海南琼中山栏稻产业发展现状与对策

琼中黎族苗族自治县是海南岛山栏稻种植相对集中和典型的地区,科学保护和合理利用山栏稻种质资源,既是保护区域生物多样性、维持地区生态系统平衡的要求,也是传承海南地区农耕文化、保护独特农业文化遗产的需要。文章全面分析琼中山栏稻产业发展现状与问题、市场前景并提出对策建议,旨在为加强琼中山栏稻种质资源保护与开发利用,提升其产业化发展水平,促进山栏稻产业的可持续发展提供参考。

山栏稻对褐飞虱抗性评价

山栏稻(Oryza sativa L.)是海南特有品种,有着优异的食味品质性状,营养丰富,同时还具有抗病、抗旱、耐热等优良的抗逆特性。但目前对山栏稻抗虫方面研究较少。为此,本研究分别以TN1和RHT为感虫和抗虫对照品种,对山栏柴红米、山栏尖山栏糯和山栏硬米高产3个山栏稻品种对褐飞虱的抗性进行评价,并分析其抗性机理。结果表明:在3个山栏稻品种中,山栏尖山栏糯在苗期的抗性表现为抗,另外2个品种均表现为感;在分蘖期,3个山栏稻品种对褐飞虱的抗性均显著高于TN1。抗性机理研究表明:3个山栏稻品种和抗虫对照品种RHT外层叶鞘部位厚壁组织的厚度以及细胞壁组成成分木质素、果胶、纤维素和半纤维素含量均显著高于感虫对照品种TN1。同时,3个山栏稻品种中本底和褐飞虱为害诱导的JA、JA-Ile、ABA和SA含量在各个时间点均显著高于TN1,并且山栏尖山栏糯体内ABA的含量在各个时间均为最高。这些结果表明,山栏稻外层叶鞘部位厚的厚壁组织及其JA、ABA和SA信号途径快速且强烈的响应,可能是山栏稻品种对褐飞虱抗性强于TN1的一个主要原因。

不同水分管理栽培方式对山栏稻根际土壤细菌群落的影响

【目的】山栏稻的栽培方式单一,传统刀耕火种的种植手段破坏环境,水作是山栏稻栽培的新模式。研究山栏稻在大田水作环境下根际微生物的变化情况。【方法】设置正常灌溉和干旱管理的山栏稻栽培处理,分别对山栏稻根际土壤细菌群落进行16S rRNA基因扩增序列测定,测序数据结合土壤理化性质进行综合分析。【结果】栽培方式的改变明显影响了根际细菌群落的组成。正常灌溉处理的Nitrosprota和Proteobacteria相对丰度低于干旱管理,Firmicutes的相对丰度高于干旱管理。相对丰度前10的细菌门群落与土壤理化性质具有相关性。相关性网络分析显示,正常灌溉处理中更多的细菌群落具有相互作用,正常灌溉处理拥有更复杂的细菌网络。【结论】不同水分管理栽培方式的山栏稻根际细菌群落组成发生显著变化,Nitrospirota、Proteobacteria细菌类群可能通过促进水稻根部吸收氮素来增强山栏稻抗逆性。正常灌溉处理中更多细菌群落相互作用,增强了生态系统的稳定性。

山栏稻耐盐性评价与耐盐指标筛选

利用合理的评价指标评估山栏稻种质材料的耐盐程度,筛选耐盐性优良的山栏稻种质,对海南山栏稻的保护与利用具有重要的科学与现实意义。本研究采用盆栽实验对40份山栏稻、3份旱稻和3份水稻在芽期和全生育期进行盐胁迫处理,芽期设置0.6%NaCl溶液处理,全生育期设置4 g·kg^(-1)的盐土处理。通过测定与水稻耐盐性相关的25个生长指标,运用相关性分析、灰色关联分析和综合评价等进行全生育期耐盐性分析并筛选耐盐指标。结果显示,单株产量、剑叶面积、每穗总粒数、结实率和有效穗数在不同材料间差异显著(P<0.05),且对盐胁迫高度敏感。基于对46份水稻种质材料全生育期生长情况耐盐性的综合评价,可将其分为4类:耐盐性强的9份,在盐胁迫下可完成完整生育期;耐盐性较强的3份,可进入生殖生长阶段但无法形成产量;耐盐性一般的16份,在进入生殖生长前已死亡;耐盐性弱的18份,在受到盐胁迫35 d后全部死亡。利用主成分分析和隶属函数分析得到耐盐性综合度量值(D值),筛选出山栏稻‘WMS02’和旱稻‘黄叶稻’为耐盐性极强材料。通过相关性和灰色关联分析,确定分蘖期倒二叶叶面积和株高为早期耐盐性鉴定的评价指标。

中国山栏稻的研究进展

山栏稻是旱稻的一大类,具有极其重要的社会、生态和经济价值。本文主要从其种质类缘、农艺特性及抗旱生理、遗传基础和杂交育种等方面综述了山栏稻的研究进展,分析了目前存在的问题,并提出一些发展建议。

山栏稻资源早期抗旱性评价及抗旱资源筛选

为明确山栏稻抗旱差异性,筛选抗旱性强的资源,采用PEG人工模拟干旱的方法,研究20个山栏稻资源的芽期、苗期抗旱性。结果表明,采用不同的评价指标,资源间的抗旱性排序有所不同;山栏稻资源的抗旱性具有显著差异;芽期、苗期抗性极显著正相关,芽期抗旱性较强的资源有L6、L30、L31、L33,苗期抗旱性较强的资源有L6、L26、L30、L31;采用隶属函数法进行抗旱性综合分级,结果显示山栏稻资源总体抗旱性较强,中抗以上的资源占55%,其中L6、L30、L31几个资源具有强抗旱性,建议在季节性干旱地区推广,同时为抗旱种质创新利用提供参考。

海南中南部地区旱稻(山兰稻)种质资源及保育模式

山兰稻是一类适应性很强的旱稻品种,对于开发节水性高产稻种具有重要意义。该研究调查了海南中南部地区山兰稻种质资源的组成,并选种5个山兰稻品种开展其农艺性状和生产性状的研究,以期了解山兰稻种质资源在该地区的分布及生产现状,并进一步为其保护模式提供理论基础。结果表明：调查共获得38份山兰稻种质资源,含25个品种,主要分布在保亭、琼中和五指山三个市县,在现有的品种中约有45.0%在种植利用。因此,山兰稻品种资源面临濒危,亟需保护;这25个品种可分为籼稻和粳稻2个类型,共聚成6个类群,不同区域间的种质资源具有亲缘性,其中3个独立聚集的品种有明显区域性分布的特征;5个品种容易种植,生产性状较一致,其全生育期约为138 d,与历史栽培记录时间一致,遗传特性稳定,单位产量为2.0~2.8t·hm-2,平均产量为2.4 t·hm-2。综上说明保护山兰稻品种的成本和技术难度不高,但其育种和栽培技术还需要进一步研究,种质资源的开发模式应结合生态保护、品种保育、社会需求等多角度进行综合考虑。

海南山栏稻品种全生育期抗旱性鉴定与评价

以筛选优质抗旱山栏稻种质资源为研究目的,利用陆稻全生育期综合抗旱性鉴定体系对22个海南山栏稻品种进行抗旱性鉴定与评价。结果表明:海南山栏稻品种不同生育期间所表现出的抗旱能力具有极显著的正相关关系;山栏糯(黄壳)(编号1、4、6、18、22)等5个品种在全生育期均表现出高抗旱能力。此结果为开展山栏稻抗旱新品种选育及优异抗旱基因挖掘等工作提供重要的实验材料,同时说明海南山栏稻群体中蕴含丰富的抗旱遗传种质资源,应加强山栏稻种质资源的收集保护及评价鉴定工作。

利用InDel分子标记分析海南山栏稻品种籼粳特性

为明确海南山栏稻品种的籼粳分化特性与遗传变异规律,利用34个籼粳特异InDel分子标记和24个SSR分子标记对22个海南山栏稻品种的籼粳特性与遗传变异进行分析。InDel分子标记鉴定结果表明,供试品种粳型基因频率变幅在0.68~0.83,以粳型品种为主,占到总品种的63.6%,未发现籼型或偏籼型品种。海拔梯度分析表明,海南山栏稻中粳型品种分布范围更为广泛,具有更强的环境适应能力。遗传变异分析表明,在供试群体中共检测到191个等位基因,其中稀有等位基因(基因频率≤0.05)数为86个,占到总等位基因数的45.03%。在供试的3个地理来源中,琼中县的遗传多样性最为丰富。

海南山栏稻种质资源的保护与利用

山栏稻是黎族人民二千多年原始的刀耕火种农耕文化延续下来的稻种,是宝贵的遗传资源,但这一资源面临濒危,亟需保护。本文综述山栏稻种质资源保护和利用研究进展,分析了目前存在的问题,并提出保护和利用的建议。

海南山栏稻抗旱研究进展

水资源短缺正成为限制我国农业发展的重要因素。栽培稻(水稻和陆稻)是世界上最重要的粮食作物之一,尤其在我国,其产量居所有作物之首,在国民经济中占有重要的地位。山栏稻具有特殊的种质特征、抗旱特性、农艺优点,研究其抗旱性对我国农业的发展具有深远的现实意义。已有研究表明通过改变基因,作物在抗逆的同时,保证产量不受影响。随着分子手段的飞速发展,利用分子标记辅助选择以及转基因的方法提高主栽品种抗旱性,将为栽培稻抗旱育种提供有力支撑。

利用SRAP标记分析海南旱稻地方品种的遗传多样性及其分子身份证的构建

利用SRAP标记对来自海南省的28份旱稻种质进行了亲缘关系分析。从255对引物组合中筛选出46对扩增条带清晰、多态性高的引物组合,并选用其中的18对引物组合对28份材料进行SRAP扩增,共扩增出180个条带,其中多态性条带160条,多态性比率为87.75%,平均每对引物组合产生10个条带和8.9个多态性条带。并且,运用UPMGA方法进行的聚类分析结果表明,供试旱稻种质的遗传相似系数范围为0.687 0-0.921 2,在遗传相似系数0.687 0处分为两大类群,第I类群全部为海南山栏稻种质,第Ⅱ类群为海南地方旱稻坡压和本研究组自育旱稻品种。对海南旱稻地方品种的划分表明,山栏稻种质间亲缘关系较近,海南地方旱稻坡压可能与籼型水稻种质具有一定的遗传相似性。此外,还构建了28份海南省旱稻种质的SRAP标记分子身份证,可为山栏稻种质的遗传亲缘关系,种质鉴定及新品种选育等方面提供依据。

海南山栏稻农艺特征与抗旱生理特性研究

研究了12个山栏稻原始种质的主要农艺性状、品质特征及抗旱生理特性，并与水稻不同类型的对照品种进行比较分析。结果表明，在旱地栽培条件下，山栏猪的稳长、稳粒数、千粒重及单株产量均显著高于对照水稻。但同时也表现高秆、相颈过长、叶片大且披垂等不良性状。在品质方面，山栏稻糙米粗蛋白含量、17种氨基酸含量及2种必需氨基酸含量显著高于水稻对照。山栏稻种子在高渗溶液中的发芽率、离体叶片保水率、质膜稳定性和分蘖秆长整齐度均显著大于对照水稻品种，表明山栏稻具有很强的抗旱性。

海南山栏稻HKT2基因片段的克隆与序列生物信息学分析

山栏稻是旱稻的一大类,具有极其重要的社会、生态和经济价值。为研究海南山栏稻运输Na+和K+的分子机制,根据GenBank中已登录的水稻OsHKT2基因的保守序列设计1对引物,从山栏稻幼根中提取总RNA,然后采用PR-PCR(RT-PCR)方法扩增出HKT2基因片段,将扩增出的片段回收后连接到pMd18-T载体上,挑选阳性克隆进行PCR检测后测序,得到一段长为1593 bp的序列。序列分析表明,该片段编码530个氨基酸,与GenBank中注册的水稻OsHKT2基因核苷酸序列的同源性为94%,与OsHKT2蛋白的氨基酸序列同源性为91%。

海南山栏稻种质类缘与杂交育种利用的研究

采用稃毛、谷粒酚反应、1～2穗节长度、谷粒长／宽比值、抽穗时谷壳颜色等5项指标，测验海南山栏稻20份原始种质的稻种类缘，证明属偏籼型的种质占15％，偏粳型占75％，粳型占10％。以山栏稻为亲本，分别与籼型和模型水稻品种杂交，在特定杂交组合中，某些性状表现较强的杂种优势。分析研究山栏稻与水稻杂种后代9项农艺性状（数量性状）的亲子相关性与遗传力，结果表明，千粒重、谷粒长宽比值的遗传率很高，可在杂种早期世代选择；穗颈长、株高的遗传率较高，可在杂种的中前期世代选择；株穗数、穗粒数的遗传率很低，宜在杂种高代选择。

干旱胁迫下山栏稻与栽培水稻品种苗期表型性状及生理差异

测定了在干旱胁迫条件下,山栏稻苗期的株高、叶面积等农艺性状以及叶片脯氨酸含量、MDA含量等生理指标,采用隶属函数法评估山栏稻抗旱能力。结果表明,在干旱胁迫下,山栏稻降低了地上部分的生物量并增加了地下部分的生物量,同时,山栏稻叶绿素含量、MDA含量以及脯氨酸含量均有不同程度的提高;所选山栏稻品种的隶属函数值为0.521和0.673。综合实验数据和田间观察,初步判断山栏稻苗期具有较强的抗旱特性。

海南山栏稻抗旱基因转录组分析

山栏稻是海南独有的地方旱稻,具有丰富的抗旱基因资源。本研究以海南山栏稻品种白沙糯为材料,利用转录组测序技术研究在模拟干旱胁迫后其转录组水平的变化。主要结果如下:山栏稻白沙糯干旱胁迫后有2791个基因差异表达,差异表达基因中有184个转录因子在干旱胁迫后显著上调,包含了Znf、AP2/ERF、MYB、NAC、bZIP等抗旱转录因子,其中Znf家族转录因子所占数量最多。表达分析显示一些未注释的基因,如Os01g0910800随着胁迫时间的延长,表达水平逐渐上升且倍数明显。该研究获得的转录组数据和数字基因表达谱,为山栏稻抗旱机理的研究提供了信息资源,并为进一步解析山栏稻的抗旱机理奠定基础。

栽培方式对山栏稻光合作用和产量的影响

利用淹水灌溉、湿润灌溉、旱作喷灌和传统旱作等4种栽培方式种植山栏稻,分别测定其抽穗期、齐穗期和乳熟期的剑叶净光合速率、茎叶特性和产量。结果表明:旱作喷灌方式具有最大的气孔导度、蒸腾速率,并能延缓功能叶的衰老,使物质积累显著高于淹水灌溉、湿润灌溉和传统旱作。与传统旱作相比,旱作喷灌能显著提高山栏稻剑叶净光合速率,提高效穗数、每穗实粒数、结实率和千粒质量,产量增加203.10%。此外,旱作喷灌还能节约用水,是山栏稻的最佳栽培方式。

水旱栽培方式对山栏稻源库流特性的影响

【目的】探索不同栽培模式下山栏稻源库流的变化及其对产量的影响,为山栏稻的高产栽培提供理论依据。【方法】以山栏稻山川24为试验材料,以传统旱作为对照,设普通水作、水作覆膜、水旱交替和水旱覆膜4种水旱栽培处理,测定其主要生育期剑叶的叶绿素含量、光合特性、茎鞘非结构性碳水化合物含量、产量及产量构成要素等指标,并于抽穗后10 d取样观察穗颈的横切解剖结构。【结果】与传统旱作相比,普通水作、水作覆膜、水旱交替和水旱覆膜处理均可提高孕穗期叶绿素含量和山栏稻灌浆期剑叶的净光合速率,提高源合成有机物的能力;普通水作和水作覆膜处理的茎鞘非结构性碳水化合物转运量、转运率显著高于传统旱作(P<0.05,下同);水作覆膜、普通水作和水旱交替处理的穗颈直径显著大于传统旱作,分别提高34.44%、24.44%和22.78%;4种栽培方式均可显著提高山栏稻的实际产量、每穴有效穗和库容量,库容量表现为水作覆膜>普通水作>水旱覆膜>水旱交替>传统旱作。【结论】与传统旱作相比,不同水旱栽培方式均可通过增加源库流的协调互作性来提高山栏稻产量,其中水作覆膜处理的穗颈结构相对较优,符合源足、流畅和库大的要求,实际产量最高,是较适合山栏稻山川24推广种植的栽培方式。

水旱两种栽培模式下海南山栏稻对白叶枯病抗性鉴定与评价

为研究山栏稻对白叶枯病抗性,本试验以17个山栏稻品种为材料,在大田与温室大棚中同时种植,于大田中观察山栏稻在水、旱两种栽培模式下对海口当地白叶枯病菌的自然抗性并测产;在温室中检测水、旱两种栽培模式下山栏稻对菲律宾白叶枯病菌小种PXO99(P6)、PX145(P7)的抗性;并以基因功能性标记检测其抗性基因,分析各指标与抗病性的关系。结果表明,大田环境下17个供试品种中有12个品种在水作栽培模式下感病指数高于旱作,有10个品种水作栽培模式下产量比旱作高。温室中用P6接种山栏稻,水作模式下仅有1个品种表现抗病,8个品种感病;旱作模式下2个品种表现抗病,3个品种感病。接种P7,水作时表现抗病和感病的品种数量分别为7个和2个;旱作时表现抗病的品种高达9个,仅1个品种感病。供试品种中有16个品种含有Xa1抗病基因,4个品种含有Xa27抗病基因,所有品种均不含xa13、Xa21抗病基因。因此认为,山栏稻对海口当地白叶枯病菌小种以及菲律宾白叶枯病菌小种都有一定抗性,且抗性受栽培条件的影响,山栏稻旱作时抗性强于水作。