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不同穗型水稻品种光合与物质生产特性研究的开题报告一、研究背景与意义：水稻是我国主要的粮食作物之一，在提高水稻产量和品质方面的研究一直是农业科研工作者不懈努力的方向。
目前，国内外研究表明不同穗型水稻品种存在明显差异，不同穗型可能会对水稻的光合与物质生产特性产生重要影响，进而影响水稻的产量和品质。
因此，深入研究不同穗型水稻品种的光合和物质生产特性对提高水稻产量和品质具有重要意义。
二、研究目的：通过对比分析不同穗型水稻品种的光合特性、物质生产特性和产量表现，探究不同穗型水稻品种的光合和物质生产特性差异，为进一步提高水稻产量和品质提供理论依据。
三、研究内容：1. 不同穗型水稻品种的选育及材料制备。
2. 不同穗型水稻品种的辐射利用效率、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的测定，并比较不同穗型之间的差异。
3. 不同穗型水稻品种的单位叶面积干物质积累速率、总叶面积和株高等指标的测定，并比较不同穗型之间的差异。
4. 不同穗型水稻品种在试验田的丰产性能测试，并通过数据分析验证其光合特性、物质生产特性与产量表现之间的关系。
四、研究方法：本研究采用田间试验与室内生理生态实验相结合的方式，以不同穗型水稻品种（如三稃、四稃、五稃）为研究对象，利用光合作用测定仪、植物生长箱、SPAD chlorophyll meter、激光叶面积测量仪等工具，进行辐射利用效率、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、单位叶面积干物质积累速率、总叶面积和株高等指标的测定，并在不同穗型水稻品种进行控制试验。
同时，在试验田中进行丰产性能测试，并收集其产量表现数据，用于统计分析。
五、预期成果：通过本研究，预期可以：1.深入探究不同穗型水稻品种的光合与物质生产特性的差异，并为不同穗型水稻品种的选育提供理论依据；2.为进一步提高水稻产量和品质提供科学依据和参考；3.为不同穗型水稻品种的种植和调控提供参考依据。
六、研究进度安排（以一年为例）：第1-3个月：研究方案和试验设计的制定、实验用材的准备和培养以及试验田的布置。
研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型本文关键词：能力强,作物,筛选,基因型,研究研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型本文简介：摘要：筛选耐低氮能力强、氮效率高的作物基因型是提高氮素利用效率,节约矿质营养资源,减少环境污染的一种有效途径。
本文通过论述作物耐低氮性和氮效率的概念、筛选时期、评价指标,分析两者的异同点,发现作物耐低氮性和氮效率两者评价的指标和时期基本类似。
同时,比较了氮素营养划分的不同类型,认为将不同基因型划分成研究筛选耐低氮能力强和氮效率高的作物基因型本文内容：摘要：筛选耐低氮能力强、氮效率高的作物基因型是提高氮素利用效率, 节约矿质营养资源, 减少环境污染的一种有效途径。
本文通过论述作物耐低氮性和氮效率的概念、筛选时期、评价指标, 分析两者的异同点, 发现作物耐低氮性和氮效率两者评价的指标和时期基本类似。
同时, 比较了氮素营养划分的不同类型, 认为将不同基因型划分成低效不响应型、低效响应型、高效不响应型、高效响应型更合理, 能更清晰表现出不同品种对氮素的利用状况。
合理、全面评价作物不同基因型对氮素的利用状况, 加强对作物耐低氮性和氮效率的生理机制和分子生物学机理研究, 对于作物育种、栽培及发展节约高效的绿色农业具有重要意义。
关键词：作物; 耐低氮性; 氮效率; Research Progress on Low Nitrogen Tolerance and Nitrogen Efficiency in Crop PlantsAbstract:Screening of crop genotypes with strong tolerance to low nitrogen （TLN） and high nitrogen efficiency （HNE） is an effective way to improve nitrogen use efficiency, save mineral resources and reduce environmental pollution. This paper discussed the concepts, screening periods, evaluation indicators of crop tolerance to low nitrogen and nitrogen efficiency, analyzed the similarities and differences between the TLN and HNE. The results showed that the evaluation index and screening period of low nitrogen resistance and nitrogen efficiency was basically similar. Through compared with the different types of nitrogen nutrition pision, it was reasonably concluded that different varieties pided into inefficient nonresponder, inefficient responder, efficient nonresponder and efficient responder, which could clearly show the different crop genotypes nitrogen use efficiency situation. Reasonable and comprehensive evaluating the nitrogenutilization in different crop genotypes, strengthen the physiological and molecular biological mechanism of crop low nitrogen tolerance and nitrogen efficiency will make a big impact to crop breeding, cultivation and the development of efficient green agriculture. Keyword:crop; resistance to low nitrogen; nitrogen efficiency;氮素是影响作物生长发育、产量及品质形成的重要营养元素[1-4], 也是土壤中易被耗尽的元素[5].从绿色革命开始, 工业合成的氮肥对提高作物生产力起着重要作用, 在一定程度上缓解了由于全球人口增长引发的粮食安全问题[6].每年的氮肥施用量在不断增长, 但氮肥利用效率逐渐降低[7], 据统计氮肥施入土壤后, 仅有30%~35%被作物吸收[8].大量投入昂贵的化石能源肥料, 不仅造成资源浪费, 经济效益降低, 还导致农田生态系统遭到污染和破坏[9-10].我国是农业大国, 耕地面积位居世界前列, 氮肥投入也在逐年递增, 但氮肥利用率低于世界平均水平[11-12].因此, 选育氮高效或耐低氮的作物品种, 对减少氮肥投入量, 维持作物产量稳定[13], 发展节约高效、环境友好型农业具有重要意义[14].不同作物、同一作物不同品种间的耐低氮能力和氮效率存在一定差异[15-17], 通过选育高产优质的耐低氮、氮效率高的作物品种, 充分挖掘作物自身的基因潜力, 是提高氮素利用效率的有效途径。
水稻品种间遗传差异及其生长发育研究水稻是我国的主要粮食作物，亦是全球重要的农业作物之一。
随着时间的推移和技术的进步，人们对水稻的研究不断深入，发现了水稻品种间遗传差异对水稻生长发育的影响，并针对这一问题展开了深入的研究。
一、品种间遗传差异的来源水稻的品种间遗传差异来源主要分为自然遗传和人工遗传两种形式。
自然遗传是指不同水稻品种在长时间的演化和自然选择下，形成不同的遗传基因型。
不同的品种之间，由于种间杂交、基因突变、自然选择等原因，会形成丰富的遗传多样性，表现出不同的生长发育特性。
人工遗传则是指在培育和选育水稻品种的过程中，通过交配、选择等方式，对水稻的遗传基因型进行人工干预，从而形成新的水稻品种及其遗传特性。
不同的培育方法和目标，也会导致不同品种之间遗传差异的形成。
二、品种间遗传差异对水稻生长发育的影响水稻品种间遗传差异，主要表现在对水稻生长发育特性的调控上，如生育期、光合作用、氮素利用率等方面。
受光周期长度和气温等环境因素的影响，不同的水稻品种的生育期长度不同。
例如，早熟型品种的生育期相对较短，而晚熟品种的生育期比较长。
不同生育期的品种，适应出产环境不同，同时也需要在施肥和管理等方面进行相应调整。
光合作用是如何依赖光照和二氧化碳浓度的生命过程。
与生育期相似，不同的品种会表现出不同的叶绿体结构、光合酶活性等生长发育特性，从而影响其光合作用强度和速率。
例如，水稻中有些品种具有更高的光合作用强度和较高的干物质生产率，从而比其他品种更适合种植和生产。
对于水稻而言，氮素利用效率受到很多因素的影响，包括品种的遗传特性、土壤类型、施肥水平等。
不同的品种可能表现出不同的氮素吸收和利用能力，从而影响其产量和品质。
因此，针对不同品种的氮素管理策略也需相应调整。
三、水稻品种间遗传差异的研究进展在水稻品种间遗传差异的研究方面，迄今为止已经有很多重要的成果。
例如，通过分析水稻基因组等遗传信息，可以对水稻品种的遗传多样性进行鉴定和评价。
V ol 132,N o 112pp 11817-1822 Dec.,2006作 物 学 报ACT A AG RONOMIC A SI NIC A第32卷第12期2006年12月 1817～1822页热带水稻光合特性及氮素光合效率的差异研究曾建敏1 彭少兵2 崔克辉1,3 黄见良1Ξ(1华中农业大学作物生理与栽培研究中心,湖北武汉430070;2国际水稻研究所,菲律宾)摘 要:在国际水稻研究所(IRRI )农场试验条件下,选用6个不同的热带水稻材料,其中包括2个常规籼稻、2个杂交籼稻和2个新株型稻(NPT ),研究氮肥农学利用率(AE )和氮素光合效率(PN UE)及其相关叶片参数的基因型差异,并探讨了它们之间的关系。
结果表明,新株型稻的净光合速率(P n )大于常规籼稻,杂交籼稻居中。
各基因型间的气孔导度(G s )、胞间CO 2浓度(C i )、蒸腾速率(T r )和C i ΠG s 的差异趋势不同。
不同基因型叶片的氮浓度(N %)和比叶重(S LW )存在一定的差异。
常规籼稻的单位叶绿素的净光合速率(P n ΠChl )较NPT 低,杂交籼稻为中间类型;叶片净光合速率和单位面积含氮量(N a )之间存在显著的正相关;本研究所选用的热带杂交籼稻的PFP (氮肥偏生产力)和AE 比新株型稻和常规籼稻高,两者最低的均为常规籼稻。
氮素光合效率与AE 间存在显著正相关,表明后期的氮素光合效率对氮肥利用率具有一定的指示和预测作用,这对于判断水稻品种氮肥利用率将具有重要的应用价值。
关键词:净光合速率(P n );氮素光合效率(PN UE );热带稻中图分类号:S 511G enetic V ar i a tion in Photosynthetic Character istics and Photosynthetic N itr ogen U se E ff iciency in Tr opical RiceZE NG Jian 2M in 1,PENG Sha o 2Bing 2,C UI K e 2Hui 1,3and HUANG Jian 2Liang 1(1C rop Phys iology and Producti on C enter ,H uazhong Agricultural University ,W uhan 430070,Hubei ,C hi na ;2International R ice R es earch Ins titut e (IRR I ),thePhilippi nes )Abstract :Ph otosynthetic characteristics are considered to be significant in nitr ogen use e f ficiency (NUE )in view of t heir close ass ociations w ith dry m atter produc tion and grain yie ld in cereal cr ops 1Photosynthetic nitrogen use ef ficiency (PNUE )and p h otosynthetic characteristics were investigated using six tr opical r ice (Oryza sativa L 1)genotypes including tw o indica inbreds ,tw o indica hybr ids ,and two NPT (new plant type )lines under field 2gr own c onditions 1The objectives of this study were to com pare genotypic variations in agron om ic e f ficiency (AE ),P NU E ,and related lea f parame ters and their correlations am ong six rice genotypes 1T he results indicated that ne t photosynthetic rate (P n )was higher for NPT lines than f or indica inbreds ,while it w as mediate for indica hybrids 1Variations were observed in stom atal c onductance (G s ),inter C O 2concentr ation (C i ),transpiration rate (T r ),and the ratio of C i to G s am ong all rice gen oty pes 1Dif ferences in lea f nitr ogen c oncentration (N %)and speci fic lea f weight (S LW)w ere a lso found am ong all genotypes 1T he P n per Chlor ophyll unit (P n ΠChl )was lower in indica inbreds than in NPT lines while indica hybrids a ppeared to be m iddle types 1There was a significantly positive correlation between P n and lea f N c ontent per unit leaf area (Na)1G enerally ,b oth par tial factor pr oductivity o f applied N (PFP )and AE of indica hybrids were higher than those of b oth NPT lines and indica inbreds 1H owever ,the lowest PFP and AE were observed in PS BRc18and IR 729032121222122,respectively 1PNUE was positively and significantly correlated w ith AE in all genotypes ,suggesting that the P NUE at re productive gr ow th stage of r ice m ight be a good indicator for NUE and c ould be utilized in evaluating gen oty pes with high NUE in rice 1K ey w ords :Net ph otosynthetic rate (P n );Ph otosynthetic nitrogen use ef ficiency (P NUE);T ropica l rice基金项目:教育部重点项目(104133)、国家自然科学基金项目(30471027)和国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2005C B120905)。
作者简介曾建敏(),男,博士研究生。
2y @13通讯作者()崔克辉,研究方向水稻氮高效、逆境生理、根系生物学。
T 288838;2@1z 11R (收稿日期)622;(接受日期)62621:1977E mail :allelopath sina c omC orresponding author ::el :027720E m ail :cui kehui m ail h au edu cneceived :2000410Accepted :200011 水稻是我国重要的粮食作物。
近年来,随着水稻产量水平的提高,化肥特别是氮肥的施用量不断增加,水稻氮素利用率却随着氮肥用量的增长而明显下降,目前我国稻田氮肥利用率只有30%左右[1]。
氮肥利用率低和大量的氮素损失直接或间接地导致一系列不良的环境反应,如地下水污染、江河湖泊的富营养化、温室气体氧化亚氮(N2O)的增加等[1]。
因此,对于如何改善水稻氮肥利用率、减少水稻的生产成本、保持稻田生态系统良性循环并提高养分利用率以及降低水土污染等问题引起人们的普遍关注,成为国内外研究的热点。
已有的研究表明,水稻氮素利用效率存在基因型差异[227]。
因此,选育或筛选氮高效水稻品种是提高氮肥利用率的有效途径。
到目前为止,氮肥利用率常用的指标包括氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力[1]。
其中,氮肥农学利用率由于具有简便、可靠性等特点,成为目前生产上评价水稻氮肥利用率比较常用的指标[8]。
然而,氮肥农学利用率需要通过施氮肥区与不施氮肥区稻谷产量之差来衡量,试验持续时间长,工作量大。
因此寻找与之相关的、更简便的,并且不影响评价结果的指标将是水稻氮肥利用研究的重要部分。
植物氮素光合效率是指叶片单位氮的C O2同化率(P NUE),是植物叶片氮素生理利用率特征之一,不同植物种间存在差异[9213]。
目前,P NUE主要被用于植物的生态适应性[13]、植物种群的分类、不同纬度生态植被类型的差异[14]以及常绿林与落叶林的生理差异[15]等方面的研究,然而有关P NUE在水稻上的应用[16217],特别是热带水稻P NUE的基因型差异及其与氮肥农学利用率的关系则鲜见报道。
本研究以热带水稻为材料探讨PN UE 与叶片光合作用相关参数、氮肥农学利用率的关系,以期为深入揭示水稻氮素生理利用机理,水稻氮高效种质资源的筛选以及水稻氮高效栽培调控等的研究提供理论依据。
1 材料与方法111 材料 选用热带水稻材料6个,其中包括2个新株型(NPT)稻IR72158216232321和I R734592120222223,1个常规籼稻新材料I R32222,目前热带稻区大面积种植的个杂交籼稻M z和S L28,以及个常规籼稻S BR8。
种子由国际水稻研究研究所(IRRI)水稻种质资源中心提供。
112 方法11211 试验设计 试验在IRRI农场进行。
设置施氮(200kg N hm-2,尿素为氮源)和不施氮2个处理,施氮处理的施基肥60kg N hm-2,分蘖期追肥40 kg N hm-2,幼穗分化期追肥60kg N hm-2,穗肥40 kg N hm-2。
