水稻甲烷排放与根系通气组织、泌氧能力和关键分泌物的关系

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41571293
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0710.土壤侵蚀与土壤肥力
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Many studies clearly suggest the possibility of reducing methane emission from the wetland rice ecosystem through appropriate selection of rice cultivars to achieve an economically feasible and technically sound mitigation option of methane emission from farmer ’s fields. Rice plants play a pivotal role in methane emission and more than 90% of CH4 released from a rice field during a growing season can be emitted by rice plant-mediated transport. Root eduates and rhizosphere oxygen concentration are the main factors to influence CH4 emission. To analysis the differences of root aerenchyma, root radial oxygen and main root eduates among rice cultivars and their relationship with CH4 emission, which is advantageous to reveal the mechanism on the significant differences of CH4 emission among cultivars. .It is practical significance to evaluate the ability of rice cultivar methane emission and to breed rice varieties with low methane emission and high yielding , if we can reveal the mechanism on the differences of methane emission amongst rice vultivars based on the root morphological characteristics. In this study, based on the preliminary researchs on rice cultivars with low methane emissions , we will study the following substances. Firstly,to compare the differences of root morphological characters,aerenchyma system and radial oxygen loss among rice cultivars.Secondly,to analysis the relationship between the root morphological characters, aerenchyma tissues and radial oxygen loss.Thirdly, research the influence of root morphological, the root morphological characters,aerenchyma tissues and radial oxygen loss on methane emission. Lastly,the main work is decided the key root morphological characteristics influencing methane emissions..The objective of this study is to explore the mechanism of methane emission differences among rice cultivars based on the root morphological characteristics, structure the root morphological index system to evaluate methane emission ability of rice varieties. At the same time, the result in this study can provide the reference of breeding rice cultivars with low methane emission by the genetic engineering technology, and it is of significance to select rice cultivars with low methane, which can effectively promote agriculture to deal with the climate change.
水稻根系分泌物、根际氧浓度是影响甲烷产生的重要因素。明确不同水稻品种间根系通气组织、泌氧能力和主要分泌物间的差异以及三者与甲烷排放的关系,有利于揭示不同水稻品种甲烷排放差异形成机理。因此,本研究以前期大田试验已筛选的甲烷排放量差异显著的高产水稻品种为研究对象,通过水培模拟试验,比较不同品种间主要生育时期根系通气组织、根系径向泌氧能力及关键分泌物的差异;研究水稻根系通气组织、泌氧能力、分泌物三者的相互关系以及三者与甲烷排放的相关性,揭示根系通气组织、泌氧能力、分泌物对甲烷排放的影响机理,确定影响水稻甲烷排放的根系关键特性,并构建基于水稻根系特征的品种甲烷排放能力评价的指标体系,提出低甲烷排放的水稻品种理想根型;同时通过室内模拟和大田试验实证评价指标的可靠性与实用性,以期为评价水稻品种甲烷排放能力提供一种新方法,同时为培育低甲烷排放高产水稻新品种提供科学依据。

结项摘要

稻田甲烷排放是温室气体的重要来源之一,相同的生长条件下不同水稻品种的甲烷排放速率差别很大,选用甲烷排放速率低的水稻品种进行推广对温室气体减排具有重要作用,然而缺乏可行的评价指标体系对不同品种的甲烷排放能力进行快速有效的评价。水稻根系既影响甲烷气体的产生、土壤微生物活性,又影响甲烷气体的传输,是评价不同品种甲烷排放能力的关键部分。本项目通过对约50个水稻品种的根系生长特性、根系泌氧、根系通气组织以及相关土壤特性指标的测定,明确了早晚稻甲烷排放呈先上升后下降的趋势,在分蘖期至孕穗期达到最大,随后下降至成熟期达最低。水培试验结果表明,早稻甲烷排放速率与根孔隙度(2017年r=0.571*;2018年r=0.402**)、根冠比(2017年r=0.567*;2018年r=0.857**)、根系活跃吸收面积(r=-0.351**)、单株根系泌氧(r=-0.798**)以及最长根长(r=-0.280*)呈极显著相关,此外,单株根系泌氧与根系空腔面积呈极显著正相关关系(r=0.738**);上述结果与大田试验保持一致,因此通过本项目定性评价早稻甲烷排放速率的根系指标包括根孔隙度、根冠比、根系活跃吸收面积、单株根系泌氧、最长根长以及根系空腔面积。晚稻水培试验结果表明,甲烷排放速率与根孔隙度(r=0.722**)、根冠比(r=0.751**)、根系活跃吸收面积(r=0.314**)、单株根系泌氧(r=-0.634**)、铁载体含量(r=0.496**)呈显著相关,单株根系泌氧与根系空腔面积呈极显著正相关关系(r=0.711**);上述结果与大田试验保持一致,因此通过本项目定性评价晚稻甲烷排放速率的根系指标包括根孔隙度、根冠比、根系活跃吸收面积、单株根系泌氧、根系分泌铁载体以及根系空腔面积。大田试验结果显示早晚稻产量与甲烷排放呈极显著负相关,表明双季稻高产低排是协同目标。在双季稻主推品种中,株两优819和陆两优996是较好的高产低排早稻品种,Y两优1号和泰优390是较好的晚稻品种。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
南方种养结合模式对冬季稻田净碳交换和不同土层活性碳氮转化的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    草业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏甲彬;周玲红;徐华勤;唐启源;傅志强;成小琳;肖志祥;唐剑武
  • 通讯作者:
    唐剑武
Low methane emission in rice cultivars with high radial oxygen loss
径向氧损失高的水稻品种甲烷排放量低
  • DOI:
    10.1007/s11104-018-3747-x
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    PLANT AND SOIL
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Huabin Zheng;Zhiqiang Fu;Juan Zhong;Wenfei Long
  • 通讯作者:
    Wenfei Long
双季稻品种根际特征与甲烷排放差异及其关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖志祥;傅志强;徐华勤;苏姗;郭昱;张浪;唐剑武
  • 通讯作者:
    唐剑武
水稻植株甲烷传输能力与根系特性的相关性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    作物杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钟娟;傅志强;刘莉;祝志娟;郑华斌
  • 通讯作者:
    郑华斌
双季稻品种 CH4 排放差异比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    江苏农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖志祥;傅志强;徐华勤;苏姗;祝志娟;郭昱;刘莉;唐剑武
  • 通讯作者:
    唐剑武

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其他文献

双季稻田冬季种植模式对双季稻土壤有机碳和碳库管理指数的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龙攀;苏姗;黄亚男;李超;傅志强
  • 通讯作者:
    傅志强
东方田鼠IgG和IgG_3对日本血吸虫抗原反应特性的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国动物传染病学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪炀;刘金明;傅志强;石耀军;金亚美;陆珂;姚利晓;杨健美;林矫矫
  • 通讯作者:
    林矫矫
东方田鼠感染日本血吸虫前后血常规和 血清生化指标的动态变化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国动物传染病学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柴淑梅;张倩;翟颀;余新刚;洪炀;陆珂;李浩;林矫矫;柏熊;谢建芸;傅志强
  • 通讯作者:
    傅志强
日本血吸虫四跨膜孤儿受体(TOR)克隆及其第一个膜外区基因的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国动物传染病学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马帅;韩艳辉;洪炀;张旻;曹晓丹;韩倩;刘艳涛;陆看;马茜茜;陆珂;贾秉光;林矫矫;傅志强
  • 通讯作者:
    傅志强
日本血吸虫凋亡基因Sjcaspase3的克隆、真核表达及其功能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陆珂;李浩;傅志强;林矫矫
  • 通讯作者:
    林矫矫

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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