籼稻桂华占、八桂香花后营养器官干物质流转与籽粒灌浆关系

以桂华占和八桂香2个籼稻品种为材料,研究籼稻花后不同部位器官物质积累、运转与籽粒生长的动态特征及相互关系。结果表明:(1)叶、叶鞘、节间干物质流转存在一定差异,倒2叶鞘对籽粒的贡献超过倒3叶鞘和倒1叶鞘,倒3节间对籽粒的贡献超过倒2节间和倒1节间;(2)不同部位籽粒的灌浆速率和拐点粒重呈现UPG(上部籽粒)MPG(中部籽粒)BPG(下部籽粒)变化趋势,拐点时间和活跃灌浆时间及持续灌浆时间均呈现BPGMPGUPG变化规律,UPG启动早,灌浆速率大,BPG的灌浆速率小,灌浆时间滞后,籽粒粒重呈现UPGMPGBPG;(3)叶片、叶鞘及节间干物质运转速度和运转率都与籽粒起始灌浆势呈正相关,其中器官间与起始灌浆势的相关系数大小表现为节间叶鞘叶片,不同叶位间与起始灌浆势的相关系数大小表现为倒2叶倒3叶倒1叶,其中节间干物质运转对籽粒生长的作用大于叶鞘,叶片干物质运转与籽粒生长的相关性最小。倒1节鞘物质输出与BPG生长时间上同步,倒2节鞘与MPG生长同步,倒3节鞘与UPG生长同步。     

种植密度与喷施多效唑对冬小麦抗倒伏能力和产量的影响

于2008-2010年2个生长季在山东农业大学试验农场,以烟农21和藁城8901为材料,研究了不同种植密度下喷施多效唑对冬小麦基部茎秆形态特征、抗折力和抗倒指数及产量的影响.结果表明：藁城8901的抗倒伏能力高于烟农21,但籽粒产量低.与低密度（基本苗为180×10⁴株·hm^-2）条件相比,同一品种高密度（基本苗为240×10⁴株·hm^-2）使茎秆抗折力和抗倒指数下降,尤以烟农21表现更为明显.喷施多效唑可明显降低株高和基部节间长度,显著提高茎秆抗折力和抗倒伏指数,增强其抗倒伏能力,提高单位面积穗数和产量.相关分析表明,茎秆抗倒伏指数与基部第2节间长度、基部(1+2)节间长度占节间总长的比例和表观倒伏率均呈显著负相关.因此,采用合理的种植密度并结合喷施多效唑,能够提高小麦的抗倒伏能力和产量,可作为半湿润地区小麦高产栽培的重要技术措施.     

臭氧胁迫使两优培九倒伏风险增加——FACE研究

近地层臭氧(O₃)浓度升高使作物生长发育受到抑制进而使产量下降,但O₃胁迫条件下作物抗倒性状的变化及其可能原因均不清楚。FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)试验在很少扰动的自然农田实施,其特有的空间优势为研究这一问题提供了最好的机会。依托全球唯一的稻田臭氧FACE技术平台,以杂交稻两优培九为供试材料,设置大气背景O₃浓度和高O₃浓度两个水平首次对这一问题进行了实验研究。结果表明:高O₃浓度使水稻抽穗期单茎(去除叶鞘)倒5、倒4和倒3节间的平均倒伏指数分别增加25%、16%和14%,使抽穗后35 d对应节间倒伏指数分别增加13%、12%和2%,除抽穗后35 d倒3节间外均达显著或极显著水平;高浓度O₃使水稻抽穗期和抽穗后35 d植株倒5、倒4和倒3节间的抗折力和弯曲力矩均下降,前者降幅明显大于后者;高O₃浓度对抽穗期和抽穗后35 d倒5、倒4、倒3和倒2和倒1节间的长度和粗度影响较小,但使各节间单位长度鲜重和干重一致下降,以单位长度干重降幅更大;高O₃浓度使结实期倒5、倒4、倒3、倒2和倒1节间可溶性糖和淀粉含有率均下降,抽穗后35 d降幅大于抽穗期。以上数据表明,未来高浓度臭氧环境条件下两优培九结实期的倒伏风险明显增加,这主要与基部节间抗折能力明显削弱有关,而后者可能又与节间充实程度下降有关。     

苯丙氨酸合成代谢途径与陆地棉植株矮化的相关性研究

通过iTRAQ(同位素相对标记与绝对定量)定量蛋白质组学技术分析陆地棉矮化突变体陆矮1号(LA-1)及其近等基因系LH-1茎尖的差异表达蛋白,发现苯丙氨酸合成途径的关键调控元件色氨酸生物合成酶trpD在LA-1中表达下调,苯丙氨酸代谢途径关键酶4-香豆基辅酶A连接酶(4CL)、咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCo AOMT)、转肉桂酸单氧酶亚家族基因(CYP73A)在LA-1中表达上调。通过实时定量PCR检测发现trpD、4CL、CCo AOMT、CYP73A基因转录水平与蛋白表达的趋势一致。对两种材料不同节间(倒1至倒6)的石蜡切片进行观察发现,从倒1节间到倒6节间,LA-1维管层与皮层宽度的比值均极显著大于LH-1,在相同节间,LA-1的导管的数目明显多于LH-1,维管层的发育要早于LH-1。这些研究结果揭示了陆地棉矮化突变体LA-1的矮化与苯丙氨酸合成和代谢途径存在相关性,为进一步发掘调控陆地棉矮化的关键基因和深入了解相关分子机制提供理论依据。     

水稻高秆隐性恢复系(eR系)的特征特性及其在育种上的应用

高秆隐性恢复系(eR系)同原恢复系(R系)相比,分蘖力下降、生育期缩短,株高、穗颈、叶片长、倒一节间和倒二节间都显增长,使得eR系在制种时不必施用赤霉素。利用eR系组配的e-杂交稻同其不舍eui基因的原杂交稻相比,只有一个eui隐性单基因的差异,使e-杂交稻的株叶形态和构成产量因素同原杂交稻十分相似,且具有千粒重增大以及植株速生、快长、早熟等特点,使利用eR系组配的e-杂交稻具有一定增产潜力。     

灌水对不同品种小麦茎和叶鞘糖含量及产量的影响

以冬小麦品种济麦20和泰山22为材料,设置全生育期不灌水(W0)、灌冬水+拔节水(W1)、灌冬水+拔节水+开花水(W2)、灌冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W3)4个处理,研究不同灌水处理对小麦倒二茎节间和叶鞘中水溶性碳水化合物含量和籽粒产量的影响.结果表明:两品种W0处理灌浆初期倒二茎节间和叶鞘的可溶性总糖、聚合度(DP) ≥4和DP=3的果聚糖含量最高,灌浆后期的果糖含量最高,这有利于倒二茎节间和叶鞘水溶性碳水化合物的积累与降解,从而提高千粒重,灌水处理间比较,济麦20的W1处理在灌浆初期倒二茎节间和叶鞘的DP≥4、DP=3果聚糖含量和灌浆中后期的可溶性总糖、果糖含量最高,其籽粒产量也最高;泰山22的W2处理在灌浆初期倒二茎节间和叶鞘的DP≥4、DP=3果聚糖含量最高,灌浆后期的果糖含量高于W1处理,其籽粒产量也最高,品种间比较,泰山22灌浆阶段的倒二茎节间和叶鞘的可溶性总糖、DP≥4果聚糖含量和灌浆后期的果糖含量高于济麦20.两品种的籽粒产量对水分处理的响应不同,济麦20的籽粒产量在W0和W1条件下高于泰山22,在W2和W3条件下低于泰山22.本试验中,济麦20的W1处理和泰山22的W2处理有利于倒二茎节间和叶鞘中水溶性碳水化合物的积累与降解,其籽粒产量显著高于其他处理,分别是两品种的最优水分处理.     

具广亲和性的水稻隐性高秆细胞突变体

０２４２８ｈ系粳稻隐性高秆细胞突变体。来源于半矮秆广亲和种质０２４２８体细胞无性系变异。在１０３个Ｒ２代株系中,有１株系在抽穗后分离出高、矮秆两种类型,高秆比矮秆高６１．４％,系因例一和倒二节间伸长所致,以倒一节间伸长最为明显,占增长的６６．３％。在Ｒ３、Ｒ４代中矮秆类型继续分离出高秆和矮秆两在型,分离比为３：１,高秆类型未见分离。显示所分离的高秆是供体亲本０２４２８的单基因突变。暂名为０２４２８     

水稻株高构成因素的QTL剖析

利用水稻籼粳杂交 (圭 6 30× 0 2 42 8) F1 的花药离体培养建立的一个含 81个 DH家系的作图群体 ,对水稻株高构成因素 (穗长、第 1节间长、……、第 5节间长 )进行基因定位。DH群体中株高构成因素均呈正态分布。相邻的构成因素间呈极显著的正相关 ,而相距较远的构成因素间的相关较弱或不显著。采用 QTL(Quantitative trait lo-cus)分析 ,定位了影响株高构成因素的 6个 QTL:qtl7同时影响穗长和第 1、2、3节间长 ,qtl1 和 qtl2 同时影响第 4和第 5节间长 ,qtl1 0 a和 qtl1 0 b仅影响第 1节间长 ,qtl3 仅影响第 3节间长。采用 QTL 互作分析 ,检测到 19对显著的互作 ,每个构成因素受 2个或 2个以上的 QTL 互作对的影响。并且还发现 ,同一个 QTL 互作对可能影响不同的性状 ,以及一个 QTL 可以分别与不同的 QTL 产生互作而影响同一个性状或影响不同的性状 ,但总的看来 ,加性效应是主要的。这些结果揭示了株高构成因素间相关的遗传基础 ,在水稻育种中运用这些 QTL 将有助于对株高 ,以及对穗长和上部节间长度进行精细的遗传调控。     

美丽箬竹水分生理整合的分株比例效应——基于叶片抗氧化系统与光合色素

生理整合是克隆植物实现资源共享, 增强对异质生境适应能力的重要手段。其中, 水分生理整合是克隆植物最为重要的生理整合, 解析竹子水分生理整合特征对于竹林水分科学管理具有重要意义。该研究以分株地下茎相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)盆栽苗为试验材料, 设置2个盆栽基质相对含水率(高水势(90% ± 5%)和低水势(30% ± 5%))和5个分株比例(1:3、1:2、1:1、2:1、3:1, 高水势分株与低水势分株数量比值, 地下茎相连的分株总数12株)处理。处理后15、30、45、60天分别取不同处理的克隆分株成熟叶测定抗氧化酶活性、相对电导率和丙二醛含量、可溶性蛋白质含量、光合色素含量, 分析基于分株比例的美丽箬竹水分生理整合方向、强度和效率的变化规律。结果表明: 在异质水分条件下, 美丽箬竹分株间存在着从高水势供体分株向低水势受体分株进行水分转移的生理整合作用, 并随着分株比例的增大, 整合强度增强, 受体分株获益提高, 供体分株耗损增大。随着处理时间的延长, 处理前期分株间水分生理整合强度增强, 处理后期整合强度减弱, 反映出供体分株与受体分株间耗-益在时间序列上是有变化的, 处理前期耗-益更为明显。研究表明克隆系统分株比例对竹子水分生理整合有重要影响, 分株间水分梯度差是水分传导的潜在驱动力, 决定水分生理整合方向、强度和效率的是分株间水分供需关系。     

大豆苗期茎秆相关性状对荫蔽的响应

通过设置自然光照和遮荫环境2个处理,对51份大豆种质资源的苗期茎秆相关性状进行研究。结果表明:大豆茎秆相关性状在自然光照和遮荫环境下的变异系数分别为8.40%~78.06%和11.27%~84.68%,除第1、2节节间长度外,其他各性状在荫蔽环境下的变异系数均高于在自然光照下的变异系数。苗期荫蔽胁迫导致大豆株高、最低分枝高度、各节间长度极显著增加(P0.01),而茎粗、分枝数、主茎节数极显著降低。对2种光照环境下的株高指数进行分析发现,株高指数IL以及I2、I4和I6在2种光照环境下差异达到显著水平(P0.05)。相关分析表明,在荫蔽环境下,除第1节外,大豆株高与各节间长度呈显著或极显著正相关,与主茎节数相关性不显著。通径分析表明,自然光照下,第10(0.752)、11(0.736)节对株高的正向作用最大,而在荫蔽环境下,第7(0.752)、10(0.732)节对株高的正向效应较大。在筛选的材料中,有6份材料的株高在2种光照环境下差异不显著,可为套作大豆品种选育奠定基础。