根系活性低),叶片和根系丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量升高、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD))下降,成苗率变差,机插空穴率升高。低营养液浓度(S1)处理的秧苗素质弱、机插大田后返青活棵慢、分蘖发生延迟、干物质积累量低、穗数不足而影响产量(武运粳24号为10.74 t/hm~2,6两优9368为10.96 t/hm~2);随着营养液浓度的增加(S2～S4),产量呈增加趋势(S2和S4处理下,武运粳24号产量分别为12.09和11.64 t/hm~2,6两优9368分别为12.16和12.47 t/hm~2);但产量并没有随着营养液浓度的升高而持续增加,S8处理下,武运粳24号产量为11.59t/hm~2,6两优9368产量为11.48 t/hm~2),主要受限于穗数不再增加,且穗粒数有下降趋势。因此,水培毯状苗育秧方法适宜的水培营养液浓度,常规粳稻武运粳24号为S2(2倍于原液浓度),杂交籼稻6两优9368为S2～S4(2～4倍于原液浓度)。     

ABA缓解水稻孕穗期干旱胁迫生理特性的分析

【目的】明确不同耐旱性水稻品种抗旱机理、研究ABA缓解水稻干旱胁迫生理机制。【方法】以粳型旱稻品种早玉香粳和常规粳稻品种南粳44为试验材料,通过盆栽试验,研究孕穗期干旱胁迫下喷施150 mg·kg^-1的脱落酸（ABA）对2个抗旱性不同水稻品种抗氧化酶（SOD、CAT）活性、膜脂过氧化程度（MDA含量）、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、叶绿素含量及可溶性糖（SS）含量生理特性和生物量积累、产量及产量结构的影响,并比较两个品种抗旱性不同的生物学及生理原因和对ABA响应的差异。【结果】与正常水分管理相比,干旱胁迫下水稻超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性升高,一定程度上抑制丙二醛积累;大量合成可溶性糖,维持细胞渗透调节;净光合速率持续下降;气孔导度随着干旱胁迫加剧,亦呈现下降趋势;蒸腾速率表现与气孔导度较一致;叶绿素a合成受抑制,含量下降;水稻干物质积累和每盆产量下降,两品种对干旱胁迫响应差异明显,早玉香粳抗旱性显著强于南粳44。喷施ABA,短期内降低了水稻净光合速率与干物质积累,但进一步提高了水稻干旱胁迫时叶片SOD活性、降低MDA含量;同时诱导干旱胁迫时气孔关闭和降低蒸腾速率,减少水分过度消耗,提高水分利用率;对干旱胁迫时水稻有明显的保护作用,减轻干旱对水稻生理代谢功能损伤,加快复水后功能修复,保持较高叶绿素a含量,防止叶片早衰。其中对抗旱性强的品种早玉香粳作用更为明显,复水后P_n、G_s、T_r快速恢复,叶绿素a含量显著上升,促进干旱胁迫时可溶性糖合成,干物质积累更迅速,最终显著提高其干旱胁迫时单盆产量。外源ABA对南粳44的影响相对较弱,南粳44本身耐旱性弱,受干旱胁迫影响大,生理及生长特性恢复慢;对ABA较钝感,ABA虽显著提高南粳44干旱胁迫时穗粒数、结实率与千粒重,但未显著提高每盆产量。【结论】ABA对水稻具有短期“休眠”的效果,能够有效缓解孕穗期干旱胁迫对水稻生理代谢功能的损伤,促进复水后的功能修复,减轻干旱对产量的影响。抗旱性不同的水稻对ABA的响应存在差异性,抗旱性越强的品种,对ABA越敏感,喷施ABA作用越明显。     

超级杂交籼稻抗倒能力比较及其对氮素的响应

【目的】比较不同抗倒性超级杂交籼稻抗倒伏性差异及其原因,并分析氮素影响超级杂交籼稻抗倒性的生理机制,以期为水稻高产抗倒伏品种选育与栽培管理提供依据。【方法】以超级杂交籼稻Y两优2号（抗倒伏品种）和Ⅱ优084（易倒伏品种）为材料进行大田试验,2012年设置0、150和300 kg·hm^-2 3个氮肥水平,2013年设置135、270和405 kg·hm^-2 3个氮水平,比较不同处理倒伏发生率,并从力学、形态学和生理学指标等方面分析倒伏差异的原因。【结果】Y两优2号产量达11.7 t·hm^-2,较Ⅱ优084高9.45%。这主要归因于Y两优2号较高的穗粒数及颖花量,二者分别较Ⅱ优084高28.0%和31.8%。与Ⅱ优084比较,Y两优2号成熟期田间倒伏率明显减少,倒伏指数下降19.0%,差异达显著水平,原因是Y两优2号基部节间显著缩短,茎壁明显增厚,叶鞘单位长度干重显著提高,从而弥补了茎秆粗度方面的劣势;其基部节间单位长度茎干重虽略有降低,但结构性碳水化合物含量较高,导致茎秆弯曲应力和折断弯矩显著增加,抗倒伏性提高。随施氮量增加,超级杂交籼稻基部节间茎秆折断弯矩显著降低,导致倒伏指数显著上升。大幅增加氮肥水平显著降低了抽穗期单茎鞘干重和灌浆后期基部节间单位长度叶鞘干重,从而使得茎秆质量变劣,且叶鞘对茎秆的保护和支持能力降低;此外,基部节间茎、鞘中木质素含量明显降低,茎秆弯曲应力和折断弯矩随之下降,倒伏风险增加。Ⅱ优084在较低的施氮水平下,折断弯矩大幅降低,甚至低于Y两优2号高氮水平,导致倒伏指数明显上升,尽管增加氮素用量未能显著增加其倒伏率,却较大幅度地降低了产量。【结论】缩短基部节间长度,增加茎壁厚度以弥补茎秆粗度不足的劣势,增加叶鞘充实程度,提高对茎秆的保护和支撑作用,是增强超级杂交籼稻茎秆机械强度和抗倒伏性的主要途径。氮素主要通过降低基部节间叶鞘充实程度及茎秆中结构性碳水化合物含量,特别是木质素的含量,从而降低茎秆强度,增加倒伏风险。     

越光/9311染色体片段置换系的构建及稻米黏滞性谱特征值QTL分析

研究以籼稻品种9311为受体亲本,粳稻品种越光为供体亲本构建染色体片段置换系(CSSLs)并对RVA谱特征值进行QTL定位,为稻米蒸煮食味品质的遗传改良创造理想条件。研究利用612对SSR标记对亲本(越光和9311)进行多态性筛选,使用检测出的多态性引物对染色体片段置换系株系进行鉴定。共鉴定出138个株系,并构成染色体片段置换系。该染色体片段置换系的水稻全基因组覆盖率达到89%,置换系群体中超过80%的株系携带的供体亲本染色体片段数少于5个,其中单片段置换系为51个,比例为36.95%。利用该群体共定位到位于6条不同染色体上9个区域的10个QTL,表型贡献率范围为8.85%~42.65%,其中q BDV-1、q PT-4.1、q PT-4.2和q CSV-3等4个QTL为首次报道。q HPV-2位于第2染色体上标记RM341与RM525之间,q BDV-2位于第2染色体RM341与RM1385标记之间,与该染色体上支链淀粉合成有关基因等位。本研究构建的CSSLs及定位的控制RVA谱特征值相关QTL,为稻米蒸煮食味品质的研究创造了有利条件。     

缓控释肥组配对机插常规粳稻群体物质生产和产量的影响

【目的】研究不同缓控释肥及施肥方式对机插常规粳稻群体光合物质生产和产量的影响。【方法】 2013-2014年在江苏省丹阳市延陵镇南京农业大学水稻试验基地进行,以当地常规粳稻武运粳24号进行机插种植,试验设置3种缓控释肥（掺混肥、4个月树脂尿素、硫包衣尿素）以及一次性施肥和一基一蘖两种施肥方式,共7个处理,分别为掺混肥的一次性基肥施用（B-BSRB）、4个月树脂尿素的一次性基肥施用（B-PCU）、硫包衣尿素的一次性基肥施用（B-SCU）、掺混肥的一基一蘖施用（BT-BSRB）、4个月树脂尿素的一基一蘖施用（BT-PCU）、硫包衣尿素的一基一蘖施用（BT-SCU）和当地高产施肥方式（CK）为对照,各处理的施氮量一致,磷钾肥用量均相同。【结果】水稻产量表现为掺混肥＞4个月树脂尿素＞硫包衣尿素,2年结果一致;一基一蘖施肥方式＞一次性施肥,掺混肥一基一蘖处理产量最高,2年产量分别为11.6 t·hm^-2和10.1 t·hm^-2,较常规高产施肥（CK）处理2年产量分别提高9.4%、12.2%。群体干物质重、叶面积指数、光合势均表现为掺混肥＞硫包衣尿素＞4个月树脂尿素;群体干物质重、叶面积指数和光合势均表现为一基一蘖施肥方式＞一次性施肥,2年结果一致。干物质积累量、群体生长率在拔节期表现为掺混肥＞硫包衣尿素＞4个月树脂尿素,但是在成熟期表现为掺混肥＞4个月树脂尿素＞硫包衣尿素,一基一蘖施肥方式＞一次性施肥。【结论】掺混肥在提高水稻群体干物质、叶面积指数、光合势及产量上优于4个月树脂包衣尿素和硫包衣尿素,一基一蘖施肥方式优于一次性施肥处理。与当地常规高产施肥相比,组配的掺混肥配合分蘖期速效氮肥的施用可以显著提高水稻群体的光合物质生产和产量。     

水稻产量对生殖生长阶段不同时期高温的响应差异

【目的】研究水稻产量对不同时期不同类型高温的响应差异,为耐热水稻品种的筛选与培育提供依据。【方法】在桶栽条件下,于人工气候室内,以耐热水稻品种Nagina 22、汕优63和热敏感品种两优培九为材料,设置三个处理时期,即穗分化期、开花期和灌浆期;四种处理温度,即白天高温、夜间高温、全天高温和适宜温度,研究水稻产量和产量构成因子对不同时期高温的响应。【结果】汕优63在三个时期均表现出较强的耐热性;Nagina 22在花期和灌浆期对高温耐性较强,但易受穗分化期高温影响;两优培九对不同时期高温均较敏感。汕优63在不同时期高温下均表现出稳定的伤流强度,而高温敏感品种两优培九的伤流强度受高温影响均显著下降。【结论】水稻对不同时期的高温耐性并不具有相关性,筛选或培育耐热品种时应考虑其对不同时期高温的综合耐受性。