水稻穗部氮素含量高光谱估测研究

氮素是影响水稻生长发育的主要营养元素之一,稻穗生长与氮素营养息息相关。本研究利用高光谱技术测定了稻穗的全氮含量并进行了相应的分析,结果表明：稻穗全氮含量与冠层光谱反射率在近红外波段760~1 300nm呈极显著负相关关系,稻穗全氮含量与光谱特征指数λb、SDr、SDr/SDb、DVI的相关性较好,并建立了相应的估算模型。经独立的实测数据检验可知,基于SDr/SDb与DVI指数组合所建线性回归模型y=2.075+0.001x₁-2.952x₂估测稻穗全氮含量效果最好。上述结果为稻穗营养元素的快速诊断提供了新的手段。     

陆地棉水通道蛋白GhNIP6.1基因的克隆及表达分析

根据EST拼接的序列设计引物,利用RT-PCR技术,从陆地棉品种苏棉18中克隆获得了一个水通道蛋白基因GhNIP6.1。该基因开放阅读框包含903个核苷酸,编码300个氨基酸,分子量为30.97kD,理论等电点为8.99。GhNIP6.1蛋白的生物信息学分析表明:GhNIP6.1含有6个跨膜区,由5个环相连,其中环A、C和E在细胞膜外,环B、D和蛋白的N、C末端都位于细胞膜内,N末端79个氨基酸,C末端18个氨基酸,具有MIP家族典型的保守氨基酸序列;该蛋白的三级结构同拟南芥的AtNIP6.1非常相似,亚细胞定位也同AtNIP6.1一致,可能位于质膜中。进化分析发现,GhNIP6.1蛋白同拟南芥的AtNIP6.1蛋白相似性最高。进一步扩增棉花核基因组获得了2021bp的DNA序列,它包含5个外显子和4个内含子,所有外显子/内含子交接点都遵从gt/ag剪接规则。半定量分析表明,该基因在根、茎和叶中都有表达,其中真叶含量较高,子叶中没有表达。     

水稻穗颈瘟病的发生与防控技术

1 穗颈瘟病严重发生的原因分析1.1 气候条件适宜穗颈瘟病的发生稻瘟病菌在气温20～30℃,田间湿度90％以上,且稻株体表保持一层水膜的时间持续6～7h,分生孢子最易萌发、侵入,导致病害的发生.八九月份是水稻生长的关键时期,此期温度偏低,降雨偏多,日照时数少,影响水稻光合作用,使稻株抗病力下降,病害发生严重.特别是8月下旬至9月上旬,正值水稻破口抽穗期,临沂市持续阴雨,天气潮湿,日照不足,气候条件有利于病菌的繁殖和侵染,常导致病害迅速发展和流行.1.2 感病品种的大面积种植水稻品种不同,发病程度存有差异.通过田间调查发现,所有种植的水稻品种,穗颈瘟病均有不同程度的发生.如果感病品种的种植面积大,使得水稻穗颈瘟病发生日趋加重,特别是在气候条件适宜的情况下,往往导致病害发生严重.     

低温下冬小麦水分含量的变化与抗寒性鉴定

为明确越冬期冬小麦水分含量与抗寒性的关系,在田间自然越冬条件下,则定6个不同冬小麦品种分集节的电导率、组织含水量、相对含水量、自由水、束缚水等生理指标及返青率,结果表明,返青率与电导率、自由水含量及自由水/束缚水成极显著负相关,与相对含水量成极显著正相关,与组织含水量成显著负相关。相对含水量和自由水/束缚水比值更能反映出膜受损情况,更适合作为冬小麦抗寒的评价指标。利用隶属函数法对材料进行杭寒性评价,结果表明,东农冬麦1号、东农377、东农256为高杭寒品种(I级),东农373为杭寒品种(II级),东农608为中抗品种(l级),济麦22为低杭品种(W级)。     

山药AQP基因家族鉴定及基因表达分析

植物水通道蛋白(aquaporin, AQP)是一类高效特异性膜镶嵌蛋白,参与植物水分及小分子物质运输、细胞渗透调节等功能。本研究从山药基因组中鉴定得到14个水通道蛋白基因,利用生物信息学对其蛋白理化性质、系统进化树、蛋白保守基序、基因结构、染色体定位、蛋白三维结构进行了分析。克隆了山药AQP1基因,并分析了该基因在不同器官和干旱、高盐处理下的基因表达量。结果表明山药AQP可以分为PIP、NIP、TIP和SIP 4组,同组成员具有相似的保守基序和基因结构,AQP基因在染色体上分布不均匀,部分序列来源于串联重复片段复制事件。三维结构分析显示山药AQP蛋白具有典型的水通道蛋白水漏模型特点。基因表达分析显示山药AQP1基因可响应干旱和盐胁迫,暗示其具有潜在抗逆功能。本研究为进一步研究山药AQP家族的生物学功能提供科学依据。     

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。     

油棕硼转运通道蛋白基因NIP5的克隆及其在缺硼下的表达分析

为了研究油棕硼转运的机制,以期为后续硼高效油棕品种筛选提供理论依据.以功能明确的拟南芥AtNIP5;1序列为参考,克隆了油棕硼转运通道蛋白EgNIP5;1基因的全长序列,并对其基因结构、序列特征、进化关系、跨膜结构和表达模式进行分析.EgNIP5;1的开放阅读框长度为894 bp,编码297个氨基酸;EgNIP5;1具...     

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     

黄鳝AQP1 cDNA的克隆与表达分析

采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增法(RACE)分离、克隆出黄鳝水通道蛋白(Aquaporin 1,AQP1)基因全长cDNA序列,共1 134 bp,包括163 bp 5’非翻译区、789 bp阅读框以及182 bp 3’非翻译区,阅读框共编码263个氨基酸,分子量计算值为27.8 kDa,理论等电点为7.945。氨基酸组成中,正电荷残基(K,R)总数21个,负电荷残基(E,D)总数19个,极性氨基酸为115个,疏水性氨基酸60个。同源性分析表明,黄鳝与欧洲鳗的相似性高达87%,其次与底(鱼将)、鲷、犬、克氏鲤、猪、珍珠鸟、斑马鱼、半滑舌鳎、非洲肺鱼、蟾蜍、非洲瓜蟾的相似性分别为42.9%,61.2%,46.1%,42.9%,53.9%,47.9%,41.5%,40.1%,33.2%,30.8%,33.2%。生物信息学分析显示,黄鳝AQP1基因所编码的蛋白质以亲水性区域为主,具有丰富的B细胞抗原位点。定量分析结果表明,AQP1 mRNA主要在卵巢中高表达,其他组织中表达量较少。     

水稻对幼穗形成期水分胁迫后复水的响应

为了研究水分胁迫复水后对水稻部分指标的影响,以冈优527为试材,通过对水稻幼穗形成期不同时间和不同程度的水分胁迫处理后复水,研究了复水后水稻生理、生化及产量等指标的变化。结果表明：产量与结实率、千粒质量、有效穗以及实粒数都表现为受轻度短期干旱的处理在复水后均提高,高于对照水平;水势受到水分胁迫后降低;可溶性糖、SOD（超氧化物歧化酶）、POD（过氧化物酶）、CAT（过氧化氢酶）、MDA（丙二醛）的活性都表现为轻度短期干旱的水稻恢复效果最好,且活性都低于对照处理。说明水稻在幼穗形成期受到轻度短期干旱胁迫,复水后会达到节水、增产的效果。     

幼穗形成期水分胁迫后复水对水稻叶片光合特性及物质生产的影响

以杂交籼稻品种冈优527为试材,于幼穗形成期设置短期轻度水分胁迫（ Short and light water stress ,SLS）、长期轻度水分胁迫（ Long and light water stress ,LLS）、短期重度水分胁迫（ Short and heavy water stress ,SHS）以及长期重度水分胁迫（Long and heavy water stress,LHS）4个水分处理,并以习惯水层灌溉（Traditional flooding,TF）为对照。研究复水后水稻叶片光合特性、干物质积累与运转。试验结果显示：在幼穗形成期水分胁迫后,水稻叶面积、叶绿素a/b、SPAD值、净光合速率均降低;短期轻度水分胁迫（ SLS）处理复水后叶面积、叶绿素a/b、SPAD值、净光合速率均远远高于对照,同时茎鞘物质转化率和输出率也都高于其他水分处理。结果说明：在幼穗形成期,经过短期轻度干旱复水后,叶绿素、光合速率、叶面积等能迅速恢复甚至激发更高的光合水平,表现为后期干物质积累多、转运高,能达到节水的效果。     

迟熟中粳稻穗茎生长与每穗颖花数的关系

在盆栽条件下以粳稻品种武育粳3号和86优8号为材,穗肥施氮量设高、中、低三个水平,研究水稻植株穗分化过程中幼穗与茎的生长动态与每穗颖花数的关系。结果表明,穗分化前期幼穗生长较慢,对营养物质的竞争能力小于茎秆,86优8号（大穗型品种）穗分化前期经历的时间比武育粳3号（小穗型品种）长4 d。从抽穗前16 d开始,幼穗进入旺盛生长阶段,并与由上而下的第3节间伸长期相同,对营养物质的竞争能力超过茎秆。大穗型品种的穗茎比大于小穗型品种。抽穗期穗重、茎重与每穗颖花数呈正相关。抽穗前4~16 d穗重增长率与茎重增长率之比与颖花数也关系密切,该时期氮肥充足,穗重增加快,对促进颖花分化有利。     

穗生长发育阶段水分逆境对超级稻叶片丙二醛含量的影响

通过水分仪结合称重法人为控制土壤水分的盆栽试验,研究了穗生长发育阶段水分逆境胁迫条件对不同类型超级稻叶片丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:在幼穗分化开始至分化后30 d,不同时段的水分逆境均导致叶片丙二醛含量明显增加,加速了叶片膜脂过氧化,并且所受影响的程度随生育时间的增加、控水天数的延长以及叶位的降低而加重。水分逆境导致叶片尤其是下部叶片膜脂过氧化作用增强,丙二醛含量显著升高,倒三叶丙二醛含量最高,增加的程度也最大,其次是倒二叶,剑叶相对较低。不同品种受水分逆境影响的程度不同,普通杂交稻汕优63受影响较大,其次是超级稻Ⅱ优602,超级稻两优培九和国稻6号受影响相对较小,对水分逆境的敏感性不同品种表现有差异。     

一个与水稻直立穗基因qPE9-1关联的InDel标记的设计与验证

水稻穗型是重要的农艺性状,也是水稻高产的重要决定因素之一。本研究根据水稻弯曲穗品种与直立穗品种在直立穗基因qpe9-1第5外显子处存在的核苷酸差异设计了1对插入-缺失标记(Insert/Delection),InDel-E5。利用该功能标记对24份水稻品种资源材料及直立穗分离群体F2进行标记基因型分析,研究结果表明,直立穗品种均表现为缺失带型,弯曲穗品种均表现为非缺失带型,F2群体中杂合带型和非缺失带型均为弯曲穗,而缺失带型均为直立穗,说明利用该标记可以快速、准确的鉴定出直立穗品种和单株。     

PEG预处理对水分胁迫下水稻叶片抗氧化酶同工酶及其表达的影响

采用聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫,研究水稻在10％PEG预处理及复水和更强的水分胁迫（15％PEG）处理条件下叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）同工酶及其基因表达的变化。结果表明PEG预处理能提高叶片SOD、CAT和POD同工酶的产生,并诱导产生新谱带。当水稻受到更强的水分胁迫（15%PEG）时SOD同工酶的酶II和IV的活性升高,并有新诱导出的酶III参与其中;对POD而言酶Ⅱ升高,酶Ⅴ减小,并有新诱导出的酶VI参与抗氧化过程;而对CAT同工酶却有着不同的调节作用。此外,直接15%PEG胁迫（即对照组2）的Cu/Zn-SOD、APX1和CAT1基因在转录水平有明显的上调,而预处理复水组和预处理组CAT1较对照组1略有降低,预处理组APX1与对照组1相似。说明15%PEG会使水稻受到伤害,但是经过预处理后的水稻能提高抗性使其抗氧化酶基因与对照组1有着相似的表达,表明植物在遇到较强的水分胁迫时,会通过调节自身的基因表达水平来抵抗外界水分胁迫。     

免耕抛秧水稻的大穗优势及形成机理研究

在田间条件下,连续4年对免耕抛秧水稻的大穗优势及形成机理进行了研究。结果表明,与常耕抛秧水稻相比,免耕抛秧水稻的每穗总粒数更多,表现出明显的大穗优势。免耕抛秧水稻的分蘖位较低,后期积累干物质和养分的能力强,后期生理代谢旺盛、生理功能强,剑叶衰老慢,能充分保证籽粒生长等是免耕抛秧水稻大穗优势形成的内在生理原因。     

穗肥施用时期对水稻籽粒中胚乳蛋白积累的影响

以武香粳9号为材料研究了不同穗肥施氮时期对水稻籽粒蛋白质积累的影响.结果表明:穗肥的施用提高了籽粒发育过程中单位干重蛋白质含量,以在倒0.5叶施用氮素穗肥影响最大;随施肥时期的延迟,稻米粗蛋白和谷蛋白含量逐步上升,醇溶蛋白含量逐渐降低;倒2.5叶施氮减少了强、弱势粒中蛋白组分的分布和含量,倒0.5叶施氮与此相反;胚乳     

直链淀粉含量不同的稻米淀粉结构、糊化特性研究

选用直链淀粉含量不同的4个水稻品种,研究其淀粉体结构和糊化特性。发现不同品种的淀粉体结构、糊化特性随直链淀粉含量的不同呈现一定的变化规律。直链淀粉含量从3.43%至21.65%,其晶体类型为A型,相对结晶度呈下降趋势,消减值表现为升高趋势,相对结晶度和消减值与直链淀粉含量分别呈显著负相关和极显著正相关(r=－0.964*, r=0.997**),消减值与结晶度呈显著负相关（r=－0.960*）。米粒的背部和腹部间淀粉体大小和排列有所不同,糯性或低直链淀粉含量与非糯性或高直链淀粉稻米的胚乳结构存在差异,淀粉体排列以糯稻较紧,粳稻次之,籼稻最松。淀粉的相对结晶度可能与胚乳中淀粉体的形状和紧密程度有关。