王坚钢[1]2001年在《水稻品种有关性状的差异及其与产量的关系》文中研究指明在群体水培条件下，以不同年代、不同产地的籼稻品种（组合）41个、粳稻品种（组合）40个为供试品种，研究籼、粳水稻品种根系性状的种质资源、高产水稻品种的地上部、地下部特征以及根系有关性状与地上部有关性状及产量的关系，主要结果如下： （1）籼、粳稻品种间诸性状的差异较大，籼稻品种间地上部性状最大值与最小值比值的变幅为1.47～12.03倍，地下部性状的变幅为1.52～4.70倍；粳稻品种间地上部性状最大值与最小值比值的变幅为1.70～4.38倍，地下部性状的变幅为1.59～3.97倍。 （2）使用聚类分析法将籼、粳稻品种的产量由高到低分成A、B、C、D、E、F六类。其中籼型水稻品种的平均产量：A类为10007.9kg·hm~(-2)，B类为8593.2kg·hm~(-2)，C类为7224.3kg·hm~(-2)，D类为6250kg·hm~(-2)，E类为5580.4kg·hm~(-2)，F类为4289.8kg·hm~(-2)；粳型水稻品种的平均产量：A类为7572.2kg·hm~(-2)，B类为6394.2kg·hm~(-2)，C类为5645.3kg·hm~(-2)，D类为4725.1kg·hm~(-2)，E类为3786.8kg·hm~(-2)，F类为2258.7kg·hm~(-2)。 （3）从产量构成因素来看，籼型高产水稻品种的主要特征为每穗颖花数多、单位面积颖花量和单位面积库容量大、结实率高；粳型高产水稻品种的主要特征为单位面积穗数多、单位面积颖花量和单位面积库容量较大、结实率高。 （4）从物质生产与分配来看，籼型高产水稻品种的主要特征为抽穗前、后物质生产量大、生物产量高、经济系数较高；粳型高产水稻品种的主要特征为抽穗前、后物质生产量大、生物产量高、经济系数高。 （5）从根系性状来看，籼型高产水稻品种根系的主要特征为每株不定根数多、每条不定根长度和每株不定根长度长、单位干重根系活性和单株根系活性 扬州大学硕士学位论文高、单株根系活跃吸收表面积大；粳型高产水稻品种根系的主要特征为每株不定根数多、每株根干重大、每株不定根长度和最长不定根长度长、单位干重根系活性和单株根系活性高、单株根系吸收表面积和单株根系活跃吸收表面积大。 （6）和稻品种的每穗颖花数、结实率、单位面积颖花量、单位面积库容量与产量呈显着或极显着正相关；粳稻品种的单位面积穗数、结实率、单位面积颖花量、单位面积库容量与产量呈显着或极显着正相关。釉、粳稻抽穗前、后物质生产量、生物产量、经济系数与产量均呈极显着正相关。 门）釉稻品种的每条不定根长度、每株不定根长度、单株根系吸收面积、．单株根系活跃吸收面积与每穗颖花数呈显着或极显着正相关；株不定根数、每株不定根长度、单株根系吸收面积与单位面积颖花量、单位面积库容量呈显着或极显着正相关；单位干重根系活性与结实率、产量呈显着或极显着正相关。粳稻品种的颖花根活量与结实率呈显着正相关；每株根干重、株不定根长度、株最长不定根长度、单株根系活性、单株根系吸收面积、单株根系活跃吸收面积与单位面积颖花量、单位面积库容量、产量呈显着或极显着正相关。 门）釉稻品种的单位干重根系活性与经济系数呈显着正相关；株不定根数、株不定根长度与抽穗前物质生产量、生物产量呈显着或极显着正相关；粳稻品种的每株根干重、每条不定根长度、株不定根长度、株最长不定根长度、单株根系活性、单株根系吸收面积、单株根系活跃吸收面积与生物产量、抽穗前物质生产、抽穗后物质生产呈显着或极显着正相关。 （9）和稻品种的单位干重根系活性与每条不定根粗度、单株根系活性、颖花根活量呈显着或极显着正相关。粳稻品种的单株根系活性与每株根干重、每条不定根长度、株不定根长度、株最长根长、单位干重根系活性、单株根系吸收面积、单株根系活跃吸收面积、颖花根活量呈显着或极显着正相关。
杨洪建[2]2005年在《FACE对水稻根系生育的影响及其与产量形成的关系》文中指出大气CO_2浓度已从工业革命前的280μmol·mol~(-1)升高到现在的370μmol·mol~(-1),目前正加速增高。据估计到2050年前后将达到450～550μmol·mol~(-1)。大气中CO_2浓度的不断升高将引起全球气候的明显变化,对水稻等农作物生产将产生重大影响。为了明确大气CO_2浓度升高对水稻根系的生长发育和根系活性的影响,及其与产量及其构成因素、物质生产与分配、养分吸收利用关系等,本研究利用我国唯一的农田开放式空气CO_2浓度增高(FACE)研究平台(无锡,31°37’N,120°28’E),以武香粳14号为供试品种,设计比目前大气CO_2浓度(对照)高200μmol·mol~(-1)的FACE处理对其进行了比较系统地研究,以期为未来大气CO_2浓度升高环境下我国水稻高产栽培技术措施的制订提供试验依据。主要研究结果如下, 1.FACE处理使水稻有效分蘖临界叶龄期、拔节期和抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根体积、根干重均显着或极显着大于对照;使有效分蘖期间和无效分蘖期间每穴的不定根发根数、不定根总长度和根体积以及根干重的增长量显着或极显着大于对照,对拔节长穗期这些根系性状的影响较小;FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间发生的不定根粗度均显着大于对照,使拔节长穗期间发生的不定根粗度明显变细,从而使FACE处理水稻抽穗期每条不定根的平均粗度与对照无显着性差异。说明FACE处理水稻抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积和根干重均极显着大于对照主要是由于FACE处理使水稻有效分蘖期间和无效分蘖期间这些根系性状的生长量大幅度增加的缘故。 2.FACE处理使水稻单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积的最大值比对照提早10d左右,使移栽后18d及其以后不同生育时期的单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均显着或极显着低于对照,但对不同生育时期每穴根系活性的影响相对较小。FACE处理使水稻生育前期根扬州大学博士学位论文系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干重根系活性显着低于对照的重要原因。 3.FACE处理使2001一2003年水稻的穗数、结实率和千粒重分别比CK增加17.42%、4.16%和1.72%,使每穗颖花数比CK减少6.78%;FACE处理使2001年、2002年、2003年的水稻产量分别比对照提高1 1 .14%、1 5.80%、14.22%,均达到显着或极显着水平。FACE处理使水稻产量显着或极显着高于对照主要是由于穗数增加所致。水稻穗数、产量与抽穗期每穴的不定根数、不定根总长度、根体积和根干重关系密切,与其它根系性状关系不密切;多元回归和通径分析表明,抽穗期每穴不定根数和每穴根干重是影响水稻穗数多少和产量高低的主要根系性状。 4.FACE处理使2001一2003年水稻的生物产量比对照提高13.91%;其中抽穗前的干物质积累量比对照提高21.61%,抽穗后的千物质积累量比对照提高2.93%; FACE处理对经济系数的影响比较小,而且因年度而异;FACE处理使2001~2003年水稻抽穗期、成熟期叶片占全株干重的比例显着下降,使茎鞘占全株干重的比例显着提高,对穗占全株干重比例的影响不大。水稻抽穗期和成熟期的干物质积累量与抽穗期每穴不定根数、每穴不定根长度、每穴根体积、每穴根干重关系密切,与其它根系性状关系不密切。多元回归和通径分析表明,抽穗期每穴不定根数、每穴根体积是影响抽穗期干物质积累量的主要根系性状:抽穗期每穴根干重、每穴不定根数是影响生物产量的主要根系性状。 5.FACE处理使水稻有效分集临界叶龄期、拔节期、抽穗期和成熟期的植株含N显着或极显着下降,使有效分集临界叶龄期、拔节期、抽穗期植株的N素积累量显着增加,但对成熟期N素积累量无显着影响;FACE处理使水稻有效分粟期间的N素吸收量极显着提高,对无效分集期间、拔节长穗期间和灌浆结实期间的N素吸收量无显着影响;FACE处理使水稻N素籽粒生产效率和收获指数显着提高。多元回归和通径分析表明,每穴根体积、每穴根干重和每穴不定根数是影响水稻有效分莫临界叶龄期N素积累量的主要根系性状,每穴不定根数、每条不定根粗度和每穴根系a一蔡胺氧化量是影响水稻拔节期N素积累量的主要根系性状,每条不定根粗度和每穴不定根数是影响水稻抽穗期和成熟期N素积累量的主
张传胜[3]2001年在《籼型水稻品种有关性状的差异及其与产量的关系》文中研究表明在盆栽条件下，以不同年代、不同产地的46个籼型水稻品种（组合）为供试材料，对其产量、产量构成因素、物质生产及经济系数、养分吸收、根系有关形态性状及生理活性的差异及其相互关系进行了研究，结果表明： （1）品种间地上部性状的最大值与最小值比值变幅为1.48-5.40倍，以抽穗后干物质积累量的差异最大，依次为生物产量、抽穗前干物质积累量、每穗颖花数、产量、总颖花数、库容量、有效穗数、经济系数、千粒重、结实率。 （2）品种间根系性状的最大值与最小值比值变幅为1.43-15.82倍，以颖花根活量的差异最大，依次为根干重、不定根总长、不定根数、根系活跃吸收面积、根系总活性、单位长度根重、每条不定根重、单位干重根系活性、根冠长比、每条不定根长、根冠重比、每条不定根粗、众数根长、最长根长。 （3）品种间养分吸收各性状最大值与最小值比值的变幅为1.50-3.82倍，以钾素总积累量的差异最大，依次为抽穗前钾素积累量、抽穗前磷素积累量、磷素总积累量、抽穗前氮素积累量、氮素总积累量、成熟期含氮率、抽穗期含氮率、抽穗期含钾率、成熟期含磷率、成熟期含钾率、抽穗期含磷率。 （4）籼型高产水稻品种的地上部特征为库容量大、结实率高、抽穗后物质生产量多、经济系数高；养分吸收特征为氮、磷、钾总吸收量多、抽穗后氮素吸收量大；地下部特征为不定根数多、不定根总长长、根干重大、根系总活性高，根系活跃吸收面积大。 （5）库容量、结实率、每穗颖花数、总颖花数、千粒重与产量均呈显着或极显着正相关；库容量与结实率是决定籼稻品种产量的主要因素，库容量主要决定于每穗颖花数。 （6）生物产量是左右产量的主要因素，抽穗前物质生产量和抽穗后物质生产量有同等重要的作用；增加抽穗前物质生产量可提高每穗颖花数、总颖花 张传胜 沏型水稻品种有关性状的差异及其与产量的关系数，扩大库容量，从而提高产量；增加抽穗后物质生产量主要通过提高结实率和千粒重来提高产量。 m抽穗前氮、磷、钾素吸收量促进了每租颖花数，扩大库容量，提高产量；抽穗后养分吸收量通过提高结实率和千粒重，从而提高产量。抽穗前养分吸收量促进抽穗前物质生产，抽穗后养分吸收量促进抽穗后物质生产。 O）根于重、根系总活性、每条不定根重、单位长度不定根重、根系活跃吸收面积及根系总吸收面积与产量呈极显着线性正相关，不定根数、不定根总长与产量呈显着线性正相关。这些根系性状对产量的影响，主要是通过氮、磷、钾养分的吸收，从而增加物质生产量来实现的。
徐云姬[4]2016年在《叁种禾谷类作物强、弱势粒灌浆差异机理及其调控技术》文中进行了进一步梳理水稻、小麦和玉米等禾谷类作物的粒重会因其在穗上着生位置的不同而有较大差异。一般来说,将灌浆充实好、粒重高的籽粒称为强势粒；将灌浆慢、充实差和粒重低的籽粒称为弱势粒。弱势粒充实差的问题一直是一个科学难题。以往虽然对水稻、小麦和玉米等作物弱势粒灌浆差、粒重轻的原因及其调控技术进行了较多的研究,但有关弱势粒充实的机理及其调控途径仍不清楚。水稻、小麦和玉米是世界上种植面积最广的叁大禾谷类作物,增加它们的产量和提高产量潜力是农业生产的重大目标。弱势粒充实差和粒重低不仅限制作物产量潜力的发挥,还会严重影响籽粒品质。因此,进一步揭示叁大禾谷类作物(水稻、小麦和玉米)强、弱势粒灌浆差异机理,提出促进弱势粒灌浆的调控途径与技术,对于充分挖掘作物生产潜力,实现高产、优质、高效生产具有十分重要的科学意义和实践意义。本研究以水稻、小麦和玉米的代表性品种为材料,系统研究了这3种禾谷类作物强、弱势粒灌浆差异机理及其调控技术。主要结果如下：1、水稻花后强、弱势粒中激素含量变化和淀粉合成相关酶活性及其与籽粒灌浆的关系以扬两优6号和武运粳24为材料,观察水稻灌浆结实期强、弱势粒中玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)、吲哚-3-乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素-3(GA3)含量及蔗糖合酶(SuSase)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(StSase)和淀粉分支酶(SBE)活性的变化,并测定了强、弱势粒灌浆速率。结果显示,水稻强、弱势粒中Z+ZR、IAA和ABA含量变化及SuSase、AGPase、StSase和SBE活性变化均呈单峰曲线,GA3含量随灌浆进程呈下降趋势。灌浆前中期弱势粒中的Z+ZR、IAA和ABA含量及SuSase、AGPase、StSase和SBE活性均显着低于强势粒,灌浆后期的结果则相反。整个灌浆结实期弱势粒中GA3含量始终高于强势粒。相关分析表明,籽粒灌浆速率与Z+ZR、IAA和ABA含量及SuSase、 AGPase、StSase和SBE活性均呈极显着正相关,与GA3含量相关性不显着。表明提高弱势粒中的Z+ZR、IAA 和 ABA含量及SuSase、AGPase、StSase和SBE活性有利于籽粒灌浆,进而增加粒重。2、小麦花后强、弱势粒中激素含量变化和淀粉合成相关酶活性及其与籽粒灌浆的关系2个当地高产品种(扬麦16和宁麦13)大田种植,观察了结实期强、弱势粒中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)、吲哚-3-乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、游离腐胺(1ree-Put)、游离亚精胺(free-Spd)及游离精胺(free-Spm)的含量和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性变化,测定了强、弱势粒中淀粉积累量、淀粉积累速率和籽粒灌浆速率。结果表明,弱势粒的最终粒重、最终淀粉积累量、最大淀粉积累速率、最大灌浆速率和平均灌浆速率显着低于强势粒。籽粒中Z+ZR、IAA、ABA、free-Put、free-Spd和free-Spm含量和AGPase、SSS和SBE活性变化均呈单峰曲线变化。Z+ZR, IAA、ABA、 free-Spd和free-Spm的含量峰值和平均含量以及AGPase、SSS和SBE的峰值活性和平均活性均表现为弱势粒低于强势粒。籽粒灌浆速率与Z+ZR、IAA、ABA、free-Spd 和 free-Spm含量及AGPase、SSS和SBE活性均呈极显着正相关,与free-Put含量的相关性不显着。说明弱势粒中较低的Z+ZR、IAA、ABA、free-Spd和free-Spm含量及较低的AGPase、SSS和SBE活性是其灌浆速率小、粒重轻的重要生理原因。3、玉米果穗不同部位籽粒激素含量变化及其与胚乳发育和籽粒灌浆的关系以玉米品种登海11为材料,分别进行大田和温室试验,观察灌浆期果穗不同部位籽粒玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)、吲哚-3-乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素-3(GA3)含量变化及其与胚乳发育和籽粒灌浆的关系。结果显示,籽粒最大胚乳细胞数目、最大胚乳细胞增殖速率及平均速率、最大灌浆速率、平均灌浆速率和百粒重表现为果穗下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒。在胚乳细胞活跃增殖期或活跃灌浆期,籽粒Z+ZR、 AA和ABA含量以果穗下部籽粒为最高,其次为中部籽粒,上部籽粒最低。GA3含量则为果穗上部籽粒>中部籽粒>下部籽粒。两个试验的结果趋势一致。胚乳细胞增殖速率和籽粒灌浆速率与籽粒Z+ZR, IAA和ABA含量呈极显着正相关,与籽粒GA3含量呈显着负相关。说明玉米果穗上部籽粒胚乳细胞数少、粒重低与其灌浆期较低的Z+ZR、IAA和ABA含量及较高的GA3含量有密切关系。4、玉米灌浆期果穗不同部位籽粒碳水化合物积累与淀粉合成相关酶活性变化以玉米品种登海11为材料,分别进行春播和夏播试验,观察果穗不同部位籽粒中可溶性糖、蔗糖和淀粉的含量及淀粉合成相关酶活性变化。结果显示,与夏播玉米相比,春播玉米具有较多的每穗粒数、较高的百粒重和产量。虽然产量在春播和夏播间有差异,但两季玉米籽粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率、百粒重、可溶性糖和蔗糖含量、最大淀粉积累速率、平均淀粉积累速率均表现为果穗下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒。灌浆期果穗不同部位籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(StSase)和淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线,果穗上部籽粒和AGPase、StSase活性峰值和平均值均显着低SBE于果穗中、下部籽粒。相关分析表明,淀粉积累速率、籽粒灌浆速率与和SBE活性均呈极显着正相关。说明玉米果穗顶部籽粒较低的AGPase、StSase和AGPase、StSase活SBE性是其灌浆较差、粒重较低的重要原因。春播玉米粒重较高,与其灌浆期较强的淀粉合成能力有关。5、水稻和玉米强、弱势粒中淀粉体发育及水稻枝梗维管束发育差异研究以水稻扬两优6号和玉米登海11为研究材料,用树脂包埋切片的方法比较研究这两种作物灌浆前期强、弱势粒中淀粉体发育差异,用徒手切片的方法比较观察稻穗上部一次枝梗和下部二次枝梗维管束发育差异。研究表明,水稻和玉米强势粒中淀粉体发育早于弱势粒,而且其淀粉体大小以及淀粉体分布密度大于弱势粒。稻穗上部一次枝梗中大维管束中的导管面积和韧皮部面积均显着高于下部二次枝梗,小维管束中的导管面积虽然大于下部二次枝梗的,但负责运输有机物质的韧皮部面积反而小于下部二次枝梗。说明水稻和玉米强势粒中淀粉体发育早、增殖快、体积增大快是其粒重高的重要原因,稻穗上部一次枝梗大维管束中较高的导管面积和韧皮部面积可能是其灌浆物质运输流畅的重要条件。6、叁种禾谷类作物强、弱势粒中淀粉粒形态与粒度分布的比较以2个水稻品种武运粳24和扬两优6号、2个小麦品种扬麦16和宁麦13以及2个玉米品种登海11和农乐988为试验材料,分别提取出成熟期强、弱势粒的淀粉粒,观察比较不同作物及其强、弱势粒间淀粉粒形态和淀粉粒数量、体积和表面积分布特性。结果表明,水稻、小麦和玉米3种禾谷类作物间淀粉粒形态大小差异明显,粒径上表现为玉米>小麦>水稻。水稻淀粉粒成有棱角的无规则状,小麦淀粉粒成透镜体状或球体状,玉米淀粉粒成椭球体状、多面体状或圆球体状。水稻和玉米淀粉粒数量、体积和表面积分布分别成单峰分布、叁峰分布和双峰分布；小麦淀粉粒数量分布成单峰分布,体积分布呈微弱的四峰分布,表面积成叁峰分布。水稻、小麦和玉米淀粉粒按各自粒径不同人为划分为小淀粉粒、中淀粉粒和大淀粉粒。小、中、大淀粉粒的分界标准,水稻分别为<1.5μm、1.5-20μm和>201μm,小麦分别为<5μm、5-50 μm 和 ≥50μm,玉米分别为<4μm、4-50 μm和>501.tm。3种作物籽粒淀粉粒的总体积主要决定于中淀粉粒体积。3种作物的强、弱势粒间小淀粉粒粒度分布比例以及中淀粉粒所占数量比例没有明显差异,但各作物强势粒的中淀粉粒所占的体积和表面积比例均显着高于弱势粒,大淀粉粒的分布比例低于弱势粒。强、弱势粒的中淀粉粒所占体积比例的大小与其淀粉积累量和粒重的高低变化趋势一致。表明淀粉粒体积是决定粒重高低的一个重要因素,增加弱势粒的中淀粉粒体积或减小大淀粉粒体积可望增加其粒重。7、干湿交替灌溉对水稻产量的影响及其生理机制扬两优6号(籼稻)和武运粳24(粳稻)大田种植,自移栽后10d起,设置常规灌溉(CI)、轻干-湿交替灌溉(WMD)和重干-湿交替灌溉(WSD)3种灌溉方式,观察了水稻籽粒灌浆动态、籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性变化、部分根系性状、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)运转、部分剑叶性能等生理指标。结果表明,与CI相比,VMD处理显着增加了两个水稻品种的每穗粒数、千粒重和结实率,进而提高籽粒产量,WSD处理的结果则相反。WMD处理显着提高千粒重的原因主要是促进了弱势粒的灌浆。与CI相比,WMD和WSD处理均促进了NSC的运转,其中WMD处理显着增加了水稻根干重、根系氧化力、根系中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)和吲哚-3-乙酸(IAA)含量,提高了剑叶光合性能以及增强了水稻弱势粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性,而WSD的作用相反。表明较好的根系性状、较强的叶片性能、较高的茎鞘NSC运转以及弱势粒中较高的酶活性是WMD处理增加水稻每穗粒数、粒重和结实率的重要生理原因。8、施氮量对小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制以当地高产品种扬麦16和宁麦13为材料,设置低氮(LN,全生育期施氮120 kg hm-2)、中氮(MN,全生育期施氮180kg hm-2)和高氮(HN,全生育期施氮240 kg hm-2) 3个施氮量处理,观察了在不同施氮量下强、弱势粒灌浆特性与籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性等变化。结果表明,籽粒产量随着施氮量的增加均有所提高,但产量在MN与MH之间差异不显着。氮肥偏生产力随着氮肥用量的增加而显着降低。与LN相比,MN提高了扬麦16弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性,弱势粒灌浆速率和粒重,HN则降低了弱势粒中这些酶的活性和粒重。宁麦13弱势粒中AGPase、SSS和SBE活性、弱势粒灌浆速率和粒重随施氮量的增加而降低。施用氮肥对强势粒中各酶活性、籽粒灌浆速率和粒重无显着影响。表明施用氮肥主要是影响弱势粒的灌浆,且在品种间存在差异；施用氮肥后弱势粒灌浆速率和粒重的增加或降低与籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性的增强或降低密切相关；在中等地力条件下,施氮量为180 kg hm-2时就可以获得高产与氮肥高效利用的效果。9、花后土壤干旱对小麦茎鞘碳水化合物运转和籽粒灌浆的影响2个当地高产小麦品种大棚种植,自花后9d至成熟设置土壤水分适宜(WW)、轻度土壤干旱(MD)和重度土壤干旱(SD)3种土壤水分处理,观察不同土壤水分条件下茎鞘和籽粒中内源脱落酸(ABA)含量及其合成相关基因表达的变化、茎鞘水溶性碳水化合物(WSCs)和果聚糖含量及其分解代谢相关酶活性与基因表达的变化、强弱势粒中淀粉合成相关酶活性及其基因表达的变化。结果表明,茎鞘和籽粒中ABA含量、茎鞘WSCs和果聚糖运转量及其对籽粒产量的贡献率、茎鞘果聚糖分解代谢相关酶活性与基因表达均随着干旱程度的增加而增加。与WW相比,MD处理显着增加了籽粒灌浆速率、粒重和籽粒中淀粉合成关键酶活性及其基因表达,而SD的结果则相反。两品种的结果趋势一致。相关分析表明,ABA含量与3种土壤水分处理下的茎鞘WSCs运转均呈极显着正相关,与WW和MD处理下的籽粒灌浆速率和淀粉合成能力呈极显着正相关。对大田生长的植株喷施低浓度外源ABA的结果与MD处理的结果相同,喷施高浓度外源ABA的结果则与SD的影响一致。表明ABA对果聚糖分解的促进呈线性关系,对淀粉生物合成的调控作用具有剂量效应。10、花后土壤干旱对小麦强、弱势粒淀粉粒度分布的影响及其与多胺含量的关系2个小麦品种大棚种植,白花后9d至成熟进行土壤水分适宜(WW)、轻度土壤干旱(MD)和重度土壤干旱(SD)3种土壤水分处理,观察不同土壤水分条件下小麦强、弱势粒的淀粉粒数量、长度、体积和表面积分布特征,并测定了灌浆期籽粒中淀粉合酶活性及多胺(游离亚精胺、精胺和腐胺)含量。提取的小麦淀粉粒分为小淀粉粒(<5 gm)、中淀粉粒(5-50 μm)和大淀粉粒(>50 gm)。结果表明,强势粒较弱势粒中具有较高比例的中淀粉粒体积和表面积比例及较低的大淀粉粒比例。与WW相比,MD处理显着增加了弱势粒中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量、弱势粒重以及弱势粒的中淀粉粒所占体积和表面积比例,并降低了大淀粉粒所占比例,而对强势粒无显着影响。SD处理对强、弱势粒的影响均与上述MD处理对弱势粒的影响相反。MD处理显着增加了灌浆期弱势粒中游离亚精胺(free-Spd)和精胺(free-Spm)的平均含量及可溶性淀粉合酶(SSS)和颗粒结合性淀粉合酶(GBSS)的平均活性,降低了弱势粒中游离腐胺(free-Put)的平均含量。SD处理对强势粒和弱势粒的影响均与之相反。喷施外源Spd和Spm的结果与MD相同,喷施Spd和Spm合成抑制剂甲基已二醛-双(脒基腙)(MGB G)的结果与SD结果趋势一致。相关分析表明,free-Spd和free-Spm的平均含量、free-Spd/free-Put和free-Spm/free-Put 以及 SSS和 GBSS的平均活性与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量、粒重以及籽粒的中淀粉粒体积和表面积比例呈极显着正相关。说明MD处理下弱势粒中增加的中淀粉粒体积比例是其粒重增加的重要原因。Free-Spd和free-Spm通过增强灌浆期间SSS和GBSS的酶活性来参与扩大籽粒的中淀粉粒体积或抑制大淀粉形成。11、根系分区交替灌溉对玉米籽粒灌浆的影响及其生理机制以高产玉米品种登海11为材料,自抽雄至成熟设置常规灌溉(CI)和根系分区交替灌溉(PAI)2种灌溉方式,观察了不同灌溉方式下植株穗位叶的光合特性、衰老特性、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)运转、强势粒和弱势粒中乙烯和多胺含量、籽粒灌浆特征及淀粉积累特性等变化。结果表明,与CI相比,PAI显着增加了籽粒产量,提高了灌浆后期穗位叶的光合性能,延缓了叶片衰老,促进了玉米茎鞘NSC的运转,增加了弱势粒中亚精胺(free-Spd)和精胺(free-Spm)含量,降低了弱势粒中腐胺(free-Put)含量和乙烯释放速率。PAI对强势粒多胺含量、乙烯释放速率以及灌浆速率和淀粉积累速率无显着影响。相关分析表明,籽粒灌浆速率和淀粉积累速率与内源free-Spd和free-Spm浓度呈极显着正相关,与乙烯释放速率呈显着或极显着负相关。表明灌浆期较强的叶片光合能力、较高的茎鞘NSC运转率、弱势粒中较高的free-Spd和free-Spm水平以及较低的乙烯释放速率是PAI促进弱势粒灌浆和提高产量的重要生理基础。综上,3种禾谷类作物的强势粒均比弱势粒具有较高的Z+ZR、IAA和ABA含量和较高的蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性以及较高比例的中淀粉粒体积比,这是强势粒灌浆快、粒重高的共同原因。小麦和玉米强势粒中还含有较高的free-Spd和free-Spm含量。GA3对籽粒灌浆的调控作用在作物中存在差异,其对水稻的籽粒灌浆影响不大,但可抑制玉米的籽粒灌浆。除籽粒本身因素外,较好的根系性状、较强的叶片光合能力以及较高的茎鞘物质运转均是促进弱势粒灌浆的重要因素。轻干-湿交替灌溉、花后土壤轻度干旱和抽雄后根系分区交替灌溉可分别作为促进水稻、小麦和玉米弱势粒灌浆的一项重要调控技术。
褚光[5]2016年在《不同水分、养分利用效率水稻品种的根系特征及其调控技术》文中提出水稻是我国最大的粮食作物。随着人口的增长和经济的发展,需要不断增加粮食产量。但另一方面,随着产量的增加,需要加大水肥资源的投入,在生产上往往出现高产、水肥利用效率低的情况。如何实现高产与水肥利用效率的协同提高,这是生产上亟待解决的问题,也是国内外研究的一个热点。植物根系既是水分和养分吸收的主要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,其形态和生理对地上部的生长发育、产量形成、水分和养分吸收利用均有重要作用。与地上部相比,人们对水稻根系形态生理性状及其与水分养分利用的关系了解较少。本研究分析了不同水稻品种根系形态生理的差异及其与水分养分吸收利用的关系,探讨了通过调控水稻根系形态生理、提高水分养分吸收利用效率的栽培技术。主要结果如下：1.不同水分利用效率水稻品种的根系特征及其与水分利用效率的关系节水抗旱稻品种旱优8号(杂交粳稻)和非节水抗旱稻品种陵香优18(杂交粳稻)种植于大田,自移栽后10d至成熟设置常规灌溉(CI,保持水层)和重干湿交替灌溉(AWSD)2种灌溉模式。结果表明,在CI下,2个供试品种的产量、水分利用效率、根系形态生理(根系生物量与根系氧化力)均无显着性差异。而在AWSD下,旱优8号的根系分布深,根干重、根长密度、根系氧化力、根系吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系与叶片中Z+ZR含量、灌浆期籽粒中蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶的活性均要显着高于陵香优18。与CI相比,AWSD降低了陵香优18的产量,但对旱优8号产量则无显着影响。在AWSD下,旱优8号产量与水分利用效率分别较陵香优18提高9.2-13.4%与9.0-13.7%。相关分析表明,根干重与地上部干物重呈极显着正相关关系,根系氧化力、根系中Z+ZR含量与剑叶净光合速率、叶片中Z+ZR含量、灌浆期籽粒中蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶的活性也呈极显着正相关关系。说明较好的根系性能是节水抗旱稻在AWSD下获得高产与水分高效利用的重要生理基础。2.不同氮肥利用效率水稻品种的根系特征及其与氮素吸收利用的关系以粳稻品种云氮3号、连粳7号、武运粳24与甬优2640(杂交粳稻)为材料,观察同一施氮水平(200 kg hm-2)下不同水稻品种的氮素吸收利用的差异及其与根系形态生理的关系。结果表明,在4个品种中,大穗型杂交粳稻品种甬优2640获得最高的产量与氮肥利用效率,云氮3号产量与氮肥利用效率最低。整个生育期较大的10-20cm根层根系生物量、较大的根系吸收表面积与根系活跃吸收表面、较高的叶面积指数、较高的叶片中氮代谢酶活性、抽穗期根尖细胞中较多的线粒体、高尔基体等细胞器以及灌浆期较高的根系氧化力、根系与叶片中Z+ZR的含量以及剑叶净光合速率等是甬优2640获得高产与氮肥高效利用的重要生理原因。3.轻干湿交替灌溉对水稻根系与地上部生长发育的影响以3个水稻品种武运粳24号(粳稻),扬两优6号(两系杂交籼稻)与甬优2640(杂交粳稻)为材料,种植于大田。自移栽后7 d至成熟期设置2种灌溉模式：常规灌溉(CI,保持水层)和轻干湿交替灌溉(AWMD),观察这2种灌溉模式对水稻根系与地上部生长发育的影响。结果表明：与CI相比,AWMD显着提高了水稻产量与水分利用效率,3个供试品种产量分别提高了5.34%、5.85%和6.62%,水分利用效率(产量/灌溉水量)分别提高了28.9%、25.3%和27.6%。产量与水分利用效率的提高主要得益于灌浆期较高的根系氧化力、根系伤流液强度、根系与叶片中Z+ZR的含量、剑叶净光合速率、籽粒中较高的蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和淀粉合酶活性、较大的深层(10-20 cm)根系生物量、较高的分蘖成穗率与叶面积指数。表明全生育期轻干湿交替灌溉可以改善水稻根系和地上部植株的生理功能,进而提高产量与水分利用效率。4.施氮量与灌溉模式的交互作用对水稻产量与根系形态生理的影响以杂交粳稻甬优2640为材料,种植于大田。设置常规灌溉(CI)和轻干湿交替灌溉(AWMD)2种灌溉模式以及低氮(LN,120kghm-2).中氮(MN,240 kg hm-2)以及高氮(HN,360 kg hm-2)3种施氮水平,观察其对根系形态生理及水分和氮肥利用效率的影响。结果表明,灌溉方式与施氮量存在明显的互作效应。AWMD+MN组合的产量、水分和氮肥利用效率最高。AWMD+MN组合显着提高了整个生育期水稻根系生物量,特别是10-20cm根层根系生物量,并提高了灌浆期根系氧化力、根系总吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系与叶片中Z+ZR含量、剑叶净光合速率以及籽粒中蔗糖合酶与腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。说明AWMD与MN的协同作用改善了根系与地上部生长,进而提高产量、水分和氮肥利用效率。5.改良技术栽培对水稻根系形态生理性状和水分养分利用效率的影响杂交粳稻常优5号种植于大田,设置3种栽培模式：不施用氮肥(0N)、当地高产栽培(对照)与改良技术栽培。改良技术栽培改良了3种栽培技术：1.增加栽插密度；2.优化氮肥管理；3.轻干湿交替灌溉。结果表明,与当地高产栽培相比,改良技术栽培产量增加17.6-18.5%,氮肥农学利用率提高67.0-69.6%,水分利用效率提高26.7-28.3%。改良技术栽培获取高产与水分养分高效利用的原因主要在于较大的产量库容和根系生物量、较高的分蘖成穗率、较长的绿叶面积持续期,抽穗期根尖细胞中较多的线粒体、高尔基体、淀粉体等细胞器、灌浆期较高的根系氧化力、根系吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系伤流液强度、根系与叶片中较高的细胞分裂素含量以及籽粒中蔗糖合酶以及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。6.纳米碳对水稻根系性状与氮素吸收利用的影响杂交粳稻甬优2640种植于大田。设置4个纳米碳施用量处理：C0,不施纳米碳；C1,施用纳米碳684 Lhm-2;C2,施用纳米碳1026 Lhm-2;C3,施用纳米碳1710 L hm-2,观察了不同纳米碳施用量对水稻根系形态生理与氮肥吸收利用的影响。结果表明：施用纳米碳可以显着提高水稻产量,以C2处理产量最高,但C2处理与C3处理的产量无显着差异。施用纳米碳可以有效提高整个生育期地上部干物重与根干重,提高灌浆期水稻根系氧化力、根系吸收表面积与根系活跃吸收表面积、根系与叶片中Z+ZR含量、剑叶净光合速率以及籽粒中蔗糖合酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性。表明纳米碳可以促进根系和地上部生长,每公顷施用纳米碳1026 L可以获得高产与氮肥高效利用。综上,根系形态生理与水稻产量及水分养分吸收利用有密切的关系；较深的根系分布、较大的根长密度、较高的根系细胞分裂素(Z+ZR)含量和较强的根系氧化力是水稻高产与水分或养分高效利用品种的重要根系性状；采用轻于湿交替灌溉、综合栽培管理模式或施用纳米碳等措施可以改善水稻根系性状和地上部植株的生理功能,进而提高产量和水分养分利用效率。
金千瑜[6]2006年在《水稻不同品种抗旱机理和相关农艺性状QTL干旱特异表达研究》文中进行了进一步梳理水稻是我国最主要的粮食作物,同时又是耗水最多的农作物,越来越受到干旱缺水的制约和困扰。开展水稻抗旱节水研究,具有重大意义。水稻生产以取得高额经济产量为目标,研究其抗旱节水,应着眼于在水分胁迫条件下植物体能保持高水势的水分状态,实现抗旱增产。水稻在遭遇干旱胁迫时保持高水势水分状态的机理主要有:一是限制和减少体内水分丢失,主要在叶片,二是维持水分供应和更多的吸水,主要在根系。有关水稻叶片卷曲对抗旱性的作用,国外虽有一些报道,但结果不尽一致,而国内很少有过研究;有关根系穿透力对水稻抗旱性的作用,近年来在国外受到了广泛关注,而国内尚未见有报道。以各种遗传群体为材料,研究水稻抗旱性根、叶与产量性状QTL的定位已有大量研究,但多数研究在一种环境下进行,且报道的结果很不一致。本研究选用13个不同类型、来自不同生态区的水稻品种,研究在干旱胁迫下水稻不同品种叶片卷曲和根系穿透力及其对抗旱性的作用机理,同时利用珍汕97B×密阳46RILs群体构建的遗传连锁图谱,对干旱胁迫环境与水田(对照)环境下叶片发育动态和产量构成及相关性状进行QTLs定位分析,探讨在水分胁迫环境下水稻抗旱性及其对生育、产量形成影响的遗传基础。主要研究结果如下: 1.土壤干旱胁迫下水稻叶片卷曲的品种间差异及其与蒸腾、光合特性的关系 在水稻分蘖盛期土壤断水后干旱胁迫处理下,13个参试品种(组合)在叶片卷曲动态上差异明显。依据其叶片卷曲发生的时间先后及卷曲程度,可分为3种类型:①敏感型,在干旱胁迫后叶片最先出现明显卷曲,且卷曲速度快、程度大,这一类品种(组合)有秀水11、武运粳7号、中旱1号和中旱3号;②中间型,干旱胁迫后叶片明显卷曲的速度较慢,达到最大程度卷曲的时间较长,如浙733、中早1号、汕优63、协优9308、旱稻8号、旱稻502、云陆29等;③钝感型,干旱胁迫到一定程度后最后出现叶片卷曲,且卷曲速度慢,复水后叶片展开也慢,有巴西陆稻、早稻227。 在干旱胁迫条件下,随着水稻叶片卷曲度(LRI)的增大,叶片的气孔导度(SC)、蒸腾速率(TR)和净光合速率(Pn)均随之降低,但叶片卷曲对气孔导度、蒸腾速率、净光合速率的影响过程与程度以及SC、TR与Pn的相互关系,不同卷叶敏感性的品种间存在着一定的差异。中旱1号(敏感型品种)的
刘建国[7]2004年在《水稻品种对土壤重金属镉铅吸收分配的差异及其机理》文中指出镉(Cd)、铅(Pb)是农田土壤重要的污染物质，随着工业的发展和人口数量的增加，其污染日趋严重，对人类健康和农业生产构成严重威胁。水稻是世界性重要作物，对亚洲地区而言尤为重要。为了探索水稻不同品种对土壤重金属Cd、Pb吸收、分配和积累的差异及其机理，为减轻稻米重金属污染的育种、品种选择及其它对策措施的制定提供依据，本研究：1．选用不同原产地、不同类型水稻品种为材料，研究了水稻不同品种对土壤Cd、Pb积累的差异，并进行品种筛选，筛选出在Cd污染土壤中，对Cd吸收量及向籽粒分配比例差异显着的代表性品种；2．以筛选出的代表性品种为材料，研究水稻品种间对土壤Cd吸收、分配的差异及其规律：3．以代表性品种为材料，研究水稻不同品种对土壤中Cd吸收、分配差异的生理机理。主要结果如下： 一、水稻不同品种(类型)对镉的吸收和分配 水稻不同品种的糙米对Cd的积累能力差异很大，品种间极差达10倍以上；品种的糙米Cd浓度与品种类型有关，籼型品种(组合)及含籼型血缘新株型品种的糙米Cd浓度显着高于粳型品种：品种来源间糙米Cd浓度的差异不显着。 水稻植株的Cd浓度、Cd积累量及Cd在植株各器官的分配比例，品种间都存在差异，在结实器官(抽穗期的穗和成熟期的籽粒)中差异幅度较大，而在根、茎、叶中差异幅度较小。植株各器官Cd浓度、Cd积累量及Cd向结实器官的分配比例，基本上都为籼型品种(组合)及含籼型血缘的新株型品种高于粳型品种。 在同一生育时期，器官间Cd浓度的相关性很差，而同一器官不同生育期之间Cd浓度的相关性很好。但水稻各器官间Cd积累量存在一定程度相关性，根、茎、叶的Cd积累量与结实器官的Cd积累量间有较好的相关性。 Cd在水稻籽粒各部位的浓度和积累量分布都很不均匀。从浓度分布来说，糠层(皮层、胚及糊粉层)中的Cd浓度远大于颖壳和精米。从各部位的Cd积累量占籽粒总积累量的比例来看，精米占45.4％，其次为糠层，颖壳中最少。稻谷经精加工后，精米含Cd 扬州少、学博十学位论文量比稻谷平均下降54.6%。 水稻籽粒的Cd浓度与水稻植株的总吸Cd量，吸收的Cd向地上部的分配比例及与地上部积累的Cd向籽粒分配的比例间都呈极显着线性正相关。水稻不同品种糙米对Cd的积累能力与部分农艺性状也存在相关性。二、水稻不同品种对镐耐性的差异及评价指标 水稻不同品种的生长发育对土壤Cd污染的耐性存在很大差异。土壤Cd处理对水稻分桑的发’L，株高，绿色叶面积，干物质积累量及籽粒产量都有一定影响，影响程度随品种不同而有很大差异。水稻对Cd的耐性随着生育期的推迟而逐步增强。Cd处理后每穗粒数降低是各品种籽粒产量降低的主要原因。 土壤Cd处理后，水稻不同品种叶片的一些生理指标，如叶片电导率、MDA含量、脯氨酸含量及光合速率会发生变化，这些生理指标的变化幅度间存在一定的关系，而且这些生理指标的变化与植株干物质积累的变化间也存在相关性。因此本研究认为，Cd胁迫下叶片电导率、MDA含量、脯氨酸含量及光合速率的变化，可以作为水稻品种耐Cd性的生理指标，根据这些指标及干物质积累量的变化幅度，可以综合评价水稻品种的耐Cd性。叁、镐对水稻不同品种吸收积累矿质养分的影响及其与生长发育的关系 Cd对水稻吸收积累矿质元素Fe、Z。、C。、Mn、Mg的影响，因水稻品种、生育期、器官及元素的不同而有很大差异。对F。的吸收有一定影响，而对Fe向叶片的运输量影响很小， Cd胁迫卜植株Fe浓度的变化与干物质积累量的变化无明显关系:Cd对Zn、Cu、Mrl的吸收及向茎叶的运输都有较大影响，并与Cd处理后植株干物质积累量的降低有明显的相关性;Cd对Mg的吸收积累影响小，与干物质积累所受的影响无明显关系。对水稻生长发育的影响与Cd胁迫下植株Zn、C。、Mn的吸收积累受到影响有关， Mg吸收积累变化的关系不明显。说明而与 、月曰e﹃t﹄卜 L壤Cd处理对水稻糙米的Fe、Zn、C。、Mn、Mg含量有影响。降低部分品种糙米的F。、Cu含量，降低所有品种糙米的Zn、Mn、Mg含量，因而会对稻米的微量元素组成造成影响。 水稻不同品种对Cd的吸收及向地上部运转能力与对Fe、zn、C。、Mn的吸收、运转能力之间有良好的相关性，而与Mg的吸收、运转能力相关性差。由此可以推测，水稻对Cd的吸收及分配机理与Fe、Zn、Cu、Mn的吸收、分配机理间有相似之处，而与Mg一V川-刘建国，水稻品种对土壤重金属锅钳吸收分配的差异及其机理的吸收、分配机理差异较大。四、水稻不同品种对镐吸收及分配存在差异的生理机理 对土壤中Cd吸收能力差异很大的水稻不同品种间，根系氧化力和土壤氧化还原电位有显着差异，品种的根系氧化力和土壤氧化还原电位与该品种对Cd的吸收能力间有很好的一致性;水稻不同品种间，根表铁氧化膜的含铁量有显着差异，根表铁氧化膜含铁量高的品种，对土壤中Cd的吸收能力低;盆栽水分腾发量高及根系伤流液Cd浓度高的品种，吸收积累Cd的能力强。 在两个Cd吸收能力差异大的品种汕优63与?
许旭明[8]2009年在《水稻籼粳亚种间杂交衍生系遗传基础的研究》文中指出水稻籼粳亚种间杂种F1蕴藏着巨大的杂种优势。有效利用水稻籼粳亚种间杂种优势是全球产稻国稻作科技的一个热点。从育种实践的角度,创制水稻籼粳亚种间杂交衍生系谱、揭示其遗传基础,对培育实用型强优势籼粳亚种间杂交稻具有重要的理论意义与指导价值。本文在评述水稻籼粳亚种间杂交性状遗传育种、籼粳亚种分类、遗传多样性和亲缘关系研究进展的基础上,以一个历时21年4个育种阶段,涉及18个亲本和39个不同阶段育成的籼粳交衍生系谱为研究材料,从分子水平上揭示其籼粳分化与杂种优势关系、遗传多样性与系谱亲缘关系;从遗传生态学角度分析不同育种阶段衍生系产量相关性状的改良效果、育成品系产量相关性状的遗传及其与环境互作效应、评价其育种利用价值,旨在为进一步有效利用水稻籼粳杂交衍生系及其杂交稻配组提供科学依据。主要结果如下:1、采用58个籼粳特异ILP分子标记结合程氏形态指数法,检测了包括18个亲本、39个衍生系和2个对照品种的水稻籼粳亚种间杂交衍生系谱的籼粳分化度。以籼粳属性判别值(Di)和籼(粳)稻成分指数值分别作为判别不同籼粳类型多态性条带和籼粳类型划分的定性指标。发现供试材料基因组DNA在所检测位点上均存在籼粳分化,不存在100%纯籼(或粳)类型;18个亲本中共检测出4个粳型、5个偏粳型、8个偏籼型和1个籼型,平均粳稻成分指数分别为79.69%、32.08%、10.94%和6.25%;39个籼粳杂交衍生系中共检测出1个粳型、11个偏粳型、20个偏籼型和7个籼型,平均粳稻成分指数分别为68.70%、24.62%、12.92%和4.76%;对照品种日本晴和9311分别属于粳型和籼型,粳稻成分指数分别为95.83 %和4.17 %。同时,发现供试材料外观形态上属于粳型的C418和明恢502,其粳稻成分分别仅有31.25%(偏粳型)和10.42%(偏籼型);而属于籼型的9308和明恢63,其粳稻成分分别为33.33%(偏粳型)和12.50%(偏籼型)。进一步分析认为以明恢63为亲本配组的杂交稻汕优63之所以雄居全球推广面积之首,其原因之一是利用了部分籼粳亚种间杂种优势。另外,籼(或粳)稻成分指数分别与程氏形态指数多数指标间表现明显的相关关系,且籼粳类型的划分与形态指数判别的结果均表现相同的趋势,表明采用ILP分子标记获得的籼(或粳)稲成分指数及定性指标作为判别籼粳分化类型是合理的,对有效利用籼粳亚种间优良基因具有重要作用。2、采用分布于水稻基因组的221个SSR位点结合系谱分析法,研究了水稻籼粳亚种间杂交衍生系和亲本的遗传多样性和亲缘关系。发现反映遗传多样性的多态性位点数、多态性位点百分率(PPB)、观察等位基因值(Na)、有效等位基因值(Ne)、平均Nei遗传多样性指数(H)、Shannon多样性指数(I)等指标,亲本均大于衍生系,衍生四代大于衍生二代,四种籼粳分化类型大小依次为:偏粳型﹥偏籼型﹥粳型﹥籼型;通过SSR标记可将衍生系和亲本聚为5大类,其中第叁大类又可分为四个亚类,发现各类间的籼粳分化类型和亲缘关系差异明显,具有明恢63亲缘关系的均聚在第叁大类第二亚类,它与其它类群存在一定的遗传距离,由此表明,多数的衍生系在拓宽叁系恢复系遗传基础上有明显改进,采用Structure群体遗传结构法也得出类似的结果;主成分分析(PCA)结果发现随着衍生系的不断改良,籼稻遗传成分逐渐增加,衍生系中籼(粳)成分比例更趋于合理。系谱追踪等位变异法(PAM)分析亲本遗传物质在衍生世代间的传递,发现ketanNangka、嘉南粳、02428、明恢72等4个祖先亲本对衍生一代92gk729的遗传贡献率分别为15.09%,21.32%,22.78%和34.64%,对衍生二代的分别为6.05%,7.09%,7.98%和13.41%,对衍生叁代的分别为3.51%,4.04%,4.56%和7.92%,对衍生四代的分别为3.31%,3.23%,3.68%和7.55%,祖先亲本对各衍生世代的遗传贡献率大小依次为明恢72>02428>嘉南粳>Ketan Nangka ;各级亲本及杂交重组后的特异遗传位点也间接地传递给衍生后代,对衍生系的遗传贡献是随着衍生代数的递增而逐渐下降。值得一提的是,92gk729有10个经祖先亲本遗传重组后保留的SSR特异位点,其中的5个位点能稳定地分别传递到23.21%、35.71%、82.14%、64.29%、41.07%的各衍生世代品系中,平均有2.21个位点可遗传到衍生四代。采用系谱追踪等位变异法对4个祖先亲本及其衍生系分别进行聚类,发现Ketan Nangka、嘉南粳和02428叁个祖先亲本及其衍生系的聚类结果较为相似,与明恢72为祖先亲本的有明显差异,较好地体现出各衍生系不同的遗传背景,有助于了解衍生系的遗传结构分化。3、选用4个籼(粳)稻不育系和54个水稻籼粳亚种间杂交衍生系及其亲本,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制的216个杂交组合,探讨双亲籼粳遗传差异与产量相关性状杂种优势的关系;选用8个叁系和两系不育系及其籼粳分化具有明显差异的12个衍生系,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制的96个杂交组合,研究双亲籼粳遗传差异的适合范围;用41个ILP标记对供试不育系进行籼粳分化检测。发现叁系不育系春江12A、广抗13A、K17A、中9A、金23A和II-32A粳稻成分指数值分别为92.50%(粳)、9.76%(偏籼)、9.76%(偏籼)、5%(籼),7.32%(籼)、7.69%(籼);两系不育系N5088S、培矮64 S、广占63S、SE21S粳稻成分指数值分别为95.00%(粳)、24.39%(偏粳)、12.50%(偏籼)、7.32%(籼)。双亲籼粳遗传差异对产量相关性状杂种优势的影响因研究材料的不同有异,不同地点表现较为相似的趋势;双亲籼粳遗传差异对每穗实粒数和结实率超亲优势具有较大的影响,而对有效穗、千粒重的影响较小。双亲籼粳遗传差异适合范围的研究结果表明,叁系杂交稻双亲粳稻成分指数差值(恢复系-不育系)在-5%时,杂种的单株谷重性状表现最小的负向优势;处于-5%～0之间,随着差值的减少,正向优势逐渐增强;在0～20%之间,随着差值的扩大,正向优势均大于20%;在20%～25%之间,正向优势趋于下降。当差值分别在0～10%和10%～20%范围内,恢复系恰好为偏籼和偏粳类型,均可筛选出杂种优势较强的杂交稻。两系杂交稻组合的双亲籼粳遗传差异的适合范围比叁系杂交组合更宽,在7.7%～15%差值范围内较易选出强优组合。4、在双亲籼粳遗传差异适合范围研究材料的基础上,进一步分析了双亲籼粳遗传差异对茎秆和光合性状杂种优势的影响。结果表明,在所考查的杂交稻组合中,双亲粳稻成分指数差值与倒伏指数中亲优势呈显着负相关;与抗折力、茎壁截面积的超亲和中亲优势均呈显着或极显着正相关;与弯曲力矩和茎椭圆截面积的杂种优势相关不明显;其中,叁系杂交组合的抗折力、茎壁截面积的超亲优势与双亲粳稻成分指数差值均呈明显的正相关关系。在所考查的杂交稻组合中,双亲粳稻成分指数差值与齐穗期光合速率的超亲(中亲)优势均呈显着的负相关关系,而在成熟期则表现正相关趋势。5、选用不同衍生世代的8个水稻籼粳亚种间杂交品系和8个叁系和两系不育系,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制包括亲本和杂种一代两个世代的遗传材料,采用基因型与环境互作的加性-显性遗传模型及相应的统计方法,分析了不同衍生世代9个产量相关性状的表型值、遗传效应和杂种优势的变化趋势。表型值分析表明,亲本的单株谷重随着衍生世代的增加呈明显增重的趋势,F1在衍生二代和衍生四代变化都不明显,但两者均比衍生一代有较大提高;亲本和F1的每穗总粒数和每穗实粒数都随着衍生世代的增加呈明显增多的趋势,株高在衍生二代和衍生四代变化都不明显,但两者均比衍生一代降高效果显着,抽穗期在衍生世代之间变化幅度不大,表明在控制F1生育期超亲上有明显的改良效果。遗传效应分析认为,每穗总粒数和每穗实粒数的加性方差占表型方差的比率在衍生世代间均呈增强趋势,而显性方差占表型方差的比率则呈下降趋势,环境影响的效应变化不明显;生育期和千粒重的加性方差占表型方差的比率在衍生四代均大于衍生一代和衍生二代,而显性方差占表型方差的比率则最低,环境影响的效应变化不明显。衍生四代的上述性状受显性效应影响较小,通过选择能稳定遗传。杂种优势分析可见,在遗传主效应和环境效应的群体平均优势和群体超亲优势上,生育期在衍生世代间的变化不明显,多数为负向效应,表现缩短生育期的趋势;单株有效穗数在衍生世代间有增加的趋势,但多数还是为负向优势;每穗总粒数、每穗实粒数和株高在衍生世代间有降低趋势,但多数为正效应。6、选用衍生四代的8个育成品系和8个叁系和两系不育系,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制包括亲本和杂种一代两个世代的遗传材料,采用基因型与环境互作的加性-显性遗传模型及相应的统计方法,分析了不同环境条件下育成品系产量相关性状的遗传效应和杂种优势,评价了育成品系的育种利用价值。结果表明,除单株谷重主要受基因型×环境互作效应控制(占总遗传方差的69%)外,其余8个性状主要受遗传主效应的控制,遗传主效应方差占总遗传方差的幅度为54.9%~91.3%。在遗传主效应中,抽穗期、单株有效穗、穗总粒数、穗实粒数和千粒重等性状都是以基因的加性效应为主,其加性方差分别占遗传主效应方差的76.8%、70.9%、94.3%、84.9%和85.8%,这5个性状可以通过选择能稳定遗传;单株谷重、结实率、株高和穗长等性状以基因的显性效应为主,其显性方差分别占遗传主效应方差的68.8%、78.8%、56.3%和61.3%,该4个性状可以通过杂种优势加以利用。杂种优势分析可见,除单株有效穗和抽穗期外,其余7个性状均表现显着或极显着的正向群体平均优势,单株谷重最大,达18.5%,千粒重最小,仅为3.2%。单株有效穗、千粒重和株高3个性状群体平均优势的稳定性较好;其余6个性状的稳定性较差。除单株产谷重、株高和穗长外,其余6个性状均表现明显的负向群体超亲优势。株高、抽穗期和单株有效穗的群体超亲优势稳定性较好。其余6个性状的群体超亲优势稳定性较差。育成品系育种利用价值分析表明,明恢413具有增加杂种后代每穗总粒数、穗长和单株谷重的效应;明恢509可增加杂种后代的每穗总粒数、结实率、穗长和单株谷重;明恢417对增加后代的结实率、千粒重,穗长、单株谷重具有明显作用;明恢118有提高结实率、增加单株谷重的效应;明恢502具有增长穗长,增多每穗总粒数和提高结实率的作用;明恢503和明恢512均可增加每穗总粒数;明恢398能降低株高和提高千粒重。
张岳芳[9]2006年在《不同氮素累积量类型籼稻品种的基本特点及其对供氮浓度的响应》文中进行了进一步梳理通过作物品种的遗传改良和采取适当的栽培措施,提高作物对氮素的吸收利用效率,是稳定提高作物产量和种植效益的有效手段。水稻对氮素的吸收利用效率主要包括水稻对氮素的吸收效率(多用不同生育时期的氮素累积量来表示)和水稻对氮素的利用效率(以吸收到稻体内的单位氮素生产的干物质量或籽粒产量来表示)。前人研究表明,水稻品种间氮素累积量、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率的差异均很大,认为提高成熟期氮素累积量能显着提高水稻品种的产量,但氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率对水稻品种产量的影响研究结果不太一致。到目前为止,成熟期的氮素累积量、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率对水稻产量的综合影响未见报道,高氮素累积量类型籼稻品种的产量构成、物质生产与分配、氮素分配、源库关系以及根系的基本特点缺乏研究,不同氮素累积量类型籼稻品种对供氮浓度的响应也有待于深入研究。为了明确这些问题,本研究在群体水培(容易保证供氮浓度一致)条件下,以较多的国内外常规籼稻品种(2001年为88个、2002年为122个)和3种供氮浓度条件下不同氮素累积量类型籼稻品种(2004年、2005年均为18个)为供试材料,测定其抽穗期和成熟期的植株不同器官的干物重、叶面积系数、根系形态性状、根系活性、全氮含量、产量及其构成因素等,试图明确高氮素累积量类型籼稻品种有关性状的基本特点以及不同氮素累积量类型籼稻品种对供氮浓度响应的差异等,为氮高效籼稻品种的遗传改良和不同氮素累积量类型籼稻品种的氮肥施用等提供参考依据。1、籼稻品种间成熟期氮素累积量、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率的差异均很大,均可从低到高分为A、B、C、D、E、F等6种类型。氮素累积量为A、B、C、D、E、F类籼稻品种成熟期的平均氮素累积量,2001年分别为10.40、
朱练峰[10]2013年在《根际氧供应对水稻根系生长的影响及其与产量形成的关系》文中研究说明本研究以IR45765-3B（深水稻）、中旱221（旱稻）和中浙优1号（水稻）为材料，以溶解氧在线测定控制仪设置不同的根际氧浓度进行水培试验；同时以秀水09、两优培九和国稻6号为材料，在田间进行超微气泡水增氧灌溉和普通水灌溉对比试验，研究根际氧供应对不同生态类型水稻根系生长的影响及其与产量形成、养分吸收利用的关系，以期为基于水稻根际氧调控的高产理论创新与技术集成提供依据。主要研究结果如下：1、不同根际氧浓度处理下，IR45765-3B、中旱221和中浙优1号的最大根长均随根际氧浓度升高而增长。每株不定根数、根干重、每株根系TTC还原力和根系活跃吸收面积等随根际氧浓度变化则因品种而异，IR45765-3B表现为4mg/l处理下最高，处理间由高到低的顺序为：4mg/l，2mg/l，CK，6mg/l，8mg/l；中旱221表现为随根际氧浓度的升高而增加，在8mg/l处理达到最高，处理间由高到低的顺序为：8mg/l，6mg/l，4mg/l，2mg/l，CK；中浙优1号则表现为随根际氧浓度升高而增加，在6mg/l处理下达到最高，当根际氧浓度达到8mg/l时又有所降低，处理间由高到低的顺序则为：6mg/l，4mg/l，2mg/l，CK，8mg/l。2、不同品种水稻剑叶齐穗期光合特性和灌浆期衰老进程对根际氧浓度的响应存在明显差异。IR45765-3B、中旱221和中浙优1号齐穗期剑叶的净光合速率分别在4mg/l、8mg/l和6mg/l处理下最高，分别为22.4、25.6和29.3μmol·m-2s-1，分别比对照高10.3%、29.3%和13.1%。在花后21天内3个品种剑叶叶绿素、可溶性蛋白含量和SOD活性等指标对根际氧浓度的响应与净光合速率一致，而且随时间推移变化幅度相对较小。3、IR45765-3B、中旱221和中浙优1号单株产量分别在4mg/l、8mg/l和6mg/l处理下最高，分别为29.0、27.2和36.6克/株，分别比对照增加了18.4%、61.8%和46.3%。齐穗期每株不定根数（X1）和根体积（X3）是影响水稻产量高低的主要根系性状，回归方程为y=7.602+0.029X1+0.431X3。4、不同根际氧浓度下水稻氮素和磷素吸收特性在品种间差异明显。IR45765-3B的氮、磷吸收效率在4mg/l处理下最高，中浙优1号则在6mg/l处理最高，中旱221的氮吸收效率在8mg/l处理下最高，磷吸收效率则是在6mg/l处理最高。齐穗期每株不定根数（X1）和根干重（X4）是影响水稻氮积累的主要根系性状，回归方程为y=0.020+0.001X1+0.091X4；而每株不定根总长度（X2）和根干重（X4）是影响水稻磷积累的主要根系性状，回归方程为y=0.009+0.002X2+0.021X4。5、超微气泡水增氧处理在生育前期提高了秀水09、国稻6号和两优培九的分蘖成穗率，而使有效穗分别提高了12.1%、6.0%和6.7%；在齐穗期提高了剑叶光合能力、灌浆期延缓了叶片衰老而使结实率分别提高了5.9%、5.7%和6.4%；从而使秀水09、国稻6号和两优培九产量分别提高了7.34%、9.13%和7.49%。
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