科研产出
水稻资源芽期和苗期耐盐碱性综合评价及耐盐基因分析
《生物工程学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：培育耐盐碱水稻品种是应对全球人口日益增长的重要途径之一。文中以21份耐盐碱性不同的水稻品种(系)为材料,在芽期和苗期设置6个不同盐碱浓度处理,测定了发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、芽鲜重和苗鲜总重等指标,以各指标盐害率的平均值作为耐盐碱性的综合评价标准。结果表明随着盐碱浓度的提升,对种子萌发和生长的抑制越明显。在1%NaCl加0.25%NaHCO3溶液处理下,发芽率盐害率变异最大,为0%–89.80%。在所有浓度处理下,各性状指标的盐害率都具有相似的变化趋势。筛选到4份综合耐盐碱能力强(大酒谷、日本晴、魔王谷和02428)和7份弱的种质资源。比较了4份耐盐碱强和3份耐盐碱弱的资源耐盐基因序列:OsHAL3和OsRR22基因在7份材料中没有差异,SKC1和DST基因在耐盐碱强和耐盐碱弱的品种之间有明显的变异。研究结果为进一步挖掘水稻耐盐碱基因和培育耐盐碱水稻新品种提供了种质资源和理论基础。
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基于BCF的砷低积累水稻品种筛选
《湖南生态科学学报 》 2022
摘要：【目的】筛选出适合张家界市推广种植的砷低积累水稻品种，为该区域砷污染稻田的安全利用提供品种支撑，并建立砷低积累水稻品种筛选评价方法提供参考。【方法】采用田间小区试验，比较分析2019—2021年不同水稻品种砷吸收积累、转运及富集系数的差异。【结果】水稻稻米及茎叶砷含量均存在显著的品种间和年份间差异，水稻砷转运系数TFAs（糙米砷含量/稻草砷含量）和富集系数BCFAs-T（稻米砷含量/土壤总砷含量）也均存在显著的品种间和年份间差异，而富集系数BCFAs-A（稻米砷含量/土壤有效态砷含量）仅存在显著的品种间差异；稻米砷含量受环境影响明显，以富集系数BCFAs-A作为筛选指标可有效降低环境因素引起的误差。【结论】基于BCF的BCFAs-A是砷低积累水稻品种的较优筛选指标，通过该指标筛选出P5、P14、P21、P24、P26、P28、P35和P38共8个砷低积累水稻品种。
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水稻Os SSRP的生物信息学分析及耐盐性研究
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为鉴定水稻RR（response regulators）家族成员OsSSRP（salt–sensitive RR protein,LOC＿Os08g35670）是否响应盐胁迫，以日本晴为背景材料，采用Blast比对、结构域预测和启动子元件分析等方法，分析发现Os SSRP仅含REC结构域基序，其启动子元件中含有大量脱落酸和茉莉酸响应元件；诱导表达谱分析发现，Os SSRP响应盐和干旱逆境胁迫及细胞分裂素、脱落酸和茉莉酸诱导；利用CRISPR/Cas9技术定向敲除后获得纯合突变体ssrp，通过0、40、100 mmol/L NaCl进行种子萌发期盐胁迫处理和150 mmol/L NaCl的苗期耐盐性鉴定，发现纯合突变体ssrp对盐胁迫更为敏感，盐胁迫后纯合突变体ssrp存活率远远低于野生型植株。说明OsSSRP与非生物胁迫、激素响应密切相关，可为水稻非生物胁迫抗性育种提供基因资源。
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基于风险管理的镉砷污染稻田修复治理案例分析
《湖南农业科学 》 2022
摘要：基于稻米镉砷污染风险，构建了农田重金属污染风险分级体系，并依据土壤污染特征建立了石灰、土壤调理剂、镉砷同步钝化剂为主体的修复技术体系，在祁阳市肖家镇和白水镇504 hm~2典型重金属污染稻田进行修复治理示范。结果表明：4个基于稻米镉砷污染风险分级的分区治理模式在6个项目村修复效果明显。经过2 a的实施，石灰+镉钝化剂、石灰+镉砷同步钝化剂的技术模式皆显著提升了土壤pH值，降低了土壤有效态镉含量和稻米镉含量，显著提升了稻米镉达标率，土壤pH值增加了0.76～1.31，土壤有效态镉含量下降了18.18%～21.43%，稻米镉含量下降了31.03%～90.32%，稻米镉达标率增加了47.57～84.70个百分点；石灰+镉砷同步钝化剂的技术模式实施2 a后，对土壤有效态砷含量无显著变化，但稻米砷含量降低了22.22%～36.36%，稻米砷达标率达到了100%。结果还表明，针对大面积稻米镉砷超标区域，以优先降镉、协同控砷的策略可逐步实现污染农田安全利用，但应根据稻米镉砷超标风险程度和土壤镉砷污染特征进行技术优化。
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水稻半矮杆突变体‘双辐矮糯’的农艺性状与遗传分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：倒伏是影响水稻（Oryza sativa L.）生产的重要因素，半矮杆是协调高产和抗倒性的理想资源。前期通过辐射诱变‘湘辐糯1号’获得了半矮杆突变体‘双辐矮糯’。本研究分析了‘双辐矮糯’的茎节配置特点、基本农艺性状及其遗传规律。结果表明：‘双辐矮糯’株高较‘湘辐糯1号’（133.13 cm）降低了24.88 cm，穗、第1节和第2节长度显著缩短，降幅分别达到18.10%、23.06%和19.13%，而第3、4、5节长度缩短程度不明显，表明其株高突变基因主要控制穗和高位茎节的伸长。‘双辐矮糯’的单株有效穗为10.4个，是‘湘辐糯1号’（5.2个）的2.04倍，其强分蘖能力确保了在每穗总粒数下降20.24%和千粒重下降7.51%情况下单株产量仍表现出25.26%的增长。品质分析发现，‘双辐矮糯’的粒长、粒宽、长宽比等外观品质指标及直链淀粉含量、胶稠度等食味品质指标与‘湘辐糯1号’无显著差异，说明‘双辐矮糯’株高的下降未对外观品质与食味品质产生不利影响。遗传分析发现，48对SSR标记在‘双辐矮糯’与‘湘辐糯1号’间扩增出了完全一致的基因型，二者遗传背景相似度达到了100.00%，证实了‘双辐矮糯’是源于‘湘辐糯1号’的真实变异。利用‘双辐矮糯’与‘湘辐糯1号’构建了2个正反交F2群体，分析发现群体中半矮杆植株与野生型植株理论分离比符合1∶3，表明半矮杆性状受一个隐性细胞核基因控制。本研究明确了‘双辐矮糯’的株高表型和遗传特点，为深入挖掘其育种价值奠定基础。
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施用南荻生物炭对不同类型土壤氨挥发的影响
《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：在洞庭湖区农田施用秸秆生物炭不仅能实现秸秆资源化利用,还可降低环境污染压力.本研究于2020年采用水稻盆栽试验,研究了不同南荻秸秆生物炭施用量对土壤氨挥发速率、累积氨挥发量、表面水pH值和NH4+-N浓度的影响.供试土壤为第四纪红土发育的红黄泥和花岗岩发育的麻砂泥水稻土,设置6个南荻秸秆生物炭添加处理,即分别以土柱0~20 cm 土壤重量的0%、1%、2%、4%、6%和8%比例添加生物炭,每盆施用复合肥200kg N·hm-2.结果表明:施用生物炭导致两种土壤之间或不同生物炭处理之间的氨挥发速率和累积量均存在显著差异.麻砂泥施用生物炭处理在施肥后第2天出现氨挥发峰值,且较不施生物炭处理峰值降低了 23.6%~53.4%;红黄泥氨挥发峰值出现在施肥后第7~13天,且其峰值随着生物炭添加量的增加而升高.整体上,麻砂泥土壤的氨挥发速率均高于红黄泥.麻砂泥土壤<4%生物炭添加量能抑制土壤氨挥发速率及累积量,其中以2%处理降幅最大(46.9%),但生物炭添加对水稻生长前期表面水pH值的影响不显著;红黄泥土壤随着南荻生物炭用量的增加,表面水中pH值和NH4+-N浓度增加,导致氨挥发速率及累积量增幅达1.3~10.5倍.回归分析显示,生物炭添加量是影响两种土壤氨挥发的关键因素.Elo-vich方程能较好地拟合两种土壤的氨挥发累积量随时间的变化动态,各施炭处理的相关系数均达极显著水平.总体上,对于偏中性的麻砂泥土壤,施用一定量的南荻生物炭对氨排放有一定的抑制作用,而对于酸性的红黄泥土壤,增施南荻生物炭会通过提高表面水的pH值和NH4+-N浓度促进氨挥发,因此针对不同类型土壤施用南荻秸秆生物炭应注意选择适宜用量,以降低氮素损失.
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湖南省3种粮油作物当季化肥利用率现状研究
《湖南农业科学 》 2022
摘要：肥料利用率是反映农田养分投入、产出和平衡关系的动态参数,也是衡量区域尺度上肥料施用效果的一项重要指标.2018年在湖南省72个县区开展了178个田间试验,测算了目前湖南省水稻、油菜和玉米的当季化肥利用率、化肥偏生产力、化肥农学效率和作物生理利用率.结果表明:湖南省2018年水稻的氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率分别为32.58%、16.56%、41.07%,油菜的氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率分别为37.98%、20.85%、45.64%,玉米的氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率分别为37.06%、20.09%、48.89%.当前湖南省主要粮油作物在不同种植区域的氮磷钾肥料利用率差异明显.为进一步提高肥料利用效率,需要结合湖南省不同地区土壤类型、基础地力、生态条件、施肥方法、耕作措施等因素进行分析,因地制宜优化施肥或种植策略.
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