水稻分蘖节位生产力比较

以籼型杂交稻(Oryza sativa) ‘汕优63’为供试材料, 在田间单株稀植条件下(100 cm × 50 cm)进行试验, 保留主茎1个节位、2个节位和4个节位, 其中节位处理分低节位、中节位和高节位, 每个植株通过人工去除特定节位分蘖, 都保留16个分蘖穗和相同的一次、二次和三次分蘖的构成。在此条件下研究了主茎和2-9节位一次、二次和三次分蘖的经济产量。试验结果如下: 1)主茎总叶数和穗重随分蘖节位减少和节位上移而增加。2)在相同分蘖节位条件下, 一次分蘖的平均穗重表现为高节位>中节位>低节位; 二次分蘖的平均穗重在1个节位时表现为中节位>高节位>低节位, 在2和4个节位时表现为高节位>中节位>低节位; 三次分蘖的平均穗重在1个节位时表现为中节位>高节位>低节位, 2个节位时表现为中节位>低节位>高节位, 在4个节位时表现为高节位>中节位>低节位。3)整个分蘖穗重的平均值在1个节位时和在2个节位时都表现为中节位>高节位>低节位, 在4个节位时表现为高节位>中节位>低节位。4)分蘖穗重平均值的不整齐度(占主穗的百分比)随着利用节位上升而增加, 但这种趋势随节位数的增加而变缓。上述结果表明, 低节位分蘖尽管出现的时间早, 有更多的叶片数, 但不一定比中、高节位分蘖有更高的经济产量。要正确比较低、中和高节位生产力, 必须在相同分蘖利用节位、相同的分蘖数和相同的分蘖构成前提下。     

水稻分蘖的分子机理研究进展

分蘖是水稻等禾谷类作物生产的关键农艺性状,也是单子叶植物一种特殊的分枝现象.水稻分蘖的形成是一个复杂的过程,其间受遗传、植物激素、栽培环境等因素的综合影响.近年来,对水稻分蘖数改变的突变体研究取得令人瞩目的研究成果,本综述总结水稻分蘖的调控机理的最新研究进展.     

激素对水稻分蘖芽生长和分蘖相关基因表达的调控效应

以水稻品种‘南粳44＇为材料,研究了植物激素对水稻分蘖芽生长及OsTB1、OsD3、OsD10和OsD27等基因表达的调控。结果表明,水稻分蘖芽生长的调控至少存在两条途径,一条通过调控分蘖芽中CTK含量进而调控OsTB1等基因表达来实现,另一条通过调控OsD3、OsD10和OsD27等系列基因表达来实现。外源IAA和GA_3对水稻分蘖芽生长的调控是通过这两条途径共同实现的。     

水稻分蘖氮响应调控机理研究进展

氮肥是作物产量增加最主要的驱动因素,然而氮肥滥用会造成生态环境的严重破坏。因此,提高作物氮素利用效率(nitrogen use efficiency,NUE)对未来农业可持续发展至关重要。产量性状对氮素的敏感性是衡量作物氮素利用效率的重要指标。禾本科作物的分蘖数、穗粒数和粒重是产量的直接决定因子,虽然影响三者本身的分子机制已有大量研究,但氮素对这些性状的调控机理仍知之甚少。分蘖数是对氮素响应最为敏感的性状之一,也是氮肥促进作物增产的关键要素。因此,研究氮素如何调控水稻的分蘖发育对于提高作物产量尤为重要。本文总结了水稻氮素利用效率的影响因素和分蘖发育的调控机理,聚焦氮素如何调控水稻分蘖发育的机制,并对该领域未来研究工作进行了展望,以期为作物氮高效精准改良提供参考。     

刈割对多年生黑麦草分蘖与叶片生长动态及生产力的影响

对不同刈割强度和时间下 ,混播草地中多年生黑麦草净分蘖数和叶片生长季节动态及其年积累和年产量进行了 2年的比较研究。结果表明 :叶片净生长与净分蘖数季节动态具有相互弥补的特点。刈割不利于多年生黑麦草的分蘖 ,所有刈割处理均不存在分蘖的“超补偿生长”效应 ;净分蘖数随刈割次数的增加而降低 ;高频刈割对分蘖的抑制效应逐年加强 ,低频刈割对分蘖的抑制效应逐年减弱。叶片生长对刈割处理的超补偿效应显著 ;刈割能刺激多年生黑麦草叶片的生长 ,提高年净生产力 ,维持混播草地中黑麦草的组分 ,增强黑麦草的竞争能力。刈割对多年生黑麦草年净生产力的提高主要是通过刺激其叶片的生长来实现的。叶片净生长与净分蘖数的年积累存在显著负相关 (R=- 0 .893,P<0 .0 5)     

人工神经网络模型在水稻群体分蘖动态模拟中外推能力的测试

研究利用人工神经网络模型 ,以水稻群体分蘖动态为例 ,采用交互验证和独立验证的方式 ,对水稻生长 BP网络模型进行了训练与模拟 ,其结果与水稻群体分蘖的积温统计模型、基本动力学模型和复合分蘖模型进行了比较。研究结果表明 ,神经网络模型具有一定的外推能力 ,但其外推能力依赖于大量的训练样本。神经网络模型具有较好的拟合能力 ,是因为有较多的模型参数 ,因此对神经网络模型的训练需要大量的参数来保证其参数不致过度吻合。具有外推能力神经网络模型的最少训练样本数应大于 6 .75倍于神经网络参数数目 ,小于 13.5倍于神经网络参数数目。因此在应用神经网络模型时 ,如果神经网络模型包括较多的输入变量时 ,可考虑采用主成分分析、对应分析等技术对输入变量进行信息综合 ,相应地减少网络模型的参数。另一方面 ,当训练样本不足时 ,最好只用神经网络模型对同一系统的情况进行模拟 ,应谨慎使用神经网络模型进行外推。神经网络模型给作物模拟研究的科学工作者提供了一个“傻瓜”式工具 ,对数学建模不熟悉的农业研究人员 ,人工神经网络可以替代数学建模进行仿真实验 ;对于精通数学建模的研究人员来说 ,它至少是一种补充和可作为比较的非线性数据处理方法     

水稻黄叶少分蘖突变体yllt1的鉴定及基因定位

采用⁶⁰Co-γ射线诱变籼稻（Oryza sativa subsp.indica）保持系‘T98B’获得一份兼具黄叶和少分蘖表型的突变体yllt1（yellow leaf and less tillering 1）,利用色素含量测定、构建显隐性混池和基因表达量测定等方法从表型和遗传层面对其遗传特征进行分析。结果显示：yllt1苗期叶绿素a和叶绿素b含量为野生型水稻品种‘T98B’的77.78%和60.00%,叶绿体发育异常,缺乏功能性叶绿体类囊体片层;其分蘖盛期的单株分蘖数为野生型的21.43%。遗传分析发现,在突变体yllt1与‘T98B’的杂交F₂群体中,黄叶与少分蘖性状的重组率为0.00%,表明yllt1同时控制叶色与分蘖表型;yllt1呈隐性遗传,受一个细胞核基因独立控制。该研究进一步采用连锁分析法将yllt1精细定位到第11染色体上,经测序分析推断发生了突变的登录号为LOC_Os11g05552的基因是yllt1的目的基因;该基因编码叶绿体前体信号识别颗粒54 kD（cpSRP54）蛋白,其第1外显子的第29位碱基C发生了缺失,将造成其蛋白产物从N-端至C-端氨基酸组成的严重破坏。RT-qPCR分析结果显示,yllt1叶中叶绿素合成基因OsCAO1、OsCAO2与OsNOL等的表达量明显下调;茎中分蘖正向调控基因OsTAC1受到显著抑制,而负调控基因OsTB1与OsDLT的表达量明显增强。研究结果表明cpSRP54同时参与了水稻叶色和分蘖的调控。     

水稻多分蘖突变体ht1的遗传分析和分子定位

在水稻品种新稻18中发现了一个多分蘖植株,经过多代自交获得了稳定的多分蘖突变株,突变体ht1在整个生育期最显著的特点就是分蘖数目多,是其野生型新稻18的3倍以上.遗传分析表明该基因受1对显性核基因控制,命名为HT1.利用微卫星标记将HT1初步定位于第10号染色体RM25435和RM25552之间,进一步利用极端个体定位法把HT1精细定位于标记RM25523和RM25532之间,HT1基因距它们的遗传距离均为0.05 cM,这两标记问的物理距离约为130kb.     

一份新型水稻极度分蘖突变体的遗传分析及分子标记定位

在三系杂交水稻保持系绵香1B（M1B）和一个雄性不育材料GMS-1的杂交后代中发现一株极度分蘖突变体（命名为ext．M1B）,其分蘖数为121。对ext-M1B与5个正常分蘖水稻品种杂交F1和F2代的遗传分析表明,ext-M1B的极度分蘖特性受一对隐性核基因控制。以2480B／ext-M1B的F2代作定位群体,用分子标记将ext-M1B的突变基因定位于水稻第6染色体短臂,该基因与微卫星标记RM197、RM584和RM225的遗传距离分别为3．8cM、5．1cM和5．2cM,认为ext-M1B突变基因是一个新的水稻极度分蘖基因,暂命名为ext-M1B（t）。     

调亏灌水和分蘖干扰对冬小麦生长的补偿效应

为探索抑制个体功能的生长冗余以实现群体性能优化并挖掘作物高产潜力的途径,通过桶栽试验,选择分蘖能力中等的小偃22号和分蘖能力较强的郑麦7698,对比研究2种灌水模式（全生育期充分灌水和分生育期调亏灌水）和3种分蘖干扰（从拔节期开始去除所有小分蘖,仅保留主茎和1个大分蘖;抽穗期去除所有无效分蘖;以不作任何干扰为对照）,来模拟不同水分供应和不可预测干扰对冬小麦生理生长、产量和水分利用效率的补偿机制.结果表明： 2个冬小麦品种均存在生长冗余.与小偃22号相比,郑麦7698有效分蘖数较高,但穗部性状较差.调亏灌水和抽穗期去除无效分蘖均可减少生长冗余,弱化竞争能力,改变源 库关系,提高资源分配.但冗余消除过度（拔节期干扰）则会破坏植株固有的根冠平衡和功能结构,导致生长的不足补偿.与对照相比,调亏灌水联合抽穗期去除无效分蘖可在时空尺度上充分开发和利用作物自身调控潜力实现补偿生长,在不显著影响籽粒产量的同时可提高水分利用效率20.4%～25.4%,是适宜的减冗增效措施.     

长江下游不同类型水稻分蘖期耐淹能力比较

在分蘖期对长江下游稻作区主栽的9个水稻品种进行大田模拟没顶淹涝处理,研究淹涝胁迫对水稻植株农艺性状、生理指标和产量性状的影响,比较分析了常规粳稻、杂交籼稻和杂交粳稻对淹水胁迫环境适应性的差异.结果表明:淹水胁迫4d后,水稻株高及顶部全展3片叶长均比对照有不同程度的增加,伸长程度为杂交粳稻＞杂交籼稻＞常规粳稻.杂交粳稻的茎蘖数、绿叶数和地上部干质量损失率分别为18.0％、41.4％、13.2％,显著小于常规粳稻;杂交籼稻则介于杂交粳稻和常规粳稻之间,且整株死亡率显著低于常规粳稻.常规粳稻叶片中丙二醛(MDA)含量比对照增加1.91 μmol·g-1 FM,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显降低;杂交粳稻和杂交籼稻MDA含量分别降低2.32和2.10 μmol·g-1 FM,SOD和CAT活性显著提高.不同类型品种的减产程度差异显著,常规粳稻的产量损失率达到38.5％,显著高于杂交粳稻和杂交籼稻,杂交粳稻产量损失率仅为4.1％.长江下游水稻分蘖期的耐淹涝能力为杂交粳稻强于杂交籼稻,常规粳稻的耐淹能力最低.     

云南稻种核心种质不同生态群间分蘖初期耐热性鉴定

对1281份云南稻种核心种质分蘖初期耐热性鉴定结果表明(1)初步筛选出分蘖初期耐热品种283份,其中1级耐热品种2份,分别是矮子糯和团结糯,3级281份,两者共占22.1%.(2)明确云南不同生态群间耐热性的差异,其强弱依次为爪哇群＞晚籼群＞早中籼群＞冬籼群＞普通群＞光壳群.(3)耐热性强弱与籼粳、水陆、有无颖毛密切相关,而与粘糯关系不大.     

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。     

雪霸公园雪山主峰线之承载量研究

本研究之目的在于取得雪山主峰线登山步道最适承载量计量值,以供雪霸公园管理处日后进行承载量管理之参考。研究结果表明,就社会心理承载量而言,登山者对于同时进行登山活动者的承载程度为11-40人或甚至可以更多;实质的设施承载量则依据雪山主峰线目前现况设施可容纳的最大登山人数为296人;每日最大实质生态承载量于平常日为109人,公休日以不超过218人为宜。稀有生物繁殖期最好禁止登山者入山,若无可避免时,每日以不超过65人为宜。本研究建议后继研究应进行长期游憩冲击所带来的环境影响程度的监测,每三年或五年再检查一次生态资料的变化,或有稀有动、植物的消长,配合长期游憩冲击监测指标,以适时修正承载量管制的人数,适度地调整登山人数。     

Carbon footprints of rice production in five typical rice districts in China

Five provinces located in the five main rice-growing regions in China were selected as study areas, which were Jiangsu, Heilongjiang, Sichuan, Guangdong and Hunan province respectively in the middle and lower reaches of the Yangtze River, northern, southwest, southern and central rice districts. Carbon footprints of rice production in these five provinces were calculated through the life cycle assessment method using governmental statistical data, industrial standards and relevant technical data separately. Material and energy consumptions were estimated, key stages of energy consumptions and carbon emissions were identified as well. Moreover, improving measurements had been suggested correspondingly. The results indicated that: the energy consumptions of rice production in these five provinces ranked as following (high to low): Guangdong, Heilongjiang, Hunan, Sichuan and Jiangsu. The carbon footprints of rice production were 2504.20 kg carbon dioxide equation per ton rice (kgCO₂-eq./t) (Guangdong province), 2326.47 kgCO₂-eq./t (Hunan province), 1889.97 kgCO₂-eq./t (Heilongjiang province), 1538.90 kgCO₂-eq./t (Sichuan province) and 1344.92 kgCO₂-eq./t (Jiangsu province) respectively. Reducing the quantities of urea and using the intermittent irrigation method could decrease energy consumption as well as carbon footprint.     

The control of in vitro direct main stem formation of Lilium longiflorum derived from receptacle culture, and rapid propagation by using in vitro stem nodes

The control of in vitro direct main stem formation by culturing receptacles, and a protocol for the micropropagation of Lilium longiflorum using in vitro main stem nodes derived from receptacle culture were developed. Receptacles from flowers cultured on MS medium containing 1.0 mg l^–1 gibberellic acid (GA₃) and 0.5 mg l^–1 6-benzyladenine (BA) resulted in direct main stem formation after 3 months culture. These stems were isolated and cut into nodal stem segments, which were then cultured on MS medium supplemented with 0.2 mg l^–1 BA. Shoots formed on each node after one month culture. These shoots were subcultured on MS medium containing 0.5 mg l^–1 BA for their mass propagation. An average of 30 vigorous and uniform shoots were formed per single shoot after each subculture. A cyclic and continuous system of propagation by multiplication of shoots was developed. Shoots were rooted on 1/2 MS medium containing 0.2 mg l^–1-naphthaleneacetic acid (NAA). One hundred plantlets that were acclimatized in the greenhouse had a 100% survival. A comparison was made with the traditional culture of explants derived from bulb-scales and with that from main stems.