华南超大穗型水稻种质DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力研究

【目的】研究超大穗型水稻新品系DS23在早季的产量表现和“源-库-流”特征,探明DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力挖掘方向,为华南早稻高产育种与栽培提供理论依据。【方法】以超大穗型新品系DS23为供试材料,以中大穗型品种粤禾丝苗为对照,在大田条件下开展研究。试验测定并比较了不同穗型水稻的叶面积指数、SPAD值、茎鞘非结构性碳水化合物(Non structural carbohydrate,NSC)积累与转运特征、穗茎节间解剖特征、产量及其构成因子等性状。【结果】DS23每穗总粒数、粒重、库容量和产量分别比粤禾丝苗增加37.3%、4.0%、33.7%和15.9%,有效穗数和结实率比粤禾丝苗显著降低6.8%和15.1%。两品种间抽穗期叶面积指数和剑叶SPAD值无显著差异。与粤禾丝苗相比,DS23抽穗期茎鞘NSC积累量与茎鞘NSC对籽粒的表观贡献率分别显著降低15.3%和19.8%,茎鞘NSC表观转运率显著提高10.3%,大维管束数量显著增加17.3%,两品种穗茎大小维管束面积无显著差异;DS23粒叶比无显著变化,糖花比显著降低34.2%,维管束负荷量指标增加20.4%~60.2%。【结论】超大穗型水稻DS23在早季种植库容量大、穗颈节间转运组织发达、后期物质转化能力强,高产与增产潜力大,提高结实率是挖掘其超高产潜力的主要方向,研究结果可为超大穗型早稻品种选育与高产栽培技术研发提供理论依据。

籼粳交重组自交系亚种属性判别及维管束性状的变异

以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的重组自交系群体为研究对象,利用程氏指数法和维管束分类性状分别对其不同世代(F6和F8)群体进行籼粳亚种属性判别。发现群体表现为中间类型占优势的偏粳分布,具有明显籼粳亚种间差异的维管束性状在群体内实现了重组,理论上通过籼粳杂交可以实现优良维管束性状的组合。穗颈大小维管束比、倒2节间和穗颈大维管束比在确认群体的籼粳属性时与程氏指数法判别结果相似,且较穗颈大、小维管束数和倒2节间大、小维管束数在世代间表现稳定,可作为鉴别群体籼粳属性的参考指标。群体内多数株系还属于分化不彻底的中间类型,造成穗颈大小维管束比、倒2节间和穗颈大维管束比对某些株系的判别存在一定差异。

几种散生、丛生和混生竹材的比较解剖研究

对6种分属于散生、丛生和混生竹材的解剖结构进行了对比研究,结果表明,6个竹种的维管束密度介于1.9-3.3个/μm2,维管束径弦向长度分别为375-617μm、412-545μm,径弦向长度比0.9-1.2。6个竹种的纤维组织比量、薄壁组织比量和输导组织比量分别介于10%-40%、51%-83%和6%-14%。6个竹种的纤维、薄壁组织细胞和导管的双壁厚、腔径和壁腔比在竹青、竹中和竹黄中的变化趋势未表现出明显的规律。除薄壁组织细胞的腔径在竹种之间不存在显著差异之外,纤维和导管的双壁厚、腔径和壁腔比以及薄壁组织细胞的双壁厚和壁腔比均存在显著差异。

水稻穗颈维管束及其相关性状的基因效应分析

以包括籼、粳不同类型的6个亲本按Griffing交配设计方法Ⅱ配制的15杂种F1为材料,采用加性-显性遗传模型分析水稻11个穗颈维管束及相关性状的基因效应。结果表明,11个穗颈维管束及相关性状的加性效应均达极显著水平,仅茎壁厚、单个大维管束面积、小维管束总面积和维管束总面积4个性状还存在显性效应,茎壁厚、单个大维管束面积、小维管束总面积的显性效应大于加性效应。籼、粳亚种维管束性状的遗传行为有明显差异,粳型亲本11个穗颈维管束及相关性状的加性效应均为负值。相关分析表明,穗颈粗和茎壁厚与穗颈维管束性状的加性效应呈显著正相关,可以通过对这2个性状的正向选择来达到间接改良穗颈维管束性状的目的。缙恢12号是改良穗颈维管束性状的优良亲本。

玉米果穗发育的维管束特性研究

为了从微观角度探讨玉米优良自交系选育中出现短苞叶品种的原因,研究了短苞叶自交系139号与1号的雌穗轴和苞叶的维管束特性。结果表明:139号苞叶的单个维管束面积与其韧皮部的面积大于1号的,但在维管束数量上则小于1号。139号雌穗轴的单个维管束面积与其韧皮部面积却小于1号,但在数量上要多于1号。就上述结果从物质运输方面分析了139号苞叶与穗轴发育失调的原因。

籼粳稻杂交后代群体形态分化与遗传分化的比较

以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的F8、F9重组自交系为试材,研究表型性状所揭示的形态分化与籼粳特异SSR标记所揭示的遗传分化差异,探讨维管束性状与形态分化和遗传分化的关系。形态分化和遗传分化所揭示的群体后代籼粳属性均呈偏粳分布,遗传分化所揭示的更加偏粳。依程氏指数、大小维管束比、大维管束比的分类结果与遗传分化相符度均为50%左右,将维管束性状作为程氏指数补充所得总分值与遗传分化的相符度为80%左右,相符度显著增高。维管束数量比可以作为籼粳分类的补充性状。

硬头黄竹主要解剖特征的研究

采用显微图像分析方法,对硬头黄竹主要解剖特征进行研究,为提高建筑用丛生竹资源高附加值加工利用水平提供依据。结果发现,硬头黄竹薄壁细胞、纤维、导管及筛管比量分别为45.5%、32.3%、7.0%和2.2%;纤维直径、双壁厚、腔径、长度、长宽比、壁腔比和腔径比分别为20.271μm、16.178μm、4.092μm、1 901.775μm、103.913、5.715和0.193;硬头黄竹维管束径向直径、弦向直径及密度分别为762.978μm、640.210μm和1.686个·mm-2。

紫外线强度增加对小麦节间大维管束条数及穗部性状的影响

为了研究紫外线辐射对作物生长发育的影响,采用人工增加紫外线辐射的方法,研究了紫外线强度(UV-B)增加对小麦节间大维管束条数及穗部性状的影响,并分析了UV-B增加条件下,小麦节间大维管束条数与穗部性状的相关关系。结果表明:UV-B增加则每穗粒数显著减少,主要是由于每穗小穗数和每小穗小花数减少,而结实率无显著变化;同时UV-B增加小麦穗颈节间大维管束条数也显著减少,穗下第二节间与穗颈节间大维管束条数百分率显著下降。在UV-B增加条件下,每穗小穗数和每穗粒数与穗颈节的节间大维管束条数呈极显著正相关。因此我们认为UV-B增加导致小麦节间大维管束条数的减少是每穗粒数下降的重要原因之一。

新株型水稻物质生产与产量形成的生理生态 Ⅰ.新株型水稻物质生产与灌浆特性

1997- 1998两年对新株型 (NPT)水稻的干物质生产、籽粒灌浆特性及其形态解剖等方面进行了研究 .结果表明 ,NPT水稻全生育期的物质积累呈现两次高峰 ,黄熟期后植株仍具有较强的物质生产能力 ,但茎鞘物质转化率低 ,导致生物产量潜力未能充分发挥 .NPT水稻的强势粒在开花后 14d达到灌浆高峰 ,弱势粒表现两次灌浆现象 .籽粒中三磷酸腺苷 (ATP)酶活性明显低于对照特青和汕优 6 3,且 NPT水稻穗颈维管束数总面积较小 ,影响了物质向穗部运转 .此外 ,本文还对

粳型超级稻品种‘沈农265’穗部和穗颈维管束性状的QTL剖析

采用粳型超级稻品种‘沈农265’和普通品种‘丽江新团黑谷’的176株F2群体分析24个穗部和穗颈维管束数量性状位点(QTL)的结果显示,共检测到37个QTL,它们分布在水稻的第1、2、3、4、5、6、7、8、9和12号染色体上,单个QTL对性状表型贡献率在11.0%～65.0%之间,其中大于20%的有15个。这些QTL分别在第3、4、6、9和12号染色体上,以6个QTL簇(QCR)的形式存在。QCR-3和QCR-12控制穗部和穗颈维管束性状,QCR-4a、QCR-4b、QCR-6和QCR-9控制穗部性状,在这些区域已经定位了多个控制穗部性状的QTL,说明紧密连锁或成簇分布是穗颈维管束性状和穗部性状高度相关的遗传学基础之一。

水稻籼粳交后代亚种特性的变化及其与维管束性状的关系

以七山占/秋光重组自交系群体为试材,研究亚种特性的变化及其与维管束性状的关系。结果表明,籼粳交后代亚种特征性状、维管束性状都呈现连续变异,表现数量性状的遗传特点。籼粳交后代程氏指数与大小维管束比,大维管束比的相关达到极显著。依程氏指数法与维管束数目比法对籼粳交后代亚种分类的符合度不高。

不同耐热性水稻品种维管束解剖性状的比较

从穗颈节间、一次枝梗、叶片、二次枝梗、叶鞘等不同部位比较了不同耐热性水稻品种的维管束解剖性状。结果表明,不同耐热性水稻品种间的维管束解剖性状存在较大的差异,耐热品种穗颈的大、小维管束个数之比大于不耐热品种,耐热品种穗颈的大维管束面积/茎壁面积大于不耐热品种,耐热品种叶片主脉的韧皮部面积/导管面积大于不耐热品种。这些差异有望作为水稻耐热性育种中单株选择的指标,以利于水稻耐热资源的筛选、鉴定与利用。

水稻穗部性状与穗颈和倒二节间维管束数量关系的研究

利用51个粳稻品种(系)对穗部性状与穗颈和倒2节间维管束数量进行了相关研究。研究结果表明,水稻不同品种(系)间穗颈的维管束数量存在较大变异。穗颈大、小维管束数量、第2节间大、小维管束数量与穗部性状存在一定的相关性。选择穗颈和倒2节间大、小维管束数量多,穗颈大、小维管束数量之比和穗颈与第2节间大维管束数量之比较低的类型,有利于改善穗部性状。

行向对不同穗型水稻品种的影响

以直立穗型和弯曲穗型两种类型水稻为材料,研究了不同行向对水稻分蘖数、维管束和穗部性状的影响。试验结果表明:行向对群体分蘖数的影响较小,分蘖数主要由品种决定;不同行向处理对不同穗型水稻的维管束影响较小,但对穗部性状有一定的影响。

锐药竹维管束特征研究

为丰富锐药竹竹种特征的基本数据,采集自非洲引种的锐药竹材料,利用光学显微镜对其维管束结构进行研究,并将其与同属的酒竹进行对比。结果显示,锐药竹和酒竹的维管束呈相同规律,由竹壁向髓心均呈现长度由大到小、排列由密到疏的分布规律。锐药竹维管束的平均径向长度为0.907 7 mm,平均弦向长度为0.549 0 mm。在竹壁处的维管束密度最大,可达到365个/cm^2,竹中和髓心处的维管束密度接近,仅有115个/cm^2。这些特征数据丰富了锐药竹的基本竹种特征,对锐药竹的研究和应用具有一定参考价值。

粉藤主要解剖特征的研究

为了更好的对棕榈藤材进行开发和加工利用,以粉藤为研究对象,采用显微图像分析方法对其组织比量、纤维、维管束及导管形态特征进行研究。结果发现,粉藤薄壁组织、导管、纤维筛管比量值分别为34.7%、32.3%、26.9%和6.1%;纤维长度、直径、双壁厚、腔径和长宽比分别为1 425.0μm、16.4μm、11.0μm、5μm和87.9;维管束的径向、弦向尺寸和密度分别为556.1μm、519.4μm和3.6个·mm^(-2);后生木质部大导管分子长度、直径和密度分别为2 089.7μm、296.2μm和3.8个·mm^(-2)。粉藤材质与玛瑙省藤相当,是一种优良的藤种。

广西4种丛生竹材解剖特征的对比研究

采用生物解剖学方法,对广西4种丛生竹(撑篙竹、粉单竹、吊丝竹、青皮竹)的主要解剖特征进行了系统研究,以期为优质制浆造纸竹材的合理筛选提供基础数据。研究结果表明,4种丛生竹的维管束形态均属于断腰型,平均纤维组织比量、纤维长度、长宽比和壁腔比分别介于40.2%~46.8%、1.75~3.54mm、117~229、2.50~5.90之间。在竹壁径向上,维管束密度由竹黄向竹青逐渐增大,而双壁厚呈减小的趋势,竹壁径中部的纤维长度、宽度和腔径均为最大。综合来看,4种丛生竹适宜作为制浆造纸原料。其中,撑篙竹的纤维性能与毛竹相近,粉单竹、青皮竹和吊丝竹的纤维性能更优。

青皮竹和慈竹不同发育期竹材解剖特征研究

实验观测了青皮竹(Bambusa textilis McClure)和慈竹(B.emeiensis)不同发育期(竹笋、幼竹和成年竹)的解剖特征,包括组织比量、基本组织、维管束及纤维形态的变化。结果表明,随着发育成熟,2个竹种的基本组织比量都呈现下降趋势,而输导组织和纤维组织则呈现不同程度的增长趋势。基本组织的减小量基本上等于纤维组织和输导组织的增加量。在同一发育期慈竹的维管束密度大于青皮竹。纤维长度随着竹龄的增加而变长和增宽,在同一发育期,纤维细胞的直径中部大于基部和顶部。竹子发育期间,纤维直径、双壁厚、长宽比及腔径比都随竹龄增加而增大,壁腔比则呈现下降趋势。2种竹材维管束的径向宽度均大于其弦向宽度。

增温对玉米茎秆生长发育、抗倒性和产量的影响

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米适应性栽培途径提供理论和实践基础。【方法】以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,通过智能温室控制方法,设置3个温度梯度,分别为CK、CK+2℃、CK+4℃,研究了全生育期增温对玉米茎秆生长、结构发育、抗倒力学特性和产量的影响。【结果】随着温度增加,玉米株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长和穗下节间长均显著高于对照,CK+2℃处理的株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长度和穗下节间长度比CK平均增加10.80%、37.29%、16.87%、17.11%和17.78%,CK+4℃处理则比CK分别增加20.82%、54.17%、37.11%、28.48%和35.84%。温度增加显著增加了玉米穗位系数和茎粗系数,CK+4℃处理比CK+2℃处理和CK的茎粗系数平均增加15.92%和58.99%。增温使玉米茎秆维管束数目和面积显著减少,CK+4℃、CK+2℃处理的第三节间的茎秆中央维管束数目比CK平均减少42.39%、22.59%,维管束总面积比CK分别降低40.33%、28.68%,增温对中央维管束数目和面积的影响大于边缘维管束。随温度增加,玉米茎秆抗推力、穿刺强度和破碎强度显著降低,CK+4℃和CK+2℃处理比CK平均降低50.75%和43.75%(茎秆抗推力)、25.41%和29.59%(穿刺强度)、22.41%和23.58%(破碎强度)。茎秆抗推力与株高、穗位高和地上部第三节间长呈极显著负相关,与茎粗、截面惯性矩、边缘维管束数目、面积、中心维管束数目、面积呈极显著正相关。2个品种对全生育期增温响应不同。随温度增加,热敏感型品种XY335的株高、穗位高、第三节间长度、穗位系数和茎粗系数增幅显著大于ZD958;ZD958的边缘和中心单个维管束面积减少,而XY335维管束面积呈增加趋势,且ZD958维管束数目和边缘维管束总面积的降幅小于XY335;XY335茎秆抗推力降幅显著大于ZD958,且XY335穿刺强度和破碎强度最大值出现在吐丝后25 d,之后下降,而ZD958在成熟期。ZD958穿刺强度和破碎强度与株高、穗位高、地上部第三节间长均呈显著负相关,与茎粗显著正相关,XY335穿刺强度与株高呈显著负相关,破碎强度则与其他指标相关但不显著。【结论】温度增加促进了玉米茎秆生长发育,改变了茎秆内部结构,使茎秆抗推力下降,倒伏风险显著增大,且温度越高倒伏风险越大;不同品种茎秆生长特性和倒伏能力对增温响应存在明显差异。

籼粳稻杂交后代倒二节间维管束性状与穗部性状的关系

以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光所构建的重组自交系群体为试材,对维管束性状与穗部性状进行了相关分析的结果表明:倒二节间大维管束韧皮部面积与颖花数呈极显著正相关,大小维管束数、大维管束韧皮部面积与一、二次枝梗数呈极显著正相关,倒二节间大维管束木质部面积和大维管束面积与一、二枝梗结实率和结实率呈显著正相关。说明在倒二节间大、小维管束数量多的前提下,大维管束韧皮部面积,大维管束木质部面积等性状的优良,有利于改善穗部性状。