基于GC-MS和快速气相电子鼻对我国东北地区代表性粳米香气组分分析

为探究我国东北地区4种代表性粳米(香米五优稻4号、绥粳18和非香米龙粳31、盐丰47)香气组分差异,通过顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)和快速气相电子鼻(Flash GC e-nose)技术对粳米香气组分进行鉴定。研究采用正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)和层次聚类分析(HCA)等方法对4种粳米香气组分进行分析,结果表明,4种粳米的主要香气组分构成类似,以己醛、壬醛等醛类为主;五优稻4号主要香气成分含量显著(P≤0.05)高于其他3个品种粳米,使得其香气更加浓郁;关于粳米香气组分鉴定技术,GC-MS技术的准确度和检测范围优于电子鼻技术,而检测效率低于电子鼻技术。

籼型细胞质对粳稻杂交后代F1稻米品质的影响

为促进东北粳稻稻米品质遗传育种研究,本试验利用分子标记手段对东北粳稻细胞质进行籼粳类型鉴定,再以4份籼质粳核超高产粳稻与4份粳质粳核粳稻构建双列杂交群体,分别在沈阳和哈尔滨两地种植,分析籼型细胞质背景下杂交后代F_(1)稻米品质性状的变化特征。结果表明,筛选到4份超高产粳稻沈农265、沈农9741、辽粳454、沈农9816的细胞质为籼型;杂交后代F_(1)品质性状相关性分析得出,食味值与直链淀粉含量正相关,与蛋白质含量极显著负相关;稻米品质方差分析表明,与粳质粳核材料相比,籼质粳核材料稻米蛋白质含量低,加工品质、蒸煮食味值高。综上所述,相同核遗传背景下,籼质粳核基因互作可能有利于提高稻米品质和口感。

重离子束(C)辐照诱变东北粳稻后代变异的初步研究

利用高能重离子束(C)辐照诱变东北粳稻通禾899,剂量为0(CK)、200Gy,初步研究了重离子束(C)辐照诱变后代材料出现的突变情况。结果表明,辐照M_1代全部为半不育,结实率5.2%;M_2代突变率5.7%,高于传统的γ、X射线辐照诱变的突变率,而且突变体的类型丰富;经过M_3～M_5代的连续种植和选择,后代突变体群体越来越大,大部分突变材料均已稳定,少量后代材料综合性状优良,生育期比对照通禾899明显提前,已参加吉林省水稻新品种联合区域试验。但有近30%的材料在M_5代还存在分离或疯狂分离,分离的材料绝大部分表现为长粒型,千粒重偏低,外观品质好。

东北粳稻芽期耐盐碱性差异研究

为选育耐盐碱水稻品种,以东北三省耐盐碱性不同的40份粳稻为试验材料,在3个盐碱胁迫处理(25、50、75mmol.L-1 NaHCO3)下进行芽期耐盐碱性筛选试验。结果表明:在同一盐碱胁迫处理下,不同水稻品种间表现耐盐碱程度不同;在不同盐碱胁迫处理下,随着盐碱处理浓度的增加,不同水稻品种的发芽率、芽长、根数、根长、干重呈下降趋势。通过试验筛选出长白10号、通88-7、农大3号、富源4号和通育318共5个耐盐碱性较强的水稻品种(系)。

应用SSR分子标记评价不同年代东北三省粳稻基因组遗传构成

为进一步明确北方粳型水稻基因组遗传构成,利用52个SSR分子标记对79份不同时期东北粳稻品种进行遗传多样性与基因组遗传构成的研究。结果表明：品种遗传多样性在省份间呈现出辽宁〉黑龙江〉吉林,在年代间呈现出2001-2008〉1981-1990〉1991-2000〉1963-1980的趋势;基因组籼稻成分比例表现为辽宁品种〉黑龙江品种〉吉林品种,20世纪80年代育成品种的籼性血缘含量最多;遗传构成分析显示出东北地区遗传构成随年代更迭逐渐丰富,3个省份的遗传成分存在一定差异,以辽宁地区最为复杂。20世纪80年代后籼粳杂交育种实践引入的籼稻基因不仅丰富了东北粳稻的遗传构成,而且＂适量＂籼稻血缘的应用对今后北方粳稻育种有重要作用。

粳稻米饭图像解析与感官分析的相关性

124份东北粳稻图像解析的白度和光泽值与米饭感官的光泽、食味、冷饭、米饭综合评分等感官食味评价结果呈极显著正相关。图像解析分析的白度≥1.0、光泽≥0的水稻品种,具有较优质的食味品质。图像解析测定的白度和光泽值可以快速的鉴定水稻品种的食味品质,在批量检测米饭食味时可以替代常规的感官食味评价方法。

东北粳稻叶绿素相对含量的无人机高清影像检测方法

叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)是评价水稻健康状况的重要农学参数,为了解决传统监测方法工作量大,效率低的问题,以东北粳稻为研究对象,采用不同施肥处理开展小区试验,利用无人机低空遥感技术分别获取水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗灌浆期水稻冠层高清数码影像,同时利用叶绿素仪测量水稻冠层SPAD值,并对无人机高清数码影像反演SPAD的可行性及方法进行研究。结合k-means聚类和阈值分割的方法去除背景提取出水稻叶片的RGB值,构建出R、G、B及G/R、G/B、B/R、R-B、G-R、NRI、NGI、NBI共11种颜色参数,并分别用11种参数和水稻叶片SPAD做相关性分析,分析结果表明NRI、B/R、R-B 3种参数和SPAD值高度相关。分别采用一元线性回归分析法和BP神经网络法对3种参数和SPAD的关系进行建模并对建模精度进行分析。结果表明:无人机高清影像反演SPAD是可行的,其中一元线性回归分析中,NRI和SPAD的建模精度高于B/R和R-B,均方根误差(RMSE)为1.51;基于NRI、B/R和R-B的多特征输入的BP神经网络预测粳稻SPAD的RMSE为1.354,相比基于NRI的一元线性回归分析模型精度提升11%,BP模型能较好地对东北粳稻的SPAD进行反演,能为无人机低空遥感反演粳稻SPAD提供理论依据和实现方法。

东北粳稻区秸秆还田下无驱动搅浆的综合效果分析

秸秆还田是东北地区水稻秸秆综合利用的一种主要方式,对盐碱地改良起到重要的作用。在秸秆粉碎均匀抛撒以及合理整地的基础上,搅浆环节对于防止水稻秸秆漂浮起到至关重要的作用。为促进水稻生产中秸秆还田条件下搅浆平地机具的合理选择,本文在秸秆还田和秋整地的基础上,通过完全随机区组试验比较了有动力搅浆和无驱动搅浆方式对水稻产量及土壤物理性质的影响。结果表明:与有动力搅浆相比,无驱动搅浆的土面下降高度和秸秆漂浮量分别显著降低37.9%和33.7%,秧苗的新生白根数显著增加16.2%,>2000μm和250~2000μm土壤大团聚体所占的比例分别显著提高了17.7%和75.0%,土壤微团聚体(53~250μm)的比例显著提高了50.6%,而土壤粘粉粒(<53μm)的比例显著降低了17.0%。与有动力搅浆相比,无驱动搅浆可使0~40 cm土层的土壤容重降低2.1%~7.8%,但差异均不显著,降低土壤穿透阻力,但可提高0~30 cm土层的砂粒所占比例。有动力搅浆与无驱动搅浆的水稻籽粒产量无显著性差异。综上所述,无驱动搅浆可以有效抑制搅浆后的秸秆漂浮,改善土壤物理性质,且不影响水稻产量,是秸秆还田下稻田搅浆方式的理想选择。

中国东北粳稻与日本粳稻产量差异及原因分析

【目的】随着籼粳稻杂交理想株型创造与超高产育种理论的应用,我国东北地区培育出大量高产粳稻品种,逐渐取代曾经占据主导地位的日本典型粳稻。本研究旨在通过分析中国东北粳稻与日本粳稻形态、遗传和产量的差异及原因,研究籼粳杂交对东北粳稻改良的影响。【方法】利用In Del和SSILP亚种特异性分子标记、程氏指数、维管束数目比分析比较中国东北与日本粳稻的籼粳成分和属性及与产量结构的关系。【结果】东北粳稻育成品种产量比日本典型粳稻高15.79%,每穗粒数多15.22%,粳型基因频率极显著低于日本粳稻。按程氏指数分类标准,东北粳稻籼粳类型是偏粳型。相关分析结果表明,籼型基因频率与穗数极显著负相关,与每穗粒数极显著正相关,且与一、二次枝梗数及其粒数正相关。【结论】东北粳稻籼型基因频率增加导致穗数减少,每穗粒数增加,同时将结实率和千粒重维持在较稳定水平是东北粳稻品种获得高产的关键。

中国东北地区水稻主要栽培品种的遗传多样性分析

利用68对SSR引物对91份粳稻品种进行了遗传多样性分析。研究结果共检测到293个等位基因,平均4.3个;平均多态信息含量(PIC)为0.313,变动范围为0.022～0.825。RM333和RM206的等位基因数最多,分别为14、10;且PIC也最高,分别为0.825、0.805。聚类和群体差异分析结果表明,东北三省水稻品种的遗传基础狭窄。黑龙江省和吉林省、黑龙江省和日本、吉林省和日本的水稻品种间遗传距离都很小,分别为0.083、0.084、0.090,而辽宁省与吉林省、黑龙江省的水稻品种遗传基础有一些差异。9个地理来源的品种聚类结果,可分为5个大类群,黑龙江省、吉林省、日本和韩国形成第Ⅰ类群;北京和辽宁省归为第Ⅱ类群;中国台湾、云南省、美国分别为第Ⅲ、第Ⅳ和第Ⅴ类群。东北三省是重要的粳稻生产基地,但遗传基础非常狭窄,要克服遗传脆弱性应从地理位置较远的国家或地区收集更丰富的遗传资源。

籼型细胞质对杂交后代F1产量的影响

为促进东北粳稻遗传育种研究,本试验利用分子标记手段对细胞质进行籼粳类型鉴定,再以4份籼质粳稻与4份粳质粳稻构建双列杂交群体,分别在沈阳和哈尔滨两地种植,研究籼型细胞质对杂交后代F1产量构成的影响。结果表明:利用细胞质籼粳特异性分子标记筛选到4份超高产粳稻沈农265、沈农9741、辽粳454、沈农9816的细胞质为籼型,两个试验点籼质粳核材料产量主要影响因子是分蘖数和穗数,而粳质粳核材料受多个因素的影响,在相同核遗传背景下,籼型细胞质对于产量提高有促进作用。

分子标记在东北三省水稻研究中的应用

水稻是中国重要的粮食作物之一,而东北三省是我国重要的商品粮基地。常规育种技术已经不能满足人们对水稻产量及品质的追求,分子标记以其独特的优越性正在广泛地应用到东北水稻的各项研究中。本文从东北水稻抗瘟性分子研究、耐冷性分子研究、直立穗型研究、种质资源遗传多样性及籼粳分化研究4方面进行综述,旨在查明东北水稻分子育种现状及存在的问题,为系统地开展东北水稻分子育种研究指明方向。

谷物冷却机对东北粳稻的安全度夏储粮试验

东北粳稻谷冷通风的储粮试验的结果表明,在南方高温高湿天气下,采用谷冷准低温储粮,可消除常规储藏粮堆的发热隐患,避免储粮的晾晒及熏蒸,有利于稻谷品质保鲜,与常规储藏相比,谷冷通风储粮的吨粮成本可降低约12.67元,粮库粳稻储存经济效益和社会效益显著。

东北寒地粳稻烨霖无土基质育秧效果试验

东北寒地粳稻旱育秧取土难、破坏植被及耕层,水稻无土基质育秧是代替床土育秧的一种新型的育秧技术,可以解决这些难题。为明确利用烨霖基质所育东北寒地粳稻秧苗素质以及栽后水稻植株长势及成熟期产量,以中龙粳1号为试验材料,在黑龙江省二九一农场实施烨霖无土基质育秧、营养土育秧(CK)对比试验。试验结果表明,该基质可以促进水稻根系发育,提早返青生长,每盘秧苗质量轻,降低了劳动强度,节省用工成本,改善了水稻群体茎蘖质量。与常规营养土育苗相比,该基质育秧机插水稻主要通过增加有效穗数、每穗总粒数和千粒重来提高产量。

东北粳稻产量对孕穗期不同时段低温的反应

揭示东北粳稻孕穗期不同时段低温对产量的影响,建立气温和积温对粳稻产量影响模式和指标。利用高山自然温度梯度,在长白山北坡开展水稻盆栽低温处理试验。试验设7个海拔高度(低温强度)处理,3个低温持续时间(2、3、5天)处理,并设3个低温影响时段(孕穗前期、中期和后期),1个适温对照;用试验数据建立回归方程。结果表明,粳稻孕穗关键期低温对产量的影响十分显著,影响模式符合对数或线性函数,温度越低,低温持续时间越长,导致温度影响系数越大,相对单产越低;产量与低温时段日平均气温的关系比日均最低气温更密切。孕穗期不同时段低温对水稻单产的影响有差异,穗分化前期2天短期低温对产量的影响略大于中期和后期,前期和中期(花粉母细胞减数分裂期前后)持续3天低温的影响更显著一些,但3个时段持续5天左右低温的影响都特别显著,都导致严重减产。总体而言,粳稻孕穗关键期连续2、3、5天的平均气温每降低1℃,水稻减产率分别上升2.0、3.2、4.5个百分点;穗分化前期、中期和后期出现低温过程,期间冷积温每增加10℃·d,水稻减产率依次上升9.1、8.3、7.7个百分点;孕穗关键期冷积温在6、12、18℃·d以上,分别导致水稻发生轻度、中度和重度低温冷害。

不同施肥模式对东北粳稻产量及氮肥利用率的影响

为研究节肥增效施肥模式,提高氮肥利用率、减少倒伏、品质下降和环境污染等问题,以水稻品种“吉农大138”为材料进行2年大田栽培试验,研究了4种施肥模式农民传统(T1)、增密减氮(T2)、改良农民传统(T3)、有机肥替代化肥(T4)对水稻产量和氮肥利用率的影响。结果表明:增密减氮和改良农民传统比农民传统的2年产量分别平均提高11.42%和3.31%;穗数分别提高19.75%和14.75%,千粒重分别提高8.72%和4.99%,每平方米穗数对产量贡献最大;增密减氮比农民传统的氮肥偏生产力增加29.01%;且水稻后期的叶面积指数、光合势和SPAD值均比农民传统模式更优化。增密减氮施肥能够增加水稻的单位面积穗数、千粒重、干物质量、光合势和增加水稻产量,有利于提高氮肥利用效率并可减少氮肥施用量,是一种较好的水稻轻简化栽培施肥模式。