中国东北粳稻与日本粳稻产量差异及原因分析

【目的】随着籼粳稻杂交理想株型创造与超高产育种理论的应用,我国东北地区培育出大量高产粳稻品种,逐渐取代曾经占据主导地位的日本典型粳稻。本研究旨在通过分析中国东北粳稻与日本粳稻形态、遗传和产量的差异及原因,研究籼粳杂交对东北粳稻改良的影响。【方法】利用InDel和SSILP亚种特异性分子标记、程氏指数、维管束数目比分析比较中国东北与日本粳稻的籼粳成分和属性及与产量结构的关系。【结果】东北粳稻育成品种产量比日本典型粳稻高15.79%,每穗粒数多15.22%,粳型基因频率极显著低于日本粳稻。按程氏指数分类标准,东北粳稻籼粳类型是偏粳型。相关分析结果表明,籼型基因频率与穗数极显著负相关,与每穗粒数极显著正相关,且与一、二次枝梗数及其粒数正相关。【结论】东北粳稻籼型基因频率增加导致穗数减少,每穗粒数增加,同时将结实率和千粒重维持在较稳定水平是东北粳稻品种获得高产的关键。     

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。     

寒地水稻芽期耐碱鉴定指标分析与筛选

利用浓度为0.20％的Na2CO3+ NaHCO3混合碱对173份水稻材料做发芽试验处理,结果表明:胚根对碱胁迫反应最敏感,相对胚根长平均值仅为0.276,相对根干重为0.348;碱环境下发芽率较其他指标变化不明显；供试材料间相对芽鞘长差异较大,但芽鞘对碱环境的反应与耐碱性无关.通过各指标与耐碱级别的相关系数分析,认为影响耐碱级别划定的重要指标有相对芽干重、相对芽长、相对根干重、相对胚根长、相对根条数.通过逐步回归分析确定相对芽长、相对芽干重和相对根干重是水稻芽期耐碱的3大指标,用其可建立耐碱级别判定方程:Y=9.234 -4.506 X1 -2.167X2-2.621X3；还可以相对芽长、相对胚根长、相对根条数、相对芽干重、相对根干重5项鉴定指标建立耐碱级别判定方程:Y=11.251 -3.6747X1-1.641 X2 -1.179X3 -3.900 X4 - 1.973 X5,两方程结合应用则判定结果更加准确.分析显示,种质资源交流可丰富基因多样性,同时还可提高新品种的耐盐碱性能及其他抗逆性.     

转低温胁迫转录因子BcICE1基因水稻提高抗寒性

低温冷害是制约黑龙江省水稻安全生产最主要的气象灾害之一,严重影响其产量和品质.为提高寒地水稻抗低温冷害能力,本研究将从大白菜分离的低温胁迫转录因子BcICE1基因(GenBank登录号为HQ902162)构建到植物表达载体pCAMBLA1301上,利用农杆菌介导法导入粳稻品种龙粳24中.PCR、Southern杂交和R...     

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。     

应用SSR分子标记评价不同年代东北三省粳稻基因组遗传构成

为进一步明确北方粳型水稻基因组遗传构成,利用52个SSR分子标记对79份不同时期东北粳稻品种进行遗传多样性与基因组遗传构成的研究.结果表明:品种遗传多样性在省份间呈现出辽宁＞黑龙江＞吉林,在年代间呈现出2001～2008＞1981～1990＞1991～2000＞1963～1980的趋势；基因组籼稻成分比例表现为辽宁品种...     

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。     

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.     

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。     

几个不同穗型水稻品种籽粒灌浆特性的研究

为了揭示直立大穗型水稻品种穗上不同粒位籽粒的灌浆特性，以沈农265等5个不同穗型水稻品种为材料进行田间试验，用Richards方程W=A/(1+Be^-bt)^1/N对不同粒位籽粒的灌浆过程进行统计回归分析。结果表明，不同穗型品种不同粒位籽粒灌浆特性存在较大差异，直立穗型品种沈农265差异最大，相对一次枝梗籽粒和上部二次枝梗籽粒而言，中下部二次枝梗籽粒灌浆峰值低且达到峰值的时间晚，但是达到峰值后下降缓慢，因此籽粒增重曲线接近直线，最终粒重也与其他粒位接近。可见尽管供试的直立大穗型品种不同粒位籽粒灌浆存在比较激烈的竞争，但是中部和下部二次枝梗籽粒完全可以正常充实。