冷水胁迫下不同地理来源粳稻品种的耐冷性差异

利用来源于8个国家和中国7个省份的399份粳稻品种为试验材料,分析了冷水胁迫下不同国家或省份间粳稻品种耐冷性状的表型差异和不同国家或省份间粳稻品种的相似性.研究结果表明,冷水胁迫下纬度相对较高的保加利亚和匈牙利粳稻品种的日生长速度、株高、穗长和结实率的表型值及其冷水反应指数(CRI)较大,表现较强的耐冷性;朝鲜和日本粳稻品种的结实率相对较高,表现较强的孕穗期耐冷性;云南粳稻品种的结实率表型值及其CRI最大,表现最强的孕穗期耐冷性.日生长速度、株高、穗长、有效穗数、穗粒数和结实率的CRI平均值均小于100%,而抽穗天数和分蘖数CRI的平均值大于100%.其中,结实率和日生长速度对冷水的反应最敏感.自然条件与冷水胁迫下,对各国家或各省份粳稻品种的聚类结果有一定的差异,与自然条件下相比较,冷水胁迫下粳稻品种的聚类结果与这些品种的地理来源更密切相关.     

中国粳稻地方品种孕穗期耐冷性评价及聚类分析

用原产于中国18个省的329份粳稻地方品种为材料,分析了自然低温和冷水胁迫下不同省份粳稻地方品种孕穗期耐冷性及主要农艺性状表型差异和聚类特点。结果表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份粳稻地方品种的孕穗期耐冷性状及主要农艺性状有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,天津、四川和台湾品种的结实率及冷水反应指数均较高,表现较强的孕穗期耐冷性和迟钝的冷水反应。云南品种在自然低温下表现为较强的孕穗期耐冷性（结实率）,而在冷水胁迫下播种至抽穗天数和株高的冷水反应指数较高,表现为迟钝的冷水反应。从总体趋势上看,自然低温和冷水胁迫下,除个别省份外,纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性（结实率）强于纬度相对较低的南方省份品种。此外,在自然低温和冷水胁迫下,各省粳稻地方品种的聚类结果总体上与各省品种的地理位置及其耐冷性有密切的联系,而在冷水胁迫下品种的聚类结果与品种地理位置的关系比自然低温下更为密切。     

粳稻地方品种孕穗期耐冷性鉴定及耐冷性状间相关分析

利用原产于中国18省的329份粳稻地方品种为试验材料,在自然低温和冷水胁迫下进行了孕穗期耐冷性鉴定和主要耐冷性状间相关分析。结果表明,自然低温和冷水胁迫下各粳稻地方品种间存在明显的耐冷性差异,共鉴定筛选出黑壳粘、红芒大足、红须贵州禾、冷水谷、须糯等31份孕穗期耐冷性强的粳稻地方品种。其中原产于贵州省的黑壳粘在自然低温和冷水胁迫下均表现出较强的孕穗期耐冷性。自然低温与冷水胁迫下孕穗期耐冷性鉴定结果呈极显著正相关。自然低温下结实率与穗颈长、穗长和秆长呈显著或极显著正相关,而与抽穗天数呈极显著负相关。在冷水胁迫下结实率与株高呈极显著正相关,而与抽穗天数呈极显著负相关;结实率的冷水反应指数(CRI)与株高CRI呈显著正相关,而与有效穗数CRI呈显著负相关。     

低温胁迫下粳稻选育品种耐冷性状的鉴定评价

选取来源于中国11个省份和其他9个国家的347份粳稻选育品种作为试验材料,分析了自然低温和冷水胁迫下,不同来源粳稻选育品种孕穗期的耐冷性及主要农艺性状的表型差异和聚类特点。研究表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份或国家粳稻选育品种主要农艺性状及其冷水反应指数有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,云南和日本品种的孕穗期结实率及其冷水反应指数均较高,表现出较强的孕穗期耐冷性。从总体趋势上看,在自然低温下,除个别省份外,我国纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性强于纬度相对较低的南方省份品种;而在冷水胁迫下,品种的耐冷性与其来源地的关系并不密切,没有呈现出一定的规律性。此外,聚类结果表明,不同省份或国家粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源均有一定的相关性,而与自然条件相比,冷水胁迫下粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源的相关性更为密切。     

盐胁迫下不同来源粳稻选育品种的主要农艺性状鉴定分析

以选自30个国家的402份粳稻选育品种作为试验材料,分析了自然条件和盐胁迫下不同来源粳稻选育品种主要农艺性状的表型差异和聚类特点。结果表明,盐胁迫下各个国家品种的主要农艺性状有明显的差异,主要表现在抽穗期明显推迟,秆长和穗长明显缩短,穗粒数和有效穗数明显减少,结实率和千粒重明显降低。在盐胁迫下共筛选出了18份具有较强的耐盐性的材料。对主要农艺性状和聚类结果的分析表明,各个国家间粳稻选育品种耐盐性和聚类结果与各国家所处地理位置、纬度和气候条件有一定的相关性。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

不同低温胁迫下粳稻耐冷种质的孕穗期耐冷性比较

为粳稻孕穗期耐冷标准品种的建立和耐冷遗传育种研究提供优异基因资源,利用人工低温气候室,采用15℃、17℃、19℃3种胁迫温度,4d和6d两种胁迫时间,3×2交互式设计的方法,对来自黑龙江、吉林、辽宁和云南的12份粳稻种质进行了孕穗期耐冷性强度的研究。结果表明,随着低温胁迫的增强,各水稻品种的平均空壳率都随之增加;在15℃/6d胁迫下,供试品种平均空壳率的方差和变异系数达到最大,该胁迫强度可被选用于孕穗期强耐冷种质的筛选。依据15℃/6d胁迫下供试品种平均空壳率的方差分析及多重比较结果,空育131和龙稻3号具有极强的孕穗期耐冷性。不同地区可根据参试品种在本试验中的耐冷表现,并结合当地水稻种植区的光温条件选择相应的耐冷标准品种。     

粳稻芽期耐冷性鉴定方法研究

利用22个粳稻品种,在不同低温胁迫、不同处理天数下进行水稻芽期耐冷性鉴定,并提出了适合于粳稻芽期耐冷性的鉴定方法.研究结果表明,在低温胁迫和不同天数的处理中,以2℃/6d低温胁迫下的22个粳稻品种死苗率的方差和变异范围表现为最大,并且死苗率的分布比较合理,据此认为该低温胁迫对于粳稻芽期耐冷性鉴定是比较合适的胁迫条件.在2℃/6d低温胁迫下,靖粳7号、辐优1号、合系15、沈农15、东农422、滇系1号等品种芽期耐冷性属3级,为强耐冷性品种;云南省粳稻品种的芽期耐冷性普遍好于东北三省的粳稻品种.     

粳稻品种幼苗耐冷性比较研究

利用人工模拟低温胁迫的方法,研究了３个日本粳稻品种日本晴、金南风和福光以及２个台湾粳稻品种台竹１５７、加南２０的苗期耐冷性,并以当地推广高产籼稻品种特三矮２号作对照。从对株高、主茎叶片数、地上部干物重、死苗率等形态性状的调查和叶绿素含量、电解质外渗率等生理性状测定的结果显示,日本晴、金南风、福光和台竹１５７苗期的耐冷性较强,加南２０的耐冷性较弱,但比特三矮２号的耐冷性略强。这为防止早稻烂秧死苗而开     

广适性光温敏不育系Y58S幼穗分化期耐冷性表现及生理机制

为了阐明水稻光温敏不育系幼穗分化期耐冷的形态生理机制,以耐冷不育系Y58S和4个生产上常用光温敏不育系为试验材料,研究了低温胁迫(17.5℃,10 d)下结实率、穗部形态、株高、光合特性以及抗氧化物酶系统等的变化。结果表明,低温胁迫下Y58S的幼穗分化期耐冷性在5个不育系中最强,与敏感的C815S和株1S相比,Y58S表现为株高和穗长降低幅度较小,保持较高结实率;光合作用受低温影响不显著,SPAD值、光合速率等光合指标无显著变化;SOD、POD活性降低幅度较小,MDA含量、相对电导率增幅较小。     

普通野生稻染色体片段代换系的孕穗期耐冷性研究

为筛选出在苗期和孕穗期都具有强耐冷性的种质以供水稻耐冷研究与育种利用,本研究利用人工低温胁迫的方法,对20份苗期耐冷的普通野生稻染色体片段代换系进行了孕穗期耐冷性鉴定评价。结果表明:(1)在20份代换系材料中,孕穗期耐冷性表现强(3级)、中(5级)和弱(7级)级别的材料为2份、15份和3份,分别占供试材料的10%、75%和15%;(2)水稻苗期和孕穗期的耐冷性呈显著正相关(p0.05),所鉴定出的2份抗性3级材料(DC907和DC866)不但可以作为苗期耐冷性抗源,同时也可以作为孕穗期耐寒性抗源;(3)可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸、丙二醛和超氧化物歧化酶等各项生理指标与相对结实率之间均无显著的相关关系,因此均不适宜作为孕穗期耐冷性的鉴定评价指标。     

水稻丽粳2号近等基因系杂种后代耐冷性遗传研究

在昆明低温冷害条件下,以十和田×(十和田和丽粳2号BC4F5)配制的杂种BC5F1、BC5F2、BC5F3和BC5F4及亲本为材料,用主基因-多基因混合遗传模型对丽粳2号作耐冷基因供体培育出的近等基因系进行孕穗期耐冷性遗传研究。结果表明:(1)杂种BC5F2、BC5F3和BC5F4分离群体在同一世代每穗实粒数与总粒数、结实率呈极显著的正相关;(2)以结实率为耐冷性鉴定指标,近等基因系孕穗期耐冷性受2对主基因和多基因共同控制,其主效基因的遗传率为90.97%,微效基因遗传率为3.83%,主基因和微效基因都存在加性-显性-上位性效应。     

不同年代水稻品种主要农艺性状的表型评价

水稻对异地环境的生态适应性与水稻产量和广适性密切相关。为了明确不同环境下不同年代水稻品种主要农艺性状的表型及稳定性差异,本研究以284份来源于中国黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆等省(自治区)和日本的不同年代水稻品种为试验材料,通过在沈阳、北京、银川、临沂、南昌和三亚等6个鉴定点的异地环境鉴定,进行了不同年代水稻品种主要的7个农艺性状的表型评价与稳定性分析。结果表明,异地环境下不同年代水稻品种主要农艺性状总体上从纬度较高的沈阳到纬度较低的南昌,各性状的表型值明显趋于减小,然后在三亚冬季环境下各性状表型值又有增加;从年代Ⅰ品种(20世纪60年代以前)至年代Ⅳ品种(21世纪以后)水稻生育期延长、株高降低、穗数减少、穗粒数增加、结实率和千粒重变化不大,水稻性状的总体变化趋势是从多穗型向大穗重穗型发展。在异地环境下千粒重、穗长和穗数的表型值相对较稳定,其次为抽穗天数和株高,结实率和穗粒数的稳定性最差。不同年代品种抽穗天数的稳定性参数大小顺序为年代Ⅰ年代Ⅱ年代Ⅳ年代Ⅲ,随着年代的进展,选育品种的生态适应性逐渐趋于增强。在异地环境下,辽粳931、辽粳454等20个品种表现为较强的生态适应性,这些材料可作为亲本材料利用于水稻育种。     

分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻氮代谢和籽粒蛋白质含量的影响

以寒地粳稻东农428、龙稻7和松粳10为试验材料,研究分蘖期冷水胁迫下不同施氮量处理对功能叶片氮代谢关键酶活性、籽粒蛋白质含量以及产量的影响,并探讨功能叶片氮代谢关键酶活性与籽粒蛋白质含量以及产量的关系。研究结果表明,分蘖期冷水胁迫使NR,GS活性及籽粒蛋白质含量升高,GOGAT和GDH活性下降。分蘖期冷水胁迫下,增加施氮量使各品种功能叶酶活性及籽粒蛋白质含量均缓慢升高,其中NR、GS和GOGAT活性在N150处理下最高,GDH活性和籽粒蛋白质含量在N175处理下最高,可知,高施氮量不利于寒地粳稻抗冷。不同品种在冷水胁迫下酶活性表现不一,其中耐冷型品种东农428在各处理下氮代谢关键酶保持较高生理活性,龙稻7次之,松粳10最弱。分蘖期冷水胁迫下,纯氮施用量为100 kg/hm2,其产量表现最佳,3个品种表现一致。     

耐热水稻品种“Nagina 22”高温胁迫下的生理响应

为研究耐热水稻品种Nagina 22(N22)开花结实期高温胁迫下的主要生理响应,采用温室盆栽试验,在各供试材料的开花期,利用人工气候室进行高温胁迫处理。研究结果表明:N22在高温胁迫下不改变开花期但表现出日开花量的转峰;与N22相比,水稻感热品种Moroberekan花药开裂显著受阻,柱头上萌发的花粉数显著减少;花粉萌发数与花药开裂状况呈极显著的相关关系,进而表现出主穗结实率与柱头上花粉萌发数呈显著的相关关系;主穗日结实率在高温下呈递减趋势,且Moroberekan较N22的下降速率显著加快,表明耐热品种与高温胁迫对结实率存在累积效应,而且高温胁迫效应发生在开花授粉之前。     

水稻剑叶气孔性状与孕穗期耐冷性的关系研究

以人工气候室鉴定的孕穗期耐冷性不同的10个水稻品种为材料,采用扫描电子显微镜观测其剑叶的气孔密度、气孔大小和单位面积气孔周长等性状特点,以探讨水稻剑叶气孔性状与孕穗期耐冷性的关系.结果表明:耐冷性强品种'培杂软香'、'天优688'、'冈优825' 的气孔密度和单位叶面积气孔总周长较小,分别为380～410个/mm2和29.8～32.6 cm;耐冷性弱的品种'粤杂763'气孔密度和单位叶面积气孔总周长较大,分别为618个/mm~2和46.9 cm; 耐冷性中等的品种'培杂泰丰'等介于二者之间,分别为460～510个/mm~2和35.1～39.3 cm.气孔密度相近时,气孔较大的品种耐冷性较弱;单位叶面积气孔总周长相近时,气孔密度大的品种耐冷性较弱.研究发现,水稻品种剑叶的气孔密度和单位叶面积气孔总周长与其孕穗期耐冷性均呈极显著正相关,可以作为水稻孕穗期耐冷性的鉴定指标.     

人工环境鉴定小豆芽苗期耐冷性研究

对来自中国北京187份、天津33份、河北25份、山西16份、山东6份、河南1份、安徽1份、江苏22份、四川2份、陕西3份、辽宁18份、吉林33份、黑龙江5份,日本31份和韩国1份共384份小豆种质资源进行发芽期耐冷性鉴定,并以31份资源和18个品种为试验材料,进行三叶期耐冷性鉴定研究.结果表明:筛选出发芽期耐冷性较好(耐冷指数>0.80)的资源31份;在三叶期低温8～5℃胁迫7d,资源G-I-34、JN95-0和E0064等表现出较强的耐冷性.采用三叶期低温8～5℃胁迫7d,只统计生长正常苗的方法进行小豆苗期耐冷性鉴定评价是可行的;小豆发芽期与三叶期耐冷性存在差异;苗期持续耐冷性存在差异.     

人工环境鉴定小豆芽苗期耐冷性研究

对来自中国北京187份、天津33份、河北25份、山西16份、山东6份、河南1份、安徽1份、江苏22份、四川2份、陕西3份、辽宁18份、吉林33份、黑龙江5份,日本31份和韩国1份共384份小豆种质资源进行发芽期耐冷性鉴定,并以31份资源和18个品种为试验材料,进行三叶期耐冷性鉴定研究。结果表明：筛选出发芽期耐冷性较好（ 耐冷指数＞0.80）的资源31份;在三叶期低温8～5℃胁迫7d,资源G-I-34、JN95-0和E0064等表现出较强的耐冷性。采用三叶期低温8～5℃胁迫7d,只统计生长正常苗的方法进行小豆苗期耐冷性鉴定评价是可行的;小豆发芽期与三叶期耐冷性存在差异;苗期持续耐冷性存在差异。     

高原粳稻骨干亲本及其衍生品种的主要农艺性状比较分析

对2个高原粳稻骨干亲本滇榆1号和轰早生及其衍生品种的农艺性状进行主成分及聚类分析。结果表明:(1)2个亲本的穗长、剑叶角度、宽度和结实率差异不显著,其余性状差异显著。(2)2个亲本衍生品种的剑叶角度、单株穗数、穗实粒数、结实率和千粒重存在较大差异,其余性状差异较小。(3)滇榆1号和轰早生衍生品种的前5个主因子累积贡献率分别为85.5%和85.3%,第1主成分因子分别是株型和粒数,其贡献率分别为39.9%和41.1%。(4)74个品种聚为6类,其中85%的品种分布在第Ⅰ类和第Ⅲ类,这些品种的主要特征是株高90~100 cm,剑叶长25~34 cm、宽1.5~1.7 cm,穗长20 cm左右,每穗91~138粒,每株7穗,结实率和千粒重分别为85%和27 g。