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2018年, 第32卷, 第3期
刊出日期：2018-05-10 上一期    下一期
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籼稻C84和粳稻春江16B重组自交系遗传图谱构建及籽粒性状QTL定位与验证 周梦玉, 宋昕蔚, 徐静, 付雪, 李婷, 朱雨晨, 肖幸运, 毛一剑, 曾大力, 胡江, 朱丽, 任德勇, 高振宇, 郭龙彪, 钱前, 吴明国, 林建荣, 张光恒 2018, 32(3): 207-218.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7120 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(886KB) ( )   【目的】本研究旨在挖掘水稻粒型新基因、探索其分子机理,解析籽粒发育调控遗传网络奠定基础,并为通过分子标记聚合有利基因开展超级稻分子设计育种提供理论依据。【方法】以植株和籽粒形态差异较大的晚粳稻品种春江16B(CJ16B）和广亲和中籼稻背景恢复系C84为亲本构建含有188个家系的重组自交系为作图群体,利用158对在双亲中存在多态性差异的分子标记,构建了遗传连锁图谱,总遗传距离为1428.40cM,平均标记间距为9.04cM。在构建遗传图谱的基础上,完成RIL188个株系籽粒的粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒重等5个性状考查并进行QTL定位。【结果】在海南陵水和浙江杭州两地共检测到籽粒相关主效QTL30个,包括籽粒QTL新座位18个,解释遗传变异3.51%~17.25%。其中粒长、粒宽、粒厚和长宽比QTL位点分别为9个、5个、5个和6个,千粒重QTL位点5个。经基因座位比对,发现有5个QTL区间与已克隆的调控籽粒形态相关基因座位相近,我们通过对双亲目标基因的测序并根据差异位点设计dCAPs分子标记进行验证。【结论】该RIL群体及其遗传图谱可用于水稻重要农艺性状主效QTL基因的定位和克隆,新定位的18个粒型QTL可以为水稻籽粒发育调控网络提供补充和资料积累。

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利用CRISPR/Cas9系统定向编辑水稻SD1基因 胡雪娇, 杨佳, 程灿, 周继华, 牛付安, 王新其, 张美良, 曹黎明, 储黄伟 2018, 32(3): 219-225.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7106 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(758KB) ( )   【目的】半矮秆水稻品种的选育和应用是水稻育种的最重大成果之一。半矮秆品种大多是半矮秆基因SD1(semi-dwarf1)功能缺失突变体,为了获得sd1突变体,本研究对SD1基因进行了定向编辑。【方法】利用CRISPR/Cas9系统,以SD1基因为靶基因,构建基因编辑载体CRISPR-SD1,用农杆菌介导的方法转化水稻恢复系申繁17和申繁24。【结果】在2个转化受体的T0代均获得了纯合的sd1突变体,并且在T1代株系中分离出了不含转基因序列的植株。2个品种的sd1突变体与各自的野生型相比,株高分别下降了25%左右。【结论】利用CRISPR/Cas9系统可以有效地对目的基因进行编辑,在水稻分子育种领域具有巨大的应用价值。

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冬季种养结合对双季稻生长与土壤肥力的影响 张浪, 周玲红, 魏甲彬, 成小琳, 徐华勤, 肖志祥, 唐启源, 唐剑武 2018, 32(3): 226-236.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7149 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1394KB) ( )   【目的】以长江中下游地区冬季休闲稻田为研究对象,研究冬季种养制度对后季稻田土壤肥力及水稻产量的影响,以期为南方稻田生态保育提供理论依据。【方法】设置紫云英养鸡(milk vetch+ chicken, MC)、黑麦草养鸡(ryegrass + chicken, RC)、单种紫云英(milk vetch, M)、单种黑麦草(ryegrass, R)及冬闲(winter fallow, WF) 5个处理。【结果】冬季种养期间,MC和RC两处理水稻产量均显著高于其他处理,且MC处理增产效果最佳。MC和RC两处理能显著提高双季稻田有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量,与冬闲相比分别提高了17.36%和22.95%、73.73%和250.48%、76.36%和85.11%、67.89%和70.05%;土壤全磷和速效磷含量以M处理最高;各处理对全钾含量影响不大。相关分析表明,水稻理论产量与成熟期土壤硝态氮、铵态氮、全氮、有机质含量显著相关(P<0.05),冬季种养主要通过提高有效穗数影响水稻产量。【结论】与冬闲和单种绿肥相比,绿肥过腹还田有利于土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮含量的提高;与单种绿肥相比,绿肥过腹还田更有利于水稻分蘖数、叶面积系数和干物质量与稻谷产量的形成,且紫云英养鸡处理效果最显著。冬季种养结合模式下,有机质、全氮、铵态氮、硝态氮利于增源扩库,促进水稻增产。因此,冬闲田种养结合可满足后季水稻生长的养分需求,在稻田生态保育的基础上促进水稻增产,对长江中下游地区稻田可持续发展具有极其重要的指导意义。

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实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量和品质的影响 剧成欣, 陈尧杰, 赵步洪, 刘立军, 王志琴, 杨建昌 2018, 32(3): 237-246.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7102 237 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(797KB) ( )   【目的】本研究旨在阐明实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量、氮肥利用效率和稻米品质的影响。【方法】以4个粳稻品种(淮稻5号、连粳7号、宁粳1号和扬粳4308)为材料,设置了氮空白、农民常规施肥和实地氮肥管理3个氮肥处理,观察了不同氮肥处理下产量构成、氮肥利用效率和稻米品质的变化特征。【结果】与农民常规施肥相比,实地氮肥管理显著提高了水稻的产量和氮肥利用效率。实地氮肥管理显著提高了水稻的整精米率、胶稠度、热浆黏度和崩解值,显著增加了稻米中清蛋白和谷蛋白的含量,显著降低了垩白度、直链淀粉含量和糊化温度。依据不同品种在较低施氮量下产量和氮肥利用效率的响应,将供试品种分为A型(淮稻5号和连粳7号)和B型(宁粳1号和扬粳4038)。与氮响应B型品种相比,氮响应A型品种的整精米率、清蛋白和谷蛋白含量、崩解值较高,垩白度、直链淀粉含量、消减值较低。【结论】实地氮肥管理可以提高不同粳稻品种的产量和氮肥利用效率,对氮响应A型品种的效果更为明显,其米质对氮肥的响应更为敏感。

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播种量对机插水卷苗秧苗素质及产量形成的影响 李玉祥, 何知舟, 丁艳锋, 王绍华, 刘正辉, 唐设, 丁承强, 陈琳, 李刚华 2018, 32(3): 247-256.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7103 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1162KB) ( )   【目的】本研究旨在探明水卷苗机插高产适宜的播种量。【方法】以长江中下游地区代表性品种武运粳24号(常规粳稻)和6两优9368(杂交籼稻)为供试材料,研究不同播种量对水卷苗秧苗素质、机插质量、大田生长特性及产量的影响。【结果】移栽前秧苗地上部和根系干物质量、发根力、根系活性、成苗率、苗基宽、重高比及光合速率均随着播种量的降低而显著增强,叶面积指数显著下降。小播量处理秧苗返青活棵快、分蘖发生力强、每穗粒数多,但播量过小导致基本苗和穗数不足,当武运粳24号播种量从180g/盘降低到120g/盘(738.9g/m2)、6两优9368播种量从110g/盘降低到70g/盘(431.0g/m2)时,产量没有显著变化;但播种量继续降低,产量均显著下降。【结论】水卷苗育秧方法适宜播种量,常规粳稻为2.03粒/cm2,杂交籼稻为1.14粒/cm2。

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钵苗机插水稻氮素吸收与利用特征 胡雅杰, 吴培, 朱明, 邢志鹏, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 郭保卫, 张洪程 2018, 32(3): 257-264.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7086 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(910KB) ( )   【目的】旨在阐明钵苗机插水稻氮素吸收与利用特征。【方法】于2013–2014年在扬州大学兴化试验基地选用大穗型品种甬优2640和甬优8号,中穗型品种武运粳24号和宁粳3号,小穗型品种淮稻5号和淮稻10号为试验材料,以毯苗机插为对照,研究钵苗机插水稻氮素积累、转运与利用特性。【结果】不同穗型品种的钵苗机插较毯苗机插在水稻分蘖中期、拔节期、抽穗期和成熟期植株含氮率和吸氮量较高。在移栽至分蘖中期、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期阶段,不同穗型品种钵苗机插氮素积累量和氮素吸收速率较毯苗机插高。与毯苗机插相比,不同穗型品种的钵苗机插水稻叶片的氮素输出量、氮素表观转运率和氮素转运贡献率显著提高,而茎鞘的氮素表观转运率和氮素转运贡献率较低。对氮素利用率而言,不同穗型品种的钵苗机插较毯苗机插氮肥偏生产力显著提高,氮素收获指数增加,其中大穗型品种差异显著。【结论】钵苗机插较毯苗机插生育中、后期氮素吸收能力强,后期叶片氮素转运量大、贡献率高,植株总氮素积累量和氮肥利用率显著提高。

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RCPs情景下福建省水稻生产的适应性调整模拟研究 周桐宇, 江敏, 孙汪亮, 孙彬 2018, 32(3): 265-276.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7104 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1601KB) ( )   【目的】气候变化对农业生产的影响日趋明显。分析未来气候变化所产生的影响,模拟调整作物耕作和栽培措施,为有效减轻未来气候变化带来的负效应提供参考。【方法】根据联合国政府间气候变化专门委员会第5次工作报告中未来可能的温室气体排放情况,以BCC_CSM模式模拟未来的气候变化情景,选取RCP4.5和RCP8.5两种典型浓度路径情景,与作物模型CERES-Rice耦合,筛选出了未来气候变化条件下福建省各稻区可能的最佳品种和播期,并研究分析了品种更替和播期调整后的水稻单产、稳产性以及全省水稻总产的变化。【结果】在RCP4.5和RCP8.5情景下,闽东南双季稻区早稻的模拟产量较未作适应性调整分别增加1.6%和1.9%,晚稻的模拟产量依次增加13.5%和9.8%;闽西北双季稻区早稻的模拟产量依次提高1.4%和1.0%,晚稻的模拟产量依次提高11.5%和7.9%;闽西北山地单季稻区一季稻的模拟产量分别增加14.1%和13.7%。在综合考虑两种适应性措施后,福建省各稻区总产也较当前明显提高,在RCP4.5和RCP8.5两种情景下,分别提高9.3%和10.5%。【结论】未来气候变化对福建省水稻产量有不利影响,可采取一定的适应性措施缓解负效应。

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水稻纹枯病拮抗细菌7-5的鉴定及其生防机制初步研究 张清霞, 张迎, 何玲玲, 陈夕军, 童蕴慧, 纪兆林 2018, 32(3): 277-284.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7074 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(985KB) ( )   【目的】旨在获得对水稻纹枯病有生防效果的拮抗细菌,探索生防细菌作用机理。【方法】通过苗期防病试验从本实验室保存的7株拮抗细菌中筛选对水稻纹枯病有较好防病效果的菌株。结合生理生化性状和16S rDNA基因序列同源性分析,对生防细菌7-5进行初步鉴定,并通过PCR扩增、薄层层析等探讨7-5产生抗生素的种类。【结果】供试7株细菌中7-5、4-74和4-78对水稻纹枯病防效分别可达69.0%、70.8%和75.4%。其中4-74和4-78抑菌谱窄,7-5对水稻纹枯病菌、桃褐腐病菌和草莓灰霉病菌都具有较强抑菌能力。菌株7-5 鉴定为绿针假单胞菌;该菌株可产生吩嗪-1-羧酸、嗜铁素、氢氰酸、蛋白酶、藤黄绿脓菌素和2,4-二乙酰基间苯三酚等抗菌物质,不产生硝吡咯菌素、几丁质酶和纤维素酶。【结论】绿针假单胞菌7-5主要通过产生抗生素防治水稻纹枯病。

综述

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水稻类病变突变体性状及分子机理研究进展 焦然, 徐娜, 胡娟, 宋周琳, 胡佳青, 饶玉春, 王跃星 2018, 32(3): 285-295.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7153 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(895KB) ( )   类病变突变体是植物在无显著逆境或损伤情况下以及未受到病原物危害时叶片上自然形成的类似病斑的一类突变体。水稻类病变突变体的产生常伴有抗病性的增强,其中涉及到防御相关基因的表达。相关研究主要集中于各种突变体的定位和克隆以及突变体的抗病性和抗病机制。综述了水稻类病变突变基因的性状及抗病性的研究进展,特别是对水稻类病变突变体形成原因、遗传特性、调控途径进行了梳理,并提出对水稻抗病育种的展望,以期为进一步分析类病变突变体的各种机制奠定理论基础,并为水稻育种提供参考。

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水稻种子活力的研究进展 张安鹏, 钱前, 高振宇 2018, 32(3): 296-303.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7140 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(442KB) ( )   水稻作为重要的禾谷类作物之一,如何提高其产量一直备受人们关注。随着直播技术在亚洲一些国家和地区的广泛应用,水稻种子活力这一农艺性状显得尤为重要。本文对种子的发育和萌发过程和种子活力的概念加以说明,同时分析了水稻种子活力的影响因素、生理生化机制和遗传机理,介绍了水稻种子活力QTL/基因定位的研究进展并提出了展望,对指导以改良种子活力为目标的作物育种具有重要意义。

研究简报

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两种药剂亚致死浓度对稻纵卷叶螟生长发育及解毒酶活性的影响 杨亚军, 王彩云, 徐红星, 鲁艳辉, 吕仲贤 2018, 32(3): 304-310.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2018.7080 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(676KB) ( )   【目的】为了明确毒死蜱和氯虫苯甲酰胺对稻纵卷叶螟的亚致死效应,【方法】我们采用离体叶片浸渍法,2龄稻纵卷叶螟幼虫在亚致死浓度(LC10和LC25)浸渍下的水稻叶片上处理72h,然后观察稻纵卷叶螟的生长发育状况,并测定了其体内主要解毒酶活性。【结果】毒死蜱亚致死浓度LC10和LC25处理组幼虫历期较对照显著延长;蛹历期显著短于对照,雌雄成虫寿命与对照无显著差异。氯虫苯甲酰胺亚致死浓度LC10和LC25处理组,幼虫历期和蛹历期与对照均无显著差异;LC10处理组雌成虫寿命缩短。毒死蜱LC10和LC25处理组,稻纵卷叶螟体内的酯酶和谷胱甘肽转移酶活性均显著高于对照。氯虫苯甲酰胺LC10和LC25处理后其体内的酯酶活性显著增加;LC25处理组的谷胱甘肽转移酶活性显著高于对照。【结论】研究结果表明,毒死蜱和氯虫苯甲酰胺亚致死浓度处理使稻纵卷叶螟部分生长期发育放缓,但诱导体内部分解毒酶活性上升。稻纵卷叶螟处于这两种杀虫剂亚致死浓度的选择压下,将有利于抗药性的积累与发展。