稻豆轮作应用概括及综合效益研究进展

稻豆轮作是我国南方多熟制地区常用的水旱轮作种植模式,我国早在汉代就有对稻豆轮作的描述。长期实践表明,稻豆轮作对增加作物产量、改善土壤理化性质、增加土壤肥力及防治病虫草害具有重要作用,对促进农业绿色高效可持续发展具有重要意义。本文在前人研究基础上,综述了稻豆轮作在提高作物产量和品质、改善土壤理化性质、增加土壤肥力、优化土壤微生物群落结构,减少稻田碳排放和提升经济效益方面的作用,这为稻豆轮作在生产上可持续利用提供理论依据。

作物育种相关数据及大数据技术育种利用

从18世纪首次获得人工杂交种到如今基因工程育种,作物育种技术发展迅速,同时几百年的育种历程积攒了大量育种数据,特别是近年来伴随高通量测序技术的发展,产生了海量作物育种相关基因及其表达数据,形成了育种大数据。2012年以来在商业、信息技术等领域发展迅猛的大数据技术,致力于解决大数据采集、存储及处理等壁垒,并在其他领域的应用初露端倪。本文利用创新方法 TRIZ(theory of inventive problem solving)流分析技术,综合分析了育种领域已有资源和目标达成的矛盾问题,提出大数据育种技术应用于作物育种的创新方案,明确了将大数据技术应用于育种领域的框架和实现目标。提出了基于大数据理念的育种技术,拟采集和整合已有育种数据资源,实现数据自动采集等,从而能够平衡育种数据膨胀/利用和育种需求产生的矛盾;构建基于大数据技术的育种数据信息化平台,实现作物育种方法理念的创新,可以为广大育种工作者提供数据支撑和一个育种新途径;为解析生物学数据与目标农艺性状的关系提供信息,加快育种现代化的进程。

甘蓝类植物小孢子培养及植株再生研究

对3个甘蓝类植物(甘蓝、青花菜、羽衣甘蓝)19个品种小孢子胚胎发生和植株再生的影响因素进行了研究,结果表明,基因型不仅影响供试材料的小孢子胚状体发生频率,也影响胚状体的质量;4℃低温预处理0～2d结合32.5℃热激1d,能显著提高供试基因型小孢子出胚率。胚状体先在NLN-13液体培养基中培养25d,有利于胚状体分化成苗;后在B5固体分化培养基中添加1%～1.2%琼脂,可有效促进胚状体萌发和植株再生。小孢子再生植株先使用流式细胞仪在生长初期鉴定倍性,后对单倍体植株采用200mg·L-1秋水仙碱浸根处理20h,并用流式细胞仪鉴定,此方法可快速、有效地获得双单倍体植株。

竹类植物与水稻等其它禾本科作物的系统进化关系及基因序列组成的比较

利用8个全长mRNA基因序列比较了竹类植物和水稻等禾本科作物的系统进化和序列组成等。结果表明,在与水稻、玉米和麦类作物的比较中,竹类植物与水稻有着最近的亲缘关系和更相似的基因序列特征(GC含量分布和密码子使用频率),它们甚至比水稻与玉米或水稻与麦类之间的亲缘关系更近。这一结果提示,水稻作为禾本科植物的模式物种,应与竹类植物存在良好的基因组共线性关系,水稻基因组序列信息对竹类植物基因组研究与分析具有重要参考价值。

优质杂交水稻品种江两优7901的选育与应用

江两优7901是采用自主选育的两系不育系江79S作母本、广亲和籼稻恢复系江恢1501为父本配制而成的两系杂交水稻品种,表现熟期适中,丰产、稳产性好,适应性广,米质优良,2018年通过国家农作物品种审定委员会审定。分析了江两优7901的选育过程、特征特性、栽培技术及制种技术要点,以供参考。

浙江省野菜种质资源的收集与开发利用

野菜是指没有经过驯化的野生植物,在野外尤其是在森林和灌木丛中自然生长。自古以来人们就有食用野菜的习惯,它作为一种潜在的食物越来越得到人们的重视;大多数的野菜是药食同源植物,内含一些特殊的生物活性物质,营养价值比普通蔬菜高,有益于人体健康。与栽培蔬菜相比,野菜更能适应生物和非生物胁迫,人工栽植野菜更利于野菜的商业化应用。近年来,随着广大消费者对天然食品需求的增加,有必要加强野菜资源的收集利用和商业化种植。浙江省地处中国东南沿海长江三角洲南翼地区,气温适中,四季分明蕴含着丰富的野菜资源。本文根据浙江省消费野菜的习惯,针对浙江省野菜资源的现状,提出适宜开发应用的11种野菜,并指出野菜开发利用中存在的问题及发展对策,以促进浙江省野菜综合利用与产业健康发展。

抗草丁膦G1和G2转基因大豆对除草剂耐性评价及田间节肢动物影响研究

为评估转基因大豆的环境生态风险,本研究在田间和室内评价了抗草丁膦转基因大豆G1和G2对靶标除草剂草丁膦和非靶标除草剂草甘膦、灭草松和烯禾啶的抗性,同时明确了G1和G2对田间节肢动物多样性的影响。结果表明:在田间喷施1、2和4倍浓度的靶标除草剂草丁膦后14 d,G1和G2均能正常生长,株高随喷施浓度增加略有下降,分别为33.8,31.9,29.1 cm和32.9,30.3,28.3 cm,但与G1、G2清水对照和转基因受体天隆一号清水对照相比无显著差异;喷施后28 d,G1和G2植株均能正常生长且株高有所增加;喷施不同浓度草丁膦表现为转基因受体受害率平均为99.4%~100%,而G1和G2平均受害率为0.8%~6.8%,且随着喷施时间的延长,G1和G2的受害率有所减缓。喷施不同浓度非靶标除草剂草甘膦和灭草松后,转基因大豆G1和G2及受体大豆均出现明显药害症状,受害率为92.3%~100%,且于喷施28 d后植株全部死亡;而喷施不同浓度非靶标除草剂烯禾啶,G1、G2及受体大豆均能正常生长,平均受害率为10%以下,植株株高与清水对照无显著差异。结果表明G1和G2大豆只对靶标除草剂产生耐性,而不受非靶标除草剂影响。同时,种植转基因G1、G2及受体大豆对田间节肢动物不存在生态风险。

水稻类病斑突变系的培育与研究

利用γ射线辐照水稻品种嘉浙B的种子,从处理后代中获得了稳定的类病斑突变体嘉浙DB。为了阐明该突变体性状形成的遗传和生物学基础,开展了突变基因定位和类病斑特征及叶绿体相关特性的研究。结果表明,嘉浙DB是一种典型的Sekiguchi类病斑突变体,在无病原菌侵染和外界胁迫的情况下,叶片上可自发形成棕黄色病斑,病斑的面积随着植株的生长不断扩大;在病斑扩展阶段,突变体叶片细胞中叶绿体结构紊乱,提早降解,光合作用效率显著下降;嘉浙DB的类病斑性状属隐性性状,很可能受LOC_Os12g16720的1个突变等位基因控制,其第1 425位核苷酸G缺失可导致移码突变从而编码一个截断的蛋白;突变体中清除活性氧的4个叶绿体抗坏血酸过氧化物酶(APX)的基因转录水平在白天光合作用下均显著高于野生型,而在夜间则无显著差异。叶绿体的结构紊乱及细胞内的高活性氧含量可能是引发突变体叶片细胞凋亡的原因。本研究为从叶绿体的角度阐述Sekiguchi类病斑发生的分子机制提供了依据。

我国作物设计育种体系发展及挑战

作物设计育种是全球育种技术研究的“圣杯”。由于农作物有其环境适应性和应用多元化,作物设计育种是需要将有利等位基因聚合并克服同时空表达可能出现的问题,选育出在不同环境下所需品种的过程,是一个以遗传学为基础,结合作物栽培与耕作学、生物技术、信息技术,并涉及材料学和机械工程等多学科交叉的技术体系。育种的发展经历了最初的基于表型的选择,到当前基于基因组或基因水平的设计,是一个逐渐进步和技术化的过程。本文通过梳理总结作物育种的发展历程,结合作物育种的发展规律和人们的主观需求,提出作物设计育种未来的趋势,并对设计育种在新技术与常规育种的融合及其商业化发展中遇到的挑战进行了重点阐述,探索符合我国种业发展需求的底层技术驱动下未来商业化作物设计育种体系。

稻米脱脂与未脱脂米粉的DSC热力曲线和RVA特征值比较

以4个典型品质类型的早籼水稻品种为材料,利用差示扫描量热分析仪(DSC)和淀粉粘度测定仪(RVA),对其在不同播期种植条件下的脱脂米粉样品与未脱脂米粉样品的DSC热谱和粘度特征值进行了比较分析.结果表明:脱脂米粉样品与未脱脂米粉样品在起始温度(To)、峰值温度(Tp)、终结温度(Tc)上的差异不明显,两者的DSC热谱差异主要表现在热焓值(?T)上,经脱脂处理后米粉样品在糊化过程中的热焓值(?T)较其未经脱脂的对照样品显著降低;在RVA粘度特征上,稻米米粉经脱脂处理后崩解值(Breakdown)明显升高,消减值(Setback)有所降低,而其在最高粘度(PV)、热浆粘度(HS)、最终粘度(FV)和回冷恢复值(Consistence)上的变化特征则不甚明显.

大麦对新除草剂丙酯草醚敏感反应的生理作用和细胞学特性

【目的】分析大麦对新型除草剂丙酯草醚的生理反应,研究该除草剂处理对大麦幼苗的生理指标及根系细胞亚显微结构、有丝分裂的影响,为明确丙酯草醚在大麦田的使用安全性和作用机理奠定理论基础。【方法】在大麦四叶期喷施不同浓度丙酯草醚,分析处理后乙酰乳酸合成酶(ALS)活性、蛋白含量、叶绿素荧光参数、叶绿素含量、光合速率的变化趋势,并研究100 mg·L-1浓度丙酯草醚对根尖细胞发育的影响。【结果】田间推荐浓度100 mg·L-1丙酯草醚在处理初期对大麦幼苗的影响较小,但随处理时间延长,该浓度处理对大麦叶片ALS活性、蛋白含量、光合系统各项参数的抑制作用加剧,并造成根尖细胞液泡体积减小、数量减少、微粒体数量增多、有丝分裂指数降低等现象。500、1 000 mg·L-1浓度处理在不同时期对大麦各项生理指标均表现出显著的抑制作用。【结论】大麦对100 mg·L-1丙酯草醚在处理后期反应较为敏感,500、1 000 mg·L-1浓度处理对苗期大麦不安全,光合系统受抑制及线粒体中微粒体的变化可能与丙酯草醚的作用机理有关。

蛋白质对稻米米粉热力学和黏滞特性的影响效应

以4个典型品质类型的早籼水稻品种为材料,利用差示扫描量热分析仪(DSC)和淀粉黏度测定仪(RVA),对其在不同播期种植条件下的脱蛋白米粉样品与未脱蛋白米粉样品的DSC热谱和黏度特征值进行了比较分析。结果表明:经脱蛋白处理后米粉样品的起始温度(To)、峰值温度(Tp)、终结温度(Tc)及在糊化过程中的热焓值(?T)较其未经脱蛋白的对照样品显著升高;在RVA黏度特征上,稻米米粉经脱蛋白处理后最终黏度(FV)、回冷恢复值(Consistence)和消减值(Setback)均显著降低,崩解值(Breakdown)则明显升高,RVA谱中到达最高黏度(PV)时间明显缩短。

利用分子标记辅助选育油菜隐性上位互作核不育临保系

以湘油15、沪油15、优88和沪油17分别与临保系HYZ1-TAM杂交,在其F2利用与不育基因Bnms3和隐性上位基因Bnrf连锁的分子标记对临保系基因型单株进行筛选,并对筛选获得的单株进行测交验证确定是否为临保系基因型.结果表明:在4个品种的转育F2群体共355个单株中,利用分子标记辅助选择获得了62个标记基因型为临保系的单株,这些单株经测交证实有57株为真实临保系,分子标记辅助选择的准确率为91.94%.根据实验结果推测,本研究所用的4个甘蓝型油菜品种在Bnms4基因位点未出现显性可育等位基因.实验结果验证了分子标记辅助选择具有较高的准确率,对开展该不育系统的转育工作具有很好的借鉴意义.

稻米中蛋白质和脂类与稻米品质的关系综述

简要介绍了稻米中蛋白质和脂类物质的特征,综述了蛋白质和脂类物质对稻米蒸煮食味品质、储藏品质、外观品质、加工品质等品质的影响,以期为优质水稻品种的选育与稻米制品的加工等工作提供参考。

我国江浙地区粳稻品种间的植酸与蛋白质组分差异及其相关性

选用我国江浙地区近期育成的晚粳稻品种(系)29个,对它们在浙江杭州相同栽培条件下籽粒中的植酸、蛋白质含量与其组分差异及其相关性进行了分析。供试29个品种(系)植酸含量的平均值为0.868%,变化幅度为0.699%-1.034%,其中秀水系列品种的植酸含量一般较低,而武育粳系列和淮字系列品种(系)的植酸含量则相对较高;供试29个品种材料总蛋白质含量的平均值为8.722%,其含量大致呈正态分布。在4种蛋白质组分中,谷蛋白、球蛋白和清蛋白在品种间的变异系数较大,而醇溶蛋白则相对较小,且在分布频率上也表现出品种类型间的差异特征;除谷蛋白与总蛋白质之间存在着极显著的正相关外,供试29个品种(系)的植酸含量与蛋白质含量及4种蛋白质组分含量间并无密切的关系。

油菜苗期抗旱性鉴定及抗旱指标评价

为提高油菜苗期抗旱性鉴定效率,筛选抗旱优异种质,以具有代表性的79份油菜为研究材料,通过PEG 6000模拟干旱胁迫和盆栽苗期干旱存活率试验,分析油菜苗期在干旱胁迫下鲜重、干重、叶面积、相对含水量和抗氧化酶活性等12个指标的变化规律,结合抗旱系数和抗旱度量值(D值)为衡量指标,对油菜材料进行了抗旱性综合评价。结果表明,7个抗旱指标表现出显著差异,其中地上鲜重和叶面积平均降幅分别为69.5%和57.9%,过氧化物酶(POD)和脯氨酸(Pro)平均增加67.2%和294%。利用抗旱性度量D值评价不同品种的抗旱性,筛选出39个干旱敏感品种、8个抗旱品种、32个中度抗旱品种。D值与相对含水量(0.221*)、地上鲜重(0.297**)、地上干重(0.253*)、地下鲜重(0.321**)、地下干重(0.324**)、过氧化氢酶(CAT)活性(0.276*)、POD活性(0.496**)和Pro含量(0.745**)均呈显著正相关,可作为油菜苗期抗旱性鉴定的辅助指标。

草除灵对甘蓝型油菜苗期生理生化及超微结构的影响

为探明草除灵作用的生理机制及其胁迫下不同甘蓝型油菜品种的耐性差异机制,以浙大619、浙大622为试验材料,对苗期油菜叶面喷施不同浓度的草除灵,采用生理生化分析方法、叶绿素荧光技术和超显微技术,探究草除灵对甘蓝型油菜苗期生理生化特性以及超微结构的影响。结果表明,低浓度(2.5 g·L^(-1))的草除灵对2个油菜品种的生长无显著影响,当草除灵浓度大于5.0 g·L^(-1)时,随着处理浓度的升高,油菜生长受抑制的程度逐渐增加,净光合速率、叶绿素含量和叶绿素荧光值显著下降,抗氧化酶系统的活性降低,膜脂过氧化加剧,活性氧积累增多,叶绿体、线粒体等叶肉细胞超微结构受损,且浙大619的抗草除灵胁迫能力高于较敏感品种浙大622。因此,本研究明确了草除灵对甘蓝型油菜安全性的影响,这对该除草剂的田间推广应用具有重要意义。

不同籼稻杂交组合籽粒植酸含量的配合力分析

利用包括5个具有广泛代表性的不育系和16个恢复系在内的籼型三系杂交稻亲本,采用不完全双列杂交设计,通过对籽粒中植酸含量和一些重要产量性状指标的测定分析,评价其参试亲本材料的籽粒植酸含量的一般配合力和各组合的特殊配合力。结果表明,母本和父本对杂交组合中的籽粒植酸含量变异均有一定贡献,但母本配合力方差的F值要大于父本;一般配合力相对效应值(GCA)较低的亲本材料,其组合的特殊配合力相对效应值(SCA)并不一定也低。在80个杂交组合中,籽粒植酸含量与产量、株高、穗长、有效穗数、总粒数、结实率和经济系数等重要农艺性状间的相关性均不显著,但与千粒重呈极显著正相关。

吸烟人群饮食习惯引起的吸烟(烟气)偏好分析

我国吸烟群体巨大,其消费心理和行为偏好等人文因素研究,可以准确了解和干预吸烟行为。为了研究吸烟人群不同饮食习惯引起的吸烟(烟气)偏好及其引起偏好的卷烟香味成分因素,对杭州、广州、成都、沈阳和兰州5个不同区域吸烟人群进行了大规模群体调查,根据特定人群评吸卷烟样品感官评价结果,和化学分析测定各样品香味成分释放量的结果,确定引起偏好的可能卷烟香味成分。研究结果表明,吸烟人群饮食习惯的差异会对吸烟偏好产生明显影响,如偏好香辣、鲁菜的饮食习惯对卷烟香气质量、饱满度以及余味舒适度的诉求较高;发现卷烟烟气中释放的几种香气成分对卷烟感官品质具有较大影响;获得了几种主要卷烟香味成分与饮食口味偏好的关联,从而确定了引起不同饮食习惯人群卷烟感官偏好的卷烟香气化学成分。本研究结果对合理指导香烟消费、降低健康危害具有积极意义。

从水稻基因组序列中挖掘生物信息

重点介绍了在水稻基因组序列分析方面取得的几项最新研究结果.内容主要包括:水稻基因组被证实曾发生过全基因组倍增;水稻基因组大小变化的趋势;水稻籼粳亚种的分化时间比以前估计的100万年前要迟得多;对水稻基因产生GC含量负梯度现象的解释.