多年连续种植转基因Bt汕优63稻田水体和土壤中Cry1Ab/c蛋白残留调查

以湖北武汉、随州、武穴和孝感以及山东德州5个多年转基因水稻种植区为试验地,在水稻生育期采集转cry1 Ab/c基因水稻Bt汕优63(Bt-SY63)和对照非转基因汕优63(SY63)稻田水体和土壤,使用酶联免疫吸附测定(ELISA)方法对稻田水体和土壤Cry1 Ab/c蛋白残留量进行动态监测.结果显示,与SY63稻田相比,连续种植2～4 a后,不同生育期Bt-SY63稻田水体Cry1Ab/c蛋白残留量大多与同一生育期SY63样品间差异未达显著水平(P＞0.05),最高残留量为0.373 ng· mL-1.与水体Cry1Ab/c蛋白残留情况相似,不同生育期Bt-SY63稻田土壤Cry 1Ab/c蛋白残留量大都低于试剂盒检测限(0.25 ng·g-1),仅随州苗期、德州拔节期和开花期样品有微量残留,鲜土残留量分别为0.261、0.540和0.361 ng·g-1,并分别与SY63样品间差异显著(P＜0.05).另外,多年连续种植Bt-SY63水稻后,2、3和4a种植年限的Bt-SY63稻田水体和土壤中Cry1Ab/c蛋白残留量之间大都没有显著差异(P＞0.05).认为连续种植2、3和4a的Bt-SY63水稻稻田水体和土壤仅存在微量Cry1Ab/c蛋白残留,不会造成Cry1Ab/c蛋白在稻田水体和土壤中的累积.     

臭氧胁迫对水稻的光合损伤与施氮的缓解作用

利用稻/麦O3-FACE（Ozone-free air controlled enrichment）试验平台,以杂交籼稻汕优63（SY63）和常规籼稻扬稻6（YD6）两个耐性不同的水稻（Oryza sativa L.）品种为材料,根据净光合速率和叶绿素荧光参数指标,研究分蘖期和抽穗期增施氮（N）肥对O3胁迫导致的水稻光合损伤的缓解作用。结果表明：（1）增施N肥可以减轻O3对SY63和YD6净光合速率（Pn）的影响,且前期增施N肥效果更显著。（2）O3升高条件下SY63和YD6的最大光量子效率（Fv/Fm）、实际光量子效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭（qP）有下降趋势,PSⅡ所吸收光能用于光化学部分（P%）减少,热耗散部分（D%）增加;提高施N量可减小O3引起的叶绿素荧光参数的变化幅度,有利于提高光合效率,其中增施分蘖肥的效果较理想。（3）大气O3体积分数升高会降低SY63和YD6的N素总积累量,增施N肥后有上升趋势,且前期施N肥增幅较大。总之增施氮肥在一定程度上可缓解O3对SY63和YD6的光合损伤,且在水稻生长前期增施效果更好。     

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。     

种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。     

与黑龙江大豆主栽品种匹配的优良根瘤菌筛选与鉴定

根瘤菌剂在大豆上能否充分发挥共生固氮效应涉及到根瘤菌的结瘤固氮能力、与大豆品种的匹配性、土壤特性等多种因素.黑龙江省是我国大豆的主产区之一,为筛选得到适于在黑龙江推广应用的根瘤菌资源,从黑龙江、河北和湖南等地区采集土壤样品,采用大豆结瘤法,从10个土样中分离获得59株大豆根瘤菌株,再依据BTB显色反应和16S r DNA分析,鉴定出36个慢生型大豆根瘤菌.沙培结果表明,有34株根瘤菌能够在大豆品种黑农61上有效结瘤;再从中选出4株共生效应较好的菌株做进一步实验.匹配实验表明,这4株菌SN2-5、NW5-3、SN7-2和SN10-3同样能与黑龙江另外16个主栽大豆品种结瘤;与不接根瘤菌的对照组相比,SN2-5、NW5-3、SN7-2和SN10-3处理的大豆的根瘤固氮酶活和生物量显著提高,且整体表型优于HN01和USDA110.土壤盆栽实验结果表明,NW5-3、SN10-3、SN7-2在黑土中具有显著的接种效果,且在10 mmol/L NH_4NO_3高氮处理下,4个优良供试菌均能够与黑农61结瘤.与不加氮素的处理相比,其中NW5-3和SN10-3形成根瘤具有近50%的固氮酶活性.本研究筛选的4个慢生型大豆根瘤菌SN2-5、NW5-3、SN7-2、SN10-3与黑龙江的主栽大豆品种具有良好匹配性能,可进一步用于黑龙江大豆产区的田间实验.     

紫外光B辐射对水稻生长和生长素水平影响的初步研究

2个水稻品种IR68和Dular生长在室外条件下，在以自然条件、13．0和19．1kJ·m－2．d－1（分别模拟臭氧浓度下降20％和40％时的UV－B强度）的紫外光B（UV－B280～320um）进行2和4wk的照射处理，以研究UV-B对水稻生长的影响．结果表明：UV-B强度增加能使2个水稻品种的株高、叶面积和叶m（DW）下降，而对分蘖数没有影响；随着UV-B处理强度的增加，IR68和Dular叶片IAA含量显著下降．在4wk处理的条件下．19．1kJ·m-2·d－1的UV-B使IR68和Dular叶片的IAA含量分别下降了48．7％和46．2％．值得注意的是．UV-B处理提高了2个水稻品种叶片内的IAA氧化酶的活性．初步推测UV-B使水稻叶片IAA氧化酶活性提高导致IAA含量的下降．从而抑制了水稻的生长．     

绿磺隆残留对水稻生长的影响

观察了不同水稻品种对绿磺隆的敏感性，发现“９３２５”、“９－９２”、“９３８０”等３品种对绿黄隆高度敏感。采用添加法试验，证实绿磺隆残留对水稻株高、分蘖、干物质积累、产量影响明显，残留致使“９－９２”水稻减产２．３２％～２３．５８％。建议在镇江市沿江、孟河平原和丘陵非重草害田块，应停止使用绿磺隆或通过复配方式，降低绿磺隆用量。     

绿磺隆残留对水稻生长的影响

观察了不同水稻品种对绿磺隆的敏感性，发现“９３２５”、“９－９２”、“９３８０”等３品种对绿黄隆高度敏感。采用添加法试验，证实绿磺隆残留对水稻株高、分蘖、干物质积累、产量影响明显，残留致使“９－９２”水稻减产２．３２％￣２３．５８％。建议在镇江市沿江、孟河平原和丘陵非重草害田块，应停止使用绿磺隆或通过复配方式，降低绿磺隆用量。     

Cd胁迫下不同水稻品种组织细胞中Cd的转运分配研究

采用土培试验,以越冬稻、R1088(籽粒Cd低积累)和IR34582、太粳558(籽粒Cd高积累)4个水稻品种为试验材料,研究不同水稻品种在Cd0(不加Cd)、Cd5(5 mg·kg~(-1))和Cd25(25 mg·kg~(-1))胁迫下对Cd的吸收、转运及其分配特征,以期为培育镉低积累水稻品种提供科学依据。结果表明,(1)Cd胁迫下,Cd低积累水稻品种根Cd含量显著高于Cd高积累水稻品种,而地上部Cd含量却显著低于Cd高积累水稻品种;同时,其TF_(根-茎)和TF_(茎-叶鞆)也显著低于Cd高积累水稻品种。(2)Cd在各组织亚细胞中的含量表现为细胞壁可溶部分细胞膜细胞器。Cd胁迫下,Cd低积累水稻品种根系细胞壁(F1)、细胞器(F2)、细胞膜(F3)和可溶部分(F4)Cd含量均显著高于Cd高积累水稻品种,而茎、叶鞘和叶中F1、F2、F3和F4Cd含量却显著低于Cd高积累水稻品种。(3)不同水稻品种各组织间转移系数与根系Cd亚细胞分布比例相关性分析表明,Cd5处理中,TF_(根-茎)分别与F1和F4分配比例呈极显著负相关和显著正相关,相关系数分别为-0.93 1(P0.01)和0.702(P0.05);Cd25处理中,TF_(根-茎)与F1和F4分配比例呈极显著负相关和极显著正相关,相关系数分别为-0.908和0.786(P0.01)。综上所述,Cd胁迫下水稻各组织Cd含量显著增加,且Cd含量和TF_(根-茎)在Cd高低积累水稻品种间存在显著差异,根系细胞壁和可溶部分在Cd从根部向上转运的过程中起着重要作用。     

不同基模势下luxAB标记的弗氏中华根瘤菌在土壤中的存活能力

经接合转移将luxAB基因插入弗氏中华根瘤菌（Rhizobium fredii)染色体，取可高效结瘤固氮的R fredii lux3菌株用于分子生态学研究，在不同基模势下，研究了lux3在土壤中的存活，基模势为－30和－750kPa时，lux3在灭菌土中的存活能力明显（P＜0．05）高于未灭菌土，当基模势为－1500kPa时，土壤是否灭菌对lux3的存活影响没有差异，不同基模势对lux3活性影响显著，在－1500kPa的未灭菌土中随着饥饿时间的延长，可恢复活性的细菌数量显著下降，比较了测定微生物活性的3种方法（即脱氢酶活性，生物发光和微生物呼吸），发光值变化与活细胞密度变化一致。     

钒对水稻生长的影响--溶液培养研究

通过水培试验 ,研究钒对水稻的毒害及钒与磷相互作用的影响 .试验结果表明 ,低浓度钒对水稻生长没有显著影响 ,但是随着钒浓度的不断增加 ,对水稻的干物质重量和根系生长均不利 .如钒浓度为 1 2 8mg·l- 1 时 ,水稻茎叶和根系的干重分别比不施钒的对照减少 49 9%和 5 5 1 % ,钒浓度愈高植株干重愈少 ,根系生长不良 ,表现出明显的钒中毒症状 .水稻茎叶及根系中磷的含量与钒的含量均呈极显著的负相关关系 .随着溶液中钒浓度的增加 ,水稻茎叶及根系吸收的钒量逐渐增加 ,而吸收的磷量却呈下降趋势 ,说明水稻钒毒害可抑制其对磷的吸收     

水稻高效转化系统的建立

利用基因枪轰击和农杆菌介导两条途径转化水稻成熟胚、幼胚、幼穗诱导来源的愈伤组织．实验发现，外植体来源影响愈伤组织的诱导和转化．对于同一水稻品种，幼胚、幼穗在NB2培养基上比成熟胚易于诱导出胚性愈伤组织；转化中，无论是经农杆菌介导还是基因枪轰击，幼胚和幼穗来源的愈伤组织能以较高的转化频率获得转化体并再生成苗．同时，愈伤组织的诱导和转化效果也受基因型的影响．另外，转化途径对转化效率的影响较大，基因枪轰击比农杆菌介导转化频率高、再生频率强．并且，在轰击前6h至轰击后18h，将愈伤组织保持在附加20g／L甘露醇的培养基中，有利于转化率的提高．图2表3参17     

水稻耐低磷特性研究

选取3个耐低磷水稻基因型99011、580、99112和1个磷敏感基因型99056为供试材料，采用营养液和石英砂培养的方法，研究了与磷效率相关的一些指标．结果表明，99011和580均具有较高的磷吸收效率和利用效率，其中根长是99011高效吸收的重要贡献因子，其次它对难溶性磷有一定的活化吸收能力；580不仅对难溶性磷的活化吸收能力最强，而且善于从低浓度的磷环境中吸收较多的磷；而99112主要靠被动适应生态环境来表现它的耐低磷特性，与磷吸收效率相关的次级因子表现不佳，是99056对低磷反应敏感的主要原因．图3表4参16     

利用高效液相色谱-动态反应池模式-等离子体质谱法测定水稻中的砷形态

利用HPLC-DRC-ICP-MS测定了水稻中4种砷的形态As(Ⅲ)、DMA(Ⅴ)、MMA(Ⅴ)、As(Ⅴ),比较了两种提取剂的优劣.结果表明,三氟乙酸提取剂在提取率及加标回收率两方面均优于甲醇-水.HPLC-DRC-ICP-MS具快速、可自动分析的特点,提取液中上述4种不同形态的砷可在7min内采用等度洗脱法得以有效地分离,其检测限低于0.1 mg·kg-1.     

多环芳烃在水稻植株中的分布

采集了天津东丽区幼穗期、蜡熟期和枯熟期的水稻植株样品,研究了多环芳烃在其不同器官中的分布.研究结果表明,水稻根中PAH15含量在幼穗期之后不断增加,至枯熟期达到土壤浓度的3倍.茎叶中PAH15含量则从幼穗期到枯熟期呈现逐渐下降的一般趋势,且穗梗含量高于稻茎,第一叶含量高于下叶.水稻籽实成熟期间生物量迅速增加,其增速高于PAH15累积,这样的稀释作用造成表观浓度的下降.水稻地上部分各器官PAH15含量与脂含量之间具有显著的正相关关系.图5参12     

同源四倍体与二倍体水稻Wx基因位点的遗传差异

测定了中国科学院成都生物所培育出的14种同源四倍体水稻及8种大面积推广的二倍体水稻的直链淀粉含量，并利用微卫星标记484／485，Wxup2／485及PCR—AceⅠ分子标记对同源四倍体及二倍体水稻进行扩增．发现直链淀粉含量发生变化的部分同源四倍体水稻队基因位点发生变异，表明微卫星标记与同源四倍体水稻直链淀粉含量之间存在相关性，并初步探讨了同源四倍体水稻Wx基因位点遗传变异的原因．图2表1参13     

潮汕地区水稻高产栽培措施调查

1991年在潮汕地区进行的水稻高产经验调查结果表明:(1)改善土壤环境、培育肥沃深厚的土壤、提高地力产量,是水稻高产的前提。高产田在植稻前土壤的有效氮(碱解N,电脑推荐施肥法)含量平均为103(±7)mg kg~(-1),有效磷(P_2O_5,MⅢ法)为40(±10)mg kg~(-1),有效钾(K_2O,MⅢ法)为150(±59)mg kg~(-1)。具有这种养分含量的稻田在当季不施肥的地力产量平均占82(±5)％,连续两季不施肥的仍占76(±6)％。(2)增施有机肥。施用量一般占施肥总量(N+P_2O_5+K_2O)的30—40％。化肥氮的施用遵循“前足、中促、后壮”的原则。(3)应用“健身栽培”、肥水促控等措施来控制水稻的最高苗数、提高成穗率和稻谷结实率。(4)延长功能叶的寿命,收获期每株水稻的青叶数保持在3片以上。     

铜对砖红壤性水稻土微生物影响的初步研究

添加铜对砖红壤性水稻土微生物群体数量影响的盆栽试验研究表明,添加铜浓度与土壤微生物数量之间的关系未能呈现良好的相关性,微生物的变化晚季比早季稳定,建议以晚季微生物受抑制的添加浓度125mg kg~(-1)做为土壤微生物的毒性临界浓度。     

用基因枪介导法将水稻几丁质酶基因导入小麦

利用PDS1000／氦气基因枪将水稻几丁质酶基因导入小麦幼胚盾片愈伤组织．基因枪轰击后在含有50mg／L硫酸卡那霉素的培养基上经过多步骤筛选和分化，从5个小麦品种共800多个幼胚中获得了6株绿苗，对此6株绿苗进行了PCR和Southern杂交分析．结果表明，其中4株绿苗为转基因植株，转化率最高可达1．2％．图3表2参17     

水稻总DNA的快速制备

采用两种不同的简单方法,均不接触有毒的有机试剂,且不需液氮速冻研磨,快速地制备水稻总DNA,用于SSR、STS等检测,效果稳定可靠.其中TritonX-100法提取的DNA具有很好的完整性,可用于后续其他分子生物学操作;NaOH法提取的DNA虽然降解严重,但是及时用于PCR及相关分析同样可行.两种方法均可在短时间内处理大批量的样品,操作简单,效果可靠,适于对杂种后代进行遗传连锁分析和分子标记辅助选育时的单株检测.图2表1参8