云南稻核心种质苗期与孕穗期耐冷性特点及关系分析

以544份云南地方稻核心种质为材料,在昆明自然低温(苗期平均5.5～12.3℃,孕穗期平均17.8℃)冷害下,按籼粳、稻作区进行云南稻核心种质苗期耐冷性与孕穗期耐冷性的特点及关系研究.结果表明:(1)苗期耐冷性与孕穗期耐冷性密切相关,苗期耐冷性强的材料表现为孕穗期株高、剑叶长和宽、穗颈长、穗下节长、1～2节长、穗长较长、穗粒数较多,耐冷性较强.通过对苗期耐冷性的严格选择,可以间接获得孕穗期耐冷性较强的材料.(2)苗期和孕穗期耐冷性在籼粳间、稻作区间差异明显.籼粳间均表现为粳稻强于籼稻;稻作区间苗期耐冷性为滇中一季籼粳稻区和滇南单双季籼稻区最强,滇中一季籼粳稻区和滇西北高寒粳稻区孕穗期耐冷性较强,揭示了水稻苗期与穗期耐冷性的形成演化机制存在一致性和差异性.     

不同生育期镉胁迫对两种水稻的生长、镉吸收及糙米镉含量的影响

采用分阶段加镉水培试验,对杂交水稻“威优1126”和常规水稻“浙辐802”不同生育期对Cd胁迫的生长反应及其对Cd吸收、积累与分配特性进行了比较研究。结果表明,水稻对Cd胁迫的反应因生育期不同而异,幼穗分化之前(前期),镉毒害主要表现为降低光合生产力;幼穗分化至抽穗期(中期)主要抑制幼穗的分化与发育过程;抽穗之后(后期)主要阻碍碳水化合物和NP养分向穗部迁移和转化。从对产量形成影响来看,幼穗分化—抽穗期是水稻对Cd胁迫反应最敏感时期。水稻吸Cd速率为中期>后期>前期。糙米中Cd的含量受水稻植株吸收Cd的总量和茎叶Cd向籽粒转移效率的双重影响。杂交稻对Cd的吸收能力与常规水稻相近,但Cd在地上部分累积的比例比常规水稻高4.9%~21.8%,籽粒部分的镉与茎叶部分镉的比例比常规稻高49%~95%,糙米Cd含量比常规稻高33%~72%。从减产效应和对稻米卫生品质损害来看,杂交水稻对环境Cd污染比常规水稻更加敏感。     

不同生态下云南稻核心种质孕穗期耐冷性状的表型多样性差异

以504份云南地方稻核心种质为材料,在昆明自然低温平均18℃(冷害)和新平27℃(正常)条件下进行孕穗期耐冷性状的表犁多样性生态差异分析.结果表明:(1)在3种生态环境下,云南稻核心种质11个耐冷性状的平均值、标准差、变异系数等参数存在一定差异,总趋势呈现籼稻(Indica)不同环境间这3个特征值差异较粳稻(Japonica)明显;弱耐冷系统群差异较强耐冷系统群明显.(2)不同环境间11个耐冷性状Shannon-weaver遗传多样性指数存在明显差异,体现为正常环境高于冷害环境,粳稻(Japonica)高于籼稻(Indica),强耐冷材料高于弱耐冷材料.这种差异主要由剑叶长、穗颈长、穗下节长、1～2节长、穗长、主穗实粒数和结实率等7个耐冷性状差异所致.     

低温对高产杂交稻抽穗期剑叶光合色素含量和抗氧化酶活性的影响

以高产杂交稻“两优培九”和常规杂交稻“汕优63”为试验材料,采用15和20℃处理2和4 d,比较低温对水稻抽穗期剑叶光合色素含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明:低温下抽穗期水稻剑叶光合色素(叶绿素、类胡萝卜素)含量随处理时间延长而下降,抗氧化酶CAT活性下降,SOD、POD活性变化存在品种间差异。低温处理4 d后,“两优培九”SOD活性上升,POD活性降低,“汕优63”变化则相反。抗氧化酶之间活性变化的不平衡,使活性氧的产生与清除失衡,O2-迅速积累,膜脂过氧化加剧,MDA含量上升。这些变化导致水稻剑叶净光合速率在低温下降低。试验结果表明,高产杂交稻“两优培九”比常规杂交稻“汕优63”对低温的适应能力更强。     

不同虫压下转Bt基因水稻与非转基因水稻生态适合度差异

为了解转基因水稻的基因扩散效率和潜在生态风险,以转Bt抗虫水稻Bt63、R1、R2和非转基因常规水稻Ⅱ优838为试材,采用高、低两个不同虫害胁迫水平和转基因与非转基因水稻相间种植方式,通过观察水稻植株营养生长、结实以及对螟虫危害的抗性表现等差异,研究比较了Bt外源基因插入后对水稻植株适合度的影响.结果表明:在低虫害胁迫条件下,转Bt基因水稻在植株分蘖数、生物量鲜重等营养生长指标方面与非转基因对照品系间无明显差异,但株高、穗长、穗重等指标不及对照,且R2和Bt63与对照间差异显著;在高虫害胁迫条件下,3个转Bt基因水稻品系的分蘖数、穗长、穗重等指标明显高于对照.而不同转基因品系株高适合度效应不同,这可能与受体本身的特性相关.3种转基因水稻的单株结实粒数、千粒重与对照在两种虫害胁迫条件下均无显著性差异,Bt基因对受体植株的结实影响不明显.在高虫害胁迫条件下,3种转Bt基因水稻的抗虫能力均显著优于非转基因水稻,表明Bt基因对受体植株的抗虫性影响显著.同时,本研究结果还表明转Bt基因水稻的适合度代价较小,预示了抗虫转基因水稻外源Bt基因在一定环境条件下具有逃逸的可能,但这种风险比较小.     

水稻磷高效重组自交系群体的筛选鉴定

水稻耐低磷RILs群体培育可为磷高效育种和基因定位提供材料.该试验利用强耐低磷杂交组合合系41×大白稻产生的永久性重组自交系(RILs)群体,设低磷(有效磷6.26 mg·kg-1)胁迫和非低磷(有效磷40 mg·kg-1)胁迫两种处理,全生育期测定了相关的耐低磷形态性状,利用相关分析和多元逐步回归分析等方法探索RILs群体耐低磷筛选指标以筛选优良株系.结果表明:(1)12个主要农艺性状均呈连续性变异, 耐低磷性状发生了明显的重组和分离,说明利用重组近交系可以筛选并培育出强耐低磷的水稻品系.重组近交系是水稻耐低磷特性进行遗传研究的良好材料;(2)6个相对性状:株穗产量、地上干物质量、实粒数、有效穗、剑叶长、穗长,综合评价RIL 群体各株系的耐低磷强弱;(3)在RILs群体选出综合性状表现优良的5个大穗、大粒的耐低磷株系,具有良好的推广前景.     

HvABA8′OH-1基因RNAi载体的构建及遗传转化

穗发芽严重影响作物的产量和品质,种子休眠性弱是穗发芽形成的主要原因之一.ABA是维持胚休眠抑制萌发的重要激素,大麦HvABA8′OH-1基因编码控制内源ABA主要分解代谢途径的关键酶.以双元载体pGreenⅡ为骨架载体,分别选取HvABA8′OH-1的保守区序列(293bp)和特异区序列(474bp),水稻胚乳特异性启动子pGlub,成功构建了种子特异性RNA干扰表达载体pOHC和pOHS.利用农杆菌介导法将载体转入水稻,获得植株50株.经鉴定,其中18株为转基因阳性植株.研究结果为进一步分析HvABA8′OH-1基因的生物学功能,以及通过基因工程途径建立作物抗穗发芽育种新方法提供了理论依据和材料.     

水稻幼穗分化特异性启动子pRFL的克隆和特征分析

组织特异性启动子能够驱动基因在特定的时期和部位表达,克服组成型启动子启动的外源基因在受体植物中非特异、持续、高效表达所造成的浪费,是基因工程技术最重要元件之一.本研究利用PCR技术从水稻基因组中克隆了幼穗分化特异表达基因RFL翻译起始位点上游2 001 bp的启动子序列,命名为pRFL.生物信息分析显示,该片段含有36个转录起始核心启动子元件TATA-box和多个启动子增强子区顺式作用元件CAAT-box,以及多个光反应调控元件和植物激素响应元件等.将其与GUS基因构建成植物表达载体,导入水稻"日本晴",组织化学染色法检测显示,转基因水稻植株叶片、茎均无GUS显色,花序及发育中的小花有较强表达;荧光定量PCR测定幼穗GUS基因转录活性,显示pRFL驱动的GUS基因表达量比actin启动子驱动的GUS基因表达量高2.9倍.上述结果初步证明了pRFL为幼穗分化特异性启动子.     

Cd胁迫对水稻生长及内源激素含量的影响

镉(Cd)是水稻(Oryza sativa L.)生长非必需且有毒的元素,其对水稻生长发育和生理代谢过程有重要影响,而内源激素平衡对水稻生长发育起着重要的调节作用。因此,研究Cd胁迫下水稻生长和内源激素的变化对认知Cd对水稻毒害的生理过程有重要的意义。以水稻亲本蜀恢498、Ⅱ-32A和杂交稻Ⅱ优498为试验材料,通过不同Cd质量浓度条件(0、0.5、1、3 mg·L-1)下的水培试验,探究Cd胁迫对水稻生长和内源激素的影响。研究结果表明:相比对照处理,中Cd(1 mg·L-1)和高Cd处理(3 mg·L-1)显著降低水稻株高、地上部和根生物量;水稻中Cd质量分数和累积量均随Cd处理质量浓度的增加而增加,在1.0~3.0 mg·L-1 Cd质量浓度胁迫下,水稻地上部Cd含量和累积量表现为蜀恢498Ⅱ-32AⅡ优498;当处理浓度1.0~3.0 mg·L-1时,水稻IAA和GA3含量显著降低,而ABA则显著增加,品种间总体表现为Ⅱ优498的IAA含量显著高于亲本,ABA则显著低于亲本,GA3差异较小;随Cd质量浓度的升高(0~3 mg·L-1),水稻IAA/ABA比值先升后降,而GA3/ABA则逐渐降低,Ⅱ优498变幅明显低于亲本;Cd对杂交稻内源激素的影响明显轻于亲本。由此可见,Cd胁迫破坏水稻体内正常的激素调节平衡,影响水稻的正常生长;杂交稻Cd的耐受能力强于亲本材料。     

LED单色光质对黄瓜幼苗叶片和下胚轴中内源激素含量的影响

为了解光质及内源激素对黄瓜幼苗形态建成的影响,并向设施栽培育苗过程中光源的合理配置提供理论依据,采用发光二极管(Light-emitting diode,LED)精确调制光谱能量分布,以白光为对照(CK),研究红、蓝、黄、绿4种单色光质下黄瓜幼苗叶片和下胚轴中赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)含量的变化.结果表明:不同光质可能通过调节内源激素的分布来影响黄瓜幼苗的光形态建成.红光和蓝光通过影响IAA的极性运输,影响真叶的生长进程,其中红光显著促进了IAA的极性运输,叶片中IAA含量仅20μg g-1,而下胚轴中IAA含量却高达120μg g-1;黄光处理下叶片中GA3含量高(约为对照的2倍),抑制叶片脱黄化,并引起叶片卷曲.各单色光质下黄瓜幼苗下胚轴与对照相比均有不同程度伸长,说明光对幼苗下胚轴的抑制作用可能是各种光质共同作用的结果.黄、绿光处理下胚轴中GA3含量显著升高,ABA含量显著降低,下胚轴显著伸长;红光引起下胚轴中GA3和ABA含量显著升高,但下胚轴长度增加不明显,黄瓜幼苗下胚轴的伸长可能与光质调节GA3和ABA的相对水平密切相关.综上所述,不同光质对黄瓜幼苗中内源激素含量的变化影响显著,从而引起了幼苗形态特征的显著变化.     

水稻不同时期吸收的氮素的行为

为研究水稻不同时期吸收的氮素在其体内的行为，作者利用^15NH^4＋和^15NO3^-双标记，对Indica水稻亚种（品种Hinohikari）进行水培，在分蘖期、幼穗分化期、开花期施用，将培养液卢州）20mg／L的NH4NO3换成相同质量浓度的^15TH4NO3或NH4^15NO3；部分水稻在一周后收获，其他分别在分蘖期、幼穗分化期、开花期、成熟期收获。植株分成根系、地上部的底部、地上部的顶部、旗叶和穗部，对各自的全氮、^15N进行测定，计算植物的总吸收量。从施用量、植株总吸收量以及三部分总和的植株氮残存量的比较来研究氮素在两种水稻亚种中的行为。研究结果表明，各个时期的^15NH4NO3或NH4^15NO3处理下水稻的N吸收总量上没有差别，但1周后收获的^15NH4-N处理的水稻中^15N的含量比^15NO3-N要高得多，直到成熟期收获的水稻都有同样的结果，这意味着各个时期吸收的NH4-N和NO3-N有着不同的损失量，吸收的NO3-N比NH4-N要损失得多。水稻叶片的氮素损失可能以N2O和NH3的形式。不同氮肥形态的处理下转移到穗部的氮素的量和来源也不相同，在NH4^15NO3的处理中穗部的^15N主要来自地上部的底部，而在^15NH4NO3的处理中穗部的^15N主要来自分蘖期吸收的^15N，少量来自成熟期并且^15N主要来自植株的各个部分。     

酸雨对全生育时期水稻叶绿素荧光的影响

酸雨是全球关注的重大环境污染问题之一,中国亦继西欧和北美之后,成为当今世界第三大酸雨区。光合作用是植物生物量和作物经济产量形成的生理基础,叶绿素荧光常用来判断逆境胁迫对植物光合作用造成的伤害。有研究表明,酸雨会对植物叶绿素荧光造成影响,然不同生长阶段植物对逆境的抵抗能力亦存在差异,采用模拟酸雨（酸雨 pH 值梯度为4.5、3.5、2.5）或模拟天然降水持续胁迫（每隔3天喷施1次）水稻（Oryza sativa）（从幼苗期至灌浆期）,利用原位无损伤叶绿素荧光测定技术（德国Walz公司PAM-210脉冲调制式荧光仪）分别探测和分析幼苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期水稻叶片（处理组和对照组）,研究酸雨对全生育期水稻叶绿素荧光的影响,相关研究未见报道。结果表明,与CK相比,pH 4.5酸雨使幼苗期和孕穗期初始荧光（Fo）显著提高了7.69%、8.84%,使幼苗期、分蘖期和孕穗期非光化学猝灭参数（qN）显著提高了8.64%、4.86%、6.09%,使幼苗期和孕穗期最大光化学量子产量（Fv/Fm）,PSII电子传递速率（ETR）,实际原初光能捕获效率（ΦPSII）,光化学猝灭参数（qP）显著降低,幼苗期、孕穗期降幅依次为Fv/Fm（3.01%、6.88%）、ETR（8.40%、10.24%）、ΦPSII（8.39%、12.23%）、qP（3.79%、12.55%）;pH 3.5、pH 2.5酸雨不同程度地显著降低了各生育时期Fv/Fm、ETR、ΦPSII、qP,幼苗期和孕穗期qN,显著提高了各生育时期Fo,且随酸雨pH值降低,变化幅度增大。同时,pH 4.5或pH 3.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为灌浆期＆lt;幼苗期＆lt;分蘖期＆lt;孕穗期;pH 2.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为分蘖期＜幼苗期＜灌浆期＜孕穗期。总之,酸雨胁迫强度与水稻叶绿素荧光参数存在剂量-效应关系,酸雨持续胁迫会对不同生育时期水稻光合作用造成影响,并且不同生育时期水稻光合作用对酸雨胁迫敏感性存在差异,这些是评价酸雨胁迫对植物影响时需考虑因素。     

镉污染对水稻不同生育期抗氧化系统的影响

采用土培的方法,研究了不同Cd添加水平（0、5、10、20、30、60 mg.kg-1,以CK,T1,T2,T3,T4,T5表示）对水稻分蘖期、孕穗期和抽穗期叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）、总巯基（-SH）、谷胱甘肽（GSH）、植物络合素（PCs）含量以及水稻叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明,叶片中Cd的含量随生长时期的延长而增加;T1处理时,水稻3个时期中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b含量最高,表明低质量分数Cd有利于水稻的生长;而T4和T5处理显著降低了叶绿素含量（P〈0.05）。Cd对不同生育时期抗氧化酶的影响不一,对分蘖期SOD、POD、CAT活性影响较明显,而对孕穗期和抽穗期SOD、POD、CAT活性以及可溶性蛋白质含量影响不显著（P〉0.05）。高质量分数Cd提高了叶片中MDA含量,在T5处理时,MDA含量在分蘖期、孕穗期和抽穗期分别为对照的1.9倍、4.5倍和4.6倍。水稻不同生育时期总-SH、GSH、PCs含量随着Cd处理质量分数的增加而增加,表明Cd处理诱导了水稻PCs的解毒机制。     

镉对不同基因型水稻生长毒害影响的比较研究

利用水培分期添加镉试验，研究了杂交水稻和常规水稻在不同生育时期对环境镉毒害的反应。结果表明，在水稻幼穗分化之前，镉主要降低光合生产力，影响植株生长；幼穗分化至抽穗期，主要抑制生殖器官分化，造成颖花败育；抽穗期之后，镉主要干扰体内营养物质的迁移和再分配。就对产量影响而言，幼穗分化至抽穗期是水稻对镉反应最敏感时期，杂交稻比常规稻对镉污染毒害敏感。     

兰竹荔枝胚珠内源激素含量变化与胚胎发育的关系

以兰竹荔枝胚胎发育时期的正常胚珠与败育胚珠为试验材料,研究了胚胎发育与内源激素的关系,结果表明：正常胚珠中ＩＡＡ、ＧＡ１＋３和ＡＢＡ含量均在花后７ｄ达到峰值,随后呈下降趋势;但ＩＡＡ和ＧＡ１＋３含量在心形胚至鱼雷胚时期都有所回升,ＣＴＫ含量在球形胚之前一直很高,败育胚珠中ＡＢＡ含量在胚胎败育期保持较高水平,ＩＡＡ和ＧＡ１＋３则降到最低点,ＣＴＫ含量亦明显低于正常胚珠,ＺＲｓ、ＤＨＺＲｓ和ｉＰＡｓ含     

亚热带和温带生态条件下水稻生长速率和产量的相关性研究

在亚热带生态环境下的云南省宾川县和温带环境下的韩国水原市,2002和2003年对中国和韩国筛选出的4个水稻（Oryza sativa）高产品种进行了生长速率和产量的相关性研究,结果表明：在亚热带和温带的两种生态条件下水稻品种的叶面积指数和收获指数相近,但亚热带生态条件下实际产量和生长速率分别比温带条件下高3．06t·hm^-2和7．09g·m^-2·d^-1,产量高50．75％和生长速率高58．22％,差异达极显著水平。在亚热带条件下,移栽到移栽后20d、孕穗到抽穗的生长速率的增加能极显著提高水稻产量,以移栽到移栽后20d的生长速率影响最大,抽穗后20d生长速率的增加能增加水稻产量,但不显著。在施肥比例,基肥：分蘖肥：孕穗肥：穗肥：O％：50％：30％：20％的氮肥施用方式和稀植（30cmx14cm）条件下获得该生态区的最高产量和最大生长速率,分别为9．26t·hm^-2、19．53g·m^-2·d^-1;在温带条件下,移栽到抽穗的生长速率的增加能显著提高水稻产量,以移栽后21d到孕穗的生长速率影响最大,抽穗后20d生长速率的增加反而减低水稻产量,但不显著,氮肥施用方式基肥：分蘖肥：孕穗肥：穗肥=50％：20％：30％：0％和密植（20cm×14cm）条件下获得该生态区的最高产量和最大生长速率,分别为6．31t·hm^-2、12．00g·m^-2·d^-1。     

多金属硫化物矿区不同品种水稻根际土壤酶活的变化

选取酸性矿山废水污灌形成的多重金属污染水稻土,采用多格层根际箱模拟水稻根际环境,研究高镉积累水稻长香谷fOryzasativaL．cv．Choukoukoku）和低镉积累水稻金农丝苗（OryzasativaL．cv．Jinnongsimiao）2个品种水稻生育中后期（分蘖期、孕穗期、扬花期、蜡熟期）根际土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化特征。结果表明：高镉积累水稻比低镉积累水稻各时期根际土壤脲酶活性低,随着生育期的延长,2个品种水稻土壤脲酶活性先降低后升高（分蘖期酶活性最高）,2种水稻土壤脲酶活性均在根际s0层达到最高,但其他各层土壤脲酶活性与根系距离无显著关系。随着水稻生育期的延长,高镉积累水稻根际土壤酸性磷酸酶活性先升高（在孕穗期酶活性达最高）,随后降低;低镉积累水稻土壤酸性磷酸酶活性则在分蘖期最高,之后逐渐降低。除分蘖期高镉积累水稻土壤酸性磷酸酶活性低于低镉积累水稻酶活性外,其他2个时期前者酸性磷酸酶酶活性均高于后者的酶活。2个品种水稻土壤过氧化氢酶活性随生育期延长不断升高,在整个生育后期,高镉吸收水稻比低镉吸收水稻各时期土壤过氧化氢酶活性高,但在蜡熟期时两者无显著差异;在各时期2种水稻过氧化氢酶活性在根系S0层达到最大,随着与水稻根系距离的增加呈先降低后增加的趋势。可见,在多重金属污染矿区,土壤酶活性明显受水稻品种、水稻生长时期和水稻根系的影响。该结果可以为研究多重金属污染矿区分析土壤酶活性与不同重金属积累程度的水稻品种作物相关关系提供数据支持,给农业生产及土壤修复提供依据。     

盐碱胁迫对水稻主要生育性状的影响

对7个水稻品种(品系)和苏打盐碱土(pH6．5～19．81)进行盆栽试验，探讨了盐碱胁迫对水稻株高、秆长、分蘖和抽穗期等主要生育性状的影响。结果表明，盐碱胁迫使水稻株高降低、秆长缩短，且盐碱度越大，降低幅度越大；盐碱胁迫使水稻单株分蘖力明显下降，使分蘖高峰明显推迟或不出现分蘖高峰；水稻抽穗期随着盐碱度的提高，其延长的天数越长，并且发现不耐盐碱的早熟品种比耐盐碱的中晚熟品种抽穗晚；水稻成熟期的株高或秆长不宜作为衡量其耐盐碱强弱的主要指标，只能作为一般参考指标。水稻单株分蘖力(茎蘖数)和抽穗期存在明显的基因型差异，是衡量水稻耐盐碱强弱的良好指标。盐碱地种稻应重视选择单株分蘖力较强的耐盐碱品种，这对提高单位面积的有效穗数具有十分重要的意义。     

Distribution of organo-chlorine pesticides (DDT and HCH) between plant and soil system

This paper reports a study of the distribution of organo-chlorine pesticides (DDT and HCH) between rice plants and the soil system by spraying before the heading stage at four different dosage levels--control, normal dosage (15 kg ha(-1) of 6% HCH and 7.5 kg ha(-1) of 25% DDT), double dosage and four times dosage. Soil and plant samples were taken respectively at the 1st h, 3rd, 10th, 20th, and 40th day after spraying and at the harvest time. The results indicate that less than 5% of HCH and 15% of DDT were absorbed by the surface of rice leaves for normal dosage. Most of both pesticides moved into the soil in solution after spraying. Compared with DDT, HCH was degraded and run off more easily. HCH residues in the surface soil layer (1-3 cm) were already below 6.4 microg kg(-1) at the mature stage, lower than Chinese Environmental Quality Standard for Agricultural Soils: HCH < 0.05 mg kg(-1). However DDT residues in the surface soil layer remained 172 microg kg(-1), higher than the national standard: DDT < 0.05 mg kg(-1). According to the test f OCP residues in rice seeds, it can be concluded that the OCP sprayed onto the surface of rice leaves can move into rice plants and accumulate in the seeds at the mature stage. HCH residues in rice seeds of the double and four times dosage treatments, and DDT residues in all treatments, exceeded the Chinese National Food Standard (HCH < 0.10 mg kg(-1), DDT < 0.20 mg kg(-1)).