叶面喷施硅和磷对水稻及其抗白背飞虱的影响

【目的】硅可以增强植物的抗病性和对环境胁迫的耐受性,本实验检测了水稻叶面喷施硅和磷后叶片中硅和两种次生物质含量的变化以及喷硅对白背飞虱Sogatella furcifera种群的影响,旨在阐明外源元素施用是否会提高水稻的抗虫性。【方法】采用对分蘖期水稻进行硅肥、磷肥、和两者混合的喷施处理,测定比较了水稻叶片正面和反面硅含量、草酸含量和可溶性糖含量,同时检测了喷施硅肥后水稻叶片硅化细胞数量和取食处理水稻后白背飞虱种群增长的参数。【结果】20和40 mg/L 硅或硅+磷混合施用后,水稻叶片中的硅含量比对照显著增加(P<0.05)。在40 mg/L硅+ 40 mg/L磷喷施处理后,水稻叶片正反面的硅含量分别比对照增加了116%和104.4%。扫描电镜结果显示,处理后的水稻叶片上气孔周围硅化细胞明显增加。此外,硅和磷喷施后3 d和6 d,水稻叶片草酸含量显著增加(P<0.01)。40 mg/L硅处理后的水稻上饲养的白背飞虱产卵量与对照相比明显下降(P<0.05)。【结论】硅+磷喷施处理促进水稻叶片抗虫物质含量增加,硅喷施抑制了白背飞虱的产卵量。     

施硅增强水稻对纹枯病的抗性

采用水培的方法,从细胞学和生理生化方面研究了硅增强水稻对纹枯病的抗性作用。结果表明：加硅处理的水稻叶片硅化细胞和叶片表面的硅元素含量均显著高于缺硅处理（对照）：接种纹枯病菌后,加硅处理的MDA含量总体上低于缺硅处理,峰值尤为显著;加硅处理的SOD活性始终高于缺硅处理,接种后第4天加硅处理SOD活性较低时,其POD活性较高,而缺硅处理的POD活性较低,表明硅增强了SOD和POD之间的协调性;接种后硅对CAT和PAL活性没有产生明显影响,但降低了PP0活性;加硅能显著降低水稻植株的纹枯病病情指数。     

水稻株形对纹枯病抗性的影响

利用240份源于珍汕97B／明恢63的重组自交系水稻(Oryza sativa L.)群体,连续2年调查纹枯病病级与水稻生育期、株高和叶片长宽等18个株形性状的关系。对株形性状与纹枯病病级进行了偏相关分析。实验结果,只有植株松紧度与病级表型偏相关两年中都达到了显著或极显著水平,倒2叶基角、穗层整齐度等8个性状与病级之间的偏相关只有一年达显著或极显著水平。结合构建的分子标记遗传连锁图谱,对各性状进行QTL定位。在抗纹枯病QTL相近区间仅检测到控制分蘖角、植株松紧度和倒2叶基角的QTLs,未发现其余株形性状QTLs与抗纹枯病QTLs分布在同一染色体上。结果表明,水稻对纹枯病的抗性主要是由本身抗性基因控制,株形对纹枯病抗性表达的影响主要是间接影响,即通过改变田间小气候而影响发病程度。抗纹枯病育种在累加主效抗纹枯病QTLs的同时,也要注重选择不利于纹枯病发展的株形性状。     

繁殖世代对水稻植株农艺性状及稻米品质的影响研究

以国家长期库躬存种质为对照,选择在生产上一直种植的同一品种为高繁殖世代材料,一起进行田间种植以了解两者之间在田间出苗率、生育期、植株农艺性状及稻米品质上是否存在差异。结果表明,在6个供试粳稻品种中,有5个品种的高繁殖世代种质,其稻米垩白品质出现了退化现象,而其他稻米品质特性没有出现明显的变化。来自库存的种质,其每穗粒数都比一直在生产上种植的种质少,这可能与母本长时间低温贮藏有关。此外,来自库存的种质,其田间出苗率也相对较低。     

苗期喷施水杨酸对甜叶菊主要农艺性状和糖苷含量的影响

采用不同浓度水杨酸(0.5、1、2、4、8mmol·L~(-1))以及水杨酸抑制剂1-氨基苯并三唑(ABT)10μmol·L~(-1)喷施大棚内以及大田中甜叶菊苗期叶片,探究其对甜叶菊主要农艺性状、叶片糖苷含量以及采收时期甜叶菊叶片水杨酸含量的影响。结果表明:(1)随着水杨酸处理浓度升高,大棚和大田中甜叶菊主要农艺性状大多均表现出先增加后降低的趋势;2mmol·L~(-1)水杨酸处理下,大棚内和大田中甜叶菊主要农艺性状均有显著增加,其单株叶干重产量分别为1.03和16.76g较对照(0.76和12.34g)增加39.96%和9.52%;ABT处理对甜叶菊农艺性状均有一定抑制作用。(2)甜叶菊叶片总糖苷及其组分含量在1mmol·L~(-1)水杨酸处理后均有明显升高,且在2mmol·L~(-1)水杨酸浓度下达到最高值,此时大棚和大田中甜叶菊叶片总糖苷含量分别为16.75%、14.57%比对照(13.33%、12.03%)增加25.66%和16.18%,RA苷也均有显著增加并达到10.59%和9.77%。(3)采收时期大田甜叶菊叶片水杨酸含量在1和2mmol·L~(-1)处理后与对照组无显著差异,在4和8mmol·L~(-1)水杨酸处理后显著提高,而在ABT处理后有所降低。研究认为,叶面喷施适宜浓度水杨酸可显著提高甜叶菊产量和糖苷含量,尤其是RA苷含量,且不影响采收期叶片水杨酸含量,生产中可采用2mmol·L~(-1)水杨酸苗期喷施甜叶菊以提高产量和改进品质。     

水稻盐胁迫下农艺和生理性状的遗传分析(简报)

土壤盐渍化是一个世界性的资源问题和生态问题,是限制水稻生长发育、基因表达和产量的一个重要因子[1].     

硅肥对水稻-田面水-土壤氮磷含量的影响

研究硅肥对双季稻产量及土壤氮磷流失的影响,旨在为典型双季稻区施肥结构优化以及农田面源污染综合防控技术提供技术支撑.采用田间试验研究在相同氮磷肥基础上施0、750、1500、2250和3000 kg·hm^-2 (T₀、T₁、T₂、T₃、T₄)硅肥对双季稻产量和氮磷吸收、田面水氮磷含量及土壤有效硅、有机质、碱解氮和有效磷含量的影响.结果表明:与不施硅肥处理(T₀)比较,早、晚稻季水稻稻谷分别增产2.2%～30.4%和3.9%～9.2%;早、晚稻籽粒氮素积累量增加2.4%～47.3%、磷素积累量增加2.2%～41.3%,秸秆氮素积累量增加0.4%～28.3%、磷素积累量增加5.1%～31.0%;施硅肥后第1天,施硅处理田面水总氮(TN)浓度较不施硅肥处理平均降低3.4%～28.8%、铵态氮(NH₄⁺-N)降低10.4%～25.6%、总磷(TP)降低25.5%～29.2%、可溶性总磷(TDP)降低30.8%～38.0%;第45天后施硅各处理田面水总磷和可溶性总磷含量呈现上升趋势,并显著高于T₀处理.施硅肥有利于提高土壤有效硅水平以及有机质和碱解氮含量,以T₁处理效果最好,土壤速效磷含量随硅肥用量增加呈降低趋势.     

两个水稻骨干恢复系重要农艺性状的遗传基础研究

水稻骨干恢复系是指在杂交稻育种中广泛应用的一类恢复系。探明骨干恢复系的遗传基础,发掘其重要农艺性状基因/QTL,对分子标记辅助选择水稻恢复系育种具有重要应用价值。本研究以生产上广泛应用的三系骨干恢复系成恢727和两系骨干恢复系9311为亲本,培育了具有250个系的重组自交系群体。分别在2015年三亚和2016年合肥两个环境下进行了9个重要农艺性状表型和SSR分子标记基因型鉴定,用SAS9.2分析表型数据,用QTL Ici Mapping v4.1进行QTL定位分析。在三亚和合肥两个环境下共检测到39个QTL,三亚检测到16个,分布于第1、2、4、7、8、10、11和12染色体上;合肥检测24个,分布于第1、2、3、7、8、9、10和12染色体上。其中qPH1-1在三亚和合肥两个环境下都能检测到,加性效应分别为-1.75和-2.46。在检测到的39个QTL中,有24个QTL的增效等位基因来自恢复系成恢727,15个QTL的增效等位基因来自9311。共计有26个QTL曾被前人定位,13个属于尚未见文献报道的新QTL。另外,在RM279~RM521、RM336~RM3534、RM25~RM547、RM553~RM160、RM222~RM271区段内检测到5个多效性QTL位点。其中RM25~RM547位点与已经克隆的基因Ghd8位置相近。RM553~RM160位点是一个新的多效性位点,分别控制每穗实粒数、单株产量和结实率,而且效应和表型变异贡献率都较大。其余3个位点在前人的研究中分别有所报道,但其多效性则是在本研究中首次发现。在本研究新发掘到的QTL中,控制穗数的QTL qPN12-1,控制穗长的QTL qPL1-2和qPL10-1,控制总粒数的QTL qSNP2-1和qSNP10-1,控制结实率的QTL qSF3-1,控制千粒重QTL qTGW7-1和控制产量的QTL qGY1-1效应均比较大,解释的表型遗传变异比例也较高。本研究的结果将会为相关性状QTL的精细定位、克隆和育种应用奠定基础。     

水稻株形对纹枯病抗性的影响

利用240份源于珍汕97B/明恢63的重组自交系水稻(Oryza sativa L.)群体,连续2年调查纹枯病病级与水稻生育期、株高和叶片长宽等18个株形性状的关系.对株形性状与纹枯病病级进行了偏相关分析.实验结果,只有植株松紧度与病级表型偏相关两年中都达到了显著或极显著水平,倒2叶基角、穗层整齐度等8个性状与病级之间的偏相关只有一年达显著或极显著水平.结合构建的分子标记遗传连锁图谱,对各性状进行QTL定位.在抗纹枯病QTL相近区间仅检测到控制分蘖角、植株松紧度和倒2叶基角的QTLS,未发现其余株形性状QTLs与抗纹枯病QTLs分布在同一染色体上.结果表明,水稻对纹枯病的抗性主要是由本身抗性基因控制,株形对纹枯病抗性表达的影响主要是间接影响,即通过改变田间小气候而影响发病程度.抗纹枯病育种在累加主效抗纹枯病QTLs的同时,也要注重选择不利于纹枯病发展的株形性状.     

氮硅肥配施对水稻生长、产量及土壤肥力的影响

采用田间试验研究了氮硅肥配施对水稻生长、产量、养分吸收及土壤养分含量的影响。结果表明 ,氮、硅肥单施都能促进水稻生长及对养分的吸收 ,氮肥效果好于硅肥。氮硅肥配施下 ,水稻有效穗数、穗实粒数、千粒重、水稻产量以及水稻地上部生物量 ,植株氮、磷、钾、硅养分含量增幅均高于氮肥和硅肥单施。随施硅量增加 ,氮 /硅比率后期有明显下降趋势。氮硅配施提高了土壤速效氮含量和有效硅含量、降低了土壤速效钾含量 ,而对速效磷、pH、有机质及全氮无明显影响。     

山东地方水稻品种的农艺性状与品质性状的多样性分析

采用多样性指数分析了102份山东水稻地方品种抽穗期、株高、穗长等13个农艺性状和蛋白质含量、直链淀粉含量、胶稠度及RVA谱特征值等12个品质性状的多样性。结果表明,山东地方水稻品种农艺性状存在较高的多样性,多样性指数(H’)范围为1.42～2.05,株高、穗颈长、每穗粒数的多样性指数较高,分别为2.01、2.02、2.05;品质性状的多样性指数范围为0.99～2.04,其中蛋白质含量、胶稠度、最高粘度、热浆粘度、崩解值的多样性指数分别为2.00、2.04、2.04、2.01、2.04。结果表明,山东地方水稻农艺性状与品质性状存在较为广泛的多样性,可为山东地方水稻品种的有效利用提供依据。     

硅介导的水稻对二化螟幼虫钻蛀行为的影响

采用对二化螟敏感(汕优63)和中抗(盐丰47)的水稻品种,设置硅酸钙处理,观察二化螟蚁螟和三龄幼虫在不同处理稻茎上的钻蛀率、蛀入率和蛀入耗时,同时测定不同处理植株的硅细胞数量及植株与土壤的二氧化硅含量,旨在明确水稻施用硅肥对二化螟幼虫钻蛀行为的影响以及这种影响在不同龄期幼虫和不同抗虫性水稻品种间是否存在差异。蚁螟和三龄幼虫钻蛀率随硅肥施用量增加而降低(幅度为5%—28%)。蚁螟蛀入率在硅肥处理之间和水稻品种之间均没有差异;三龄幼虫蛀入率随硅肥施用量增加而显著下降10%—40%,盐丰47上的蛀入率显著低于汕优63(差异10%—30%)。蚁螟蛀入耗时随硅肥施用量增加而显著延长,三龄幼虫蛀入耗时与品种抗性有显著关系。稻茎硅含量随硅肥施用量增加而增大,并且与三龄幼虫蛀入率呈负相关、与三龄幼虫蛀入耗时呈正相关关系。因此,施用硅肥可直接抑制二化螟幼虫钻蛀,蛀入耗时的延长可间接地延长幼虫暴力于其它防治措施的时间;施用硅肥对三龄幼虫成功蛀入的影响大于对蚁螟的影响;相对于抗虫品种,施用硅肥能在更大程度上增强感虫品种对二化螟幼虫钻蛀行为的抑制作用。     

小麦品质和农艺性状的配合力分析

依据田间试验和室内生化分析数据,按ｐｘｑ交配模式,对１０个冬小麦亲本２５个杂交组合Ｆ１的蛋白质含量,赖氨酸含量,穗粒重和千粒重的一般配合力和特殊配合力效应进行了分析。结果表明,除蛋白质含量的ｓｃａ外,其余性状的ｇｃａ和ｓｃａ效应均达极显著水平,表明在本研究中,基因的加性效应和非加性效应均起重要作用。由于一般配合力差δ＾２ｓｃａ大,表明基因的加性效应更加重要。根据ｇｃａ,ｓｃａ和δ＾２ｓｃａ估值,分     

水稻品种化感特性与农艺性状的关系

选用9个华南地区主栽水稻品种,用特征次生物质标记方法测定它们的化感指数,并通过田间实验确定这些水稻品种的抑草效应及主要农艺性状,在此基础上分析这些水稻品种的化感特性、抑草效应和农艺性状的关系.结果表明,具有化感特性的水稻品种并不都能在田间表现出抑草效应,化感特性与主要农艺性状均无显著的相关性,但同时具有化感特性和有利竞争农艺性状的水稻品种均能在田间显示抑草效应.水稻化感特性和农艺性状的不相关显示化感特性转入相关的水稻品种将不影响它们的农艺性状,这意味着能培育出各种农艺性状的水稻化感新品种.     

施硅提高水稻叶片对紫外线胁迫的抗性

采用加硅与缺硅营养液培养的方法, 首次研究证明硅能提高水稻(Oryza sativa L.)叶片抗紫外线胁迫的能力。结果表明, 在紫外胁迫条件下,缺硅水稻叶片表面出现明显的棕色伤害斑点,而加硅叶片未出现伤害症状。硅在水稻表皮细胞壁及细胞内部的积累明显促进了紫外吸收物质在表皮细胞中的聚集,使表皮中可溶性酚类物质含量提高17%,不溶性紫外吸收物质的含量增加65%左右。荧光显微镜观察表明,在表皮细胞外壁或胞内沉积的水合二氧化硅固体中包含着大量不溶性的酚类化合物,它们与可溶性酚类物质一起在叶片的上、下表皮细胞中形成了吸收紫外线的屏障。     

施硅提高水稻叶片对紫外线胁迫的抗性

采用加硅与缺硅营养液培养的方法,首次研究证明硅能提高水稻(Oryza sativa L.)叶片抗紫外线胁迫的能力.结果表明,在紫外胁迫条件下,缺硅水稻叶片表面出现明显的棕色伤害斑点,而加硅叶片未出现伤害症状.硅在水稻表皮细胞壁及细胞内部的积累明显促进了紫外吸收物质在表皮细胞中的聚集,使表皮中可溶性酚类物质含量提高17%,不溶性紫外吸收物质的含量增加65%左右.荧光显微镜观察表明,在表皮细胞外壁或胞内沉积的水合二氧化硅固体中包含着大量不溶性的酚类化合物,它们与可溶性酚类物质一起在叶片的上、下表皮细胞中形成了吸收紫外线的屏障.     

叶面喷施钙镁肥对‘妃子笑'荔枝果肉苹果酸积累的影响

为探讨叶面喷施钙镁肥对‘妃子笑''荔枝果肉苹果酸积累的影响,该文对‘妃子笑''荔枝树冠作喷布0.3%氯化钙(Ca)、0.3%氯化镁(Mg)及其二者混合(Ca+Mg)等水溶液处理,以树冠喷布清水为对照(CK),测定不同生长时期果肉水溶性钙和镁、苹果酸等含量及苹果酸代谢相关酶活性的动态变化,并作多元线性相关分析。结果表明:(1)苹果酸含量呈“L”型变化,Mg、Ca和Ca+Mg处理在果实发育前期促进苹果酸积累,Ca处理在后期促进苹果酸积累。(2)果肉水溶性钙含量总体呈上升趋势,水溶性镁含量大致呈“M”的动态变化趋势。(3)CK和Ca处理的苹果酸含量与NADP-ME活性、Ca+Mg处理的苹果酸含量与PEPC和NAD-MDH活性等均呈正相关,CK的苹果酸含量与PEPC活性、MS活性呈负相关。(4)水溶性钙抑制NAD-MDH、NADP-ME等活性,水溶性镁抑制NAD-MDH、MS等活性。综上认为,钙、镁叶面营养通过改变水溶性钙、镁等含量和苹果酸代谢途径不同关键酶活性而影响果肉苹果酸积累,其中Ca处理可能通过积累更多的苹果酸而抑制果肉呼吸作用,进而使果肉减少糖分损失,在生产中可作施肥技术应用。该研究结果为我国荔枝实际生产提供一定的理论参考和技术支持。     

水稻土施硅对土壤-水稻系统中镉的降低效果

水稻中镉的积累造成人类健康的风险,增加水稻硅素能减轻镉中毒症状,降低稻米镉积累,但是硅对重金属的作用机理尚不清楚。主要研究了在中度和高度镉污染的土壤中,通过施用固态和液态的富硅物质对土壤-水稻系统中镉的吸收和转运的影响,探明决定镉和硅在根与芽的质外体和共质体中的作用机理。试验结果表明:(1)在中度和高度污染的土壤中,镉在土壤-作物系统中的转移和积累情况是不同的,可以通过富硅物质中的单硅酸与镉离子的相互作用,增加镉在硅物质表面的吸附来减少镉在土壤中的流动;(2)富硅物质可以降低水稻根和芽中镉的积累,在高度镉污染的情况下,施用硅可以使镉大量积累在水稻根及其共质体中,并降低根及其共质体中镉的转换和积累;(3)新鲜土壤中水萃取态的单硅酸含量与镉在土壤-作物系统中的流动性、转运以及积累等主要参数密切相关。     

测序水稻品种SSR遗传连锁图谱的构建及其农艺性状基因座分析

利用测序水稻品种"Nipponbare（粳）/广陆矮4号（籼）"杂交F2群体90个单株为作图群体,构建含148个SSR标记的水稻遗传连锁图谱,覆盖基因组全长1737.81cM,标记间平均距11.90cM。利用该图谱及Excel2000和Mapmaker/QTL1.1b软件对分蘖数、穗数、穗长、主穗长、株高、剑叶长等六个农艺性状间的相互关系和基因位点进行分析,结果在LOD>2.2和P<0.005的条件下共检测到28个QTLs,它们分布在水稻所有染色体上,单个QTL对性状的分子贡献率11.1%-42.9%,其中大于20%有10个,并对选用已测序材料为亲本构建图谱来探讨水稻农艺性状的分子基础及其育种意义进行了讨论。     

施硅对夜间增温下南方水稻生长、产量和品质的影响

气温增幅夜间大于白天是全球气候变暖的显著特征之一。夜间增温引起南方单季稻减产,而施硅可提高水稻产量。本研究通过田间模拟试验,分析了施硅对夜间增温下水稻主要生育期植株分蘖数、生物量等生长指标以及产量和品质的影响。增温设2水平：常温对照(CK)和夜间增温(NW),采用被动式夜间增温方法,即夜间(19:00—6:00)用铝箔膜覆盖植株冠层以模拟夜间增温;硅肥(钢渣)用量设2水平：不施硅(Si₀)和施硅(Si₁,200 kg SiO₂·hm^-2)。结果表明：与常温对照比,夜间增温使水稻生长期冠层和5 cm土层夜间平均温度分别升高0.51～0.58℃和0.28～0.41℃。夜间增温使分蘖数和叶绿素含量分别较CK降低2.5%～15.9%和0.2%～7.7%;而施硅使分蘖数和叶绿素含量较不施硅分别提高1.7%～16.2%和1.6%～16.6%。与CK相比,夜间增温下施硅显著提高了灌浆-成熟期地上部干重、全株干重和产量,增幅分别为64.1%、55.3%和7.1%;显著增加了精米率、整精米率和淀粉含量,增幅分别为2....