水氮处理下不同品种水稻根系生长分布特征

为明确不同栽培条件下水稻(Oryza sativa)根系生长分布特征, 通过不同水氮处理和不同品种的水稻桶栽试验, 采用内置根架法, 于拔节期和抽穗期取样, 获取根系总干重(TRW)、不定根数(ARN)以及各类根(不定根、细分枝根和粗分枝根)的形态指标(长度、表面积和体积), 并分析植株根系生长状况和根系分布特征。结果显示: (1)各试验条件下抽穗期各项根系指标较拔节期均呈增长趋势。同一时期, 各项根系指标在3个施氮水平间均差异显著, 且随施氮量的增加而增加。不同水分处理下, 两个时期的ARN在湿润灌溉(W2)与保持水层(W1)之间差异均不显著, 而其他指标上W2处理均显著最高; 干旱处理 (W3)下, 仅拔节期的TRW和粗分枝形态指标与W1处理接近, 而在其他指标上均显著最低。不同品种间, ‘扬稻6号’ (V3)的各项根系指标均最高, 而‘日本晴’ (V1)和‘武香粳14’ (V2)间差异不显著。(2)各试验条件下, 抽穗期较拔节期根系下扎生长比例增加, 多分布于表层(0-5 cm)土中; 减少氮素和水分供应可提高根系在5 cm以下土层中的分布比例, 且分枝根反应最为明显; 品种V1和V2的深扎根性较V3明显。结果表明, 合理施氮与控水可优化水稻不同类型根的生长与分布特征, 但需考虑不同品种之间的差异。     

稻草易地还土对丘陵红壤有机质和主要物理性质的影响

选取新垦坡地和熟化旱地2种典型土地利用类型,研究了稻草易地还土对丘陵红壤有机质含量和主要物理性质的影响,并探讨了土壤有机质、田间持水量、容重、孔隙度间的相关性.结果表明稻草易地还土可提高丘陵红壤有机质含量,改良土壤物理性质,增强土壤蓄水性能.与不施肥或化肥处理相比,稻草易地还土提高了耕层(0～20 cm)土壤有机质含量5.8%～28.9%和＞0.25 mm水稳性大团聚体含量;降低了亚表层(10～15 cm)土壤容重,降低幅度为4.5%～7.5%,提高了亚表层土壤的田间持水量和孔隙度,提高幅度分别为6.8%～16.2%和4.8%～7.7%(P＜0.05).相关分析表明,土壤有机质含量(0～20 cm)与亚表层土壤容重(r=-0.799)、孔隙度(r=0.803)、田间持水量(r=0.844)呈极显著相关(P＜0.01);表层、亚表层土壤田间持水量与土壤容重(r=-0.638)、孔隙度(r=0.664)呈显著相关(P＜0.05).     

葡萄糖和δ-氨基酮戊酸促进水稻在黑暗中合成叶绿素

本研究检测单子叶被子植物水稻(Oryza sativa L.)在完全黑暗中是否能合成叶绿素.以5 cm高的水稻黄化幼苗为研究材料,在黑暗中用不同浓度的葡萄糖和δ-氨基酮戊酸(δ-aminolevulinic acid, ALA)处理之.定时采收叶片检测其叶绿素、原卟啉Ⅸ (Proto)、 Mg-原卟啉Ⅸ (Mg-Proto)及原叶绿酸酯(Pchlide)的含量,并计算它们的卟啉的摩尔百分比.在黑暗中12 d,水稻幼苗的叶绿素从2.5 μg/g增加到7.5 μg/g,但叶绿素总量从0.36 μg/g增至3.6 μg/g.在黑暗中未经处理的幼苗Proto、Mg-Proto及Pchlide的摩尔百分比分别为65%、27.5%和7.5%; 而光照下幼苗相应的摩尔百分比分别为42.5%、35.0%和22.5%.在黑暗中用葡萄糖处理水稻黄化幼苗2 d,其卟啉的摩尔百分比即可恢复到正常值(如光照下之相同比例).在黑暗中以3%和6%的葡萄糖处理水稻黄化幼苗2 d,其叶绿素含量分别增加2.5和4.0倍;若同时辅以1 mmol/L δ-氨基酮戊酸,其叶绿素含量分别增加22和24倍.因此,被子植物在黑暗中可以合成叶绿素;葡萄糖或δ-氨基酮戊酸可以促进被子植物在黑暗中合成叶绿素;葡萄糖和δ-氨基酮戊酸并用有加成作用.葡萄糖或δ-氨基酮戊酸促进水稻在黑暗中合成叶绿素的生理机制有待研究.     

云南地方稻waxy基因序列多样性分析

利用特异引物Wx-F/AG-2对来源于云南省16个州市64个县的252份地方稻种waxy基因中含有微卫星序列(CT)n和第一内含子的序列进行PCR扩增并测序。结果表明在268个碱基的序列内检测到4个变异位点:第一内含子上游56位处(CT)n存在(CT)10、(CT)11、(CT)12、(CT)14、(CT)16、(CT)17、(CT)18、(CT)19、(CT)20、(CT)21等10种变异;(CT)11、(CT)18、(CT)17、(CT)12、(CT)10等5种单倍型是云南优势类型,合计占供试材料的92.85%;籼稻以(CT)10、(CT)11、(CT)12为主,而粳稻以(CT)11、(CT)12、(CT)17和(CT)18为主;第一内含子+1位存在G/T变异,81.75%品种是G,T只出现在(CT)16、(CT)17、(CT)18和(CT)20的品种中,其频率在籼稻中为13.48%,粳稻20.86%,水稻16.17%,陆稻22.35%,粘稻10.47%,糯稻42.62%。+86-88位存在ATA/GTA/A--3种变异;+128位处存在(AATT)5和(AATT)6 2种变异。根据这4个变异位点,可将252个云南地方稻种归为16种单倍型,其中Wx4(32.54%)、Wx9(13.89%)、Wx12(12.7%)、Wx5(12.3%)、Wx1(8.33%)、Wx11(7.94%)是主要类型,合计87.7%,其他类型频率较低。籼/粳亚种、水/陆稻和粘/糯中存在单倍型种类和单倍型频率两方面的差异,籼稻/粳稻、水/陆稻和粘/糯稻各亚种或生态型均有独享的单倍型,共享单倍型频率也存在差异,表明亚种间或生态型间发生了一定的遗传分化。单倍型地理分布分析表明,临沧、普洱单倍型种类最丰富,以之为中心向外扩展,单倍型种类有减少的趋势,第一内含子+1位的T主要分布在临沧、普洱、西双版纳、德宏等南部地区。本研究揭示了云南地方稻种群体waxy基因的变异和分布特点。     

我国单季稻种植区的气候适宜性

从国家层次和年尺度阐明影响我国单季稻种植区分布的主导气候因子, 揭示我国单季稻种植区的潜在分布及其气候适宜性,可为我国优化单季稻生产布局、改进种植制度和引种提供科学依据.本文从国家层次和年尺度选取影响我国单季稻分布的潜在气候因子, 利用其地理分布信息,结合最大熵模型和ArcGIS的空间分析功能, 阐明影响我国单季稻分布的主导气候因子并构建我国单季稻分布与气候的关系模型. 结果表明: 影响我国单季稻潜在种植区分布的主导气候因子是年降水量、湿润指数和稳定通过18 ℃日数, 它们对单季稻分布的累积贡献率达到了潜在气候因子的94.5%; 基于主导气候因子和单季稻种植点分布的地理信息, 结合最大熵模型构建的我国单季稻种植区分布与气候的关系模型能够很好地模拟我国单季稻种植区的潜在分布. 根据待预测区单季稻的存在概率, 明确了我国单季稻种植区潜在分布的气候低、中、高适宜区和气候不适宜区, 并分析了各气候适宜区的气候特征.     

2000年间野生稻和栽培稻(O.sativa.L)分布区逆向分离的过程及动力Ⅰ.古今野生稻和栽培稻(O.sativa.L)的分布与人口分布的关系

２０００ａ间,中国境内野生稻分布区域由２４９５５７５ｋｍ２缩减至１３７１０９４ｋｍ２,减少了４５．０６％;分布纬度北界由３８°３′Ｎ南移至２８°１４′Ｎ,南移９°４９′、１１４０ｋｍ;中国境内栽培稻分布区域由４０８１８６０ｋｍ２增加至９６０００００ｋｍ２,增加了１３５．００％;分布北界由３８°Ｎ北移至５３°２９′Ｎ,北移１５°２９′、１７００ｋｍ。人口分布重心主要在黄河流域和长江流域,对该区域野生稻的生存产生不利影响。而促进栽培稻的发展,必须建立野生稻自然保护区。     

转基因植物的环境生物安全：转基因逃逸及其潜在生态风险的研究和评价

转基因作物的商品化生产和大规模环境释放在带来巨大利益的同时,也引起了全球对其生物安全问题的广泛关注和争议,其中转基因通过花粉介导的基因漂移逃逸到非转基因作物及其野生近缘种,进而导致的潜在环境和生态风险就是备受争议的生物安全问题之一。转基因植物的环境生物安全涉及两方面关键问题：如何科学评价转基因植物商品化种植以后带来的环境和生态影响;如何利用环境生物安全的研究成果来制定科学有效的风险监测和管理措施。对转基因逃逸及其潜在生态风险的科学评价应包括三个重要环节：（1）检测转基因的逃逸的频率;（2）检测转基因逃逸后的表达和遗传规律;（3）确定逃逸后的转基因对野生近缘种群体适合度的影响及其进化潜力,本文将围绕对转基因逃逸及其潜在环境风险的科学评价,以转基因水稻为案例来对转基因逃逸带来生态影响的研究好评价的进展进行简要介绍,并对目前依据风险评价研究成果制定的各种管理策略进行了讨论。只有提高对转基因生物环境安全研究和评价的水平,并制定有效的风险监测和管理措施,才能为我国转基因技术的发展和转基因产品的商品化应用保驾护航。     

水稻砷的吸收机理及阻控对策

水稻积累砷的能力较其他农作物强,稻米是我国人群从食品中摄入无机砷的主要来源,降低稻米砷含量对增进农产品质量安全有重要意义。本文阐述了稻田砷的生物地球化学转化特征及水稻对不同形态砷的吸收、运输与储存机理,提出阻控稻米砷积累的对策,并讨论了需要进一步研究的问题。     

取食转Bt基因水稻对稻纵卷叶螟幼虫中肠的组织病理学效应

利用透射电镜观察了稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis（Guenée）幼虫取食转Bt基因水稻后中肠的组织病理变化。结果表明：稻纵卷叶螟幼虫取食转cry1Ab基因水稻后,中肠上皮细胞的线粒体先发生形态变化,随连续取食时间的延长线粒体出现凝聚、内嵴稀疏、空泡化等,在后期还呈凝聚态随突起脱落或沿杯腔边沿单一排列。内质网的变化也很明显,病变过程中伴随着粗糙内质网的肿胀、核糖体脱落,粗糙内质网增多等现象。细胞核的变化较小,在处理后期出现细胞核拉长、核仁聚集等变化。组织病变程度不一,有的细胞在病变早期就出现了空泡化。     

Climatic and technological ceilings for Chinese rice stagnation based on yield gaps and yield trend pattern analysis

Climatic or technological ceilings could cause yield stagnation. Thus, identifying the principal reasons for yield stagnation within the context of the local climate and socio‐economic conditions are essential for informing regional agricultural policies. In this study, we identified the climatic and technological ceilings for seven rice‐production regions in China based on yield gaps and on a yield trend pattern analysis for the period 1980–2010. The results indicate that 54.9% of the counties sampled experienced yield stagnation since the 1980. The potential yield ceilings in northern and eastern China decreased to a greater extent than in other regions due to the accompanying climate effects of increases in temperature and decreases in radiation. This may be associated with yield stagnation and halt occurring in approximately 49.8–57.0% of the sampled counties in these areas. South‐western China exhibited a promising scope for yield improvement, showing the greatest yield gap (30.6%), whereas the yields were stagnant in 58.4% of the sampled counties. This finding suggests that efforts to overcome the technological ceiling must be given priority so that the available exploitable yield gap can be achieved. North‐eastern China, however, represents a noteworthy exception. In the north‐central area of this region, climate change has increased the yield potential ceiling, and this increase has been accompanied by the most rapid increase in actual yield: 1.02 ton ha^?1 per decade. Therefore, north‐eastern China shows a great potential for rice production, which is favoured by the current climate conditions and available technology level. Additional environmentally friendly economic incentives might be considered in this region.