南方直播早稻苗期低温冷害耐性机理及其调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760366
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    37.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1309.稻类作物栽培学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The production of direct seeding-early rice (DSER) in double cropping had been rapidly developed in southern China, and the sowing date of DSER has been brought forward. However, DSER could be easily subjected to cold spell in later spring (CSLS) and CSLS accompanied with rainy weather combined stresses at early seedling stage, resulting in seedling difficult emergence and establishment and affecting grain yield in DSER. Therefore, based on the growth cabinet and field experiment at different sowing date, leading DSER varieties of southern China selected, could be studied the effects of different low temperature treatments on seedling growth at seedling stage. The objectives of this research are (1) to investigate its sensitive period response of low temperature, the difference in cold tolerance and screen out the test rice varieties; (2) to investigate the difference in physiology & biochemistry characteristics and molecular adaptive mechanism to response of different cold tolerance cultivars, to further elucidate the physiological and molecular mechanism and its interaction effect on seeding growth of DSER under wet and chilling combined stresses at early seedling stage. (3) to clarify the ultimate effect on grain yield components and quality characteristics under chilling damage at seedling stage, so as to establish the evaluation system of disaster damage, and further to propose the regulation approach of water and fertilizer managements, so as to establish the prevention and control technology on chilling damage at seedling stage of direct seeding rice. Our studies may provide a theoretical basis and technical support for the production of direct seeding rice and stable yield & efficient cultivation of DSER in future.
针对我国南方稻区直播早稻发展较快,播种期相对提前,但苗期易遭受“倒春寒”低温冷害及伴随阴雨天气双重胁迫的影响,导致种子难出苗成苗,影响直播稻高效、稳产等突出问题,本项目以南方稻区早稻主栽品种为研究对象,基于人工气候箱自动控温和大田分期播种方法相结合,研究苗期低温冷害对直播早稻幼苗生长的影响,明确直播早稻品种苗期耐冷性生长差异及其敏感时期,提出和建立耐冷性评价指标并筛选出不同耐性品种;阐明不同低温耐性品种苗期低温冷害生长差异的生理及分子机理及适应机制,并进一步摸清湿度与低温耦合影响直播早稻幼苗生长的作用机制及其耦合效应;同时通过大田分期播种试验,探明直播早稻苗期低温冷害对产量及品质影响的后效应特性,建立灾害评估体系,并明确低温冷害下水、肥等措施的调控途径,构建直播早稻苗期低温冷害的防控技术,为南方稻区直播稻生产发展与高效稳产抗逆栽培提供理论依据。

结项摘要

我国南方稻区直播早稻发展较快,播种期相对提前,且苗期易遭受“倒春寒”低温冷害及伴随阴雨天气双重胁迫的影响,导致种子难出苗成苗,但其生理生态与分子机制尚不清楚。本项目以直播早稻为研究对象,通过气候箱自动控温和大田分期播种方法,开展了直播早稻苗期冷害的耐性差异、生理生态与分子机理,以及冷害的后效应与调控等方面研究。结果表明,8℃/10d可进行苗期耐冷性鉴定,以幼苗成活率和生物量为耐冷性指标,筛选出五丰优623、湘早籼6号等为耐冷性品种,中嘉早17及株两优819等为冷敏感品种。直播早稻苗期低温冷害显著影响秧苗生长性状,破坏叶片结构,降低保护酶活性(SOD、POD、CAT)与光合酶活性(Rubisco、PEPCK、叶绿素和ATP含量)系统,增加渗透调节物质(可溶性蛋白、MDA、Pro),打乱内源生长激素平衡(ABA、GA3),以冷敏感型品种影响效应较大,而通过淹水处理可缓解低温冷害作用,转录组与蛋白质组学分析表明主要是诱导了甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、次级代谢产物的生物合成、代谢途径、糖酵解和糖异生等蛋白通路变化。同时,低温冷害下,空气高湿(RH 95%)较低湿(RH 25%)处理通过增加O2-、可溶性蛋白含量等渗透调节物质与GSH,并降低APX、Rubisco活性和叶绿素含量、PDH和α-KGDH活性、GA3含量等生理途径来影响直播早籼稻幼苗的生长性能。此外,播期试验表明,提早播种产生的低温冷害后效应通过影响植株生长发育特性(出苗率、生育期、叶面积指数、干物质积累)降低直播稻产量,不利于稻米加工品质和外观品质提升,降低营养品质,但改善稻米蒸煮食味品质。低温冷害下,高氮或低氮淹水处理可减缓幼苗的生理损伤,改善秧苗农艺性状;同时硅钾肥配施有利于提高直播早籼稻成苗率与产量形成,缓解直播稻的低温伤害。研究结果可为南方稻区直播早稻抗逆栽培提供科学依据与技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Innovative furrow ridging fertilization under a mechanical direct seeding system improves the grain yield and lodging resistance of early indica rice in South China
机械直播下创新犁沟施肥提高华南早籼稻的产量和抗倒伏能力
  • DOI:
    10.1016/j.fcr.2021.108184
  • 发表时间:
    2021-05-31
  • 期刊:
    FIELD CROPS RESEARCH
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Chen, Liming;Yi, Yanhong;Zeng, Yanhua
  • 通讯作者:
    Zeng, Yanhua
双季机械直播早籼稻品种的丰产性和稳产性
  • DOI:
    10.3864/j.issn.0578-1752.2020.02.004
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈丽明;周燕芝;谭义青;吴自明;谭雪明;曾勇军;石庆华;潘晓华;曾研华
  • 通讯作者:
    曾研华
Effects of different mechanical direct seeding methods on grain yield and lodging resistance of early indica rice in South China
不同机械直播方式对华南早籼稻产量及抗倒伏能力的影响
  • DOI:
    10.1016/s2095-3119(20)63191-4
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Journal of Integrative Agriculture
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Wang Wenxia;Du Jie;Zhou Yanzhi;Zeng Yongjun;Tan Xueming;Pan Xiaohua;Shi Qinghua;Wu Ziming;Zeng Yanhua
  • 通讯作者:
    Zeng Yanhua
淹水缓解直播早籼稻苗期低温冷害的生理特性研究
  • DOI:
    10.16819/j.1001-7216.2021.0914
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国水稻科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王文霞;陈丽明;王海霞;刘有清;吴自明;曾勇军;谭雪明;潘晓华;石庆华;曾研华
  • 通讯作者:
    曾研华
直播早籼稻品种芽期耐冷性鉴定研究
  • DOI:
    10.16035/j.issn.1001-7283.2019.01.026
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    作物杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐双勤;吴自明;谭雪明;曾勇军;石庆华;潘晓华;曾研华
  • 通讯作者:
    曾研华

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其他文献

耕作方式对双季机插水稻产量和土壤理化性质的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴建富;曾研华;赵新帆;范呈根;潘晓华;石庆华
  • 通讯作者:
    石庆华
每穴苗数和施氮量对双季机插稻产量及氮肥利用效率的影响
  • DOI:
    10.16035/j.issn.1001-7283.2016.03.027
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    作物杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章起明;曾勇军;吕伟生;黄山;商庆银;曾研华;谭雪明;石庆华;潘晓华
  • 通讯作者:
    潘晓华
机收双季稻稻草全量还田减肥增效关键枝术与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国科技成果
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴建富;曾研华;潘晓华
  • 通讯作者:
    潘晓华

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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