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[前沿资讯] 海水稻让“农业荒漠”变“良田” 进入全文

新浪网

“海稻86”海米不仅含淀粉量低,富有膳食纤维、氨基酸、高蛋白、钙,更含有硒、锌、镁、铜、铁、钼、锰等微量元素,而且富含独特的活性有机化合物IP6等,具有增强人体免疫力的作用,通过加工可作为糖尿病人的代用食品。此外,海水稻整个生长过程,无需施洒农药、化肥,在沿海的滩涂种植海水稻,可促淤造陆,减缓海水对海岸土地侵蚀。它对调节海洋气候和保护海岸生态环境起着重要作用,譬如防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气、减缓温室效应等。此外,其发达的根系能有效地滞留陆地来沙,减少近岸海域的含沙量,而且增加土壤有机质。通过推广种植海水稻,让“农业荒漠”变“良田”,一直是陈日胜的一大愿望。陈日胜与海水稻的缘分,要追溯到1986年。当年,毕业于湛江农业专科学校林果专业的陈日胜和老师罗文列教授一起,到湛江当地沿海调查红树林资源时,看到一株比人还高、看似芦苇却结穗的植物,穗呈青白色,里面果实剥开一看,竟是红色的像米又像麦的颗粒。之后,毕业于林果专业的陈日胜,开始了“跨界”进行海水稻育种。陈日胜发现,最开始海水稻的同一批种子不会同时抽穗,于是得年復一年地进行选种,通过繁育选择优良株系进行种子提纯和繁殖。如此选种到1991年,陈日胜才定型品系,在10个株系中收获种子3.8公斤,因为在1986年被发现,于是命名为“海稻86”。资料显示,我国盐硷地总面积约为15亿亩。在这些地方,普通农作物产量极低,甚至难以生长。陈日胜在测试出海水稻具有耐盐耐硷的特殊功能后,便自掏腰包跑到全国各地去考察盐硷地。2014年9月1日,“海稻86”通过原农业部颁布的农业植物新品种保护公报。30多年孜孜不倦地进行海水稻育种,经歷过资金紧缺、家人的不理解,常年在田地里弯腰工作还导致腰肌劳损,但陈日胜没觉得苦,反而乐在其中。“我一直记得老师罗文列说过,中国乃至全球的盐硷地那么多,海水稻研究成功了,这是一件多么有意义的事情。”陈日胜说。除陈日胜外,袁隆平院士也一直致力于海水稻的研究与应用,他曾表示,如果能推广种植1亿亩“海水稻”,只要平均产量达到300公斤,一年内就可增产300亿公斤粮食,多养活8000万人口。海水稻的成功,为解决粮食安全问题提供了一种崭新的思路。将推行稻鱼、稻蟹、稻虾共生方式江门是农业大市、海洋大市,全市海岸线长,沿海滩涂面积20多万亩,发展农业生产特别是种植海水稻,扩大粮食生产面积,资源优势明显,条件优越,具有很大发展空间。据初步调查,全市海洋滩涂可垦復水田种植海水稻近5万亩。但略微遗憾的是,2019年以前,我市海水稻种植一直未有成行的规模和传统。在台山等沿海地区,部分农民有在盐硷地上种植水稻的歷史,但是由于品种等原因限制,产量不高。为解决海水稻种植难题,2019年,市农业农村局在台山市都斛镇下莘村开展海水稻与青蟹混养项目实施,建立面积100亩的稻蟹混养种植基地,在全市范围内探索海水盐硷地种植水稻与养殖青蟹的新模式。同年,海宴镇政府与陈日胜在海宴华侨农场建立了海水稻研究院,试种海水稻。据陈日胜介绍,海水稻研究院将在未来几年内进一步扩大种植面积,预计可达3万亩以上。此外,广东菰稻科技有限公司(原江门市种业有限公司)也于2019年在台山市北陡镇建立了海水稻选育与试验基地,面积60亩。2019年10月29日,江门市农科所对陈日胜开办的江门市日胜农业有限公司2019年晚造种植的海水稻育种材料进行测产评估,其中育种材料HR86401平均产量为485.4公斤/亩,育种材料HBY865801平均产量为413.4公斤/亩。试种的成功,为过去的“农业荒漠”提供了新的发展契机。对于江门来说,海水稻在海宴镇试种成功只是做好了种子培育,这是所有工作的开始。如今,在海宴镇试种的海水稻平均亩产达到450公斤以上。

[前沿资讯] 分子植物卓越中心揭示水稻糖基转移酶影响代谢流进而调控粒型与抗逆的新机制 进入全文

中国科学院

      5月26日,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣研究组的研究成果,题为UDP-glucosyltransferase regulates grain size and abiotic stress tolerance associated with metabolic flux redirection in rice。该研究工作报道了水稻糖基转移酶影响代谢流重新定向,进而同时调控水稻籽粒大小与抗逆性的新机制。   粒型是影响水稻产量的主要因素之一,同时水稻产量经常遭受干旱、高盐和高温等非生物胁迫的影响,如何提高水稻产量的同时增强水稻抗逆性是对科研人员和育种工作者的挑战课题。植物需不断调整体内代谢流以适应不同发育时期和生长环境,但在作物中对此了解甚少。   林鸿宣研究组通过图位克隆的方法定位克隆到一个同时调控水稻粒型与抗逆性的QTL GSA1 (Grain Size and Abiotic stress tolerance 1)。GSA1是粒型与抗逆性的正向调控因子,过表达GSA1增加水稻籽粒大小和粒重,同时提高水稻对高盐、干旱及高温的抗性。核苷酸多态性分析显示,GSA1在非洲野生稻驯化为非洲栽培稻以及亚洲野生稻驯化为粳稻的过程中受到人工选择。GSA1编码一个水稻糖基转移酶UGT83A1,体外实验证实GSA1具有广谱的糖基转移酶活性,以尿苷二磷酸(Uridine diphosphate,UDP)为糖基供体,以山奈酚、柚皮素及槲皮素等黄酮类代谢物为糖基转移受体,调控水稻体内黄酮糖苷谱,间接影响黄酮介导的生长素极性运输及生长素相关基因表达量,最终通过影响细胞分裂和细胞增殖而调控水稻粒型。同时GSA1也可以将松柏醇、对香豆醇及芥子醇等木质素单体作为糖基转移受体,进而调控木质素含量,这可能也是调控水稻粒型的原因。GSA1CG14(非洲稻位点)中位于Plant Secondary Product Glycosyltransferase (PSPG)保守结构域内的氨基酸变异A349T导致GSA1CG14结合UDP的能力比GSA1WYJ(亚洲稻位点)明显下降,糖基转移酶活性显著降低,而位于非保守域的氨基酸变异A246V则对底物结合及糖基转移酶活性无影响。木质素合成途径以及黄酮代谢途径是苯丙烷通路的重要分支。进一步研究表明,逆境胁迫下GSA1参与代谢流从木质素合成途径重新定向于黄酮糖苷合成途径,木质素合成途径下调而黄酮糖苷包括花青素合成相关通路上调,导致水稻抗逆性的增强。过量表达GSA1WYJ显著增加逆境胁迫下黄酮糖苷及花青素的含量,引起水稻抗逆性增强。而敲除GSA1造成逆境下代谢流重新定向的紊乱,黄酮糖苷合成受阻,水稻抗逆性减弱。该研究揭示了糖基转移酶通过调控代谢流重新定向进而同时调控水稻粒型与抗逆性的新机制,为培育高产高抗作物新品种提供了有价值的基因资源。

[前沿资讯] 南京土壤所在施硒降低水稻对镉的吸收机理研究中取得进展 进入全文

中国科学院

      土壤镉污染严重威胁我国水稻安全生产,亟需有效、可复制易推广的修复技术缓解农田镉污染风险。硒是动植物生长的有益元素,具有抗氧化、抗衰老的特性,施用硒肥降低水稻镉吸收的相关技术研究备受关注。已有文献报道施用硒肥可缓解镉造成的氧化毒性、降低水稻镉吸收,但效果不稳定,对其内在机理认识不足。深入理解硒肥降镉作用机理对合理利用硒肥促进中轻度镉污染农田安全生产具有重要意义。中国科学院南京土壤研究所王兴祥课题组利用水培试验研究了镉暴露条件下,添加硒处理水稻根系生理生化特征及植株镉积累量的响应变化。研究结果显示,硒通过提高SOD、CAT等酶的活性,降低水稻组织中活性氧(O2-、H2O2)水平,显著缓解镉对水稻造成的氧化毒性。硒的解毒作用同时影响根系形态和氧气的传输,课题组利用氧微电极(Unisense, Denmark)技术分析了水稻根系氧气径向分泌状况,发现镉暴露明显抑制水稻根系泌氧,而添加硒后水稻根系泌氧量显著增加、氧气的传输范围变宽。在无亚铁存在的培养体系中,硒处理可缓解镉的毒性,促进水稻生长,但对水稻镉的吸收积累总量无显著影响;在有亚铁配合条件下,硒通过促进水稻根系泌氧,进而强化根表铁膜形成及其对镉吸收的阻挡作用,减弱水稻根系对镉的吸收,显著降低水稻镉积累量。因此,硒对水稻的降镉作用与其促进根系泌氧、提高根表铁膜的阻镉吸收作用有关,在施用硒肥降镉技术应用中应当充分考虑土壤亚铁离子的作用,以更好地发挥其降镉效果。

[学术文献] Geographic distribution of false smut disease of rice in India and efficacy of selected fungicides for its management 进入全文

International Journal of Pest Management

False smut disease of rice caused by the fungus Ustilaginoidea virens, has become a serious production constraint in various rice-growing regions of India. Analysis of rice false smut disease survey data of last 24 years revealed significant changes in the intensity of the disease in various rice-growing regions of India over the years. We evaluated three fungicide formulations viz., trifloxystrobin-tebuconazole (TT) combination (0.04%), kresoxim methyl (KM) (0.1%) and propiconazole (PC) (0.1%) for their effectiveness against false smut disease of rice. Under in vitro condition, TT and PC completely inhibited the fungal growth while KM inhibited the growth by 80%. We evaluated the efficacy of these chemicals in a multi-location trial in 3 hot spot locations, consecutively for three years. A single fungicide spray was given in 3 different crop stages (booting, 50% panicle emergence and 100% panicle emergence). The results indicated that all the treatments significantly reduced the percentage of both infected panicles and spikelets in all the three locations. Both TT and PC were most effective in reducing the disease intensity and increasing the yield when applied either in booting or in 50% panicle emergence stage.

[学术文献] AIE-active luminogen for highly sensitive and selective detection of picric acid in water samples: Pyridyl as an effective recognition group 进入全文

Dyes and Pigments

Detection of nitroaromatic explosives especially picric acid (PA) is considerably worth concern on human safety and homeland security. Herein, we developed an effective probe (APPTPEP) for PA detection in aqueous medium by combination of 1,4-dihydropyrrolo[3,2-b]pyrrole with tetraphenylethylene and pyridine units. The incorporation of tetraphenylethylene unit in the backbone endows the APPTPEP a significant aggregation induced emission (AIE) behavior. Pyridyl group was proved as recognition site for PA and their strong interaction was confirmed by H-1 NMR titration and supported by theoretical calculation. Owing to this strong affinity, APPTPEP exhibited high selectivity and sensitivity (limit of detection 31.5 nM) to PA over other nitroaromatic compounds. This research provides new insights into the rational design of AIE-active materials for effective sensing application.

[前沿资讯] 改变细胞分裂素分布 可提高水稻产量和抗盐性 进入全文

光明科技

     近日,中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队研究发现,植物激素细胞分裂素的分布模式在高盐胁迫处理下会迅速发生改变,从地上组织向地下根中积累。并且过表达AGO2基因可激活细胞分裂素转运基因BG3,模拟盐胁迫状态下的细胞分裂素分布模式,从而同时提高水稻产量和抗盐性。相关研究成果最近在线发表于国际著名学术期刊《植物细胞》。   团队成员、中国农业科学院作物科学研究所研究员童红宁介绍,水稻粒长与其产量密切相关,耐盐性则有助于其在盐碱地上种植,而在育种环节,产量和抗性往往很难兼顾。此前学界公认,细胞分裂素在植物生长发育过程中发挥着重要作用,且有其复杂的转运系统,但人们对其功能却了解甚少。   该项研究首次发现,植物可通过调整细胞分裂素的空间分布对高盐胁迫作出响应,从而提高对胁迫的适应性。通过操纵参与此过程的关键组分,不仅可发挥细胞分裂素促进生长发育的功能,还可大幅增强植物的耐逆性。   研究人员介绍,与整体操纵激素的含量不同,操纵激素转运体现了一种更经济弹性的原则,并有望克服高产、高抗之间的矛盾,因此在分子设计育种上具有巨大潜力。   在此理论基础上,研究人员发现,过表达AGO2或BG3均可改变细胞分裂素空间分布,可显著增加水稻粒长和耐盐性,从而验证了这一途径的可行性。

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