水稻穗部性状的QTL分析

水稻穗部性状与产量关系密切。以粳稻品种日本晴和一个大穗籼稻材料H71D为亲本构建F₂群体,于2011和2012年分别以172个单株和138个单株,对穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、总粒数、穗着粒密度等5个穗部性状进行QTL定位。以LOD≥3为阈值,两年共检测到38个QTL,其中2011年21个,2012年17个,2年重复检测到的QTL为4个,占总数的10.5%。5个性状之间大都具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多相同或紧密连锁的QTL,效应值较大的QTL易于在不同群体和不同环境中被重复检测到。检测到的QTL为进一步进行元分析和精细定位打下了基础,也为通过分子标记辅助选择提高产量提供了有用信息。     

幼穗分化期喷施表油菜素内酯（epi-BR）对水稻穗部性状的影响

以5个水稻品种为材料,在水稻幼穗分化的苞分化期（T1）、枝梗分化期（T2）、颖花分化期（T3）、花粉母细胞形成及减数分裂期(T4)和花粉充实完成期（T5)分别喷施低浓度（C1：0.005mg/L）、中浓度（C2：0.010mg/L）和高浓度（C3：0.015mg/L）的表油菜素内酯（epi-Brassinosteroid,简写为epi-BR）,研究其对水稻穗部性状的影响。结果表明,喷施不同浓度的epi-BR后,穗长和穗粒数均显著高于对照（CK）,穗长不同浓度epi-BR处理间差异不显著,穗粒数C2、C3处理间差异显著。施用不同浓度的epi-BR对一次枝梗结实率的影响未达显著水平,但中浓度的epi-BR可显著提高二次枝梗结实率,进而显著提高整穗的结实率。喷施epi-BR可显著降低千粒重（包括一次枝梗和二次枝梗千粒重）,且epi-BR浓度越高,降低千粒重的效果越明显。喷施epi-BR可显著降低着粒密度,且低浓度epi-BR和中浓度epi-BR的降低效果比高浓度epi-BR更为明显。在幼穗分化的不同时期喷施epi-BR后对穗长的促进效果T4>T1>T5>T3>T2,对穗粒数的促进效果T1>T3>T2>T4>T5,对结实率的促进效果以T4时期施用最为明显,对枝梗数和千粒重性状的影响不同施用时期间差异不大,施用时期越延后降低着粒密度的效果越明显。epi-BR的施用浓度与施用时期间具有互作效应,本研究针对不同穗部性状的调控效果,确定了效应最大时的施用浓度与施用时期组合。     

幼穗分化期喷施细胞分裂素(CTK)对水稻穗部性状及株型性状的影响

以6个水稻品种为试验材料,分别在幼穗分化的苞分化期(T1)、枝梗分化期(T2)、颖花分化期(T3)、花粉母细胞形成及减数分裂期(T4)和花粉充实完成期(T5)喷施低浓度(C1,5mg/L)、中浓度(C2,10mg/L)、高浓度(C3,20mg/L)的细胞分裂素(cytokinins,CTK),研究其对水稻穗部性状及株型性状的影响。结果表明,幼穗分化的不同时期喷施不同浓度的CTK后,穗长、二次枝梗结实率和穗结实率极显著高于对照,不同浓度CTK处理间差异不显著。穗粒数以低浓度CTK处理最高,其他处理与对照差异不显著。喷施CTK可极显著或显著降低千粒重(包括一次和二次枝梗千粒重)和着粒密度。幼穗分化期喷施不同浓度CTK后,剑叶基角、倒二叶基角、倒三叶基角、倒二叶长、倒三叶长和倒三节长极显著高于对照。在幼穗分化的不同时期喷施CTK后,对穗长的促进效果T1时期喷施极显著高于后4个时期喷施,对穗粒数的促进效果处理T1>T5>T4>T2>T3,对结实率的促进效果以T4时期施用最为明显,T3时期施用着粒密度的降幅最大。CTK的施用浓度与施用时期间具有互作效应,针对不同穗部性状的调控效果,确定最佳的施用浓度与施用时期组合。     

水稻穗颈维管束数与穗部性状关系的研究

籼粳亚种间Ｆ２群体穗颈大维管束数与穗颈小维管束数、１次枝梗数、１次枝梗粒数、２次枝梗数、２次枝梗粒娄和每穗粒数均呈显著或极显著的正相关;穗颈小维管束数与１次枝梗数、２次枝梗数、２次枝梗粒数和每粒数亦呈极显著的正相关;每穗粒数主要由２次枝梗粒数决定,而２次枝梗粒数主要由２次枝梗数决定,穗颈大、小维管束数和１次枝梗数通过２次枝数影响每穗粒数;穗颈维管束数主要受遗传因素控制,环境条件的影响相对较小,此外     

暗直播栽培对水稻穗部性状及产量的影响

采用大田小区对比试验方法,探讨了暗直播栽培方式对水稻产量及穗部性状的影响。初步试验结果表明,与普通水稻直播(CK)比较,暗直播水稻实收产量增加9.89%;稻穗一次枝梗实粒数、二次枝梗数、着粒数、实粒数分别增加3.97%,19.6%,18.51%和18.06%;主轴实粒数和结实率下降7.55%和4.99%;全穗的总枝梗数、总粒数、实粒数和单穗重增加10.64%,9.3%,8.50%和8.18%。数据分析结果表明,暗直播稻穗二次枝梗的枝梗数、总粒数和实粒数的增加,是水稻产量增加的主要原因。说明暗直播栽培方式可以扩大水稻库容量,实现水稻增产,在生产实践中具有良好的应用价值。     

土壤水势下限对寒地水稻穗部性状和产量的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了水稻返青至成熟期进行-8~-10kPa 的间歇控水对寒地水稻穗部性状及产量的影响。控水处理增加了垦稻12号的穗长;增加了两品种的单穗重;增加了两品种上、中部一次枝梗数和上、中部二次枝梗数,降低了两品种下部二次枝梗数。减少了两品种收获的每穴穗数,且垦稻12号的穗数降低达到极显著水平;增加了两品种的穗粒数、结实率;增加了垦鉴稻5号的千粒重,降低了垦稻12号的千粒重;增加了垦鉴稻5号的经济产量,降低了垦稻12号的经济产量。     

增施腐殖酸及减量施肥对盐碱地水稻穗部性状与产量的影响

基于盐碱地土质差、水稻产量低的问题,开展增施腐殖酸及减量施肥对水稻穗部性状与产量影响的研究。采用二因素完全随机设计,盆栽试验,共计12个处理,每个处理16盆,3次重复,设置腐殖酸3个水平,施肥量4个水平。结果随着腐殖酸施用量的增加,垦粳7号穗部性状中穗重、穗长、每穗一次枝梗数、一次枝梗穗粒数、二次枝梗结实率明显增加,一次和二次枝梗千粒重明显降低,理论产量明显增加,A2、A3较A1分别增加2.45、4.97g/穴;减量施肥对穗部性状影响不明显。腐殖酸通过增加垦粳7号穗粒数和每穴穗数,从而增加水稻的理论产量;随着腐殖酸施用量的增加,千粒重随之下降;减量施肥通过增加垦粳7号每穴穗数和穗粒数,B3理论产量较B2和B4分别高出0.90、1.29g/穴,从而保证理论产量。因此,增施腐殖酸及减量施肥通过增加垦粳7号每穴穗数与穗粒数提高和保证理论产量。以腐殖酸A3（31.68g/盆）配合B3（常规用肥量减量20%）组合即可保证理论产量,又可降低肥料使用量。     

旱作播期对不同基因型玉米品种穗部性状的影响

通过在旱作情况下对15个玉米品种不同播期的穗部性状进行分析,结果显示:播种早有利于百粒重、出籽率的提高,但不利于穗粗的增加.对多数品种而言,出籽率、百粒重与产量呈显著正相关,穗长、穗粗与产量的关系较小,但不同熟期品?种反应不同.京单28、ZX 584等中熟、中早熟品种,对播期相对不严,产量较高,在山区可以5月底到6月上旬播种,平原区6月底播种.利用中熟、中早熟品种播期灵活的特点来适当延后播种,使降水与需水关键期尽量吻合,不但可以节约大量水分,同时也保证了获得较高产量.     

灌浆结实期低温弱光复合胁迫对稻米品质的影响

近年来,南方水稻抽穗灌浆期低温寡照天气发生频率明显增加,为探明其对稻米品质的影响,在水稻灌浆结实期不同时间段(1~7d、8~14d、15~21d、22~28d、29~35d)设置低温弱光复合胁迫(LW)、单一弱光(WN)、单一低温处理(LN)和常温常光(NN)4个处理,研究低温弱光复合胁迫对稻米加工品质、外观品质、蒸煮食味品质、RVA谱特征值等的影响。结果表明,不同处理方式间的垩白米率、垩白大小和垩白度均表现为LW>LN>WN>NN,且灌浆结实期各阶段的复合胁迫均较对照NN差异极显著或显著,除了2016年灌浆结实1~7d的垩白度外,灌浆结实21d内的复合胁迫与单一弱光、低温差异也显著或极显著,单一胁迫低温、弱光在灌浆结实21d内较对照NN差异极显著或显著,其中单一低温与弱光在部分处理下差异达显著水平,灌浆结实21d后,复合胁迫与单一弱光、低温部分差异显著,弱光与低温无显著差异。不同处理间的糙米率、精米率和整精米率均表现为NN>WN>LN>LW,其中,灌浆结实21d内,复合胁迫及单一低温、弱光较对照NN差异极显著或显著,灌浆结实21d后,部分时间段差异显著或极显著。低温弱光复合胁迫及单一胁迫对加工品质影响程度按大小依次为整精米率、精米率、糙米率,且灌浆结实21d内处理的影响大。对蒸煮食味品质,低温弱光复合胁迫极显著或显著降低了稻米的直链淀粉含量、胶稠度、外观、黏度和食味值,显著或极显著提高了蛋白质含量和硬度,单一胁迫低温、弱光表现与复合胁迫相同的影响,且灌浆结实21d内,除2016年的胶稠度,单一低温、弱光较对照NN差异显著或极显著,单一低温、弱光较复合胁迫差异也多显著或极显著。从水稻RVA谱特征值来看,低温弱光复合胁迫及单一胁迫造成稻米的峰值黏度、热浆黏度与崩解值下降,最高黏度、消减值与峰值时间上升,除灌浆结实29~35d的崩解值外,复合胁迫较对照NN差异达极显著或显著水平,部分指标的低温、弱光较对照NN差异也达显著水平。总之,灌浆结实期各时间段的低温弱光复合胁迫及单一胁迫造成稻米品质不同程度下降,且以灌浆结实21d内复合胁迫的影响较大。     

RAPD-PCR系统优化用于对水稻穗型性状的分析

本实验优化了RAPD-PCR体系,并用于对重组自交系F12群体中随机挑选直穗水稻和弯穗材料进行分析.结果表明,优化的RAPD-PCR体系可用于多态性分析,从100条随机引物中筛选到7条对模板DNA扩增出了具有重复性较好、清晰、稳定、多态性高的谱带,优化后的RAPD-PCR系统可望应用于对直穗和弯穗这一对性状的分析.     

北方粳稻不同品种产量及其与穗部性状相关性研究

研究北方超级稻沈农265和沈农6014的产量及其与穗部性状相关性的结果表明,沈农265和沈农6014产量水平较高.其中沈农265比对照品种辽粳294和辽粳371分别增产7.96%和14.16%,与二者的产量差异均达到了显著水平;沈农6014比对照品种辽粳294和辽粳371分别增产9.50%和15.80%,与它们的产量差异也达到了显著水平.虽然沈农265和沈农6014的千粒重和穗数较低,但可以通过保证较高的每穗粒数来获得高产.结实率与一次枝梗数、一次枝梗粒数、一次枝梗结实率、一次枝梗着粒密度、二次枝梗结实率、二次枝梗着粒密度呈显著或极显著的正相关.产量与着粒密度呈显著的正相关,而结实率与着粒密度的相关性不显著,表明遗传改良已经克服了着粒密度对结实性的不利影响,提高千粒重是超高产品种进一步高产的重要途径.     

几个不同穗型水稻品种籽粒灌浆特性的研究

为了揭示直立大穗型水稻品种穗上不同粒位籽粒的灌浆特性,以沈农265等5个不同穗型水稻品种为材料进行田间试验,用Richards方程W=A/(1+Be^-bt)^1/N对不同粒位籽粒的灌浆过程进行统计回归分析。结果表明,不同穗型品种不同粒位籽粒灌浆特性存在较大差异,直立穗型品种沈农265差异最大,相对一次枝梗籽粒和上部二次枝梗籽粒而言,中下部二次枝梗籽粒灌浆峰值低且达到峰值的时间晚,但是达到峰值后下降缓慢,因此籽粒增重曲线接近直线,最终粒重也与其他粒位接近。可见尽管供试的直立大穗型品种不同粒位籽粒灌浆存在比较激烈的竞争,但是中部和下部二次枝梗籽粒完全可以正常充实。     

花后低温对水稻籽粒灌浆与内源激素含量的影响

以籼粳杂交稻甬优538、甬优17和籼稻中浙优1号、粳稻浙粳88为材料,设置灌浆期不同时段低温处理,分析籽粒灌浆过程中内源激素含量的动态变化及其差异。结果表明,花后不同时段低温对籽粒灌浆的影响表现为前期>中期>后期,而中、后期与对照差异不大,且低温对甬优17、中浙优1号籽粒灌浆的影响大于对甬优538和浙粳88。花后前期低温显著降低甬优17号籽粒灌浆,延长灌浆时间,而甬优538与对照差异不明显。花后不同温度处理下供试品种内源激素含量变化存在一定差异,其变化与品种灌浆动态保持一致。花后前、中期低温明显降低甬优17号籽粒中IAA、ZR含量,显著增加GA3、ABA含量;而对甬优538显著下降GA3含量和略增加IAA、ZR含量,这可能是籽粒正常灌浆的主要原因。生产中可通过适宜的激素调控措施来提高水稻籽粒低温灌浆。     

水稻穗分化期高温胁迫对颖花退化及籽粒充实的影响

为明确水稻穗分化期高温胁迫对颖花退化和籽粒充实的影响,选用耐热性品种黄华占和热敏感性品种丰两优6号进行人工气候箱盆栽试验,于倒一叶心叶抽出时(花粉母细胞形成至减数分裂期)进行高温处理(10:00-15:00,40℃) 1 d、3 d、5 d、7 d、9 d,并以同时段适温处理(10:00-15:00,32℃)为参考,自然条件下生长的植株为对照(CK),分析不同持续天数高温对颖花退化、花器官发育和籽粒充实的影响。结果表明：(1)随着处理天数的增加,高温加剧颖花退化,与适温处理及CK相比,高温处理9 d黄华占颖花退化率增加45.8%和62.9%,丰两优6号颖花退化率增加81.7%和136.1%,丰两优6号增加幅度大于黄华占。(2)高温处理1~3 d降低花粉活力,5~9 d抑制花药充实。花药发育不良,花粉形成受阻是导致结实率显著下降的原因,两品种趋势一致。(3)高温处理缩短颖花长度,降低籽粒充实性,使千粒重显著下降,热敏感性品种丰两优6号下降幅度大于耐热性品种黄华占,籽粒充实在5 d以上高温处理下降显著。研究说明倒一叶生长时期高温胁迫影响穗生长发育,生产中需加强相应栽培措施的调控。     

豫南粳稻播期调整后抽穗灌浆期间温度变化 及对产量和品质的影响

分析了调整播种期后10个品种灌浆成熟期日均温的变化以及产量和稻米品质的变化，指出在豫南稻区调整播种期后粳稻产量增加和稻米外观品质变好的根本原因是灌浆期的温度条件更适宜于粳稻的灌浆结实，有利于产量形成和品质提高。     

不同生育时期低温处理对水稻品质的影响

为了研究吉林省水稻生育中后期低温对稻米品质的影响,对目前吉林省主要水稻栽培品种孕穗期、抽穗期和灌浆期的低温处理下主要营养物质的变化进行研究,进而对水稻生产栽培和抗性育种提供理论依据。根据吉林省水稻生产中后期的气候特点,对吉林省7个主要水稻栽培品种在孕穗期、抽穗期和灌浆期进行空气低温处理,分析不同生育时期低温与稻米品质之间的相互关系。结果表明,对稻米品质影响最大的时期是灌浆期,其次是抽穗期,最小的是孕穗期;同时,不同水稻品种间耐冷性具有明显差异,低温处理下同一品种3种营养物质含量在不同生育时期的差异与品种的耐冷性有一定的相关性,而同一生育时期3种营养物质的降低幅度之间却没有明显的相关性。因此,在水稻灌浆期采取相应的栽培管理措施对提高稻米的营养品质具有重要作用,同时选育优良的水稻品种是增强水稻耐冷性提高水稻品质的一种有效途径。     

脱落酸和氮磷钾肥喷施对孕穗期、灌浆期受渍小麦的缓解效应

探究脱落酸（ABA）与氮磷钾肥配合施用对生育中后期受渍小麦生理特性及产量的减缓调控作用,为化控调节小麦生长提供科学依据。2014-2015年通过大田试验,以郑麦9023为试验材料,在孕穗期、灌浆期各设置受渍10d的水分胁迫组,于渍水结束后,喷施复配化控试剂（0.05μmol/L ABA、2%尿素和0.3%磷酸二氢钾的混合液）,以受渍处理喷施清水的小区为对照（CK）,测定叶片膜脂过氧化参数,叶绿素、可溶性蛋白含量等,并考察植株生长状况及产量。结果表明,与CK相比,孕穗期、灌浆期受渍后喷施复配化控试剂,丙二醛（MDA）含量、可溶性糖含量和过氧化物酶活性显著降低;叶绿素、可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶活性显著上升。孕穗期受渍,复配化控溶液使产量提高的原因主要是粒数的增加;而在灌浆期受渍,产量的提高主要是粒重的增加和不孕小穗数的减少。孕穗期受渍喷施复配化控试剂与氮磷钾肥溶液,产量分别提高17.4%和13.4%;而在灌浆期,产量相应提高5.4%和4.2%。ABA和氮磷钾肥配合喷施可缓解孕穗期受渍小麦的生理伤害,促进产量提高。     

水稻穗结构的定量特征与虚拟表达的初步研究

连续观察了不同品种和不同氮肥处理条件下水稻穗结构,并对其进行了定量分析及参数化处理。结果表明,一次枝梗长与穗长之比随穗轴节位呈两次函数变化,不同品种类型之间的参数变异较大;一次枝梗上的二次枝梗数与一次枝梗长度呈线性变化;一次枝梗基本均匀着生于穗轴上,一次枝梗和二次枝梗的节间距离变化不大。进一步利用水稻生长模型输出的穗粒数和一次枝梗数分析了二次枝梗的空间分布。最后结合上述结构特征,进行了水稻穗结构的计算机模拟。     

孕穗期高温逆境对玉米杂交种的影响分析

为了筛选和分析耐高温逆境能力强的夏玉米品种,利用智能温室在玉米孕穗期模拟高温气象,研究分析孕穗期高温逆境对10个夏玉米杂交种的植株性状、穗部性状、花期、可育率和理论产量等指标的影响。结果表明,高温逆境使孕穗期玉米的株高和穗位高变高,抽雄期、吐丝期和散粉期滞后,抽雄至散粉间隔期缩短,雌雄间隔期延长,穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数、穗粒重、可育率和理论产量下降。通过对不同玉米品种在孕穗期高温逆境下的性状表现及其变化的差异分析和聚类分析,试验品种的耐高温热害能力由强到弱表现为：漯玉336>漯玉16>阳光98>郑单958>豫丰3358>先玉335>阳光99>漯青19>漯玉172>漯玉171。