水稻叶鞘和节间生长过程的动态模拟

通过对不同水分和氮素水平下不同类型水稻品种叶鞘和节间伸长过程的连续观测和定量分析,构建了水稻主茎和分蘖叶鞘与节间生长的模拟模型。采用Logistic方程描述了主茎和分蘖叶鞘及节间的动态伸长过程;基于同伸叶鞘间的关系用二次曲线描述了分蘖叶鞘长度的变化;基于节间长度与直径的线性关系描述了节间直径的变化。另外,用叶片含水量和含氮量描述了不同水分和氮素水平对叶鞘和节间生长的影响。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了测试和检验,结果显示,主茎和分蘖叶鞘(一级分蘖和二级分蘖)长度模拟值的根均方差(RMSE)分别为0.65、0.52和0.46 cm;节间长度和直径模拟值的RMSE分别为0.42、0.15 cm。本模型具有较好的预测性,能定量描述不同品种和环境条件下水稻叶鞘和节间的动态伸长过程。

花期低温对水稻叶鞘生理及结实率的影响

盆栽条件下,以耐冷性不同的2个水稻(Oryza sativa L.)品种龙稻5(耐冷型)和龙粳11(冷敏型)为材料,于开花期在人工气候室进行低温(15℃,分别持续1,2,3,4,5 d)处理,研究开花期低温对不同耐冷性水稻结实率及叶鞘膜透性、抗氧化酶等生理指标的影响。结果表明:低温处理2 d时,龙稻5和龙粳11的花粉活力分别下降了8.21%和16.10%,差异达极显著水平;低温处理3 d后,龙稻5的结实率下降到99.90%,与CK相比差异达到显著水平;低温处理1 d后,龙粳11的结实率下降到60.04%,与对照相比差异达到极显著水平。低温处理提高了水稻叶鞘相对电导率和脯氨酸、可溶性蛋白含量,处理5 d时各指标达最大值,与CK相比,龙稻15和龙粳11分别提高了38.01%和20.77%、25.06%和84.85%、25.82%和23.63%。同时低温处理也提高了叶鞘超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,处理3 d时酶活性达最大值,龙稻15和龙粳11分别较CK提高了10.57%和14.90%、86.26%和68.71%、17.73%和28.25%。综上所述,开花期低温引起水稻叶鞘膜脂过氧化程度升高,但也诱导水稻叶鞘抗氧化系统开启、保护酶活性上升以抵御低温伤害;开花期低温导致水稻花粉活力降低并引起结实率降低,耐冷品种较冷敏品种抵御能力强。

超级杂交稻“两优培九”剑叶叶鞘的光合功能

以超级杂交稻“两优培九”及其父本“9311”、母本“培矮64S”和三系杂交稻组合“汕优63”为研究材料，采用^14C同位素示踪等技术，研究了“两优培九”剑叶叶鞘的光合能力与叶鞘光合产物的分配。结果表明，两优培九剑叶叶鞘的净光合速率均值比汕优63高0．10μmol CO2 m^-2s^-2，尤以第3期，即灌浆关键时期，极显著高于汕优63，其他时期差异不显著；其叶鞘叶绿素含量的均值比汕优63高2．36SPAD值，各期均高于汕优63，其中，第1、3期显著高于汕优63；其剑叶叶鞘的Rubisco初始活性和总活性与汕优63差异不显著，但Rubisco活化率均值比汕优63高1．52％，具有平均优势，其中第3期显著高于汕优63；其叶鞘光合产物输送到穗部的量即转化为经济产量的量比汕优63高；与父母本相比，其剑叶叶鞘光合能力的均值具有平均优势或超亲优势；水稻叶鞘完全具有同叶片一样的光合能力，只有值的大小差异；水稻叶鞘的光合产物对产量的贡献一般为10％～20％。两优培九叶鞘及叶片光合功能都较强是其具有超高产特性的一个重要原因。

水稻分蘖发生及与特定部位叶片叶鞘含氮率的关系

以水培的方法，设计不同的供氮水平，研究了水稻分蘖的发生、生长，出叶和干物质生产的变化规律。结果表明：分蘖发生及新叶的出生与供氮水平及叶片、叶鞘的含氮率关系密切，过高过低的供氮水平均不利，即分蘖发生及新叶的出生要求一个最适的供氮水平，在本试验中是７０～５０ｍｇ／Ｌ；过低的氮素供应水平，会使叶蘖同伸的ｎ—３关系打破，出现叶蘖ｎ—４同伸的滞后现象；分蘖的发生与发生分蘖的节位和上一节位的叶片、叶鞘的含氮率呈极显著正相关，此两叶的含氮率高则分蘖发生多，因此，这两叶含氮率的高低可作为分蘖发生与否的诊断指标。

规模化稻鸭生产对早稻病虫害变化规律及经济效益的影响

通过大田试验研究了规模稻鸭生态种养系统中水稻病虫害的消长变化规律及其经济效益。结果表明:规模稻鸭生态种养(IF)水稻二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱和稻叶蝉平均虫量较水稻单一种植(CK)分别下降54.4%,48.8%,73.6%和96.1%,纹枯病和稻瘟病病株率分别降低78.9%和48.5%;较常规稻鸭生态种养(CF)水稻二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱和稻叶蝉量分别下降18.2%,9.5%,7.0%和0.82%,纹枯病病株率降低35.5%,稻瘟病病株率升高8.0%。规模稻鸭生态种养稻飞虱和二化螟对水稻危害株率比常规稻鸭生态种养分别降低52.9%和6.9%。试验还表明,规模稻鸭生态种养系统中水稻二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱虫峰迟现,持续危害时间短;纹枯病蔓延危害期缩短10~14 d;水稻有效穗数、穗粒数增多,千粒重增加,空壳率降低,产量最高。规模稻鸭生态种养较常规稻鸭生态种养和水稻单一种植分别增收1 024.32,1 370.61元/hm2,增幅44.47%和70.03%。因此,规模稻鸭生态种养可以实现对水稻病虫害的生态控制,且经济效益显著提高,对于提升我国现代农业生产实践具有重要意义。

不同施药量对氮高效利用水稻品种桂育11号病虫防治效果和产量的影响

【目的】分析不同施药量对不同施氮量条件下氮高效利用水稻品种桂育11号病虫防治效果及产量的影响,为推广优质高产氮高效利用水稻品种及实现农药化肥减施增效提供科学依据。【方法】以氮高效利用水稻品种桂育11号为研究对象,在施用高、中和低氮(分别为施纯氮225、150和75 kg/hm2)水稻的分蘖期和孕穗期喷施农药常量(每公顷喷施20%氯虫苯甲酰胺SC 150m L+50%吡蚜酮WP 300 g+30%爱苗SC 300 m L+75%三环唑WP 450 g)+30%(B1处理)、常量(B2处理)和常量-30%(B3处理),以不喷施农药为对照(CK);采用平行跳跃取样法调查施药前后不同施氮量桂育11号的病虫发生情况,计算防治效果。【结果】在不同施氮量条件下各施药量处理对桂育11号稻飞虱的防治效果均在92.00%以上,其中,在中、低氮条件下,B3处理第2次施药后10 d的稻飞虱防治效果均在97.00%以上。在各施氮量条件下,第1次施药后10 d B1、B2和B3处理的稻纵卷叶螟防治效果均低于63.43%,第2次施药后10 d B1、B2和B3处理的稻纵卷叶螟防治效果均高于91.00%,其中,在低氮条件下B2处理的稻纵卷叶螟防治效果与B1处理差异不显著(P> 0.05,下同),在中氮条件下B2处理的稻纵卷叶螟防治效果显著低于B3处理(P <0.05,下同);在高氮条件下,第1次施药后10 d各施药量处理的稻纵卷叶螟防治效果间差异均不显著,第2次施药后10 d的稻纵卷叶螟防治效果随着施药量的减少显著增加。在各施氮量条件下,B1、B2和B3处理的水稻纹枯病病株防效及病指防效均无显著差异;B1、B2和B3处理的水稻产量均显著高于对照,其中在中、低氮条件下均以B1处理处理最高;在同一施药量条件下,以中施氮量水平的水稻产量最高,为8252.85~8847.75 kg/hm2。方差分析结果表明,施药量和施氮量单独作用及二者间的交互作用对稻飞虱和稻纵卷叶螟发生及桂育11号产量具有显著或极显著(P <0.01)影响,仅施药量单独作用显著影响水稻纹枯病的发生。【结论】种植桂育11号需同时考虑施氮量和施药量对其产量的影响;在中氮条件下桂育11号的产量高于低氮和高氮条件,且减量30%施药的产量在各施氮量条件下均与常量施药和加量30%施药的产量差异不显著。因此,以减氮20%+减药30%+施药2次的方式进行氮高效利用水稻品种的田间管理,可达到农药化肥减施增效目的。

早稻品种对二化螟的抗性及其生化基础研究

】对二化螟在早籼５１４３和中１０６１与杂交早籼新香Ａ／７１和优ＩＡ／６６上造成的枯鞘、枯心数，及对不同品种稻株的总糖量和氨基酸总量测定及叶鞘组织硅质化分析，研究了水稻不同品种与二化螟的抗虫性关系。结果表明，虽未出现高抗二化螟的品种，但品种间对二化螟的耐虫性差别明显，中１０６１对二化螟的耐虫性最强，５１４３和新香Ａ／７１居中，优ＩＡ／６６最弱。二化螟在不同品种上的种群消长与糖含量具有一定相关性，糖含量高的品种二化螟发生程度重。硅化细胞多，硅质化程度高的品种对二化螟的抗性强。

双基因联合PCR检测水稻叶鞘网斑病菌

[目的]建立水稻叶鞘网斑病的快速PCR检测体系,为该病害的早期诊断提供技术支持。[方法]以水稻叶鞘网斑病病原菌帚梗柱孢霉(Cylindrocladium scoparium Morgan)DNA为模板,分别以factor 1-α(tef1)和β-tubulin gene两个保守性极强的特定区域序列作为检测靶标,针对C.scoparium设计了EF-S-4/EF-A-4和BT-S-9/BT-A-9两对特异性引物,建立了水稻叶鞘网斑病的双基因联合PCR检测技术。[结果]该体系的最佳退火温度为58℃,DNA灵敏度检测限达到550 fg·μL-1,病原菌可扩增出大小分别为272 bp和157 bp的2条条带,而其他对照组均未有扩增条带。[结论]田间时效检测结果显示:该体系能准确检测出不同发病地区的水稻叶鞘网斑病病原菌,为农业生产早期诊断水稻叶鞘网斑病害提供技术支持。

高产杂交稻‘两优培九’剑叶及其叶鞘的光合作用(英文)

以高产杂交稻‘两优培九’(LYP9)和杂交稻‘汕优63’(SY63)为研究材料,用^(14)C同位素示踪等技术,研究了剑叶的叶片与叶鞘的光合作用与光合产物向叶鞘的分配。结果表明,‘两优培九’剑叶及其叶鞘的净光合速率的均值均高于‘汕优63’;剑叶叶鞘中部群体内透光率均值、倒二叶叶鞘中部群体内的透光率均值高于‘汕优63’;剑叶及其叶鞘的Rubisco初始羧化活性均值、总羧化活性均值和活化率均值都高于‘汕优63’,其差异大多数时期达显著水平。‘两优培九’叶鞘光合产物的输出比‘汕优63’快,其叶鞘光合产物输送到穗部的量即转化为经济产量的量比‘汕优63’高。‘两优培九’叶鞘的光合产物主要输送到穗等部位,对产量有一定的(约为15%)贡献。

水稻灌浆期叶鞘蛋白质差异表达分析

为研究叶鞘在籽粒灌浆期间代谢的分子机理,应用差异蛋白质组学方法分析了大穗型水稻"金恢809"在籽粒灌浆不同时期,叶鞘的蛋白质组变化趋势,共检测到23个差异蛋白质点,其中11个得到鉴定,并按其表达丰度的变化分为6类。第1类,随着灌浆进程表达量逐渐降低,如α-亚基草酰乙酸脱羧酶;第2类,表达量先升后降,如二磷酸核酮糖羧化酶小链和ADP-核糖基化因子1;第3类,表达量先降后升再降低,如生长素响应因子、锌指-C3HC4型家族蛋白、液泡H+-ATP酶和二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶;第4类,表达量先升后降再升又降,如核酮糖α亚基结合蛋白;第5类,表达量先降后升,如金属硫蛋白Ⅱ相似蛋白-1A和牻牛儿基牻牛儿基二磷酸合酶;第6类,表达量逐渐升高,如蛋白激酶家族蛋白。这6类蛋白分别参与叶鞘光合作用、激素调节、物质转运、植株衰老的抗性反应以及细胞信号转导,共同调控叶鞘的源、库、流转化。

稻秆叶鞘表面雾滴沉积特性试验

为研究稻秆青贮时喷洒的乳酸菌稀释液在稻秆叶鞘表面上的沉积性能,依据对叶鞘表面进行电镜扫描及形态分析,利用设计的液体添加装置,在固定喷量条件下,选取取样部位、喷嘴角度和喷嘴直径为试验因素,以单位叶鞘面积上生物染料丽春红S(示踪剂)的沉积量为试验评价指标,进行3因素5水平正交旋转喷雾沉积试验。结果表明:各因素对沉积量的影响规律为:取样部位、喷嘴角度对沉积影响极显著,喷嘴直径对沉积影响不显著。

褐飞虱取食对不同耐虫性水稻胼胝质沉积的影响

利用冷冻切片和荧光显微技术检测了褐飞虱取食对不同耐虫性水稻叶鞘组织中胼胝质的分布、形态和数量的影响,发现胼胝质主要分布在韧皮部组织、薄壁组织、表皮组织和木质部组织中,尤其以韧皮部筛管中的胼胝质沉积最多;胼胝质的形态主要有丝状、颗粒状,尤其是小颗粒占大多数。在褐飞虱取食、人工针刺或者注射褐飞虱唾液后,不同耐虫性水稻叶鞘组织胼胝质的沉积数量和面积明显增加,尤其是感虫品种TN1增加显著。移除褐飞虱后稻株恢复生长8d,与处理前比较,感虫品种的胼胝质数量和面积无明显差异,耐虫品种Utri Rajapan明显减少,抗生性品种Rathu Heenati略有减少。停止人工针刺或注射褐飞虱唾液后稻株恢复生长8d,感虫品种的胼胝质数量和面积显著增加,耐虫品种无明显差异,抗生性品种有所增加。上述结果说明,品种耐虫性与叶鞘维管束组织中胼胝质的沉积数量和沉积面积有关。

氮高效利用水稻品种桂育11号病虫害发生效应研究

【目的】分析氮高效利用水稻品种桂育11号对病虫害发生的效应,为水稻生产上减施氮肥及氮高效利用水稻品种的病虫害防控提供科学依据。【方法】在高氮(纯N 225 kg/hm^2)、中氮(纯N 150 kg/hm^2)和低氮(纯N 75 kg/hm^2)施用量条件下,调查桂育11号、柳沙油占202和百香优9978的稻飞虱、稻纵卷叶螟和稻纹枯病发生为害情况及稻谷产量,对比分析桂育11号对稻飞虱、稻纵卷叶螟和稻纹枯病发生的抑制作用。【结果】不同施氮量对桂育11号、柳沙油占202和百香优9978的稻飞虱、稻纵卷叶螟和水稻纹枯病发生均具有一定影响,但影响程度因品种不同存在差异。其中,桂育11号田间表现对稻飞虱种群数量具有显著控制作用(P<0.05,下同);在低氮条件下,其生长后期(孕穗抽穗期后)对稻纵卷叶螟的抑制作用与柳沙油占202差异不显著(P>0.05,下同),而显著大于百香优9978,但在中、高氮条件下对稻纵卷叶螟的抑制作用明显大于柳沙油占202和百香优9978;对水稻纹枯病的抗性与百香优9978相似,但比柳沙油占202易感水稻纹枯病。高、中和低氮处理桂育11号的产量与百香优9978差异不显著,但显著高于柳沙油占202;中、低氮处理桂育11号的产量高于高氮处理。【结论】桂育11号对稻飞虱种群数量具有显著的控制作用,对稻纵卷叶螟具有一定的抑制作用,与杂交稻百香优9978相似均易感水稻纹枯病。生产上可通过推广氮高效利用水稻品种桂育11号以减轻稻飞虱和稻纵卷叶螟危害,但要注意加强对水稻纹枯病的防控,在考虑病虫害发生及产量的前提下,建议每公顷施氮量为75~150 kg。

两系杂交稻结实期茎鞘物质转运特性及其对籽粒灌浆影响的初步研究

选用３个不同类型两系杂交稻组合，结实期研究茎鞘物质转运特性及其与籽粒灌浆的关系，结果表明：各组合以下部茎鞘物质积累多、转运率高；两优培特和汕优１０号茎鞘物质转运启动时间早、转运强度大，其转运率高，结实率较高，表明早期转运对籽粒灌浆充实的重要性；茎鞘物质转运高峰较籽粒灌浆高峰滞后１～２ｄ，表明茎鞘物质转运与籽粒灌浆活力有关。

转cryAb基因克螟稻对水稻白叶枯病和纹枯病的抗性评价

转cryAb基因克螟稻对水稻白叶枯病、纹枯病的抗病性在田间进行了人工接种鉴定,根据亲本材料秀水11及2个转基因材料克螟稻1号(KMD1)和克螟稻2号(KMD2)的发病情况,初步明确两个转基因材料的抗病性与亲本存在显著的差异,对白叶枯病的抗性比亲本材料有所上升,但对纹枯病的抗性则不如亲本秀水11。

水稻叶鞘相关性状的遗传分析

本研究以典型籼粳交(春江06/台中本地l号)的Fl代花药加倍的DH群体为材料,系统考察了DH群体及其双亲在抽穗期的叶鞘长、叶鞘重、叶鞘厚等性状上的分布情况。结果表明,叶鞘长度的遗传力较高,受环境的影响相对较小,叶鞘长与叶鞘厚及叶鞘干重间大多呈极显著的正相关。QTL分析共检测到31个与叶鞘有关的QTL,分布于水稻第1、第4、第6、第8、第10和第11染色体上,其LOD值介于2.58～4.81,贡献率在7.5%～35.3%之间。其中,位于第4染色体上RM548-RM6997区间是个主效QTL座位,同时调控水稻叶鞘长、干重及叶鞘厚。进一步比较了叶鞘相关性状和业已检测到的部分产量相关性状QTL表明,叶鞘的光合功能或物质运输可能与水稻的产量形成密切相关。

水稻细菌性条斑病和纹枯病生防细菌的复筛、室内防效及应用评价

采用活体生测法对前期工作中离体初筛出的5株水稻细菌性条斑病生防菌和5株水稻纹枯病生防菌分别进行复筛、温室防效测定和应用评价。结果表明,菌株GN233、GN222和GN223的菌悬液对水稻苗期细菌性条斑病有一定的防治效果,其中菌株GN233对细菌性条斑病的温室防效最好,达到28.90%,而药剂"稻丰TM多·福"可湿性粉剂的温室防效为34.20%;5株生防菌对水稻纹枯病均有不同防治效果,其中菌株GN222和GN211菌悬液的防治效果较好,分别达到44.4%和27.8%,而药剂"稻丰"可湿性粉剂的防效为33.3%;此外,筛选出的生防菌株GN222、GN233和GN211均对水稻生长具有促生作用。本研究结果可为水稻细菌性条斑病和水稻纹枯病的生物防治奠定基础。

不同钾素水平对水稻不同部位含钾量的影响

通过盆栽试验研究了不同供钾水平下水稻各叶位的含钾量变化。结果表明,水稻含钾量随生育期的推进逐渐下降,下降幅度达69%～75%。水稻含钾量与生育期和土壤供钾水平有关:分蘖期不同叶位的鞘、叶含钾量由上至下大幅下降,鞘与叶的含量钾比值均大于1,且比值随叶片含钾量的增加而上升。拔节期钾素水平由低至高,叶位间鞘、叶含钾量由上至下降低的趋势减弱;鞘与叶含钾量比值为0.26～1.49,且随叶片含钾量的增加而增加。齐穗期,低钾水平下,叶位间鞘、叶含钾量由上至下降低,高钾水平则相反;鞘叶含钾量比值为0.36～1.33。成熟期,秸秆的含钾量范围为2.8～22.9 g/kg,随钾素水平增加而增加;籽粒的含钾量约为5.0 g/kg。综合不同时期含钾量变化规律可以看出,水稻分蘖期上部叶是钾素优先积累的部位,而叶鞘更是钾奢侈吸收储存的部位;齐穗期以后,钾奢侈吸收主要是积累到了中下部叶和叶鞘中。由于水稻植株钾含量因不同生育期、不同部位而变化很大,根据植株钾含量来进行营养诊断需要考虑取样时期、取样部位,而鞘、叶钾含量比值可能有较好的指示作用。

水稻离体叶片抗纹枯病接种方法的研究

水稻纹枯病是影响水稻生产的重要病害之一。水稻纹枯病抗性属于数量遗传性状,目前尚未发现高抗或免疫的水稻种质材料。为了提高水稻抗纹枯病种质的筛选和研究效率,对水稻离体叶片抗纹枯病接种的实验条件进行了更精确的控制,并采用了量化的病情调查方法。取纹枯菌接种离体水稻叶片组织进行qRT-PCR分析,水稻病程相关基因呈诱导表达,验证了纹枯病菌对水稻的侵染。采用离体叶片接种、大田成株期接种、苗期"微室"接种法,对抗纹枯病水稻品种和敏感品种进行测试。抗性品种和敏感品种纹枯病病级的统计检验呈显著差异,3种方法的结果表现一致。改进的离体叶片接种方法具有易于操作和重复性好的优点,适用于大规模筛选抗纹枯病水稻种质材料。