超级稻穗颈节伤流强度与籽粒灌浆有效含水量昼夜变化规律

以超级稻两优培九为材料,采用大田栽培,从"源-流-库"角度研究灌浆盛期水稻主茎穗颈节伤流强度与籽粒灌浆有效含水量昼夜变化规律及其相互关系。结果表明,水稻穗位不同的强、弱势籽粒灌浆有效含水量及穗颈节伤流强度在一昼夜中均呈"V"字型趋势变化,强势籽粒灌浆有效含水量最大值出现与穗颈节伤流强度同步,而最小值滞后2h,弱势籽粒灌浆有效含水量最大值出现滞后穗颈节伤流强度2h,最小值二者同步,强势籽粒高效灌浆时间长于弱势籽粒;强(弱)势籽粒的灌浆有效含水量与穗颈节伤流强度呈极显著的直线(指数)相关关系,弱势籽粒灌浆有效含水量在一昼夜各个时段均高于强势籽粒,尤其在低籽粒含水量条件下,弱势籽粒含水量随穗颈节伤流强度变化比强势籽粒大。可见,弱势籽粒库容活性更易受到源物质供应能力的影响,强弱势籽粒对源物质供应能力反应的不同步是造成其粒质量和品质差异的一个主要原因;本研究表明,采取栽培措施适当降低籽粒灌浆有效含水量,应当可提高弱势籽粒竞争同化产物的能力,促进弱势籽粒灌浆充实。     

水稻根系与群体光合速率的关系研究

利用水培试验,研究了剪根等处理后水稻群体光合速率的动态变化．结果表明,剪上层根使子粒灌浆盛期的群体光合速率下降24．41％～33．26％,单株产量降低22．17％,说明在经济产量形成期,上层根对群体光合速率的影响最大。     

水稻不同部位伤流强度的差异及其与籽粒充实的关系

为明确水稻弱势籽粒充实的作用机理,以豫粳6号(粳稻)和两优培九(籼稻)为试验材料,于幼穗分化期设置不同的氮素穗肥处理(即0、90、180 kg hm^-2纯氮)试验,研究了基部节间和穗颈节间伤流强度、伤流液中可溶性糖的灌浆期动态变化,灌浆盛期伤流强度日变化规律及穗颈节间伤流强度和伤流液中可溶性糖与籽粒充实度的关系。结果表明,水稻基部节间和穗颈节间伤流强度灌浆期变化不同,基部节间伤流强度于花后5 d达最大值,之后呈下降趋势;穗颈节间伤流强度于花后5 d、17 d各出现一个峰值,花后11 d达低谷,平均穗颈节间伤流强度表现为无氮肥处理最高,高氮肥处理最低。穗颈节间伤流强度日变化以白天较低,夜晚较高且随着施氮量的增加而降低。籽粒灌浆期,花后10、15、25和35 d粳稻穗颈节间伤流强度与其弱势粒充实度呈显著或极显著正相关关系,而籼稻相关性不显著;穗颈节间伤流液中可溶性糖含量与强弱势粒充实度均极显著正相关。基部节间伤流与籽粒充实度的关系不显著。说明穗颈节间伤流与弱势粒充实关系密切,可以此作为衡量弱势粒充实程度的指标之一。因此,以氮素调控为手段提高穗颈节间伤流强度来提高弱势粒充实度是可行的。     

旱稻田杂草的发生及除草剂的筛选研究

旱稻田杂草的发生是影响旱稻产量的一个重要因素。为明确旱稻田杂草发生规律和筛选合适的旱稻田除草剂,调查了旱稻田杂草的发生情况,并进行了5种常用除草剂达93.3%的防治剂量及复配药效试验。结果表明:旱稻田杂草种类多、数量大,播后20 d是杂草萌发高峰期。3 000～3 150 mL/hm2旱稻除草剂1号和3 750 mL/hmm2农思它对旱稻田杂草的防除效果达93.39%。2种除草剂之间相互复配的效果都不好。多种除草剂复配可采用旱稻除草剂1号+丁草胺+农思它、旱稻除草剂1号+丁草胺+二甲四氯、旱稻除草剂1号+农思它+果尔,此3种方案防效较好,防效均达95%以上。     

基于CRISPR/Cas9系统的OsbHLH116基因编辑及其脱靶效应分析

以水稻OsbHLH116基因为编辑对象,根据基因编码区序列(CDS)在第一外显子区域设计长度为19bp的sgRNA,化学合成sgRNA的寡核苷酸序列,然后与CRISPR/Cas9系统表达载体pBUN411连接,再用农杆菌介导法获得水稻转基因株系,最后利用酶切和测序相结合的方法对OsbHLH116突变体进行了筛选鉴定和脱靶效应分析。结果表明,所构建的pBUN411-gRNA载体成功实现了对基因OsbHLH116的定向编辑。酶切分析表明在选取的10株T0代转基因苗中得到了6个OsbHLH116突变单株。对6个突变单株进行了TA克隆测序分析,发现了纯合突变、双等位突变和杂合突变3种类型。酶切分析表明2个潜在脱靶位点均未发生脱靶效应。     

水稻穗颈节伤流势与源库质量的关系研究

就禾谷类作物而言,生产和输出光合同化物的叶片和贮藏物质的茎鞘作为源对产量的作用已有大量研究〔１～３〕。籽粒中蛋白质合成所需的氨基酸有些是叶片不能合成的（如色氨酸等）,均来自于根系,矿质元素和水分也通过根系的吸收,因此,根也应该属于源的一部分。从系统学的整体性观点出发,相对于经济产量库容,禾谷类作物的源应包括叶源、茎鞘源（简称鞘源）和根源三部分。笔者认为,三源制造和运输的物质、能量和信息均需通过穗颈节进入产量库容,单位时间内输进库容的物质越多、持续时间越长,库容的充实度就越高。因此,把经济产量形成…     

化学杂交剂BAU9403对小麦群体光合速率及千粒重的影响

选用3个小麦品种，研究了化学杂交剂（CHA）BAU9403的诱导雄性不育效果及对群体光合速率和千粒重的影响，结果表明，选用适宜的喷药时期和剂量喷施BAU9403，可获得95％以上的雄性不育率，喷药后群体光合速率明显升高，但随着测定时期的推迟，这种现象越来越不明显；而喷药后千粒重则呈下降趋势，品种间有明显差异，喷药后各时期的光合速率与千粒重间无显著的相关关系。     

灌浆充实调节剂对大穗型水稻弱势籽粒灌浆的调控效应

为探究2种灌浆充实调节剂对大穗型水稻品种弱势籽粒灌浆充实的影响及其作用机制,采用大田试验,以大穗型水稻品种交源优216为试验材料,研究了抽穗开花期喷施灌浆充实调节剂(禾立丰和新美洲星)对水稻弱势籽粒灌浆充实、内源激素含量、灌浆充实相关miRNA及其靶基因、编码灌浆充实相关蛋白和蔗糖-淀粉代谢关键酶基因表达量的影响。结果表明,2种灌浆充实调节剂禾立丰和新美洲星显著提高了交源优216的产量、弱势籽粒千粒质量、灌浆速率及灌浆起始势,弱势籽粒千粒质量与对照(清水处理)相比分别提高了16.07%和15.89%;且弱势籽粒中IAA含量在花后9,15,21 d显著增加,Z+ZR含量在花后9,21 d显著增加。禾立丰处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR167d-j和miR1432在花后6 d显著下调,编码14-3-3蛋白的基因OsGF14b和OsGF14f在花后12 d显著下调;而正调控籽粒灌浆充实的类萌发素蛋白基因OsGLP3在花后6 d显著上调,蔗糖-淀粉代谢关键酶基因在花后6,12 d显著上调。新美洲星处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR1...     

干湿交替条件下稻田土壤氧气和水分变化规律研究

在水稻高产栽培技术中,为合理利用水资源,改良土壤通气性,干湿交替灌溉技术已广泛应用。干湿交替灌溉技术的核心是协调土壤水分与氧气之间的平衡。本研究采用大田试验,在水稻生育后期进行干湿交替处理,同步监测稻田5 cm土层土壤氧气、水分及温度的变化,以探讨稻田土壤氧气和水分运移变化规律及其互作关系,为进一步揭示干湿交替灌溉技术的内在生理机制奠定基础。研究结果表明,干湿交替条件下,稻田土壤含水量处于饱和状态时,基本监测不到土壤含氧量;而稻田土壤在慢慢变干的过程中,5 cm土层土壤体积水分含量逐渐降低,土壤氧气含量逐渐升高。在花后19 d、24 d、29 d,当5 cm土层土壤体积含水量分别下降为25.4%、25.1%、24.7%时,土壤含氧量则分别上升到17.5%、17.4%、17.4%。在水稻生育后期不同阶段,土壤氧气含量的日变化呈现先降低再升高的趋势,谷值一般出现在14:00—15:00之间;土壤含水量随时间呈波动式逐渐降低的变化趋势;土壤温度呈现先升高后降低的趋势,峰值一般出现在15:00—16:00之间。从上午8:00到下午17:59,当土壤温度升至峰值时,土壤水分含量较低,而土壤含氧量开始升高。水稻开花期、灌浆期和成熟期的土壤氧气含量与土壤含水量均表现出极显著负相关关系,土壤温度与土壤水分间呈显著负相关关系,而土壤氧气与土壤温度之间无显著相关关系。说明干湿交替条件下,水稻生育后期稻田土壤中的水分和氧气含量存在一定的此消彼长的关系。因此,通过适度的干湿交替管理措施,可在一定程度上调节水稻根系周围的土壤水分和氧气的平衡。     

盐、干旱胁迫下水稻相关miRNA的鉴定及表达分析

为鉴定水稻盐和干旱胁迫下相关miRNA及其响应规律,以三叶一心水稻幼苗为材料,采用实时定量PCR的方法研究了盐(Na Cl)和干旱胁迫(PEG)0,3,6,12,24,48 h后10个miRNA及其靶基因的响应。结果表明,miRNA在盐和干旱胁迫下均存在时序性和组织特异性表达。盐胁迫处理下随处理时间的增加,miR156、miR164、miR167、miR169、miR171在根部的表达量呈上调趋势,miR159、miR160、miR319、miR398、miR1848在处理后3 h呈下调趋势,而后呈上调趋势;且在处理后3 h或6 h时所有miRNA均在地上部的表达量均最低。干旱胁迫处理后,根部miRNA随处理时间的增加基本表现为下降趋势;地上部随处理时间的延长,miR156、miR159、miR160、miR171的表达量呈先下降后维持在较低水平,而miR164、miR167、miR169、miR319、miR398、miR1848的表达量呈下调的趋势。miRNA靶基因的表达也存在明显的组织特异性和时序性,且仅少数miRNA与其靶基因的表达量呈负相关关系,证明miRNA通过调节其靶基因参与植物逆境响应及其调控网络的复杂性。