生长素代谢、运输及信号转导调控水稻粒型研究进展

水稻(Oryza sativa)是世界主要粮食作物。随着我国经济飞速发展, 耕地面积逐年减少, 提高水稻总产量唯有依靠单产的增加。粒重是决定水稻产量的重要因素之一, 其遗传稳定, 受外界环境因素影响较小。粒重由粒型和灌浆程度决定, 而粒型性状包括粒长、粒宽、粒厚和长宽比。水稻种子颖壳和胚乳发育决定了粒型和粒重, 颖壳细胞的增殖和扩张限制籽粒发育, 胚乳占据成熟种子的大部分体积。而生长素调控受精后颖壳和胚乳的发育, 是调控种子发育和影响水稻产量的重要植物激素。生长素的时空分布受生长素代谢、运输和信号转导的动态调节, 以维持生长素在种子发育中的最适水平。该文综述了生长素代谢、运输和信号转导调控水稻粒型的研究进展, 以期为深入探究生长素调控水稻粒型发育机制和提高水稻产量提供线索。     

水稻颖壳颜色的研究及进展

水稻是世界上一半以上人口的主食,对于我国乃至世界的粮食安全具有举足轻重的作用。颖壳是水稻的重要花器官结构,主要由内、外稃组成。目前最常见颖壳颜色为黄色,而黑色、金黄色、褐色等较为少见,研究表明这主要是由于类黄酮的积累不同导致的。通过分析水稻黑色颖壳性状的遗传机制,并以当前报道的两种异常颖壳(金黄壳、褐壳)突变体为对象,解析了相应颜色颖壳的呈色机理;阐述了类黄酮生物合成基因对颖壳颜色的影响,为剖析水稻颖壳的色素沉积模式提供理论参考;对有色稻壳的应用前景做了分析,为观赏稻的选育指明了方向。     

裸粒水稻的选育

现有的水稻栽培品种与分布在我国的三种野生稻,以及世界各地的野生稻,其种子都被坚硬的颖壳所包裹,一般不易脱壳。我们在水稻(Oryza sativa)×普通小麦(Triticum aestivum)的远缘杂交研究过程中,选育出具有裸粒性状的水稻,为水稻的基因库增添了裸粒基因。现将它的培育过程、特征、特性介绍如下:     

冬小麦持绿和灌浆特征及其抗早衰特性评价

选择23个小麦品种(系),在大田条件下测定了小麦花后旗叶叶绿素含量、颖壳叶绿素含量、籽粒重量、籽粒饱满度等与早衰有关的形态和生理指标,并分别对其花后旗叶叶绿素含量、花后旗叶与颖壳的叶绿素含量比值、粒重比和饱满度以及综合4项指标进行聚类分析,以建立科学的早衰鉴定指标。结果显示:(1)23份小麦材料以花后旗叶叶绿素含量变化可分为4个类型:下降迟且幅度小型、下降早而幅度较大型、下降早且幅度小型、下降早且幅度大型,除第2类型外,其花后旗叶叶绿素含量下降幅度依次增大。(2)以花后旗叶和颖壳叶绿素含量比值变化将其分为3种类型:穗黄叶绿型、同步转黄型、穗绿叶黄型,其比值依次减小。(3)以粒重比可分为3种类型:灌浆充实型、灌浆相对不充实型、灌浆不充实型,其比值依次减小。(4)以饱满度可分为4个类型:饱满型、相对饱满型、相对瘪瘦型和瘪瘦型,其饱满度依次减小。(5)综合以上4项指标可分为4种类型:穗黄叶绿型、正常落黄成熟型、轻度早衰型和典型早衰型;而以饱满度为鉴定指标最接近综合鉴定分析结果。研究发现,籽粒饱满度(干籽粒体积与其充分吸涨后的体积的比值)可作为鉴定小麦早衰的简单、快捷指标,旗叶和颖壳叶绿素含量比较分析可作为田间的初步鉴定指标。     

太湖流域粳稻地方品种遗传多样性研究

太湖流域稻作历史悠久,是我国粳稻高产地区之一。但育成品种的遗传基础日趋狭窄,将会给农业生产带来潜在风险。为了有效利用地方水稻资源以扩大改良品种的遗传基础,作者通过调查19个农艺性状,对823个太湖流域粳稻地方品种的遗传多样性进行了研究。结果表明:15个数量性状的变异系数(CV)范围在4.6%(结实率)和33.7%(单株产量)之间。颖壳色、稃尖色、芒型和粒型4个质量性状分别有10、6、5、4种表现型。19个农艺性状的多样性指数(H′)变化范围在0.757(粒型)和1.930(每穗实粒数)之间,平均为1.540。9月10日以后抽穗的品种比9月10日及其以前抽穗的品种具有更丰富的表型变异。主成分分析表明,株高、单株有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度、千粒重、单株产量和穗颈长等8个性状是解释太湖流域粳稻地方品种多样性的重要性状。     

新疆野核桃种子的生物量可塑性及其生长模型

大样本采集新疆野核桃自然保护区野核桃种子全部 14 个变型和迁地移栽野核桃 2 个变型, 分析种子的生物量可塑性, 建立种子构件间的生长模型。结果表明 , 野核桃大多数种子的壳重、仁重、膜重和总重在不同野核桃变型间差异显著。种子壳重以铁壳、尖嘴、矩圆、心形、卵圆、歪嘴、典型、三棱、纺锤、尖果、小圆、薄壳、长薄壳、小矩圆顺序减小 ; 仁重以铁壳、矩圆、尖嘴、心形、典型、薄壳、卵圆、歪嘴、三棱、尖果、小圆、纺锤、小矩圆、长薄壳顺序减小 ; 膜重以尖嘴最大, 纺锤最小。单果重以铁壳、矩圆、尖嘴、心形、典型、卵圆、歪嘴、三棱、尖果、小圆、纺锤、薄壳、小矩圆、长薄壳顺序减小。种仁比率为 43.33%-47.28%, 以小矩圆、典型、 (薄壳=卵圆 )、长薄壳、矩圆、歪嘴、心形、尖嘴、三棱、小圆、尖果、铁壳、纺锤顺序减小。种子总重与壳重、总重与仁重的生长关系分别可用直线、乘幂、指数和对数方程定量描述, 大部分为异速生长型, 各构件在种子不同生长期的增长快慢可通过各方程的性质反映。新疆野核桃在迁地移栽后有更大的种子。     

川西北高寒地区多年生禾本科人工草地土壤线虫群落动态

为了查明青藏高原地区建植多年生禾本科人工草地对土壤线虫群落的影响及土壤线虫群落随人工草地建植年限增加的变化趋势,以川西北红原县2018年建植的垂穗披碱草样地(Elymus nutans)和老芒麦样地(Elymus sibiricus)为研究对象,以天然草地(Natural grassland)为对照,于2018—2020每年9月对土壤线虫群落、植被和土壤因子等进行连续监测。研究共分离到土壤线虫38470条,隶属于2纲8目65科172属,平均密度2482条/100g干土;食细菌线虫是研究样地的主要营养类群。垂穗披碱草和老芒麦样地的土壤线虫群落组成结构与天然草地间存在明显差异,但差异性随建植年限增加逐渐降低。线虫群落密度和多样性指数在垂穗披碱草、老芒麦和天然草地间均无显著差异。随建植年限增加,土壤线虫群落密度显著上升,Pielou指数显著下降,丰富度和Shannon指数无显著变化;植物寄生线虫密度和比例在第2年显著增加,并成为优势营养类群。线虫群落生态指数在不同草地类型间无显著差异,但垂穗披碱草和老芒麦样地的线虫基础指数随建植年限增加先增加,在第3年时显著降低(P<0.05)。冗余分...     

水稻茎线虫病研究进展

水稻茎线虫病是水稻主要病害之一,能造成水稻严重减产。在我国水稻茎线虫属于检疫对象。该病害在孟加拉国、印度及缅甸等危害严重。本文结合国内外研究现状,从水稻茎线虫病原、形态、分布、症状等方面综述了水稻茎线虫病的研究进展,以期为我国开展检疫和防治提供参考。     

铅在不同基因型稻米中的富集

通过环境扫描电镜结合X射线电子探针显微分析技术,对21种不同基因型水稻颖壳内、外表面以及糙米表面、糊粉层、近糊粉层和米中部Pb含量的测定结果表明,21种不同基因型稻米不同部位Pb含量的变化范围由大到小的顺序为:颖壳内表面>糊粉层>近糊粉层>糙米表面>颖壳外表面>米中部;不同基因型稻米之间对Pb的富集量存在遗传差异,这种差异体现在稻米的同一部位和不同部位之间Pb含量的差异上;不同基因型水稻米中部Pb含量与颖壳内表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面之间、水稻糊粉层Pb含量与颖壳内表面、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面、米中部之间以及颖壳内表面Pb含量与颖壳外表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、米中部之间均存在极显著或显著的非线性关系。一方面反映出不同基因型稻米中部Pb的富集量均通过颖壳和糊粉层调控,即存在相同的调控机制;另一方面揭示了不同基因型稻米不同部位之间对Pb富集的相互调控能力存在差异,并且基因型间的这种差异存在非线性的变化规律。     

小麦品系CP98(11)不同器官表皮蜡质组分和蜡质晶体结构的差异分析

为明确小麦不同器官表皮蜡质晶体结构和蜡质组分的差异,该研究以小麦品系CP98(11)为材料,在小麦扬花期分别取小麦的旗叶、叶鞘、穗下茎、花药和颖壳,利用气相色谱技术对各器官表皮蜡质组分进行鉴定,并通过扫描电镜观察其蜡质晶体结构。结果表明:(1)小麦不同器官的蜡质成分共鉴定出30种,主要为初级醇、二酮、烷烃、脂肪醛、脂肪酸、酯。(2)叶鞘、穗下茎、颖壳的蜡质中二酮含量最高,分别占蜡质总量的78.96%、67.03%和68.6%;花药的蜡质中烷烃含量最高(75.82%);旗叶的蜡质中初级醇含量最高(45.91%),其次为烷烃33.19%。(3)扫描电镜观察显示,旗叶正面的蜡质晶体呈片状结构,旗叶反面和颖壳的蜡质晶体结构呈片状与柱状混合的结构,花药的蜡质呈明显的波浪状结构,穗下茎和叶鞘的蜡质晶体呈柱状结构。     

复粒稻种质资源及其遗传育种利用

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一, 也是单子叶植物发育分子生物学研究的理想模式植物。穗部形态是影响水稻产量的重要因素, 也是当前水稻遗传改良和发育生物学研究的热点之一。复粒稻是发生于水稻穗粒部的一种突变体材料, 在形态上可分为小穗簇生型和颖壳多雌型两种, 有自然突变、杂交变异和理化诱变等多种来源途径。作为一种特异的水稻种质资源, 复粒稻在水稻新材料创建、复粒型新品种选育、改善杂交制种结实性及探讨单子叶植物成花机理等方面具有重要的研究价值, 对创造复粒新型育种材料、提高穗着粒密度及穗粒数、有效缩短穗长度、改良水稻植株性状及提高产量等都具有重要意义。该文综述了复粒稻的资源类型、来源途径、遗传分析、基因定位及其育种利用价值等方面的研究进展, 并提出了今后的研究方向, 以期为水稻遗传育种提供参考。     

湖南省平江县水稻根结线虫病发生及危害评价

【目的】进一步明确湖南省平江县水稻根结线虫病发生危害情况、病原线虫种类及影响水稻发病的因素。【方法】2020年4—6月,采用5点取样法对湖南省平江县24个乡镇400块田块的水稻根结线虫病发生危害情况进行再调查及病原种类鉴定,并对水稻根结线虫病的病情指数与水稻的栽培方式、土壤类型之间的关系进行了分析。【结果】平江县水稻根结线虫病的发生较为普遍,发现病害的乡镇已由2018年的5个增加到2020年的15个,其中15个乡镇的病田率为10%～100%,病株率为2%～55%,根结指数为0.4～15.4。分离获得的病原线虫种类均为拟禾本科根结线虫。调查还发现,发病水稻在砂壤、中壤、重壤稻田的根结指数明显高于在黏土和轻壤稻田的根结指数,直播、抛秧栽培方式下发病水稻的根结指数明显高于移栽方式下的根结指数。【结论】平江县水稻根结线虫病呈蔓延趋势。本研究为有效防控平江县水稻根结线虫病提供了依据。     

水稻辐射M_2代若干变异性状遗传变异的观察

本文对~(60)Co-γ射线诱发水稻抽穗期、株高、稃尖颜色变异的性质及其后代遗传变异规律进行了初步探讨。 材料和方法 供照射的品种为经两代单株种植的水稻“湘抗32选5”。照射前种子播于网室水泥池内,四叶期移栽在暗室推车的盆钵中,幼穗分化     

基于发根培养体系的甘薯品种抗线虫特性鉴定研究

利用发根农杆菌诱导的甘薯发根体系,鉴定甘薯品种抗线虫的特性。试验在甘薯品种徐薯18、栗子香和鲁78066诱导的发根体系上,接种马铃薯腐烂线虫,六周后调查发根繁殖线虫情况及线虫侵染发根情况,然后评价它们的抗线虫特性。结果表明:培养六周后,线虫在徐薯18、栗子香和鲁78066发根上繁殖倍数分别为8.82,0.76和0.70;在徐薯18发根上观察到多处线虫侵入位点,在栗子香和鲁78066发根上只观察到一处线虫侵入位点;基于以上结果,鉴定徐薯18为易感线虫病品种,栗子香和鲁78066为抗线虫病品种,徐薯18和鲁78066的鉴定结果和发病地自然诱发鉴定结果相一致,栗子香不同于发病地自然诱发鉴定结果。鉴定结果表明:用不同品种的甘薯发根作鉴定其抗线虫特性,具有体系简单、直观方便、重复性好以及不受自然环境影响等优点,进一步完善可以作为植物对线虫病抗性鉴定新的体系。     

番木瓜和西番莲根结线虫病记述

本文对番木瓜根结线虫病和西番莲根结线虫病的症状作了描述。病原线虫经鉴定确认,侵染番木瓜的虫种为南方根结线虫(Meloidogneincognita),侵染西番莲的根结线虫是由南方根结线虫、高弓根结线虫(M. acrita)和花生根结线虫(M. arenaria)3个种组成的混合群体,南方根结线虫为优势种。     

水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响

以抗旱性不同的燕麦品种‘蒙燕1号’(抗旱性强)和‘坝莜3号’(水分敏感)为试验材料,采用盆栽方式研究了抽穗期和灌浆期水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明:(1)水分胁迫处理均显著促进了不同抗旱性品种穗颖渗透调节物质(游离脯氨酸和可溶性蛋白)含量增加,并以抗旱品种累积水平高于水敏感品种,且两种渗透调节物质对抽穗期胁迫的反应比灌浆期胁迫更敏感。(2)两时期的水分胁迫处理均能降低不同抗旱性品种穗颖SOD和POD活性,抗旱品种的保护酶活性要高于水敏感品种,抗旱品种的SOD活性降低幅度明显低于水敏感品种,而POD活性降低幅度在两品种间差异不明显。(3)水分胁迫导致2个品种穗颖丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著增加,细胞膜结构受到严重伤害,且水敏感品种受害程度大于抗旱品种。(4)水分胁迫使2个品种单株籽粒产量下降,且在中度胁迫和重度胁迫下,抗旱品种的减产幅度要低于同期水敏感品种;水分胁迫下,水敏感品种‘坝莜3号’减产4.54%~30.29%,抗旱品种‘蒙燕1号’减产6.69%~23.54%。可见,抗旱性强的燕麦品种在受到水分胁迫的条件下能通过增强穗颖渗透调节和抗膜质过氧化能力、减弱穗颖细胞质膜损伤程度来适应干旱胁迫,最大限度减少水分胁迫对穗颖的伤害,有利于稳产。     

不同小麦品种植株地上部Cu的积累和分配规律研究

以'长5864'、'济麦20'和'中普绿麦1号'3个小麦品种为材料,研究了常规大田种植条件下植株地上部Cu的积累分配规律.结果表明:(1)随生育期推进,小麦叶片和叶鞘Cu含量在前期呈波动变化,于起身期(或拔节期)出现峰值之后逐渐降低,其茎秆、穗部和籽粒中Cu含量则持续下降.(2)小麦植株地上部Cu的积累量在三叶期-返青期增长缓慢,返青期-抽穗期急剧增长,抽穗期-灌浆末期缓慢增加,并以拔节期-抽穗期为Cu积累高峰期;叶片、叶鞘、茎秆及穗轴+颖壳中Cu的积累量在抽穗期(或灌浆初期)达到峰值,籽粒Cu积累量则持续增加.(3)灌浆末期,植株地上部各器官Cu含量以叶片最高,穗轴+颖壳最低;Cu积累量以籽粒最高,穗轴+颖壳最低;籽粒中Cu的分配比例为51.20%,其主要来自营养器官的转移,并以茎秆Cu对籽粒的贡献率最高.(4)小麦植株地上部Cu的含量和积累量存在品种间差异,其中'中普绿麦1号'植株Cu含量较高,而'长5864'植株Cu积累量较高.     

水稻产量相关性状驯化研究进展

水稻具有悠久的栽培历史,是重要的粮食作物,养育了1/3的世界人口。现代栽培稻(Oryza sativa)由野生稻(O.rufipogon)驯化而来,产量是驯化筛选的关键性状之一。株型、穗型和种子大小是决定水稻产量的重要性状,这些性状在水稻栽培过程中均受到了定向筛选。该文以水稻产量性状为核心,综述了株型、穗型和种子大小等性状的驯化分子机理研究进展,讨论了水稻产量驯化研究中存在的问题,展望了驯化性状和相关基因的研究前景,以期为水稻产量相关性状的驯化机理研究和水稻育种工作提供有价值的线索。     

介绍一个水稻杂交去雄器

水稻是自花受粉的小谷粒作物,由于花器小,开花时间短,进行人工杂交比较困难.在杂交时去雄是第一步工作,去雄方法的好坏,对于杂交的结实率、种子的好坏以及后代都有很大的影响.以往常用的有三种:(一)剪颖去雄,这个方法缺点很多,主要是杂交结实率很低,种子结实不饱满及种子发育不正常致影响到下一代.(二)温汤去雄,这个方法比剪颖去雄大大提高了一步,但也有它的缺点,     

松材线虫及其传媒松墨天牛的监测和防治现状

松材线虫起源于北美大陆。1 982年侵入中国。松材线虫能引起一种林业上最具危险性、毁灭性的病害“松材线虫病”。松材线虫病的病因复杂,传播途径多样,不同国家地区对其采取的监测和防治策略也有所差异。目前,该病局限分布于北美和东北亚,但在世界范围内其扩散趋势日益明显。该文简要从监测预警,物理、化学、生物等防治方法、以及监测防治中存在问题和发展趋势等方面概述了国内外松材线虫Bursaphelenchusxylophilus及其关键传媒松墨天牛MonochamusalternatusHope的研究现状,对制定适宜我国的松材线虫病监测和防治策略有借鉴和参考价值。