水稻抗草品种选育研究初报

利用PI312777抗草稻种材料,与本单位优质稻核心种质及其衍生系统材料广泛杂交配组,创建一批以PI312777衍生系统为主的新型育种材料。建立水稻抗草育种圃,重点针对抗草特性和综合农艺性状,通过田间抑草效应筛选,培育水稻抗草苗头株系,在稳定世代(F4代以上)应用以水稻特征次生物质为标记评价水稻品种(系)化感潜力的方法,辅助选育水稻抗草新品种(系)。初步提出适合华南稻区的以田间筛选和评价为主,以特征次生物质标记评价水稻品种(系)化感潜力的方法为辅,田间与实验室相结合,操作性强、简便有效的水稻抗草育种方法。     

化感作用水稻对无芒稗及相关田间杂草的抑制作用评价

对从500份水稻种质资源中用差时播种共培法的改进方法初步筛选出10份水稻化感抑稗材料进行了田间化感抑草评价研究.结果表明,在直播条件下,化感材料谷梅2号、吓一跳、鸡早籼、赣早籼和商糯1号等对无芒稗的抑制作用显著优于水稻无化感作用材料秀水63和春江11.化感材料Milyang54对田间总量杂草的抑制作用最强.在移栽条件下,化感材料谷梅2号、青困2号、吓一跳和鸡早籼对无芒稗的抑制作用与无化感作用材料秀水63和春江11差异及显著性水平.水稻材料间部分农艺性状差异及显著性水平,化感材料吓一跳和鸡早籼的株高较高,分蘖力较强,但顶三叶叶面积较小.     

茉莉酮酸甲酯对水稻化感物质的诱导效应

在室内和田间条件下 ,外源茉莉酮酸甲酯均能显著地诱导水稻化感物质的合成 ,而且这种诱导效应与施用茉莉酮酸甲酯的浓度和诱导时间显著相关。 0 .4 m mol/L浓度和处理后 4 8h,茉莉酮酸甲酯对水稻化感物质的诱导效应最强。同样 ,不同的水稻品种对茉莉酮酸甲酯的诱导响应也有显著差异。水稻化感品种 PI312 777和丰华占在茉莉酮酸甲酯的诱导下能很快合成大量的化感物质 ,而水稻非化感品种华粳籼的化感物质的含量虽也有所增加 ,但达不到能显示化感作用的浓度。进一步实验证明 :茉莉酮酸甲酯在处理 4 8h后虽能诱导水稻品种合成大量的化感物质 ,但这一诱导效应并不能长期维持。研究揭示 :水稻化感物质的合成可在外部因子的作用下动态变化 ,这对揭示和充分利用水稻的化感作用机制有重要意义。     

外源水杨酸调控水稻化感抑草作用及其分子生理特性

为了探讨外源水杨酸（SA）调控水稻化感抑草效应的可行性,研究了不同浓度的外源SA对强化感水稻PI312777抑草效应的影响及其生理生化特性,并运用实时定量RT-PCR(FQ-PCR)技术检测SA介导的关键酶苯丙氨酸解氨酶基因（ZB8）的相对表达量.结果表明：外源SA能够诱导水稻化感抑草效应增强,而且这种诱导效应与SA的浓度和处理时间相关.叶面喷施SA后,PI312777对稗草的抑制率显著提高,其根系活力、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性增强,过氧化氢酶（CAT）活性降低;而伴生杂草稗草的相应生理指标的变化趋势则相反.PI312777植株中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性增强,总酚含量升高.0.2 mmol·L^-1的SA诱导水稻化感抑草效应最显著,该浓度下目的基因ZB8的相对表达丰度随处理时间先上调后下调,在24 h达到表达高峰.     

水稻化感物质抑草作用机理的分子生物学研究

水稻化感作用是通过水稻植株体向环境中释放化感物质来实现的．水稻化感物质的主要抑草作用机理有：抑制杂草种子的发芽,影响激素平衡,破坏细胞膜系统的完整性,影响光合作用和呼吸作用,干扰对营养和水分的吸收,影响蛋白质合成和基因表达等．水稻化感作用是由多基因控制的,表现为数量性状．利用分子生物学技术和化感生物检测技术等研究手段检测到了多个水稻化感作用的主效应(QTLs)位点,但不同水稻化感种质其主效应QTLs位点明显不同．通过分子辅助选择和建立近等基因系的方法对检测到的QTLs作进一步的精细定位,最终实现水稻化感抑草有利基因的克隆是今后研究的重要方向。     

水稻品种化感潜力的双重评价与筛选

以初筛获得的7份水稻品种为材料,用特征次生物质标记法在HPLC上测定化感指数AI值并结合田间小区试验进行双重评价与筛选,得到3份既具高化感指数又具较高田间抗草活性的水稻化感品种(系),它们是:我国台湾品种I-Kung-Pao、Parahainakoru和大陆品种HB-1。它们对无芒稗根长抑制率分别达57%、64%、55%,均超过50%;其化感指数分别是0.61、0.56、0.59,均与美国化感潜力品种PI312777的化感指数0.59相近;结果表明,水稻品种I-Kung-Pao、Parahainakoru和HB-1是我国宝贵的化感品种资源。     

水稻化感品种根分泌物中非酚酸类化感物质的鉴定与抑草活性

水稻化感品种能从根系分泌释放化感作用物质 ,长期以来 ,酚酸类物质被认为是水稻根分泌的主要化感物质 ,但这一结论常常被质疑。利用连续循环和直接树脂吸收两种方法采集典型的水稻化感品种 PI31 2 777幼苗的根分泌物 ,并用液相色谱 /质谱(L C/ MS)联用技术鉴定了根分泌物中的非酚酸类物质。结果显示 ,水稻 PI31 2 777幼苗根系能分泌释放 7-甲氧基羟基肟酸、羟基肟酸、3-异丙基 - 5 -乙酰氧基环己烯酮 - 1、5 ,7,4′-三羟基 - 3′,5′-二甲氧基黄酮、二萜内酯 A和二萜内酯 B6个非酚酸类化合物。经液相色谱 (HPL C)定量分析 ,这些化合物在水稻生长 1 0 d的根分泌物中的浓度为 5～ 1 9μmol/ L。进一步的生测结果显示 ,这些化合物在其释放的浓度范围能对稻田常见的稗草和异型莎草有抑制活性 ,尤其是这些化合物的等摩尔混合物的抑草活性增加 ,同时水稻根分泌物的抑草活性与土壤载体显著相关。表明羟基肟酸、环己烯酮、黄酮和二萜内酯四类非酚酸类物质是水稻的主要化感物质 ,这与近期愈来愈多的研究结果一致     

水稻和稗草共生土壤微生物生物量碳及酶活性的变化

以稻田稗草、化感水稻PI312777和普通水稻辽粳9为试材,研究了田间稗草和水稻1∶1共生条件下,土壤微生物生物量碳及脱氢酶、脲酶和转化酶活性的变化.结果表明：在稗草 的干扰下,化感水稻PI312777根区土壤微生物生物量碳含量比单作减少了 50.52％（P<0.01）,而行间土壤微生物生物量碳含量增加;普通水稻辽粳9根区土壤 微生物生物量碳含量比单作减少了38.99％（P<0.01）,但其行间土壤微生物生物量碳含量无明显变化.两个水稻品种根区土壤脱氢酶活性均被显著抑制（P<0.05）,下降率都在20％以上;PI312777根区土壤脲酶和转化酶活性均被显著促进（P<0.01）;而辽粳9根区土壤转化酶活性也被显著抑制（P<0.01）,但脲酶活性无明显变化.化感水稻根区土壤微生物生物量碳含量的显著减少及脲酶、转化酶活性的增加是其化感特性的表现,表明土壤微生物和酶均参与了水稻和稗草的种间作用,化感水稻具有抗稗草干扰的明显优势.     

大麦种质资源白粉病抗性鉴定与应用

为了充分利用抗病大麦种质资源,对本所多年来征集的921份国内外大麦品种资源进行白粉病田间自然鉴定.结果表明,田间表现高抗品种有181个,占总数19.65%,抗病品种163个,占总数17.70%;表现感病品种有447个,占总数的48.53%,高感品种130个,占总数14.12%.通过品种的全生育期、株高、穗长、穗实粒数、结实率、穗粒重和千粒重等7个主要农艺性状的分析表明,181个高抗种质主要农艺性状均存在较大的遗传分化.本文还对抗病种质木石港3号、植3和S-096等在育种中的应用进行了阐述.     

化感水稻不同组织水浸提液对稗草的化感作用

本研究利用HG1和HG2两个化感水稻品种和稗草为材料,研究了化感水稻品种的叶、叶鞘、根组织的水浸提液对稗草幼苗的化感作用。结果表明：HG1不论是对稗草幼苗的株高还是对稗草幼苗的根都有极强的化感作用,而HG2只对稗草的根有极强的化感作用。在不同组织之间,叶和叶鞘的水浸提液对稗草的抑制作用显著大于根的水浸提液和对照。两个化感水稻对稗草幼苗根的抑制更强于对苗高的抑制。随着稗草密度的增加,稗草受抑程度减少,这可能与单株吸收化感物质的量减少有关。     

不同化感水稻品种根系分泌物中萜类化合物的差异分析

以强化感水稻品种PI312777和弱化感水稻品种Lemont为供试材料,运用“循环法”收集供试水稻经土壤和石英沙介质后的根系分泌物,并经乙醚萃取,所获萃取物经气相色谱 质谱联用仪（GC-MS）测试,检索谱图库确定化合物.结果表明,乙醚萃取物中检测到含氧萜类化合物,如柠檬烯氧化物、柠檬烯二氧化物、香芹酮氧化物、香芹醇、雪松醇等,不同品种间含氧萜类化合物种类相似,但在不同介质中的存留方式和数量存在差异.文中还就不同培养方式和品种间萜类化合物的差异作了进一步讨论.     

低温胁迫下粳稻选育品种耐冷性状的鉴定评价

选取来源于中国11个省份和其他9个国家的347份粳稻选育品种作为试验材料,分析了自然低温和冷水胁迫下,不同来源粳稻选育品种孕穗期的耐冷性及主要农艺性状的表型差异和聚类特点。研究表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份或国家粳稻选育品种主要农艺性状及其冷水反应指数有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,云南和日本品种的孕穗期结实率及其冷水反应指数均较高,表现出较强的孕穗期耐冷性。从总体趋势上看,在自然低温下,除个别省份外,我国纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性强于纬度相对较低的南方省份品种;而在冷水胁迫下,品种的耐冷性与其来源地的关系并不密切,没有呈现出一定的规律性。此外,聚类结果表明,不同省份或国家粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源均有一定的相关性,而与自然条件相比,冷水胁迫下粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源的相关性更为密切。     

稻鸭共生系统中鸭品种对水稻生长特性的影响

鸭子品种间的差异对稻鸭共生系统中水稻的生长特性可能有重要影响.为了探究鸭子品种对水稻生长特性的影响,选取水鸭(SY)、洋鸭(YY)和绿头鸭(LTY)3个常见鸭品种作为处理,以水稻常规单作(CK)为对照,采用随机区组设计的方法进行田间小区试验,研究其对水稻根部、茎部、叶部性状及水稻产量的影响.结果 表明:YY和LTY处理...     

不同化感潜力水稻(Oryza sativa L.)苗期的氮素养分效率及相关基因的表达

为了阐明养分水平引起水稻(Oryza sativa L.)化感抑草潜力变化的生理生态机制,研究了不同N素营养处理下,不同化感潜力水稻苗期对N素营养逆境的响应特性及N素养分效率的差异,并运用实时荧光定量RT-PCR技术(FQ-PCR)检测与N素代谢和次生代谢关键酶的基因表达.结果表明:弱化感水稻品种Lemont对N素营养胁迫较敏感,强化感水稻品种PI312777对资源波动的适应性较强,N素养分效率较高.FQ-PCR分析结果显示,在低N条件下Lemont中的亚硝酸还原酶基因(nir),谷氨酰胺合成酶基因(gs)相对表达量均有不同幅度的下调, PI312777分别下调了1.2倍和1.4倍,而Lemont分别下调了3.0倍和1.8倍, Lemont下调的幅度分别是PI312777的2.5倍和1.3倍,但对于苯丙氨酸解氨酶基因(pal)与3-羟基-3甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(hmgr)而言, PI312777叶组织中的pal和hmgr均上调表达,与对照相比上调了6.0倍和1.6倍,而Lemont中对应的基因均下调表达,分别下调了1.3倍和6.8倍,佐证了上述差异的分子生态学特性.     

Screening methods for the evaluation of crop allelopathic potential

There is increasing interest in the development of allelopathic crop varieties for weed suppression. Allelopathic varieties are likely to be able to suppress weeds by natural exudation of bioactive allelochemicals, thereby reducing dependence upon synthetic herbicides. Screening bioassays are essential tools in identifying crop accessions with allelopathic potential. A number of crops have been screened for this allelopathic trait, and key issues in selecting and designing screening bioassays are reviewed. It is recommended that a combination of different bioassays be used in the evaluation of crop allelopathic potential. Laboratory bioassays, field testing, and chemical screening are important steps, and none of them can be precluded if conclusive evidence of crop allelopathy is to be established. More concerted efforts are needed in screening crop germplasm before the development of allelopathic varieties occurs.