转基因水稻糙米中痕量铅和镉的交联羧甲基魔芋葡甘聚糖微柱预富集-GFAAS测定研究

建立了以交联羧甲基魔芋葡甘聚糖(CCMKGM)为微柱预富集-GFAAS测定转基因水稻糙米中痕量铅和镉的新方法。考察了溶液的pH值、样品流速和体积、洗脱液的浓度和体积及共存离子干扰等因素对CCMKGM微柱吸附重金属的影响。结果表明:在优化条件下,方法用于富集、测定转基因水稻及亲本糙米中Pb和Cd的检出限分别为0.11和0.002μg.L-1;测定大米标准参考物质中Pb和Cd的含量,结果与标准参考值相吻合。对转基因水稻及亲本糙米进行标准加入回收实验及测定,回收率分别在90%～103%和93%～105%范围。该研究可为转基因水稻中痕量Pb和Cd分析提供技术支持。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定水稻基质中阿维菌素残留量

建立了超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定水稻基质中阿维菌素残留量,考察了基质效应,并对实际样品进行了检测.稻田土、稻壳、糙米和稻杆经乙腈振荡提取,稻田水经乙酸乙酯液液分配提取后,用C18固相萃取小柱或弗罗里硅土柱净化,采用UPLC-MS/MS正离子扫描测定残留的阿维菌素.稻田土、稻田水和糙米的3种添加浓度(1.0,10.0和100 μg/kg或μg/L)的平均回收率为84％～107％,相对标准偏差为4.7％～13.6％.稻壳和稻杆的2档添加浓度(10.0和100 μg/kg)的平均回收率为90％和103％,相对标准偏差为8.4％～12.9％.本方法在稻田水、糙米和稻田土中的检出限为0.3μg/kg在稻壳和稻杆中检出限为3.0 μg/kg,低于欧盟和日本在稻米中制定的阿维菌素最大残留限量值.阿维菌素在2.0～100 μg/L范围内线性关系良好( r＞ 0.999).     

水稻叶片叶绿素、类胡萝卜素含量估算的归一化色素指数研究

测定了水稻叶片的高光谱反射率,以及相应的叶绿素、类胡萝卜素含量,采用一种将350～2 500 nm范围内所有光谱波段两两组合的方法,构建所有可能的归一化比值色素指数,并建立这些指数与叶绿素、类胡萝卜素含量的统计模型,然后将构成最佳模型的指数确定为最适合相应色素估算的指数,并进行验证以及与已知归一化色素指数进行了比较。结果表明,本研究所给出基于叶片水平的色素指数(R_{1 729}-R₇₀₇)/(R_{1 729}＋R₇₀₇),(R_{1 554}-R₅₇₂)/(R_{1 554}＋R₅₇₂),(R_{1 729}-R₇₀₆)/(R_{1 729}＋R₇₀₆),(R_{1 536}-R₇₀₇)/(R_{1 536}＋R₇₀₇)可以较好地估算叶绿素、类胡萝卜素含量。构成这些色素指数的指数波段主要位于700 nm附近,其次为绿光长波区域;构成指数的参照波段主要位于短波红外区域。这说明短波红外区域在色素指数的构建中也有重要作用。这些色素指数对叶绿素、类胡萝卜素含量的估算效果一般要好于各已知的归一化比值色素指数,或者与最好的已知色素指数估算效果相当。     

ICP-AES检测云南稻核心种质矿质元素含量的地带性特征

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定了云南省5个稻作区16个州市的789份地方水稻糙米中的八种矿质元素, 该方法简单快速、灵敏度高、准确性好和多元素同时测定, 加标回收率为97.1%～110.2%, RSD为0.7%～4.4%。结果表明: 糙米元素含量(mg·kg-1)依次为P(3834.83±486.49)>K(2567.72±336.74)>Mg(2567.72±336.74)>Ca(153.67±55.90)>Zn(33.35±13.65)>Fe(32.08±25.51)>Cu(14.22±11.85)>Mn(13.58±3.22); 世界生物多样性最丰富及有色金属富集的滇西北糙米P含量高,早寒武纪动物群及磷矿富集的滇中糙米Ca,Mg,Fe和Zn含量高,作物多样性突出的滇西南糙米Cu和Mn含量高; 糙米高磷钾、中钙镁锰和低铁锌分布区是世界生物多样性最丰富及矿产资源富集区。首次提出云南糙米矿质元素含量的地带性特征与生物多样性中心、矿产资源富集区、生命起源及其山脉、河流有关;进一步推断地球矿质元素分布不均匀性及其山脉、河流的相互作用是生命起源的关键。文章研究为解决人类Fe,Zn和Ca等矿质营养不良和生命起源问题以及功能稻米育种生产提供参考。     

基于多光谱成像技术的水稻叶瘟检测分级方法研究

实时、可靠的植物病害检测是进行科学的植物喷药作业的基础,也是精确农作的关键技术之一。目前水稻稻瘟病害检测鉴定方法存在着专业知识要求高、花费大、效率低等缺点。文章提出了利用包含绿、红、近红外三波段通道的多光谱成像技术对水稻叶瘟病进行检测。研究目的是建立能够快速、准确分析稻叶瘟病情的检测模型,实时过滤掉背景噪声、自然枯叶等干扰因素,实现对水稻生长状况进行及时、有效、非破坏性检测。研究表明,利用多光谱成像技术提取水稻叶面及冠层图像信息,可以快速有效地检测稻叶瘟病情。通过实验建立的稻叶瘟病情检测分级模型,对于营养生长期的水稻苗瘟的识别准确率为98%,叶瘟的识别准确率为90%,为实施科学的稻叶瘟防治提供了决策支持。     

基于可见-近红外光谱技术的水稻穗颈瘟染病程度分级方法研究

采用Vis-NIR技术对水稻穗颈瘟染病程度分级方法进行了研究。分别基于原始光谱,变量标准化(SNV)预处理后和多元散射校正(MSC)预处理后的光谱,应用无信息变量消除法(UVE)结合连续投影算法(SPA)对Vis-NIR光谱区进行有效波长的选择。选择后的波长作为输入变量建立最小二乘-支持向量机(LS-SVM)模型。结果表明SNV-UVE-SPA建立的LS-SVM模型预测效果最好。通过SNV-UVE-SPA从全波段600个波长中选择了6个最能够反应光谱信息的波长(459, 546, 569, 590, 775和981 nm)。SNV-UVE-SPA-LS-SVM组合模型对预测集样本预测得到的确定系数(R2_p),预测集的预测标准差(RMSEP)和剩余预测偏差(RPD)分别达到了0.979,0.507和6.580。结果表明,采用Vis-NIR光谱技术对水稻穗颈瘟染病程度进行分级是可行的。通过UVE-SPA得到的有效波长能够很好地代替全波长。     

水稻剑叶和倒二叶形态性状的杂种优势

利用珍汕97/明恢63的重组自交系及其与两亲本的回交群体,对剑叶和倒二叶的叶长、叶宽和叶面积等6个性状进行了QTL定位,并探讨了这些性状的杂种优势遗传基础.共定位到39个QTL,分别在除染色体3和染色体5外的10条染色体上.单个QTL的贡献率介于4.6%~45.4%,大部分小于10%.其中,影响倒二叶宽的杂种优势QTL QSlw11c的贡献率为45.4%,该QTL 对超级稻株型育种具有一定应用价值.研究结果还表明,控制水稻叶片杂种优势位点的遗传效应主要是超显性.同时,控制叶片面积杂种优势位点的效应值远远大于叶片长宽的杂种优势位点效应值.因此,可以利用叶面积杂种优势位点改变叶片形态,提高光合作用面积,塑造理想株型,从而提高水稻生物量和产量.     

高光谱遥感技术在水稻转入基因表达的检测指示作用研究

传统方法在转基因作物目的基因表达检测上做了很多工作,但仍有发展空间。该研究利用野外高光谱仪(ASD野外光谱仪),避免了实验室测量带来温度水分差异造成的影响,实地测量大田水稻样本光谱数据;通过引入内部聚类系数控制类内波段聚合度,使用均值光谱表征样本类光谱,计算与光合作用高度相关的边峰以及光化学植被指数等参数,快速定量了转基因组样本与亲本在光合作用波段的光谱表达差异。研究结果表明转入基因得到了表达、对样本产生了影响,同时发现面积参数适合描述样本差异,而光化学植被指数对样本差异尤为敏感。这些都证明高光谱遥感技术在水稻转入基因表达检测上具有良好指示作用和应用优势,前景看好。     

水稻高温、干旱响应基因OsHdr5的克隆与表达谱分析

低温、高温、干旱等非生物逆境通常会严重影响到水稻的生长及产量.为深入了解水稻逆境反应的分子机理和挖掘耐逆相关基因,本文采用Affymetrix水稻表达芯片对水稻多逆境下的全基因组表达谱进行分析,并筛选出众多表达特异基因.OsHdr5是其中一个在多个生长发育时期与组织器官中受高温、干旱诱导均显著上调的基因,用实时定量PCR方法(real-time PCR)对其表达水平进一步分析,两组结果基本吻合.用PCR方法扩增获得长为743bp的全长基因序列,其ORF区编码167个氨基酸残基,组成的肽链含有磷酸化激酶位点,形成的二级结构包含一个由6个α螺旋和2个β折叠组成的跨膜结构域,进一步分析推测其可能是叶绿体膜上与细胞跨膜信号传递相关的功能蛋白.     

基于光谱波段自相关的水稻信息提取波段选择

通过大田试验,使用ASD光谱仪测量水稻不同生育期的冠层光谱,将光谱以10 nm为步长进行合并,再将不同日期光谱的所有波段组合计算相关系数平方（R2）,生成R2矩阵,并绘制R2分布图。根据R2越大,光谱波段之间冗余信息越多,R2越小,水稻光谱波段信息含量越多的原则,在所有测量日期中选择出前100个R2最小值对应的波段,将这些波段进行统计分析。结果表明,可见光区域各个波段之间和红外（近红外和短波红外）区域各个波段之间都含有大量冗余信息。水稻信息量丰富的波段主要集中在可见光的长波波段,红边波段,近红外第一和第二峰值波段,以及短波近红外第一峰前区（1 530 nm附近）和第二峰值区（2 215 nm附近）。比较水稻与其他植被对于最优波段的选择,400～410,630～650和1 520～1 540 nm三个波段区间表现为水稻信息提取较为独特的波段。