云南水稻地方品种磷高效种质的筛选及生态分布规律研究

在土壤有效磷含量为0.02 mg/kg和80 mg/kg条件下,采用土壤盆栽法对云南5个稻作区的548份云南水稻地方品种核心种质进行磷高效种质的筛选和生态分布规律研究。通过考查18个相对表型性状,发现相对穗干重、相对总干重、相对地上干重对低磷反应较为敏感,可作为鉴定云南水稻地方品种核心种质磷高效材料的首选指标,并筛选出极强磷高效稻种(穗干重、总干重和地上干重的相对值均>90%的稻种)27份。平均值变量分析和差异显著性检验结果显示,滇西北高寒粳稻区和滇东北高原粳稻区稻种磷高效能力较强,南部边缘水陆稻区和滇南单双季籼稻区稻种磷高效能力强且呈现多样性分布,滇中一季籼粳稻区则相对较弱。     

云南地方稻核心种质氮磷高效性

采用盆栽试验以红壤设置不施磷（有效磷0．02mg·kg^-1）和施磷（有效磷69．76mg·kg^-1）、不施氮（有效氮156．7mg·kg^-1）和施氮（232．18mg·kg^-1）4种处理,以16个形态性状的相对指标用SPSS软件分析了来自云南省16个州548份云南稻核心种质氮磷高效的地带性特征,结果表明：低有效磷胁迫下云南稻核心种质形态性状生态差异磷效应明显高于氮效应;提出了茎蘖数、秆重、生物产量、根重、全株重和穗重共6个相对指标既可作为云南稻核心种质磷高效和氮高效基因型筛选的理想指标,又能反映州市间核心种质氮磷高效的地带性特征。聚类分析显示云南16个州市稻核心种质氮高效和磷高效特性划分为3个地带性区域,并与山脉水系、土壤肥力、生态因子和遗传多样性有关。     

利用SSR标记构建江西稻种资源核心种质库的研究

以3187份江西地方稻种资源为材料,依据籼粳、早中晚、粘糯、糙米色和谷粒形状等5个质量性状进行分组,组内按8个稻作区再分为不同的亚组。利用SSR标记对各亚组和组内种质资源进行遗传多样性和聚类分析,建立了包括296份种质的江西地方稻种资源核心种质库,占资源总数的9.28%。     

云南稻核心种质BC1F2代形态性状的遗传变异

在昆明孕穗期平均温度18.1℃的自然低温下,以云南当家品种滇屯502和合系35作轮回亲本,以548份云南稻核心种质为供体亲本配制的杂种BC1F2(458份)为材料,按籼粳、稻作区进行云南稻核心种质杂种后代形态性状遗传变异研究。结果表明:(1)杂种BC1F2具有丰富的形态多样性,结实率、实粒数、秕粒数、穗颈长等形态性状都表现出较大的变异,平均多样性指数也较高。(2)籼粳间、稻作区间单一性状变异趋势基本一致,但多样性指数存在一定差异。     

云南新收集水稻地方品种的表型多样性分析

以来自云南16个州(市)新收集的1189份水稻地方品种为试验材料,分析了17个农艺性状的多样性指数在县(市)、州(市)、稻作生态区及稻作民族间的差异和分布。结果表明,在县(市)分析单元内,滇南、滇西南的芒市、盈江、陇川、腾冲、勐海、沧源等县(市)的多样性指数为1. 6010~1. 6822,高于其他县(市)。在州(市)分析单元内,滇南、滇西南的德宏(1. 6951)、普洱(1. 6746)、临沧(1. 6723)等州(市)的多样性指数较其他州(市)高。在稻作生态区分析单元内,有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率等产量性状及株高、谷粒长、谷粒宽、剑叶宽和穗抽出度生物学性状的多样性指数为南部边缘水陆稻区(Ⅱ)高于滇西北高寒粳稻区(Ⅲ)和滇南单双季籼稻区(Ⅰ); 17个性状的多样性指数在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ稻作生态区间的差异不显著,而结实率、谷粒宽、谷粒长宽比、剑叶长和剑叶宽5个性状的多样性指数在南部边缘水陆稻区(Ⅱ)与滇东北高原粳稻区(Ⅴ)间存在显著差异;除剑叶角度、倒伏性、种皮色和叶片茸毛外,其他13个性状的多样性指数在南部边缘水陆稻区(Ⅱ)与滇中一季粳籼稻区(Ⅳ)间也有显著差异。在稻作民族分析单元内,哈尼族、汉族、景颇族和彝族稻作的多样性指数为1. 7033~1. 7308,高于其他稻作民族;其中,在同一州(市)不同稻作民族间,德宏州景颇族(1. 3735)、傈僳族(1. 3714)和汉族(1. 3526)的多样性指数平均值较高;同一稻作民族不同州(市)间,德宏、保山和临沧汉族及红河州彝族的多样性指数平均值较大(1. 6190~1. 6808)。大穗和大粒型资源分别为173份和84份,主要分布于德宏、西双版纳和普洱等州(市);长粒型资源主要分布于德宏州和临沧市。总体而言,位于滇南和滇西南地区的县(市)、州(市)及稻作生态区是云南水稻地方品种性状多样性分布中心,而哈尼族、汉族、景颇族和彝族等的稻作表型多样性高于其他民族。     

广东省地方稻种品质性状表型多样性及其形成的生态因子分析

（广东省农业科学院水稻研究所,广州 510640） 摘要 为了进一步完善广东地方稻种资源的鉴定评价,并为该资源在水稻品质育种中的有效利用提供科学依据,我们以国家作物种质库编目的2974份广东地方稻种为研究对象,其9个品质性状数据为基础,研究了广东地方稻种品质性状的区域分布特点,并对总体和不同稻作区品质性状多样性进行了比较分析.同时对部分生态因子与品质性状的相关性进行了初探。结果显示,广东地方稻种资源品质性状具有丰富的多样性。其糙、精米率较高,蛋白质含量丰富多样,胶稠度的变异幅度大,直链淀粉含量适中达国标的材料偏少;中南稻作区为广东优质地方稻种的主要集中地;不同稻作区的品质性状多样性表现各异;直链淀粉含量、碱消值及胶稠度是影响广东地方稻种品质形成的主要指标;湿度和温度的地域差异是广东地方稻种稻米品质多样性的主要成因。本研究结果充分说明,广东地方稻种中具有优异品质性状资源的利用对改良现有品质的稻米品质和拓宽遗传基础具有十分重要的意义。     

粳稻种质资源的苗期耐碱性鉴定评价

以来自中国13个省和14个国家的378份粳稻种质资源为试验材料,在不同碱胁迫条件下开展了粳稻苗期死叶率的鉴定评价,并从中筛选出耐碱性强的粳稻种质.结果表明,pH9.4的碱胁迫条件对粳稻死叶率的影响显著大于pH8.9的碱胁迫条件,而pH8.9条件更适合于粳稻种质资源的耐碱性鉴定评价.在pH8.9碱胁迫条件下不同地理来源粳稻间、粳稻不同种质间存在明显的耐碱性差异,澳大利亚、意大利和中国江西粳稻种质的平均死叶率较低,表现为较强的耐碱性.pH8.9的碱胁迫第16～26天时,在20%～100%死叶率范围内,其粳稻种质资源的次数分布表现为接近正态的连续分布,且其方差和变异系数较大,认为该时期较适合作为粳稻种质资源耐碱性的鉴定时期.YR196、Baru、丰锦、日本晴、8068、绥粳5号等21份粳稻种质在pH8.9碱胁迫第16天时死叶率均小于40%,表现为较强的耐碱性,可在今后耐碱性水稻育种中加以利用.     

水稻苗期磷高效基因型筛选研究

采用难溶性磷酸盐Ca3 (PO4) 2 为唯一磷源 ,在pH值为 5 .5条件下产生相对高浓度低磷胁迫及以NaH2 PO4为磷源配制P浓度为 0 .5mg·L-1的相对低浓度低磷胁迫的两个水培环境 ,分别对不同基因型水稻的磷效率进行评价 .以相对分蘖干重 (RTW )、相对总生物量 (RPW )、相对分蘖数 (RTN)、相对根系干重(RRW )、相对地上部干重 (RSW )、相对叶龄 (RLA)和相对株高 (RPH)作为耐性指标进行相关分析 .结果表明 ,供试材料的磷效率存在极显著差异 ,若以能产生分蘖的相对高浓度低磷胁迫进行筛选时 ,相对分蘖干重、相对地上部干重、相对总生物量可作为较好的筛选指标 ,其中相对分蘖干重不仅与其它指标间的相关性强 ,且品种间差异和变异系数均较大 ,能准确、灵敏地反映不同基因型间的耐低磷胁迫能力 ;若采用相对低浓度的低磷胁迫对不同基因型水稻进行耐低磷种质筛选时 ,筛选指标则不同 ,最好的单一筛选指标应是相对地上部干重或相对总生物量 .     

亚适温条件下缺铁和硝酸盐胁迫对番茄幼苗生长及铁吸收的影响

研究亚适温(昼/夜18 ℃/12 ℃)条件下缺铁和硝酸盐胁迫对番茄幼苗生长及铁吸收的影响.结果表明: 与适温对照相比,亚适温条件下番茄幼苗生长受到明显的抑制,株高、叶面积显著变小,干物质积累下降;亚适温下缺铁对番茄幼苗生长的影响比适温下缺铁的影响大.亚适温条件下,缺铁、硝酸盐胁迫及二者同时胁迫的番茄幼苗株高与无胁迫处理差异不显著,但幼苗叶面积明显变小,电解质渗漏率、根系活力和三价铁还原酶活性明显增加,叶绿素含量降低;根总长、根表面积、根体积及根尖数明显减小;幼苗根、茎、叶中铁含量明显降低.亚适温下硝酸盐胁迫以及缺铁与硝酸盐二者同时胁迫加重了番茄幼苗干物质积累的减少、电解质渗漏率的增加,以及减少了对铁离子的吸收.Fe²⁺对K⁺和Ca²⁺吸收具有拮抗作用,不同器官中的表现有所差异;降低营养液中的Fe²⁺浓度可使番茄幼苗的缺铁症状更加严重.     

旱作条件下水陆稻资源的生物量与结实率的差异分析

在旱作条件下对288份水陆稻种资源进行了生物量与结实率鉴定。结果表明：在旱作条件下的营养生长过程中,绝大部分的陆稻材料较水稻材料具有更好的适应性,表现在成熟期具有较大的生物量,但水稻种质资源中也存在一定数量种质成熟期具有较大的生物量。水稻和陆稻的结实率无显著差异。生物量和结实率的相关系数（r）为0．0578,表明在旱作条件下生物量的大小与结实率高低无关。     

云南地方稻核心种质耐低磷特性研究

1引言磷是作物的必需性营养元素,人类将面临农业可持续发展与磷素资源严重短缺的矛盾[17].土壤普查结果表明,全国有59%以上的土壤缺磷[1].为了提高作物产量,生产中通过施用磷肥来解决土壤缺磷的问题.由于磷肥利用率低,不仅增加生产成本,还带来资源短缺、环境污染及食品安全等诸多问题[21,26].发掘水稻利用磷的内在潜力,培育磷高效利用新品种,可减少磷的施用量.近年来,野生或地方稻绿色基因发掘及改良进展显著,如资源高效利用[22~24]、高产基因[3,20,27]和抗性基因[2,13]等,利用植物基因型间磷元素利用效率的差异,筛选和培育磷高效基因型作物…     

Analysis of genetic architecture and favorable allele usage of agronomic traits in a large collection of Chinese rice accessions

Genotyping and phenotyping large natural populations provide opportunities for population genomic analysis and genome-wide association studies (GWAS). Several rice populations have been re-sequenced in the past decade; however, many major Chinese rice cultivars were not included in these studies. Here, we report large-scale genomic and phenotypic datasets for a collection mainly comprised of 1,275 rice accessions of widely planted cultivars and parental hybrid rice lines from China. The population was divided into three indica/Xian and three japonica/Geng phylogenetic subgroups that correlate strongly with their geographic or breeding origins. We acquired a total of 146 phenotypic datasets for 29 agronomic traits under multi-environments for different subpopulations. With GWAS, we identified a total of 143 significant association loci, including three newly identified candidate genes or alleles that control heading date or amylose content. Our genotypic analysis of agronomically important genes in the population revealed that many favorable alleles are underused in elite accessions, suggesting they may be used to provide improvements in future breeding efforts. Our study provides useful resources for rice genetics research and breeding.

     

长江中下游热量资源时空演变特征及其对双季稻种植的影响

热量资源的时空特征是影响双季稻种植布局的主要气候因素.为了分析近52年长江中下游主要双季稻区热量资源的变化特征及其对双季稻种植的影响,本研究选取湖南、江西和湖北3省作为双季稻代表性研究区域,根据3省240个气象站1961—2012年的地面气象观测资料,利用气候倾向率及突变分析等方法,分析研究区双季稻温度生长期的热量资源和双季稻的安全生长期的演变规律,在此基础上分析研究时段内不同水稻品种搭配布局及种植北界的变迁.结果表明: 近52年双季稻温度生长期及安全生长期的热量资源均呈明显增多趋势,其中,双季稻生长期及安全生长期的热量资源由寡至多的突变点均出现在2000年;双季早稻安全播种期提前3～7 d、双季晚稻安全齐穗期延后2 d,双季稻安全生长期平均延长7 d;双季稻种植北界明显北移了200 km左右,至33° N附近;同时,双季稻品种搭配由“早熟早稻+中熟晚稻”和“中熟早稻+中熟晚稻”向“中熟早稻+晚熟晚稻”转变.长江中下游双季稻区热量资源的增加为双季稻种植北界北移、中晚熟品种替代早中熟品种提供了可能.     

水稻抽穗期QTL定位及候选基因分析

水稻(Oryza sativa)抽穗期是决定产量和品质的重要性状, 在育种、制种及引种驯化过程中发挥重要作用。将热研2号(O. sativa subsp. japonica cv. ‘Nekken2’)和华占(O. sativa subsp. indica cv. ‘HZ’)杂交获得F₁代, 经连续多代自交得到120个重组自交系(RILs)群体。在常规水肥管理条件下, 对120个RILs株系的抽穗时间进行统计分析。利用已构建好的高密度遗传图谱, 对水稻抽穗期相关性状进行QTL定位分析, 结果共检测到11个QTLs, 分别位于第1、3、4、5、6、8和12号染色体上, 其中1个LOD值高达5.75。通过分析QTLs区间内的候选基因, 筛选出可能影响两亲本抽穗期的相关基因, 并利用实时定量PCR进行基因表达量分析, 发现LOC_Os03g03070、LOC_Os03g50310、LOC_Os03g55389、LOC_Os04g55510、LOC_Os08g07740和LOC_Os08g01670共6个基因在双亲间的表达量差异显著, 其中LOC_Os03g50310在Nekken2中的表达量比HZ高3.6倍。对双亲间候选基因LOC_Os03g50310进行测序分析, 发现该基因在5′UTR、CDS区及3′UTR存在4处差异, 其中CDS区的单核苷酸多态性(SNP)差异引发单个氨基酸改变。研究通过挖掘水稻抽穗期QTL位点为进一步克隆水稻抽穗期相关基因和品种选育提供了新线索。     

Identification of quantitative trait loci for four morphologic traits under water stress in rice （Oryza sativa L.）

Late season drought coinciding with the rice booting to heading stage affects the development of plant height,panicle exsertion,and flag leaf size,and causes significant yield loss.In this study,a recombinant inbred line population derived from a cross between paddy and upland cultivars was used for data collection of the morphologic traits under well water and drought stress conditions.bought stress was applied at the stage of panicle initiation in the field in 2002 and at the booting stage in PVC pipes in 2003.The data from stress con ditions and their ratios(tait measured under stress condition/trait measured under well water condition)or differences(trait measured under stress condition minus trait measured under well water condition)were used for OTL analysis.Totally,17 and 36 QTLs for these traits were identified in 2002 and 2003,respectively,which explained a range of 2.58%-29.82%Of the phenotypic variation.Among them,six QTLs were commonly identified in the two years,suggesting that the drought stress in the two years was different.The genetic basis of these traits will provide useful information for improving rice late season drought resistance,and their application as indirect indices in rice late season drought resistance screening was also discussed.     

再生稻田温室气体排放特征及碳足迹

研究中国东南区域不同稻作方式对水稻生产过程中稻田温室气体排放特征及其碳足迹的影响,对促进水稻可持续生产有重要意义。本研究以当前推广的常规稻‘佳辐占'和杂交中稻‘甬优2640'为材料,构建4种适合福建不同生态类型区的稻作模式: 1) 双季稻,早稻和晚稻均种植佳辐占(D-J);2) 早熟再生稻,头季稻和再生季稻均种植佳辐占(R-J);3) 中熟再生稻,头季稻和再生季稻均种植甬优2640(R-Y);4) 单季晚稻,与中熟再生季稻同期抽穗的单季晚稻,种植甬优2640(S-Y)。采用密闭静态暗箱观测法和气相色谱法分别收集并检测稻田土壤温室气体排放量,借用生命周期法对不同稻作方式产生的直接和间接温室气体排放总量(即碳足迹)进行数据采集与比较分析。结果表明: 不同稻作方式稻田温室气体排放特征均表现为生育前期排放量较低,到孕穗期前后达到高峰后又下降,即全生育期呈前高后低的双峰曲线,其中早稻或头季稻达到的第1个峰值较相应晚稻或再生季稻的第2个峰值高。不同稻作模式稻田温室气体排放总量差异显著。各种植模式全球增温潜势(GWP)表现为:R-Y>D-J>S-Y>R-J,温室气体排放强度(GHGI)表现为:D-J>S-Y>R-Y>R-J;与双季稻模式相比,佳辐占再生稻模式GWP和GHGI分别降低26.1%和14.1%;与同期抽穗的单季晚稻相比,甬优2640再生季稻稻田GWP和GHGI分别降低74.3%和56.7%。不同稻作模式下水稻单位产量碳足迹为0.38~1.08 kg CO₂-eq.·kg^-1,其中双季稻模式下最高,再生稻模式下甬优2640的单位产量碳足迹最低。不同稻作模式产生的碳足迹主要来源于CH₄,其贡献率高达44.2%~71.5%。可见,再生稻种植模式能显著降低水稻全球增温潜势和碳排放强度。选用高产低碳排放的水稻优良品种并配套科学栽培技术,是有效降低稻田CH₄排放量和碳足迹、促进再生稻生产可持续发展的关键。     

湖南省饭豆地方种质资源表型多样性评价

依托“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”项目,开展了湖南省饭豆种质资源的考察收集与评价鉴定,并筛选了优异种质,为湖南省饭豆种质资源创新和品种选育提供参考.结果 表明,收集到的76份地方资源主要分布在湘西湘南山区,0～600 rn的中低海拔地区.15项农艺性状表型分析显示其遗传多样性丰富;主成分分析将15个农艺性状...     

水分胁迫对耐旱性不同小麦小花化发育和氮磷及激素含量的影响

土壤分水分亏缺导致小麦幼穗内氮、磷、异戊烯基腺嘌呤（ｉＰＡｓ）含量降低,脱落酸（ＡＢＡ）含量升高,影响小花的发育,结实粒数减少。在水分充足的条件下,耐旱性不同的品种穗中氮、氮、ｉＰＡｓ含量和ＡＢＡ含量无显著差异;在水分胁迫条件下,旱地品种幼穗中氮,磷、ｉＰＡｓ含量降低的幅度和ＡＢＡ含量升高的幅度低于水浇地品种,这是耐旱品种在土壤水分亏缺时,较水浇地品种小花发育好、成花率和结实率高,穗粒数稳定的生理