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水稻不同基因型对铅镉吸收能力差异的研究

农业环境科学学报 2008年第2期27卷 447-451页

作者：冯文强涂仕华秦鱼生熊洪徐富贤孙锡发廖鸣兰四川省农业科学院土壤肥料研究所四川省农业科学院水稻高粱研究所四川泸州646000

利用盆栽试验探讨了四川20个水稻育种材料(其中保持系和恢复系各10个品系)对外源污染物铅(Pb)、镉(Cd)的吸收能力及这两种重金属在稻草和稻米中的分配差异。结果表明,Pb或Cd胁迫下,水稻不同基因型对其吸收存在明显差异。在供试验材料中... 详细信息

利用盆栽试验探讨了四川20个水稻育种材料(其中保持系和恢复系各10个品系)对外源污染物铅(Pb)、镉(Cd)的吸收能力及这两种重金属在稻草和稻米中的分配差异。结果表明,Pb或Cd胁迫下,水稻不同基因型对其吸收存在明显差异。在供试验材料中,最不易受Pb污染材料为Y11,稻米未检出Pb,其稻草中的Pb最不易向子粒转移;最不易受Cd污染的材料为Y16,稻米含Cd0.15mg·kg-1,含量低于无公害大米标准(NY5115-2002)。最易受Pb污染的材料分别为Y07和Y17,而最易受Cd污染的材料分别为Y07、Y05和Y17。稻米对Cd的富集能力大大高于对Pb的富集能力。恢复系抗Pb或Cd污染的能力优于保持系。

关键词：水稻基因型重金属保持系恢复系精米

水稻生长、根系生理特性和ABA含量的基因型差异与耐盐性的关系

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植物营养与肥料学报 2011年第5期17卷 1035-1043页

作者：张振华刘强宋海星荣湘民 Abdelbagi M.Ismail 1湖南农业大学资源环境学院长沙410128 国际水稻研究所作物与环境科学系菲律宾马尼拉DAPO Box7777 植物营养湖南省普通高等学校重点实验室长沙410128 农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室长沙410128

为进一步揭示不同基因型水稻耐盐性差异的生理机制,探明盐胁迫初期根部激素ABA对水稻耐盐性的调控机理。于2009年10月～2010年2月在严格控制水、温、光和营养元素供应的国际水稻研究所人工气候室进行水培试验。结果表明,盐胁迫条件下耐... 详细信息

为进一步揭示不同基因型水稻耐盐性差异的生理机制,探明盐胁迫初期根部激素ABA对水稻耐盐性的调控机理。于2009年10月～2010年2月在严格控制水、温、光和营养元素供应的国际水稻研究所人工气候室进行水培试验。结果表明,盐胁迫条件下耐盐基因型(IR651)相对于敏感基因型(IR29)保持了更高的生物量,"稀释"了植株体内盐分离子的浓度而减轻盐胁迫。两水稻基因型盐胁迫条件下对盐分的总吸收量并无明显差异,IR651根部较强的耐盐性和较大的生物量可以储存更多的Na+,从而减少Na+向地上部的转运量。盐胁迫初期IR651根部ABA的大量合成是叶片蒸腾速率显著降低的主要原因,从而抑制了盐分离子的大量吸收,大大减轻了盐胁迫初期大量盐分离子吸收对植株造成的不可恢复性伤害。可见,盐胁迫条件下耐盐基因型较大的生物量、根的生理特性以及盐胁迫初期ABA的特有调控都大大增强了其耐盐胁迫性能,是耐盐基因型相对敏感基因型有更强耐盐胁迫能力的重要原因。

关键词：水稻基因型耐盐性盐胁迫根系生理特性 ABA含量

锌离子活度对水稻幼苗锌吸收分配的影响及基因型差异

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植物营养与肥料学报 2004年第5期10卷 526-530页

作者：陈光才王人民李迎春杨肖娥中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江富阳311400 浙江大学农学系浙江杭州310029 贵州大学贵州贵阳550025 浙江大学资源科学系浙江杭州310029

采用卜HEDTA螯合缓冲营养液,在4个锌水平(pZn2+即-log[Zn2+])分别为11.4、11.0、10.3和9.7下对锌营养效率不同的4个水稻基因型[IR8192、IR26、BY(碧玉早糯)、Z921(浙农921)]进行营养液培养试验,研究水稻幼苗对Zn吸收、转运和利用规律。... 详细信息

采用卜HEDTA螯合缓冲营养液,在4个锌水平(pZn2+即-log[Zn2+])分别为11.4、11.0、10.3和9.7下对锌营养效率不同的4个水稻基因型[IR8192、IR26、BY(碧玉早糯)、Z921(浙农921)]进行营养液培养试验,研究水稻幼苗对Zn吸收、转运和利用规律。结果表明,随着锌离子活度下降,各水稻基因型的锌累积量下降,锌从地下部向地上部的转运率提高,锌利用效率提高,且各基因型间差异显著。在锌离子活度较低时,耐低锌基因型(IR8192)锌养分利用效率和提高养分利用率的能力要远远高于锌敏感基因型IR26和子粒富锌基因型BY;在锌离子活度较高时,水稻子粒富锌基因型BY有较强的锌富集能力,具有较高的秧苗锌累积量,这可能是其子粒富锌的主要机理之一;利用苗期营养性状筛选子粒富锌水稻基因型效果可能较好。

关键词：水稻基因型锌离子活度耐低锌子粒富锌

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基因型和钙离子对水稻镉吸收特性的影响

基因型和钙离子对水稻镉吸收特性的影响

作者：温娜天津师范大学

学位级别：硕士

近年来,我国农田镉(Cd)污染问题日益突出,使得稻米的安全生产受到极大关注。本研究以Cd高吸收型水稻品种T优705和低吸收型品种湘早籼24为试验材料,进行水培试验,研究钙(Ca)和Cd的交互作用以及Ca对水稻幼苗Cd亚细胞分布特征的影响。与此... 详细信息

近年来,我国农田镉(Cd)污染问题日益突出,使得稻米的安全生产受到极大关注。本研究以Cd高吸收型水稻品种T优705和低吸收型品种湘早籼24为试验材料,进行水培试验,研究钙(Ca)和Cd的交互作用以及Ca对水稻幼苗Cd亚细胞分布特征的影响。与此同时,选择10个早稻品种和8个晚稻品种进行多点田间试验,对环境和基因型的互作效应与稻米Cd积累特性及其稳定性的关系进行了研究。主要研究结果如下： 1、2个水稻品种的根系相对增长率随溶液中Cd浓度的升高,表现出先增高后降低的趋势,即低浓度Cd促进根系生长高浓度抑制。Cd溶液中施入外源Ca后,可有效缓解Cd对水稻根系造成的毒害,促进根系的生长,如4.5μmol/L的Cd溶液中施入2mmol/L的Ca较不加Ca相比,可使T优705根长的相对增长率提高172.06%;湘早籼24提高273.62%。 2、Ca可显著降低2个水稻品种的Cd吸收速率及Cd转运率。用Michaelis-Menten动力学方程拟合水稻对Cd的吸收速率,施入2mmol/L的Ca,可使T优705根系和地上部Cd的最大吸收速率(Fmax)分别下降26.20%、73.86%,湘早籼24的Fmax分别下降10.64%、32.83%,但亲和系数(Km)值却变化不大;4.5μmol/L的Cd胁迫溶液中,施入2mmol/L的Ca,可使T优705的Cd转运率降低40.90%,湘早籼24的Cd转运率降低23.48%。 3、亚细胞试验表明,根系吸收的Cd主要分布在胞液部分,其次为细胞壁,细胞器中的Cd含量最少,Cd在地上部的分布顺序为细胞壁>胞液>细胞器。此外,T优705的Cd含量要远高于湘早籼24。加入外源Ca,可有效降低根系胞液和地上部细胞壁、细胞器中的Cd含量,如在4.5μmol/L的Cd胁迫下施入2mmol/L的Ca,T优705根系胞液中的Cd含量较不加Ca降低了48.14%,湘早籼24降低了43.05%。 4、多点田间试验发现,晚稻根际土壤Cd含量要显著高于早稻,即生长季节可显著影响耕层土壤的Cd含量。季节和基因型均可显著影响水稻根系及稻米的Cd积累量,晚稻的稻米Cd超标情况较早稻更为严重,早稻T优705在各试验点的稻米Cd含量均显著高于其它基因型,晚稻丰源优263在试点S3、S4的稻米Cd含量显著高于其他基因型。 5、以AMMI模型分析基因与环境互作稻米Cd积累的稳定性影响,表明基因、环境及二者互作对稻米Cd含量均有显著影响,其中基因型对早稻稻米的Cd含量具有极显著影响,而地点环境对晚稻稻米Cd积累量的影响占主导效应。 6、分析早、晚稻稻米Cd含量及其在各地点的变异情况,表明早稻湘早籼24、中嘉早17、湘早籼11号、湘早籼6号和株两优819属于稻米中Cd积累量较低且遗传稳定性好的基因型,适合于轻微度和轻度污染区大面积种植;T优705的稻米Cd积累量较高,且环境变异大,属于环境依赖型的高积累基因型,不适合在轻微度和轻度污染区种植;其他基因型需因地制宜。晚稻只有丰源优2297,适宜在轻微度污染区大面积推广种植。

关键词：水稻基因型 Cd吸收 Ca离子亚细胞分布 AMMI模型稳定性

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苗期水稻吸收和转运砷的基因型差异研究

中国农学通报 2006年第6期22卷 356-360页

作者：刘文菊胡莹毕淑芹李玉敏朱永官刘向辉河北农业大学资源与环境科学学院中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院生态环境研究中心河北省迁安市农村经济局

采用营养液培养的方法,研究了在根表无铁氧化物膜形成的情况下,苗期水稻对生长介质中三价砷和五价砷吸收及向地上部转运的基因型差异。水稻植株分别暴露在含20(M五价砷和含五价砷、三价砷各10(M的营养介质中14d,对水稻生物量的影响存在... 详细信息

采用营养液培养的方法,研究了在根表无铁氧化物膜形成的情况下,苗期水稻对生长介质中三价砷和五价砷吸收及向地上部转运的基因型差异。水稻植株分别暴露在含20(M五价砷和含五价砷、三价砷各10(M的营养介质中14d,对水稻生物量的影响存在显著的基因型差异,在6个水稻基因型中,砷处理促进了根系的生长,但抑制了地上部的正常生长,只有基因型94D-22除外,2周的砷暴露对其生长虽然有抑制作用,但这种抑制效应并不显著;不同程度的砷暴露并没有对根中砷浓度、地上部砷浓度产生明显影响(94D-22除外),但基因型之间砷浓度的变化趋势与有铁膜形成时相比存在明显差异。营养液中三价砷和五价砷共存时,基因型94D-22茎叶中砷浓度最高(69.5mg/kg),是其他基因型的1.8～3.1倍,并且94D-22对砷的吸收能力和转移能力也最大,KY1360和94D-64对砷的转移能力最弱,这与有铁膜形成且经过整个生长季的水稻对砷吸收和转运能力的影响结果不同。

关键词：砷暴露水稻基因型砷浓度砷形态转移系数

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水稻保持叶片水势的基因型变异

福建农业科技 1980年第2期 59-62页

作者：姚碧卿

世界上约有50％的水稻是靠雨耕种的,在那些地方只要偶然发生干旱,就可造成产量的严重损失。因此加强耐旱性的选择显然是必要的。本研究是应用叶片水势作为一种土壤和大气条件的积分仪以初步了解水稻的耐旱性。我们在探索旱田筛选所显出... 详细信息

世界上约有50％的水稻是靠雨耕种的,在那些地方只要偶然发生干旱,就可造成产量的严重损失。因此加强耐旱性的选择显然是必要的。本研究是应用叶片水势作为一种土壤和大气条件的积分仪以初步了解水稻的耐旱性。我们在探索旱田筛选所显出基因型之间主要生理差异的基础上,还以生理学参数作为选择的基础,寻求建立目测症状与植株水势之间的关系,而不单靠经验式的观察。

关键词：水稻基因型耐旱性叶片水势国际水稻研究所

镉积累差异水稻品种生长发育对清除NO的响应

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植物营养与肥料学报 2021年第2期27卷 322-331页

作者：曾晶周旋荣湘民张振华湖南农业大学资源环境学院/东方科技学院湖南长沙410128 湖南省土壤肥料研究所湖南长沙410125

【目的】研究一氧化氮(NO)对镉(Cd)胁迫下水稻苗期生理生化及氮代谢响应的调节作用,探讨通过清除NO提高水稻耐Cd能力的措施。【方法】以Cd高积累(TN1)和Cd低积累(春江06)品种为材料,进行了Cd胁迫(40μmol/L)水培试验。以Cd胁迫营养液为... 详细信息

【目的】研究一氧化氮(NO)对镉(Cd)胁迫下水稻苗期生理生化及氮代谢响应的调节作用,探讨通过清除NO提高水稻耐Cd能力的措施。【方法】以Cd高积累(TN1)和Cd低积累(春江06)品种为材料,进行了Cd胁迫(40μmol/L)水培试验。以Cd胁迫营养液为对照,在对照基础上设置添加硝普钠(Cd+SNP)、添加NO清除剂CPTIO(Cd+CPTIO)、添加硝酸还原酶抑制剂钨酸钠(Cd+TU)处理,共4个处理。处理后12天,测定不同处理对水稻幼苗生长、NO_(3)^(-)-N分配、根系特性及光合特性的影响。【结果】NO对高Cd和低Cd积累水稻品种的影响不同。与对照相比,Cd+SNP处理降低高Cd积累水稻品种幼苗地上部和地下部NO_(3)^(-)-N含量,但对幼苗生物量和氮素吸收没有显著抑制效果;Cd+CPTIO处理会提高幼苗生长、氮素积累量及氮效率(P水稻品种,Cd+SNP、Cd+CPTIO、Cd+TU处理间幼苗生物量、氮素吸收量均无显著差异。【结论】品种基因型对NO信号的调节敏感度不同,高Cd积累品种清除NO处理可以显著抑制Cd的吸收和向地上部的运转,促进幼苗的生长和对氮素的吸收利用,抑制硝酸还原酶活性处理缓解Cd胁迫促进幼苗生长的效果不稳定。而对于低Cd积累水稻品种,清除NO处理也有一定的缓解Cd吸收和向地上运转的效果,但其重要性不如基因本身的拒Cd能力。因此,Cd胁迫下,高Cd积累水稻品种采用清除NO的措施可有效缓解Cd胁迫,促进水稻的生长,但对于低Cd积累水稻品种,清除NO也可以进一步降低Cd的向上运输,但是对水稻幼苗生长和氮素利用的影响不显著。

关键词：水稻基因型镉胁迫 NO信号 NO清除剂 NR还原酶抑制剂

不同氮效率水稻品种生育后期地上部氨挥发的研究

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不同氮效率水稻品种生育后期地上部氨挥发的研究

作者：吴小庆南京农业大学

学位级别：硕士

我国是氮肥施用最多的国家，2004年已达3170万吨，而氮肥利用率却仅有30％-35％。氮肥利用率低的原因除了农田土壤氮肥的各种损失途径外，植物自身的氮素损失也是其中之一。许多研究发现植物在其生长过程中，可通过叶片气孔向外挥发氨... 详细信息

我国是氮肥施用最多的国家，2004年已达3170万吨，而氮肥利用率却仅有30％-35％。氮肥利用率低的原因除了农田土壤氮肥的各种损失途径外，植物自身的氮素损失也是其中之一。许多研究发现植物在其生长过程中，可通过叶片气孔向外挥发氨。同时，植物挥发的氨也是影响大气氨浓度的最不确定的因素，因为植物既可能是氨源，也可能是氨库。因此，研究水稻叶片氨挥发对提高氮肥利用率和治理大气污染都有着重要的意义。本试验采用密闭生长箱法，研究了不同氮效率水稻品种生育后期地上部氨挥发量、不同施氮水平下水稻地上部氨挥发量和氨挥发量与水稻氮素吸收利用的关系以及影响水稻氨挥发量的因素，包括内部因素和外部因素，旨在筛选氨挥发量低的水稻基因型，以提高氮肥利用率，减少氮肥损失，降低氨挥发对环境的影响。对不同水稻品种氨挥发昼夜变化规律的研究表明，一天之中水稻地上部氨挥发量存在昼高夜低的现象;各品种水稻地上部日氨挥发量在花期达到最大值，并且因品种不同，其日氨挥发量最大值也有所不同。这说明水稻花期是整个生育后期地上部氨挥发的关键时期。不同氮效率水稻品种生育后期地上部氨挥发总量存在显著差异(F=4.47，P＜0.05)，且品种间氨挥发量与地上部生物量和叶片生物量均无相关性。说明不同品种间氨挥发的差异并非由水稻地上部生物量的差异所致，水稻对氮素利用效率的基因型差异可能才是不同品种地上部氨挥发量存在显著差异的原因所在。通过研究品种间地上部氮素积累量与生育后期地上部氨挥发总量的关系发现，两者存在显著负相关，地上部积累量高的水稻品种生育后期地上部氨挥发量较低。通过测定不同水稻品种叶片GS活性并比较各品种间的氨挥发量，发现GS活性与氨挥发量存在一定负相关性，氨挥发量高的3030和锡稻11叶片GS活性较低，而氨挥发量低的3010和武粳4叶片活性GS较高。原因可能是由于GS活性低导致水稻同化NH能力下降，从而以氨的形式挥发损失的氮也较多。不同施氮水平下水稻地上部氨挥发总量的研究结果表明，氨挥发总量随着施氮量的增加而显著增加，氨挥发量与施氮量之间存在极显著相关性(R=0.841，P＜0.01)。叶片质外体中NH浓度是影响施氮水平间水稻地上部氨挥发量的主要因素之一，地

关键词：水稻基因型氨挥发质外体NH4+浓度 GS活性

水稻根际微生物区系特征及其与植物和土壤性状的生态关联性

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水稻根际微生物区系特征及其与植物和土壤性状的生态关联性

作者：宁慧龄南京农业大学

学位级别：硕士

植物根系在长期进化过程中会形成特定的微生物群落,其特征取决于多种因素,例如根系部位、土壤类型、植物基因型等。这些微生物群落与其宿主关系密切,可以通过调控土壤微环境、活化土壤养分等方式来促进植物生长发育。然而,不同植物品种... 详细信息

植物根系在长期进化过程中会形成特定的微生物群落,其特征取决于多种因素,例如根系部位、土壤类型、植物基因型等。这些微生物群落与其宿主关系密切,可以通过调控土壤微环境、活化土壤养分等方式来促进植物生长发育。然而,不同植物品种根际微生物区系特征及其与环境因子之间的生态关联尚不清楚。本文以水稻为研究对象,探索水稻根系微生物区系特征及其与土壤和植物性状的相关性。试图阐明不同品种、基因型的水稻根际微生物群落与植物互作的机制,以期挖掘微生物群落对促进作物生长、提高作物产量和抗性的潜力。研究以农业生产中常见的水稻品种超级杂交稻晚籼稻“Y两优3218”和常规稻“镇稻11”,以及pho2磷突变日本晴水稻和野生型日本晴水稻为对象拟解析不同水稻品种、不同基因型如何影响根际土微生物群落及其根际土壤代谢物质特征图谱、植物和土壤理化性状,以及它们之间的潜在生态关联。结果如下:1.不同水稻品种会显著改变根际微生物群落组成。水稻根际土细菌群落主要由变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门组成。超级稻和常规稻根际土细菌群落组成有显著性差异。超级稻富集的OTUs主要属于7个细菌属（普氏菌属、假单胞菌属、地杆菌属等）,常规稻富集的OTUs主要属于8个细菌属（Georgfuchsia、黄杆菌属、土地杆菌属等）。两个水稻品种根际土真菌群落主要由子囊菌门、担子菌门和接合菌门组成。真菌群落组成有显著性差异。超级稻富集的OTUs主要属于（梨形孢属）,常规稻富集的OTUs主要属于（普兰久浩酵母属）。2.不同水稻品种会改变根际代谢物质组成。与常规稻相比,超级稻根际土存3种特有物质和6种显著富集的物质（尿苷、生物素、山核桃酸和松脂酸、胸腺嘧啶、嘌呤核苷、尿嘧啶、柠檬酸和氢化肉桂酸）;常规稻根际土有3种特有的代谢物质和4种显著富集的物质（2-羟基戊酸、海藻糖、丙酰胺和莽草酸、单棕榈碱、草酸和unknown）。3.不同水稻品种会影响根际微生物与代谢物质之间的潜在生态关联。通过网络分析（MENA）优势物种与富集代谢物间的相关性,结果表明,与常规稻相比,超级稻根际土的细菌、真菌优势物种与其富集代谢物间的相关性更强。与真菌群落相比,超级稻与常规稻的细菌优势种与富集代谢物的相关性更强,这些优势种主要属于变形菌门、放线菌门和绿弯菌门。4.不同水稻基因型改变了细菌群落和磷循环功能细菌群落的多样性和组成。突变体水稻与野生型水稻根际土细菌群落主要由变形菌门、拟杆菌门和酸杆菌门等组成,并且两种水稻基因型的群落组成有显著性差异。突变体水稻根际土富集的OTUs主要属于9个细菌属（地杆菌、脱氯单胞菌、假单胞菌等）;野生型水稻根际土富集的OTUs主要属于14个细菌属（铁氧化细菌、热脱硫弧菌、帕鲁迪杆菌等）。突变体水稻根际磷循环功能细菌群落主要由变形菌门占主导;突变体磷循环功能微生物群落的alpha多样性显著高于野生型水稻;突变体水稻根际土磷循环功能微生物群落富集了甲基杆菌属、Collimona。5.不同水稻基因型会引起植物性状、根际土理化性质的差异。突变体水稻的株高（101.47 cm）、地上部干重（叶、茎和穗:6.27 g、8.7 g和8.40 g）、地上部全氮(叶、穗和茎:18.71 ***、10.48 ***和5.63 ***)及全钾含量(7.83 ***、2.98 ***和11.21 ***)均显著低于野生型水稻,而全磷含量(叶、穗和茎:11.56 ***、2.70 ***和3.96 ***)却高出野生型水稻5倍左右;突变体地下部的趋势则相反,全磷含量显著(3.01 ***)低于野生型水稻。突变体水稻根际土速效磷含量(***)低于野生型水稻(10.61 ***),碱性磷酸酶活性(188.18 *** h g)显著高于野生型水稻(164.07 *** h g)。6.不同水稻基因型改变了细菌群落及磷循环功能微生物群落与植物、根际土生理性状的生态相关性。通过计算两个水稻基因型富集属与植物生理性状和根际土理化性状的相关性表明,与野生型水稻相比,突变体水稻根际细菌群落的富集属pho D微生物群落的富集属与植物生理性状和根际土生理性状的相关性更紧密。综上所述,不同水稻品种会招募不同的微生物群落并影响根际土代谢物质的组成,最终改变微生物群落与土壤代谢物质间的生态关联性。超级稻根际土优势种多与根际土有机酸类代谢物质有紧密相关性,说明有机酸可能是植物与微生物互作中重要的调控因子。通过研究超级杂交稻与常规稻根际微生物群落,来挖掘微生物群落促进作物养分吸收、提高作物产量及提高作物抗性的潜力。除了探究不同品种水稻对微生物群落的影响之外,我们还聚焦功能基因缺失后对根际微生物群落的影响。结果表明,功能基因缺失后,水稻根际土会招募不同的微生物群落并影响植物及土壤的生理性

关键词：水稻品种水稻基因型超级杂交稻 pho2突变体水稻根际土代谢物质微生物群落及磷循环功能微生物群落