羧甲基壳聚糖-铜(Ⅱ)-多吡啶型SOD模拟物的制备及其对玉米幼苗抗盐害作用的影响

【研究目的】试验旨在合成2个新型羧甲基壳聚糖-铜(Ⅱ)-多吡啶型超氧化物歧化酶模拟化合物,并研究这些模拟物对农作物抗逆作用的影响。【方法】用红外光谱,紫外-可见光谱,原子吸收光谱对这些抹模拟物: cmcts-Cu(Ⅱ)-bpy（1）和cmcts-Cu(Ⅱ)-phen（2）(cmcts=羧甲基壳聚糖, bpy=2,2’-联二吡啶,phen=1,10-邻菲咯啉)进行了表征;并研究了模拟物在中度土壤盐害的情况下对玉米幼苗抗盐害作用的影响。【结果】结果表明：在中度盐害情况下,经这些SOD模拟物浸种、叶面喷洒处理,发现生玉米物量提高2.38~53.02 %（茎叶长）和25.00~64.29 %（鲜重）,体内SOD活性提高最高达95.99 %。【结论】初步表明这些SOD模拟物具有较高的SOD活性,能有效抑制玉米幼苗所受的盐害胁迫作用。     

水稻-病原菌互作途径研究进展

水稻稻瘟病和白叶枯病分别由真菌病原菌Magnaporthe oryzae (M. oryzae)和细菌病原菌 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)引起,是造成世界范围内水稻减产的主要病因,水稻-稻瘟病菌及水稻-白叶枯病原菌互作已成为研究植物-病原菌互作的模式系统。本文归纳了目前已克隆的抗稻瘟病及白叶枯病基因与其分子结构和功能,概括了近年来鉴定的一些病原菌相关分子(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)及稻瘟病菌和白叶枯菌分泌的效应蛋白,并总结了针对稻瘟病菌和白叶枯菌介导的病原物分子诱导的抗病反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应蛋白诱导的抗病性(Effector-triggered immunity,ETI)及其信号传导途径的研究成果,指出效应蛋白-抗病蛋白间互作将为探索植物-病原菌间互作提供新的分子基础,并为水稻抗病育种实践提供借鉴与指导。     

水稻-病原菌互作途径研究进展

水稻稻瘟病和白叶枯病分别由真菌病原菌Magnaporthe oryzae (M. oryzae)和细菌病原菌 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)引起,是造成世界范围内水稻减产的主要病因,水稻-稻瘟病菌及水稻-白叶枯病原菌互作已成为研究植物-病原菌互作的模式系统。本文归纳了目前已克隆的抗稻瘟病及白叶枯病基因与其分子结构和功能,概括了近年来鉴定的一些病原菌相关分子(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)及稻瘟病菌和白叶枯菌分泌的效应蛋白,并总结了针对稻瘟病菌和白叶枯菌介导的病原物分子诱导的抗病反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应蛋白诱导的抗病性(Effector-triggered immunity,ETI)及其信号传导途径的研究成果,指出效应蛋白-抗病蛋白间互作将为探索植物-病原菌间互作提供新的分子基础,并为水稻抗病育种实践提供借鉴与指导。     

镉胁迫对不同抗性水稻品种幼苗生长和生理特性的影响

以耐镉性不同的两个水稻品种（水稻秀水63和秀水09）为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉（0、1、5、10、25、50、100μmol/L-1）对水稻幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：随Cd浓度增加水稻幼苗生长明显受抑,株高、叶绿素含量、叶片干重明显下降,且秀水63的下降幅度大于秀水09。总体上,脯氨酸含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均呈上升趋势,其中,在较低浓度Cd胁迫下,秀水63叶片中脯氨酸含量、POD活性增加幅度较大,而在较高浓度Cd胁迫下,秀水09的增加幅度较大。过氧化氢酶（CAT）活性表现为先上升后下降。丙二醛（MDA）含量随着Cd胁迫浓度的提高而增加, 且增加幅度秀水63大于秀水09。从实验结果表明,秀水09对Cd胁迫的抗性大于秀水63。     

双季稻栽培对水稻DUS测试标准品种数量性状表达的影响

通过田间试验,对《水稻DUS测试指南》中21个标准品种的13个数量性状进行早晚季性状观测分析,结果表明,受早晚栽培季节影响程度最大的3个性状依次是千粒重、茎秆长和穗粒数,茎秆直径受影响程度最小;各数量性状对应的标准品种受早晚栽培季节影响程度最大的是竹云糯,其次是桂花黄和元子占稻,川7号和矮糯受影响程度最小;单株穗数和结实率对应的标准品种早晚季表现一致性较差,提出将单株穗数代码为7的陆川早1号更换为Tsukushiakamochi,结实率代码为7的Dasanbyeo更换为特矮选的标准品种优化建议;依据晚季水稻的分级范围对部分早季水稻的数量性状进行调整,调整后各标准品种分级代码早晚季水稻表现出较好的一致性。     

稻瘟病菌与水稻互作研究进展

为了更好的防控稻瘟病的发生,为水稻育种工作和新药研发提供科学依据,深入了解稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)与水稻相互作用的机制是非常必要的。本文归纳了稻瘟病菌侵染水稻的机制、水稻对稻瘟病菌侵染的信号识别及其下游反应以及识别后诱导水稻产生的防御反应机制,分析了水稻防御相关基因的表达调控以及利用分子育种手段提高水稻抗病性的相关策略。稻瘟病菌侵染水稻后,植株会通过细胞壁加厚、病程相关蛋白表达以及病原菌侵入位点细胞程序性死亡等系统免疫反应来抵御稻瘟病菌的侵染;因此指出通过基因工程手段诱导植物发生免疫反应来抵御稻瘟病菌的危害具有重要的现实意义,也是防治病害最有效和最经济的方法;而且,作为研究病原菌—植物互作的模式系统,深入了解稻瘟病菌与水稻的互作机制,也为通过诱导水稻防御基因的表达来防治其他重要真菌性病害提供了科学依据。     

巴西橡胶树DUS测试指南研制初探

为加强橡胶树新品种保护工作,在国际新品种保护联盟（UPOV）对DUS测试的基本要求和品种的生物学特性的基础上,制定巴西橡胶树DUS测试指南,阐述了其研制过程,品种测试的特殊性,性状的筛选原则和发展方向等。建议橡胶树DUS测试标准不宜定太高,测试性状要能体现中国育种水平和方向,并遵循UPOV原则。并认为分子标记技术与表型测试技术相结合将逐步成为橡胶树DUS测试的主要手段。     

菱属品种 DUS 测试指南的研制

DUS 测试指南是植物品种特异性（Distinctness）、一致性（Uniformity）和稳定性（Stability）测试的重要标准,是植物品种保护、品种审定、品种登记的工作基础。菱是我国南方地区重要的水生蔬菜,其品种资源丰富,差异明显,但目前尚未制定出菱属品种 DUS 测试指南。本研究共收集了我国 201 份菱种质资源,参照农业行业标准筛选出 24 个菱属品种作为标准品种。在 4 个生长周期的种植试验中,对标准品种的性状进行观察和测试,通过数据采集、分析,最终筛选出 34 个代表性状用于菱属品种 DUS 测试指南的研制。本研制中选用和测试的菱属品种质量性状和假质量性状具有显著的品种专一性和特异性,使用中值平均标准差法和最小显著差法（LSD,Least significant difference）分析菱属品种数量性状,结果表明所选择的数量性状真实可靠,能准确地对不同菱属品种数量性状进行分级。本研究为菱属品种 DUS 测试和品种权实质审查工作提供科学依据。     

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

为揭示植物与土壤微生物之间互作关系的途径与机制,综述了根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物的影响这2个方面的研究进展,主要分述了根际促生微生物PGPM对植物生长发育的促进作用;生防微生物BCA对植物生长发育的促进作用;根系分泌物的组成;根系分泌物的功能;根系分泌物影响土壤微生物的途径等方面的内容。指出植物与土壤微生物之间互作关系机理的研究还不够深入,对PGPM菌株的筛选和适应能力的研究,生防微生物的生态适应性及对靶标病原菌的作用机制研究,对根系分泌的分离鉴定方法的优化及化感作用途径等需要更深入探究。今后应加大现代分子生物学技术在相关研究中的应用,将分子生物学技术与传统培养方法相结合,进一步揭示植物与土壤微生物之间的互作关系。     

间作系统根-土互作与连作障碍缓解机制

现代农业大面积单一作物连作种植和农药化肥的大量施用问题较为严重,造成农田生态系统日趋简单和脆弱,使作物病害发生频繁,病害流行周期越来越短,连作障碍严重发生。间作作为中国传统农业的精髓,具有增产、提高养分资源利用效率的优势。文章旨在明确间作缓解连作障碍的机制,以期为寻求缓解连作障碍的措施奠定基础。从寄主营养及生理变化、诱导寄主抗性、养分高效利用、改善土壤理化性状、抑制病原菌及土壤微生物多样性等方面对间作缓解连作障碍机制的最新进展进行了总结,明确了间作缓解连作障碍的机理,同时展望了间作缓解连作障碍的未来重点研究方向,以期为指导中国农业生产,实现农业的可持续发展提供理论和技术支持。     

水稻高产氮高效型品种的根系形态生理特征

选用低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型具有代表性的6个粳稻品种,在各自最适氮素水平下,研究了根系形态生理特征的差异。结果表明,较之低产类型品种,高产类型品种在根干重、根体积、根系总吸收表面积、活跃吸收表面积、根系α-NA氧化量及根系伤流强度等方面在各个生育时期均存在着明显的优势,说明生产力的提高伴随着根系形态特征的改善和生理活性的加强。同为高生产力类型品种,因氮利用率的差异根系形态生理特征表现不同。较之高产氮中效类型,高产氮高效型水稻的群体根干重、群体根体积、群体根系伤流强度和根系总吸收表面积均有所降低,而单茎根干重、单茎根体积、单茎根系伤流强度、活跃吸收表面积比及根系α-NA氧化量却有显著或极显著提高。表明适当控制高生产力水稻的群体生长量,促进群体和个体协调发展,着力提高抽穗后单茎根系质量,将是水稻高产和氮高效协调统一的可靠途径。     

江苏省粳稻-小麦周年高产高效栽培技术研究

为充分挖掘稻麦周年高产潜力,通过不同生态区稻麦两熟多项生产技术试验,研究提出江苏各地粳稻一小麦周年高产的最适播（栽）收期与茬口衔接、最适播栽方式、最适群体起点（密度）以及适宜的肥料运筹、水分管理等栽培技术。     

提高密度对根冠发育及其产量的影响研究

试验于2009-2010年在吉林省中国农科院公主岭试验站进行。以耐密玉米品种郑单958(ZD)和先玉335(XY)为材料,采用2种密度(52 500株/hm2(LD)和82 500株/hm2(HD))研究了不同处理单株和群体形态和生理指标的变化动态,通过田间根系挖掘的方法研究了根系性状在不同土层的分布状况和根冠比例关系。结果表明,随着密度增高单株性状变劣而群体质量提高,群体的叶面积和干物量显著增加。与低密度相比,高密度下根系分布呈现"横向紧缩、纵向扩展"的趋势。高密度下根长密度(RLD)显著增加,对各土层的水肥资源利用能力增强。根冠比是品种的特征性状,在同一时期不随密度改变而改变,不同品种有其适合的密度,先玉335的耐密性优于郑单958。根据研究结果,将东北春玉米从目前的52 500株/hm2提高到82 500株/hm2是可行的。研究阐明了高密度下高产玉米的生理基础,并对高产玉米栽培具有重要意义。     

宣汉县水稻高产高效栽培技术

为了实现技术配套,提高宣汉县水稻产量水平,提出了选择优质的优良品种、培育健壮秧苗、适当增密早栽、合理氮肥运筹、科学水分管理、抓好病虫防治的技术措施。     

干湿交替灌溉对水稻产量与水分利用效率的影响

本研究旨在阐明干湿交替灌溉影响水稻产量的生理机制。大田种植3个当地高产水稻品种武运粳24 (粳稻)、扬两优6号(两系杂交籼稻)与甬优2640 (三系籼/粳杂交粳稻)。自移栽后7 d设置：常规灌溉(CI,保持水层)和干湿交替灌溉(AWD),观察这2种灌溉模式对水稻根系与地上部生长发育的影响。结果表明,与CI相比,AWD可以显著提高水稻产量与水分利用效率,3个供试品种产量分别提高了5.34%、5.85%和6.62%,水分利用效率分别提高了28.9%、25.3%和27.6%。产量与水分利用效率的提高主要得益于水稻根系和地上部植株的生理功能的改善,表现出灌浆期较高的根系氧化力、根系伤流液强度、根系与叶片中玉米素与玉米素核苷的含量、剑叶净光合速率、籽粒中较高的蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶活性、较大的深层(10~20 cm)根系、较高的分蘖成穗率与叶面积指数。     

杂交水稻甬优6号高产高效技术途径分析

为进一步发挥杂交水稻‘甬优6号’的增产增效潜力,论文利用相关、回归和通径分析方法分析了不同产量水平下单季杂交晚稻‘甬优6号’的产量结构,探讨了各产量因子间的内在联系和对产量贡献的大小。结果表明,各主要经济性状对产量的效应大小排序为：每穗实粒数>有效穗>结实率>粒重。研究提出单季杂交晚稻‘甬优6号’高产高效栽培的技术途径应是在确保高产所需有效穗数的基础上,主攻每穗实粒数,兼顾粒重。     

生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响

为明确生物炭对水稻根系与产量的效应,探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。采用盆栽试验研究了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。结果表明,土壤中施入生物炭能增加水稻生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重,提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。在水稻生育后期,生物炭在一定程度上延缓根系衰老。根系伤流速率、根系活力和可溶性蛋白在整个生育期内均高于对照,同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;生物炭处理的水稻产量增加,表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高,比对照平均增产25.28%。以每千克干土加20 g生物炭处理的产量最高,比对照提高了33.21%。生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理功能的增强具有一定的促进作用。     

单粒精播对花生根系生长、根冠比和产量的影响

以大粒型花生品种花育22为试验材料,设每公顷19.5万穴(S1)和22.5万穴(S2) 2个单粒播处理,双粒穴播每公顷15万穴处理为对照进行大田试验,对比单粒精播与双粒穴播对花生耕层根系生长动态、根冠比和产量的影响差异。与对照相比,单粒精播S1处理在开花后50~70 d的根系形态指标和干物质积累动态明显改善,耕层根系长度、体积和吸收面积在0.05水平上显著增加,根系干物质积累量(DMA)和积累速率(DMAR)也明显提高;S1和S2处理开花后40~70 d根冠比明显提高,并保证冠层和荚果较高的DMA和DMAR,通过提高单株生产力,实现群体增产,其中S1处理为佳,可在节种35%的前提下,增产7.98%~8.38%,增产效果显著。本研究说明单粒精播可保证花生根系相对较强的生长优势,协调根冠比,壮个体,强群体,充分发挥单株生产潜力,实现花生高产。     

水稻高产氮高效型品种的物质积累与转运特性

选用低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型具有代表性的6个粳稻品种,在各自最适氮素水平下,研究了干物质积累与转运特性的差异及其与氮效率的关系。结果表明,较之低产类型品种,高产类型品种物质生产总量提高20.29%,差异达显著水平。其中在够苗前、拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的干物质积累量和群体生长率分别提高15.05%、27.04%、24.75%和15.05%、28.38%、23.00%,够苗至拔节阶段则互有高低。同为高产类型品种,因氮利用率的差异物质积累与转运特性不同。较之高产氮中效型,高产氮高效型品种各生育时期的单位面积茎蘖数均呈下降趋势,其中够苗、拔节、抽穗和成熟期平均分别降低5.76%、11.61%、7.01%和5.70%,差异均达显著水平,而成穗率显著提高。各生育时期的干物质积累量均有所下降,其中,够苗、拔节、抽穗和成熟期分别降低12.18%、10.54%、8.29%和5.01%,收获指数却显著提高。抽穗至成熟阶段的干物质积累率提高5.40%,群体生长率提高5.19%。说明抽穗前适当控制群体生长,抽穗后保持较高的群体生长水平及较高的收获指数是高产氮高效型品种的重要物质生产特性。     

中粳稻不同栽培模式对产量及其生理特性的影响

旨在探讨水稻高产与氮肥高效利用的栽培技术。以中粳稻品种,设置当地高产栽培(对照)、超高产栽培和高产高效栽培等处理,比较分析在不同栽培技术体系下产量形成特点及其生理原因。与对照相比,高产高效栽培增加了根和地上部植株干重、提高了根系细胞分裂素含量、根系氧化力、粒叶比、灌浆中后期叶片光合速率、抽穗期茎鞘中非结构性碳水化合物累积量、物质运转率和收获指数;产量增加了31%,氮肥农学利用率(单位施氮量增加的产量)增加了57%。说明通过栽培技术的集成优化,可以促进植株生长,进而获得高产和氮肥高效利用的效果。