13C脉冲标记法：不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配

定量生育期内植物光合碳在植物组织-土壤的分配规律,对于理解全球碳循环有着重要意义。采用~(13)C-CO_2脉冲标记结合室内培养,通过元素分析仪-稳定同位素联用(Flash HT-IRMS)分析植物各部分及土壤δ~(13)C值,比较了不同生育期下水稻光合碳在不同组织间的分配规律,并量化了水稻光合碳向土壤碳库的转移。结果表明:(1)水稻地上部和根系干物质量随水稻生育期的增加而呈现递增趋势,不同的生育期表现为:分蘖期拔节期抽穗期扬花期成熟期。而整个生育期的根冠比为0.2—0.4,分蘖期的根冠比最高,随着水稻生育期的增加而递减,到抽穗期以后根冠比稳定在0.2左右。(2)脉冲标记6h后,水稻地上部和地下部(根系)的δ~(13)C值在-25.52‰—-28.33‰,不同器官的δ~(13)C值存在明显分馏效应,且趋势基本一致,即茎杆(籽粒)叶片(根系);这种由于水稻生育期特性导致的各器官碳同位素分馏的现象,可用于指示不同生育期下水稻光合碳的分配和去向。(3)不同生育期~(13)C-光合碳在植物-土壤系统的分配规律不同,生长前期光合碳向根系及土壤中分配的比例高,具有较强的碳汇能力,而随生育期光合碳在根系及土壤中的分配比例呈下降趋势,但积累量不断增加。(4)不同生育期~(13)C光合碳在水稻-土壤系统中的分配比例差异明显。水稻分蘖期有近30%光合碳用于根系建成并部分通过根系分泌物进入土壤有机碳库(10%),而到成熟期则向籽粒中分配较多,而且光合碳在土壤中的分配比例也随生育期呈下降趋势。研究结果对稻田土壤有机碳循环过程和调控机制的揭示具有重要的理论意义。     

芽胞杆菌在防治水稻稻瘟病中的应用及生防机制

芽胞杆菌具有人畜安全、不污染环境、病原菌不易产生抗药性、抗逆性强和促进植物生长等优点,是稻瘟病防治上的重要生防菌。芽胞杆菌的生防机制主要包括竞争作用、拮抗作用和诱导抗病性。芽胞杆菌定殖在水稻植株上,产生抗菌活性物质抑制稻瘟病菌的生长,诱导水稻产生抗病性,对水稻植株具有促生作用,可以挽回水稻产量损失。芽胞杆菌可以制备生防制剂用来防治我国南方稻区和北方稻区的稻瘟病危害,在水稻产业的可持续发展中对稻瘟病的生物防治具有指导意义。本文主要综述芽胞杆菌在防治水稻稻瘟病中的应用研究、芽胞杆菌在防治水稻稻瘟病中的生防机制、影响稻瘟病生防芽胞杆菌防效的因素。     

稻鸭共生对稻田水生动物群落的影响

通过稻田共生的田间试验,利用水生动物取样的方法,对稻鸭共生中稻田水生动物的种类及数量进行定性定量分析。结果表明:各类水生动物的种类数与水的动静有关,放鸭越多,种类数越少,水源区最少,为15种;且稻田水生动物种类出现频次的分布符合C.R aunk iaer频度定律。各类水生动物的数目和生物量均按水源区、对照区、少鸭区、多鸭区的顺序下降。用M arga lef多样性指数公式计算各处理的多样性指数,以对照稻田的多样性指数2.15为最高,水源区和放鸭的稻田均不高,放鸭越多,多样性指数越低。     

影响根癌农杆菌介导水稻转化的因素分析

根癌农杆菌与来自水稻成熟种子盾片的愈伤组织共培养,将GUS基因导入水稻愈伤组织,并获得了转基因植株。通过比较影响根癌农杆菌转化频率的各种因素,表明激素配比为2,4-D1mg/L、TDZ0.5mg/L、NAA1mg/L时,可以大大促进籼稻愈伤组织的分化能力;酚类化合物的加入使农杆菌的转化频率提高8.9%-23.5%;共培养时农杆菌的稀释方式及适当调整潮霉素（hygB）的使用浓度影响到农杆菌的转化频率。     

水稻根系响应镉胁迫的蛋白质差异表达

为探讨水稻根系对镉胁迫的分子生理响应,以抗镉水稻PI312777和镉敏感水稻IR24为材料,设置Cd~(2+)浓度为0、50和100μmol/L的水培试验,处理7 d后分析了水稻根系的蛋白质差异表达。结果表明,在镉胁迫下水稻PI312777和IR24根系有18个蛋白质发生了差异表达,其中的12个得到MALDI-TOF/MS鉴定。这些鉴定的蛋白功能可分四类:(1)与活性氧(ROS)胁迫相关的过氧化物酶(POD)、蛋氨酸腺苷转移酶(MAT)、类萌发素蛋白前体;(2)与谷胱甘肽(GSH)合成相关的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMS)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH);(3)与逆境胁迫相关的ABA胁迫诱导蛋白含HVA22域蛋白、ABA-胁迫-成熟诱导蛋白5(ASR5);(4)与细胞分裂调控相关的GTP结合核蛋白Ran-2。镉胁迫下SAMS和GTP结合核蛋白Ran-2在两种水稻根系均发生上调表达;MAT、POD、类萌发素蛋白前体和GS发生下调表达;依赖NADP-GDH、GDH和磷酸甘油酸变位酶在IR24根部均发生下调表达,在PI312777根部仅在100μmol/L Cd~(2+)处理发生下调表达;含HVA22域蛋白在PI312777根部上调表达,在IR24根部发生下调表达;ASR5在PI312777根部上调表达,在IR24根部的表达无显著差异;100μmol/L Cd~(2+)胁迫下60S酸性核糖体蛋白P0在水稻PI312777根部表达下调,在IR24根部表达上调。可见,镉胁迫使水稻根部ROS增加,形成氧化胁迫反应,造成毒害作用,而水稻根通过调节SAMS和GS提高GSH合成降低镉毒害。ASR5和HVA22蛋白等逆境胁迫蛋白的表达差异则是水稻品种间抗性差异的重要原因之一。     

大豆糯米复合甜酒酿的制备及发酵过程中的生物学特性

以糯米为主要原料,以定量的大豆作为辅助原料配制复合甜酒酿。通过四因素三水平正交实验确定了大豆的添加量、发酵温度、发酵时间及接种量,并对发酵过程酵母数量、糖化酶活力、还原糖变化规律进行了系统研究。结果表明:加入8%(质量分数,下同)的大豆,拌进0.5%(体积分数,下同)酒曲药,在32℃下恒温发酵42 h,甜酒酿酒香协调且有特殊香味,滋味协调绵甜,达到最优品质。发酵过程中,酵母的数量在22~34 h内急剧增加,34~56 h后进入稳定期,菌数基本保持不变;糖化酶活力在发酵22~37 h内迅速增大,37 h以后糖化酶的活力逐渐下降;22~36 h内还原糖的含量快速增加,36 h以后还原糖的含量增加缓慢,64 h达到高峰。     

十六个水稻品种(系)对褐飞虱的抗虫性评价

本文通过苗期抗性鉴定、田间抗虫性鉴定、稻田节肢动物功能团优势度比较及产量测定的方法来评价16个水稻品种(系)对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的抗性。结果表明,有12个品种(系)对褐飞虱表现为抗级,2个品系表现为中抗。这14个抗虫-中抗的品种(系)在成株期也表现一定的抗虫性,且与对照TN1之间差异显著。本试验条件下,广占63-3S/华恢15、广两优106、Y58S/华15、广两优476、广占63-4S/华恢15这5个品种(系)不仅抗虫性好,而且产量也较高,分别比TN1和主栽品种扬两优6号高63.49%～66.57%和3.47%～11.57%,具有广泛的开发应用前景。     

北方稻田养鱼的共生效应研究

北方稻鱼共生试验结果表明,稻鱼田稻谷产量略增;能量产投比和光能利用率分别比对照高0.08％和0.1%;土壤有机质高0.24%;纹枯病发病底低3.8%;纯收入每公顷增加900元,表现出良好的共生效应。     

导入反义蜡质基因改良水稻稻米的食味品质和营养品质

经PCR、Southern blot和稻米GUS检测,蜡质基因反义片段与gus构成的融合基因已整合到8株水稻基因组中,并能正确表达。通过稻米GUS染色追踪分析获得转反义蜡质基因纯合后代。将转基因植株的稻米送农业部稻米及制品质量监督检验测试中心进行糙米蛋白质含量和直链淀粉含量测定。结果显示：（1）在转反义蜡质基因纯合的超2-10粳稻后代中,大多数单株糙米在直链淀粉含量降低的同时,蛋白质含量有不同程度提高,糙米蛋白质含量和直链淀粉含量呈显著负相关关系;（2）对照糙米直链淀粉平均含量和糙米蛋白质平均含量分别为13.4%和9.5%。在转基因植株中,稻米直链淀粉含量最低的为11.4%,而蛋白质含量也相对最高,为13.5%。本试验结果表明在水稻中导入反义蜡质基因不仅能够降低水稻稻米的直链淀粉含量,还有可能提高水稻稻米的蛋白质含量。     

拟水狼蛛的生物学生态学特性

运用田间观察与室内外饲养相结合的方法,对稻田蛛蛛优势种拟水狼蛛Pirata subpiraticus的生物学生态学特性进行了研究。拟水狼蛛在重庆地区1a发生3－4代,第4代不完整,以第2代历期最短,第3代（越冬代）历期最长;以成蛛或幼蛛越冬;5月初即由田埂向稻田内迁移,在水稻生育期间出现3次卵高峰、2次种群密度高峰;在田间具掘土作穴习性,室内发现4龄后的幼蛛在袋状网内蜕皮、交配期和携卵期有结袋状网或幕状网的习性;属游猎型蜘蛛,可步行、跳跃在植株、水面、陆地等处捕食飞虱、叶蝉、粘虫、螟虫等多种稻虫,捕食量与龄期、蜕皮和性别有关;受惊时,能入水中潜行和潜伏。雌雄蛛均可多次交配,雌蛛一生可产卵3－6次,卵囊含卵量25－130粒,平均75粒。平均孵化率90．5％。孵化的幼蛛,先群集在雌蛛的背部,3－5d后离开雌蛛分散捕食。幼蛛一般蜕皮7－8次,出卵囊前已蜕皮至少1次。拟水狼蛛的产卵前期2－6d,平均3d;卵期9－15d,平均11.4d;幼蛛期57－133d,平均81.6d;成蛛期128－186d,平均140d左右,雌蛛较雄蛛长24－51d,平均39.6d。性比除第1代外的各代均为雌多于雄蛛。论文详细记载了拟水狼蛛求偶与交配行为过程、产卵与护卵习性、孵化及携幼行为、幼蛛生长、蜕皮、各龄期形态特征、亚成蛛及性成熟。幼蛛出卵囊后至性成熟的成活率为21．4％－56．3％,平均达35．0％。室内饲养发现在一定湿度条件下,不提供食物成蛛可存活28－57d,平均42．7d。