Enclosed stigma contributes to higher spikelet fertility for rice(Oryza sativa L.) subjected to heat stress

With global warming, rice plants may be subjected to heat stress more regularly during the heatsensitive flowering stage, causing spikelet sterility and grain yield loss.Stigma exsertion is considered to increase pollen reception and promote female reproductive success.The aim of this study was to investigate the role of stigma exsertion on spikelet fertility at high temperatures.Five rice cultivars(Liangyoupeijiu, Shanyou 63, Huanghuazhan, Nagina 22, and IR64) with differing degrees of stigma exsertion were cultivated and exposed to high temperature at anthesis.Heat-tolerant cultivars did not always show a high percentage of spikelets with exserted stigmas, and vice versa.Irrespective of the presence of more pollen grains on exserted stigmas, spikelets with exserted stigmas did not show greater spikelet fertility than spikelets with fewer exserted stigmas or hidden stigmas under heat stress.GA3 application augmented the percentage of spikelets with exserted stigmas;however, it did not increase spikelet fertility under heat stress.Spikelet fertility of whole panicles was negatively correlated with the percentage of spikelets with exserted stigmas, but positively with that with hidden stigmas.Viability of the hidden stigmas was less reduced than that of exserted stigmas under heat stress, suggesting that hidden stigmas have an advantage in maintaining viability.Heat stress delayed anther dehiscence and reduced the viabilities of both exserted stigmas and pollens, thereby causing low spikelet fertility.Together, these results suggest that high spikelet fertility does not depend on stigma exsertion and that enclosed stigma generally contributes to higher spikelet fertility and heat tolerance under high-temperature conditions during flowering in rice.     

夏玉米叶片出生与穗分化关系的研究初报

以9个玉米品种为材料，在夏播条件下进行叶片出生数与穗分化关系的试验观察，结果表明：各品种的雄穗与雌穗分化时期之间均有着明显的对应关系；总叶片数相同的品种，其各出叶数所对应的雄、雌穗分化时期是相同的；不同品种的叶龄指数所对应的雄、雌穗分化各时期是基本一致的。结果揭示了夏玉米出叶数、叶龄指数与穗分化进程的对应关系，为夏玉米高产栽培提供了理论依据。     

大豆三粒荚数相关QTL的分子标记开发与验证

本研究基于大豆三粒荚数相关QTL开发InDel标记,并利用自然群体和育种群体分别对InDel标记进行多态性的筛选和应用效果的验证,以期实现分子标记辅助选择,最后利用大豆三粒荚数相关QTL内的候选基因表达情况验证QTL的有效性。经过4个育种群体验证,引物INDEL_3-311497、INDEL_17-440117和INDEL_17-462053可用于加拿大蛋白豆与吉育4512杂交群体的验证,INDEL_13-240031可用于齐农7号与辛大粒杂交群体中的验证,INDEL_3-250092、IN-DEL_3-311497和INDEL_13-254396可用于东富豆8号与通试豆4杂交群体中的验证,INDEL_3-240669和INDEL_13-246066可用于吉育441与合丰55杂交群体中的验证。表达量分析结果表明,Glyma.03G029800和Glyma.17G062600两个候选基因促进大豆三粒荚形成及发育...     

中国辣椒(Capsicum chinense)对象耳豆根结线虫的抗性鉴定及机理研究

根结线虫(Meloidogyne spp.)是一类高度专化性的杂食性植物病原线虫.目前,世界上已报道的根结线虫种类有98种,我国危害农作物最为严重的根结线虫有6种,包括南方根结线虫(M.incognita)、北方根结线虫(M.hapla)、爪哇根结线虫(M.javanica)、花生根结线虫(M.arenaria)、拟禾...     

稻穗分化第一期的形态特征观察

用双目解剖镜及扫描电子显微镜对第一苞原基与剑叶原基的形态作了观察比较,确认在剑叶原基高于生长锥顶部之前,两者在形态上没有什么区别。分析了当前盛行的第一苞与生长锥中轴的夹角呈钝角、剑叶原基未超过生长锥顶部时分化的是第一苞原基等等鉴别标准不符合实际的原因,主要是忽视了水稻同一品种(组合)在相同条件的田块的植株群体内,各主茎的总叶数至少有n和n-1叶两种叶数的事实所导致。并提出丁颖等的幼穗发育8个时期的第一期应更名为苞分化期。苞分化期的起点是一、二苞原基出现,接着是三、四…苞原基出现,终点在一次枝梗原基出现之前。一次枝梗原基出现为第二期的起点。此结果使丁颖等稻穗发育刚开始时期的鉴定标准具有可操作性,使幼穗发育期全长及8个时期各期的起点、终点都有了明确的界限。     

长江中下游地区小麦品种初生根数和根角度差异

为探究长江中下游地区小麦品种根系特征,以该地区71个历史和现代主推品种为材料,采用改进透明盆播法种植小麦,在苗期观测初生根数量和角度。结果表明,不同品种间初生根角度和根数存在显著差异。小麦品种初生根平均数量和平均角度分别为4.8条和106.9°,变化范围分别为3.6～5.6条和  78.8～124.1°。植株的初生根系数量和角度分别为3～6条和54.2～143.3°。不同品种的初生根数与角度呈显著线性正相关,但5条与6条初生根的植株间初生根角度差异不显著。初生根角度和根数在半冬性与春性品种间均未表现出显著差异,不同育成年代品种间也无显著差异。     

Effects of irrigation and seed tuber size on yield and infection of potatoes from commercial and healthier seed stocks

Summary Small and large seed tubers (cv. King Edward) produced from commercial and stem cutting (healthier) seed stocks were planted in field experiments at Rothamsted in 1972 and 1973. Plots were irrigated from shoot emergence (early) or from tuber marble stage (normal) or not irrigated. Large healthier seed produced plants with more stems and tubers and 6–9% more yield in September than large commercial seed but seed health did not affect yields from small seed. Early and normal irrigation decreased the number of tubers initiated in 1972 but had no effect on tuber numbers in 1973. Normal irrigation increased tuber yields more than early irrigation, especially in plots grown from healthier seed.Polyscytalum pustulans was most prevalent on tubers from commercial seed and was increased by irrigation. Tubers from healthier seed had most infections ofHelminthosporium solani which were decreased by irrigation.

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Zusammenfassung Kleine (22–25 g) und grosse (118–126 g) gekeimte Knollen aus kommerziellen Pflanzgutherkünften und aus Stecklingsvermehrungen (besonders gesund) wurden für die Versuche in den Jahren 1972 und 1973 in Rothamsted ausgepflanzt. Die Parzellen wurden bew?ssert (1) früh, vom Auflaufen bis zum Murmelstadium (‘marble stage’) der Knollen, um den Boden in 10 cm Tiefe auf Feldkapazit?t zu halten und bis September, um das Defizit an Bodenfeuchtigkeit auf weniger als 38 mm zu halten, (2) normal, vom Murmelstadium, um das Defizit auf weniger als 38 mm zu halten, (3) sp?t (nur 1972), von Mitte August bis Mitte September (Abb. 1). Aus den grossen gesünderen Pflanzknollen wurden Pflanzen mit mehr Stengeln, mehr Knollen und im September mit 6–9% Mehrertrag erzeugt als aus den grossen Pflanzknollen kommerzieller Herkunft (Tab. 1). Die Knollenertr?ge aus den kleinen Pflanzknollen wurden nicht vom Gesundheitszustand des Pflanzgutes beeinflusst, obwohl die Pflanzen aus dem gesünderen Pflanzgut mehr Knollen bildeten als diejenigen aus dem kommerziellen Pflanzgut. Im September war die Verteilung der Knollengr?ssen aus dem Pflanzgut beider Herkünfte ?hnlich, mit dem gesünderen Pflanzgut wurden jedoch geringfügig mehr Knollen >4 cm erzeugt (Abb. 2). Im Juni waren Knollenanzahl und-gewicht pro Stengel vom gesunderen Pflanzgut h?her als vom kommerziellen (Tab. 1); im September war die Knollenanzahl ?hnlich, die Ertr?ge waren aber vom kommerziellen Pflanzgut h?her als vom gesünderen. Die Ertr?ge pro Stengel waren auch bei den kleinen Pflanzknollen h?her als bei den grossen. Das Knollengewicht pro Stengel verringerte sich mit zunehmender Stengelzahl pro Pflanze, beim gesünderen Pflanzgut war dies jedoch weniger ausgepr?gt als beim kommerziellen (Abb. 4). Die gr?ssere Knollenzahl an Pflanzen aus gesundem Pflanzgut war deshalb auf die erh?hte Stengelzahl und, bei grossen Pflanzknollen, auf die erh?hte Knollenanzahl pro Stengel zurückzuführen. Die frühe Bew?sserung führte 1972, jedoch nicht 1973, zu einer Verringerung der Knollenanzahl (Tab. 2). Die Knollenertr?ge im September waren eher bei normaler Bew?sserung erh?ht (34%, 1972; 18%, 1973) als bei früher Bew?sserung (23%, 1972; 12%, 1973), die Anzahl der Knollen >4 cm (Abb. 3) und die durchschnittliche Knollengr?sse waren auch bei normaler Bew?sserung h?her (Tab. 3). Im Jahre 1972 waren vom gesünderen Pflanzgut die Knollenertr?ge um 5% h?her als vom kommerziellen wenn die Parzellen nicht oder früh bew?ssert wurden und um 12% h?her bei normaler Bew?sserung (Tab. 2), und 1973 waren die Ertr?ge vom gesünderen Pflanzgut bei den beiden Bew?sserungsmassnahmen um 6–7% h?her. Infektionen mitPolyscytalum pustulans waren an Knollen aus kommerziellem Pflanzgut h?ufiger als aus gesünderem Pflanzgut (Tab. 5), und sie nahmen bei Bew?sserung zu. Dagegen waren Infektionen mitHelminthosporium solani am h?ufigsten an Knollen aus gesünderem Pflanzgut, und sie nahmen bei Bew?sserung ab. Das Auftreten vonRhicotonia solani wurde nicht deutlich vom Gesundheitszustand des Pflanzgutes oder durch die Bew?sserung beeinflusst.

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Résumé Des tubercules germés de petit (22–25 g) et gros (118–126 g) calibres produits à partir de semences commerciales et de boutures (semences les plus saines) sont plantés dans des essais à Rothamsted en 1972 et 1973. Les parcelles sont irriguées: (1) t?t à partir de la levée jusqu'au stade tubérisation pour garder sur 10 cm de profondeur le niveau de sa capacité de rétention en eau et ensuite jusqu'en Septembre en maintenant le niveau d'humidité sur 38 mm, (2) normalement, à partir du stade tubérisation en maintenant le niveau d'humidité sur 38 mm, (3) tardivement (1972, seulement) de la mi-ao?t à la mi-septembre (Fig. 1). La semence la plus saine produit des plantes avec davantage de tiges, de tubercules et un rendement 6 à 9% supérieur en septembre que les gros tubercules de semence commerciale (Tableau 1). L'état sanitaire de la semence n'affecte pas les rendements des tubercules de petit calibre bien que les plantes issues des semences les plus saines produisent davantage de tubercules que les semences commerciales. En septembre, la distribution des tubercules selon leur taille est identique pour les semences des deux origines mais les semences issues de boutures produisent beaucoup plus de tubercules supérieurs à 4 cm (Fig. 2). En juin, le nombre et le poids des tubercules par tige sont plus élevés dans les semences les plus saines que dans les semences commerciales (Tableau 1); à partir de septembre, les nombres de tubercules sont identiques mais les rendements sont plus importants à partir de semences commerciales. De même, les rendements par tige sont plus élevés à partir des petits calibres que des gros calibres. Le poids de tubercules par tige diminue avec l'augmentation du nombre de tiges par plante mais de fa?on moindre à partir des semences les plus saines (Fig. 4). Le plus grand nombre de tubercules sur les plantes issues des semences les plus saines est donc attribué à l'augmentation du nombre des tiges et pour les semences de gros calibres à l'augmentation du nombre de tubercules par tige. Une irrigation précoce diminue le nombre de tubercules formés en 1972 (Tableau 2) mais n'a pas d'effect en 1973. Les rendements en tubercules en septembre sont davantage augmentés par une irrigation normale (34%, 1972; 18%, 1973) que précoce (23%, 1972; 12%, 1973), de même que le nombre des tubercules >4 cm (Fig. 3); le calibre moyen des tubercules est plus grand que dans le cas d'une irrigation normale (Tableau 3). En 1972, les rendements de septembre en tubercules sont 5% plus élevés à partir des semences les plus saines qu'à partir des semences commerciales quand les parcelles ne sont pas irriguées ou quand l'irrigation est précoce et 12% plus élevés dans le cas d'une irrigation normale (Tableau 2); en 1972, les rendements sont 6–7% plus élevés à partir des semences les plus saines et ce avec les deux types d'irrigation. L'infection parPolyscytalum pustulans est plus fréquente à partir des tubercules de semences commerciales qu'à partir des semences les plus saines (Tableau 5) et est accrue par l'irrigation. A l'inverse, l'infection parHelminthosporium solani est plus commune sur tubercules issus des semences les plus saines et est réduite par l'irrigation. L'incidence deRhizoctonia solani n'est pas affectée significativement par l'état sanitaire des semences ou par l'irrigation.

     

华北平原氮肥周年深施对冬小麦-夏玉米轮作体系土壤氨挥发的影响

氮肥深施能有效减少土壤氨挥发,然而目前国内外关于小麦-玉米轮作体系氮肥深施缺乏周年系统性研究。本试验于2018年10月—2019年10月在中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米轮作农田进行,利用动态箱法研究不同深施模式氨挥发损失率、氨挥发特征,旨在探讨冬小麦-夏玉米轮作体系下土壤氨排放对氮肥深施的响应,为减少农业源氨排放和优化农田施肥提供理论依据。试验设置5个处理：不施肥（CK）、常规肥料表施（T₁）、缓释肥表施（T₂）、缓释肥基追肥分层深施（T₃）、缓释肥一次性分层深施（T₄）。结果表明：氨挥发主要发生在玉米追肥季,占全年氨挥发量的84.84%;T₁、T₂、T₃和T₄处理的周年氨挥发累积量分别为22.75 kg·hm^-2、6.17 kg·hm^-2、2.25 kg·hm^-2和0.55 kg·hm^-2,分别占总施肥量的4.86%、1.32%、0.48%和0.13%。与常规肥料表施（T₁）相比,缓释肥处理（T₂、T₃和T₄）分别降低72.88%、90.11%和97.32%的氨挥发损失;一次性深施处理（T₄）能避开土壤氨高挥发期,周年氨挥发累积量与不施肥处理（0.43 kg·hm^-2）没有显著差异,且显著低于表施处理。CK、T₁、T₂、T₃和T₄全年产量分别为8.31 t·hm^-2、13.20 t·hm^-2、12.66 t·hm^-2、14.42 t·hm^-2和14.22 t·hm^-2;与常规肥料表施（T₁）相比,缓释肥深施（T₃和T₄）均可提高作物产量,分别增产9.25%和7.75%。而缓释肥表施（T₂）产量略有降低。综合考虑土壤氨排放和作物产量,缓释肥表施（T₂）可以显著降低土壤氨挥发,但是作物产量不稳定;而氮肥深施（T₃、T₄）能在保证作物高产的基础上显著降低土壤氨排放,是一种高效、简便、环境友好的施肥方式。     

不同株行距和栽插本数对水稻产量的影响

以中熟中粳郑稻19号为试验材料,研究不同株行距和栽插本数对其产量及其构成因素的影响。结果表明,行、株距和栽插本数对郑稻19号的产量及其构成因素均有显著的影响。相关分析表明,株距和栽插本数、穗数、总颖花量和结实率均与产量呈极显著正相关;总颖花量与穗数、结实率,穗粒数与千粒质量间呈显著、极显著正相关;穗数与穗粒数、千粒质量,总颖花量和千粒质量间呈极显著负相关。通径分析表明,对郑稻19号产量的净贡献率大小依次为总颖花量结实率千粒质量,对总颖花量的净贡献率大小依次为穗数穗粒数。宽窄行的产量显著高于等行距,3本栽插时产量显著高于其他处理;且处理A2B3C3组合产量最高为8 899.51 kg/hm2,较其他处理增产4.53%~34.80%;其次是A2B4C3组合,产量为8 513.60 kg/hm2,较其他组合增产5.47%~28.96%。     

木棉纤维的基本结构和性能

目的进一步完善木棉的组培快繁体系,实现木棉组培苗不定根的定向诱导,提高木棉生根苗的移栽成活率。方法以木棉组培丛生芽为材料,通过激素、纵向划痕和暗培养等3种处理促进根系诱导,比较不同处理下木棉组培苗的生根率、根系数量和移栽成活率,同时对生根过程进行显微观察。结果在单独添加NAA和IBA时,最高生根率分别为19.66%和39.15%;而NAA与 IBA组合处理的生根率可达95.80%,优于两者单独添加处理,且生根苗以1条不定根为主。纵向划痕处理以2~3个划痕效果较好,其生根率可达94%以上,生根苗以2条不定根为主。暗培养处理以6 d最佳,生根率为97.36%,生根苗以1条不定根为主。显微观察发现：木棉组培苗生根属于皮层生根类型。对1、2和3条不定根等3种类型的生根苗进行移栽,其移栽成活率之间无显著差异(P>0.05),但生物量存在显著差异(P<0.05),其中3条不定根的移栽苗生物量最大。结论本研究优化了木棉组培苗的生根条件,为木棉组培苗的移栽炼苗以及不定根的定向调控提供了理论参考。