不同水直播方式水稻植株抗倒特性研究

为研究不同水直播方式水稻植株倒伏的差异,在稻麦两熟制下,以2个常规粳稻(常农粳7号、超级稻南粳44)和2个杂交粳稻品种(甬优2638、甬优7号)为试材,设置水直播点播和条播2种方式,于齐穗后30 d,研究了不同直播方式高产水稻植株地上部分各节间抗倒伏能力的差异,并对倒伏指数、抗折力与茎秆主要物理性状进行相关分析。结果表明,条播方式水稻倒伏比例较大,水稻植株基部第2,3节间抗折力和弯曲力矩,点播方式显著高于条播方式;条播方式倒伏指数显著较高。点播方式水稻株高、重心高度高于条播方式,但相对重心高度低于条播方式。点播方式水稻基部第1,2节间长度显著小于条播方式,基部3个节间的茎秆内径长均显著高于条播方式,除基部第1节间外,基部第2,3节间外径长和茎壁厚度点播方式显著高于条播方式。点播方式基部第1,2节间单位节间干质量显著高于条播方式。上述茎秆性状在不同类型品种间有较大差异。直播水稻茎秆的抗折力和倒伏指数与水稻茎秆基部节间长、茎壁厚、节间充实度等性状密切相关。点播方式水稻具有基部节间短而粗、茎壁较厚,且充实度好的特点,是其抗倒伏能力强的直接原因。     

小麦抗倒伏茎秆形态指标及QTL分析

为明确小麦茎秆基部第2节形态及结构特征与抗倒伏关系,发掘抗倒伏关键茎秆形态指标及数量性状基因座位点(QTL)。以120份RILs家系为研究材料,分别测定2020,2021年茎秆强度及基部第2节间长度、茎粗、壁厚、纤维素含量和木质素含量等指标,开展多元回归分析,并结合55K SNP芯片进行QTL定位分析。结果表明,茎秆强度与基部第2节间茎粗和壁厚呈显著或极显著(P<0.01)正相关(P<0.05),与基部第2节间纤维素含量和木质素含量呈极显著正相关(P<0.01)。多元回归分析表明,基部第2节间纤维素含量是影响小麦茎秆强度的关键指标。基于55K芯片关联分析结果,在1A、1D、2B、2D、4D、5A、5B、5D和7B等染色体上共检测到19个与茎秆性状相关的QTLs,解释了7.67%～65.33%的表型变异。在1D染色体上,与标记AX-110771095和AX-109431570连锁的QTL位点同时控制基部第2节间长、壁厚及纤维素含量3个性状,解释了7.96%～10.76%的表型贡献率。     

我国水稻半矮秆性状与抗倒伏育种研究获得新进展

<正>近年来,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所李来庚研究组与湖南亚华种业科学研究院杨远柱团队合作,发现了一个新的特异调控水稻茎秆基部节长度的基因,该基因在培育水稻半矮秆性状,提高抗倒伏能力,增加大面积水稻产量方面显示了重要的应用价值。SV14S是一个在水稻育种上被广泛应用的温敏不育系,它的茎秆基部节间显著缩短,显示良好的抗倒伏能力。李来庚研究组通过遗传分析发现,该茎秆基部节间缩短是由单一基因控制的     

常用杂交中籼亲本抗倒伏特性评价及改良

以生产上应用的10个恢复系和7个不育系为材料,以倒伏指数为主要评价指标,对生产上应用的杂交中籼亲本的抗倒伏特性进行了测定和评价,并分别分析了恢复系和不育系抗倒伏能力的动态变化以及倒伏指数与茎秆性状的关系。结果表明：杂交稻亲本的抗倒伏能力存在差异,恢复系以9019和黄华占的抗倒伏能力最强,不育系则以安农9054S和Ⅱ-32A为好;恢复系基部第1节间倒伏指数与株高呈显著相关,与基部节间长、壁厚和单位节间干重多呈显著或极显著相关;壁厚、单位节间干重与倒伏指数多呈显著或极显著负相关;不育系基部第1节间倒伏指数节间长和壁厚相关系数较大,多呈显著相关。通过研究笔者认为,改良恢复系要适当控制株高,缩短基部节间长度、增加茎秆的充实度;而不育系改良的重点在缩短基部第1节间长度和增加茎秆的充实度。     

杂交水稻茎秆形态学优势性状与抗倒伏能力研究

以茎杆粗壮型海南野生稻S和安仁籼稻、R199、武育粳、R215及其配制组合F1为材料，研究杂交水稻茎秆形态学优势性状与抗倒伏能力的关系，结果表明：海南野生稻s的茎秆基部抗折断能力较强，基部节间结构较优，株高和茎杆长度合理，基部伸长节间较短、充实度高，是一个茎秆物理性状良好、抗倒伏能力强的光温敏核不育系材料；以海南野生稻S为母本与安仁籼稻、武育粳、R199和R215所配制的组合F1茎秆基部抗折断能力和充实度、基部伸长节间粗度、横切面面积和茎壁厚度等性状明显优于其父本并袁现出一定的平均优势或超亲优势，株高较父本明显增加，但基部伸长节间长度较父本短，具备抗倒伏性较强的生物学基础。     

插秧密度对寒地粳稻抗倒伏能力的影响

以穗重型水稻品种东农425和穗数型水稻品种东农427为试验材料,通过密度处理构建不同稻作群体,研究寒地粳稻不同稻作群体条件下水稻茎秆各节间长度、株高、穗长、重心高度、各节间茎粗、茎壁厚度、节间基部到穗顶的长度和鲜重的变化及对茎秆基部第1,2,3(N1, N2,N3)节间的杭折力、弯曲力矩和倒伏指数的影响。结果表明:随着插秧密度的增加,水稻的株高增加,重心高度上移,穗长变短,茎粗变细,茎壁厚度变薄;倒伏指数与茎秆第1,2伸长节间长度呈极显著正相关,与基部茎杆粗度、茎壁厚度呈极显著负相关。通过减少第1和第2伸长节间长度,适当增加茎秆粗度、厚度,降低重心高度,增加穗长,可以提高水稻植株的杭倒性。杭倒伏能力品种间存在差异,穗数型水稻品种东农427的杭倒伏能力强于穗重型水稻品种东农425。     

三江平原不同玉米品种茎秆特性比较与抗倒伏品种筛选

为明确三江平原抗倒伏玉米品种的茎秆特性,筛选出优良的抗倒伏玉米品种,本研究以‘L38P05’、‘先玉1219’、‘德美亚3’、‘A6565’、‘C2235’、‘J6518’、‘迪卡556’、‘P5697’、‘中单859’和‘垦沃6’10个玉米品种为试验材料,比较不同玉米品种的倒伏情况、产量表现和茎秆形态特征、力学特性及其与倒伏的相关性。结果表明,玉米的株高、穗位高、穗高系数、节间抗折断力与倒伏率无显著相关关系,不适宜作为评价玉米植株抗倒伏能力的形态指标和力学指标;基部节间的茎粗系数、穿刺强度、压碎强度可作为抗倒伏玉米品种筛选的依据,测定第2～第4节间更有意义。该区域正常年份下,基部2～5节间平均穿刺强度80 N/mm2以上和第2～第4节间平均压碎强度390 N/mm2以上的玉米品种具有较强的抗倒伏潜力。综合各品种的倒伏情况、茎秆性状和产量,筛选出适合三江平原机械化种植的优良抗倒伏玉米品种为‘德美亚3’、‘先玉1219’、‘C2235’和‘迪卡556’。     

不同缓控释尿素处理对水稻抗折力及产量的影响

为探明缓控释尿素对水稻倒伏及产量的影响,以辽宁省内广泛推广的水稻品种美锋9和辽粳3为试验材料,采用大田试验,围绕植株茎秆性状、物理特性、化学成分含量和稻米品质等指标研究不同缓控释肥处理对水稻个体和群体稻谷产量及品质的响应。结果表明,两品种在处理2和处理5时的群体产量较对照均增加7%以上,增产效果显著;使茎秆基部N1节间变短,株高有所降低;茎粗、茎壁厚、茎鞘干质量均极显著增加;茎秆干质量增加,充实度加强。结果表明,改善叶片配置,合理控制茎粗而注重提高壁厚和充实度以保证茎秆抗折力和输导能力,可保证植株较好的抗倒伏性能,进一步提高水稻产量;随着茎秆基部节间显著缩短、穗下节间显著变长,茎鞘的K、Si含量极显著增加,N含量显著降低。抗倒伏能力增强,生产力提高;由于茎秆物理性状的改善及化学成分的差异导致茎秆综合抗折力明显提高,倒伏指数降低。     

水稻结实期茎秆结构的变化动态及其与抗折力矩的关系

以抗倒能力不同的11个水稻品种为材料,研究茎秆结构特征以及其与抗折性的关系.结果表明：结实期各节间穗后30d的抗折力矩最小,越靠近茎秆基部的节间的抗折力矩越大.水稻基部第2节间的茎壁厚度对茎秆抗折性影响较大,增加茎壁厚度能有效防止水稻倒伏;茎壁厚度与外径的比值从齐穗后15d到45d变化幅度较小,相对于齐穗期显著升高.相关分析的结果表明,茎秆壁厚与抗折力呈显著正相关.     

水稻抗倒伏特性及其与茎秆性状的相关性研究

以22个中籼稻品种(组合)为对象,研究了水稻倒伏的敏感期和敏感节位,及倒伏指数与茎秆性状的相关性.结果表明:水稻的倒伏敏感期是在齐穗后21～28 d,敏感节位是基部第一个伸长节间;相关分析和通径分析表明倒伏指数与节间长、基部节间到穗顶的长和基部节间至穗顶的鲜重呈极显著正相关,与基部节间外径、基部抗折力、基部节间壁厚、单位节间干重和秆形指数呈极显著负相关.抗折力对倒伏指数的负向直接作用最大,其次是单位节间干重.说明改善水稻茎秆的质地结构、增加基部节间的充实度是提高水稻的抗倒伏能力的关键.     

喷施多效唑对谷子农艺性状及抗倒伏力的影响

倒伏是谷子“高产、优质、高效”综合生产目标的限制因素之一。为了研究喷施多效唑对谷子抗倒伏力的影响,本试验以‘晋谷21号’和‘张杂谷5号’为研究材料,采用随机区组设计,苗期叶面喷施150、300、600、1200 mg/L多效唑,清水作对照,收获期分别测定谷子茎秆机械强度和产量。结果表明请将涂成黄色的内容改成用实验数据支撑的实验结果：随施药浓度的增加,谷子株高逐渐降低,伸长节间数和节间长度逐渐减少,节间增粗增厚,抗倒伏能力逐渐增强。与对照组相比,300 mg/L多效唑处理‘晋谷21号’和‘张杂谷5号’株高分别降低14.12%和22.10%,节间数分别减少1.2和0.8,其中N3节间节长分别减小1.70cm和2.20cm,茎粗分别增大0.61mm和0.44mm,茎壁厚度分别增大0.64mm和0.29mm,抗倒伏能力分别增强24.79%和47.55%,产量分别增加1.12 kg/hm2和1.27 kg/hm2。苗期叶面喷施300 mg/L多效唑有利于形成基部节间短而粗,茎壁厚度大,茎秆充实程度好,抗倒伏能力强的株型,进而提高其产量。     

水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间相关分析

选用抗倒性不同的4个粳稻品种分析水稻抗倒性与茎秆形态性状和化学成分含量间的关系。结果表明,抗倒能力强的品种的物理强度和抗倒伏指数大于抗倒能力弱的品种,不同抗倒类型品种间基部1、2节间长度、短轴直径、大维管束数目和物理强度比其它特性有更大的差异;灌浆过程中茎秆的物理强度和抗倒伏指数与节间长度呈极显著的负相关,与基部茎粗呈极显著的正相关,与硅、钾和可溶性糖含量呈正相关。抗倒能力强的品种茎秆硅钾糖含量较高,缩短节间长度,增加茎粗以及提高茎鞘中的钾、硅及可溶性糖总量尤其是灌浆后期茎秆的钾、硅总量等将有利于提高水稻茎秆的物理强度和抗倒伏指数,进而有利于提高水稻的抗倒伏能力。     

一种水稻全包穗突变体的发现及初步分析

从恢复系T893群体中得到一全包穗突变体,通过鉴定与分析,探讨水稻全包穗性状的遗传基础与生理机制,发掘水稻新的功能基因;对全包穗突变体的农艺特性、遗传基础、幼穗分化Ⅳ-Ⅷ期茎秆激素含量及对赤霉素敏感性进行了初步分析;突变体具有全包穗特性,并表现茎秆节间缩短,植株矮化,每穗颖花数减少,花粉育性部分降低;遗传分析表明突变体包穗性状受1对隐性基因控制;突变体与T893茎秆内源激素含量比较：突变体幼穗分化Ⅵ期、Ⅷ期时的GA4含量较野生型低,ABA含量高,IAA和Z的含量无显著差异;幼穗分化末期突变体对赤霉素反应钝感;初步研究表明,突变体的产生与水稻茎秆内源激素合成及代谢途径变化有关。     

30%矮•烯微乳剂对水稻茎秆理化特性的调控

寒倒伏是限制地水稻高产潜力充分发挥的因素之一。试验以垦稻12为材料,于水稻拔节初期叶面喷施30%矮·烯微乳剂,研究其对水稻茎秆形态建成、物质积累及产量构成因素的调控作用。结果表明,30%矮·烯微乳剂1.2 L hm^-2处理,能够显著缩短茎秆基部第1、第2节间的长度,增加基部节间粗度;显著缩小茎秆细胞宽度,增强细胞排列紧实度;改善茎秆的抗折性,茎秆弯曲折断强度和径向压缩强度比对照分别提高152.4%和82.5%;显著提高水稻齐穗期茎秆基部节间的碳氮比和灌浆后期茎秆中纤维素、半纤维素和木质素含量,显著降低处于固定伸长期的第2节间GA₃含量;改善水稻产量构成因素,提高了产量。综上所述,30%矮·烯微乳剂有利于提高水稻茎秆的抗倒伏能力,增加水稻产量。     

一个新的水稻脆秆突变体bc17的鉴定及基因定位

利用重离子辐照武运粳7号(Wuyunjing 7,wyj7)获得一个脆秆突变体bc17(brittle culm 17),该突变体脆性特征仅在茎秆中表现,叶片正常,并且茎秆脆性在抽穗后开始表现,随着成熟度的增加脆性特征逐渐显著。农艺性状分析表明,该突变体生长发育受到影响,株高显著低于野生型,分蘖数减少以及结实率降低。茎秆和叶片生化成分测定显示,与野生型相比,bc17茎秆和叶片的纤维素含量分别降低22.70%和18.67%,半纤维素含量分别升高45.76%和31.36%。bc17茎秆的抗折力、拉伸力均显著低于野生型,表明茎秆的机械强度发生改变。组织解剖学观察发现,bc17茎秆的厚壁细胞孔隙变大,结构疏松,细胞数目减少。遗传分析表明,bc17的脆秆特征受单隐性核基因控制。利用图位克隆技术将bc17基因精细定位于水稻第7号染色体162 kb区域中,生物信息学分析表明可能是一个新的水稻脆秆基因,为揭示水稻细胞壁合成分子机制的研究提供重要的材料支撑。     

水稻脆茎突变体cef2的鉴定及基因定位

水稻脆茎突变体是一种重要的种质资源,物理诱变是创建脆茎突变体的一个有效途径。利用重离子辐照扬粳113(yj113)获得一个脆茎突变体cef2,该突变体脆茎特征在抽穗后开始表现,随着成熟度增加脆性特征更为明显。农艺性状分析表明突变体的分蘖数和结实率比野生型显著增加,具有更好的产量潜力。茎秆和叶片的成分测定显示,与野生型相比,cef2突变体茎秆和叶片细胞壁的纤维素含量分别降低24.2%和37.8%,半纤维素含量分别升高18.9%和37.6%,茎秆可溶性糖的含量在抽穗后逐渐降低,成熟期降低了33.6%。cef2茎秆抗折力比野生型减小,减小的程度随着成熟度变化而增加。遗传分析表明,cef2突变体的脆茎特征受单隐性基因控制。利用分子生物学技术将cef2基因定位于水稻第3染色体上SSR标记RM3586和RM487之间,连锁距离分别为5.6 c M和1.4 c M。这些结果为进一步解析cef2脆茎突变性状的分子机理奠定基础。     

利用CRISPR/Cas9技术创制水稻红褐色颖壳突变体

颖壳颜色在杂交水稻色选机械化制种上具有重要的应用价值。水稻红褐色颖壳基因 RBH1 是一个编码肉桂醇脱氢酶(Cinnamyl alcohol dehydrogenases 2, CAD2)的基因,是木质素合成途径的关键酶,其功能突变会产生红褐色颖壳表型。为了研究红褐色颖壳突变材料在色选机械化制种中的应用价值,本研究采用CRISPR/Cas9 技术敲除了籼稻骨干恢复系‘R498’中的 RBH1 基因,获得了多种不同突变方式的敲除突变材料,所有纯合突变株系的茎秆和颖壳都表现为红褐色,选取其中 3 种突变方式(KO1～KO3)进行进一步研究。相比于野生型‘R498’,敲除植株 KO3 叶片和茎秆中木质素含量显著下降,纤维素和半纤维素显著升高。农艺性状调查结果发现,无转基因成分的 3 个敲除突变株系(KO1～KO3)的株高、穗长、结实率、粒长和千粒重比‘R498’显著降低,但是‘R498’和敲除突变体分别与三系不育系双 1A 的杂交组合 F₁的农艺性状无显著差异。虽然敲除突变体自身的多数农艺性状变差,但不影响杂交组合的农艺性状及产量。因此,利用基因编辑技术敲除恢复系材料中...     

化学调控对高密条件下玉米抗倒性能的影响

增加种植密度作为玉米产量提升的重要途径,同时会带来群体郁闭、倒伏等问题,又在一定程度上制约着产量提高。为了探明高密群体不同化学调控方式对玉米茎秆抗倒伏性状的影响,选用近年来表现较好的高产潜力品种‘迪卡159’作为试验材料,设8.5×10~4、9.5×10~4、10.5×10~4株/hm~2 3个种植密度和8展叶1次化控(T1)、7+8展叶2次化控(T2)以及清水对照(CK) 3个试验处理,测定了茎秆农艺性状和抗倒力学性状,结果表明,化学调控降低了玉米植株的株高、穗位高、基部节间长和第2～5节位的节间干物质重,增加了基部第3～5节位的节间周长和第1～5节位的单位节间长干物质重,以上变化在不同化控处理间存在差异。8.5×10~4～9.5×10~4株/hm~2时,一次化控可取得较好的调控效果,10.5×10~4株/hm~2时则需两次化控才能取得明显的调控效果。茎秆抗倒力学性状与农艺性状密切相关,逐步回归分析表明,在化控条件下,单位节间长干物质重对茎秆穿刺强度及压折强度的影响最大,可以作为植株化控抗倒伏效果检验的重要农艺指标。     

水稻多蘖矮杆突变体htd7(t)的遗传分析与基因定位

分蘖是水稻最重要的农艺性状之一,其决定水稻的最终产量。多蘖矮杆突变体htd7(t)是粳稻品种‘日本晴’经350 Gy 的60Co-γ射线辐射处理后产生的突变体。为了克隆HTD7(t)基因,将htd7(t)与‘9311’配制正反杂交组合进行遗传分析发现,htd7(t)多蘖矮杆性状是受1 对隐性核基因控制。利用SSR分子标记将HTD7(t)初步定位在第11 染色体分子标记RM21 与RM254 之间,遗传距离分别为5.6 cM和3.2 cM。利用已经公布的水稻基因组数据,在该基因附近新发展了13 对InDel 标记,对HTD7(t)进行精细定位。根据定位结果构建覆盖HTD7(t)基因的BAC 重叠群,最终将HTD7(t)定位在InDel11-3 和InDel11-5之间的64.8 kb的物理距离内。     

种植方式对杂交籼稻植株抗倒伏特性的影响

为探讨机械化播栽方式对杂交籼稻植株抗倒伏能力的影响,以F优498为材料,在大田进行了以种植方式为主区、穴苗数为副区的裂区试验,种植方式包括机直播、机插和手插3种,穴苗数分低苗和高苗2个处理。在齐穗后30 d,调查植株茎鞘物理性状、力学和抗倒伏特性,并分析茎鞘性状与抗倒伏特性的相关性。结果表明: (1)不同种植方式之间水稻倒伏指数差异极显著,手插稻最低,机插稻最高,机直播稻介于二者之间。这种差异主要与节间折断弯矩有关,N₁–N₄节间折断弯矩与节间粗度和厚度、秆型指数、比茎重、节间干重、断面模数和弯曲应力都呈显著或极显著正相关,与节间长度呈显著或极显著负相关;基部节间的植株折断弯矩变异较小,且低位节间的弯曲力矩显著高于高位节间,这是水稻植株基部第1、第2节间易倒伏的主要原因。(2)手插稻基部节间短,茎粗壁厚,秆型指数、茎鞘充实度和弯曲应力高,最终表现为植株折断弯矩和抗倒伏能力强;机插稻群体大,个体生长受抑制,倒伏指数大。为构建合理的群体结构,以机械化播栽稻每穴3~4苗、手插稻每穴2苗,有利于相对实现高产与抗倒的协调。