Improving Rice Blast Resistance by Mining Broad-Spectrum Resistance Genes at Pik Locus

Magnaporthe oryzae is known for its genetic diversity and pathogenic variability, leading to rapid breakdown of resistance in rice. Incorporating multiple broad-spectrum blast resistance genes into rice cultivars would extend disease resistance longevity. Effective resistance breeding in rice therefore requires continual enrichment of the reservoir of resistance genes and alleles. We conducted a large-scale screen of rice blast resistance in about 2 000 rice accessions. Among them, 247 accessions showed at least medium resistance to the natural infection of rice blast and 7 novel Pik alleles were identified from them. Variations in gene sequences were then correlated with the phenotypic trait to enable the identification of favorable alleles. Among the seven novel Pik alleles, the resistant rate of Pik-R0/ME/7017 donors was greater than 80%, and the disease score was less than 3. Through molecular marker-assisted backcross breeding, we successfully transferred the three Pik alleles, Pik-R0/ME/7017, into an elite cultivated line Kongyu 131 to obtain BC₃F₂ lines, which showed enhanced resistance to rice blast compared with the recurrent parent. Assessment of these near-isogenic lines in the greenhouse using 31 isolates of M. oryzae from Heilongjiang Province of China revealed that the resistant levels of the BC₃F₂ lines with Pik-R0/ME/7017 were significantly higher than those of the established cloned resistance genes Pik-m and Pi1. Exploring such alleles will enrich our gene library for resistance to rice blast.     

近地层臭氧污染对不同品种小麦钾素吸收与分配的影响

近地层臭氧(O3)污染危害植物生长势必间接影响钾素吸收利用。利用中国稻—麦轮作开放式O3FACE(Free-air O3concentration enrichment)试验平台,研究了大气O3浓度增加(较周围大气高50%)对长江三角洲地区5个小麦(Tritcium aestivum L.)主栽品种(扬麦15、扬麦16、烟农19、扬幅麦2号和嘉兴002)的物质积累、钾素吸收与分配的影响。结果表明,O3升高对秸秆和籽粒的影响远大于根系。O3升高降低了扬麦16、烟农19和嘉兴002的籽粒产量,但对扬麦15和扬幅麦2号几乎无影响。O3升高,扬幅麦2号和烟农19的秸秆生物量显著降低,扬麦16和扬麦15、嘉兴002的秸秆生物量则分呈增加和降低趋势。表明O3污染对小麦物质积累与分配的影响存在品种差异。烟农19、扬麦15和嘉兴002小麦植株总吸钾量因O3升高显著降低,而扬麦16和扬幅麦2号分呈降低与增加趋势。O3升高影响钾素在小麦根、秸秆和籽粒中的含量与分配趋势,但影响程度因品种而异。O3升高降低了钾素在扬麦16、扬幅麦2号、烟农19和扬麦15根中分配比例,促进了其向地上部运移,而增加了钾素在嘉兴002根中分配比例,阻碍其向地上部的运移。表明小麦响应O3污染对钾素吸收与分配调整机制存在品种差异。扬麦16、烟农19和嘉兴002的钾素偏生产力因O3升高而显著降低13.2%~35.7%,而扬麦15和扬幅麦2号则无明显变化。嘉兴002的钾肥利用率因O3污染显著降低和扬幅麦2号呈增加趋势,而扬麦15、扬麦16、烟农19则无明显变化。评价O3污染对小麦物质积累分配、钾素在植物-土壤系统周转的影响应考虑品种差异。     

开封沙地试验区农林牧复合生态系统分析

通过分析开封沙地试验区农林牧复合生态系统基础资源、发展特点、组成与结构特征，论述了其生物生产、能量流动与物质循环三大功能。结果表明，生物生产性能不断提高，能量流动日趋优化。物质投入、产出比例尚待进一步调差，K素亏缺现象仍然严重。     

海水养殖废水灌溉条件下SPAC系统中水盐肥通量研究

2004年4月～10月，在半湿润的莱州地区布置蒸渗试验，研究海水养殖废水灌溉条件下SPAC系统水盐肥通量。试验设5个处理，分别为CK（种作物，不灌溉）和淋洗分额（LF）为0．1、0．2、0．3、0．4的海水养殖废水灌溉处理。结果表明：对于淋洗分额为0．1、0．2、0．3、0．4的海水灌溉处理，用于土壤蒸发和作物蒸腾的海水养殖废水量分别占菊芋生育期总蒸散量的36．5％、36．2％、37．0％、37．3％；对于上述海水养殖废水灌溉处理，土壤耕层的盐分积累量分别为91．1、94．1、98．7、107．1g；而铵态氮的积累量分别为2．00、2．29、2．27、2．82mg，硝态氮的积累量分别为1．81、1．40、1．29、0．92mg，活性磷酸盐的积累量分别为3．03、2．68、2．44、1.67mg。因此，认为海水养殖废水灌溉在供给作物水分和养分方面起到积极作用，但需采取调控措施以防耕层土壤盐分过量积累。     

灌区引水量计算机管理系统的开发研究

利用迭代法解决了多泥沙渠道水位与流量呈非线性多函数值的多曲线拟合计算问题，并提出了拟合曲线的合理性检验方法，以此为基础开发了灌区引水量计算机管理系统，内容包括系统开发和运行环境，菜单设计，子模块功能设计等。工程实例计算表明，该管理系统功能齐全，通用性较强，能满足灌区引水量计算和水量调配要求，并可作为计算水费的依据，具有较好的推广应用价值。     

鹦鹉幼雏病毒结构蛋白VP1基因的克隆及原核表达

采用湖北省云梦县患鹦鹉幼雏病死亡的虎皮鹦鹉体内分离得到的鹦鹉幼雏病毒(budgerigar fledgling disease virus，BFDV)，应用PCR方法获得BFDV主要结构蛋白基因(VP1)，克隆到pMD18-T载体，构建重组质粒pMD18T-VP1并进行测序，结果显示，结构蛋白基因(VP1)与BFDV欧美分离株的同源性为96％～99％，表明VP1是BFDV保守基因；将VP1亚克隆到原核表达载体pET32( )b，构建重组质粒pET32( )b-VP1，转化菌株BL21(DE3)，诱导表达，经SDS-PAGE和Westem-blot分析，克隆在his-tag下游的结构蛋白基因获得了高效融合表达，表达的融合蛋白分子量约为55 kD。为建立快速、灵敏的鹦鹉幼雏病毒血清学检测方法以及研制基因工程疫苗提供了科学依据。     

GIS支持下的农田耕地质量综合评价信息系统研究

系统用Microsoft SQL Server 2000作为系统的后台数据库,在地理信息系统软件(Map/Info)支持下,用Delphi全新的可视化编程环境进行二次开发,建立耕地质量综合评价信息系统。该系统既充分利用了专业地理信息系统软件及遥感信息处理系统软件的高级功能,又兼顾了用户使用的灵活性和实用性。该系统主要应用于农八师石河子总场土壤养分查询及土壤肥力综合评价的各个环节,以提高棉花经济效益,降低成本,增强市场竞争力为主要目标。     

科尔沁沙地盐碱土造林对土壤改良作用的研究

通过在科尔沁沙地西部乌兰敖都、白音塔拉盐碱地采取不同整地造林技术对土壤改良作用的研究结果表明，应用开沟造林、筑台地造林和穿透碱格深穴造林技术对沙地盐渍土壤具有明显的改良效果，开沟造林３年后，被翻到沟两侧的土壤总盐量从造林前的０．１０３％降至０．０３２％，沟内土壤总盐量积累缓慢，土壤腐歼击质含量增加一倍以上，Ｎ、Ｐ含量可分别加６２．８％和３３．３％，土壤水分垂直分布呈增趋势。在地下水位高、土壤盐渍化     

不同施肥对砂土有机质积累的影响

利用长期定位试验，对粗砂潮土有机质含量进行研究的结果表明：在粗砂潮土上单施化学氮肥可导致土壤有机质含量下降，下降幅度随单施氮量的增加而增大；单施磷肥对提高作物产量意义不大，但不会使土壤有机质含量明显下降；氦磷配施可使土壤有机质逐年有所积累；氮磷与有机肥配施不仅能大幅度提高作物产量，而且可使土壤有机质含量有明显增加；增施有机肥对砂质潮土有机质的提高具有重要意义。