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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

粳稻种质资源产量性状和籽粒矿质营养品质综合评价

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植物遗传资源学报 2023年第5期24卷 1277-1290页

作者：杜怀东刘晓刚刘阳王纪元宋佳伟孙志勇马伟陈思怡杨小丽田蕾李培富宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室银川750021 宁夏润丰种业有限公司银川750001

水稻的产量和矿质营养品质都是培育高产优质水稻新品种的关键因素。评价和筛选高产优质水稻种质,可为水稻新品种选育提供优异亲本或中间材料。通过测定139份粳稻种质资源8个产量相关性状(株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重、... 详细信息

水稻的产量和矿质营养品质都是培育高产优质水稻新品种的关键因素。评价和筛选高产优质水稻种质,可为水稻新品种选育提供优异亲本或中间材料。通过测定139份粳稻种质资源8个产量相关性状(株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重、单穗粒重、结实率和着粒密度)和6个籽粒矿质营养品质相关性状(锌含量、铁含量、钙含量、镁含量、铜含量和锰含量),利用相关性分析和主成分分析等多元统计学方法,综合评价粳稻种质产量和矿质营养品质。结果表明:株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、单穗粒重相互之间均呈极显著正相关,矿质元素含量彼此之间呈不同程度的正相关,籽粒锌和镁含量与单穗粒重分别呈显著和极显著负相关。产量性状和矿质营养品质性状的主成分分析均提取到3个主成分,累计贡献率分别为78.432%和71.697%,从中筛选到了4个产量关键性状和5个矿质营养品质关键性状。结合产量和矿质营养品质综合性评价结果,共筛选到Hungarian No.1和牡10-815两份高产且矿质元素含量较高的种质。聚类分析结果显示,139份种质可划分为4个类群。类群Ⅰ仅包含2份高矿质营养含量种质;类群Ⅱ包含有41份种质,其锌含量相对较高,但产量性状较差;类群Ⅲ和Ⅳ分别有69份和27份种质,其产量性状表现较好,但类群Ⅲ的矿质营养含量相对较低,而类群Ⅳ的锰含量和钙含量相对较高。本研究结果可为高产优质水稻新品种选育提供理论依据和优异种质。

关键词：粳稻种质产量矿质营养综合性评价

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

粳稻糖基转移酶Ⅰ基因家族全基因组鉴定及功能分析

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华北农学报 2022年第6期37卷 50-62页

作者：周镇中罗彪骆鹰夏敏汪启明饶力群湖南农业大学生物科学技术学院道地药用植物规范化栽培与综合利用湖南省工程实验室湖南长沙410128

糖基转移酶Ⅰ(GTⅠ)家族是糖基转移酶中的一类,其主要功能涉及黄酮类化合物糖基的转移、淀粉和蔗糖的合成等。为揭示GTⅠ基因家族在粳稻生长发育以及抗逆中的作用,为粳稻GTⅠ基因家族成员的功能研究提供基础,为水稻的品种改良和提高水... 详细信息

糖基转移酶Ⅰ(GTⅠ)家族是糖基转移酶中的一类,其主要功能涉及黄酮类化合物糖基的转移、淀粉和蔗糖的合成等。为揭示GTⅠ基因家族在粳稻生长发育以及抗逆中的作用,为粳稻GTⅠ基因家族成员的功能研究提供基础,为水稻的品种改良和提高水稻耐高温提供思路,采用生物信息学方法鉴定出30个GTⅠ基因家族成员,并分析了粳稻GTⅠ基因家族成员的基因结构、蛋白质理化性质、染色体定位及基因进化、系统发育关系、保守结构域和蛋白质三维结构建模等。结果显示,粳稻的30个GTⅠ基因家族成员在水稻12条染色体上均有分布,其基因结构、保守基序和遗传进化相对保守,家族成员启动子均预测到脱落酸响应元件,家族蛋白质的三维结构保守含有6个β-折叠和7个α-螺旋。通过转录组数据与实时荧光定量分析,GTⅠ基因家族大部分成员对高温胁迫的响应出现在高温处理后第6小时,其中OS-GT29表达量呈持续高表达。GTⅠ基因家族在拟南芥和粳稻功能存在相似。

关键词：粳稻糖基转移酶Ⅰ 基因家族生物信息学高温胁迫响应

敲除OsNramp5基因创制低镉优质粳稻新材料的应用评价

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中国水稻科学 2023年第1期37卷 16-28页

作者：裴峰王广达高鹏冯志明胡珂鸣陈宗祥陈红旗崔傲左示敏扬州大学江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室江苏扬州225009 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州311400 镇江禾下土农业科技有限公司江苏镇江212008 扬州大学教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室江苏扬州225009

【目的】探究在粳稻中敲除OsNramp5基因对镉等金属元素积累、产量和品质的影响,为科学高效地生产优质健康粳米提供新材料和理论参考。【方法】利用CRISPR/Cas9技术,在优良食味高产粳稻品种南粳46背景下对OsNramp5进行基因敲除,结合标记... 详细信息

【目的】探究在粳稻中敲除OsNramp5基因对镉等金属元素积累、产量和品质的影响,为科学高效地生产优质健康粳米提供新材料和理论参考。【方法】利用CRISPR/Cas9技术,在优良食味高产粳稻品种南粳46背景下对OsNramp5进行基因敲除,结合标记辅助选择,获得了无外源基因的OsNramp5敲除突变系,考查其产量和品质性状变化特征,以及在不同镉含量土壤中和锌肥、硒肥喷施后的籽粒镉、锰、硒等七种金属元素的含量变化。【结果】在T_(0)代获得了5种OsNramp5不同变异类型的转基因植株,设计开发了其中3种突变型的特异分子标记,进而结合标记辅助选择,在各植株的T_(2)代中获得不含潮霉素选择标记基因和CAS9蛋白基因的纯合敲除系。与野生型相比,无论在高浓度还是低浓度镉含量土壤中,敲除系整株包括籽粒中的镉含量和地上部组织中锰含量均显著低于南粳46;敲除系的株高略微下降,穗粒数显著降低并导致其单株产量明显下降,但在低分蘖肥处理中产量下降未达显著。敲除系稻米外观总体好于对照,蛋白质和直链淀粉含量明显高于对照,导致其食味值明显降低。敲除系籽粒中铜、锰和硒的含量显著低于对照,但在施用锌肥和硒肥后可以显著提高锌和硒的含量,同时有利于进一步降低籽粒镉的含量。施硒有利于改善稻米外观但施锌则相反,喷施两种肥料都会降低稻米食味值,不利于食味品质提升。敲除系在极端高/低温条件下的结实率变化与对照无异,但对纹枯病的抗性显著降低。【结论】在优质高产粳稻品种中获得了无标记OsNramp5基因敲除系,证明其在生产低镉富硒富锌安全营养健康型稻米中具有重要价值,但在产量和食味品质上则有不同程度的下降。

关键词：粳稻低镉基因编辑品质产量育种价值

不同节水灌溉方式及栽培模式下粳稻生长特性研究

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灌溉排水学报 2022年第1期41卷 49-56页

作者：孙雪梅黄彦孙艳玲黑龙江省水利科学研究院哈尔滨150080 黑龙江省寒区农业节水工程重点实验室哈尔滨150080

【目的】缓解农业水资源供需矛盾,保障粳稻种植可持续发展,开展不同灌溉栽培模式下粳稻生长特性、耗水规律研究,为粳稻节水栽培技术提供支撑。【方法】利用称重式蒸渗仪,设置了湿润灌溉(SR)、控制灌溉(KZ)、浅湿灌溉(QS)3种节水灌溉方式... 详细信息

【目的】缓解农业水资源供需矛盾,保障粳稻种植可持续发展,开展不同灌溉栽培模式下粳稻生长特性、耗水规律研究,为粳稻节水栽培技术提供支撑。【方法】利用称重式蒸渗仪,设置了湿润灌溉(SR)、控制灌溉(KZ)、浅湿灌溉(QS)3种节水灌溉方式,水直播(SZB)、旱直播(HZB)2种栽培模式,分析了不同节水灌溉方式和栽培模式下粳稻生长特性、耗水规律、产量及其构成因素。【结果】相同栽培模式不同节水灌溉方式下,KZ处理在有效分蘖数、耗水量、产量方面均最优,水分生产率与SR处理相当,是最优的节水高产灌溉制度;QS处理耗水量比KZ处理高19.90%,产量比KZ处理低4.22%,水分生产率比KZ处理低20.11%,产生无效分蘖多,株高高于KZ处理;SR处理水分控制严格,粳稻有效分蘖不足,耗水量低、水分生产率高,但产量远低于KZ处理和QS处理。相同节水灌溉方式不同栽培模式下,直播种植模式在生长期上较移栽种植滞后,但分蘖中后期直播种植分蘖和耗水表现出补偿效应,SZB处理分蘖数与KZ处理基本持平,HZB处理补偿效应后劲不足;直播种植在同种节水灌溉方式下产量低于移栽种植,HZB处理尤为明显,与移栽条件下不同节水灌溉方式相比,SZB处理产量优于SR处理,水分生产率优于QS处理;同种节水灌溉方式下直播和移栽种植生育期耗水量差异较小,综合比较,SZB处理推广前景优于HZB处理。【结论】在灌溉制度方面,控制灌溉为粳稻最优节水灌溉制度,浅湿灌溉次之;在栽培模式方面,移栽仍是高产稳产的最佳栽培模式,水直播在省工方面优势明显,具有推广前景。

关键词：粳稻节水灌溉栽培模式移栽种植直播种植

低谷蛋白半糯型粳稻营养品质与蒸煮食味品质特征分析

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中国水稻科学 2023年第2期37卷 178-188页

作者：姚姝赵春芳陈涛路凯周丽慧赵凌朱镇赵庆勇梁文化赫磊王才林张亚东江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心南京210014

【目的】旨在明确低谷蛋白半糯型粳稻品种(系)与半糯型粳稻和普通粳稻营养和蒸煮食味品质性状的差异及各指标间的关系,为健康优质粳稻的选育提供科学依据。【方法】以低谷蛋白半糯型粳稻品系为材料,半糯型粳稻和普通粳稻品种为对照,在... 详细信息

【目的】旨在明确低谷蛋白半糯型粳稻品种(系)与半糯型粳稻和普通粳稻营养和蒸煮食味品质性状的差异及各指标间的关系,为健康优质粳稻的选育提供科学依据。【方法】以低谷蛋白半糯型粳稻品系为材料,半糯型粳稻和普通粳稻品种为对照,在相同环境和栽培条件下种植3种不同类型的粳稻品种共16个,测定并分析稻米总蛋白质及各组分含量的差异,同时分析直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度等淀粉理化特征的差异,并进一步分析稻米营养与蒸煮食味品质的相关性。【结果】低谷蛋白半糯型粳稻的谷蛋白含量显著低于半糯型粳稻与普通粳稻,醇溶蛋白和清蛋白含量显著高于半糯型粳稻和普通粳稻。低谷蛋白半糯型粳稻的崩解值显著低于半糯型粳稻和普通粳稻,半糯型粳稻的胶稠度与峰值黏度显著高于普通粳稻与低谷蛋白粳稻;低谷蛋白半糯型粳稻的外观、黏度、平衡度、食味值和普通粳稻无显著差异,但显著低于半糯型粳稻。相关性分析结果显示,总蛋白和醇溶蛋白含量与峰值黏度、崩解值、外观、黏度、平衡度、食味值显著负相关,与消减值、硬度显著正相关;而谷蛋白含量的规律则刚好与之相反。【结论】3种不同类型粳稻品种在谷蛋白含量、直链淀粉含量和崩解值上存在差异显著,其中低谷蛋白半糯型粳稻品种具有较低的谷蛋白含量,较高的醇溶蛋白;半糯型粳稻品种具有较低的蛋白质含量、直链淀粉含量、消减值和回复值,较高的胶稠度和崩解值。4个蛋白组分中,醇溶蛋白对米饭食味品质的负影响最大,与米饭的外观、黏度和平衡度极显著负相关。

关键词：粳稻低谷蛋白营养品质蒸煮食味品质相关分析

利用分子标记辅助选择培育优良食味、低谷蛋白香粳稻新品系

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中国水稻科学 2023年第1期37卷 55-65页

作者：陈涛赵庆勇朱镇赵凌姚姝周丽慧赵春芳张亚东王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心南京210014 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

【目的】选育低谷蛋白新品种是功能性水稻育种的一个重要方向。为满足肾脏病患者对人体健康和稻米品质的需求,迫切需要在育种中加强对功能性和食味品质的协同改良。【方法】以具有低直链淀粉含量基因Wxmp和香味基因fgr的优良食味粳稻品... 详细信息

【目的】选育低谷蛋白新品种是功能性水稻育种的一个重要方向。为满足肾脏病患者对人体健康和稻米品质的需求,迫切需要在育种中加强对功能性和食味品质的协同改良。【方法】以具有低直链淀粉含量基因Wxmp和香味基因fgr的优良食味粳稻品种南粳46与含低谷蛋白基因Lgc1的日本粳稻品种LGC-1杂交、回交,利用与目标基因共分离的分子标记进行跟踪检测并结合田间选择,在BC2F6获得5个新品系。以亲本南粳46和LGC-1为对照,对新品系的农艺、产量、品质性状进行分析。【结果】与LGC-1相比,新品系的谷蛋白含量和可吸收蛋白含量相当,食味品质得到显著提升,且综合性状优良,表现出较高的产量潜力,适宜在江苏不同稻区进行种植。【结论】分子标记辅助选择作为一种快速、准确、有效的方法,与常规育种技术紧密结合,能够显著提高优质、高产、低谷蛋白水稻品种的选育效率。

关键词：粳稻低谷蛋白含量优良食味香味分子标记辅助选择

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氮密处理提高迟播栽粳稻资源利用和产量

作物学报 2022年第3期48卷 667-681页

作者：袁嘉琦刘艳阳许轲李国辉陈天晔周虎毅郭保卫霍中洋戴其根张洪程农业农村部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

苏中地区为稻麦两熟制地区,近年来受气候变化和稻虾综合种养规模扩大的影响,水稻迟播迟栽现象较为普遍,使水稻品种的生长发育等与光、温资源不匹配,成为制约水稻高产稳产的重要因素之一。本研究在迟播迟栽(6月12日播种、6月30日移栽)条... 详细信息

苏中地区为稻麦两熟制地区,近年来受气候变化和稻虾综合种养规模扩大的影响,水稻迟播迟栽现象较为普遍,使水稻品种的生长发育等与光、温资源不匹配,成为制约水稻高产稳产的重要因素之一。本研究在迟播迟栽(6月12日播种、6月30日移栽)条件下,采用毯苗机插方式,设置4个纯氮施氮量(N_(0):0 kg hm^(-2);N_(240):240 kg hm^(-2);N_(300):300 kg hm^(-2);N360:360 kg hm^(-2))、3个穴栽苗株数(D_(3):3株苗、D_(4):4株苗、D_(5):5株苗)处理,以适播适栽期(5月29日)常规施氮量和穴栽苗株数处理(N300D4)为对照(CK),探究氮肥水平与穴栽苗数对迟播迟栽粳稻生长发育和产量形成的影响,为提升苏中地区迟播迟栽粳稻产量潜力和资源利用效率提供依据。结果表明,较CK相比,迟播迟栽条件下各处理产量均下降,主要原因是迟播迟栽处理群体颖花量显著降低,2年最高群体颖花量分别较CK分别降低11.94%和8.12%;迟播迟栽条件下温光资源利用率降低,植株吸氮量和氮肥利用率降低,导致干物质积累量降低。迟播迟栽条件下,除处理N_(360)D_(5)外,随着施氮量和穴栽苗株数的增加,产量增加。主要原因是提高了群体颖花量,抽穗期叶面积指数和高效叶比例,延长了生育期,从而提高了温光资源利用率,进而提高了成熟期干物质积累量,缓解产量下降;另外,氮肥利用率随施氮量增加呈先增加后下降趋势,N_(300)D_(5)处理氮肥利用率最大。因此,迟播迟栽条件下应首先考虑增加穴栽苗数,再适量增加氮肥施用量,可以缓解产量损失,并提高氮肥利用率。

关键词：粳稻迟播迟栽施氮量温光资源氮肥利用效率产量