黑龙江省水稻空壳率与孕穗期低温的关系

对黑龙江省6个主要水稻品种(龙稻3号、垦稻12号、空育131、龙稻7号、龙粳16号和松粳6号)进行孕穗期低温(处理温度分别为15℃、17℃、19℃,低温持续时间分别为2、4、6和8d)处理,采用线性内插和统计回归方法,分析了水稻单穗空壳率与孕穗期低温的关系.结果表明:研究区敏感性水稻品种和耐冷性较强水稻品种的障碍型冷害临界温度分别为17℃和16℃;孕穗期水稻对低温最敏感的时期为抽穗前14～18d.15℃低温处理8d时,松粳6号、垦稻12号的空壳率明显增加,空育131空壳率小幅升高,表明松粳6号和垦稻12号对低温反应较敏感、耐冷性较弱,而空育131对低温反应迟钝,耐冷性较强;垦稻12号、龙粳16号、空育131的冷积温与空壳率存在显著的相关关系(P0.01),随着冷积温的增加,水稻空壳率明显升高,但品种间的增幅不同.     

气候变化对黑龙江省水稻障碍型冷害的影响

明确气候变化对黑龙江省水稻孕穗期和抽穗期障碍型冷害的影响,可为水稻安全生产提供科学依据。基于黑龙江省70个台站1971—2012年的气象资料和10个台站1980—2011年水稻生育期数据,结合水稻障碍型冷害指标,分析了气候变化对黑龙江省水稻障碍型冷害的影响。结果表明:(1)水稻孕穗期障碍型冷害1990s发生频率最低,2000s发生频率最高;抽穗期障碍型冷害1970s和1980s发生频率高,1990s和2000s发生频率低。(2)抽穗期障碍型冷害发生程度大于孕穗期障碍型冷害。(3)不同熟型水稻品种可种植北界逐渐北移东扩,极早熟、早熟和中熟品种可种植范围分别缩小了5、21和11个县(市),中晚熟和晚熟品种可种植范围分别扩大了14和23个县(市)。(4)随着水稻种植格局的变化,不同熟型水稻障碍型冷害均在1990s发生频率最低,2000s发生频率最高。     

东北三省水稻生长季农业气候资源及障碍型冷害的时空特征

基于东北三省1981—2017年逐日地面观测资料和农业气象观测站水稻生育期资料,结合水稻障碍型冷害指标,分析东北三省水稻生长季特别是孕穗-开花期光、温、降水资源以及障碍型冷害的时空分布特征。结果表明: 1981—2017年,东北三省水稻生长季农业气候资源呈暖干变暗趋势,≥10 ℃活动积温和日照时数增幅分别为73.5 ℃·d·(10 a)^-1和17.7 h·(10 a)^-1,降水量减幅为8.9 mm·(10 a)^-1。水稻孕穗期,农业气候资源呈暖干变暗趋势,日平均温度升幅为0.27 ℃·(10 a)^-1,日照时数和降水量降幅分别为2.06 h·(10 a)^-1和1.90 mm·(10 a)^-1;水稻开花期,农业气候资源呈暖湿变暗趋势,日平均温度增幅为0.12 ℃·(10 a)^-1,日照时数减幅为0.83 h·(10 a)^-1,与孕穗期相反,水稻开花期降水量呈增加趋势,增幅为1.35 mm·(10 a)^-1。气候变暖背景下,水稻障碍型冷害发生频率和强度在大部分地区呈减少趋势,发生频率和强度存在显著的年代际变化特征。研究期间,黑龙江省孕穗开花期发生障碍型冷害次数最多,强度最高,吉林省次之,辽宁省最少。     

黑龙江省近年审定水稻品种基于SSR标记的遗传多样性分析

为评估黑龙江省水稻品种的遗传基础,利用24个用于水稻DNA指纹图谱构建的SSR标记以及其他均匀分布于水稻12条染色体的38个SSR标记,对黑龙江省近年审定的73个水稻常规稻品种进行遗传多样性分析。结果表明,在62个SSR标记位点中,共检测到142个等位基因,平均每个标记2.3个,多态性比率平均为71.0%,多态性频率变幅为0~0.775,平均值为0.246。供试品种间两两遗传相似系数的平均值为0.759,变幅为0.622~0.966,且96.4%的品种间遗传相似系数在0.66~0.86之间,表明供试的73个品种亲缘关系较近。通过SSR标记基因型聚类分析将这些品种划分为6个类群,与系谱分析趋势一致,类群间的差异主要表现在生育期和米质方面。综上所述,黑龙江省近年审定的水稻品种遗传基础狭窄,在育种中需要导入新的种质资源,加强种质资源创新,以期丰富水稻品种的遗传多样性,进一步提高水稻产量和抗性。     

气候平均值变化对辽宁水稻延迟型冷害评估结果的影响

5-9月平均气温和的距平值(ΔT_5-9)是评估东北地区水稻延迟型冷害的常用指标,但5-9月平均气温和的气候平均值(∑T_5-9)统计年代的变化,是否会影响辽宁水稻延迟型冷害评估结果,还有待进一步研究.本文利用中华人民共和国气象行业标准《水稻冷害评估技术规范》(QX/T 182-2013)和补充后的（ΔT_5-9）,通过计算辽宁52个气象站1961-1990(S₁)、1971-2000(S₂)、1981-2010(S₃)和1961-2010年(S₄)4个气候年代的∑T_5-9,分别利用冷害发生站数与评估总站数的比值(IOC)和发生频率对辽宁水稻低温冷害时空变化进行分析.结果表明: 1961-2010年,辽宁各地水稻生长季的热量条件(即∑T_5-9)明显增加并发生了显著的时空变化;利用二次多项式模型对原有的水稻延迟型冷害评估气象指标进行补充完善.S2和S4的气候平均值对研究区水稻延迟型冷害时空规律的判识结果较为相似,但并不完全相同,基于S3气候平均值计算的IOC变异系数均低于其他3个气候平均值计算的IOC变异系数.与水稻典型减产年相比,利用S3气候平均值评估研究期间辽宁水稻延迟型冷害的结果更符合实际情况,可为准确评估气候变化背景下辽宁水稻延迟型冷害时空变化规律提供依据.     

水稻品种和施肥时间对单季稻田中白背飞虱卵被寄生率的影响

为明确水稻品种和施肥时间对白背飞虱Sogatella furcifera (Horvath)卵被稻飞虱缨小蜂Anagrus spp.寄生率的影响,采用产卵苗诱集法和田间双因子设计进行实验研究。与秀水11水稻品种相比,协优413品种上的白背飞虱卵块位置较高且卵块较大。诱集实验表明白背飞虱卵的被寄生率显著受用于诱集的产卵水稻品种的影响, 在协优413上所产卵的被寄生率（24%）显著高于秀水11上的相应值（12%）,而不受由田间品种和氮肥施用时间组合而形成的诱集苗所置放的栖境条件的影响。田间种植的水稻品种对其稻株上的白背飞虱卵被寄生率的影响大于施肥时间, 在卵高峰期,这种影响更为显著, 协优413上的被寄生率（17%）显著高于秀水11上的相应值（9%）。田间寄生率和诱集寄生率二者的反正弦平方根转换值间存在着极显著的直线相关。这些结果表明,水稻品种是加强白背飞虱自然生物防治的重要因子。     

低温对水稻幼苗叶片质膜5′-核苷酸酶活性的影响(简报)

水稻幼苗经冷处理（1℃,150μmol／m2s,2d）处理后,叶片质膜5′-核苷酸酶活性明显下降,而经低温锻炼（14℃,75μmol／m2s,3d）的叶片质膜5′-核苷酸酶活性则有提高,锻炼后的幼苗再经冷处理,其5′-核苷酸酶活性与冷害前相近。CaCl2浸种可减轻冷对5′-核苷酸酶活性的伤害程度。     

水稻低温冷害综合评估方法

基于灰色关联分析法,将水稻不同生育期的冷害致灾因子值和产量结构性状、水稻不同生育期的产量结构性状和最终产量分别视作两个灰色系统,通过寻找各个灰色系统的灰映射关系,建立基于多层次灰色关联分析法的水稻低温冷害综合评估模型;并构建了单站各生育期、全生育期的冷害综合评估指数和区域评估指数,对东北水稻主产区27个站1961—2015年水稻冷害进行分生育期评估.结果表明: 水稻冷害影响程度与各生育期产量丰歉能够较好对应.营养生长期、营养和生殖生长并进期、授粉结实期或满浆期受到冷害影响时,株穗数、平均穗粒数或千粒重有一定减少,空壳率有所增加.典型冷害年温度与单站或区域产量丰歉有较好的对应关系.     

Identification of a stable quantitative trait locus for percentage grains with white chalkiness in rice (Oryza sativa)

High chalkiness is a major problem in many rice-producing areas of the world, especially in hybrid rice (Oryza sativa L.) in China. We previously showed a major quantitative trait locus for the percentage of grains with white chalkiness (QTLqPGWC-8) in the interval G1149-R727 on chromosome 8 using a chromosome segment substitution line (CSSL). Here, we selected the line-CSSL50 harboring the QTLqPGWC-8 allele from the CSSLs derived from a cross between Asominori (as a recurrent parent) and IR24 (as a donor parent), which had higher percentage chalkiness, markedly different from that of Asominori. There were also significant differences in starch granules, appearance of amylose content (AAC) and milling qualities between Asominori and CSSL50, but not in grain size or thousand grain weight (TGW). The BC(4) F(2) and BC(4) F(3) populations from a cross between CSSL50 and Asominori were used for fine mapping of qPGWC-8. We narrowed down the location of this QTL to a 142 kb region between Indel markers 8G-7 and 8G-9. QTLqPGWC-8 accounted for 50.9% of the difference in PGWC between the parents. The markers tightly linked to qPGWC-8 should facilitate cloning of the gene underlying this QTL and will be of value for marker-assisted selection in breeding rice varieties with better grain quality.     

Metabolic diversity in the grains of Indian varieties of rice

The aim of the present work was to analyze metabolic diversity in 26 different indica varieties of rice grains. Seventy-six metabolites could be identified in the methanol extracts of each of the rice varieties analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. These metabolites included 9 sugars/sugar alcohols, 17 amino acids/derivatives, 18 fatty acids, 5 free phenolic acids and 19 other organic acids, 3 phytosterols, 5 other constituents. Cluster analyses to extract information for similarity and differences in metabolites unveiled diversity in metabolite profile. Two hierarchical clusters were generated based on the metabolite contents of the rice varieties. The first cluster (cluster I) consisted of one variety only. The second cluster again segregated into four clusters (clusters II, III, IV and V). Very distinct differences were visible amongst the clusters with respect to their sugars/sugar alcohols, organic acid, amino acid and fatty acid, phenol, and sterol profiles. Metabolites determine nutritional quality, taste, aroma. This and future efforts on the metabolomic information would help biochemists and nutritionists to better understand the nutritional quality of such grains at varietal level and correlating metabolites and long term human health related issues.     

灌溉对孕穗期冬小麦农田温度的影响

灌溉是抵御和减轻冬小麦晚霜冻危害的有效措施之一。针对黄淮地区2010年4月的一次强降温过程,通过郑州农业气象观测站的灌溉防霜试验,对比分析了冬小麦孕穗期田间空气温度和土壤温度特征。结果表明:在外界环境温度下降时,灌溉可以提高田间最低气温0.1～0.6℃,增温效应主要集中在地上5cm处,灌溉可减少气温≤0℃的持续时间1～2h;对土壤温度的影响随着深度而存在差异,0cm土壤温度以增加为主,5～20cm土壤以降温效应为主;灌溉减小了气温和0～5cm土壤温度的变异系数和平均相对变率,而增大了10～20cm土壤温度的变异系数和相对变率;灌溉引起的温度差异只在15和20cm土壤处比较显著,其余各层温度差异并不明显。     

1896年和1986年黑龙江省几种森林景观的特征变化

通过用地理信息系统软件对 1896和 1986年的黑龙江省的森林分布图中提取的 5种森林景观进行处理和计算得到 :在 90年中 ,云杉 (Picea)、冷杉 (Abies)林、樟子松 (Pinussylvestrisvar.mongolicaLitvin)林和阔叶红松 (PinuskoraieusisSieb .etZucc .)林斑块总面积分别减少 87%、40 %和 84%。北纬 5 1°以北地区阔叶林斑块面积增加 5 0 0 % ,北界向西北扩展约 2 90km。云杉、冷杉林和针阔混交林斑块在 1986年的斑块的分维数小于 1896年的斑块的分维数 ,而樟子松林、阔叶红松林和阔叶林的 1986年斑块分维数都分别大于 1896年的分维数。云杉、冷杉林、樟子松林、阔叶红松林和阔叶林景观破碎化增加。云杉、冷杉林 ,樟子松林和阔叶红松林转化为针阔混交林的比率大于各自保留的比率。     

A point mutation in LTT1 enhances cold tolerance at the booting stage in rice

The cold tolerance of rice at the booting stage is a main factor determining sustainability and regional adaptability. However, relatively few cold tolerance genes have been identified that can be effectively used in breeding programmes. Here, we show that a point mutation in the low-temperature tolerance 1 (LTT1) gene improves cold tolerance by maintaining tapetum degradation and pollen development, by activation of systems that metabolize reactive oxygen species (ROS). Cold-induced ROS accumulation is therefore prevented in the anthers of the ltt1 mutants allowing correct development. In contrast, exposure to cold stress dramatically increases ROS accumulation in the wild type anthers, together with the expression of genes encoding proteins associated with programmed cell death and with the accelerated degradation of the tapetum that ultimately leads to pollen abortion. These results demonstrate that appropriate ROS management is critical for the cold tolerance of rice at the booting stage. Hence, the ltt1 mutation can significantly improve the seed setting ability of cold-sensitive rice varieties under low-temperature stress conditions, with little yield penalty under optimal temperature conditions. This study highlights the importance of a valuable genetic resource that may be applied in rice breeding programmes to enhance cold tolerance.     

水稻品种灌浆期耐热性的综合评判

建立了一种对水稻品种的灌浆期耐热性进行综合评判的方法.选取籽粒充实度、秕粒率、饱粒密度、垩白米率、垩白度等5个与水稻灌浆期耐热性强弱密切相关的性状,以参评品种这5个性状的耐热系数为指标,应用主成分分析法将5个彼此相关的单项指标转化为2个累计贡献率达到85%以上的相互独立的综合指标,根据每一品种的5个单项性状的耐热系数和综合指标的标准化特征向量求出每一品种2个综合指标的得分.计算每一品种2个综合指标得分的隶属函数值,并以综合指标的贡献率来确定2个综合指标的权重,在此基础上进行加权求和,从而得到每一品种灌浆期耐热性的综合评判值（D值）.采用系统聚类分析方法对各品种的综合评判值（D值）进行数量分类,同时结合生产实际的要求,可把每一品种划归为不同的耐性等级.外部独立样本组的统计检验以及实践验证的结果表明,所建立的综合评判方法具有理想的效果,可以对不同品种灌浆期综合耐热性能的强弱作出客观、准确的评判.     

杂交粳稻花优14及其亲本孕穗期剑叶的基因表达谱芯片分析

本文以孕穗期的杂交粳稻花优14及其母本申9A和父本繁14的剑叶为材料,利用Affymetrix水稻基因组芯片检测了3个样品中的基因表达谱,并用生物信息学方法对差异表达基因进行了分析。结果表明：与其亲本相比,杂交粳稻花优14中共有2057个基因的表达水平出现了2倍(变化倍数≥2或≤0.5)以上的变化。通过对这些差异表达基因进行GO(Gene Ontology)功能分类,发现差异表达基因在光合系统Ⅰ、叶绿体膜和叶绿体被膜等与叶绿体相关的细胞组分中显著富集;同时差异表达基因还在叶绿素合成、叶绿素代谢和类胡萝卜素合成等生物学过程中富集。光合作用效率的改变可能和花优14杂种优势的形成相关。与已报道结果不同,本文在代谢途径分析结果中并没有发现花优14中差异表达基因在碳固定和光合作用等途径中显著的富集,但是发现差异表达基因在光合作用-天线蛋白以及淀粉和蔗糖的代谢途径中显著富集。该结果表明,在不同的杂交组合中,参与杂种优势形成的基因或者代谢途径可能是不同的。