长期不同施肥模式对稻田土壤磷素及水稻磷营养的影响

基于16年长期定位试验，选取了无肥对照（CK）、无肥基础上的有机物循环利用（C）、NPK化肥配施（NPK）、NPK化肥基础上的有机物循环利用（NPK＋C）、减量施肥（F＋1/2C） 5个处理，通过测定各处理土壤P素肥力指标和水稻植株P含量，研究了不同施肥模式对土壤P素肥力特性和水稻P营养的影响。结果表明，长期不同施肥模式显著改变了0~20 cm土壤P素肥力特性和水稻对土壤P素的吸收利用，对20~40 cm土壤P素肥力影响不大。NPK化肥配施与无肥对照相比，耕层土壤Olsen-P和全P含量分别提高了108.8%和31.9%，各生育期水稻植株P含量（含稻谷）差异显著。NPK化肥配施基础上的有机物循环利用与NPK化肥配施相比，耕层土壤Olsen-P和全P含量分别提高了84.3%和19.4%，土壤P素活化系数达到2.96，差异显著，各生育期水稻植株P含量（稻谷除外）差异显著。无肥基础上的有机物循环利用与无肥对照相比，耕层土壤P素肥力指标、水稻植株P含量（含稻谷）差异均不显著。减量施肥处理与NPK化肥配施相比，土壤肥力性状无明显差异，植株中P含量略有下降，稻谷中P含量差异不显著。施NPK化肥基础上的有机物循环利用明显改善了土壤P素肥力性状，提高了土壤P素活化度，促进了水稻对P素的吸收利用。

水稻直穗散穗性状的初步研究

在均为散穗穗型的亲本香粳9407和IRBB60配制的RIL群体中,发现5个家系中直立穗型和散穗穗型表现出3∶1的分离。对控制直立穗型性状的基因进行了分子标记定位,定位在第9染色体上基因座位LOC_Os09g26999处,在纯合直穗株系中该基因缺失了637bp,导致蛋白质的翻译提前终止,并有56个氨基酸改变。最后,对直立穗型等位基因的来源进行了探讨。

一个新的水稻内卷叶突变体的表型和遗传分析

叶片是光合作用的重要器官,适度卷曲有利于改善群体光照、提高光能利用率,卷叶基因是培育理想株型的重要资源。为研究控制水稻叶片形态建成的分子机制,从EMS诱变粳稻品种日本晴的M2代中分离了一个叶片向内卷曲的突变体s1-145,该突变体叶绿素含量增高,株高和育性等产量性状正常。遗传分析表明该性状受1对隐性基因控制。利用InDel标记将该基因定位于第2染色体R2-34.70和R2-34.79之间物理距离为90 kb的范围内。本研究结果为该卷叶基因的克隆和功能分析奠定了基础,对水稻株型改良提供了基因资源和育种材料。

两个新水稻 Dwarf18 基因强等位突变体的表型分析及分子鉴定

通过EMS诱变日本晴获得了s2-9和s1-146a两个矮秆突变体,其植株矮小,成熟期株高分别为日本晴的26.3%和19.2%;苗期叶片较宽,叶色深绿;穗型仍为散穗但穗长变短,粒型未发生改变。对水稻胚乳的α-淀粉酶诱导实验表明,这2个矮秆突变体与GA的信号传导途径无关,外源活性GA3对水稻幼苗株高的促进实验显示它们应与赤霉素的生物合成有关。利用突变体与籼稻品种Dular分别杂交构建了F2群体,精细定位表明这2个突变体的表型与水稻Dwarf18(D18)基因紧密连锁。序列分析发现这2个矮秆突变体的D18基因均发生了突变,在s2-9突变体中D18基因的内含子3'拼接点发生单碱基突变,s1-146a中D18基因编码区的单碱基突变导致提前终止密码子的出现。RT-PCR结果显示,在s1-146a中D18基因表达明显增强,但在s2-9中未检测到D18基因的表达。

水稻野败型细胞质雄性不育恢复基因Rf3的定位

以珍汕97A/明恢63的F2群体为材料,应用SSR标记对水稻野败型恢复基因Rf3进行定位。该试验从F2分离群体中筛选出119个极端不育单株组成隐性基因定位群体。针对水稻第1染色体短臂Rf3所在染色体的可能区间,应用37个SSR标记检测亲本,从16个多态性标记中挑选出9个检测定位群体。结果表明物理位置连续排列的SSR标记RM10353、RM1195和RM3746各有8个单株与Rf3基因发生了单交换,且重组子数表现为最少,据此可将Rf3定位于这3个标记的两侧标记内。因此最终将Rf3定位在相距679.9kb的SSR标记RM10338和RM10376之间。

羊肚菌大田栽培关键技术研究

羊肚菌是一种珍贵的食药用真菌,人工栽培效益高,市场前景广阔。现阶段羊肚菌人工栽培规模不断增加,相应的栽培技术也不断发展,但羊肚菌规范化、标准化栽培技术还有待于提升。从羊肚菌品种选择、大棚搭建、整地、播种、营养袋投放、生态条件调控、病虫害防治、采收及羊肚菌加工保存等方面对羊肚菌大田栽培关键技术进行总结,为羊肚菌规模化栽培技术研究和技术推广提供参考。

山东主要水稻品种演变及系谱分析

50多年来,山东省水稻品种经过4次大的更新,每一次更新都对稻作起到了极大的促进作用。山东水稻品种选育中,桂花黄、日本品种以及地方品种对水稻品种改良起到了关键作用。山东省水稻育种工作还应加大国内外优良稻种资源的引进和利用,并注重应用育种新技术和新方法。

山东省优质稻米产业化现状及发展对策

山东稻米历史上在北方地区享有较高的声誉,但目前在优质米品种的科技储备、产品质量标准研究、优质米生产规模、加工技术以及政府政策扶持部门利益协调等方面存在严重不足,制约了稻米产业化的发展。因此,加快优质稻品种的选育和推广、大力推行稻米无公害化生产、加强优质稻米基地建设、建立健全稻米质量标准体系,同时政府加强扶持力度,妥善解决部门利益冲突,实现企业规模化生产,是推动山东稻米产业化的有效发展对策。

水稻抗条纹叶枯病基因Stv-b^i的分子标记辅助选择

水稻条纹叶枯病是我国黄淮及长江流域粳稻区重要的病害。由于水稻条纹叶枯病的发病受外界条件影响较大,人工接种抗性鉴定比较困难,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行标记辅助选择对提高抗性育种效率具有重要意义。来自籼稻抗源Modan的Stv-bi是水稻育种中广泛应用的条纹叶枯病抗性基因。本研究设计了与Stv-bi紧密连锁的SSR及STS分子标记,用3个抗条纹叶枯病混合群体F30718(圣稻13/镇稻88)、F50701(武优34/T022//圣稻806)、F60702(V6/T022//镇稻88)进行分子标记检测和田间条纹叶枯病抗性鉴定,其结果的符合率分别为99.3%、87.7%和91.8%。表明这些分子标记可以用于条纹叶枯病抗性基因Stv-bi分子标记辅助选择。

水稻极矮突变体s2-47对赤霉素的响应及基因定位研究

通过EMS诱变日本晴获得1个极端矮化突变体s2-47,其表型为极度矮化、叶色深绿、不能抽穗结实。对水稻胚乳的α-淀粉酶诱导实验表明,s2-47突变体与GA的信号传导途径无关,外源活性GA3对水稻幼苗株高的促进实验显示s2-47应与赤霉素的生物合成有关。利用s2-47和Dular构建F2群体并精细定位表明,s2-47的表型与水稻OsCPS1基因紧密连锁,其编码的柯巴焦磷酸合成酶是赤霉素生物合成途径的第一个关键酶。序列分析发现,s2-47突变体的OsCPS1基因编码区发生了单个碱基缺失导致移码突变。OsCPS1基因在植株地上部都有表达,在节中表达最高。OsCPS1基因的表达受外源GA3抑制,但在s2-47突变体中表达上调。

长期不同施肥模式下稻田土壤磷吸附与解吸的动态研究

为了探讨土壤对磷素的固定与释放过程,研究了长期不同施肥模式下红壤稻田0～20 cm和20～40 cm土壤对磷的吸附和解吸动态.结果表明,0～20 cm土壤对磷的吸附量培养前期快速增大、后期趋于稳定,20～40 cm土壤对磷的吸附量呈培养前期快速增大、后期缓慢增大的态势.长期有机物循环配施化肥显著降低了0～20 cm土壤磷吸附量,与单施化肥相比,其对土壤磷的吸附量降低幅度达20.1％;无肥基础上的有机物循环利用效果次之,单施化肥无明显效果.各施肥模式对20～40 cm土壤磷的吸附特性影响较小.土壤对磷的解吸量主要集中在前几次浸提,且随浸提次数的增多而减小.长期有机物循环利用促进了0～20 cm土壤磷素的解吸,有机物循环利用配施化肥效果更佳,其对土壤磷的累积解吸率较单施化肥提高幅度达72.2％;单施化肥在一定程度上抑制了土壤对磷的解吸.长期有机物循环利用对20～40 cm土壤磷的解吸特性影响不大.0～20 cm土壤对磷的解吸量和累积解吸率均低于20～40 cm土壤.化肥基础上的有机物循环利用促进了土壤中磷素的活化,改善了磷素肥力水平.

两个水稻细卷叶等位突变体的基因定位

叶片形态是水稻重要的农艺性状之一。本研究分离了两个水稻突变体F2-102和S1-4,其表型为叶片宽度减小,叶片半卷及半矮化。遗传分析表明,这两个突变体均受单一核编码隐性基因控制,并利用Indel标记将其定位在第12号染色体长臂上。对定位区间内的编码类纤维素合成酶D4的基因OsCSLD4进行序列分析表明,突变体F2-102在第二个外显子缺失了8bp,而S1-4在第二个外显子发生单碱基替换,导致类纤维素合成酶D4功能缺失,引起细卷叶表型。

水稻半矮化多分蘖突变体f2-132的表型分析和基因定位

半矮化多分蘖突变体f2-132由60Co-γ辐射诱变粳稻品种F2-285A获得。遗传分析表明该性状受1对隐性基因控制,已将突变基因定位在第4染色体长臂上2个Indel标记C4-Z3和C4-Z4之间,物理距离为46 kb。该区间内包含一个已报道的多分蘖基因D17/HTD1,对f2-132中的D17基因测序发现编码区第395位的碱基由T突变为C,导致第132位的氨基酸由苯丙氨酸变成丝氨酸。D17/HTD1编码类胡萝卜素裂解双加氧酶7(CCD7,carotenoid cleavage dioxygenase 7),是植物激素独脚金内酯(SLs,strigolactones)合成途径中的重要酶之一。利用SLs的人工合成类似物GR24处理f2-132,其多分蘖表型受到抑制。

水稻淀粉合成相关基因对稻米品质效应的研究

颗粒淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶1(SBE1)和淀粉分支酶3(SBE3)是淀粉合成过程中的3个关键酶,这3个酶主要由Wx、Sbe1、Sbe33个基因控制。设计这3个基因位点的分子标记检测了183个水稻品种的基因型,分析了3个基因对稻米理化品质和RVA谱特征的效应。结果表明:3个分子标记均能很好的区分3个位点上等位基因的籼粳来源,根据3个位点的基因型可将183个品种分为8种类型;单个基因遗传效应分析表明,不同基因型品种间淀粉的理化特性(AC、GC、RVA)存在显著或极显著差异,3个基因的联合效应在不同基因型组合间也存在显著的差异。Wx基因对大多数品质性状效应显著,Sbe3效应次之,Sbe1效应较小;Sbe1和Sbe3基因在不同的Wx等位基因背景下,对稻米的品质的理化特征的效应不同。3基因间存在互作效应,Wx与Sbe3的互作效应较大。

分子标记辅助选择改良圣稻13和圣稻14的条纹叶枯病抗性

【目的】利用分子标记辅助选择改良圣稻13、圣稻14的条纹叶枯病抗性,培育抗条纹叶枯病的粳稻新品种及新种质。【方法】以感病品种圣稻13、圣稻14为受体,以抗病品种镇稻88及高代抗病品系圣稻519为抗条纹叶枯病基因供体,采用自交改良和回交改良2种方法,利用与Stv-bi紧密连锁的分子标记H11-8、H11-12和H21进行辅助选择,结合条纹叶枯病田间抗性鉴定及农艺性状分析,将Stv-bi(或其等位基因)转移到圣稻13、圣稻14品种中,培育抗条纹叶枯病品种。【结果】通过2个自交混选群体的分子标记辅助选择获得多份稳定抗条纹叶枯病材料;通过回交改良,获得携带Stv-bi的圣稻13回交稳定品系E01、E13、R107等6个。【结论】利用分子标记辅助选择可显著提高选择效率和准确性,建立了抗条纹叶枯病分子标记辅助育种体系,为今后开展抗性育种提供了理论依据和材料基础。

籼稻矮化多分蘖突变体gsor23的基因克隆与表达分析

矮化多分蘖突变体gsor23是籼稻品种Indica9经γ射线辐射后获得的。遗传分析表明其矮化多分蘖表型受一个隐性基因控制,并将突变基因定位在第1染色体长臂上InDel标记C1-WT2与C1-WT4之间。这两个标记之间物理距离为386kb,其间包含一个抑制植物分枝的基因D10。对gsor23中的D10基因测序发现编码区第404位的碱基C缺失,导致从第135位氨基酸开始移码突变。gsor23的突变位点与已报道的粳稻背景的d10-1和d10-2突变体不一样,是D10基因一个新的等位突变体。D10编码的类胡萝卜素裂解双加氧酶8(carotenoid-cleaving dioxygenase,CCD8),是抑制分枝的新型植物激素独脚金内酯(strigolactones,SLs)合成途径中的关键酶之一。用SLs人工合成类似物GR24处理gsor23,其多分蘖表型受到抑制。实时RT-PCR结果显示D10在水稻根部表达量较高,叶片较低。在突变体gsor23中,参与SLs合成的基因D10上调表达,而可能参与SLs信号转导的基因D3和D14表达下调。

水稻DUS测试标准品种丛矮2号矮化多分蘖表型的遗传基础

水稻DUS测试标准品种之一丛矮2号(cl2)具有矮化多分蘖的表型特征,遗传分析表明该性状由1对隐性核基因控制,已将其定位在第4染色体长臂InDel标记C4-CL5和C4-CL4之间。对这2个标记之间一个已报道的多分蘖基因D17/HTD1进行测序,发现cl2中的D17/HTD1基因编码区第1796个碱基由C突变为T,从而导致第599位的氨基酸由脯氨酸变成亮氨酸。同时对另一个来源于粳稻品种日本晴的矮化多分蘖突变体S1-40进行测序,发现D17/HTD1第3内含子3′端拼接点由AG突变为AA,导致mRNA产生2种错误的剪接形式。D17/HTD1编码类胡萝卜素裂解双加氧酶7(carotenoid cleavage dioxygenase7,CCD7),参与新型植物激素独脚金内酯(strigolactones,SLs)的合成。利用SLs的人工合成类似物GR24处理cl2,其多分蘖表型得到抑制。系统进化树分析发现CCD7在几乎所有植物都有同源蛋白,水稻CCD7蛋白与同属禾本科的玉米、高粱和短柄草同源性最高。Real-timeRT-PCR结果显示D17/HTD1基因在植物所有组织都有表达,尤以茎部最高。

采用穗部形态性状和SSR标记研究粳稻穗型分类

利用离差平方和法(Ward’s)对36个粳稻品种穗部性状进行聚类分析,结果表明,36个品种可分为紧穗型、中间穗型和散穗型三类。利用分布于水稻12条染色体上具有丰富多态性的28对SSR引物对36个水稻品种进行PCR扩增分析,共检测到76个等位基因变异,每一个位点上检测到的等位变异数为2～9个,平均为2.71个。根据扩增结果可以将36个品种相互区分。供试品种间的遗传相似系数值为0.5758～0.9783,平均为0.8042,遗传相似性变化较大。根据非加权平均数方法(UPGMA)聚类分析结果,供试品种可聚为三大类群,其中第一个类群进一步可分为3个亚类。两种聚类结果表明:利用SSR标记的遗传相似系数进行聚类,与利用水稻穗部性状进行聚类,在亚类水平上,有一定程度的吻合。遗传距离矩阵和形态性状的欧氏距离矩阵的Mantel检验表明,二者存在显著的相关性。

两个水稻D2基因等位突变体的表型分析及分子鉴定

通过EMS诱变粳稻品种日本晴,筛选到2个矮秆突变体s1-46和s1-96。突变体株高分别为野生型的44.7%和55.9%,且叶片直立,穗粒数减少,籽粒变短。暗处理时,野生型的中胚轴伸长,但突变体的不伸长,说明突变性状与油菜素内酯(BR)相关。外源活性BR处理后,突变体与野生型的叶夹角均变大,根长均变短,表明突变基因与BR的生物合成相关。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性基因控制。通过与籼稻品种Dular杂交构建F2群体,将该基因定位在第1染色体40.9kb范围内。测序表明,该基因与参与BR生物合成的D2基因等位,其中s1-46第305位的氨基酸由脯氨酸突变成亮氨酸,而s1-96第370位的甘氨酸突变成谷氨酸。