科研产出
湖南水稻生产现状调查及对策研究
《湖南农业科学 》 2020
摘要：抓好粮食生产始终是国计民生和"三农"问题的重中之重.为深入了解湖南省水稻种植情况,把握水稻政策变动对水稻产业带来的影响,抓好现阶段全省粮食工作.分别对祁阳县、津市市、望城区、邵阳县和永定区等5个县(市区)12个村(社区)开展了调查.通过访谈、实地调查、数据分析并辅以背景资料,了解到目前存在种粮成本稳中有升,种粮效益持续低迷,种粮积极性不高,农户对农业保险服务不满意等现实问题,并针对上述问题,提出大力发展稻田综合种养,切实提高粮农收入;进一步优化水稻品种结构,扩大绿色生产技术覆盖面;积极培育新型农业经营主体,做好小农户与规模经营的衔接;完善农业保险激励政策,提升理赔服务水平等对策与建议.
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3种有机物料对土壤镉有效性及水稻镉吸收转运的影响
《农业环境科学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：种植绿肥、秸秆还田和施用有机肥是稻田土壤有机质提升的主要途径,明确其对土壤镉(Cd)有效性及水稻吸收积累Cd的影响,对于我国南方Cd污染稻田的安全利用具有重要指导意义.采用田间小区试验,设置等量(2250 kg·hm-2,干质量)紫云英、油菜秆和有机肥施用处理,通过测定二乙烯三胺五乙酸提取态Cd(DTPA-Cd)、根表铁膜Cd含量和水稻各部位Cd含量,结合土壤理化指标和酶活性变化,对比分析3种有机物料对Cd在土壤-水稻系统迁移转运的影响并探讨其机理.结果表明:3种有机物料提高了土壤溶解性有机碳(DOC)、有机质含量和水稻产量,增强了土壤过氧化氢酶和纤维素酶活性,在一定程度上增加了根表铁膜量及其Cd吸附量.与CK相比,紫云英、油菜秆和有机肥处理水稻根对Cd的吸收分别增加4.22%、16.99%和38.27%(P<0.05),Cd由水稻根向稻谷的转运系数和叶向稻谷的转运系数均明显提高,水稻稻谷Cd含量分别显著增加32.67%、39.60%和54.46%(P<0.05).在Cd污染土壤上施用有机物料虽能提升土壤肥力,但会促进水稻根系对Cd的吸收和向稻谷的转运.因此在南方Cd污染稻田应谨慎施用有机物料,防止由此导致的稻米Cd积累风险.
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基因组学方法用于水稻种质资源实质派生的检测结果和应用讨论
《中国科学:生命科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：我国水稻育种中存在亲本品种高度雷同的问题,一定程度上挫伤了育种创新的积极性.本研究探讨了利用针对动物群体遗传学开发的相同起源基因比较的特性分值(identity score, IS)方法,对6个主流的两系法水稻杂交种雄性不育系亲本和"农垦58"常规稻种子(农垦58S天然突变的出发材料)进行基因组相似度精确定量分析.研究表明,比起现行的基于简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)分子标记的水稻品种真实性鉴定的国家行业标准NYT 1433-2007, IS方法作为精准鉴定水稻实质派生品种的技术手段,在覆盖度和准确度方面具有明显优势.本方法鉴定出的一对实质派生不育系,在使用SSR标记检验时,明显具有高度的多态性,表明SSR标记对水稻品种鉴定具有局限性,无法实现精准区分.同时,本文对将IS分析作为推进水稻育种技术提高的潜在应用方向也进行了讨论.
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基于全基因组SNP高效鉴定水稻种质资源并构建指纹图谱
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为加强水稻种质资源的管理及保护,针对SNP鉴定费用昂贵的缺陷,本研究发展了一种快速筛选单核苷酸多态性(SNP)标记构建DNA指纹图谱的方法.本研究首先采用"分而治之"和"贪婪"的组合策略从全基因组SNP标记中筛选出可鉴定全部参试材料的SNP组合,再通过程序循环精简其中的SNP标记,用少量的SNP标记构建指纹图谱.利用该方法对117个水稻种质SNP标记进行筛选,最少用12个SNP标记可完全鉴定该套种质.为提高种质鉴定的容错能力,进一步采用由39个核心SNP标记组成的SNP并集组合构建指纹图谱.本研究为精简SNP构建指纹图谱提供了新的有效途径,构建的种质指纹图谱结果亦可为水稻种质资源鉴定提供一定参考.
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数字植物：科学内涵、瓶颈及发展策略
《合成生物学 》 2020
摘要：当前,各类组学技术、基因组编辑技术及超性能计算能力的飞速发展正使得植物科学从描述性、定性研究向精细定量研究乃至理性设计的转变。在这个过程中,数字植物的研究应运而生。数字植物通过对植物生长发育过程多尺度、多生理生化现象的系统定量模拟,以实现植物整个生命周期的"数字化"。数字植物将为定量植物科学研究、植物设计及改造提供理论工具。数字植物的发展将支持新代谢通路、基因调控网络的设计,乃至植物理想基因系统的设计,从而为以提升作物产量和优化作物品质为目标的植物合成生物学提供设计工具。本文在分析当前构建数字植物遇到的瓶颈的基础上,提出发展数字植物所需要的关键措施,即:构建植物生长发育基本模型;获得同化物在各器官间分配的代谢数据;创建模块模型耦联方法;建立数字植物研究公共平台;发展表型数据与机理模型相结合的方法;以水稻为模式植物,开展数字植物指导的分子设计育种;建立支持数字植物的人才培养及储备策略。利用数字植物定量模拟和设计植物是未来植物合成生物学发展的趋势,数字植物指导下的作物栽培和育种也是精准农业和智慧农业的必然要求。
关键词： 数字植物 合成生物学 产量潜力 理想株型 水稻 系统模型
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有机肥施用对田面水氮磷流失风险的影响
《环境科学研究 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为探明化肥配施有机肥对田面水氮、磷流失及水稻系统养分吸收的影响,采用田间小区试验,设置常规施肥处理(FN)、常规施肥减氮磷量20%处理(F0)、减氮磷20%+有机肥处理(F1～F4处理有机肥施用量分别为1 500、3 000、4 500和6 000 kg/hm~2)共6个处理,探索化肥减量20%配施有机肥的最优组合.结果表明:不同施肥处理下,田面水中ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)均于施肥后第1天达到峰值,随后迅速下降,于第7天后逐渐趋于稳定,ρ(TN)和ρ(NH_4~+-N)分别维持在各自峰值的5. 1%～10. 9%与4. 8%～9. 6%,田面水中ρ(TP)的变化趋势与ρ(TN)相似; F0与F1处理均能有效降低田面水中ρ(TN)和ρ(TP).与FN处理相比,F1处理下ρ(TN)、ρ(NH_4~+-N)与ρ(TP)平均值分别降低了6. 5%、9. 1%和3. 1%,该处理能够有效地降低氮、磷养分流失风险,且增施有机肥可使水稻增产0. 2%～19. 8%,地上部分氮、磷累积量随有机肥施用量的增加而显著增加(P<0. 05).综合水稻产量、养分吸收和田面水养分动态等指标发现,F1处理不仅能提高区域双季稻产量,还能有效控制田面水氮、磷养分浓度,降低氮、磷地表径流产生的农田面源污染风险,是针对南方双季稻田的一项"控源节流"优化施肥模式.
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水稻对镉和砷的吸收转运规律研究
《杂交水稻 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：通过盆栽模拟试验,测定水稻关键生育期各器官镉(Cd)、砷(As)含量,探明水稻对Cd、As的吸收转运特征及变化规律.结果 表明,Cd在水稻各器官中的含量分布规律为:根>茎>籽粒>叶;As在水稻各器官中的含量分布规律为:根>茎>叶>籽粒.水稻各器官对Cd、As的吸收转运规律差异明显,水稻根、茎和叶Cd含量皆随水稻的生长而逐渐升高,而根、茎和叶As含量皆随水稻生长而逐渐降低.水稻根、茎、叶中Cd、As积累量及积累总量均随着生育时期的推移呈先升后降趋势,但Cd、As积累总量的最大积累峰值不同,Cd在乳熟期,As在分蘖盛期.水稻根系向茎转运Cd的能力高于As,而茎向叶转运Cd的能力小于As.对于镉砷复合污染,采取有效措施控制分蘖盛期之前水稻根系对As的吸收、孕穗期至成熟期水稻根系对Cd的吸收以及分蘖盛期至成熟期水稻各器官间Cd、As的转运分配可同步实现水稻Cd、As含量的有效控制.
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不同耕作模式对双季稻田生态系统净碳汇效应及收益的影响
《生态环境学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：耕作措施是影响稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的关键因素。为探明南方双季稻区不同耕作模式下稻田耕层土壤(0—20 cm)固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的变化特征,开展紫云英(Astragalus sinicus L.)-双季稻大田定位试验,设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种耕作处理,系统分析了不同耕作方式对稻田耕层土壤固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响。研究结果表明,各处理稻田耕层土壤的固碳速率变化范围为2.98—3.43 t·hm~(-2)·a~(-1),耕层土壤碳密度为29.77—34.33 t·hm~(-2),其大小顺序均表现为CT>RT>NT>RTO。不同耕作处理稻田生态系统作物的净碳固定变化范围为5.27—7.43 t·hm~(-2)·a~(-1),其大小顺序表现为CT>RT>NT>RTO;CT和RT处理土壤的净碳汇量分别比NT处理增加40.26%和3.90%。不同处理稻田生态系统物质投入的碳成本为0.03—0.85 t·hm~(-2)·a~(-1),年经济收益为7.11—8.81×10~3 CNY·hm~(-2)·a~(-1),稻田生态系统经济效益大小顺序表现为CT>RT>NT>RTO。总之,翻耕、旋耕结合秸秆还田处理均有利于提高双季稻田耕层土壤的固碳速率、碳汇效应和经济收益,是增加耕层土壤有机碳库贮量的有效措施。
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