辽宁省杂草稻生物学特性研究

通过对辽宁省杂草稻的分蘖、株高、有效穗数、穗长、穗粒数、千粒重、抽穗期、抽穗时壳色、叶毛、1～2穗节长、籽粒长宽比、酚反应、稃毛、芒、颖壳色15个生物学性状的调查。结果发现,杂草稻前期具有明显分蘖优势,株高大部分高于对照栽培稻,颖壳色从黑灰色到稻草色,芒色从紫色到黄色,芒长从0～69 mm等方面具有几乎连续变化的多态性。     

杂草稻耐冷性状遗传规律研究

以红长芒杂草稻、白长芒杂草稻、龙粳11、垦稻8号和绥粳3号为亲本材料,配制完全双列杂交。对亲本材料及杂交F1、F2孕穗期耐冷性进行鉴定。结果表明:杂草稻与栽培稻品种相比,优势在于冷水处理下结实率高、成穗率高、后熟快。在冷水处理下,对各组合F1抽穗期、株高、穗数、成穗率、穗粒数、结实率、千粒重、穗颈长、成熟天数等主要性状进行配合力分析,杂草稻多数性状的冷水反应指数值具有较高的一般配合力,以杂草稻作亲本的F1比普通栽培稻品种表现出较迟钝的冷水反应。在耐冷育种中,冷水处理下狭义遗传力高的性状为株高、千粒重和结实率等,且具有较高的一般配合力相对效应值,容易通过对亲本的选择获得所期望的后代,低世代选择效果好。     

黑龙江省杂草稻与栽培稻的生物学多样性初步研究

通过对50份杂草稻和18份栽培稻的9个农艺性状的遗传多样性及其变异关系的研究,结果表明:杂草稻株高、穗长、平均穗粒数、结实率、芒长、芒色、粒色等植物学特性均较栽培稻变异大。Neis遗传多样性值(h)明显高于栽培稻,表明杂草稻比亚洲栽培稻具有更丰富的遗传多样性。     

杂草稻后代主要耐冷性状相关关系

以红长芒杂草稻/龙粳11组合的F2系统为试材,探讨了杂草稻后代孕穗期耐冷性遗传变异以及与后代主要性状冷水反应指数CRI的相关关系。结果表明:F2系统群的孕穗期耐冷性表现为近似正态的连续分布,是由多基因控制的数量性状。杂草稻对冷水的反应较迟钝,优势在于冷水处理下结实率高、成穗率高、后熟快。通过杂草稻的利用,可以培育出孕穗期耐冷性较好的后代材料。在耐冷育种中,冷水处理下狭义遗传力高的性状为株高、千粒重和结实率等,容易通过对亲本的选择获得所期望的后代,低世代选择效果好。株高的冷水反应较迟钝的材料,一般其结实率和穗颈长的冷水反应也较迟钝;穗颈长的冷水反应较迟钝的材料,一般其结实率也较迟钝,在耐冷育种的性状选择上,在注重选择结实率高的同时,要注意选择在低温处理下株高和穗颈长冷水反应指数较高的组合和单株。     

不同耐冷性杂草稻和栽培稻抗氧化系统对冷水胁迫的响应

【目的】从孕穗期到抽穗开花是水稻对温度最为敏感的阶段,这一阶段的低温冷害严重制约了东北地区水稻生长和种植面积的进一步扩大,探明水稻耐冷生理机制,将为东北水稻生产提供重要保障。探索耐冷性不同的杂草稻和栽培稻在冷水胁迫下开花期剑叶的活性氧代谢、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的变化规律,为耐冷性水稻品种的选育和栽培提供理论依据。【方法】以耐冷性强的杂草稻WR03-45、栽培稻丽江新团黑谷和冷敏感的杂草稻WR03-26、栽培稻秀子糯为试验材料,采用盆栽方法,根据剑叶叶枕距判断主穗进入孕穗期的时间,于孕穗期在冷水池中进行低温处理,未经冷水处理的参试材料作为对照。在开花期,剪取参试材料的剑叶保存于-85℃的超低温冰箱中,用于测定超氧阴离子自由基（）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR） 5种抗氧化酶活性和还原型抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）两种抗氧化剂含量,研究孕穗期低温冷害对剑叶的活性氧（ROS）积累、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响。【结果】冷水胁迫下,冷敏感的杂草稻WR03-26开花期剑叶仅有CAT和GR活性显著增加,冷敏感的栽培稻秀子糯开花期剑叶SOD、CAT和GR活性显著增加;WR03-26和秀子糯剑叶的AsA和GSH含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值与对照无显著差异;WR03-26和秀子糯剑叶产生速率显著增加,H₂O₂含量极显著增加,膜脂过氧化产物MDA含量显著增加。耐冷性强的杂草稻WR03-45开花期剑叶SOD活性显著升高,POD、APX、CAT和GR极显著升高,耐冷性强的栽培稻丽江新团黑谷开花期剑叶SOD、POD和APX活性显著升高,CAT和GR活性极显著升高;WR03-45和丽江新团黑谷剑叶的抗氧化剂（AsA和GSH）含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值在冷水胁迫下显著高于对照;WR03-45和丽江新团黑谷剑叶产生速率、H₂O₂含量和MDA含量与对照相比无显著差异。【结论】冷水胁迫下,耐冷性强的水稻通过提高抗氧化酶活性和抗氧化剂含量,减少ROS的积累以及膜脂过氧化,增强对冷水胁迫的耐性。水稻的耐冷性与胁迫下抗氧化系统清除ROS的能力有关,杂草稻WR03-45作为一种强耐冷性的种质资源可以用于栽培稻耐冷性的遗传改良。     

水稻耐冷性遗传及基因定位研究进展

综述了水稻芽期、苗期、孕穗期和开花灌浆期耐冷性的遗传研究概况和耐冷性基因定位的研究进展,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

我国水稻耐冷性QTL定位研究进展

为了解水稻耐冷遗传机制,开展分子标记辅助育种,对水稻芽期、苗期和孕穗开花期耐冷性基因定位的研究进展进行了综述,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

一种精确鉴定和评估水稻芽期耐冷性的方法

水稻芽期耐冷性是影响水稻稻芽生长发育的重要因素,是水稻生产不可忽视的重要性状之一。针对原有的水稻芽期耐冷性鉴定及评估方法中的不足之处,设计了芽期耐冷性新的鉴定及评估方法,并利用23个不同类型的早稻品种比较了两种不同鉴定及评估方法的精确性,试验结果显示:新的鉴定及评估方法由于加大了试验样本数量并完善了评价标准,因此大大提高了试验的精确度;此外,由于采用了连续性数值来标定耐冷性,新方法可以对不同的试验样本间进行耐冷性相互比较,避免了将大量的基因型泛归于同一组。在鉴定大量水稻种质资源的芽期耐冷性时,新的鉴定及评估方法将提供更高的精确度及选择性。     

Effect of Pre-Soaking on Seedling Establishment and Pretilachlor Tolerance in Four Rice Genotypes

This study aimed to investigate the effects of pre-soaking for 2 h before seeding on rice seedling establishment after 15-day spraying with pretilachlor. The cytochrome P-450 content, glutathione S-transferase (GSTs), and root activity were also determined. Seedlings of four rice cultivars with contrasting tolerance of pretilachlor were compared. Seed pre-treatment by pre-soaking increased the survivability and growth under pretilachlor spray and improved seedling establishment by increasing P-450, GSTs and root activities. Tolerant genotypes, super hybrid rice, responded better to pre-soaking in direct-seeded rice treated with pretilachlor. It is important for establishment in direct-seeded rice with pre-soaking seeds before sowing in improving emergence and seedling. The positive effect of pre-soaking was proved in all four rice genotypes. Seed pre-soaking will be effective in direct-seeded rice culture to protect rice treated with pre-emergence herbicide and control weedy rice.     

杂交中稻组合的耐旱性与植株地上部性状的关系(英文)

[目的]研究杂交中稻组合的耐旱性与植株地上部性状的关系,以期为抗旱水稻品种的选育提供理论和实践依据。[方法]2011年以30个杂交中稻组合为材料进行大田试验,设置3个不同处理:分蘖期干旱、穗分化期干旱和对照(全生育期保持浅水层),测定水稻的主要农艺性状,并计算各品种的抗旱指数。2012年以16个杂交中稻组合为材料,进行钵栽试验,设置干旱和对照两个处理,并测定水稻的主要农艺性状,并计算各品种的抗旱指数。[结果]分蘖期干旱土壤含水量达近60%,穗分化期干旱土壤含水量达近80%时,均极显著降低水稻产量。大穗和发根力强的组合,穗分化期抗旱能力强;干旱处理下产量越高的组合抗旱能力越强。分蘖期抗旱指数与穗分化期的抗旱指数无相关性。在水种条件下,千粒重较低的组合抗旱能力较强;在受旱条件下,千粒重低和产量高的组合抗旱能力强。[结论]筛选出了较强抗旱能力组合有:D优6511、泰优99、内5优317、内香优18号、宜香优7633、天优华占、II优615、内香5306、川谷优7329、内香7539,可供生产上作为抗旱栽培的优选品种。     

不同水稻品种孕穗期冷抗的动态分析

在孕穗期对10个水稻品种进行阶段性低温处理,调查分析花药长度、花粉大小、可育花粉率的降低率与结实率降低率的关系,并采用R=F/S对这些指标进行冷抗动态分析.结果表明,不同品种在孕穗期受到冷胁迫时,花药长度、花粉大小、可育花粉率降低率与结实率降低率显著正相关;不同品种花药长度降低率、花粉大小降低率、可育花粉率降低率的冷抗R峰值出现时期不同,R峰值越高耐冷性越强;F-S曲线冷应力S的屈服应力点越高,品种耐冷性越强;由此鉴定出九02YC-11耐冷性最强,其次是水源381和优育8号.     

公主岭霉素诱导对育苗期水稻耐冷性的影响

【目的】探讨在低温条件下公主岭霉素对水稻幼苗生长及耐冷相关基因表达、抗逆防御酶活性的影响,明确施用公主岭霉素后育苗期水稻耐冷性的变化。【方法】以‘吉粳88’为试验材料,经公主岭霉素水浸提液浸种引发后播种,调查不同温度下稻种萌发和幼苗生长状况并计算稻种发芽临界温度。将农抗“769”固体发酵物干燥粉碎后添加到水稻育苗基质中,以‘吉粳88’为试验材料,在立针期模拟倒春寒生境对水稻幼苗施加冷胁迫处理,在处理后逐渐缓慢升温并于1—8 d内连续采样,升温至28℃后每隔7 d采样一次;以‘吉宏6号’为试验材料,大棚育苗待水稻幼苗长至一叶一心期采样;采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）技术,分析模拟生境及大棚育苗环境中幼苗叶片耐冷相关基因OsNAC6、OsSADMC、OsETR4、OsZFP151的表达状况,并检测移栽前大棚秧苗叶片中防御酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）活性的变化。【结果】公主岭霉素能够提高稻种发芽率和发芽指数,缩短发芽时间,其对幼苗生长的促进作用随温度的降低而逐渐明显,G-500X表现最好,使稻种萌发的临界温度降低了4.09%,并以该浓度为基础进行后续的试验研究。光照培养箱低温模拟倒春寒气候条件,低温胁迫下公主岭霉素可调控OsNAC6、OsSADMC、OsETR4表达量的提升,并通过加快响应速度,实现快速反应以应对低温胁迫,对照处理主要通过调控OsZFP151的响应速度和表达量提升应对低温胁迫,但公主岭霉素处理下的水稻幼苗该基因表达量亦得到提升。水稻幼苗在立针期受到低温胁迫后,公主岭霉素处理的幼苗在低温胁迫后OsNAC6、OsSADMC、OsETR4表达量峰值出现时间较对照早1—2 d,且分别比对照提高38.57%、74.66%、130.61%;OsZFP151最高表达量的时间较对照迟2 d,但最高表达量比对照提高了34.91%。大棚育苗,固体发酵物干粉在育苗基质中的最适添加量为8 g·m ^-2,添加后一叶一心期的水稻幼苗叶片中OsNAC6、OsSADMC、OsETR4、OsZFP151的表达量均高于对照,其中OsNAC6、OsSADMC、OsETR4表达量显著提升,OsNAC6在添加量为8 g·m ^-2时表达量最高,为261.20;当固体发酵物干粉添加量为5 g·m ^-2时,OsSADMC表达量最高,比对照提高了126.30%;当固体发酵物干粉添加量为8 g·m ^-2时,OsETR4表达量最高,比对照提高了359.81%。移栽前处于四叶一心期的幼苗,育苗基质中添加公主岭霉素诱导幼苗叶片中SOD、POD、PPO、PAL酶活性均高于对照,其中起主要作用的酶为SOD、PPO,活性分别比对照提高57.18%、28.53%。【结论】公主岭霉素在水稻育苗期施用可降低稻种的发芽临界温度,促进幼苗生长,显著提升幼苗的秧苗素质;公主岭霉素通过提升耐冷相关基因的表达量、加快低温胁迫的响应速度及提高幼苗体内防御酶的活性,促进水稻幼苗耐冷性的增强。     

栽培稻芽期耐低温全基因组关联分析

【目的】水稻是重要的粮食作物,芽期是水稻生长发育过程中最脆弱的时期,直播稻遭遇冷害时发芽率大幅降低,减产严重。深入了解耐冷性的遗传机制,为培育芽期强耐受性水稻品种奠定基础。【方法】以世界范围内14个国家代表性的238份水稻种质资源为试验材料,于2021和2022年在沈阳开展表型鉴定试验,统计不同水稻品种在人工气候培养箱15℃低温条件下第1—10天的发芽率和相对发芽率,利用R语言绘制5—10 d的频率直方图,通过表型丰富度Hill值选择宜作关联分析的天数,将发芽率和相对发芽率表型数据与重测序数据相结合,进行基于混合线性模型MLM（QK）的全基因组关联分析,并对所获得的SNP位点进行耐冷候选基因的预测。【结果】发芽率频数分布直方图和表型丰富度计算结果显示第8天发芽率多态性最好,其Hill值为0.84,高于其他几天发芽率（0.48—0.83）,可用于全基因组关联分析;主成分分析结果显示,这些水稻品种可以分为indica、aus、temperate japonica、tropical japonica和aromatic 5个亚群;2个指标进行的GWAS分析检测到3个相同的显著性SNP位点,均位于第4染色体,解释表型的11.9%—25.4%;在上下游各50 kb进行基因搜索,共发现24个相关候选基因,进一步开展LD和单倍型分析,发现LOC_Os04g24840和LOC_Os04g25140的不同单倍型耐冷性之间存在极显著差异。LOC_Os04g24840被编码区SNP分为5个单倍型,且Hap_3的耐冷性显著强于Hap_1;LOC_Os04g25140被编码区SNP分为18个单倍型,且77 bp处的氨基酸变异（S>L）存在籼粳差异。结果表明,编码糖基转移酶的基因LOC_Os04g24840和编码F-box蛋白基因LOC_Os04g25140可能与水稻芽期耐冷性密切相关。【结论】在238份水稻种质资源中共检测到3个与芽期耐冷性显著关联的SNP位点,筛选出2个与水稻芽期耐冷性相关的候选基因。     

DNA甲基化抑制剂对水稻幼苗生长及耐盐性的影响

DNA甲基化抑制剂能够通过改变植物基因组的DNA甲基化水平从而对植物的开花、生长发育和抗逆性产生影响。以耐盐和盐敏感水稻品种为材料,分别在水稻萌发期和幼苗期用DNA甲基化抑制剂进行处理,并对处理后的幼苗进行盐胁迫。结果表明:萌发期抑制剂处理导致种子萌发率显著降低,幼苗出现矮化、成簇、死亡等症状,株高、根长和干重也受到了显著的抑制;同时,DNA甲基化抑制剂处理可以降低盐胁迫时地上部的钠离子浓度、提高抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性。上述结果表明DNA甲基化抑制剂通过改变基因组DNA的甲基化水平来影响水稻的生长发育,并通过影响离子吸收和抗氧化酶类的活性来影响水稻的耐盐性。     

不同香稻品种种子萌发和苗期对NaCl胁迫的响应

【目的】研究不同香稻品种的耐盐性,筛选出适应新疆盐渍化稻区的香稻耐盐品种。【方法】分析不同NaCl浓度(0、3、6、9和12 g/L)对20个香型水稻品种种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】不同香稻品种的发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、成活率及叶片成活率均随着NaCl浓度的增加呈下降的趋势;中、高盐浓度(9、12 g/L)显著抑制种子的萌发,降低种子的发芽势和发芽率,缩短芽长和根长,减少根数,致使盐害指数增加;同一盐浓度处理下,不同水稻材料的耐盐表现有差异。【结论】香型水稻品种的芽期和苗期的适宜筛选NaCl盐浓度可为6 g/L,超过其浓度对水稻的萌发及苗期生长均不利;粮香6-4香型品种的芽期和苗期的综合耐盐性好,97-4-3、粮香2-1、新策粳1号、新粳香1号、新粳香83号和新粳香8号的芽期耐盐性强,以上香稻品种可作为耐盐的香稻品种或资源进行利用。     

水稻芽期耐寒性综合评价及耐寒指标筛选

为筛选水稻芽期耐寒指标并建立可靠的水稻芽期耐寒性数学评价模型,采用49个水稻种质资源,测定发芽率(GR)、相对发芽率(RGR)、发芽势(GP)、相对发芽势(RGP)、发芽指数(GI)、种子萌发指数(PI)、平均发芽时间(MGT)、成苗率(SR)和萌发系数(GC)9个指标并进行主成分及隶属函数等分析,对水稻芽期耐寒性进行综合评价。结果表明,根据水稻芽期耐寒性综合评价值(D)可以将49个水稻品种分为5个等级,分别是耐寒性极强品种(IRIS 313-11965、IRIS 313-8956和IRIS 313-11038,D为0.790～0.830)、耐寒性强品种(IRIS 313-11944等17个品种,D为0.609～0.745)、耐寒性中等品种(IRIS 313-11049等7个品种,D为0.503～0.576)、耐寒性弱品种(IRIS313-11986等13个品种,D为0.364～0.482)和耐寒性极弱品种(IRIS 313-10891等9个品种,D为0.187～0.282)。采用逐步回归分析法建立水稻芽期耐寒性的最优回归方程:D=0.326+0.020GI+0.021SR-0.028MGT+0.025PI+0.012GR+0.137RGP,筛选出发芽率、相对发芽势、发芽指数、种子萌发指数、平均发芽时间和成苗率6个与水稻芽期耐寒性显著相关的指标。低温胁迫条件下,可通过测定这6个指标对水稻品种的芽期耐寒性进行快速准确的鉴定及评价。     

上海地区杂草稻种子萌发特性

通过室内试验研究温度、环境酸碱度、土层深度、低温冻害对上海地区杂草稻种子萌发的影响。结果显示,在不良环境因子的影响下,杂草稻种子表现出了比普通栽培稻秀水128更强的抗逆性和萌发能力。杂草稻萌发的起始温度在10.7~11.5℃之间,平均有效积温为59.65℃,低于栽培稻。在10℃和45℃条件下不能萌发。相同温度下杂草稻的萌发速率更快。杂草稻对酸性或碱性环境的抗逆性也要强于栽培稻。随覆土深度增加,杂草稻出苗率降低明显,10~12cm覆土下杂草稻几乎不能萌发。杂草稻种子的吸水能力要弱于栽培稻,其抗冻能力受种子含水量影响,含水量越高的种子越难以在低温冻害后继续萌发。     

不同基因型水稻在组织培养条件下对NaCl耐性的研究

以13个水稻基因型为材料,以愈伤组织生长状况、水稻种子在组织培养条件下的发芽率和苗高等为指标,研究了水稻对NaCl的耐受性。结果表明:水稻的不同基因型对NaCl的耐受性在这3个指标上均存在较大差异,在进行水稻遗传转化的筛选时,应注意到水稻不同基因型和受体类型对NaCl的耐受性。同时发现同一基因型的不同组织或发育时期对NaCl的耐受性具有相似性。     

一份特异稻种资源不同生育时期耐冷性研究

[目的]为充分利用糯稻89-1进行水稻耐冷性育种。[方法]以明恢63为对照,研究优异耐冷稻种资源糯稻89-1发芽期、芽期和幼苗期的耐冷性。[结果]0℃时明恢63的发芽率为15%,糯稻89-1发芽率为79.5%。糯稻89-1和明恢63的发芽指数随温度降低而减小,50、℃时,对照发芽指数分别为19.0和3.8,糯稻89-1的分别为56.9和41.2。芽期时,糯稻89-1所有幼芽均长出绿苗,叶色青绿,耐冷性达1级,对照幼芽死苗率在50%以上,耐冷性为7级。幼苗期时,糯稻89-1秧苗叶片枯萎,但全部呈绿色,耐冷性达1级,对照秧苗的叶片黄化率在50%以上,耐冷性为5级。[结论]糯稻89-1发芽期、芽期和幼苗期的耐冷性都优于对照,具有很强的耐低温能力,发芽率和发芽指数降低的幅度小,芽期和幼苗期的耐冷性均达到1级标准。     

水稻开花期耐冷性综合评价及鉴定指标的筛选

利用5个不同类型的水稻品种,在开花期低温胁迫条件下,测定了剑叶叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛含量等10项与耐冷性有关的生理生化指标,进行了主成分分析和逐步回归分析。结果表明,水稻开花期剑叶光合速率和SOD酶活性对水稻的耐冷性有显著影响,可作为水稻开花期耐冷性鉴定指标。利用所建立的最优回归方程对供试品种进行了耐冷性预测,结果与它们的结实率表现基本一致,表明用这2个指标在开花期对水稻耐冷性进行鉴定是可行的,用该方法对水稻耐冷性进行综合评价也是可行的。