不同环境下水稻谷粒重发育的杂种优势和遗传相关性分析

选用9个不同类型的水稻品种(系),按双列杂交设计(6×5)配成两套亲本和F12个世代的遗传材料,采用数量性状的加性、显性遗传模型、发育遗传模型比较分析了水稻谷粒重发育的杂种优势和遗传相关性。结果表明,早季在谷粒充实前期(1～12d)群体平均优势较小,中后期(13～28d)正向优势趋于明显,在谷粒充实的全过程均表现较小的负向群体超亲优势;晚季则在谷粒充实前中期(1～18d)表现正向群体平均优势。后期(19～28d)优势不明显,在谷粒充实前期(1～12d)表现正向群体超亲优势,之后转为明显的负向群体超亲优势,表明晚季谷粒发育的杂种优势表现较之早季更有利于提高籽粒充实质量,不同发育时期谷粒重之间以及与最终谷粒重之间的遗传相关分析表明,早季以显性相关为主,晚季以加性相关为主,随着发育进程的推进,相关趋于密切。     

酚酸类物质的抑草效应分析

运用正交旋转回归试验设计分析5种常见的化感物质替代物水饧酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸对田间伴生杂草稗草的抑制效应．结果表明,肉桂酸对稗草根长抑制率的影响最显著。其关系函数的二次项系数为-6．18,达极显著水平,水杨酸、对羟基苯甲酸和阿魏酸对稗草根长的抑制效应趋势与肉桂酸相同,效应曲线均为“n”形抛物线;而香草酸的效应曲线则为“U”形抛物线．当水饧酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸浓度水平分别为0．06、0．60、0．24、0．02和0．02mmol·L^-1时,混合物对稗草根长的抑制率最大,达到78．65％。     

不同水稻品种产量形成过程的能量积累与热值特征

通过测定晚季稻汕优63 (三系杂交稻)、两优2186（两系杂交稻）和IR64（常规稻）生长过程中的干物质和热值,研究了不同水稻品种生长过程中的热值动态和能量固定特征.结果表明,完熟期汕优63、两优2186和IR64 3种水稻的干物质积累量分别为1926.38、1933.80和1842.30 g·m^-2,能量积累量分别为31137.05、31060.63和30454.89 kJ·m^-2,不同水稻品种的干物质及能量积累量间无显著差异.在灌浆过程中,汕优63、两优2186和IR64总的能量表观转化率分别为38.95%、 28.38%和32.66%,汕优63和IR64的能量流动比两优2186顺畅,两优2186茎器官能量输出受阻.完熟期3种水稻分配到籽粒中的能量依次占53.03%、46.43%和50.11%,三系杂交稻汕优63具有能量分配优势.热值分析表明,3种水稻各生育期间的热值平均值间无显著差异;不同器官热值大小依次为：叶＞籽粒＞鞘＞茎＞根,热值范围为：叶16.81～17.25 kJ·g^-1,籽粒15.89～16.54 kJ·g^-1,鞘14.33～15.49 kJ·g^-1,茎14.23～15.15 kJ·g^-1,根11.51～13.25 kJ·g^-1,叶片的热值显著高于其它器官,而根的热值显著低于其它器官.水稻叶片热值与其碳含量、叶绿素a含量、氮含量存在显著正相关,确定系数R²分别为0.609、0.471和0.485.     

水稻对UV-B辐射增强的抗性遗传及其生理生化特性研究

本研究结果表明紫外线B(UVB,280～330nm)能严重影响水稻秧苗生长发育,从而引起植株矮化,叶片干枯,叶绿素含量降低,单株干物质减少甚至死亡。不同水稻基因型对紫外线的反应存在明显差异。在3个供试品种(HR、M63、Hr)中,HR最抗UVB危害。遗传分析表明水稻抗UVB的性状为数量遗传性状且受多对隐性基因控制,生化分析表明水稻秧苗经UVB处理后,在0～3d内,随着时间推移,秧苗保护酶活性明显增强,之后,保护酶活性逐惭下降,MDA含量相应增加。抗UVB品种HR比感UVB品种Hr保护酶活性一直较高,膜质过氧化程度较低,反映了保护酶对抵抗UVB危害的重要作用。     

应用差异蛋白质组学方法分析作物化感作用的分子机理

试验旨在分析运用分子标记技术(QTL)和差异蛋白组学技术研究作物化感作用分子机理的差异性。首先运用差异蛋白组学技术探讨在生物胁迫(稗草)下水稻化感作用潜力变化的内在分子机理。分别用稗草和水稻的根系分泌物培养切自一株5叶龄化感水稻P I312777植株并经恢复的2个分蘖。7d后,提取处理和对照相同叶位叶片的全蛋白质并进行双向电泳,每张电泳胶片上获得800多个电泳胶点,其中差异表达的蛋白质点有4个。采用M ALD I-TOF-M S对各差异蛋白质点进行肽质量指纹图谱分析,经过SW ISS-PROT数据库查询,结果表明化感水稻P I312777在稗草胁迫下的特异蛋白分别与苯丙氨酸氨解酶(PAL)、硫还原型蛋白(T rx-m)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HM GR)和过氧化物酶(POD)相匹配。根据编码以上4个差异蛋白质的DNA序列,发现编码以上4个差异蛋白的基因分别位于水稻染色体4、7、8和12上的特定克隆位点,这就是与化感作用相关基因。前人也运用QTL方法开展作物化感作用的分子机理研究,但由于所采用的供体材料、受体植物及对表型性状的评价方法等的不同,定位结果存在较大的差异。综合比较两种方法后认为,运用差异蛋白组学技术分析水稻化感作用的分子机理,比QTL技术更加直接和深入。因为比较胁迫处理和对照植物组织的2-DE图谱将能鉴定出由表达候选基因编码的胁迫蛋白质,氨基酸残基序列的测定将揭示那些功能与胁迫性状密切相关的蛋白质,这种编码的基因就是兼具功能与表达的候选基因。     

水稻对低剂量UV-B辐射胁迫的分子应答研究

采用mRNA差异显示技术,分析了水稻幼苗受低剂量UV-B辐射的mRNA表达丰度差异,获得了18个差异片段,其中15个差异片段在表达水平上有差别,1条为被抑制表达,而UV—B诱导特异表达的为2条．将这2条片段进一步回收、重扩增发现确为特异带型．对其中的一个差异片段RUVB2进行序列测定和国际互联网查询结果表明,该序列位于Oryza sativa第10染色体的OSJNBb0091N21BAC上(登录号：AC091122),且该cDNA片段与水稻的3个EST序列有95％以上的同源性,而与其它序列同源性较低．     

水稻高产形成的分子生态学基础及其应用研究

介绍了10多年来在水稻产量形成的发育遗传及其分子生态学基础的研究成果,分析了传统上应用比较生理学研究作物高产形成的优点与不足,强调应积极引进其它学科的研究内容及其方法,深化对作物栽培科学问题的认识,提出了根据作物不同发育阶段的基因作用规律及其性质,研究制定相应措施。及时调控那些受显性遗传效应机制和加性效应基因与环境互作同向表达的性状是实现高产稳产的技术关键,认为这是作物遗传生态栽培学的主要特色与技术创新,并就作物栽培向分子栽培学的发展及其前景作了初步探讨。     

水稻化感作用及其生理生化特性的研究

选用具有强化感作用的6个水稻品种为供体,大田稗草为受体,研究了水稻化感作用及生理生化特性,结果表明,提高水稻叶片浸提液浓度,可以相应增强对稗草生长的抑制效果,这种抑制效果与杂草的种植密度呈负相关;化感水稻叶片浸提液能显著抑制物质稗草体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,从而影响其生长;苯丙氨酸氨解酶（PAL）的活性大小与酚类物质的含量吴正相关;多种酚类物质的化感作用之间可能是增效的,也可能是拮抗的。     

UV-B辐射增强对水稻生长发育及其产量形成的影响

在盆载条件下,研究UV-B辐射（280-320nm）增强对3个不同类型水稻品种（组合）的生长发育及其产量构成的影响。结果表明,UV-B辐射增强明显抑制水稻生长,使株高变矮、分蘖数减少、叶面积和干物质量下降,但其抑制程度依品种、水稻所处的生长阶段的不同而不同;株高在苗期下降幅度最大,为9.4%-12.2%,干物质量在分蘖期下降幅度最大,地下部和地上部干物质量分别下降45.3%-59.8%、54.9%-59.0%,增强的UV-B辐射使水稻主茎不同叶位的出叶时间延迟,生育期延长,汕优63、南川、IR65600-85的抽穗时间分别比对照延迟2d、3d和7d,成熟期分别推迟3d、4d和9d,UV-B辐射增强明显降低水稻叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量,叶片叶绿素a荧光诱导动力学参数Fv、Fv/Fm、Fv/Fo下降,与对照相比,汕优6.3、南川、IR65600-85叶片的净光合速率分别下降了11.9%、12.8%、29.7%,UV-B辐射增强使水稻每株有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重下降,最终导致水稻籽粒产量下降25.2%-31.1%。