生物炭用作水稻育苗基质的研究进展

水稻基质育苗是保障水稻安全育苗的重要技术措施,为水稻秧苗健康生长提供有力保证。作者立足于当前水稻育苗技术的发展现状,提出生物炭用作水稻育苗基质的新型、绿色、环保的发展方向;分析了生物炭的理化特性、物理学功效及其对水稻生长的影响;综合评述了以生物炭为核心的炭基水稻育苗基质和其他育苗基质的应用效果及存在的问题;并展望了炭基育苗技术的发展前景,以期为水稻工厂化育苗配套技术体系的建立奠定基础。     

我国水稻常用保持系穗期耐旱性测评及育性分析

以负压式土壤湿度计和取土烘干法双重监控盆栽试验的土壤水势变化,观测我国15个常用水稻保持系的穗期耐旱性和育性特征。结果表明,K22-B、金23-B及II-32-B等保持系为穗期干旱胁迫钝感材料,而珍汕97-B、中9-B及协青早-B等为穗期干旱胁迫敏感材料;参试保持系在开花期(花粉粒充实期到小穗灌浆初期)比孕穗期(花粉母细胞分裂期到花粉粒充实期,15 d)对干旱胁迫更敏感;保持系孕穗期干旱胁迫主要伤害颖花育性,其胁迫指数与空壳率正相关(r = 0.6988^**), 开花期干旱胁迫不仅伤害颖花育性并影响小穗充实,其胁迫指数与空壳率正相关(r = 0.7660^**),也与秕谷率正相关(r = 0.5230);穗期耐旱性与其正常生育条件下的穗部结实性状不具直接相关性。     

生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响

为明确生物炭对水稻根系与产量的效应,探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。采用盆栽试验研究了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。结果表明,土壤中施入生物炭能增加水稻生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重,提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。在水稻生育后期,生物炭在一定程度上延缓根系衰老。根系伤流速率、根系活力和可溶性蛋白在整个生育期内均高于对照,同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;生物炭处理的水稻产量增加,表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高,比对照平均增产25.28%。以每千克干土加20 g生物炭处理的产量最高,比对照提高了33.21%。生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理功能的增强具有一定的促进作用。     

生物炭与肥料对水稻抗倒伏和氮素利用率影响的研究进展

水稻是最重要的粮食作物之一,全球1/2以上人口以大米为主食,其稳定的产量和较高的品质对于解决我国人民温饱问题以及提高农户经济效益具有重要意义。然而如今水稻倒伏现象愈发严重,并且氮肥过量施用导致水稻氮素利用率低、减产等。文章总结了生物炭与肥料的现有研究,综述了生物炭和肥料对水稻生长发育、氮素利用率以及抗倒伏的影响,以供参考。     

OsWRKY67负向调控水稻耐旱性的功能分析

WRKY转录因子在水稻生物胁迫及非生物胁迫中均发挥重要作用。本实验室前期发现OsWRKY67正向调控水稻应答病害胁迫,为研究OsWRKY67在水稻非生物胁迫中的作用,本研究对低温、干旱、高盐、ABA、高渗透压和活性氧等多种非生物胁迫处理下的OsWRKY67基因的表达量进行测定,结果表明该基因的表达受上述非生物胁迫的影响。此外,本研究对OsWRKY67基因的过表达株系(OX5-2和OX6-5)、基因沉默株系(R9-4, R11-2和R14-2)和野生型‘日本晴’进行模拟干旱胁迫处理,结果表明沉默OsWRKY67基因可显著增强水稻的耐旱性,过表达OsWRKY67基因会显著降低水稻的耐旱性。进一步研究发现OsWRKY67能够调控部分耐旱相关基因(DREB1A, DREB1B, DREB2A和DREB2B)、ABA合成相关基因(NCED3和NCED4)及ABA通路相关基因(RaB16A, LIP9和LEA3)的表达。综合以上研究表明,OsWRKY67参与调控水稻响应多种非生物胁迫,通过ABA信号通路介导负向调控水稻苗期耐旱性。本研究揭示了OsWRKY67在水稻耐旱性中的调控作用,为利用该基因进...     

生物炭对东北冷凉区水稻秧苗根系形态建成与解剖结构的影响

在黑龙江省早春水稻旱育苗背景下,研究了稻田土壤育苗基质中添加生物炭对秧苗根系形态建成与解剖结构的影响,以明确生物炭在东北冷凉地区水稻生产上的应用潜力和价值。以东北稻田土壤为育苗基质,添加0、5.0%、10.0%、15.0%、20.0%(w/w)的生物炭,进行保护地旱育水稻秧苗。出苗后30 d测定秧苗根系形态建成和解剖结构等性状,分析生物炭对水稻秧苗根系发育的影响。结果表明,在稻田土壤育苗基质中添加5.0%生物炭时,水稻秧苗根系长度、根系表面积和根系体积等明显增加;生物炭添加量为10.0%时,各项根系形态指标达到最高值;生物炭添加量超过10.0%时,根系形态指标下降。根长、根表面积和根体积增加的原因主要是细根增加。同时,添加5.0%生物炭时,根半径、根截面积、根表皮厚度、根皮层厚度、皮层腔面积、根导管数量及导管面积等性状指标也相应增加。生物炭添加量为5.0%~10.0%时,根解剖结构各项性状指标达到最大值。当生物炭添加量超过10.0%时,根系解剖结构性状指标也有下降趋势。根系增粗主要源于根表皮及皮层发育良好。在东北冷凉地区进行保护地水稻旱育苗,基质中添加适量生物炭(5.0%~10.0%)有利于秧苗根系的伸长及增粗,形成发达根系,提高秧苗素质。     

生物炭对水稻齐穗期叶绿素荧光参数及产量构成的影响

采用盆栽试验研究了添加生物炭对水稻齐穗期叶绿素荧光参数及产量构成的影响。研究结果表明,水稻齐穗期剑叶叶绿素荧光参数最大光化学量子产量（Fv/Fm）、实际量子产量（Yield）、光化学淬灭（qP）和非光化学淬灭（NPQ）均随着生物炭用量的增加先增后减,以C2F处理叶绿素荧光参数为最高。从产量构成方面分析,C1F处理比对照每穴谷重提高了8%,C3F处理则比对照减少了约15%。说明添加适量生物炭可以提高PSⅡ反应中心的光能转换效率、潜在活性和开放比例,同时对过剩光能的耗散能力的增强,有利于减轻环境胁迫对光合作用的抑制,以增强光合系统反应中心的稳定性,从而改善和提高了作物的光合能力。生物炭对水稻后期光合能力的影响有利于促进水稻灌浆,提高每穗实粒数,使水稻增产。     

水稻秸秆生物炭对江汉平原麦区小麦养分吸收和产量的影响

旨在探明水稻秸秆生物炭施用量和施用时期对江汉平原稻茬麦养分吸收、土壤养分含量以及产量的影响.选择江汉平原典型潮土稻麦轮作区,以基施化肥但不施生物炭处理为对照,设置小麦播种前基施、返青拔节期追施以及两个时期同施不同剂量的生物炭等处理,采用比色法和火焰光度计法测定了不同处理小麦籽粒、植株茎叶和土壤的氮、磷、钾含量,并比较了...     

粳稻品种Dongjin在干旱胁迫下苗期生理反应

为了明确苗期水稻对干旱胁迫的生理反应,笔者从光合作用、水分生理、植株体内的氧化逆境、渗透调节物质代谢以及细胞膜的完整性等几个方面分析了粳稻品种Dongjin（Oryza sativa L. subsp. japonica）在干旱胁迫处理下的生理变化。结果表明：干旱胁迫过程中,叶片的净光合速率与植株地上部相对含水量在处理5d内均已显著降低,5d后大幅度下降;植株地上部丙二醛含量的显著增加以及相对电导率的快速上升发生在处理5d以后,并且二者的变化趋势相类似;脯氨酸含量在处理6d时有所增加,处理6d后快速上升;叶片的活性氧含量在处理6d时略微下降,6d后逐渐上升,处理8d时显著升高。光合速率与相对含水量最先响应旱胁迫信号,与活性氧、丙二醛、脯氨酸含量和相对电导率一起可用作综合评价水稻苗期耐旱性的指标。     

寒地水稻品种抗旱性研究

通过对黑龙江省审定推广的42个水稻品种进行抗旱性试验,试验结果表明：黑龙江省水稻品种间在抗旱性上存在显著差异;目前黑龙江省水稻品种中抗旱性较好为空育131、垦粳2号、龙稻5号和绥粳3号。     

Improving Drought Tolerance of Rice by Designed QTL Pyramiding

Drought is the most important factor limiting rice yields in the rainfed areas of Asia. To overcome the problem, we developed a new strategy ＇designed QTL pyramiding＇ to more efficiently develop drought tolerant （DT） rice cultivars. In the first phase of this strategy, we developed large numbers of introgression lines （ILs） in elite backgrounds using backcross （BC） breeding, each of which carries multiple genomic segments for improved DT from a known donor. Then, we genotyped all ILs with SSR markers to track the genomewide pattern of introgression in the DT ILs of 16 BC populations derived from crosses between 2 recipients （IR64 and Teqing） and four different donors. X^2 tests and linkage disequilibrium analyses of introgression in the DT ILs revealed significant frequency shifts at many loci across the genome and non-random associations at the multilocus level as a result of selection for DT in the ILs, which led us to the discovery of putative genetic networks underlying DT in the ILs. The networks each containing all DT loci detected in ILs from a BC population showed some interesting features.     

转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究

通过C₄转基因技术改善C₃作物光合作用, 以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而, 目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T₄代转ppc基因水稻为材料, 进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明, 在旱作栽培条件下, 两个转ppc基因株系(T1, T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%, 分蘖增加27%和40%; T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率; 干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加, T1和T2 SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%), 而MDA含量增幅显著低于WT, 表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力; T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度, 说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下, 得到的结果相似。     

干旱胁迫下茉莉酸甲酯对水稻叶片质膜透性及无机离子含量的影响

茉莉酸甲酯(MeJA)是植物体内一种具有应答外界刺激,传导逆境信号及启动抗逆基因的天然生理活性物质,提高作物的抗旱性是MeJA的重要生理功能之一。研究了干旱胁迫下施用不同浓度(250,2.5,0.25μmol/L)MeJA对水稻幼苗的生理调控作用。结果表明,干旱处理后水稻叶片水势和叶绿素含量显著下降,叶片MDA含量、电导率及无机离子(K+,Ca2+,Mg2+)含量均显著上升,而喷施不同浓度的MeJA则显著提高叶片水势和叶绿素含量,降低质膜透性和叶片无机离子含量,从而增强水稻幼苗的抗旱性。以0.25μmol/L MeJA处理抗旱效果最好,2.5μmol/L次之,然后是250μmol/L。     

水稻苗期模拟干旱胁迫条件下表型性状QTL定位

以耐旱性差异较大的两个亲本珍汕97B（ZS97B）和IRAT109构建的重组自交系（RIL）为试验材料,在正常水分条件和干旱胁迫[浓度为18%的聚乙二醇-6000（PEG-6000）模拟干旱]条件对水稻苗期苗高、根长、苗高生长速率、根长苗高比、叶卷曲进行QTL定位分析,共检测到24个相关的QTL,贡献率变幅在7.35%~39.30%。其中正常条件下检测到13个相关的QTL位点,分布在第1、2、3、5、6、10、12染色体上;干旱胁迫条件下检测到11个相关的QTL位点,分布在第1、3、5、7、10、12染色体上。2种条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同处理条件下相关性状的遗传机制不同。此外,在第1染色体上的RM472~RM104存在控制苗高、苗高生长速率、根长、根长苗高比多个性状的QTL,并且此区间在2种处理条件下能重复检测到控制苗高位点。     

河北省地方水（陆）稻品种耐逆性研究

对河北省地方水（陆）稻品种耐逆性进行了鉴定,并在此基础上分析了耐寒性、耐旱性、耐盐性种质分布情况。对耐性频度较高的耐寒性、耐旱性从水、陆稻,熟期,不同稻作区等方面进行了详细研究。结果表明：耐寒、耐旱品种频度高、强度大,耐寒品种高达86.44%,高耐率23.53%;耐旱品种为48.77%,高耐率31.65%;耐盐性品种仅为6.46%,并且无高耐性和耐性品种。耐寒品种频度水稻高于陆稻,各熟期类型分布频度接近,随纬度增加、经度西移和温热条件降低而增加;耐旱性品种频度和强度均是陆稻高于水稻,早稻早熟耐性频度最高,其余熟期比较接近,河北省东北地区高,西北及冀中库淀地区低。     

水稻耐低磷种质资源的筛选、鉴定指标

选用3个耐低磷水稻基因型99011、508和99112及1个低磷敏感基因型99056，采用土培试验，分别进行了苗期及全生育期水稻耐低磷指标的统计分析和磷营养含量的研究。结果表明，在供试土壤有效磷含量为2～4 mg/kg的土壤上，水稻苗期耐低磷筛选的适宜磷用量为35 mg/kg，全生育期鉴定以50 mg/kg为宜。苗期筛选以相对分蘖率为主要指标     

半定量RT-PCR方法研究microRNA393在旱处理后的孕穗期水稻叶片和穗部的表达情况

microRNAs是新近发现的一类具有重要功能的小分子RNA.研究表明,一些miRNAs与植物抗逆反应相关.本文使用半定量RT-PCR的方法,研究了miR393在旱处理后的孕穗期水稻叶片和穗部的表达情况.结果发现,miR393在胁迫后的叶片和穗部表达上调.同时也发现,miR393在胁迫前后穗部的表达略高于其在叶片中的表达.实验结果也表明,半定量RT-PCR适用于分析miRNAs的表达.