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粳稻定向播种装置供种机构性能数值模拟与试验

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农业工程学报 2016年第14期32卷 22-29页

作者：韩豹孟繁超梁丽娜杨亚楠王彬东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为稳定粳稻定向精量播种装置在低播量时的播种性能、提高作业效率,设计了一种离心式供种机构。建立了粳稻籽粒和供种机构的三维仿真模型,采用EDEM软件对该机构供种性能进行单因素数值模拟,分析了进种口开度、转盘直径和转速3个主要工作... 详细信息

为稳定粳稻定向精量播种装置在低播量时的播种性能、提高作业效率,设计了一种离心式供种机构。建立了粳稻籽粒和供种机构的三维仿真模型,采用EDEM软件对该机构供种性能进行单因素数值模拟,分析了进种口开度、转盘直径和转速3个主要工作参数对供种性能的影响,并在粳稻定向精量播种装置上进行了供种性能验证试验与播种性能对比试验。仿真结果表明:进种口开度和转盘转速对粳稻籽粒离散程度和供种性能影响显著,转盘直径对总排量有一定影响但不明显,各供种口排量标准差变异系数先减后增;在转盘直径为220 mm、转盘转速为80 r/min和进种口开度为10 mm时,模拟总排量为263粒/s,各供种口排量标准差变异系数为14.37%;供种性能验证试验表明:在相同条件下,供种性能与进种口开度仿真与试验变化趋势一致,试验结果比仿真结果分别高13粒/s和1.19%。播种性能对比试验表明:增设供种机构后,粳稻定向精量播种装置在低播量时播种性能稳定,作业效率提高25%。该研究为粳稻定向精量播种装置性能的提升提供参考。

关键词：农业机械作物试验粳稻定向精量播种供种机构供种离散元法

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粳稻定向精量播种装置排种性能试验

农业工程学报 2015年第16期31卷 8-15页

作者：韩豹孟繁超梁丽娜葛玉晓徐洪岩东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为探究粳稻定向精量播种装置排种性能的影响规律并获得因素的最优组合,以东农419长粒型粳稻为播种对象,采用单因素及三因素三水平正交试验设计方法,对粳稻定向精量播种装置进行了排种性能试验研究。建立了定距输送板输送频率、输送板齿... 详细信息

为探究粳稻定向精量播种装置排种性能的影响规律并获得因素的最优组合,以东农419长粒型粳稻为播种对象,采用单因素及三因素三水平正交试验设计方法,对粳稻定向精量播种装置进行了排种性能试验研究。建立了定距输送板输送频率、输送板齿距和滑道夹角3个主要因素与排种合格率（1~3粒率）、理想排种率（2~3粒率）的数学模型,分析了各影响因素及其交互作用对排种合格率与理想排种率的影响规律,并进行了参数优化与试验验证。影响排种合格率的主次因素依次为输送板输送频率、输送板齿距和滑道夹角;确定优选组合为输送频率2.7 Hz、滑道夹角46.8°、输送板齿距9.6 mm,平均排种合格率为98.75%,经试验验证,与理论优化结果基本一致。在相同的试验条件下采用北方常用的3个长粒型粳稻和2个短粒型粳稻品种进行综合播种作业性能试验,在纸介种带喂入速度为0.04 m/s时,平均播种合格率为97.22%,平均理想排种率为77.57%,漏播率与重播率分别低于2.6%和0.4%,试验结果表明该装置对北方长粒型粳稻具有更好的适应性能,能够满足粳稻机插秧育秧播种要求。该研究为北方粳稻种子带育秧设备定向精量播种装置的优化设计与排种性能的提升提供了参考。

关键词：农业机械种子优化粳稻育秧定向精量播种试验

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不同水肥模式对籼稻和粳稻抗倒伏性能的影响

农业工程学报 2022年第9期38卷 108-118页

作者：王振昌程鑫鑫谢毅洪成胡萌高云游佳明何雅婷刘金晶肖冰琦郭相平河海大学农业科学与工程学院南京211106 青岛市水务事业发展服务中心青岛266071 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098

倒伏是影响水稻稳产高产的主要限制因素之一,该研究旨在通过比较不同处理的倒伏指数(Lodging Index,LI),及LI与倒伏相关生长性状和力学性能之间的关系,研究灌溉方式、肥料类型及水稻种类交互作用对倒伏相关形态特征、基部节间力学性状... 详细信息

倒伏是影响水稻稳产高产的主要限制因素之一,该研究旨在通过比较不同处理的倒伏指数(Lodging Index,LI),及LI与倒伏相关生长性状和力学性能之间的关系,研究灌溉方式、肥料类型及水稻种类交互作用对倒伏相关形态特征、基部节间力学性状及产量等指标的影响。于2019和2020年6月—10月开展试验,研究2种水稻种类(南粳5055和Y两优900)在不同肥料类型(有机肥和化肥)及灌溉方式(控制灌溉和浅水勤灌)下的抗倒伏性能。结果表明:控制灌溉显著降低了株高和地上部分鲜质量(P粳稻,两种肥料类型的LI无显著差异(P>0.05),对于籼稻,则表现为有机肥处理下I1的LI显著大于化肥处理(P粳稻,化肥施用下的控制灌溉模式适用于籼稻。研究为通过灌溉和施肥措施调控不同种类水稻的抗倒伏性能提供数据支持和理论支撑。

关键词：灌溉氮降雨粳稻籼稻倒伏有机肥

粳稻超亲变异系籽粒谷氨酰胺合成酶基因表达特性及序列变异分析

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中国水稻科学 2016年第3期30卷 304-312页

作者：徐振华曲莹刘海英朱立楠张忠臣金正勋东北农业大学农学院哈尔滨150030 黑龙江省农业科学院五常水稻研究所黑龙江五常150229

选用籽粒蛋白质含量有显著差异的亲本和杂种后代超亲变异系,比较分析灌浆过程中籽粒蛋白质积累特性、谷氨酰胺合成酶（GS）活性变化、GS基因mRNA表达量变化和基因碱基序列.结果表明,杂交后代通过籽粒蛋白质含量的连续定向选可获得超亲... 详细信息

选用籽粒蛋白质含量有显著差异的亲本和杂种后代超亲变异系,比较分析灌浆过程中籽粒蛋白质积累特性、谷氨酰胺合成酶（GS）活性变化、GS基因mRNA表达量变化和基因碱基序列.结果表明,杂交后代通过籽粒蛋白质含量的连续定向选可获得超亲变异系,籽粒蛋白质积累量与基因型紧密相关;灌浆过程中籽粒GS活性呈单峰曲线变化,籽粒蛋白质含量与籽粒GS活性密切相关,而且籽粒GS活性也能产生超亲变异;在灌浆过程中籽粒蛋白质含量不同的亲本及超亲变异系籽粒GS1.3 和GS2 基因的mRNA表达量变化趋势基本一致,即随灌浆进程mRNA表达量逐渐增加,到抽穗后15-20d表达量最高,随后逐渐下降,呈单峰曲线变化;GS1.3 和GS2 基因mRNA表达量与籽粒蛋白质含量关系密切,GS基因mRNA表达量高的基因型籽粒蛋白质含量也高,而且超亲表达;尽管不同品种GS1.3 和GS2 基因碱基序列保守性很高,但不同品种水稻GS1.3 和GS2 基因的碱基序列和蛋白质氨基酸序列并不完全一致,存在着个别碱基不同的基因多态性,品种间有性杂交后代在基因分离和稳定过程中通过碱基的替换仍然能发生碱基的随机性变化及三联体密码和氨基酸的变化.

关键词：粳稻超亲变异系籽粒 GS基因表达序列变异

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基于因子分析和聚类分析的粳稻品质指标研究

中国食品学报 2018年第4期18卷 270-276页

作者：孟庆虹张守文王丽群严松张志宏张英蕾关海涛哈尔滨商业大学食品工程学院哈尔滨150076 黑龙江省农业科学院食品加工研究所哈尔滨150086 黑龙江省农业科学院农产品质量安全研究所哈尔滨150086

以108个粳稻品种为试材,测定糙率等25项品质指标,运用差异性分析和相关分析探索指标间的相互关系,利用因子分析和聚类分析确定代表性品质指标。结果表明:25项指标中变异系数超过10%的共有10项。相关性分析共得到300个相关系数,其中在0.0... 详细信息

以108个粳稻品种为试材,测定糙率等25项品质指标,运用差异性分析和相关分析探索指标间的相互关系,利用因子分析和聚类分析确定代表性品质指标。结果表明:25项指标中变异系数超过10%的共有10项。相关性分析共得到300个相关系数,其中在0.05水平存在显著相关性的为31个,在0.01水平存在显著相关性的为69个。因子分析提取了9个公因子,解释的累积方差贡献率达到80.78%。应用系统聚类方法将所有指标聚成8类,包括粳稻的淀粉特性、成熟度、营养品质、籽粒特性、蒸煮品质、粒型特征、颜色特征和碾磨品质。综合分析最终确定8项粳稻品质代表性指标,即消减值、长宽比、垩白度、蛋白质、糙米白度、直链淀粉、千粒重和整精米率。本文旨在为粳稻品质评价提供研究基础。

关键词：粳稻品质指标差异性相关性因子分析聚类分析

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粳稻柱头外露率QTL定位

中国水稻科学 2017年第1期31卷 23-30页

作者：李威圣忠华朱子亮魏祥进石磊邬亚文唐绍清王建龙胡培松湖南农业大学农学院长沙410128 中国水稻研究所杭州310006

【目的】柱头外露是影响杂交水稻制种的一个重要性状。本研究旨在初步鉴定控制柱头外露率的QTL。【方法】以高柱头外露率粳稻两系不育系大S×低柱头外露率热带粳稻品系D50的F_2群体及海南陵水、浙江杭州两地重复种植的F_(2:3)群体为材料... 详细信息

【目的】柱头外露是影响杂交水稻制种的一个重要性状。本研究旨在初步鉴定控制柱头外露率的QTL。【方法】以高柱头外露率粳稻两系不育系大S×低柱头外露率热带粳稻品系D50的F_2群体及海南陵水、浙江杭州两地重复种植的F_(2:3)群体为材料,考查F_2群体及陵水、杭州两地两次重复F_(2:3)群体单边柱头外露率(PSES)、双边柱头外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)。【结果】相关分析表明,单边柱头外露率、双边柱头外露率和柱头总外露率之间存在极显著的正相关。根据构建的大S×D50 F_2群体遗传连锁图谱,QTL分析检测到水稻柱头外露率QTL 21个,分布于第1、2、3、4、6、7和12染色体上,贡献率变幅为0.1%~57.6%,除个别贡献率极低的位点外,绝大部分QTL加性效应来自于高值亲本大S。其中位于第4染色体和第12染色体的两个位点q PDES4,q PES12在F_2和两次重复F_(2:3)群体中均检测到,贡献率分别达17.86%和16.98%。位于第3染色体的q PES3位点在陵水、杭州两次F_(2:3)群体中重复检测到,贡献率高达25.6%。【结论】检测到的QTL,有些与其他学者报道的处于同一位置,有些则是新的柱头外露率QTL。这些水稻柱头外露率QTL为今后柱头外露率基因精细定位、克隆、以及利用分子标记辅助选择(MAS)选育高柱头外露率粳型不育系提供理论依据。

关键词：柱头外露率 QTL定位分子标记辅助选择(MAS) 粳稻

粳稻分蘖数全基因组关联分析及候选基因的挖掘

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中国农业科学 2020年第16期53卷 3205-3213页

作者：张继峰刘华东王敬国刘化龙孙健杨洛淼贾琰吴文申郑洪亮邹德堂东北农业大学寒地粮食作物种质创新与生理生态教育部重点实验室

【目的】利用全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)检测与粳稻分蘖数显著相关的SNP位点,筛选影响分蘖数的候选基因,为分子辅助育种提高产量提供理论基础。【方法】利用295份来自世界各地的粳稻品种,于2018和2019年分... 详细信息

【目的】利用全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)检测与粳稻分蘖数显著相关的SNP位点,筛选影响分蘖数的候选基因,为分子辅助育种提高产量提供理论基础。【方法】利用295份来自世界各地的粳稻品种,于2018和2019年分蘖盛期调查水稻分蘖数,结合高通量重测序获得的788 396个高质量多态性SNP,利用TASSEL 5.0软件的MLM模型进行全基因组关联分析,对GEC软件计算的有效独立SNP数目进行阈值确定,判定SNP标记与目标性状关联的显著性。根据2年检测到的峰值SNP和水稻每条染色体LD衰减距离,确定2年共定位分蘖数主效QTL,并进一步提取QTL区间内所有基因外显子区非同义突变SNP和启动子区SNP进行单倍型分析,结合基因注释筛选影响粳稻分蘖数候选基因。【结果】295份粳稻品种的分蘖数在2018和2019年总趋势基本一致,并且均具有较大的表型分布。通过全基因组关联分析,在P粳稻分蘖数相关的QTL(qTiller8、qTiller9和qTiller10),其中,在2年中均检测到qTiller9,在2018和2019年的表型贡献率分别为11.86%和10.61%,而qTiller8和qTiller10仅在2018年被检测到,表型贡献率分别为9.36%和9.10%。对qTiller9区间内的全部15个基因进行单倍型分析,结果表明,在qTiller9区间内共有6个基因(LOCs09g25090、LOCs09g25100、LOCs09g25150、LOCs09g25190、LOCs09g25200和LOCs09g25220)的不同单倍型分蘖数之间存在极显著差异,LOCs09g25090被启动子区SNP分为2种单倍型,hap2(TAA)分蘖数极显著大于hap1(AGG);LOCs09g25100被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap2(GAGA)分蘖数极显著大于hap1(AGCC);LOCs09g25150被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap2(ATG)分蘖数极显著大于hap1(GCC);LOCs09g25190被启动子区SNP分为2种单倍型,hap2(GCATCGCATCGACGCCGA)分蘖数极显著大于hap1(ATGCTGATGAAGTCATCC);LOCs09g25200被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap2(TAG)分蘖数极显著大于hap1(AGA);LOCs09g25220被非同义突变SNP分为2种单倍型,hap1(GG)分蘖数极其显著大于hap2(AA)。结合基因注释发现,LOCs09g25090和LOCs09g25100均预测编码钙调蛋白依赖性蛋白激酶,是脱落酸(ABA)表达所必需Ca2+的传感器,推测LOCs09g25090和LOCs09g25100为影响粳稻分蘖数的候选基因。【结论】筛选出LOCs09g25090和LOCs09g25100为影响粳稻分蘖数的候选基因。

关键词：粳稻分蘖数全基因组关联分析单倍型分析候选基因

粳稻粒型相关性状全基因组关联分析及候选基因挖掘

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华北农学报 2023年第5期38卷 19-28页

作者：段宇轩崔京南徐善斌王敬国刘化龙杨洛淼贾琰辛威吴文申郑洪亮邹德堂东北农业大学寒地粮食作物种质创新与生理生态教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150030

为了促进优质粒型粳稻品种的培育,以295份国内外收集的粳稻品种组成的自然群体为试验材料,对2018-2019年粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒质量等5个粒型相关性状进行表型分析,结合重测序获得的788,396个多态性SNP,利用TASSEL 5.0的MLM模... 详细信息

为了促进优质粒型粳稻品种的培育,以295份国内外收集的粳稻品种组成的自然群体为试验材料,对2018-2019年粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒质量等5个粒型相关性状进行表型分析,结合重测序获得的788,396个多态性SNP,利用TASSEL 5.0的MLM模型进行全基因组关联分析,针对2 a间共同检测到的且控制多个粒型相关性状的QTL区间内所有基因进行单倍型分析,结合前人研究结果和基因功能注释挖掘水稻优质粒型候选基因。结果表明,5个粒型相关性状均存在着广泛的表型变异,且均呈近似正态分布,粒型相关性状之间大多呈显著或极显著相关,在P≤5.46×10^(-6)阈值条件下,共检测到221个与水稻粒型相关性状显著关联的QTL,在水稻的12条染色体上均有分布,表型贡献率为8.62%~20.73%,其中,2018,2019年共同检测到7个QTL。进一步针对2 a间共同检测到且同时控制多个粒型相关性状的2个QTL区间内的所有基因进行单倍型分析,结合基因功能注释推测LOC_Os12g44290为水稻粒型的新候选基因。综上,利用全基因组关联分析对295个粳稻品种的粒型相关性状进行QTL定位及候选基因分析,为优质粒型的粳稻品种培育提供了理论基础。

关键词：粳稻粒型全基因组关联分析候选基因

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粳稻杂种优势遗传基础剖析

作物学报 2012年第12期38卷 2147-2161页

作者：江建华刘强明卢超张红刘晓丽党小景牛付安 Manamik Caleb BRERIA 赵凯铭洪德林南京农业大学/作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 安徽省农业科学院作物研究所安徽合肥230031

为了解控制粳稻产量相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交（BCF1）群体对株高、生育期、单株有效穗数、穗长、每穗颖花数、结实率、一次枝梗数和二次枝梗数8个性状及其中亲杂种优势进行QTL定位。共检测到58... 详细信息

为了解控制粳稻产量相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交（BCF1）群体对株高、生育期、单株有效穗数、穗长、每穗颖花数、结实率、一次枝梗数和二次枝梗数8个性状及其中亲杂种优势进行QTL定位。共检测到58个显著的主效QTL（M-QTL）,单个M-QTL的贡献率变幅为3.3%~41.9%。77.6%的M-QTL表现为加性效应,15.5%的M-QTL表现为部分或完全显性效应,6.9%的M-QTL表现为超显性效应。共检测到90对显著的双基因上位性QTL（E-QTL）。在RIL群体中检测到44对E-QTL,单对E-QTL的贡献率变幅为1.7%~8.0%,平均3.7%。在XSBCF1群体中检测到27对E-QTL,其中利用BCF1表型值检测到16对E-QTL,单对E-QTL的贡献率变幅为12.7%~78.5%,平均29.2%;利用中亲优势值检测到11对E-QTL,单对E-QTL的贡献率变幅为15.0%~71.8%,平均40.1%。在CBBCF1群体中检测到19对E-QTL,其中利用BCF1表型值检测到12对E-QTL,单对E-QTL的贡献率变幅为2.7%~64.4%,平均30.1%;利用中亲优势值检测到9对E-QTL,单对E-QTL的贡献率变幅为21.7%~64.1%,平均40.0%。在CBBCF1群体中,利用BCF1表型值和中亲优势值都检测到的E-QTL有2对。上述结果表明上位性效应是粳稻秀堡组合杂种优势的主要遗传基础。

关键词：粳稻主效QTL 上位性QTL 杂种优势