云南粳稻核心种质杂种后代孕穗期耐冷性研究

以236份云南地方粳稻核心种质和云南主栽梗稻Oryza satica品种合系35配制的杂种F5、BC1F4、BC2F3和BC3F2为材料,在昆明自然低温平均17.8℃(冷害)条件下,对亲本及其后代进行孕穗期耐冷性研究.结果表明:①亲本耐冷性状间的相关性明显高于其杂种后代,不同世代间总体趋势为随着回交世代增加其性状间相关性减弱.在亲本及其杂种后代间耐冷指标性状穗颈长、穗下节长、每穗实粒数、每穗秕粒数与结实率均呈较高的(≥0.370)极显著(n=236,R0.01=0.181)相关.②株高、穗颈长、穗下节长等耐冷性状在亲本强弱耐冷系统群间的差异明显,表现为亲本耐冷性强的材料秆和穗较长、穗粒数较多,同一性状变异程度减小.但随着回交代数的增加,这些性状的平均值逐渐趋同于轮回亲本,差异减小.③穗颈长、穗下节长、每穗实粒数、每穗秕粒数与结实率在5个稻作区间的变化规律呈现一致性,亲本和F5的差异较大,而BC2F4、BC2F3和BC3F2的差异较小,且趋同于轮回亲本.通过连续回交,在BC3F1即可获得耐冷性状表现良好的材料.     

两种生态下粳稻近等基因系形态性状与糙米元素间的关联性

昆明自然和阿子营冷水下鉴定了亲本及其十和田×NIL回交的BC5F5群体264个材料12个性状及ICP-AES测定了昆明自然下糙米17种矿质元素,并研究了该群体两点12个性状间及其17种矿质元素间的相关,结果表明:(1)阿子营冷水条件下该群体9个形态性状的平均值及其变异系数与昆明常温条件下相近,但穗实粒数、秕粒数及结实率3个耐冷性指标性状的平均值及其变异系数差异较大.(2)冷水条件下十和田 NIL群体形态性状间的相关比常温条件下吏密切,冷水条件下有42对呈显著或极显著相关(-0.823**～0.954**)而常温条件下仅有1 9对呈显著或极显著相关(-0.206**～0.432**).(3)在昆明常温和阿子营冷水下BC5F5群体及其亲本12个形态性状与糙米17种矿质元素组成的408对性状中仅有糙米9种矿质元素(S、Fe、Na、P、Zn、Ca、K、Mg和Mn)与孕穗期耐冷指标性状密切相关.     

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.     

酸雨对水稻不同生育期叶片叶绿体ATP酶的影响

酸雨对植物生长发育具有显著影响。然而,不同生长阶段植物对逆境胁迫的响应存在差异。以模拟酸雨胁迫水稻(Oryza sativa)(孕穗期、灌浆期),利用植物生理生化方法测定了水稻叶肉细胞叶绿体Mg2+-ATPase活性及其基因表达量、光合磷酸化活性、ATP含量、植株相对生长速率(RGR)和叶片净光合速率(Pn),研究酸雨胁迫下孕穗期、灌浆期水稻叶绿体ATP酶的变化及其对植物光合作用影响的机理。结果表明,p H=4.5酸雨使孕穗期水稻RGR、Pn、叶片ATP质量比和光合磷酸化活性均显著提高,灌浆期上述指标变化不明显;p H=3.5和p H=2.5酸雨使上述指标均下降,且随酸雨p H值降低,变幅增加。p H=4.5酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP合酶基因表达量及Mg2+-ATPase活性升高;p H=3.5和p H=2.5的酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP酶基因表达量减少,造成Mg2+-ATPase活性降低,且随酸雨p H值降低变幅增加。可以认为,酸雨通过影响ATP酶转录水平,改变Mg2+-ATPase活性、光合磷酸化活性和叶片ATP质量比,进而影响Pn,并最终影响植物生长发育。酸雨胁迫对孕穗期水稻生长发育及光合作用有低促高抑的剂量效应,而低强度酸雨对灌浆期水稻影响不明显。与灌浆期相比,孕穗期对酸雨胁迫较敏感,表明植物不同生长发育阶段对酸雨胁迫响应存在差异,此发现应成为评价酸雨影响植物的一个因素。     

外源Ni对小麦孕穗期生长发育和成熟期产量的影响及其Ni毒害临界值

为探明小麦孕穗期毒害效应与成熟期籽实产量间的关系,实现中期毒害效应诊断与评价,以春小麦"冀张春3号"为材料,采用盆栽试验方法,研究了外源Ni对小麦孕穗期植株生长和成熟期籽实产量的影响,并对不同生育期的生理指标进行了相关分析.结果表明,外源Ni会增加小麦孕穗期株高和叶片干质量,减少茎秆和穗干质量,降低成熟期籽实产量,投加Ni量≥100 mg·kg~(-1)时出现明显抑制作用,茎秆、穗干质量和籽实产量均明显下降(p0.05);小麦孕穗期各器官中Ni含量和富集系数由大到小的顺序为:根系穗茎秆叶片,外源Ni会明显增加小麦孕穗期各器官和籽实中Ni含量,其中,小麦穗和籽实中Ni含量和富集系数随Ni投加量的增加均呈二次吸收富集高峰.相关分析结果表明,土壤中各形态Ni含量与小麦孕穗期各器官和籽实中Ni含量均呈显著正相关(p0.05,p0.01),根系和穗中Ni及土壤不同形态Ni含量与茎秆、穗干质量和籽实产量呈显著负相关(p0.05,p0.01),茎秆和穗干质量与籽实产量均呈显著正相关(p0.05).研究提出,利用小麦孕穗期毒害效应突变点指标表征小麦外源Ni毒害临界值是可行的,其毒害临界值指标为:土壤全Ni含量为139.08 mg·kg~(-1),土壤有效态Ni(DTPA提取)含量为21.59 mg·kg~(-1),小麦穗Ni含量为19.17 mg·kg~(-1),小麦根系Ni含量为318.49 mg·kg~(-1).