一、研究的最新进展
1. 气象因素空间分布的不均匀性导致作物蒸发蒸腾量（ET0）和作物需水量（ETc）的空间分布不均，进而导致灌溉定额的空间分布差异，其中以降水的影响最明显。全区多年平均日均有效降水量全区相对差异达65%，东兴和百色分别为全区最大值和最小值点，分别为5.37 和1.94 mm/d。滴灌、小管出流、微喷灌和沟灌4 种灌水方式下日均ETc 分别为3.48、3.48、3.59 和3.52 mm/d，北海为全区峰值点，田东为区域性峰值点。全区多年平均灌溉定额在滴灌、小管出流、微喷灌和沟灌灌水方式下分别为135、135、354 和457 mm。不同灌水方式下全区糖料蔗灌溉定额呈现出相同的空间分布规律，即桂林至田东一带为灌溉定额的高值区，田东为全区的峰值点（郭长强等，2016，广西糖料甘蔗需水量和灌溉定额空间变异）。
2. 对目前易倒伏期甘蔗的基本参数匮乏、甘蔗的倒伏动力学机理和相关的数值模拟研究无法顺利开展等问题，采用物理试验和随机抽样的方法，对易倒伏期新台糖22号和柳城03 / 1137号品种甘蔗的几何参数和物理特性参数进行测量，且进行了相关的分析。不同品种甘蔗的物理特性参数存在差异性，柳城03 / 1137号品种甘蔗比新台糖22号的强度大，且相同品种不同甘蔗的个体其物理特性参数差别也较大；分别测定了新台糖22号和柳城03 / 1137 号品种甘蔗的叶片、叶中肋、根须、蔗皮轴向、蔗皮径向、蔗芯轴向、蔗芯径向的拉伸强度和茎秆轴向、径向压缩强度、茎秆轴向、径向剪切强度及茎秆抗弯强度，为开展甘蔗倒伏动力学机理和抗倒伏技术措施的研究提供依据（杨望等，2016，易倒伏期甘蔗基本参数的试验研究）。
3. 甘蔗不同农艺性状的遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力在不同试验间表现不同。茎径和锤度是遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力较高的性状；蔗茎产量和蔗糖产量是遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力较低的性状；有效茎数的遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力呈中等；株高是遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力最低的性状。数据进行联合分析时宜选用随机+家系分析方法，通过增加家系信息，可明显提高分析精度；甘蔗主要农艺性状遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力均受性状和试验的影响；在亲本和后代按不同原则和标准对蔗茎产量和蔗糖产量、茎径和锤度、株高和有效茎数等性状进行选择，可提高选择效率（杨荣仲等，2016，甘蔗家系农艺性状遗传力分析）。
二、根系研究情况
1. 云南省农科院
以5个组合的实生苗为实验材料，采用盆栽方法，实验设置3次重复，营养液培养。90天后，将实验材料移出，根系清洗干净后，将根、茎分开，分别对根系性状、植株性状进行测量。汇总成群体株系为单位根系性状表型数据。分析的根系性状包括: 总根长、根表面积、根平均直径、根体积、根尖数、根分枝数、根交叉数，不同直径范围内根长。
2.广西农业科学院
采用水培系统培养甘蔗幼苗，并于人工气候室在4 ℃下进行低温处理，以25 ℃培养为对照。在处理0、1、3、5、7 d等5个时间点测定根系线粒体的各项生理生化指标。采集不同处理天数甘蔗根系样品分离提取线粒体，进行超微结构观察及生理生化分析。
3.广州甘蔗糖业研究所
以2个主栽甘蔗品种粤糖60号(YT60）和ROC2为实验材料，采用组培方法，先将未出根的组培苗在促根培养基上进行促根，待根长出 0.5 cm 左右时挑选生长一致的组培苗进行试验。试验设置4个不同的培养基 K+浓度，每个浓度重复6次。培养基根据MS培养基配方进行调整，除钾离子外其他养分与MS培养基浓度一致。测定根冠比、钾利用指数。
三、根系研究展望
1.研究甘蔗根系性状与需水量的关系，为广西地区糖料蔗的灌溉行为包括灌溉方式和灌溉定额的选择提供理论指导。
2. 甘蔗基本参数包括地上植株、地下根系两部分，综合进行研究，为开展甘蔗倒伏动力学机理和抗倒伏技术措施的研究提供依据。
3. 结合根系等外在表现性状，分析甘蔗的遗传特征，为亲本评价和有效利用提供参考依据。
四、根系研究方法概述
1. 传统根系研究方法
传统的根系研究方法，大多采用挖掘法、钻土芯、网袋法、分根移位法等，将根系分离出来，通过洗根、扫描的方式进行根系信息的收集。传统方法虽然简单易行、直观性强，但是取样后期需要做的工作较多，如洗根等，且在取样过程中，会因为人工、机械等因素导致根系的损失，降低了实际测量的精度和可靠性，使同一生长作物的全程连续观测无法实现，在一定程度上限制了根系研究的进行。
2. 根系监测系统的优势
恩奈瑟斯根系原位监测系统，是一种破坏性较小、定点原位野外观察细根生长动态状况的方法。利用微根管方法可以在多个时段对根系进行原位重复观测，克服了仅依靠对根系进行物理取样所带来的诸多缺陷。Analysis根系原位监测系统最大优点是对根系的观测研究是非破
坏性的，在不影响根系生长过程的前提下，长期监测某个根系片断或单个根系生长发育的变化趋势；实时追踪记录同一根系的生长、死亡动态和物候等特征，而且省时、省工、省力。
作物研究（CROP RESEARCH)2018,2(3) ：244 -248,64 水稻根系分泌物对镉吸收、积累影响机理研究进展 黄亚男，傅志强1^ (湖南农业大学农学院，长沙41018) 摘要:综述了水稻根系分泌物的种类、产生机制以及对水稻镉吸收、积累的影响机理,分析了水稻根分泌物、土 壤镉以及两者间的关系，对稻田镉污染下水稻根系分泌物的研究进行了展望，以为水稻镉污染防治研究提供 参考。 关键词:水稻;根系;分泌物;镉;机理 中图分类号:S511.01 文献标识码:A 文章编号= 1001-5280(2018)03^0244-05 DOI ：10. 16848/j. cnki. issn. 1001-5280. 2018. 03. 17 Study Progress about the Mechanism of Cadmium Uptake and Accumulation in Rice Root Exudates HUANG Yanan,FUZhiqiang* (College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128 , China) Abstract： The exudates types of rice root , t h e mechanism of rice root exudation , and the mechanism of and accumulation were revie'wed. The rice root exudates, soil cadmium, and their relationship were analyzed. The study pro-gress about rice root exudates under cadmium pollution in paddy fields was expected. The outlook provi the research to prevent and control the rice cadmium pollution. Keywords ： rice ； root ； exudates ； cadmium ； mechanism 水稻是我国最主要的粮食作物，大约60%的人 口以水稻为主食[1]。水稻具有富集重金属镉（Cd)的习性，极易在籽粒中积累，是吸收镉能力最强的大 宗谷类作物[]。目前，稻田重金属污染已经十分严 重，特别是重金属元素镉，已成为危害我国水稻生产 安全的主要污染物之一，稻米镉含量超标的问题广 受关注[3]。因此，加强水稻镉污染防治研究对我国 粮食安全生产具有重要意义。 水稻根系向根际释放一些无机离子和有机化合 物，可能影响到根际重金属的表现形态。根系分泌 物对土壤重金属活化的机理、根系分泌物在植物修 收稿日期=2018-03 -28 作者简介:黄亚男（1993 -),女，硕士研究生,Email:1135203401@ 究，Email:zqf_cis@126. com。 基金项目：湖南省农业委科技项目。 复污染土壤中的作用以及农艺调控措施、有机肥和 栽培条件对水稻镉积累的影响等方面皆有许多研究 报道，但水稻根系分泌物与土壤镉之间的相互影响 报道少见。本文对这方面的研究进展进行分析与探 讨，旨在为开展相关研究提供参考。 1根系分泌物及其对根际的作用 l.i根系分泌物的种类 根系分泌物是植物在生长过程中向外界环境分 泌的各种有机物和无机物的总称。其在土壤和植物 之间承担着信息传递和物质交换的重要作用，是响 c m。*通信作者:傅志强，博士，主要从事耕作制度与碳氮循环研
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(8): 1445?1451 https://www.doczj.com/doc/1216823102.html,/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@https://www.doczj.com/doc/1216823102.html, 本研究由国家自然科学基金项目(31101105), 院士专项基金和辽宁工程技术研究计划基金项目(2011402021)资助。 * 通讯作者(Corresponding author): 陈温福, E-mail: wfchen5512@https://www.doczj.com/doc/1216823102.html, Received(收稿日期): 2012-11-06; Accepted(接受日期): 2013-04-22; Published online(网络出版日期): 2013-01-04. URL: https://www.doczj.com/doc/1216823102.html,/kcms/detail/11.1809.S.20130104.1734.005.html DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01445 生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响 张伟明 孟 军 王嘉宇 范淑秀 陈温福* 沈阳农业大学 / 辽宁省生物炭工程技术研究中心, 辽宁沈阳110866 摘 要: 为明确生物炭对水稻根系与产量的效应, 探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。采用盆栽试验研究了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。结果表明, 土壤中施入生物炭能增加水稻生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重, 提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。在水稻生育后期, 生物炭在一定程度上延缓了根系衰老。根系伤流速率与根系活力在整个生育期内均高于对照, 同时维持了较为适宜的根冠比, 根系生理功能增强; 生物炭处理的水稻产量增加, 表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高, 比对照平均增产25.28%。以每千克干土加20 g 生物炭处理的产量最高, 比对照提高了33.21%。生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理功能的增强具有一定的促进作用。 关键词: 生物炭; 水稻; 根系性状; 产量 Effect of Biochar on Root Morphological and Physiological Characteristics and Yield in Rice ZHANG Wei-Ming, MENG Jun, WANG Jia-Yu, FAN Shu-Xiu, and CHEN Wen-Fu * Shenyang Agricultural University, Biochar Engineering Technology Research Center of Liaoning Province, Shenyang 110866, China Abstract: A pot experiment was conducted to clarify the effects of biochar on roots and yield of super japonica rice and the ap-plicable value of biochar in rice production. In early growing stage, biochar application increased the main root length and volume and fresh weight of roots, leading to enlarged root total absorption area and active absorption area. In late growing stage, biochar application delayed root senescence in some extents and maintained relatively high activity of rice roots. Compared to the control, biochar treatments showed higher root physiological activity, which resulted in increased bleeding rate and root activity in the whole growing period. The average yield of biochar treatments was 25.28% higher than that of the control, due to improved pani-cle number per hill, grain number per panicle, and seed-setting rate. The optimal amount of biochar application was 20 g in one kilogram of dry soil, which produced the highest yield with 33.21% increase over the control. Therefore, biochar is favorable to optimize root morphology and physiological characteristics in rice. Keywords: Biochar; Rice; Root traits; Yield 生物炭(Biochar), 通常是指以自然界广泛存在的生物质资源为基础, 利用特定的炭化技术, 由生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产 物[1]。常见的生物炭有秸秆炭、木炭、花生壳炭等。生物炭可溶性极低, 具有高度羧酸酯化和芳香化结构[2-3], 生物质在炭化后具有较大的孔隙度和比表面积[2], 吸附能力强, 成为可应用于农业、工业等领域的一种理想材料。 近年来, 生物炭受到农业、环境、能源等领域 专家们的广泛关注, 被誉为“黑色黄金”。国内外相关研究结果表明, 生物炭施入农田土壤后可改变土壤理化性质, 对提高肥料利用效率, 增加作物产量, 促进农业可持续发展等都具有重要作用[4-10]。来自巴西亚马逊河地区的田间试验表明, 在土壤中施入生物炭(以11 t hm ?2标准), 2年4个生长季后水稻和高粱产量累积增加了约75% [8]。而在热带与亚热带地区施用生物炭发现, 除了可使大豆、玉米等作物增产外, 植株中的镁、钙含量也明显增加[11]。生物炭
2011-06，32（3）中国烟草科学 Chinese Tobacco Science 95 烟草连作障碍研究进展 张继光1,2，申国明1*，张久权1，张忠锋1，石屹1，李世博3，刘海伟1，时鹏1（1.农业部烟草类作物质量控制重点开放实验室，中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.土壤与农业可持续发展国家重点实验室，中国科学院南京土壤研究所，南京 210008；3.山东日照烟草有限公司五莲分公司，山东五莲 262300） 摘要：烟草生产中的连作种植导致产量和品质的下降已引起广泛关注。从烟田土壤营养失调、烟草根系分泌物积累、土壤微环境及微生物区系变化等角度阐述了烟草连作障碍的产生机理，介绍了当前治理烟草连作障碍的各项调控措施，并对烟草连作障碍领域的研究及技术发展方向进行了展望。 关键词：烟草；连作障碍；营养失调；根系分泌物；土壤微生物区系；调控措施 中图分类号：S572文章编号：1007-5119（2011）03-0095-05 DOI：10.3969/j.issn.1007-5119.2011.03.020 Advance in Continuous Cropping Problems of Tobacco ZHANG Jiguang1,2, SHEN Guoming1*, ZHANG Jiuquan1, ZHANG Zhongfeng1, SHI Yi1, LI Shibo3, LIU Haiwei1, SHI Peng1 (1. Key Laboratory of Tobacco Quality Control, Ministry of Agriculture, Tobacco Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Qingdao 266101, China; 2. State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 3. Wulian Branch of Rizhao Tobacco Corp. Ltd., Wulian, Shandong 262300, China) Abstract: Much attention has been paid to the decrease of tobacco quantities and qualities through the continuous cropping. The mechanism of continuous cropping obstacles was reviewed with regards to soil nutrient unbalance, accumulation of roots exudates, and change of soil micro-environment and soil microbial flora. The counter-measures were also reviewed in controlling the obstacles of tobacco continuous cropping. Possible future researches were also proposed in this paper. Keywords: tobacco; continuous cropping problem; soil nutrient unbalance; root exudates; soil microbial flora; controlling measure 当前，我国烟草农业不断向规模化和集约化方向发展，由于受经济利益的驱动、耕地的有限性及生产栽培条件的制约，烟草连作已成为一种不可避免的现象。而烟草本身是一种忌连作作物，连作能导致烟草土传病虫害危害程度的增加，烟田有害物质的逐年积累；而且，连作还能造成土壤养分失调，抑制土壤生物化学过程，影响烟草正常的生长发育，最终造成其产量和品质的显著降低[1]。目前，我国烟草生产中尚存在较大面积的连作种植，据统计每年由于烟草连作带来的直接及间接经济损失高达40亿元，这已经严重威胁到我国烟草农业的可持续发展，引起了农业相关部门和学术界的高度重视。 当前，国内外众多学者在烟草连作障碍的产生及调控方面进行了大量探讨。笔者从土壤营养失调、根系分泌物积累、土壤微生物区系变化和连作障碍的调控措施等角度，综述了烟草连作障碍方面的最新研究成果，为推动我国烟草栽培学学科发展和特色优质烟叶开发提供理论和实践指导。 基金项目：山东省烟草专卖局（公司）项目（201002）；土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金项目（Y052010042） 作者简介：张继光，男，博士，研究方向为烟草栽培及土壤生态。E-mail：jiguang8002@https://www.doczj.com/doc/1216823102.html,。? 通信作者，E-mail：ycssgm@https://www.doczj.com/doc/1216823102.html, 收稿日期：2010-06-03 修回日期：2010-08-18
收稿日期:2002-07-11 作者简介:蔡昆争(1970-),男,助理研究员,博士. 基金项目:国家自然科学基金资助项目(39770138和30100107);教育部博士点基金资助项目(2000065402);广东省自然科学 基金资助项目(980145和20000636) 水稻根系的空间分布及其与产量的关系 蔡昆争1,骆世明1,段舜山2 (1华南农业大学农学院,广东广州510642;2暨南大学水生态研究所,广东广州510632) 摘要:选择9个水稻品种,在水稻生长根系最旺盛的抽穗期进行取样,研究高产水稻群体的根系空间分布特征.结果表明:不同水稻品种的根系体积和质量的总量存在差异.各品种水稻根系的体积和质量均随土层深度增加而下 降,但主要分布在土壤耕作层(0～20cm ),且表层(0～10cm )占80%以上.其垂直分布可用指数模型、乘幂模型、对数函数、多项式函数表示,相关系数都在0.9以上.上层根(0～10cm )质量与产量之间没有显著的相关关系,而下层根质量(10cm 以下)与产量之间呈显著正相关关系,相关系数达017258.研究认为,从整株根系和高产的角度来看,适当减少表层根系,培育和增加深层根系的比例有利于促进水稻产量的提高.关键词:水稻;根系;空间分布;产量 中图分类号:S181;S314 文献标识码:A 文章编号:1001-411X (2003)03-0001-04 理想株型结构是作物高产的重要基础[1,2].良好的株型必须保证植株充分利用光能,有利于群体内气体的交换,以及减少个体之间的竞争[3].D on 2ald [4]提出了理想株型(Ideotype )的概念,他指出禾谷类作物理想株型的特征应该是在同类植株间相互干扰最小.松岛省三[5]从水稻高产栽培的角度提出了理想稻的形态要求,即多穗、矮秆、短穗,上部2～3叶要短、厚、直立,抽穗后叶色褪淡缓慢,绿叶较多.我国在株型育种上曾先后经历了矮化育种阶段、理 想株型育种阶段、超高产育种阶段[6～9] .对水稻株型分布的研究主要集中在地上部,而关于水稻根系的空间分布研究相对较少,Y oshida [10]使用1081个水稻品种,在温室中用根箱观察了不同品种的株高、分蘖和根系生长的关系,发现根系分布较深的品种植株较高,分蘖也很少[10].凌启鸿[11]采用水培实验研究了叶角与根系分布的关系认为,根系分布较深且多纵向时,叶角较小,叶片趋向于直立;根系分布较浅且少纵向时,叶角较大,叶片趋向于披垂[11].这些研究大都在个体条件(单株)或水培条件下进行,而系统研究大田高产群体条件下根系的空间分布规律较少.本研究通过选择目前生产上推广的品种进行研究,试图寻找高产水稻群体的根系分布特征,并建立描述根系空间分布的模型,从而为培育优良根型提供依据. 1 材料与方法 1.1 材料 水稻品种选用培杂72、丰矮占1号、特三矮、二 青矮、七山占、粳籼89、华粳籼74、华航1号、七华占.其中培杂72、二青矮、华粳籼74、华航1号、七华占由华南农业大学农学院植物育种系提供,丰矮占1号、特三矮、七山占、粳籼89由广东省农业科学院水稻研究所提供.1.2 方法 1998～1999年在华南农业大学试验农场进行.本田每公顷施N 150kg ,P 2O 590kg ,K 2O 150kg.插植规格为20cm ×20cm ,每穴插两苗,设3个重复,随机区组排列,小区面积为24m 2,田间管理同一般大田.根系取样采用田间土柱法.在水稻根系最旺盛的抽穗期取样,以水稻植株为中心,先割取地上部分,然后借助铁铲挖取20cm 长×20cm 宽×40cm 深的土柱,沿垂直方向上每5cm 切割为1个层次,重复3～4次.取出的土样,小心用水漂洗干净,将泥土和根系分离,带回实验室测定.根系体积采用排水法、根质量用烘干法测定.成熟期进行测产和考种. 2 结果与分析 2.1 根系体积的空间分布 从表1可看出,不同水稻品种的根系体积总量存在差别,比较大的品种有华航1号、七华占、华粳籼74、二青矮,单株根系体积都超过20cm 3,而不同水稻品种根系在土壤不同层次的分布差异较大,根系体积都随着土层深度增加而逐渐减少,主要分布在耕作层(0～20cm ),而耕作层以下则根较少.在同一层中,不同品种在上层(0～10cm )和下层(10cm 以 第24卷第3期 2003年7月 华南农业大学学报(自然科学版)Journal of S outh China Agricultural University (Natural Science Edition ) V ol.24,N o.3 Jul.2003
甘蔗国内外研究进展 （一）国外技术领域发展和趋势 食糖是人类生活的必需品，中国是世界上主要的食糖生产国和消费国，其中：中国的食糖产量居世界第三位，食糖消费量居世界第二位，食糖生产在我国的国民经济中占有重要的地位。 由于20世纪90年代以后，我国的甘蔗主要产区转移到广西、云南和广东湛江，以旱地蔗为主，特别是广西蔗区，旱地甘蔗占90%以上，先进适用的旱地甘蔗栽培技术研发尤为重要。 近20年来，我国在旱地甘蔗节本高效栽培研究方面取得了较大进展，获得一批科研成果，促进了蔗糖业的发展。由国家科技部、农业部、各省(自治区)科技厅、财政厅支持，先后组织实施了“旱地甘蔗高产高糖栽培技术研究”、“甘蔗良种良法配套栽培技术研究”及“大面积亩产吨糖田综合技术开发”、“甘蔗电脑专家系统开发及应用示范”等项目，通过多年多点试验示范、技术培训，提高了蔗农种蔗水平，对蔗糖生产起到极大的促进作用，甘蔗单产不断提高。 在良种繁育上，近年来我国兴建了一批高水平、上规模的甘蔗繁育基地，繁育基地建设既有科研、教学单位、国有企业，也有私人企业，全国良种繁育面积达6000多km2，年
繁育良种100万t以上，其中广西北海、南宁和云南开远、弥勒及广东湛江已成为全国重要的甘蔗良种繁育基地。 通过建立甘蔗优良新品种繁育基地，研究健康种苗生产、高倍系数的良种繁殖技术以及与甘蔗新品种相配套的高产栽培技术，探讨标准化的甘蔗新品种高产高效种植管理和“科研+企业+农户+基地”模式的甘蔗高产高效良种繁育的有效运行机制，取得了显著的成效。 根据今后甘蔗的高产高糖高效益低成本生产，以及制糖企业大规模、高综合生产的发展方向，甘蔗的选育种和引种目标也应该在原有目标的基础上提出更高的目标，建立新的甘蔗选育种和引种理念，创新良种。甘蔗新的选育种和引种理念可概括为“高、大、硬、强、脱”，“五字育、引种目标”。这一育、引种目标，不仅保持原有高产高糖的农艺性状，也包括了生理生化和抗逆性的内涵。 （二）国外技术领域发展和趋势 巴西是一个产糖大国，种植甘蔗是许多农民的主要经济收入，遍布全国各地的糖厂是巴西工业的支柱产业。但是，由于工艺简单，直至上世纪80年代，巴西糖厂只能用甘蔗制糖，大量废料不仅白白流失，还严重污染了环境。从上世纪80年代开始，巴西对制糖业进行了技术改造。据巴西农业部制糖和乙醇局局长安热拉·布雷萨介绍，为了使蔗糖业获得生存和发展，巴西以循环经济的新思路，给制糖业确定
甘蔗主要病害 介绍 甘蔗病害共有120多种,现在将主要的一些病害及其防治方法介绍如下： 1、甘蔗xx病 甘蔗凤梨病使下种的种茎受害不能发芽，造成发芽率低，出现缺苗而影响产量；贮藏的种茎受其害即引起腐烂，损失严重。 (1)病状及发病规律 ①主要病状： 凤梨病主要为害甘蔗种茎，也为害宿根蔗头和有伤口的蔗茎。感病初期，种茎两端切口出现红色，数天后切口处变为黑色，纵剖种茎有凤梨（菠萝）香味，故称凤梨病。当菌丝通过茎节而侵入节间时，种茎节间变红褐色至黑褐色，种茎髓部变为煤黑色，全部组织死亡，蔗芽也死亡。 ②发病规律： 凤梨病菌是伤痍寄生真菌，病菌从切口或伤口侵入，继续向内部组织扩展蔓延，使组织和蔗芽死亡。病菌大型孢子在土壤里可以存活数年之久，可以随气流、水、老鼠、昆虫、工作人员和工具等传播而引起重复感染。 (2)预防方法 ①选用抗病或萌芽力强的品种。台糖 134、台糖172较易感病，其他品种抗病性较好。 ②用梢头蔗茎做种。梢头蔗茎发芽力强，发病较轻。 ③种茎消毒。斩好蔗种后，用50%多菌灵1000倍稀释液浸泡5-10分钟；也可以用50%苯来特500倍稀释液，或50%甲基托布津500倍稀释液浸泡10分钟；也可以用多菌灵300-400倍稀释液浸泡5-7分钟。
④冬、春植蔗覆盖地膜能保温、保湿，使甘蔗提早萌芽，提高萌芽率。 ⑤整地要精细，地要平，搞好排灌设施，避免植蔗沟长时间渍水。 ⑥实行轮作。 2、甘蔗xx(甘蔗黑粉病) (1)病状及发病规律 ①主要病状： 感病甘蔗植株梢头长出一条黑色鞭状物，称为黑穗，长达数厘米至几十厘米，感病的多为宿根蔗高位芽以及无叶鞘保护的种茎蔗 芽长成的植株。感病初期蔗苗生长不良，叶片细、，黄绿色，基部节间极短，以后提早1-3个月拔节伸长(冬、春植蔗和宿根蔗的感病植株4-5月伸 长)，蔗茎细，节间长，明显比其他蔗苗高。随着病情的发展，生长点长出黑穗，有时1感病植株基部细小的分蘖也感病并陆续长出黑穗，而从地下长出的粗壮分蘖则较少感 病。 ②发病规律： 带病的蔗种、宿根蔗芽、土壤和杂草寄主是主要的传染源。厚垣孢子 随气流、雨水及灌溉水传播，某些昆虫亦是传病的媒介。 落到蔗芽上的厚垣孢子，在温度5-40℃（25-30℃最适宜），相对湿度为90%-100%的条 件下，便萌发菌丝体，侵入蔗芽分生组织内(生长点附近)。 病菌侵入蔗芽分生组织内，短的50-60天便产生黑穗，长的5-6个月产生。蔗芽带菌是 本病的发病原因。
一、研究的最新进展 1. 气象因素空间分布的不均匀性导致作物蒸发蒸腾量（ET0）和作物需水量（ETc）的空间分布不均，进而导致灌溉定额的空间分布差异，其中以降水的影响最明显。全区多年平均日均有效降水量全区相对差异达65%，东兴和百色分别为全区最大值和最小值点，分别为5.37 和1.94 mm/d。滴灌、小管出流、微喷灌和沟灌4 种灌水方式下日均ETc 分别为3.48、3.48、3.59 和3.52 mm/d，北海为全区峰值点，田东为区域性峰值点。全区多年平均灌溉定额在滴灌、小管出流、微喷灌和沟灌灌水方式下分别为135、135、354 和457 mm。不同灌水方式下全区糖料蔗灌溉定额呈现出相同的空间分布规律，即桂林至田东一带为灌溉定额的高值区，田东为全区的峰值点（郭长强等，2016，广西糖料甘蔗需水量和灌溉定额空间变异）。 2. 对目前易倒伏期甘蔗的基本参数匮乏、甘蔗的倒伏动力学机理和相关的数值模拟研究无法顺利开展等问题，采用物理试验和随机抽样的方法，对易倒伏期新台糖22号和柳城03 / 1137号品种甘蔗的几何参数和物理特性参数进行测量，且进行了相关的分析。不同品种甘蔗的物理特性参数存在差异性，柳城03 / 1137号品种甘蔗比新台糖22号的强度大，且相同品种不同甘蔗的个体其物理特性参数差别也较大；分别测定了新台糖22号和柳城03 / 1137 号品种甘蔗的叶片、叶中肋、根须、蔗皮轴向、蔗皮径向、蔗芯轴向、蔗芯径向的拉伸强度和茎秆轴向、径向压缩强度、茎秆轴向、径向剪切强度及茎秆抗弯强度，为开展甘蔗倒伏动力学机理和抗倒伏技术措施的研究提供依据（杨望等，2016，易倒伏期甘蔗基本参数的试验研究）。 3. 甘蔗不同农艺性状的遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力在不同试验间表现不同。茎径和锤度是遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力较高的性状；蔗茎产量和蔗糖产量是遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力较低的性状；有效茎数的遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力呈中等；株高是遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力最低的性状。数据进行联合分析时宜选用随机+家系分析方法，通过增加家系信息，可明显提高分析精度；甘蔗主要农艺性状遗传方差比率、加性遗传方差比率和遗传力均受性状和试验的影响；在亲本和后代按不同原则和标准对蔗茎产量和蔗糖产量、茎径和锤度、株高和有效茎数等性状进行选择，可提高选择效率（杨荣仲等，2016，甘蔗家系农艺性状遗传力分析）。 二、根系研究情况 1. 云南省农科院
基因组学课程论文 所在学院生命科学技术学院 专业14级生物技术（植物方向） 姓名金祥栋 学号2014193012
水稻基因组学的研究进展 摘要：随着模式植物——拟南芥和水稻基因组测序的完成，近年来关于植物基因组学的研究越来越多。水稻是世界上重要的粮食作物之一，养活着全世界近一半的人口。同时南于水稻基冈组较小、易于转化及与其他禾本科植物基因组的同线性和共线性等特点，一直被作为禾本科植物基因组研究的模式作物。水稻基因组测序的完成及种质资源的基因组重测序，为水稻功能基因组研究奠定了基础。现综述我国水稻基因组测序和功能基因组研究历史，重点介绍了近年来在水稻基因组序列分析中获得的几项最新的研究结果。 关键词：水稻；基因组测序；功能基因组；研究历史；基因组学；研究进展 The recent progress in rice genomics research Abstract: With the completion of genome sequencing ofthe model plant-- Arabidopsis and rice，more and more researches on plant genomics emerge in recent years. Rice i s one of the most important crops in the world, raised nearly half of the world popul ation. At the same time in south rice Keegan group is smaller, with linear and linear features such as easy transformation and other gramineous plant genome, has been use d as a model crop for plant genome research of Gramineae. Genome sequencing and germplasm resources the rice genome sequencing completed laid the foundation for ric e functional genomics research. This article reviews the history and function of our ge nome sequencing of rice genome research, introduces several latest research results in recent years in the analysis of rice genome sequences. 前言 基因组是1924年提出用于描述生物的全部基因和染色体组成的概念，是研究生物基因结构与功能的学科，是在遗传学的基础上发展起来的一门现代生物技术前沿科学，也是现代分子生物学和遗传工程技术所必要学科，是当今生物学研究领域最热门、最有生命力、发展最快的前沿科学之一。基因组学的主要任务是研究探索生物基因结构与功能，生物遗传和物理图谱构建，建立和发展生物信息技术，为生物遗传改良及遗传病的防治提供相关技术依据。 进入21 世纪，随着全球化、市场化农业产业发展和全球贸易一体化格局的逐步形成，我国种业正面临前所未有的严峻挑战，主要表现在：依靠传统育种技术难以大幅度提高粮食单产；土地资源短缺，农业环境污染日益突出；种质资源发掘、基因组育种技术亟需创新等。水稻不仅是重要的粮食作物，由于其基因组较小且与其他禾本科作物基因组存在共线性，以及具有成熟高效的遗传转化体系，已成为作物功能基因组研究的模式植物。因此，水稻基因组研究对发展现代农作物育种技术、提升种业国际竞争力和保障粮食有效供给具有重大战略意义。 基因组研究主要包括三个层次:①结构基因组学，以全序列测序为目标，构建高分辨率的以染色体重组交换为基础的遗传图谱和以DNA 的核苷酸序列为基础的物理图谱。②功能
烟草打顶研究进展 烤烟是我国重要的经济作物之一。大田烟株生长到一定阶段,即从营养生长转向生殖生长,叶内制造的有机养分主要转向供应开花结果,不利于叶片的干物质积累。所以,烤烟成熟期田间管理的重点就是控制烟株的生殖生长。烤烟打顶作为一项实用生产技术已被广泛采用。近年来的研究表明,打顶可阻断同化物质向生殖器官的转移,使光合产物集中向烟叶内分配,促使烟叶干物质的积累,增加叶片有效叶面积,有利于提高烟叶产量和质量。无论是在烟株正常生长,或是因受到各种自然因素的影响而造成非正常生长时,植烟者都要通过打顶进行调控或补救。然而在部分烟区,由于植烟者对产量与品质之间的关系认识有误,技术粗放,打顶尺度掌握欠佳,未能充分发挥烤烟打顶应有的作用,致使在生产中出现烟株顶叶过于肥大,株形呈伞状;或顶部叶片瘦小,株形呈尖塔状等劣质长相,进而造成各部位叶片的外观和内在品质严重下降,给烤烟生产带来不应有的损失。 烟株主茎顶端的顶芽在生长后期将发育成为繁殖芽,现蕾开花。在花蕾出现后,烟草体内的大量营养物质将集中分配到顶端形成生殖生长中心。这时除了根系从土壤中吸收的水分和营养物质集中运输到顶端外,烟草体内中下部叶片中的同化产物和储存的营养物质也会被集中分配到顶端。特别是随着烟草花序的展开和种子的形成,这种现象还会进一步加剧。如任其开花结实,将会导致上部叶片小而轻,中下部烟叶也会变薄,重量减轻,这将会严重影响烟叶的产量和质量。烟草打顶是通过人为摘除烟株顶端的花序及包括顶部的几片幼叶,控制和去除烟草的顶端生长优势,其目的是去除生殖生长的花序和避免顶部不能形成有效产量的幼叶进一步对烟草体内养分的消耗。打顶可及时地将烟株的生长中心调整到刺激保留下的烟叶生长发育,以获得理想的烟叶产量和优质的烟叶。 烤烟打顶的主要方式烤烟打顶是一项时间性、针对性、技术性很强的重要技术措施,要求操作者具有较丰富的生产经验和明确的生产目的;能结合当地具体的天时和地利条件,根据烟株的长势等诸多因素,做出正确的判断,采取适时适度的打顶方法,使烟株最终长成顶叶小于上二棚叶、上二棚叶小于腰叶,各部位叶片的长度,依次递减3~5 cm左右的优质烤烟田间长相。依据烟株生长的特点和打顶时间的早晚,目前烟草主要的打顶方法分为以下几种：无蕾打顶无蕾打顶又称扣心打顶,即烟株的花蕾尚隐在顶部叶丛中,外观上还看不见时,就摘除其顶蕊部。这种打顶方法,在烤烟生产中,多用于非正常生长烟株,往往在各种自然灾害之后采用。如在生育前期,烟株遇到旱、涝、低温、冰雹等自然灾害,发生早花或严重生长 不良时,需培育杈烟来弥补本株损失时,多采用此种打顶方法。并在打顶后,及时地进行促进杈烟生长发育的一系列后续措施,如中耕、追肥、浇水、培土等。再如当烟株生长进入旺长期后,由于各种因素造成烟株成熟期的N素水平过低,且又不可能追施大量肥料进行补救时,亦可采用这种打顶方法,以保证所留叶片能获得较好的产量和品质。另外,对于季节的限制或下茬作物要求限期倒茬时,为了使所留叶片能按期成熟,亦可采用无蕾打顶方法。 见蕾打顶见蕾打顶即在花蕾可见至伸脖前将蕊部摘除。采用这种打顶方法,烟株养分消耗相对较少,尤其对于施肥偏低,土壤后期供N水平不高的烟田来讲,有利于烟株顶叶的充分展开,增加中、下部叶片的重量,提高各部位叶片的干物质积累,可增加产量,改善品质。多数老烟区采用见蕾打顶法。 见花打顶见花打顶是在花序开花后,才将花序及顶部叶片摘除。根据开花朵数可分为初花(第1朵冠花开放)、中花(第5~7朵花开放)、盛花(开花达10朵以上)3个时期。在哪个时期打顶,应根据具体情况而定,一般来讲,N素水平越高,打顶越晚,以达到正常落黄的目的。 在烤烟生产过程中,当烟株生长进入一定时期时,选择适宜的时机,把握好尺度,实施科学打顶,以控制和调节烟株上、中、下各部位叶片生长的大小及各部位叶片中化学成分的含量,
环境因子对水稻根系的影响 报告人：邓亚萍导师：王忠 水稻根系既是吸收养分和水分的重要器官,又是多种激素、有机酸和氨基酸合成的重要场所,其形态和生理特性与地上部的生长发育、产量和品质形成均有着密切的关系。自1919年Weaver 首先报道根系与生态关系的研究结果以来，人们开始对植物根系进行了广泛的研究。其中，根系的形态结构与活性及其与产量的关系一直是水稻根系研究的一个热点，其核心问题是高产水稻应该具有什么样的根系形态生理特征及高产水稻根系在不同的环境条件下的应答。 在由于自然状态的根系生长在黑暗条件下以及研究方法的局限,过去国内从事根系形态结构及环境因子对水稻根系影响的研究较少,近二十年来不少学者已陆续开展了环境因子水稻根系影响的研究，积累了众多经验，本文对已有的结果进行了总结。 1.温度因子 温度几乎影响着植物所有的生物学过过程，在植物的生长发育过程中起着重要的作用。对 于根系而言，根际温度更是影响着根系的生长发育、形态结构及根中各种代谢过程。 水稻根系大部分集中在0～20cm耕层中,土壤温度变化也以0～20cm土层内最为明显。因此,这个层次的温度变化对水稻根系影响最大。水稻根系的生长受温度的影响主要表现在生长前期根系的形成和生长后期的衰竭,水稻根系生长的最适温度是28～32℃，当水温在16℃以下时,根的生长几近停滞,当温度上升到28℃时,支根生长良好,地上部与地下部均可得到最大限度的协调增长。在此界限以内,温度越高,地上部发育越好;温度低时,则根部的生长量增大。Neilsen(1974)认为,在根系生长的最适温度或较高温度下, 有利于根系的发生伸长, 相反较低的土壤温度则可以延缓根系细胞的衰老, 延长根系生理活性。吴岳轩(1995)研究也证实了高温有利于根系发生伸长这一结论。同时他也指出, 后期高温会加速根系衰老进程。由此可见, 水稻根系发育和根系生理活性对温度高低的需求是不同的。根系生长时期不同, 根系着生位置不同, 温度的影响也不同。总之,水稻根系发育和根系生理活性对温度高低的需求是有差异的,不同时期、不同着生位置的根系对温度的要求也各不一样。王忠（2003）的研究表明在供试的4个温度处理中，10℃时水稻发生冷害，根系停在生长，看不到负向光性反应；20℃时水稻根系生长，有负向光性反应；在30℃时稻根的生长和负向光性反应最快；40℃时稻根的生长量和根负向光性倾斜度降低。 目前有关温度对水稻根的内部形态，及生理生化方面的研究还不是很多，主要有：S.B.Varade 的研究指出在提高温度及光照强度，加能量输入，促使稻根中孔隙度的增加。而温度对水稻根系生理代谢的影响，主要是通过影响各种酶的活性以及促进或抑制某些植物激素的合成和运输来调节根系代谢。Lakkakula（2004）认为温度对水稻根中谷氨酰胺合成酶（GS）活性具有相反的作用，23℃下生长的水稻根的GS活性明显高于32℃下生长的活性。低的根区温度常会减少作物根系CTK、GA的合成和向上运输,同时增加根系ABA的合成和向上运输。 2.水分因子 水稻根系对土壤水分的反应非常敏感。田间持水量的不同会对根系的生长发育及分布产生影响。吴志强(1992)的研究表明淹水田根系主要分布在土壤上层,密集成网,而湿润灌溉和旱田栽培的稻田上层根较少,根系主要分布在中下层。张玉屏等(2001)认为土壤水分为田间持水量的70%～75%时最有利根系的生长发育,土壤水分过多或过少,都会导致根干重、根系吸收面积的全面下降;而且生育时期不同,根系对土壤水分的敏感程度也不同,如分蘖期干旱对根系生长发育影响较小,
水稻基因组进化的研究进展 水稻是世界上重要的粮食作物之一，养活着全世界近一半的人口。同时南于水稻基冈组较小、易于转化及与其他禾本科植物基因组的同线性和共线性等特点，一直被作为禾本科植物基因组研究的模式作物。水稻是第一个被全基因组测序的作物，目前栽培稻2个亚种全基因组测序工作已经完成：粳稻品种日本晴(Nipponbare)通过全基因组鸟枪法和逐步克隆法被测序，籼稻品种扬稻6号(9311)通过全基因组鸟枪法被测序。除核基因组外，水稻叶绿体和线粒体基因组也于1989年和2002年分别被测序。水稻2个亚种的全基因组测序完成，一方面开启了植物比较基因组学的大门，另一方面为人们在基冈组水平上鉴定出所有水稻基因并分析其功能奠定了基础，同时也使得人们对植物进化的认识，尤其是对禾本科植物进化的了解，逐步从系统分类和分子标记水平进入到了基因组序列水平。许多研究者通过对水稻基因组序列的分析，利用生物信息学工具，对水稻在基因组水平上的进化进行了大量研究。 1 水稻及其他禾本科植物基因组的古多倍体化过程 水稻是典型的二倍体植物，其核基因组中共有12条染色体。在水稻基因组被完整测序之前，人们就已经采用分子标记、DNA重复元件等方法探究水稻基因组的古多倍体化(polyploidization)过程，并发现了一些重复的染色体片段。随着水稻基因组测序计划的完成，越来越多的证据表明水稻基因组曾发生过全基因组复制(whole genome duplication)，即古多倍体化过程。 Golf等利用鸟枪法完成了粳稻品种日本晴全基因组的测序工作，并利用同义替换率分布方法(Ks- based age distribution)提出水稻基因组可能发生过一次全基因组复制过程。此后多家研究机构和一些研究者对水稻基因组中的重复片段进行了研究，虽然得出的结论不尽相同，但均发现水稻基因组中存在大量的重复片段。根据所采用方法和参数的不同，这些重复片段占整个水稻基因组的15％～62％。Yu 等在水稻基因组中发现了18对大的重复片段，大约占整个基因组的65．7％。其中17对重复片段形成的时间很相近，发生在禾本科物种分化之前；最近的一次片段复制事件发生在水稻11和12号染色体之间，在禾本科物种分化之后。 水稻基因组被测序之后，许多科研机构对基因组数据进行了详尽的注释。其中应用比较广泛的是美国基因组研究院(the institute for genome research，TIGR)和日本农业生物科学研究所(national in- stitute of agrobiological sciences，NIAS)的水稻基因组注释信息。TIGR根据其注释的结果和基因相似性矩阵(gene homology matrix，GHM)方法，检测到大量染色体间的重复片段，这些重复片段几乎覆盖了整个水稻基因组。TIGR水稻基因组注释数据库从第4版开始便增加了对片段重复的注释，该分析是利用DAGChainer程序进行的，重复片段采用100 kb和500 kb 2种参数模型进行了染色体片段的基因共线性分析(图1)，这是全基因组复制的有力证据。根据复制片段上同源基因的分子进化分析，估计全基因组复制发生在大约7 000万年前，在禾本科物种分化之前。此外，Zhang等利用TIGR更新的数据进行分析，采用同义替换率分布方法检测到另一次更古老的(单、双子叶植物分化前)基因组复制事件，说明水稻基因组至少经历了2次全基因组复制过程。 全基因组复制或多倍体化是植物尤其是禾本科作物物种形成和进化过程中非常重要的事件，大部分开花植物在进化过程中均经历了多倍体化过程。基因组加倍后，再经历所谓的二倍体化过程(diploidization)，进化成当代的二倍体物种，并造成大量重复片段中基因的重排和丢失。Salse等研究发现基因组复制事件对禾本科植物的物种形成和演变具有重要作用。他们认为禾本科植物的祖先物种是一个基因组内包含5条染色体的物种，在进化过程中，首先在距今5 000～7 000万年前经基因组复制产生了10条染色体；此后，在基因组内发生了2次染色体置换和融合而形成了12条中间态染色体。以这12条中间态染色体为基础，逐渐分化出水稻、小麦、玉米和高粱的基因组，其中水稻基因组保留了原有的12条中间态染色体，而小麦、玉米和高粱均又发生了染色体丢失和融合才形成了现有的基因组。水稻全基因组复制片段是至今为止在动、植物基因组中发现的最为清晰、完整的基因组复制的遗迹。水稻之所以保存这么完整，一方面是水稻基因组保持了12条中间态染色体的基本形态，另一方面可能与水稻基因组相对较稳定有关。 2水稻籼粳2个亚种的分化 水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在其11 500多年的栽培历史中，因适应不同的农业生态环境而产生了丰富的遗传多样性和明显的遗传分化。长期以来，基于形态性状、同工酶以及对一些化合物不同反应的研究，把亚洲栽培稻(Oryza sativa L．)分为籼稻(indica)和粳稻(japonica)2个亚种。其中籼亚种耐湿耐热，主要适应于热带和亚热带等低纬度地区，而粳亚种则耐寒耐弱光，适应于高纬度和高海拔地区种植。这2个亚种间不仅产生了生殖隔离的基因库，还在形态特征、农艺性状和生理生化反应等方面存在明显的差异。近期群体