水稻抽穗期QTL定位及遗传分析

以南粳35和N22杂交得到的F2群体为研究对象,通过构建遗传连锁图谱,对控制水稻抽穗期的QTL进行定位。利用Win QTLcart2.5软件共检测到7个控制水稻抽穗期的QTLs;分别位于第2、3、5、6、10和12染色体上,其中在第3染色体上检测到2个QTLs,每个QTL能够解释4.33%~18.12%的表型变异,其中q Hd-3-1对抽穗期表型贡献率最大。利用QTLNetwork2.0在第3和第5染色体上检测到有1对上位性QTLs,对表型的贡献率只有2.17%。进一步利用N22/南粳35//南粳35高代回交群体对q Hd-3-1功能进行验证,结果证明在南粳35背景下q Hd-3-1能明显缩短抽穗6 d,进一步证明q Hd-3-1是N22中控制抽穗期的一个主效QTL。     

水稻叶绿素含量的动态QTL剖析

为剖析水稻叶绿素不同时期的发育动态规律及其遗传机制,以沈农265和丽江新团黑谷的粳-粳交重组自交系为材料,对水稻分蘖期、抽穗期和成熟期的叶绿素含量进行动态QTL分析.共检测22个条件QTL和14个非条件 QTL,分布在第5条染色体以外的11条染色体上.控制分蘖期、抽穗期和成熟期叶绿素含量的条件QTL分别有5个、7个和10个;控制分蘖期-抽穗期和抽穗期-成熟期叶绿素含量的非条件QTL各有7个.进一步分析表明,在叶绿素含量动态发育的不同阶段,控制叶绿素含量QTLs的数目、效应及作用方式不同,反映出叶绿素生物合成过程的复杂性.与其他研究比较发现,定位在第1染色体 RM428-RM580区段、第3染色体RM426-RM514区段、第4染色体RM470-RM559区段、第8染色体RM408-RM25区段和第9染色体RM566-RM242区段的位点可以在不同群体和不同环境下稳定表达.其中,第3染色体上 qCT3a、qCH3、qCM3以及第9染色体qCT9、qCH9b和qCH9等区域是提高叶绿素含量的重要功能区.对这些区域开发稳定并易于检测的分子标记,可用于培育高产新品种     

氨基酸水溶肥施用模式对水稻氮素吸收和转运的影响

采用大田小区试验研究了不同时期喷施氨基酸水溶肥对水稻产量、氮素吸收和转运的影响。结果表明,氨基酸水溶肥浸种以及分蘖期、破口前5～7 d和抽穗期喷施氨基酸水溶肥处理(T3),秧苗期、破口前5～7 d和抽穗期喷施氨基酸水溶肥处理(T5),氨基酸水溶肥浸种以及秧苗期、分蘖期、破口前5～7 d和抽穗期喷施氨基酸水溶肥处理(T6)水稻产量较高,分别达8 355 kg/hm~2、8 259 kg/hm~2和8 313 kg/hm~2,较常规施肥处理(T1)显著增产7.2%、6.0%和6.7%。这可能与上述时期喷施氨基酸水溶肥能提高水稻千粒质量有关。与T1处理相比,各水溶肥施用组合均能显著增加齐穗期叶片、成熟期穗氮含量和分蘖盛期至齐穗期茎鞘氮素累积速率;T3、T5、T6处理显著增加齐穗期至成熟期叶片氮素转运量及氮素转运率,并提高水稻氮素回收利用率。水稻产量与抽穗前营养器官(茎鞘、叶片)氮素累积量、抽穗后叶片向穗的氮素转运量呈显著正相关关系。总之,通过施用氨基酸水溶肥增加水稻营养器官氮素积累量以及叶片氮素向穗转运,有利于提高水稻产量和氮素利用率,其中以秧苗期、破口前5～7 d和抽穗期喷施3次氨基酸水溶肥(T5处理)效果较好。     

不同播期直播稻氮素吸收、利用效率的差异

以中熟中粳、迟熟中粳和早熟晚粳3种类型具有代表性的4个水稻品种为材料,通过大田分期播种试验,对直播稻产量、氮素积累量、氮素吸收速率和氮素利用效率的差异及其之间的相互关系进行系统的比较研究。结果表明:随播期的推迟,产量呈显著或极显著的下降趋势,主要是由于每穗颖花数与结实率的下降,穗数与千粒重变化不大;拔节期植株含氮率表现为逐渐上升的趋势,抽穗期和成熟期均表现为逐渐下降的趋势;拔节期、抽穗期和成熟期的植株吸氮量均呈显著的下降趋势;拔节前氮素吸收总量呈逐渐下降的趋势,其占植株总吸收量的比例呈逐渐上升的趋势,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期的氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例均呈逐渐下降的趋势;播种至拔节期阶段的氮素吸收速率呈上升趋势,而拔节至抽穗期、抽穗至成熟期呈显著或极显著的下降趋势;氮素吸收利用率、农学利用率、生理利用率和偏生产力均呈不同程度的下降趋势。相关分析表明,产量与氮素吸收量、吸收速率及氮素利用效率的关系除拔节至抽穗期的氮素阶段吸收速率外均呈显著或极显著的正相关。在试验条件下,相对于迟播而言,直播稻早播的产量、各个时期的吸氮累积量、各个生育阶段的氮素积累量、拔节后的氮素吸收速率及氮素利用效率均较高。可见,直播稻早播有利于氮素的高效吸收和利用并取得高产。     

不同生态环境下水稻基因型氮素积累与利用特性

以日本和IRRI的7个水稻品种为材料,分别以武香粳9号和两优培九为对照,在江苏南京和云南丽江研究了不同水稻基因型氮素利用效率及其在不同生态环境下的变异规律.结果表明:丽江试点水稻成熟期氮素干物质生产效率和氮素收获指数显著高于南京点,但氮素稻谷生产率显著降低;丽江试点水稻抽穗前、抽穗至成熟及成熟期氮积累量显著高于南京试点,且氮素表观转运量明显提高,而氮素转运率在两生态点间无显著差异.     

利用BIL群体定位水稻抽穗期QTL及主效位点遗传效应分析

以南粳35和早抽穗品种N22构建的回交重组自交系(BIL)群体为研究材料,对控制水稻抽穗期的QTL进行定位,并利用高代回交群体对检测到的主效位点进行验证。结果表明:利用Win QTLcart 2.5软件共检测到4个控制抽穗期的QTL,分别位于第2、3、10和12染色体上,贡献率为8.25%~21.62%,其中qHd-2的效应值最高,可以解释21.62%的表型变异,随后用N22/南粳35//南粳35高代回交群体对qHd-2功能进行验证,在南粳35背景下qHd-2可以缩短抽穗4.2d,说明qHd-2是N22中控制抽穗期的主效QTL。     

株高对遗传群体水稻株系氮素吸收利用的影响

【目的】明确遗传背景相似、生育期相近的遗传群体水稻株高对氮素吸收利用效率的影响。【方法】在群体水培条件下,以遗传背景相似的染色体单片段代换系114个水稻株系为供试材料,依据株高将供试群体聚类分为A、B、C、D、E和F 6类,研究不同株高类型水稻产量、氮素吸收和利用的差异及其相互间的关系。【结果】（1）供试群体株高表现出差异较大但分布相对集中的特点;（2）随着株高的增加,不同类型水稻产量总体呈上升趋势,超高株系增幅更大;（3）随着株高的增加,不同类型水稻成熟期吸氮量呈明显上升趋势,在超高株高情况下表现更突出;（4） 水稻成熟期总吸氮量可以从全株含氮率与干物质生产量、抽穗前吸氮量与抽穗后吸氮量、单位面积穗数与单茎（穗）吸氮量、生长日数与吸氮强度4个方面进行解析。随着株高的上升,干物质生产量、抽穗期吸氮量、单穗吸氮量、吸氮强度均表现为上升趋势,但植株含氮率、生长日数类型间无明显差异,A-E供试群体范围内单位面积穗数和抽穗后吸氮量也无明显变化,F显著高于其他类型。进一步分析表明,各吸氮量构成因子对成熟期吸氮量的作用表现为：干物质生产量大于含氮率,抽穗前吸氮量大于抽穗后吸氮量,单穗吸氮量大于单位面积穗数,吸氮强度大于生长日数;（5）在A-E供试群体范围内,氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率变化较小,氮素收获指数总体呈下降趋势,F类供试群体这3个指标除氮素干物质生产效率略低外,均显著低于其他类型。可见,株高在正常变化范围（A-E类）内与增加到超高（F类）后,株高的改变对氮素吸收、氮素利用的影响有一定的差异。因此,不同株高范围内氮素营养改良的重点应作出相应的调整。【结论】在所有株系内增加株高使水稻成熟期氮素吸收能力显著提高,但氮素收获指数、氮素籽粒生产效率有所降低,在株高150 cm以上的在超高株系下这种趋势更突出。表明不同株高范围内,株高对氮素吸收、氮素利用的影响有所不同,为此在水稻氮高效遗传改良时应充分考虑到这个因素。     

播种量和氮肥运筹对直播杂交稻光合生产力及氮素利用的影响

在人工湿润直播条件下,以早熟杂交稻组合446A/518为试验材料,研究播种量和氮肥运筹对直播稻的光合特性、物质积累与转运和氮素吸收利用的影响,并探讨了光合指标与产量和氮素吸收利用效率的相关性。结果表明,增加播种量能提高拔节期叶面积指数,同时促进各时期氮素积累、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率,但抽穗后叶面积指数、SPAD值、光合速率和水稻物质积累与转运能力、氮素偏生产力和氮素利用率则表现为先增加后降低。从氮肥运筹方式来看,拔节期叶面积指数均以氮素穗肥比例40%下最大。S1、S2播种量下增加氮素穗肥比例有利于提高抽穗后叶面积指数,促进光合速率、干物质积累量和氮素积累,提高物质积累与转运能力和氮素吸收利用效率。而播种量增大到30.0kg/hm2时,氮肥适当前移更有利于水稻养分的吸收,并促进水稻物质积累与转运能力和提高氮肥利用率。相关分析表明,抽穗期光合作用速率和叶面积指数与产量和氮素吸收利用效率均表现为显著正相关。总之,播种量22.5kg/hm2,以氮素基肥、蘖肥和穗肥分别占40%、10%和50%的运筹方式能获得最佳产量,且具备较高的光合作用效率、干物质生产效率及氮素利用效率,为本试验最佳处理。     

不同基因型水稻氮效率与生育后期根系性状关系研究

以两优培九、扬稻6号、珍汕97B、香晚、猫牙、丝苗、Ceys和IR4共8个水稻品种为供试材料,在盆栽条件下,采用4个氮肥水平,研究了抽穗期与成熟期主要根系性状品种间的差异及其与产量、氮效率的关系。结果表明,品种间水稻氮素吸收总量、干物质积累量差异显著;不同品种间根系性状差异显著,抽穗期氮吸收效率高的品种其不定根干重及吸收面积较大;根系性状与干物质重、吸氮量和稻谷产量成正相关。氮素吸收效率高的品种在生育前期有较大的根干重与根表面积;而氮素利用效率高的品种表现为在生育中期与后期均有较高的根系活性,增加了生育后期的干物质及氮素的积累量与转运量,氮素籽粒生产效率较高。     

绿肥轮作对早稻生长动态及氮素吸收利用的影响（英文）

综合评价南方稻区不同冬季绿肥种植下水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。比较不同冬季绿肥紫云英、油菜、黑麦草及混播绿肥对后作水稻产量、生长动态及氮素吸收利用的变化。结果表明:(l)处理紫云英-早稻-晚稻(Mv-R-R)的早稻产量分别比黑麦草-早稻-晚稻(RG-R-R)、油菜-早稻-晚稻(RP-R-R)、混播绿肥-早稻-晚稻(MS-R-R)高6.61%、3.29%及.078%。(2)在分集期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮率均是处理Mv-RR达到最大,较其他处理平均分别高9.68%、19.72%、.623%和8.6%。在分集期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量均是处理M-VR-R最高,处理RP-R-R最低。(3)处理M-VR-R在分集期至孕穗期、孕穗期至抽穗期及抽穗期至成熟期各处理的吸收量较其他处理平均分别高出21.81%、68.73%和28.65%,且绿肥轮作条件下水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例均以抽穗至成熟期最小,最大值所处的生育阶段则是分集前。因此,M-VR-R处理具有较高的增产潜力,有利于提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环     

绿肥轮作对早稻生长动态及氮素吸收利用的影响

综合评价南方稻区不同冬季绿肥种植下水稻对氮素的吸收利用特性,为水稻高产栽培中氮肥的合理运筹和水稻氮素营养性状改良提供依据。比较不同冬季绿肥紫云英、油菜、黑麦草及混播绿肥对后作水稻产量、生长动态及氮素吸收利用的变化。结果表明：(l)处理紫云英-早稻-晚稻（Mv-R-R）的早稻产量分别比黑麦草-早稻-晚稻（RG-R-R）、油菜-早稻-晚稻（RP-R-R）、混播绿肥-早稻-晚稻（MS-R-R）高6.61%、3.29%及.078%。(2)在分集期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株含氮率均是处理 Mv-RR达到最大,较其他处理平均分别高9.68%、19.72%、.623%和8.6%。在分集期、孕穗期、抽穗期和成熟期植株吸氮量均是处理M-VR-R最高,处理 RP-R-R最低。(3)处理M-VR-R在分集期至孕穗期、孕穗期至抽穗期及抽穗期至成熟期各处理的吸收量较其他处理平均分别高出21.81%、68.73%和28.65%,且绿肥轮作条件下水稻氮素阶段吸收量及其占总吸收量的比例均以抽穗至成熟期最小,最大值所处的生育阶段则是分集前。因此,M-VR-R处理具有较高的增产潜力,有利于提高氮肥利用效率,改善稻田氮素循环。     

氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的基本特征研究

[目的]明确氮素高效吸收型粳稻品种物质生产与分配的特点及影响粳稻品种氮素吸收的主要物质生产因素,以期为粳稻品种氮素高效吸收利用的遗传改良提供参考依据。[方法]2008～2009年,在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定植株各器官干物重和含氮率、产量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究不同氮素吸收型粳稻品种物质生产与分配的差异。[结果]供试品种间吸氮量的差异很大。氮素高效吸收型粳稻品种平均产量极显著高于氮素低效吸收型品种;氮素高效吸收型粳稻品种各生育阶段群体及单穗干物质生产量大,根干重、茎鞘叶干重、穗干重也显著大于氮素低效吸收型品种,但经济系数无明显差异;成熟期群体干物质生产量对总吸氮量的作用大于经济系数的作用;抽穗前物质生产量、抽穗后物质生产量对成熟期物质生产量均有重要的作用,前者略大于后者;单穗干物质生产量对群体干物质生产量的作用大于单位面积穗数的作用,抽穗前更明显;提高抽穗前后茎鞘叶干重和成熟期穗干重有利于成熟期干物质生产量提高。[结论]促进单穗干物质生产量尤其是抽穗前单穗干物质生产量,促进抽穗前后茎鞘叶干重和抽穗后穗干重的提高可显著提高氮高效吸收型品种成熟期群体物质生产量。     

水稻抽穗期4个异交相关性状对外源GA3的敏感性及其QTLs定位

以98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(BIL)及其亲本为遗传材料,利用复合区间作图方法(CIM)在两个环境下研究了水稻抽穗期4个异交性状对外源GA3处理的敏感性及其QTLs定位。结果表明:两个环境下BIL群体4个异交性状GA3处理值较对照显著增加。最上节间长度反应指数在两个生长环境中共检测到3个QTLs,分别位于第1、3、11染色体上,对GA3敏感的等位基因分别来自Kasalath、Kasalath、Nipponbare,解释表型变异的7.70%～13.77%。柱头外露率反应指数共检测到2个QTLs,分别位于第2和第7染色体上,对GA3敏感的等位基因分别来自Nipponbare和Kasalath,解释表型变异的14.17%和20.58%。小花开花历时反应指数在两个生长环境中检测到1个QTL,位于第11染色体上,对GA3敏感的等位基因来自Kasalath,解释表型变异的10.76%。开颖角度反应指数共检测到2个QTLs,分别位于第1和第7染色体上,对GA3敏感的等位基因分别来自Nipponbare和Kasalath,解释表型变异的9.42%和14.17%...     

不同薏苡品种光合特性及其与氮素利用效率的关系

为明确薏苡品种的光合特性及与氮素利用效率间的关系。2015年早季和晚季,分别以从大田试验中筛选出来的氮素利用效率较高和较低品种各2个为材料进行盆栽试验,在分蘖期、抽穗期和成熟期测定功能叶片光合速率及叶绿素荧光参数,抽穗期测定顶部4片功能叶的光合速率,成熟期测定氮素积累量和氮素利用效率。结果表明,氮高效品种西林1号(XL)与黔饮1号(QL)早季和晚季成熟期单株氮素吸收量平均分别比氮低效品种隆林1号(LL)与品种10号(CU)高125.5%和96.0%,其氮素利用效率平均比品种LL与CU分别高出17.7%和18.0%,品种间差异显著。氮高效品种在分蘖期、抽穗期和成熟期功能叶片的光合速率和叶绿素含量均明显高于氮低效品种。同时,氮高效品种在分蘖期后的光合速率、叶绿素含量衰减速率比氮低效品种小。不同品种在分蘖期、抽穗期和成熟期功能叶片的叶绿素荧光参数及抽穗期顶部4片功能叶光合速率也存在一定的差异,但品种间的变化规律不明显。综上所述,氮高效薏苡品种各生育期功能叶片的光合速率和叶绿素含量较高,其中后期光合速率及叶绿素含量衰减较慢。薏苡品种氮素利用效率与功能叶片的叶绿素荧光参数及顶部4片功能叶光合速率的变化没有显著的相关关系。     

施氮量对大麦干物质生产及氮素吸收利用效率的影响

[目的]研究施氮量对大麦干物质生产及氮素吸收利用效率的影响,为氮肥合理施用提供理论基础。[方法]以大麦重组自交系为材料,研究了不同施氮量条件下,氮肥对大麦产量、干物质生产及氮素吸收利用的影响。[结果]大麦抽穗期和成熟期干物质积累量均随施氮量的增加而增加,但增加的幅度逐渐减弱;成熟期茎叶氮含量、植株氮积累量、籽粒氮含量也随施氮量的增加而增加,但籽粒氮含量增速缓慢;氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、氮素收获指数均随施氮量的增加而下降,氮素干物质生产效率降幅较大。[结论]施氮水平对大麦干物质生产及氮素吸收利用效率影响较大。     

秸秆还田当年氮肥用量对寒地粳稻产量及养分吸收的影响

以寒地水稻品种东农428为试验材料,在秸秆还田条件下研究不同氮肥施用量对水稻植株氮磷钾吸收及产量的影响。结果表明:在秸秆还田条件下分蘖期、抽穗期、灌浆期和成熟期的植株干物质积累均表现出随着施氮量的增加而明显增加的趋势;而产量和有效穗数呈先升高后降低的变化趋势,氮肥用量为133 kg·hm-2时最高,产量最高可达7983.33 kg·hm-2,有效穗数每株17.7个;分蘖期各处理植株氮磷钾积累差异不明显,抽穗期呈现先升高后降低的变化趋势,而灌浆期和成熟期表现出一直增加的趋势。秸秆还田增加了有效穗数,对水稻产量、穂重、总空瘪率和千粒重没有影响;对分蘖期和抽穗期的氮磷钾积累均没有影响,而在灌浆期秸秆还田抑制了氮磷钾积累;成熟期秸秆还田抑制氮积累,促进了磷钾积累。     

不同类型水稻品种氮素吸收及利用效率的动态差异

通过测定不同类型水稻品种在抽穗期、灌浆初期、灌浆中期各器官含氮率、干物质生产量,研究了吸氮量、氮素在各器官的分配比例以及氮素利用效率在品种间差异.结果表明:杂交稻在抽穗期与灌浆初期叶、鞘、茎的含氮率均高于籼稻与粳稻;杂交稻各时期叶片与穗部氮素分配比例的变化幅度最大;3个类型水稻品种氮素利用效率随灌浆成熟进程均呈现出递增趋势.     

杂交旱稻保持系沪旱1B柱头外露率的QTL定位

本研究利用沪旱1B/Ⅱ-32B杂交的F2群体,对水稻的柱头外露率性状进行了QTL分析,研究其遗传机制,以改良沪旱1B的柱头外露率.试验共检测到10个与柱头外露率有关的QTLs,分布在4条染色体上,加性效应起主要作用.检测到3个影响单边柱头外露率(PSES)的QTLs,分别位于3号、7号和9号染色体上,联合贡献率为21.44%;检测到2个影响双边柱头外露率(PDES)的QTLs,位于3号和9号染色体上,联合贡献率为15.98%;检测到5个影响总柱头外露率(PES)的QTLs,位于3,4,7,9号染色体上,其中3号染色体上有2个QTLs位点,总柱头外露率QTLs的单独贡献率在6.86%～9.73%之间,联合贡献率为39.42%.QTL上位性分析,检测到7对显著互作位点,解释了表型变异的67.39%,检测到的上位性效应主要以加性/加性互作效应为主,部分主效QTLs参与了互作.这些QTLs分子标记为改良沪旱1B的柱头外露率性状进行分子标记辅助选择提供参考.     

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为分析水稻地上部形态结构及生长发育指标对氮素的响应,以不同株型水稻品种为材料,研究不同氮素水平[N0(0 kg/hm2),N1(168.5 kg/hm2),N2(337 kg/hm2)〕下各生育时期水稻叶片形态、节间长、叶片叶绿素相对含量(SPAD)、叶面积指数(LAI)、株高、分蘖数及主茎叶片、叶鞘干重的变化规律.结果表明:叶片大小分蘖期同一叶位差异不大,成熟期较分蘖期和抽穗期差异明显;叶鞘长分蘖期倒1叶的差异明显,抽穗期和成熟期差异不大,但节间长差异较明显;叶绿素含量从倒1叶至倒6叶呈增加趋势;叶面积指数分蘖期和抽穗期以N1水平较大,成熟期以N2水平较大,不同品种间略有差异;随着施氮量的增加,分蘖期分蘖数呈减少趋势,抽穗期和成熟期呈增加趋势.     

水稻外观品质性状和千粒重的QTLs分析

通过以明恢63和优质泰国香米KDML105两个籼稻品种为亲本杂交的重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)群体,构建包含134个简单重复序列标记(SSR)的遗传连锁图谱.2009、2010年对水稻(Oryza sativa L.)的粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重进行数量性状位点(QTL)定位.2009年检测到16个QTLs,其中粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重分别检测到2、2、1、1、1、1和8个QTLs,单个QTL可解释表型变异的4.43％～ 13.06％.2010年检测到19个QTLs,其中粒长、粒宽、粒形、粒厚、腹白率、心白率和千粒重分别检测到2、3、3、2、3、3和3个QTLs,单个QTL可解释表型变异的6.04％～24.31％.千粒重qTGW-3和qTGW-6-2在2009、2010年两年中均被重复检测到,qTGW-3在两年中分别可解释表型变异的13.06％和7.12％,qTGW-6-2在两年中分别可解释表型变异的7.66％和14.56％.