玉米-大豆带状套作下玉米株型对大豆干物质积累和产量形成的影响

通过田间试验, 以大豆单作为对照,设置登海605/贡选1号(RI₁)、川单418/贡选1号(RI₂)、雅玉13/贡选1号(RI₃)3种玉米 大豆带状套作种植模式,研究了玉米株型对大豆干物质积累和产量的影响.结果表明： RI₂和RI₃处理大豆的积累速率低于RI₁处理,且RI₁处理大豆叶片、茎秆和荚果的干物质积累量分别比RI₂和RI₃处理高17.6%、16.5%、13.7%和34.6%、33.1%、28.4%.带状套作大豆叶片、茎秆的分配比例均以RI₁处理最高、RI₂处理其次、RI₃处理最低,而荚果分配比例的变化趋势与其相反.与RI₂和RI₃处理相比,RI_1处理显著提高了大豆营养器官(叶+茎)干物质向荚果的转运量、转移率及其对荚果的贡献率,RI₁处理大豆的单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株粒质量和产量分别比RI₂和RI₃处理提高了6.8%、11.5%、4.4%、15.9%、15.6%和14.3%、22.2%、6.7%、33.4%、36.8%.带状套作大豆营养器官干物质的积累速率、转运量、转移率和贡献率与产量及产量的构成呈显著正相关,且均以RI_1处理最高,实现了紧凑型玉米对带状套作大豆干物质积累、转运和分配的有效调控,促进了产量的提高.     

不同水稻品种在不同光照条件下的光合特性及干物质积累

对12个杂交水稻品种在两类生态条件下的光合特性及干物质积累进行了研究.结果表明：水稻适应环境的能力主要由其自身因素决定,品种之间存在较大差异.品种间的净光合速率和叶绿素含量差异均比生态区域间的差异更显著.产量与总干物质量和净光合速率呈显著正相关,决定系数R2分别为0.584和0.590,与茎鞘物质输出率和茎鞘物质转换率相关不显著.与低光强地区相比,高光强地区叶片厚度和干物质积累量增加,茎鞘物质输出率和茎鞘物质转换率降低.在光照充足的条件下,产量中来自于后期光合积累物质的比例较大;在光照不足的条件下,产量中来自于前期干物质积累及其转运的比例较大.     

马铃薯生育期和干物质积累的动态模拟研究

根据三年的田间试验数据和有关气象资料,提出了马铃薯生育期和干物质积累的模拟模型、用高斯方程计算每天的温度条件对马铃薯生育期和干物质积累的生理效应,改进了前人的生育期模型和温度条件对干物质积累影响系数的计算方法．以每天的单位叶面积变化、群体上方的有效辐射和温度变化模拟群体的干物质积累、结果表明,本研究的模型有明确的机理性和较高的精度．用Visual Basic 6．0界面表达每日生态条件变化对群体光合生产和干物质积累的影响,模拟结果具有直观的机理性,从而克服了同类研究中的缺陷。     

不同海拔地区种植的水稻地上部干物质的生产和分配

根据1983—1985年“高原水稻高产栽培的生理生态规律研究”中低热的元江(海拔400米左右)、温凉的昆明(约1900米)和冷凉的丽江(约2400米)的资料,以六个处理、十八个小区、三年总平均值,比较了不同海拔地区种植的水稻中地上部干物质生产和分配的总趋势。主要结果如下: 1.全生育期总的干物质生产量以温凉地区最高,低热地区居中,冷凉地区最低。 2.抽穗前干物质生产速率和齐穗期干物重占黄熟期干物重的比例随海拔降低而增加;抽穗期至黄熟期干物质生产速率,以温凉地区最高,低热地区居中,冷凉地区最低,但低热地区低于前期,高海拔地区高于前期,不过冷凉的丽江增加的更多。 3.抽穗前(旗叶完全展开后)叶干重占当时植株总干重的比例,随海拔升高而降低。 4.抽穗期至黄熟期的次库(茎 叶鞘)干重的改变,不同海拔地区种植的水稻表现不同:低热地区减重,温凉地区稍增,冷凉地区明显增加。 5.与高海拔地区种植的水稻相比,在黄熟期低海拔地区的有较高的穗重/总重和穗增重/总增重的比例。另外低海拔地区的穗增重超过总增重。结实率和谷/草比例均随海拔增高而减低。     

水稻光合生产与干物质累积的动态模拟

在综合已有研究成果的基础上,兼顾模型的机理性与实用性的平衡,构建了水稻光合生产与干物质累积的模拟模型．模型采用高斯积分法有效地计算冠层每日的总光合量,并考虑了冠层消光系数随生理发育时间（PDT)的动态变化,模型较充分地量化了生理年龄、温度、叶片含氮量及水分亏缺因子等对光合作用的影响及维持呼吸系数与PDT的动态变化关系、利用独立的试验资料对模型核实的结果显示,模型可以较好地预测不同生长条件下的生物量累积动态,具有较强的机理性与实用性．     

籼型三系杂交水稻地上部干物质重的发育遗传研究

采用数量性状的加性--显性发育遗传模型分析了按NCⅡ交配设计的两套籼型三系杂交水稻地上部干物质重的发育遗传规律．结果表明,在不同发育阶段,地上部干物质重以显性效应为主,控制地上部干物质重的加性效应基因几乎不表达,而显性效应基因在两年中的表达呈连续性,且在生长中期活动强度最大,环境和基因型互作会影响地上部干物质重加性效应基因的表达,而对显性效应基因表达的影响不明显,随着发育进程的推进,地上部干物质重杂种优势趋于减弱。     

基于辐热积法模拟烤烟叶面积与烟叶干物质产量

烟叶叶面积增长与干物质累积是烤烟产量形成的主要部分,对品质的形成也有影响。本研究根据气温和光照对烤烟叶片生长和干物质累积的影响,基于辐热积理论建立了适用于不同烟区的烤烟叶面积模型和干物质累积模型,分别使用独立的试验数据建模及对模型进行检验,再通过多年次烟叶干重试验数据对模型进行检验。结果表明,与传统的预测方法相比,用辐热积模型获得的叶面积模拟值与实测值间1:1线的决定系数（R2）和RMSE值为0.9634和0.1653 m2/株,预测精度比SLA法和GDD法分别提高了93%和82%。模型对叶干重模拟的RMSE值为27.1 g/m2,用历年玉溪试验数据检验的RE值为24.5%,说明模型的拟合度和可靠性较好。本研究所建立的模型能够利用气温、日照等常规气象观测数据,动态预测烤烟叶面积增长和干物质累积,且模型参数少,符合度好,实用性强,可以为烤烟生产中的产量预测提供理论依据和决策支持。     

籽粒镉低积累水稻地上部镉高积累遗传特性分析

农田土壤镉（Cd）污染日益严重,导致稻米Cd含量超标事件频繁出现,使粮食安全问题备受关注。因此,合理利用Cd污染农田、降低水稻籽粒Cd含量成为亟待解决的问题。籽粒Cd低积累水稻雅恢2816的地上部具有较强的Cd积累能力,研究旨在弄清其地上部Cd积累能力的遗传稳定性,进一步揭示控制该性状的遗传基础,为利用分子标记辅助选育地上部Cd富集能力强、籽粒Cd安全的水稻提供途径。以水稻雅恢2816和3个不同品种水稻分别组配获得的F₁为研究对象,分析地上部Cd积累相关性状的杂种优势。进一步以优势组合C268A/雅恢2816构建F₂作图群体,对地上部Cd积累相关性状进行QTL定位分析。结果表明：（1） F₁地上部Cd积累相关性状杂种优势明显,遗传稳定性强。地上部Cd积累相关性状属数量性状,F₂中/超亲分离现象明显。（2）在第4、6号染色体上共挖掘到1个控制水稻地上部生物量和3个控制地上部Cd积累量的QTL位点,分别为qSB-6、qSCdA-4、qSCdA-6-1和qSCdA-6-2,表型贡献率为10.6%—14.4%,且增效等位基因均来自雅恢2816。（3）地上部Cd积累量与地上部生物量、Cd含量,根、糙米的生物量、Cd积累量,根-地上部转移系数均呈极显著正相关,与地上部-籽粒转移系数呈极显著负相关,存在4个QTL集簇区Cl-4-1、Cl-6-1、Cl-6-2和Cl-6-3。（4）区间marker 04171-marker 04197控制着地上部生物量和Cd积累量,与控制糙米Cd含量的QTL不重叠。研究表明：籽粒Cd低积累水稻雅恢2816携带控制地上部Cd高积累的等位基因,可在世代间稳定遗传,QTL位点qSCdA-4、qSCdA-6-1、qSCdA-6-2是控制该性状的重要遗传基础,可为分子标记辅助选育地上部Cd高积累、籽粒Cd低积累水稻提供理论依据。     

小麦籽粒干物质积累的动态QTL定位

以波兰小麦品系‘XN555’与普通小麦品系‘中13’杂交产生的99个F10重组自交系(RILs)为材料,构建了包含241个SSR分子标记的A、B染色体组14个连锁群的遗传图谱,并采用Logistic方程拟合籽粒灌浆过程,对粒重增长的缓慢增长期、快速增长期和平稳期进行千粒重条件QTL和非条件QTL定位分析。结果显示:(1)在小麦A、B染色体组上共检测到5个非条件QTL和5个条件QTL。(2)在小麦粒重缓慢增长期和快速增长期各有2个非条件QTL,平稳期有1个非条件QTL,它们分别位于2B、3A、3B和7A染色体上,单个QTL可解释表型变异的9.66%～15.18%。(3)在小麦粒重快速增长期检测到1个条件QTL,平稳期检测到4个条件QTL,涉及1A、2B、5B和7B染色体,单个QTL可解释表型变异的13.01%～29.27%。(4)于2B染色体Xbarc361～Xwmc422标记区间距Xbarc361标记0.05cM处,在粒重快速增长期同时检测到一个条件QTL和非条件QTL,且在平稳期检测到一个非条件QTL。研究表明,小麦不同灌浆时期粒重增长相关QTL的数量和遗传效应各不同,同一QTL在不同灌浆时期的遗传效应也不同,即QTL的表达具有时序选择性。     

不同海拔地区种植的水稻地上部干物质生产和分配对氮素追肥的反应

1983——1985年在云南省的元江(海拔约400米)、昆明(约1900米)和丽江(约2400米)三地种植的水稻,在以每亩施用20公斤尿素底肥的基础上,分别作了不同时期的氮素(每亩10公斤尿素)追肥试验,比较了各地之间和不同时期追肥处理之间在不同生育期中水稻地上部干物质的生产和分配。并对所获得结果的生理基础和气候条件进行了讨论。     

机插秧水稻物质生产与养分积累特性研究

为明确机插水稻的物质生产与养分积累特性,该研究以早季和晚季水稻常规品种(珍桂矮和新香粘)为材料进行大田试验,设置机插秧(行距30 cm×株距12 cm)、手插秧(行距30 cm×株距12 cm)、手抛秧(27.75万蔸·hm~(-2))三种栽培方式。在水稻抽穗期测定各处理叶面积指数,在分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期分别测定各处理干物质积累量,氮、磷、钾养分积累量及成熟期稻谷产量。结果表明:在同一单位面积栽植密度条件下,早晚两季、机插秧水稻在抽穗期的叶面积指数与手插秧水稻、手抛秧水稻间并无显著差异,机插秧水稻成熟期干物质,氮、磷、钾养分积累量等方面与手插秧、手抛秧水稻无显著差异,但其前期积累的干物质及养分积累量较少,后期积累量较大。早晚两季机插秧水稻、手插秧水稻和手抛秧水稻的产量分别是7.73、7.62、6.70 t·hm~(-2)和5.91、5.97、5.90 t·hm~(-2),都未表现出显著差异。这表明机插秧水稻的产量潜力、干物质和养分积累潜力与手插秧、手抛秧水稻的差异较小,但其物质积累过程与手插秧、手抛秧水稻存在明显差异。     

Uptake of endocytic markers by rice cells: variations related to the growth phase

Endocytosis is now considered a basic cellular process common to plant cells. Although both non-specific and receptor-mediated endocytosis appear to take place in plant cells, the physiological role of the latter remains unclear. We have investigated the endocytic process in rice cell suspensions using two biotinylated proteins, peroxidase and bovine serum albumin (bHRP and bBSA), as markers. First, we show that markers are internalized by rice cells and appear in intracellular membranes. The uptake of the two markers is temperature dependent, saturable with time and markers dose and it is competed by free biotin. Thus, it shows the properties of a receptor-mediated process. We also show that uptake of markers is strongly influenced by growth phase as optimal uptake occurs during the lag phase, but the initiation of the exponential growth phase decreases uptake drastically. Arrest of the cell cycle by starvation of either a nutrient (phosphate) or a growth regulator (2,4-dichlorophenoxyacetic acid), both components of the culture medium, does not modify the rate of bBSA uptake. Subsequent readdition of these components results in growth recovery and a dramatic decrease in bBSA uptake. On the other hand, nocodazole treatment, a method to arrest the cell cycle by microtubule depolymerization, inhibited bBSA uptake. The possible causes for this arrest of endocytosis are discussed.     

Genetic analysis of leaffolder resistance in rice

A double haploid(DH)population,which consists of 120 lines derived from anther culture of a typical indica and japonica hybrid'CJ06'/'TN1',was used to investigate the genetic basis for rice leaffolder resistance.Using a constructed molecular linkage map,five QTLs for rolled leaves were detected on chromosomes 1,2,3,4,and 8.The positive alleles from C J06 on chromosomes 3,4,and 8 in-creased the resistance to dee leaffolder,and the alleles from TN1 on chromosomes 1 and 2 also enhanced resistance to leaffolder.The interactions between QTLs were identified and tested,and four conditional interactions were acquired for resistance to rice leaffolder.These loci were located on chromosomes 2,9,10,and 11,respectively.QTL pyramiding indicated that the positive alleles affect resis-tance to leaffolder.The prospective application of this data in rice breeding was also discussed.     

Genetic analysis of leaffolder resistance in rice

A double haploid(DH)population,which consists of 120 lines derived from anther culture of a typical indica and japonica hybrid 'CJ06'/'TN1',was used to investigate the genetic basis for rice leaffolder resistance.Using a constructed molecular linkage map,five QTLs for rolled leaves were detected on chromosomes 1,2,3,4,and 8.The positive alleles from CJ06 on chromosomes 3,4,and 8 in-creased the resistance to rice leaffolder,and the alleles from TN1 on chromosomes 1 and 2 also enhanced resistance to leaffolde...     

不同生育阶段夜温升高对双季水稻物质生产与养分吸收的影响

利用2间玻璃室内夜间不同的温度条件,研究了水稻生长期间夜温升高对双季早、晚稻物质生产和养分积累的影响.结果表明:播种-幼穗分化期夜温升高增加早稻的干物质积累,而减少晚稻的干物质积累;幼穗分化期-抽穗的夜温升高对早、晚稻的干物质积累均有一定的负作用;抽穗后的夜温升高对早稻物质生产影响较小,但降低其茎鞘物质的转运,而晚稻的干物质生产和茎鞘物质的转运均提高.在早稻幼穗分化前夜温适度升高有利于提高根系活力,促进植株养分的积累,但不利于晚稻植株养分的积累;幼穗分化-抽穗期间的夜温升高均不利于早、晚稻植株的养分积累;灌浆结实期的夜温升高会造成早稻根系早衰,不利于养分吸收,但有利于保持晚稻根系较高活力,促进养分吸收.试验证明,不同生育阶段的夜温升高对双季水稻不同生育阶段的干物质生产和养分吸收的影响是不同的.     

水稻冠层光合有效辐射的时空分布特征

以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,利用SunScan冠层分析仪于灌浆期系统测定了不同施氮水平下不同株型水稻品种植株形态和冠层内光合有效辐射（PAR）的时空分布状况.结果表明：施氮量对水稻株高、穗弯曲度和茎叶夹角有明显影响;群体叶面积的垂直分布呈中部>上部>下部的分布特征,最大分层叶面积指数（LAI）出现在0.60相对高度处.冠层内平均PAR透光率从顶部向下递减,且在冠层上中部递减迅速,下部递减缓慢;平均PAR透光率随施氮量的增加而递减;平均PAR透光率日变化表现为早晚较低,中午较高;平均PAR透光率随向下累积LAI的增加呈指数递减,群体消光系数K的日变化表现为早晚较高,中午较低,灌浆期的K值介于0.35～0.50.水稻冠层内PAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上PAR透光率高,光斑面积大;下部水平面上PAR透光率低,光斑少;同一冠层高度水平面上的PAR光强呈不均匀分布.株型紧凑的水稻品种,冠层透光率高,透光率日变化大,群体消光系数小.     

Overexpression of TIFY genes promotes plant growth in rice through jasmonate signaling

Because environmental stress can reduce crop growth and yield, the identification of genes that enhance agronomic traits is increasingly important. Previous screening of full-length cDNA overexpressing (FOX) rice lines revealed that OsTIFY11b, one of 20 TIFY proteins in rice, affects plant size, grain weight, and grain size. Therefore, we analyzed the effect of OsTIFY11b and nine other TIFY genes on the growth and yield of corresponding TIFY-FOX lines. Regardless of temperature, grain weight and culm length were enhanced in lines overexpressing TIFY11 subfamily genes, except OsTIFY11e. The TIFY-FOX plants exhibited increased floret number and reduced days to flowering, as well as reduced spikelet fertility, and OsTIFY10b, in particular, enhanced grain yield by minimizing decreases in fertility. We suggest that the enhanced growth of TIFY-transgenic rice is related to regulation of the jasmonate signaling pathway, as in Arabidopsis. Moreover, we discuss the potential application of TIFY overexpression for improving crop yield.     

Positional cloning of rice semidwarfing gene, sd-1: rice "green revolution gene" encodes a mutant enzyme involved in gibberellin synthesis.

A rice semidwarfing gene, sd-1, known as the "green revolution gene," was isolated by positional cloning and revealed to encode gibberellin 20-oxidase, the key enzyme in the gibberellin biosynthesis pathway. Analysis of 3477 segregants using several PCR-based marker technologies, including cleaved amplified polymorphic sequence, derived-CAPS, and single nucleotide polymorphisms revealed 1 ORF in a 6-kb candidate interval. Normal-type rice cultivars have an identical sequence in this region, consisting of 3 exons (558, 318, and 291 bp) and 2 introns (105 and 1471 bp). Dee-Geo-Woo-Gen-type sd-1 mutants have a 383-bp deletion from the genome (278-bp deletion from the expressed sequence), from the middle of exon 1 to upstream of exon 2, including a 105-bp intron, resulting in a frame-shift that produces a termination codon after the deletion site. The radiation-induced sd-1 mutant Calrose 76 has a 1-bp substitution in exon 2, causing an amino acid substitution (Leu [CTC] to Phe [TTC]). Expression analysis suggests the existence of at least one more locus of gibberellin 20-oxidase which may prevent severe dwarfism from developing in sd-1 mutants.