水稻扇型植硅体研究进展及相关问题

在稻作农业起源和传播的研究中,水稻扇型植硅体对于发现、鉴定水稻遗存起到了重要的作用。目前学术界利用扇型植硅体在区分野生稻和栽培稻,粳稻和籼稻方面建立了诸多判别标准,但这些"标准"并没有得到广泛认可。本文从扇型植硅体的发育机理人手,结合前人对水稻扇型植硅体的研究成果和通过对部分现代野生、栽培水稻扇型植硅体的观察分析,认为尽管现代稻属和粳、籼稻扇型植硅体的鉴定特征是比较明确的,但由于野生稻和栽培稻扇型植硅体的区分存在不确定性,限制了扇型植硅体在早期稻作研究中的应用。本文对目前利用扇型植硅体进行水稻农业考古方面存在的问题进行分析,对如何寻找野生稻和栽培稻扇型植硅体的有效区分标准、如何应用新方法新技术提高鉴定准确性等方面进行了探讨。

人工施肥对水稻扇型植硅体形态发育的影响及其意义

研究人类施肥对水稻典型细胞形态发育是否存在显著影响,有可能成为判别水稻考古证据中人类如何驯化农作物的重要依据。本研究通过对比分析人工施肥(NPK处理)与不施肥(CK处理)不同生育时期(从分蘖期、灌浆期、到成熟期)‘中嘉早17’(籼稻)水稻机动细胞扇型植硅体形态特征,结果发现:1)人工施肥(NPK)扇型植硅体形态尺寸(扇宽HL 33.4~41.5μm、扇长VL 36.9~49.4μm)显著大于不施肥(CK)扇型植硅体(HL 20.0~29.3μm、 VL 22.9~32.5μm),而且随着生育时期发育,施肥和不施肥处理的扇型植硅体形态尺寸都呈现增加的趋势;2)NPK扇型植硅体形态B/A比值(扇面长/扇柄长)(0.74_(分蘖期)~0.93_(成熟期))与CK植硅体的B/A比值(0.58_(分蘖期)~0.94_(成熟期))比较,没有显著变化,但是随着生育时期发育都呈现长柄型明显减少、短柄型明显增加的趋势;3)NPK植硅体≥9个鱼鳞纹比例(中位数44.5%、平均数约60.0%)大于CK植硅体≥9个鱼鳞纹比例(中位数27.8%、平均数约54.0%),且随着生育时期发育都呈现出增多的趋势。本文首次研究了施肥对典型水稻品种水稻机动细胞扇型植硅体形态发育的影响,初步揭示了扇型植硅体形态特征在水稻驯化研究中的潜在指示意义。

基于大样本数据的中国水稻扇型植硅体形态特征研究

水稻扇型植硅体在水稻起源研究中起着重要的作用,但由于野生稻和栽培稻扇型植硅体的区分存在不确定性,限制了扇型植硅体在早期稻作研究中的应用。本研究通过对植硅体大样本数据的统计分析得出:扇型植硅体长宽大小趋势是,普通野生稻大于栽培稻,粳稻大于籼稻;普通野生稻B/A显著大于栽培稻,粳稻B/A又显著小于籼稻。水稻扇型植硅体的长(VL)与宽(HL)呈现正相关的规律,扇型植硅体主要分布在VL<41μm和HL<39μm与VL>41μm和HL>39μm的区间内;在遗址水稻鉴定中,如发掘的扇型植硅体中多数B/A小于等于1.20就有很大可能是粳稻;如B/A大于1.2,可再根据扇型植硅体的大小区分野生稻和籼稻,多数植硅体在VL<41μm和HL<39μm的区间内可能是籼稻,在VL>41μm和HL>39μm的区间内则可能是普通野生稻。

水稻扇型植硅体野生–驯化特征研究进展

近年来,植硅体分析方法被广泛应用于考古学领域,为世界农业起源、演化研究提供了新的手段和关键证据,其中在稻作农业起源和传播的研究中,水稻扇型植硅体对于发现、鉴定水稻遗存起到了重要的作用。研究农业起源的关键,是找到地质考古记录中的植物遗存,并准确鉴定野生–驯化特征,本文介绍了水稻扇型植硅体鉴定方法从定性到定量研究的历史,重点阐述了现代野生稻生长区、驯化水稻田、旱稻田表土中水稻扇型植硅体鱼鳞状纹饰研究的新进展,明确了野生、驯化水稻扇型植硅体研究中关于个体鉴定、选择和鱼鳞状纹饰计数的标准,在此基础上讨论了野生和驯化水稻扇型植硅体纹饰产生差异的可能原因和机制。希望通过本文的总结与讨论,能够使植硅体分析方法在作物起源和传播的研究中得到更准确、更广泛的应用。

湖北荆门屈家岭遗址史前农业发展的植硅体证据

采用植硅体分析方法,对湖北荆门屈家岭遗址南部2015~2017年度主发掘区TN14W35探方内油子岭至石家河文化时期(5800~4200 a B.P.)的地层土样进行了系统取样分析,并重点对水稻扇型植硅体形态特征进行了研究.结果显示,遗址各文化时期土样中均含有丰富的水稻(Oryza sativa)特征型植硅体,表明稻作农业在屈家岭遗址各阶段先民植物资源的开发利用中始终占据着主导地位.同时,实验还在油子岭和屈家岭文化地层发现粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)植硅体,但从发现数量看,粟类作物在屈家岭遗址先民农作物利用结构中只占据极小的比重.论文通过对水稻扇型植硅体形态参数测量和鱼鳞状纹饰统计发现,屈家岭遗址的水稻遗存主要属于粳稻类型,且驯化程度在油子岭文化早期时期就已经达到现代栽培稻水平.本文研究揭示了屈家岭遗址先民的农业结构、水稻类型及驯化水平,为了解江汉平原汉水东部地区新石器时代晚期人类生业形式与水稻驯化水平等提供了重要科学依据.

纯合系野生稻植硅体形态特征及其在水稻起源研究中的意义

通过分析现生野生稻植物细胞结构、组织、器官等形态特征,建立野生稻的鉴定指标,是研究史前稻作农业起源、演化的基础.但是,现生野生稻在演化过程中经常会受到人类栽培驯化稻基因渗透,影响了野生稻鉴定指标的准确性.如何消除驯化水稻等植物基因渗透对鉴定指标的影响,纯化野生稻的形态特征,一直是困扰水稻起源研究的难题.本文通过对比分析中国江西东乡3处原生境普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)和1处异位保存的连续6代自交纯合后普通野生稻植硅体形态特征,发现消除(减少)了驯化基因渗透的纯合系野生稻扇型植硅体形态相比原生境野生稻,有3个方面的显著变化:(1)尺寸总体缩小(体长从VL_(原生)41.9μm减少到VL_(纯合)38.6μm);(2)长柄型增多,扇面长B/扇柄长A的值,从B/A_(原生)(1.22±0.47)减少到B/A_(纯合)(0.92±0.30);(3)鱼鳞状纹饰个数减少,≥9个鱼鳞状纹饰的扇型植硅体比例明显降低,从原生境野生稻的53.4%减少到纯合系野生稻的37.2%.本研究为利用水稻植硅体形态开展水稻起源研究,提供了可靠的鉴定参考标准.

水稻和旱稻植硅体形态的对比研究

我国南方丘陵山地地区的原始稻种种类是"旱稻"还是"水稻",一直备受争议。水稻和旱稻是亚洲栽培稻(Oryza sativa)的不同生态型,如何区分史前遗址中两者遗存是解决该争议的关键。植硅体分析方法可有效区分野生稻和栽培稻,在研究水稻驯化过程中取得了重要研究进展,因此旱稻植硅体形态大小和组合变化与水稻可能存在差异。本文对水稻与旱稻的植硅体形态进行统计和对比分析,结果显示虽然两种水稻型所含植硅体形态相似,但旱稻哑铃型和刺棒型植硅体百分含量高于水稻,水稻扇型植硅体百分含量较高,且水稻扇型、哑铃型植硅体个体更大。以上这些差异可能与不同生态型水稻的生长环境、耕作及管理方式、泡状细胞发育程度等因素相关。哑铃型、双斧型、刺棒型的百分含量差异或可作为判别水稻和旱稻的指标,在判别南方丘陵山地史前稻作方式中拥有较大潜力。

上山文化水稻植硅体研究的几点思考

前言(一)上山文化的发现与研究上山遗址位于浙江省浦江县黄宅镇渠南、渠北和三友村之间,地处钱塘江支流浦阳江上游北岸的二级阶地,面积约3万平方米。该遗址自2000年考古调查发现,经过多个年度的考古发掘与多学科协同研究,向学界展现了浙江地区一种新的史前文化面貌。