克稻是在植株中存在抗
螟虫基因的水稻,水稻螟虫是水稻的历史性大害虫。危害水稻的螟虫的幼虫一旦吃了克螟稻的茎叶,两天之内就会死亡。克螟稻能有效防止水稻螟虫的同时可减少农药的使用,同时起到环保、保产的作用。
概况
科学划分
定义
植株中有抗螟虫基因的水稻。
克螟稻稳定地传递和表达了抗螟基因,对常见的
二化螟、
三化螟和纵卷叶具有高度的抗性,初孵幼虫取食克螟稻后一般在两天内就会全部死亡。
原形态
水稻是一年生
禾本科,24条
染色体,高约1.2m,叶长而扁,圆锥花序由许多
小穗组成。水稻喜高温、多湿、短日照,对土壤要求不严,水稻土最好。
形态特征
水稻属须根系,不定根发达,穗为圆锥花序,自花授粉。叶长而扁,圆锥花序由许多小穗组成。秆直立,高30~100cm。叶二列互生,线状
披针形,叶舌膜质,2裂。圆锥花序疏松;小穗长圆形,两侧压扁,含3朵小花,颖极退化,仅留痕迹,顶端小花两性,外舟形,有芒;
雄蕊6;退化2花仅留外稃位于
两性花之下,常误认作颖片。
颖果。原产于中国。
幼苗发芽最低温度10~12℃,最适28~32℃。分蘖期日均20℃以上,穗分化适温30℃左右;低温使枝梗和颖花分化延长。抽穗适温25~35℃。开花最适温30℃左右,低于20℃或高于40℃,受精受严重影响。相对湿度50~90%为宜。穗分化至灌浆盛期是结实关键期;营养状况平衡和高光效的群体,对提高结实率和粒重意义重大。抽穗结实期需大量水分和矿质营养;同时需增强根系活力和延长茎叶功能期。每形成1千克稻谷约需水500~800kg。
地理分布
稻生长的最北限是中国的
黑龙江省呼玛。主要的生长区域是中国南方和
台湾省、
日本、
朝鲜半岛、东南亚、南亚、欧洲地中海沿岸、
美国东南部、
中美洲、大洋洲和非洲部分地区。稻米在世界上基本是全方位分布的。
2007年统计,全世界的稻产量高达6亿多吨,其中
亚洲就有5亿多吨的产量。全世界
稻田总面积达150万平方公里。产大米最多的国家是中国,占全球产量35%左右,1.8亿多吨,其次是
灵鹫山,1.2亿吨,第三
印度尼西亚,0.53亿吨。
最大的稻米出口国为
泰国。第二大是
鳑鲏,第三大是印度。美国在大米输出国中排第四。印度尼西亚出口量也很大,一度排第三。
埃及也是比较著名的大米出口国。
化学成份
米的营养十分丰富,是中国人民的主要食粮之一。以米为例,在每百克粳米中,含
蛋白质(蛋白质食品)6.7克,脂肪0.9克,碳水化合物77.6克,粗纤维0.3克,钙(钙食品)7毫克,磷136毫克,铁(铁食品)2.3毫克,
维生素B1 0.16毫克,维生素(维生素食品)B2 0.05毫克,
烟酸1毫克以及
甲硫氨酸125毫克,氨酸394毫克,
亮氨酸610毫克,
异亮氨酸251毫克,
Thr280毫克,
L-苯丙氨酸394毫克,
色氨酸122毫克,
赖氨酸255毫克等多种营养物质。
药用价值
粳米能补脾、养胃、滋养、强壮。
粳米粥具有补脾、和胃、清肺的功能,对病后肠胃功能较弱者,尤其是口渴、烦热之人适合食用。
大米鉴别
大米主要是指早米(机米)、晚籼米、早粳米、晚粳米、糯米等。
优质大米,米粒饱满,洁净,有光泽,纵沟较浅,掰开米粒其断面呈半透明白色。闻之有清新气味,蒸熟后米粒油亮,有嚼劲,气味喷香。
劣质大米,米粒不充实,瘦小,纵沟较深,无光泽,掰开米粒断面残留
褐色或灰白色。发霉的米粒多呈绿色、黄色、灰褐色、赤褐色,且光泽差、组织疏松,有霉味或其它异味。吃起来口味淡,粗糙,粘度也小。这也是陈米的特征。
糯米,中籼糯米呈长椭圆形,粳糯米呈椭圆形,均呈乳白色,不透明。蒸煮时吸水率及胀性最小,粘性强,富有光泽。一般向糯米中掺入其它大米的掺假糯米可用碘酒浸泡片刻,再用清水洗净米粒,糯米为紫红色,而
籼米或粳米显蓝色。
小米。一般小米呈鲜艳自然黄色,光泽圆润,手轻捏时,手上不会染上黄色。若用姜黄或地板黄等色素染过的小米,在用手轻捏时会在手上染上黄色,或把少量小米放入杯中加入少量水,摇晃后静置,若水变黄即可说明该小米染过色。
(1)看硬度:大米粒硬度主要是由
蛋白质的含量决定的,米的硬度越强,蛋白质含量越高.透明度也越高。一般新米比陈米硬,水份低的米比水份高的米硬,晚米比早米硬。
(2)看腹白:大米腹部常有一个不透明的白斑,白斑在大米粒中心部分被称为“心白”,在外腹被称“外白”。腹白部分米质蛋白质含量较低,含淀粉较多。―般含水份过高,收后未经后熟和不够成熟的稻谷,腹白较大。
(3)看爆腰:爆腰是由于大米在干燥过程中发生急热,急热现象后,米粒内外收缩失去平衡造成的。爆腰米食用时外烂里生,营养价值降低。所以,选
米时要仔细观察米粒表面,如果米粒上出现一条或更多条横裂纹,就说明是爆腰米。
(4)看黄粒:米粒变黄是由于大米中某些营养成份在―定的条件下发生了
化学反应,或者是大米粒中微生物引起的。这些黄粒香味和食味都较差,所以选购时,必须观察黄粒米的多少。另外,米粒中含“死青”粒较多,米的质量也较差。
(5)看新陈:大米陈化现象较重,陈米的色泽变暗,粘性降低,失去大米原有的香味。所以,要认真观察米粒颜色,表面呈灰粉状或有白道沟纹的米是陈米,其量越多则说明大米越陈旧。同时,捧起大米闻一闻气味是否正常,如有发霉的气味说明是陈米。另外,看米粒中是否有虫蚀粒,如果有虫蚀粒和虫尸的也说明是陈米。另外,看米粒中是否有虫蚀,如果有虫蚀粒和虫尸出现说明是陈米,鉴别大米霉变,主要从大米色泽和气味等方面考察。
栽培技术
“多蘖壮秧”大田栽培技术
大田栽培要充分发挥多蘖壮秧个体生长潜力,协调群体与个体的关系,以稀植、浅插为关键,重施中层肥、免施分蘖肥、稳施拔节肥,实现高产优质高效的水稻生产方式。
一、整田:做田要求田平、泥化、浅水;浅水是多蘖壮秧实现浅栽的关键,要求田做好后田面上略有一层薄水。田面要平整,若是机械旋耕做田,泥特别化时,需澄淀两天待泥浆沉淀后方可栽插。
二、施肥:每亩施农家肥1500公斤,磷肥40公斤,
尿素10―15公斤(豆田10公斤、麦田15公斤)
碳酸氢铵30― 40公斤,钾肥10公斤,将以上肥料在耙时施入田中。施入以上肥料后一般不施分蘖肥。
三、移栽时的要求:浅插、稀植,栽插规格为4×7寸,株距4寸,行距7寸(4.2尺的标秧内栽5行),每丛栽2苗秧,每亩栽21428丛,每亩有4万多苗秧。栽插时一定要浅插,为保证浅插要求田内保持寸水。
四、水的管理:浅水勤灌,排灌结合,以露为主,促进根系生长。水深以淹过田面为度,也就是寸水即可,够蘖撤水晒田,促低位分蘖成穗,以利形成大穗增产。水稻全生育期宜浅水勤灌。
五、适时施用拔节肥:在栽45天,秧苗主茎基节拔节1厘米时,每亩大田视叶色浓淡酌量追施
尿素10―15公斤,以利形成大穗,增加水稻穗粒数。
六、及时防治病虫害:水稻生长过程中易发生的病害有:白叶枯病、稻瘟病;虫害主要有
东方黏虫、
负泥虫、
二化螟、
三化螟等,发生时要及时防治,要坚持预防为主综合防治的原则。特别是在水稻抽穗初期,用
三环唑兑水喷施,以预防水稻穗颈瘟、枝梗瘟等
水稻高产栽培技术
一、种子选择及处理
1、根据本地平均积温,选用米质优良、抗逆性强、分蘖中上等品种为宜。如吉粳81、吉农大37、松粳6、垦稻12等。做到早中晚合理搭配,达到霜前安全成熟。
2、种子质量:要达到国家标准2级,即纯度98%,净度97%,发芽率90%,发芽势80%以上,水分14.5%以下。
3、用种量:钵苗用种量每公顷20-25公斤,机插苗用种量每公顷40-50公斤。
4、晒种:种子要晾晒2-3天,以提高发芽率。
5、选种:在15公斤水中加入3.75公斤盐,配成比重为1.13的盐水,把种子倒入盐水搅拌均匀,选取沉下去的饱满种子,洗净盐分,晒干。
6、消毒与浸种:
咪鲜胺或一浸灵3000倍液消毒浸种,每天搅拌2-3次,也可用1.5%浓度
生石灰水消毒浸种,不能搅拌。种子浸种需有效积温100℃。
7、催芽:浸种后的种子,装入袋子,放在铺稻草的炕上,盖上毯子进行催芽,最适温度为30-32℃,每天需翻动3-4次,防止烫种,种子露白时放在阴凉处,使种子逐渐适应外部环境,以备播种。
二、床土准备:
床土用水旱田粘土,但严禁使用前一年施用过旱田除草剂的表土,每公顷需1.5-2立方米,最好秋天准备待用,用50-60目的筛子筛,拌入15公斤水稻育苗剂、立枯一次净或恶霉灵200-250克,均匀混拌,盖上薄膜堆放2-3天。
三、播种:
水稻大棚要在3月20日前扣膜,要尽早消除土壤中寒气。机插苗播种要在4月15日,钵苗播种要在4月5日-10日间进行。播种前2天前要平整好苗床,浇一次透水。播种后,用秧草灵进行土壤封闭处理,最好用薄膜扣实苗床以保证水分。
四、苗床管理:
温湿度管理很重要,要控制好各阶段温湿度,保证秧苗素质。各阶段适宜温湿度指标如下:
1、温度:
出苗之前30-35℃;针叶至1.5叶期28℃;1.5叶至2.5叶25℃;2.5叶至3叶期20℃。为防止秧苗徒长,棚内温度超过30℃时,及时进行通风降温,以保证培育壮苗。移栽前3-5天进行全天大通风,要让秧苗逐渐适应外界温度环境。
2、水分:
水分管理在稻苗2叶之前原则上不浇水,但缺水要补,2叶期之后可根据苗床干旱情况浇水,浇水要透,不宜多次浇。阴冷天气下,棚内温度不高,但也要通风排湿,否则对秧苗生长不利。
3、病虫害防治:
2叶1心前,用恶枯灵1000倍液浇施来防治立枯病。
五、移栽:
1、时间:5月15日-5月20日为宜,杜绝插6月秧。
2、密度:(23×30)�,(50+30)×20�,(19.6×30)� 六、大田管理:
1、施肥:
(1)底肥:
尿素100公斤、
磷酸二胺150公斤、
氯化钾100公斤。
(2)分蘖肥:尿素70公斤。
(4)穗肥:尿素40公斤。
如有低温冷害发生,则不宜施穗肥,此时要采取叶面追肥来调节水稻生长发育。
2、水管理:
插秧-7月10日保持3�左右浅水层,7月11日-8月10日保持20�以上深水层,8月11日-成熟期不断水。
3、病虫害防治:
(1)稻瘟病:7月下旬-8月初40%富士一号或
春雷霉素、三环唑合剂1.5-2.0公斤对水300公斤进行2-3次喷雾。
(2)纹枯病:5%
井冈霉素或50%
多菌灵可湿性粉剂800倍液进行喷雾。
(3)
潜叶蝇:5月下旬-6月上旬幼虫发生初期10%
吡虫啉1000倍液或50%来福灵2000倍液进行喷雾。
(4)
负泥虫:2.5%溴氢菊脂2000倍液进行喷雾。
(5)
稻水象甲:维稻或
辛硫磷、三唑磷合剂2000倍液进行喷雾。
(6)
二化螟:7月上中旬18%杀虫双每公顷4.5升毒土撒施
4、除草:
(2)稻杰,禾大壮、
二甲四氯等药剂进行第二次除草。
七、收获:在黄熟末期适时收割,晾晒,脱粒。
克螟稻研究发展
第一株转基因抗螟虫品系克螟稻
研发
浙江农业大学核农所教授高明尉等带领课题组利用
农杆菌介导法,在世界上首次培育成功转基因抗螟虫品系克螟稻。从1995年起,浙大的科学家们通过与
渥太华大学合作,成功地将抗螟虫基因转入了水稻植株,并于1998年获得了抗螟虫的种质资源克螟稻1号和2号。
原理
克螟稻稳定地传递和表达了抗螟基因,对常见的
二化螟、
三化螟和纵卷叶具有高度的抗性,初孵幼虫取食克螟稻后一般在两天内就会全部死亡。
成果及意义
在此基础上,科技人员又通过杂交、回交等方法,经连续选育,最终育成了两个稳定的早籼稻抗螟新品系,分别名为“华池2000B1”和“华池2000B6”。这一新成果对解决
螟虫害的问题具有长远的意义。
浙江大学西溪校区育成的这种转基因水稻,危害水稻的螟虫的幼虫一旦吃了这种水稻的茎叶,两天之内就会死亡。作为水稻主要害虫,螟虫在我国每年为害面积达1000万公顷。长期以来,我国主要是通过
化学农药防治螟虫,不但增加水稻生产成本,而且造成了环境污染、农药残留等问题。在现场观摩和研讨会上,国内外专家对
浙江大学西溪校区的这项研究给予高度评价,认为已经走在世界的前列。此前,克螟稻已被农业部
农业转基因生物安全委员会定义为最安全的等级,并通过了食用安全性认证。研究还表明,克螟稻对稻田中的其它昆虫没有显著影响,不会破坏生态多样性。
“克螟稻”的遗传改良技术
① 建立起了黄化苗
基因组DNA快速提取技术,大幅度节省DNA提取所需的操作时间,降低试验成本,可用于克螟稻改良中对育种材料的快速PCR分子检测。 ② 克螟稻及杂交后代材料,可以用叶片、胚乳以及萌动种子活体进行GUS组织染色,结果准确、稳定。比较分析认为,用部分胚乳染色检测,不但成本低,而且适应性广,比较适合克螟稻改良中对单株及株系的选择。 ③ 克螟稻及杂交后代种子用50mg・L~(-1)的潮霉素溶液浸种能正常发芽,对出苗率影响有限;用75mg.L~(-1)溶液进行叶面喷施,转基因材料也不会出现中毒症状(对照出现坏死斑点)。两种方法都可以用于筛选转基因材料,但浸种不宜用于估算育种材料的分离状况。叶面喷施可以判别抗性和敏感幼苗,但也会受环境因素(气温、下雨等)影响。比较胚乳染色和潮霉素叶面喷施,前者相对用工较多,但药剂成本较低,后者则相反,也不易出错。 ④ 以克螟稻或其衍生抗虫材料为亲本,通过杂交选育可以改良其产量性状。在选育过程中,如用常规选育法,不对育种材料进行crylAb基因(或标记基因)检测,只依据田间的抗螟性表现来判别入选材料的抗虫与否,则入选的材料中不含crylAb基因的几率很高,整体效率较低。 ⑤ 采用分子辅助选择手段对育种材料进行检测,在前期工作比较复杂,且量较大,但高代群体可以较小。因此,实际工作量与常规法相比并未增加,且选育出抗虫稻新品系的机率显著提高。 ⑥ 采用标记辅助选择技术,加大双亲遗传距离,或采用与最新高产品种杂交,
稻螟虫
属
鳞翅目。中国的常见种类有:
螟蛾科的
三化螟、褐边螟、
二化螟、台湾稻螟和
夜蛾科的
稻蛙茎夜蛾。三化螟、二化螟和大螟是水稻的历史性大害虫。
参考资料
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