水稻根系育种研究进展

水稻(Oryza sativa L.)根系对水稻的生长发育及产量形成具有至关重要的作用.根据目前水稻根系育种的研究现状,分析了水稻根系育种对提高产量、改变形态特征和生理特性的重要性,并对其研究前景进行了分析和展望.     

水稻根系育种研究进展

水稻（Oryza sativa L.）根系对水稻的生长发育及产量形成具有至关重要的作用。根据目前水稻根系育种的研究现状,分析了水稻根系育种对提高产量、改变形态特征和生理特性的重要性,并对其研究前景进行了分析和展望。     

水稻花时调控研究进展

花时调控对水稻(Oryza sativa L.)生产具有积极意义。上午提早花时是避免水稻开花期遇高温引起颖花不育的有效措施之一,而不育系与恢复系的花时同步是水稻杂交制种获得高产的重要条件。总结了遗传因素、环境条件和植物激素对水稻花时的影响,探讨了花时调控的机制,提出了花时研究中今后应重点关注的问题。     

播种量对少蘖型水稻群体光合作用的影响

以少蘖型水稻(Oryza sativa L.)品种为研究对象,选择人工撒播播种方式,设置了2(Z1)、3(Z2)和4kg/667 m2(Z3)3种不同的播种量,研究不同播种量对水稻生理生态指标的影响。结果表明,分蘖数随播种量增加而递减。光合作用方面,在孕穗期,随着播种量增加,高密度群体净光合速率显著降低,Z3和Z2处理比对照Z1分别减少34.08%和9.44%;在齐穗期,高密度群体Z3和Z2处理净光合速率显著低于对照Z1,Z3和Z2分别比Z1降低9.50%和6.70%,表明高密群体具有较强的自身调节能力。建议少蘖型水稻品种直播可以通过增加密度的方式获得高产。     

冷浸田改良对水稻根系发育及产量的影响

以湖北省咸宁市的冷浸田为试验对象,集成不同改良措施形成一整套技术模式,通过田间试验研究冷浸田改良技术集成效果。以常规技术模式(CK)为对照,研究微肥技术模式(T1)和暖田技术模式(T2)对冷浸田水稻(Oryza sativa L.)根系发育、干物质含量和产量的影响。结果表明,T1和T2可以促进水稻根系生长发育,增加干物质含量,增加根冠比,提高水稻产量;与CK相比,T1增产12.98%,T2增产21.42%。综上所述,冷浸田集成改良措施能够增强根系形态发育,提高水稻干物质含量,达到显著增产;其中,T2通过集成挖沟排水措施降低冷水浸滞的影响,增产效果优于T1。     

机械旱直播播种密度对水稻群体光合和产量形成的影响

通过调整2BD-10型水稻精量穴直播机自带播种挡位,设置D14、D16和D18 3个播种密度处理进行旱直播,考察水稻(Oryza sativa L.)群体光合和产量形成的规律.结果表明,D16实际产量达到10 345kg/hm2,分别较D14和D18的产量提高4.7％和13.9％;D14和D16的茎鞘物质输出率(EPMSS)分别比D18的低30.1％和33.2％,茎鞘物质转换率(TPMSS)分别比D18的低65.9％和53.4％;齐穗以前,D18顶叶保持较高的叶绿素SPAD值和净光合速率,但叶面积指数(LAI)和有效穗数显著低于D14和D16的,自孕稳期至收获期D14的LAI均保持7.0以上,群体透光度较差;与D14和D18比较,采用D16播种密度进行机械旱直播,水稻群体可获得足够的有效穗数,有利于光合物质积累,田间产量更高.     

水分胁迫对水稻光合机理损害的探讨

水分胁迫条件下,水稻叶片光合速率的下降是由于气孔效应和非气孔效应共同作用的结果。非气孔效应则是RuBisco活性及RuBP再生速率下降所致,同时由于光合电子传递受抑而影响了光合磷酸化的正常运转。     

花粉管介导的转抗冻蛋白基因(AFP)水稻

低温和冷害在世界范围内广泛发生,对水稻的产量和品质造成严重影响。创造和培育具有强耐低温特性的水稻品种,对提高水稻产量具有重要的意义。本研究将从胡萝卜中克隆的抗冻蛋白基因(AFP)构建到植物表达载体pB I121(pB I121∶AFP)后,利用花粉管通道法将其转入籼稻品种NR158,获得了转基因后代。对T3代和T4代转基因植株的苗期耐冷性鉴定和PCR鉴定结果表明,部分转基因植株后代已经整合并且AFP基因得到了表达,获得了不同程度的耐低温性。     

镁水耦合对寒地水稻品质的影响

在黑龙江庆安水利试验站,以水稻(Oryza sativa L.)龙庆稻3号为试验材料,采用随机区组法,以负压式土壤湿度计监测土壤水势,研究镁水耦合对寒地水稻品质的影响,以期为优质高产栽培提供理论依据和技术支持。结果表明,龙庆稻3号垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量和米饭食味评分镁肥与水分间存在互作反应。与对照相比,镁肥施用后龙庆稻3号的垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量和蛋白质含量均降低,米饭食味评分值提高;与常规水分管理相比,以-15~-20 k Pa为控水下限的水分管理的龙庆稻3号的整精米率提高,垩白粒率、垩白度和米饭食味评分值均降低。以-15~-20 k Pa为控水下限同时施用镁肥的处理,龙庆稻3号稻米的商品品质(加工和外观品质)最好;以常规水分管理同时施用镁肥的处理,龙庆稻3号稻米的营养食味品质较好。     

两系杂交水稻C两优系列组合的高产根系特征

【目的】揭示两系杂交水稻C两优系列组合的高产根系特征及根系与产量之间的关系。【方法】用两用核不育系C815S配制7个杂交组合,以汕优63为对照,对其根系形态和生理特性及其与产量的关系进行了研究。【结果】C两优系列组合的根系干重、不定根条数、不定根总长、根系总体积、发根力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积和根系a-NA氧化量显著高于对照汕优63。相关分析表明,抽穗期根系干重、不定根条数、不定根总长、根系总吸收面积、根系a-NA氧化量及灌浆期和乳熟期的发根力与单株产量呈极显著或显著正相关。逐步回归表明,抽穗期的不定根数量和根系a-NA氧化量是影响水稻高产的主要因素,可作为水稻高产栽培和水稻品种遗传改良的可靠指标。【结论】C两优系列杂交组合在整个生育期内比汕优63具有发达的根系和较强的根系活力,保证了其营养元素和水分的吸收,从而为高产奠定了基础。尤其是在生育后期仍保持较强的根系活力及地下部与地上部的和谐关系是其高产的重要原因。     

转C4基因水稻的生理表现

以C3水稻原种(WT)和C4玉米为材料,研究了转PEPC+PPDK+ME基因水稻(PKM)的C4光合酶活性、不同光温条件下光合参数和水分利用效率、活性氧代谢等指标。结果表明,PKM水稻饱和光合速率介于WT和C4玉米之间,稍偏向玉米,而水分利用效率与WT接近。由于玉米C4基因的导入,PKM水稻高表达了相关的C4光合酶。在高光和高温条件下,PKM水稻光合速率比原种提高55%以上。另外,虽然PKM水稻光合速率增加,但蒸腾速率亦升高,因此PKM水稻的水分利用效率略有增加,偏向原种。在光氧化条件下,PKM水稻耐光氧化能力进一步增强。     

不同施肥水平对水稻生育进程中功能叶光合性能及水势变化的影响

采用盆栽试验法测定了3种施肥水平对嘉育948和G7两个籼稻品种(系)从拔节期到成熟期叶片水势及其组分和叶色值、叶绿素荧光参数Fv/Fm与Fv/Fo及光合速率等光合生理特性变化的影响,结果表明:两品种的叶色值和叶绿素荧光参数在抽穗后总体呈下降趋势,但提高肥力水平可延缓其下降速度;嘉育948在高肥条件下后期光合速率下降减缓,而G7在中肥条件下可维持其光合速率在整个生育进程处较高水平。两品种(系)叶片水势均表现先升后降的相似变化趋势,但提供相应的营养水平可维持其在灌浆期处较高水平。叶片水势及其组分与光合特性的回归分析表明,嘉育948叶片光合生理指标主要受叶片水势的正向调节;G7除光合速率受叶片水势正向调节和渗透势负向调节外,其余光合生理指标则受叶片水势和压力势正向调节,说明叶片水势对光合特性及衰老的影响存在基因型差异。     

Response of Gas Exchange and Water Use Efficiency to Light Intensity and Temperature in Transgenic Rice Expressing PEPC and PPDK Genes

Aiming to controvert whether the photosynthetic capacity of transgenic rice expressing C4 genes is enhanced, with the C3-type untransformed rice （WT） and maize （a C4 plant） as controls, the activity of C4 photosynthetic enzymes, gas exchange parameters and water use efficiency （WUE） under different light intensities and temperatures, the stable carbon isotope ratio （8-3C） value and the metabolic index of active oxygen as well as plant yield parameters were determined in transgenic rice carrying the PEPC and PPDK genes （CK） in this study. The results showed that the light-saturated photosynthetic rate of CK was intermediate between that of WT and maize, with a slight bias towards that of maize. Under a high light intensity （1 200 μmol m^-2 s^-1） and high temperature （35℃）, CK still exhibited higher photosynthetic capacity, while the Gs decreased. The WUE of CK was only slightly increased, and was similar to that of WT. The δ13C value indicated that CK functioned as a C3 plant. In addition, the tolerance to photo-oxidation and grain yield of CK was enhanced by sprayed with NaHSO3. In conclusion, CK possesses higher photosynthetic productivity under the conditions of high photon flux density （PFD）, high temperature and spraying with NaHSO3 solution, thereby providing a new technical approach and physiological basis for constructing C4-like rice.     

低pH和铝毒胁迫对华南水稻品种根形成及其生长的调节效应

我国华南地区土壤为红壤,呈酸性,磷素缺乏和铝毒胁迫共存,是影响该地区水稻产量的重要限制因素。以华南地区主栽水稻品种粤香占及耐铝对照品种日本晴为材料,采用简单钙溶液培养方法,研究了供试材料种子发芽期及幼苗期对酸性条件和铝胁迫的反应,旨在探明粤香占的耐铝性特点。结果表明,在种子萌发过程中,Al显著抑制种子根的形成和生长(F=123.84, P<0.000 1),但粤香占与日本晴种子根形成初期对铝溶液的敏感性差异不显著。培养液梯度pH (pH 3.5, 4.5, 5.5, 65, 75)的实验表明,初生根长05 cm的幼苗在0.5 mmol/L CaCl2的不同pH溶液培养24 h后,幼苗根长的生长量随着溶液pH的降低而显著变短(F=70.01, P<0.000 1)。两个品种的耐铝性对不同Al浓度表现出显著差异(F=25.71, P<0.000 2),日本晴的耐铝性明显优于粤香占。在简单钙溶液培养条件下,50 μmol/L Al浓度可作为不同品种耐铝性的鉴定浓度。在不同Al处理时间的实验中,无Al的对照溶液中的幼苗根伸长量(CRE)和Al处理溶液中的根伸长量 (SRE)都随着培养时间的延长而增长,但是日本晴的相对根伸长量(RRE)显著大于粤香占;且随着培养时间延长,RRE愈小。对根尖铝含量测定结果表明,利用苏木精染色法的定性测定与用原子吸收光谱法的定量测定结果一致,即随着处理溶液中铝浓度的增加,幼苗根尖铝含量随之增多;与日本晴比较而言,粤香占根尖铝积累量更大。上述结果表明粤香占为铝敏感品种。     

水稻矮秆基因克隆研究进展

矮秆是水稻育种中最重要的农艺性状之一,对增强水稻抗倒伏性、提高水稻产量有重要作用。综述了水稻矮秆基因的分类,并从参与油菜素内酯、赤霉素、独角金内酯、生长素等生物合成或信号传导途径方面阐述了水稻矮秆基因的克隆情况,为矮秆突变基因在水稻育种中的应用提供理论依据。     

硅介导稻瘟病抗性的生理机理

【目的】稻瘟病是水稻生产主要的病害之一,每年造成严重的产量损失。研究表明,施用硅肥作为一种环境友好型病害防治措施,在增强植物抗病性中起重要作用,但其作用机理还不完全清楚。本文旨在探讨硅处理对水稻稻瘟病的抗性效应及生理作用机理,为稻瘟病的有效防治提供理论依据和实践指导。【方法】选用稻瘟病广谱感病品系CO39（不含已知抗稻瘟病基因）及其近等基因系C101LAC(Pi-1)（抗病品系）为试验材料,设置（1）不加硅不接种（Si-M-）、（2）加硅不接种（Si+M-）、（3）不加硅接种（Si-M+）和（4）加硅接种（Si+M+）等4个处理,通过光照培养箱控制生长条件,用Hoagland营养液进行水培试验,研究施硅对稻瘟病的控制效果,以及对水稻根系和叶片中硅、酚类物质、水杨酸、乙烯及H2O2含量的影响。【结果】施硅显著降低两个水稻品系的稻瘟病的发病率和病情指数。抗病品系C101LAC(Pi-1)的稻瘟病的发病率和病情指数明显低于感病品系CO39。施硅后,两个水稻品系的根、茎、叶中的硅含量都显著增加,地上部的硅含量明显高于根部。稻瘟病菌侵染条件下,加硅显著降低两个材料叶片中的总酚含量,对根系中的总酚含量没有显著影响。不接种稻瘟病菌情况下,加硅对第3天叶片中总酚含量没有显著影响,而显著降低了第7天叶片中的总酚含量,两个水稻品系表现一致。对两个品系水稻品种来说,根系中的总酚含量明显低于叶片中的总酚含量。稻瘟病菌侵染条件下,加硅显著降低两个材料叶片中的木质素含量,对根系中的木质素含量没有显著影响。不接种稻瘟病菌情况下,加硅显著增高了CO39叶片中的水杨酸含量,而对于C101LAC(Pi-1),加硅只在第3天显著增高了叶片中的水杨酸含量。接种稻瘟病菌后,施硅使CO39在第3天叶片中的水杨酸含量显著增高,而对C101LAC(Pi-1)没有显著影响。在两个品系的根系中都没有检测到水杨酸。接种稻瘟病菌后,施硅显著降低了两个水稻材料叶片和根系中的乙烯含量。不接种稻瘟病菌情况下,叶片中乙烯含量极低,加硅显著降低了CO39第3天根系中乙烯含量,而对于C101LAC(Pi-1),加硅后,第3天和第7天根系中乙烯含量都显著降低。加硅显著降低两个材料叶片中H2O2的含量,而显著增加了根系中H2O2含量。对两个品系水稻品种来说,根系中的H2O2含量明显低于叶片中的。【结论】施硅能显著增加水稻对稻瘟病的抗性,改变植株体内的生理代谢状况,调节植物体内酚类物质的含量,并通过诱导信号物质如水杨酸、乙烯、H2O2等的变化来提高水稻植株对稻瘟病的抗性。     

水稻栽后前期根系与地上部增重模型及相互关系

以"冈优22"、"Ⅱ优162"和"K优047"为材料,通过裂区试验设置不同种植方式研究了水稻秧苗移栽后根系与地上部增重模型及其相互关系。结果表明:秧苗移栽至拔节期,根系增重和地上部干物质积累均呈指数模型增加,根系模型的相关指数在0.98以上,地上部模型的相关指数在0.94以上。地上部干重与根重间存在极显著的线性相关关系。根冠比在移栽后开始上升,至栽后10~15 d时达到最大值,然后下降,呈单峰曲线。3种种植方式中,免耕高留茬抛秧地上部和根系干重均最低,移栽后前期生长最慢,但根冠比要高于常耕插秧处理。3个品种中,"冈优22"根系和地上部干物质积累量最高,"Ⅱ优162"的根冠比最大。