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2019年, 第33卷, 第3期
刊出日期：2019-05-10 上一期    下一期
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综述与专论

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综述与专论

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超级杂交稻两优培九的广适性分析 吕川根, 李霞, 宗寿余, 邹江石 2019, 33(3): 191-205.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8132 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1180KB) ( )   水稻广适性的内涵目前尚不明确,其筛选指标和鉴定方法也未见详细报道。两系法超级杂交稻两优培九已在南方稻区广范围、大面积种植近二十年,是2002年以来种植面积遥居首位的杂交稻。在总结和分析与其广适性密切相关农艺特性的研究和生产实践的基础上,提出杂交水稻广适性的内涵应包括两个方面：一是生态适应性广,即适宜生长的地域特别是纬度范围较大,这需要品种感光性不强,并且对不同生态稻区主要病害有一定的抗性或耐性,另外还要求在不同生态稻区生长的株高、叶角等植株形态和稻米品质等重要性状(变幅)能符合当地农业生态和农业经济的要求;二是环境适应性好,即对各生态区的环境因子(光照强度、温度和土壤水分、主要养分、盐度、pH)及其变化都能较好适应,对强弱光、高低温、水分胁迫、酸碱盐土等主要逆境有一定的耐受力,因播期、密度和肥料管理带来环境差异而造成的影响也不大。

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高温和干旱对水稻的影响及其机制的研究进展 段骅, 佟卉, 刘燕清, 许庆芬, 马骏, 王春敏 2019, 33(3): 206-218.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8106 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1054KB) ( )   高温和干旱是影响水稻生长、发育、产量和品质的两个最重要的环境因子,全面理解高温和干旱胁迫对评价气候变化对水稻生产的影响至关重要。概述了高温、干旱及其复合胁迫对水稻生长发育、产量形成和稻米品质的影响;从光合作用、抗氧化系统、内源激素、蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性、分子机制等方面阐述其生理机制;提出减轻水稻高温干旱胁迫的调控措施;对未来深入开展水稻高温干旱逆境的研究提出建议。

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水稻窄叶突变体nal12的鉴定与基因精细定位 文艺, 方云霞, 胡鹏, 王月影, 侯琳琳, 谭义青, 朱黎欣, 邓雪梅, 曾大力, 张光恒, 郭龙彪, 朱丽, 陈光, 任德勇, 饶玉春, 薛大伟, 钱前, 胡江 2019, 33(3): 219-226.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8125 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(938KB) ( )   【目的】水稻叶片是理想株型的主要组成部分。筛选和鉴定新的叶形突变材料,可为研究叶发育调控机制和塑造叶片理想形态打下基础。【方法】由粳稻品种武运粳31经EMS(ethyl methane sulphonate)诱变获得窄叶突变体nal12(narrow leaf 12);通过表型测量分析剑叶至倒4叶的叶片长度、宽度、大脉数和小脉数,并进行组织切片和显微观察;将突变体nal12与籼稻品种台中本地1号(TN1)杂交,在F2分离群体中选取了1709个具窄叶突变表型的单株,通过已有的SSR、STS和新开发的分子标记进行精细定位。【结果】nal12在幼苗期就表现出了窄叶性状,在成熟期植株较野生型矮小,分蘖增多,茎秆变细。经组织切片观察分析,nal12叶片变窄是由于大脉和小脉数量减少造成。遗传分析表明该窄叶表型受单一隐性核基因调控;最终将该基因定位在第10染色体上LC2-RF37与LC4R-RF39标记之间约64.7 kb的范围内。该区间内共有10个开放阅读框,其中并无已报道的窄叶相关基因。qRT-PCR结果表明,NAL12基因的突变会影响生长素合成与运输相关基因的表达。【结论】NAL12为一个新的叶形调控基因。这为进一步研究水稻叶片发育,丰富其分子调控网络打下了基础。

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广谱抗稻瘟病种质75-1-127的褐飞虱抗性基因鉴定及分子标记辅助选择育种 降好宇, 曾盖, 郝明, 黄湘桂, 肖应辉 2019, 33(3): 227-234.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.9005 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(822KB) ( )   【目的】水稻品系75-1-127携带广谱抗稻瘟病基因Pi9,已被广泛应用于抗稻瘟病水稻品种改良。笔者育种实践发现75-1-127表现出较强的褐飞虱抗性,因此鉴定该品系中的褐飞虱抗性基因并进行分子辅助选择育种。【方法】根据水稻品系B5中褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15的序列,设计引物扩增75-1-127的基因组DNA,并对PCR产物进行测序分析。采用苗期集团法鉴定了75-1-127和B5的褐飞虱抗性表型。利用与Bph14与Bph15连锁的分子标记筛查了75-1-127为稻瘟病抗源回交转育的两系不育系后代,并鉴定了这些后代的稻瘟病抗性、褐飞虱抗性和主要农艺性状。【结果】75-1-127中含有与B5完全一致的Bph14和Bph15序列。75-1-127和B5苗期褐飞虱抗性均为1级。在以75-1-127为抗源改良的两系不育系中,携带Bph14、Bph15的单基因系或双基因系的褐飞虱抗性均得以改良,其中双基因聚合系的死苗率为8.5%,与供体亲本75-1-127以及阳性对照B5差异不显著,进一步证实75-1-127含有褐飞虱抗性基因。【结论】水稻品系75-1-127携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15,可以作为抗源应用于水稻褐飞虱抗性育种。

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水稻小热休克蛋白OsHSP20抗体特性鉴定及应用 何婧, 刘寒, 郭留明, 李静, 张恒木 2019, 33(3): 235-240.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.9009 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(826KB) ( )   【目的】在前期克隆了一个水稻小热休克蛋白(OsHSP20)的基础上,进一步分析该蛋白多克隆抗体的免疫反应特性和应用范围,为深入鉴定该类基因的功能奠定基础。【方法】利用合成多肽和其原核表达产物分别免疫家兔制备了相应的多克隆抗体;ACP(Antigen-coated plate)-ELISA和dot-ELISA用于分析比较多克隆抗体效价和灵敏度;Western blot用于鉴定多克隆抗体的特异性和应用范围。【结果】Western blot分析显示,利用重组OsHSP20蛋白及其合成多肽所制备的多克隆抗体均可以在原核表达OsSHSP样品中特异性检测到1条大小与预期一致(37 kD)的条带,表明两种方法获得的多克隆抗体都具有高度的特异性;ACP(Antigen-coated plate)-ELISA和dot-ELISA分析表明,利用重组蛋白制备的多克隆抗体效价和灵敏度均高于利用多肽制备的抗体。进一步的Western blot分析显示该抗体可用于多种植物小热休克蛋白(SHSP)的检测。【结论】制备了OsHSP20蛋白质抗体,且具有高度的特异性和较高的效价和灵敏度,可广泛地用于多种单、双子叶植物HSP20蛋白的表达分析,有助于OsHSP20及其他植物同源蛋白的功能鉴定。

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辽宁省粳稻品种稻瘟病抗性基因分析 潘争艳, 邱福林, 吕桂兰, 马秀芳, 商文奇, 白元俊, 徐正进 2019, 33(3): 241-248.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8071 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(945KB) ( )   【目的】为明确辽宁省260份粳稻品种中稻瘟病抗性基因的类型,评价抗性基因利用价值,为辽宁省水稻抗病育种提供参考。【方法】选用9个稻瘟病抗性基因的特异引物分析辽宁省已审定的260份粳稻品种抗性基因种类、基因组合类型及地域分布情况,基于抗病基因检测条带的有无进行品种聚类分析,苗期人工喷雾接种、分蘖盛期和蜡熟期田间自然发病调查,评价9个抗性单基因系的抗病性。【结果】辽宁省粳稻品种中含有抗性基因数量从0~7个不等,抗性基因Pikh检出率最高,其次是Pikm和Pi1;所有参试品种均未检测到Pi9基因,仅在辽宁省农业科学院育成的辽粳421中检测到Pi40基因。参试的水稻品种中共有62个基因组合类型。基于抗性基因检测结果进行聚类分析,可以将260份粳稻材料分为11个类群。9个抗性单基因系中,Pi40抗性最好;其次是Pi9、Pigm和Pita。【结论】抗性基因Pi40、Pi9、Pigm和Pita在辽宁省粳稻品种选育和生产上具有重要的应用潜力;参试品种的80.38%集中在第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅸ类群,没有明显的地域差异;参试品种抗病基因组合类型不够丰富,亲缘关系较近。

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滴灌条件下不同土壤质地对水稻苗期根系生长和分布的影响 徐强, 马晓鹏, 吕廷波, 王东旺, 白蒙, 王泽林, 牛靖冉 2019, 33(3): 249-256.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8096 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(949KB) ( )   【目的】研究滴灌条件下不同土壤质地对水稻苗期根系生长和分布的影响,揭示土壤质地对滴灌水稻苗期生长的重要作用,阐明滴灌水稻苗期生长发育机理。【方法】在石河子大学试验场采用盆栽土柱试验,设置重壤土、轻壤土、砂土共3个处理,每个处理重复3次,在播后10、20、30、40 d取样,对比不同处理出苗率、根系形态、生物量、根系活力、根系分布等指标,分析不同土壤条件对滴灌水稻苗期根系生长及分布的影响。【结果】砂土平均出苗率比重壤土、轻壤土分别高15.21和4.6个百分点;计算各项指标40 d平均值可知,重壤土处理根数比轻壤土、砂土处理分别高26.73%和15.67%;重壤土处理平均根长比轻壤土、砂土处理分别高4.52%和13.92%;重壤土处理根系体积比轻壤土、砂土处理分别高18.53%和43.15%;砂土处理最长根长比重壤土、轻壤土处理分别高38.44%和12.69%;重壤土处理总生物量比轻壤土、砂土处理分别高19.76%和41.48%。重壤土处理根系生物量比轻壤土、砂土处理分别高14.98%和35.83%。苗期根系活力表现为重壤土>轻壤土>砂土,重壤土处理40 d内平均根系活力比轻壤土、砂土处理分别高3.54%和13.91%;滴灌水稻苗期根系分布情况表现为前期水稻根系集中在0-5 cm土层中,后期根系开始逐渐分布于0-20 cm土层。【结论】不同的土壤质地对滴灌水稻出苗率、根系形态、生物量、根系活力和根系分布影响显著。因此,滴灌水稻的种植推广过程中,不同土壤质地应采取不同的播种量和相应的栽培措施,才能达到滴灌水稻的优质、高产和高效的目标。

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稻油轮作下油菜秸秆还田与水氮管理对杂交稻群体质量和产量的影响 殷尧翥, 郭长春, 孙永健, 武云霞, 余华清, 孙知白, 张桥, 王海月, 杨志远, 马均 2019, 33(3): 257-268.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8102 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1057KB) ( )   【目的】研究秸秆还田与水氮配施的理论与技术,探讨对水稻群体质量和产量形成的影响。【方法】选用宜香优2115为试验材料,三因素裂裂区设计,主区为油菜秸秆堆腐还田和直接还田两种秸秆还田方式,裂区为淹水灌溉和控制性交替灌溉两种水分管理方式,裂裂区为4种施氮量,分析对水稻群体质量及产量的影响,并探讨秸秆还田与水氮管理模式下群体质量和产量形成的关系。【结果】秸秆还田与水氮管理对主要生育时期水稻干物质积累量、叶面积指数(LAI)及产量均存在显著或极显著的调控效应,互作效应显著;且群体质量指标与产量呈显著或极显著正相关。秸秆堆腐还田对水稻群体质量指标的调控显著高于秸秆直接还田,齐穗期高效叶面积指数提高了4.71%~6.50%,群体干物质显著增加了9.22%~13.30%;并对水稻产量及其构成因素影响显著,有效穗数及每穗粒数分别提高了5.9%~9.8%和1.5%~5.2%,从而使产量提高了9.5%~13.4%。控制性交替灌溉相对于淹灌能保证足够的穗数,提高干物质积累量,减缓拔节至齐穗期叶面积衰减,加快结实期群体生长率,利于穗粒数及产量的提高;且随着氮肥用量的增加,分蘖数、干物质积累量、有效叶面积率和高效叶面积率均呈先增后降的趋势。【结论】从三因素间的互作效应来看,秸秆堆腐还田处理下,控制性交替灌溉与施氮量150 kg/hm2,可有效提高齐穂期高效叶面积指数(4.80~5.32),具有较高的结实期干物质积累量(6.94~7.36 t/hm2),显著提高了有效穗(181.6万~220.9万/hm2)及每穗粒数(180~200粒),从而显著提高产量达到10328.1~12464.1 kg/hm2,为本研究节水减氮增效最佳的处理。

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施氮量和直播密度互作对水稻产量形成特征的影响 吴培, 陈天晔, 袁嘉琦, 黄恒, 邢志鹏, 胡雅杰, 朱明, 李德剑, 刘国林, 张洪程 2019, 33(3): 269-281.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8112 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(974KB) ( )   【目的】旨在阐明施氮量和直播密度互作对水稻产量形成特征的影响。【方法】以优质食味粳稻南粳9108为试验材料,设置4个施氮量处理,即N1(0 kg/hm2)、N2(150 kg/hm2)、N3(225 kg/hm2)、N4(300 kg/hm2),5个直播密度处理,即D1(90×104/hm2)、D2(180×104/hm2)、D3(270×104/hm2)、D4(360×104/hm2)、D5(450×104/hm2)。【结果】随施氮量增加,机直播稻产量增加。在N1、N2和N3施氮量下,机直播稻产量随直播密度增加先增后降,分别在D4、D3和D2密度下获得最高产量,其最高产量分别为6.74、7.78和8.93 t/hm2;在N4施氮量下,水稻产量随直播密度增加而降低,在D1密度下获得最高产量,为9.55 t/hm2。不同施氮量下采用适宜直播密度可以提高水稻产量,其中N4施氮量配套D1直播密度机直播稻产量最高,其有效穗数适宜,穗型较大,生育中后期LAI较大、光合势高,生育后期群体生长率、净同化率和干物质积累量等指标均较优。【结论】机直播稻在300 kg/hm2的高氮水平下易取得高产,配套适宜直播密度可进一步提高水稻产量,但从稻田绿色生产和节本增效角度考虑,机直播稻适当降低施氮量至225 kg/hm2,配套180×104/hm2直播密度仍可获得9 t/hm2左右的产量,也值得推广。

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取食香根草后水稻螟虫对杀虫剂敏感度变化 宋瑞雪, 鲁涵, 鲁艳辉, 郑许松, 吕仲贤 2019, 33(3): 282-286.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.8025 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(532KB) ( )   【目的】香根草能有效诱集水稻螟虫产卵,且孵化的幼虫取食香根草一定时间后死亡,可用于水稻螟虫的田间防控。但田间防治往往是多种防治措施相结合。为了研究取食香根草后的幼虫对常用杀虫剂的敏感度,【方法】利用稻苗浸渍法测定了茚虫威、氯虫苯甲酰胺、多杀菌素、甲氨基阿维菌素、氟虫胺、氰氟虫腙、阿维菌素、毒死蜱8种常用杀虫剂对水稻大螟和二化螟的毒力作用,以及取食香根草后螟虫对这些药剂的敏感度变化。【结果】8种杀虫剂(氰氟虫腙,甲氨基阿维菌素,氯虫苯甲酰胺,氟虫胺,多杀菌素,阿维菌素,茚虫威,毒死蜱)对大螟的LC50依次为1.04,1.40,2.67,3.48,7.59,13.03,16.57,23.28 mg/L;对二化螟的LC50依次为1.94,2.07,4.20,8.93,9.72,17.63,9.51,64.68 mg/L。与取食水稻的螟虫比较,香根草饲喂3 d后,大螟幼虫对8种药剂的敏感性均有所提高,致死率提高13.3~22.2个百分点,其中,对氯虫苯甲酰胺、多杀菌素、氟虫胺、氰氟虫腙、毒死蜱的敏感度显著提高;而香根草饲喂后的二化螟幼虫对所有测定药剂敏感度均显著提高,致死率提高26.7~33.3个百分点。二化螟幼虫对所有测定药剂敏感度升高更为明显。【结论】初步明确了水稻螟虫取食香根草后对杀虫剂的敏感度有不同程度提高。