温度对不同水稻品种糙米镉(Cd)含量的影响

本研究以不同早晚稻品种为试验材料,重点研究温度对不同耐镉型水稻品种糙米镉含量的影响,以期为不同耐镉型水稻品种糙米Cd积累的影响机理提供一定科学依据。结果表明,对于4种不同耐镉型品种,早晚稻稳定型品种在不同温度下糙米镉含量的变化幅度均明显低于变异型品种,早稻的变异型品种(S6)在不同温度与处理时期间差异达5.29倍,分别比稳定型品种S1、S5、S4增加67.4%、12.8%、181.4%,晚稻变异型品种(K11)的差异达4.04倍,分别比稳定型品种K2、K33、K7增加50.2%、78.8%、160.6%。综合多个试验品种糙米镉含量表现可见,分蘖期及灌浆期是温度影响水稻对镉吸收的敏感时期;生育前期低温处理及生育后期高温将促进水稻籽粒对镉的积累。     

水分管理对水稻镉吸收的影响

以晚稻品种玉针香和湘晚籼12号为供试材料,研究了3种水分灌溉方式(W1,长期淹水灌溉;W2,湿润灌溉;W3,阶段性湿润灌溉)对水稻糙米镉含量的影响。结果表明,在水稻生长的3个关键时期(分蘖期、灌浆期、成熟期),各部位镉含量、富集系数均以W3处理最高,W1处理最低;玉针香糙米镉含量W1处理分别比W2、W3处理低56.52%和66.67%,且W1处理与W3处理间存在显著差异;湘晚籼12号糙米镉含量W1处理分别比W2、W3处理低65.22%和52.94%,但各处理间差异不显著。可见,长期淹水灌溉是一项能够有效降低糙米镉含量的农艺措施。     

不同基因型水稻籽粒对镉积累的差异

以6个水稻品种为试材,设置5个土壤镉浓度处理的盆栽试验,对水稻糙米中重金属镉的积累进行了研究。在不同浓度的Cd处理下,水稻糙米中Cd含量在品种间存在显著差异,而且不同水稻品种的籽粒对土壤中重金属镉的敏感性不同。结果表明,重金属镉低积累水稻品种的筛选应在土壤镉含量相近的土壤上进行。     

夜间增温对灌浆期高温胁迫下小麦干物质及灌浆特性的影响

为了解灌浆期高温胁迫下小麦生产力对不同阶段夜间增温的反应,以对温度敏感性不同的两个小麦品种扬麦18(春性品种)和烟农19(半冬性品种)为试验材料,采用可移动塑料增温棚,于2021-2022年对小麦进行不同阶段夜间增温[分蘖期-拔节期增温(W_T-JN)、拔节期-孕穗期增温(W_J-BN)和孕穗期-开花期增温(W_B-AN)]及灌浆期高温胁迫处理,比较分析了不同处理下小麦干物质积累及灌浆特性的差异。结果表明,W_T-JN和W_J-BN处理主要通过缩短小麦播种-开花的时长,延长灌浆期天数,增加花前干物质转运量、花后干物质积累量和花后干物质积累贡献率,进而提高了开花期和成熟期干物质积累量;促进了干物质在成熟期穗轴+颖壳和籽粒中的积累,降低了小麦茎鞘+叶片中的积累量,增产3.08%～7.62%。灌浆期高温胁迫显著降低了两个品种的产量,而与灌浆期高温胁迫处理(NH)相比,W_T-JH和W_J-BH处理增产1.21%～6.05%。与不增温处理(NN)相比,在W...     

水稻植株镉积累分配的差异

采用盆栽土培法，研究了高镉型与低镉型水稻品种植株镉积累、分布的差异。研究表明，两类型水稻品种根系与茎鞘镉含量差异不显著，糙米镉含量差异最大，达极显著水平。低积累型品种根系、叶片镉积累小于高镉型品种，但差异不显著，而其茎鞘镉积累量、茎鞘镉与植株镉总量比值都大于高镉型水稻品种。这可能是低镉型水稻品种糙米锅吉量极显著小于高镉型品种的主要原因。     

水稻对镉的吸收和转运的分子机理

日益严重的稻田镉污染威胁着中国生态安全和食品安全,培育低镉积累品种以降低稻米镉含量或者培育耐镉品种以用于植物修复是治理稻田镉污染的理想手段,阐明植物对镉的吸收和转运的分子机理是培育低镉品种和耐镉品种的前提。综述了水稻等植物对镉的吸收和转运的生理机制以及镉吸收、转运、隔离及外排过程中参与的各种镉诱导转运蛋白功能的研究进展有利于低镉积累水稻品种的培育,并促进水稻作为植物修复模式植物在降低土壤镉污染的生态治理中的应用。     

不同镉积累型水稻品种苗期镉积累及转运变化特征

稻米镉污染成为国家和社会广泛关注的问题,为了解不同水稻品种对土壤中镉离子的吸附特性,本研究通过水培试验分析了不同镉积累型水稻品种(高镉积累品种:玉针香、天优华占;低镉积累品种:湘晚籼12号、金优59)在苗期的镉吸收及转运时间动力学特征。结果表明,4个品种苗期根系和地上部的镉积累时间动力学特征均符合米氏方程,根系和地上部分的α值均表现为高镉积累品种大于低镉积累品种;镉胁迫72 h之后各品种镉总累积量表现为玉针香金优59天优华占湘晚籼12号,其中高镉积累品种天优华占苗期累计量未达到饱和状态。4个品种镉转运速率随着胁迫时间延长均呈显著下降趋势,72 h后表现为高镉积累品种大于低镉积累品种。相关分析表明,参试品种根系镉含量、地上部分镉含量及根部向地上部的镉转运速率三者之间均呈显著正相关关系。可见,水稻高、低镉积累特性的显现具有一定的时限性,其中,以湘晚籼12号等为代表的低吸收、低转运品种类型在镉污染田块种植具有较高应用价值。     

蔗糖减缓水稻灌浆期高温对同化物转运抑制作用的原因分析

以早籼稻浙辐802及其近等基因系fgl为材料,采用盆栽试验,于籽粒灌浆期在人工气候箱进行高温处理10 d(40℃/30℃,昼夜),研究高温下喷施蔗糖溶液对水稻结实率、千粒重和干物质积累及分配的影响。结果表明,籽粒灌浆期高温胁迫对结实率的影响较小,但千粒重显著下降,其中,浙辐802下降的幅度显著高于fgl。蔗糖在一定程度上可减轻高温胁迫对水稻粒重及同化物转运的抑制作用。高温下,蔗糖处理的千粒重显著高于对照,籽粒面积、周长及长度均高于对照。高温下,蔗糖对水稻植株同化物积累影响不大,但显著提高同化物在穗部的比例,即高温下蔗糖处理穗部干物质积累比例显著高于对照。鉴于此,笔者认为,蔗糖减轻籽粒灌浆期高温胁迫抑制的作用,主要在于影响同化物转运而不在于干物质积累。     

不同水浆管理对再生稻产量与镉积累转运的影响

以Y两优9918为供试品种，比较研究了长期淹水与间歇灌溉对头季和再生季产量与镉积累转运的影响。结果表明，间歇灌溉显著提高水稻有效穗数和千粒重，使头季稻增产6.35%，再生季增产23.33%，两季合计增产11.83%。灌溉方式对再生季产量各节位贡献的影响不大。间歇灌溉显著提高土壤有效镉含量、头季与再生季植株各器官镉含量，且成熟期各器官镉含量增幅有差异，头季表现根>茎>穗>叶，而再生季镉含量增幅较大的器官为稻桩、茎和穗，根、叶镉含量增幅相对较小。间歇灌溉显著提高头季和再生季的颖壳与糙米镉含量，但再生季糙米镉含量增幅小于头季稻。灌浆中期—成熟期为再生季穗镉积累的最主要生育阶段，再生季颖壳与糙米镉含量随节位降低而提高。水分管理对头季与再生季各时期器官镉转移系数的影响存在差异，再生季茎、叶、穗与稻桩镉转移系数一般以间歇灌溉处理较大。     

灌浆期高温下外源喷施2,4-表油菜素内酯对浙禾香2号产量及品质的影响

为明确水稻灌浆期高温下喷施2,4-表油菜素内酯（2,4-epibrassinolide, EBR）对水稻产量构成因素及品质的影响,以优质稻品种浙禾香2号为试验材料,在灌浆期进行15 d高温（HT）和适温（NT）处理,同时喷施浓度为0.15 mg/L的EBR和相同浓度的油菜素内酯合成抑制剂油菜素唑（Brassinozole, BRZ）,以喷施相同量的清水为对照。结果表明,灌浆期高温处理显著降低浙禾香2号的结实率,但对粒重的影响较小;高温处理降低稻米的加工品质、外观品质和食味品质;高温下外源喷施EBR能够显著提高浙禾香2号的产量、糙米率和整精米率,显著降低垩白粒率、垩白度和蛋白质含量。试验结果为进一步明确EBR缓解水稻高温热害的效应提供理论基础。     

不同镉浓度处理下水稻植株镉含量变化及其镉调控相关基因表达分析

以地上部镉含量不同的籼稻和粳稻品种各6个为材料,采用水培试验,设置6个镉浓度,研究了不同浓度镉处理对不同水稻品种植株生长、镉含量和相关重金属转运蛋白基因表达水平的影响。结果表明,镉胁迫对水稻生长有抑制作用,表现为苗高、地上部干物质量和叶绿素含量下降。在不同镉浓度处理下,植株根部和地上部的镉含量存在显著的基因型差异,植株中镉从根部向地上部的转运可能是水稻品种间以及籼粳亚种间地上部镉含量差异的主要原因,根部镉的吸收量影响较小。在0.50到2.00mg/kg的高镉处理梯度间,部分水稻品种地上部出现镉积累饱和现象(镉含量增加较少,部分水稻品种地上部镉含量甚至显著降低);在此镉浓度处理下,OsNRMAP1、OsIRT2和OsNAS2的表达水平显著上调,这可能与植株对镉的吸收调节作用相关。     

小麦茎部镉积累性状全基因组关联分析及优异位点挖掘

小麦镉（Cd）污染日益加重,严重威胁食品安全和人类健康,培育和应用低镉积累品种是降低镉污染小麦风险的最有效途径之一,通过分子标记辅助手段可加快低镉积累特性小麦的筛选和培育。本研究选用175份小麦种质材料,种植于陕西省镉中度污染农田,对灌浆初期小麦茎部镉含量、镉富集系数和转运系数进行聚类分析,筛选出10个低镉积累特性种质。同时利用小麦660K单核苷酸多态性（SNP）芯片,通过3种模型对茎部镉含量、生物富集系数和转运系数进行全基因组关联分析,共鉴定到33个相关遗传位点,其中28个是新的SNP位点。针对茎部镉含量和转运系数3A上的2个主效QTL,开发了KASP标记,并在验证群体中明确了其准确性和实用性。基于基因注释和同源基因比对,预测了10个基因可能直接参与小麦镉积累转运相关生物过程;其中TraesCS3A02G289200基因是一个热休克转录因子,它在水稻中的同源基因（OsHsfA4a）被验证能够提高水稻对镉的耐受性。10个低镉积累特性种质及相关基因可用于小麦耐镉污染育种及有效分子标记开发。     

不同生育期灌水对水稻生长及产量的影响

不同生育期蓄水试验结果表明,植株高度以全程灌水处理为最高,水稻营养生长发育期灌水能促进植株增高;灌水处理对水稻植株分蘖能力具有抑制作用;孕穗期的叶绿素含量灌水处理都要高于对照,而成熟期对照的叶绿素含量高于灌水处理;全程灌水产量最低,分蘖期到孕穗期灌深水产量次之,而返青期到分蘖期灌深水对产量的影响最小。初步结论为:通过蓄水充分利用自然雨水进行水稻抗旱栽培是可行的,蓄水时期以返青期到分蘖期与孕穗期到抽穗期为宜。     

水稻-再生稻体系干物质积累及氮磷钾养分的吸收利用

【目的】 阐明水稻-再生稻体系的干物质积累及氮、磷、钾养分吸收利用规律,为其科学施肥提供理论依据。【方法】 通过2年的田间试验,以深两优5814为材料,在养分供应充足的条件下,于水稻关键生育期(分蘖期、幼穗分化期、孕穗期、齐穗期、灌浆期、完熟期)进行取样,测定各器官的干物质量及氮、磷、钾养分含量,计算养分积累量,研究头季稻和再生稻干物质积累和氮、磷、钾养分吸收积累动态及分配、转运规律。【结果】 头季稻总干物质积累量在整个生育期表现为“慢-快-慢”的增长趋势,茎、叶干物质快速积累期分别在分蘖-齐穗期和孕穗前,增长量分别占其最大积累量的81.1%和43.8%,且茎、叶的干物质积累量在灌浆-完熟期之间没有明显降低;从齐穗期至灌浆中期是穗的干物质快速积累期,在此期间增加的干物质积累量占总量的58.8%。再生稻的总干物质积累呈“S”形曲线,茎、叶的干物质积累量分别在灌浆期和齐穗期达到最大;头季稻桩的干物质积累量从头季收割后呈下降趋势。养分吸收结果显示,头季稻氮的总积累量以及茎、穗两个器官的氮素积累量的变化规律与其干物质积累量相似,磷和钾的总积累量在灌浆后期降低;茎和叶的各养分积累量分别在齐穗期和灌浆期达到最大。头季收获后,头季稻桩的氮、磷和钾养分积累量表现为下降的趋势,茎和叶的养分积累量先增加后减少,穗的养分积累量则表现为不断增加。从齐穗期到完熟期,各器官的氮转运量表现为叶>茎>头季稻桩,磷转运量表现为茎>头季稻桩>叶,钾转运量表现为头季稻桩>叶>茎。【结论】 头季稻孕穗期至灌浆中期是其干物质和养分的快速积累期,从头季收获至再生季齐穗期间是再生稻干物质及养分积累的关键时期,头季稻桩中的养分会在头季收获后转移至再生器官中。满足头季稻抽穗灌浆期间的养分需求,及时补充再生芽萌发生长期间的养分供应是水稻-再生稻体系高产的基础和保障。     

秩次分析法在低镉水稻品种筛选中的应用

以参加湖南省低镉水稻品种筛选试验的31个早稻品种为材料,将这些品种种在15个盆栽试验环境点,获得稻米镉含量数据,使用非参数统计方法-秩次分析法,对参试品种的稻米镉含量及其稳定性进行综合分析与评价,以筛选具有稳定低镉性状的早稻品种。结果表明,品种v20(两优早17)和v23(株两优706)属于稻米低镉性能和镉含量稳定性均较好的品种,适合一般污染区大面积种植;秩次分析法适用于低镉水稻筛选试验中品种低镉性能和镉含量稳定性评价,是一种实用、可行的数据处理方法。     

施镁对花后高温胁迫下小麦干物质积累转运和籽粒灌浆的影响

为明确镁对小麦花后高温胁迫的缓解效应,采用人工气候室模拟增温的方法,研究了灌浆期高温胁迫(昼/夜32/22℃)下施镁(0、10和20kg·hm~(-2))对小麦花后干物质积累转运的影响及其与籽粒灌浆的关系。结果表明,灌浆期高温胁迫显著降低了小麦籽粒的灌浆速率、粒重和产量,施用镁肥提高了小麦籽粒灌浆速率和产量。高温胁迫降低了小麦花后干物质积累量、花前干物质转运量、转运率和收获指数,施镁对花后干物质积累和转运量及收获指数有显著正效应。高温胁迫下施镁提高了植株干物质积累量及在籽粒中的分配比例,从而提高了灌浆速率和粒重。孕穗期施镁能有效缓解花后高温胁迫对小麦植株的伤害,有助于籽粒灌浆和产量的形成。     

江华县重金属镉污染农田控制技术初探

试验于2018年在江华县桥头铺镇下蒋村进行,早稻以低镉品种株两优819、株两优189及当地主栽品种株两优08为供试材料,晚稻以低镉品种金优59、湘晚籼12号和当地主栽品种五优103为供试材料,研究不同降镉技术对重金属镉污染农田稻米镉含量的控制效果。结果表明:种植低镉水稻品种可以降低稻米镉含量,成本较低;采用“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰”处理、“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰+土壤钝化剂/叶面阻隔剂”处理可以明显降低稻米镉含量50%~80%。说明“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰”控制技术能够有效降低稻米中镉的含量。     

水稻分蘖期干旱锻炼对幼穗分化期高温下穗发育和产量形成的影响

【目的】明确分蘖期干旱锻炼对幼穗分化期高温下水稻穗发育和产量形成的影响,并探究其生理机理。【方法】以两优培九(热敏感型)和汕优63(耐热型)为材料,在盆栽条件下设置全生育期淹灌和分蘖期干旱锻炼、幼穗分化期适温和高温共四种水分和温度处理组合,研究干旱锻炼对高温胁迫下水稻颖花分化与退化、花粉活力、颖花育性、颖花大小、产量及穗生理特性的影响。【结果】与淹灌相比,在适温下干旱锻炼对两个品种产量无显著影响,但高温下干旱锻炼后两优培九和汕优63的产量分别显著提高了54.0%和20.1%,这主要是因为结实率和千粒重显著提高。与淹灌相比,幼穗分化期高温下,分蘖期干旱锻炼显著增强两优培九颖花过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性,降低了丙二醛含量,其花粉活力和颖花育性分别显著提高了26.0%和39.0%。与适温相比,全生育期淹灌下,高温显著降低了两个品种的颖花大小和总颖花分化数。与淹灌相比,分蘖期干旱锻炼显著提高了幼穗分化期高温下两品种穗非结构性碳水化合物含量和颖花细胞分裂素(反式玉米素+反式玉米素核苷)含量,两个品种颖花长、颖花宽和总颖花分化数平均显著增加了3.2%、4.4%和15.0%。【结论】分蘖期干旱锻...     

两种籽粒镉含量不同水稻的镉吸收转运及其生理效应差异初探

以籽粒镉(Cd)含量不同的两个水稻品种为材料,采用水培和盆栽试验,研究了水稻不同生育期Cd吸收转运,生理效应对籽粒Cd浓度的影响.盆栽试验结果表明,在Cd含量为1.57 mg/kg的上壤中,中香1号(A16,低Cd 品种)和IR65610-38-2-4-2-6-3(A54,高Cd品种)糙米中Cd含量分别为0.88和0....     

不同降镉措施降低水稻籽粒中镉积累的效果

为了解不同降镉措施对镉轻度污染农田土壤的治理及降低水稻糙米镉含量的效果,为污染农田安全利用提供技术支撑,在浙江省桐庐县江南镇和瑶琳镇各选择镉轻度污染农田开展了不同用量石灰调控pH降低水稻镉积累、施用腐殖质型土壤调理剂+钙镁磷肥降低水稻镉积累、施用等量不同土壤改良剂降低水稻镉积累、石灰与叶面阻控剂配合施用降低水稻镉积累和不同土壤改良剂+叶面阻控剂组合降低水稻镉积累等5个比较试验。结果表明,糙米Cd含量随石灰用量的增加而下降,以中量为宜(300 kg/667 m²);施用钙镁磷肥的降镉效果优于腐殖质型土壤调理剂;降酸—腐殖质型土壤调理剂和降酸—黏土矿物型土壤调理剂对降低糙米Cd含量均有明显的效果,但其效果略低于石灰或钙镁磷肥;仅喷施叶面阻控剂可降低糙米Cd含量,但糙米Cd含量仍超过食品卫生标准;叶面阻控剂与腐殖质型土壤调理剂、粘土型土壤改良剂、钙镁磷肥与石灰配合施用能有效降低糙米Cd含量,达到安全生产的目的。