低温对不同耐冷性水稻品种秧苗生理特性及根尖解剖结构的影响

以秧苗期耐冷性不同的2个水稻品种湘早籼45和三七十萝为材料,利用光照培养箱分别设适温(25℃,CK)和低温(10℃)两个处理,研究低温下水稻秧苗生理特性及根尖解剖结构的变化,以探明低温对水稻秧苗的影响机理。结果表明,与对照相比,低温下幼苗总根数、最长根长、根鲜重、根干重、根系总吸收面积、活跃吸收面积和根系活力下降,且随着处理时间的延长降低幅度增大,冷敏感品种湘早籼45幼苗的降幅大于耐冷品种三七十萝;低温下根系SOD活性、POD活性表现为先增加后降低的趋势,根系相对电导率、MDA含量增加,耐冷品种三七十萝根系SOD活性、POD活性、相对电导率、MDA含量变幅小于冷敏感品种湘早籼45;低温下根系分泌物游离氨基酸含量和可溶性糖含量呈现先增加后降低的趋势,耐冷性品种三七十萝变幅高于冷敏感品种湘早籼45;低温下冷敏感品种湘早籼45根尖薄壁细胞形状不规则,排列疏松,细胞间隙大,维管束结构不清晰,木质部排列紊乱,而耐冷品种三七十萝低温下根尖薄壁细胞形状较规则,细胞排列较紧密,细胞间隙小,维管束结构较清晰,木质部和韧皮部清晰可见。研究结果说明水稻幼苗受低温激发通过诱导不同生理和形态变化以应对低温的影响。

基于iTRAQ技术的不同耐热性水稻花药差异蛋白分析

为从蛋白质水平揭示耐热与热敏感水稻花药响应高温胁迫的分子机制,本研究以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,采用iTRAQ技术对高温和适温条件下水稻花药进行差异蛋白质组学分析。结果表明,在996高温-996适温、4628高温-4628适温、996高温-4628高温和996适温-4628适温4个比较组中,共筛选到957个差异表达蛋白,其中上调表达蛋白398个,覆盖率达20%以上的蛋白占鉴定总蛋白的50. 96%。GO分析显示,抽穗开花期花药差异蛋白主要集中于代谢过程和细胞过程,在细胞组成方面主要分布于胞内部分、细胞器和细胞,分子功能主要涉及催化活性、绑定等。花药差异蛋白通路分析显示,来源于bZIP和DOF家族的2个转录因子差异表达,DOF家族基因上调,b ZIP家族基因下调; 18个HSPs基因中大部分表达上调;与植物激素和信号传导相关基因大部分表达下调; 10个活性氧(ROS)相关基因中5个表现为上调;与次生代谢相关基因大部分下调。本研究结果为揭示水稻花药高温胁迫的应答分子调控机制提供了一定的理论基础。

水稻小粒不育系新组合卓两优141混播制种优势分析

传统的杂交水稻制种方式落后、效益低、成本高的问题,制约了杂交稻推广应用。利用小粒型不育系可实现杂交水稻混播、混收、机械分离等全程机械化制种,降低杂交稻制种成本,提高制种效率。本研究以小粒型不育系卓201S、大粒恢复系R141和新组合卓两优141为材料,对其适合机械化制种的农艺性状、异交特性、混播制种及大面积制种实践进行了研究。结果表明,与C815S相比,卓201S株高较矮,穗长较长且直立,包颈粒率、穗萌率、黑粉病、开颖率均低于C815S,对"九二〇"较敏感,且较难落粒,具有较好的农艺性状。而R141株高较高,花粉数量大,花期长,且对环境温度较钝感,两者均具有良好的异交特性。卓201S谷粒厚1.71mm,千粒重14.00g,R141谷粒厚2.23 mm,千粒重28.20 g,两者籽粒大小差异显著,通过特定的狭长形筛孔筛子,实现了杂种F1与父本种子的高效分离,杂交种子含父本率为0,杂种损失率为2.31%,种子纯度在生产上达标,可实现机械化制种;与传统制种模式相比,混播制种可使父本基本苗减少85%,母本容量增加20%,制种产量增加21.37%,制种综合效益增加31.4%。父母本较好的农艺性状、异交特性,且粒型大小差异明显,是小粒型不育系新组合卓两优141机械混播制种的优势,可实现杂交水稻全程机械化制种,因此具有广阔的应用前景。

2,4-表油菜素内酯对低温胁迫下水稻种子萌发及生理特性的影响

为了探究低温胁迫下2,4-表油菜素内酯(EBR)对水稻种子萌发和生理特性的影响,本研究采用不同浓度的EBR溶液在低温(15℃)胁迫下处理水稻种子,研究EBR溶液对水稻种子萌发特性、抗氧化酶活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量等的影响。结果表明,在低温胁迫下,0.001μmol/L EBR处理能够促进种子萌发,其发芽势较常温对照和低温对照分别提高17.1%和33.4%;各浓度EBR处理均能够显著增加茎粗,比低温对照增加17.2%~54.0%;各浓度EBR处理后,根的SOD活性和芽的POD活性明显高于常温对照,并且芽的SOD活性和根的POD活性随EBR处理浓度提高而增强,而芽的可溶性蛋白含量以0.001μmol/L EBR处理处理作用最为明显,相比低温对照提高14.2%,而此浓度处理根中MDA含量较对照降低22.74%。由此可知,0.001μmol/L EBR处理能有效缓解水稻种子在低温胁迫下受到的损伤。本研究为EBR调控水稻种子低温耐受机制奠定了基础。

氯化镧对不同叶色水稻叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响

为了探究氯化镧对不同叶色水稻抗氧化酶活性的影响,研究了不同时期喷施氯化镧溶液对P88S(绿叶)和黄1S(黄叶)的叶绿素含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:100 mg/L的氯化镧能够显著提高P88S和黄1S的抗氧化能力,在分蘖期超氧化物歧化酶活性分别提高31.2%和50%,达413.2μmol/g FW和484.9μmol/g FW;抽穗期过氧化物酶活性分别增加7.5%和30.7%,达199.2μmol/g FW和130.1μmol/g FW,且能显著降低丙二醛的含量,分别降低34%和24.7%,达5.55 nmol/g和5 nmol/g。100 mg/L氯化镧溶液处理后,黄1S相比P88S,超氧化物歧化酶活性在分蘖期、孕穗期和抽穗期分别增加14.8%、3.2%和33.7%,过氧化物酶活性分别增加7.5%、21.1%和18.1%。综合分析表明,喷施100 mg/L氯化镧溶液能够提高不同叶色水稻的抗氧化酶活性及丙二醛含量,从而提高叶片的抗氧化能力。

SSR、SFP、InDel和ILP标记在不同抗瘟性水稻品种中的应用比较

利用SSR、SFP、InDel和ILP标记对水稻品种进行通用性分析,明确其PCR扩增的有效性和多态性,以期为分子标记辅助选择的应用效果评价奠定基础。结果表明:选用1678对标记对TY和CO39进行PCR扩增,有扩增产物的标记为1578对,扩增产物率为94.04%,其中,两亲本间共检测到133对多态标记,多态检出率为10.34%。4种分子标记间比较发现,SSR标记具有数量多、染色体覆盖度广等特点,而ILP标记的多态检出率最高,达28.90%,分别是SSR、SFP和In Del标记的2.79、4.77、1.47倍。因此,在水稻育种实践中,将SSR和ILP标记结合用于基因型筛选,可以提高选择效率,加快育种进程。

花后不同时段高温对水稻籽粒充实的影响

以耐热性不同的2个水稻品系为材料,研究了花后不同时段高温对水稻籽粒充实的影响。结果表明,花后不同时段高温条件下,水稻籽粒千粒重和充实度降低,且随胁迫时间延长下降幅度增大,热敏感品系4628籽粒千粒重和充实度的下降幅度大于耐热品系996。高温胁迫下种子可溶性糖、蔗糖和ABA含量增加,但随着胁迫时间延长呈现降低趋势,而高温下淀粉积累减少。高温胁迫下水稻种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数下降,热敏感品系4628的下降幅度均大于耐热品系996;花后高温条件下,籽粒胚乳淀粉粒排列结合较为疏松,淀粉粒间空隙大,多为单粒淀粉体,导致籽粒充实不良。

外源6-BA和BR对不同灌溉方式下水稻光合特性及产量的影响

为探讨外源6-BA和BR对水稻不同生育时期耐旱性的影响,以‘H优518’为试验材料,研究其分蘖期、孕穗期、灌浆期喷施外源6-BA溶液和BR溶液对不同灌溉方式下水稻光合色素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_(2)浓度、产量及产量构成的影响。结果表明,外源喷施6-BA溶液和BR溶液在短期(0~12 d)可以提高不同灌溉方式下光合色素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,并降低胞间CO_(2)浓度,同时能够提高穗粒数、结实率与千粒重等。此外,喷施外源6-BA溶液效果优于BR溶液,其在分蘖期对光合色素含量的影响较为明显;而在孕穗期和灌浆期对水稻光合作用促进效果更佳,因此,在水稻孕穗期喷施6-BA溶液能够有效提高光合作用及产量。本研究为水稻水分高效利用提供了理论指导。

外源多效唑、ABA、2,4-D和NAA对水稻秧苗生长特性的影响

为了探讨不同植物生长调节剂对水稻幼苗生长特性的影响,筛选适宜水稻机插的植物生长调节剂类型及其浓度,本研究以‘株两优189’和‘中嘉早17’为试验材料,研究外源多效唑、ABA、2,4-D和NAA对水稻幼苗叶龄、绿叶数、苗高、白根数、总根数、茎基宽、秧苗鲜重及干重等的影响。试验结果表明:多效唑对水稻秧苗苗高抑制作用最为显著,ABA、2,4-D次之;NAA在一定程度上能够提高秧苗苗高;四种植物生长调节剂均能有效提高水稻秧苗的白根数,其中以ABA处理提高作用最显著,并且四种植物生长调节剂对茎基宽均表现为促进作用,呈现随浓度增加,秧苗茎基宽增加的趋势。综上来看,C2浓度多效唑浸种和C4浓度ABA浸种均能有效培育矮壮秧苗。本研究为培育适宜机械化生产的水稻育秧技术提供了理论指导。

不同施钾量对杂交晚稻产量和稻米品质的影响

以桃优香占和隆晶优1号为材料,研究不同施钾量对杂交晚稻产量及其构成因素以及稻米品质的影响。结果表明,随着施钾量的增加,成穗率、有效穗数、每穗总粒数、结实率和产量均呈现先增加后降低趋势,以施钾量150 kg/hm2的K2处理的产量最高,桃优香占和隆晶优1号K2处理的实际产量分别为7 889.55和7 955.10 kg/hm2,分别比对照K0处理增产6.21%和5.89%;适量增施钾肥可提高稻米糙米率、精米率和整精米率,降低垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量,还可以降低最终黏度、消减值和回复值,增加胶稠度、最高黏度、热浆黏度和崩解值,有利于改善稻米品质,以施钾量150 kg/hm2的K2处理的稻米品质最佳。综合实验结果,杂交晚稻高产优质化栽培的适宜施钾量以150 kg/hm2为宜。