水稻是水生植物吗?
稻田
稻田
禾本科属于须根系,不定根、圆锥花序发达,自花授粉。一年生栽培谷物。秆直立,高30 ~ 100 cm。叶互生两排,线状披针形,叶舌膜质,2裂。圆锥花序疏松;小穗长圆形,两边压扁,包含3朵小花,颖退化,只留下痕迹,顶部小花两性,外稃船形,具芒;雄蕊6;退化2花只留下两性花下的外稃,常被误认为颖片。原产于亚洲热带的石竹。它是世界上主要的粮食作物之一。我国水稻种植面积占全国粮食作物的1/4,而产量却占到一半以上。栽培历史已有6000 ~ 7000年。作为一种重要的粮食作物;除食用颖果外,还可用于制淀粉、酿酒、制醋,米糠可用于制糖、榨油、提取糠醛,用于工业和医药。稻秆是良好的饲料、造纸原料和纺织材料,稻芽和稻根可入药。
水稻为一年生禾本科植物,株高约1.2m,叶片长而扁平,穗由许多小穗组成。果实为大米,脱壳后称为稻谷或大米。世界上将近一半的人口,包括几乎整个东亚和东南亚的人口,以稻米为食。水稻的栽培历史可以追溯到公元前3000年左右的印度,之后逐渐传到西方,中世纪传入南欧。除了称为陆稻的生态型以外,水稻种植在热带、亚热带和温带地区的沿海平原、潮汐三角洲和河流流域的洪水泛滥地区。将种子播种在准备好的水田上,在苗龄20-25天时移植到周围有围堤的水深为5-10 cm的水田中,在生长季节中始终浸泡在水中。收割下来的米粒叫大米,有壳。碾米时,往往将外壳连同米糠层一起去除,有时还会加入一层薄薄的葡萄糖和滑石粉,使米粒有光泽。碾米时只去掉外壳的大米称为糙米,富含淀粉,含有约8%的蛋白质和少量脂肪,包括硫胺素、烟酸、核黄素、铁和钙。去掉外壳和米糠的大米称为精米或白米,其营养价值大大降低。米饭的吃法多为蒸煮。在东方、中东和许多其他地区,米饭可以配各种汤、配菜和主茶。碾米的副产品有米糠、磨细的米糠粉和从米糠中提取的淀粉,都是用作饲料。米糠加工得到的油可以作为食品和工业使用。碎米用来酿酒,提取酒精,做淀粉和米粉。稻壳可用作燃料、填料和上光剂,还可用于制造肥料和糠醛。秸秆可用作饲料、牲畜的垫料、屋顶材料、包装材料、席子垫料、衣服和扫帚。主要的稻米生产国是中国、印度、日本、孟加拉国、印度尼西亚、泰国和缅甸。其他重要的生产国是越南、巴西、韩国、菲律宾和美国。上世纪后期,世界水稻平均年产量约为4000亿公斤,种植面积约为654.38+0.45亿公顷。世界上生产的大米95%被人类食用。
水稻喜欢高温高湿短日照,对土壤要求不高,水稻土最好。幼苗萌发的最低温度为10 ~ 12℃,最适温度为28 ~ 32℃。分蘖期日平均气温在20℃以上,穗分化的最适温度在30℃左右。低温延长了枝和颖的分化。最适抽穗温度为25 ~ 35℃。最适开花温度30℃左右,低于20℃或高于40℃,严重影响受精。相对湿度为50 ~ 90%。结实的关键时期是从穗分化到充分灌浆期;营养状况均衡、光合效率高的群体对提高结实率和粒重具有重要意义。抽穗结实期需要大量的水分和矿质营养;同时,要增强根系活力,延长茎叶的功能期。大约需要500 ~ 800公斤的水才能形成1公斤的大米。
生产覆盖除南极洲以外的所有大陆。
中国是世界上种植水稻历史最悠久的国家。根据浙江余姚河姆渡发掘的研究,早在六七千年前这里就种植了水稻,比泰国早一千多年。
中国著名的车站大米主要产于天津。袁世凯在站内练兵时在站区种植成功。后来被天津南郊的地主高力庄子改良后成了今天的驿站饭。煮后口感好,软糯可口,成为天津的主要食品之一。但在文革中作为四老品种被叫停了很长时间,改革开放后在天津南郊大面积种植。
近年来,我国北方大面积干旱少雨,淡水资源严重不足,再次阻碍了水稻的种植,几年没人种水稻。
转基因水稻从实验室走向田间
据新华社报道,世界广泛关注的转基因水稻研究正从实验室走向田间。记者近日从中国水稻研究所获悉,转基因水稻已进入田间释放阶段,现正在申请商业化生产。
从65438到0996,以中国水稻研究所黄大年研究员为首的研究组在国际上首次研制出抗除草剂转基因杂交水稻,为解决长期困扰杂交水稻制种纯度问题提供了新方法。这一成果在500名中科院院士评选的“1997中国十大科技进步”中排名第一。之后课题组成功制备了抗除草剂转基因直播水稻,可以省工省时,消灭稻田杂草。
去年3月,中国水稻研究所与浙江钱江生物化学有限公司合资成立浙江金穗农业基因工程有限公司,正式拉开了转基因水稻产业化的序幕。
目前,黄大年等人已经培育出一批优良的转基因水稻组合和新品系。经农业部基因产品安全委员会安全审定,这些新品种在浙江富阳、临安、丽水等地经过实验室研究和中间试验后,已在田间发布示范,正在向有关部门申请商业化生产。
中国水稻基因分离技术取得突破
中国科学家利用独创的基因分离技术,成功获得近2000个水稻cDNA片段,研制出中国第一个具有独特功能的水稻基因芯片。
这种模块化表达序列标签技术(M-EST)是由浙江大学生物技术研究所的李德保教授首先提出的,最近在中国国家知识产权局获得了专利。
芯片上集成的成千上万个密集排列的分子微阵列,使人们能够在短时间内分析大量生物分子,快速准确地获取样本中的生物信息,效率是传统检测方法的数百倍。被一些科学家誉为继大规模集成电路之后又一次意义深远的科技革命。
中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所、植物分子遗传学国家重点实验室林洪轩研究员带领的研究组在水稻产量相关功能基因研究方面取得突破,成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2,并深入阐述了相关的生物学功能和机理,表明该基因在高产分子育种中具有广阔的应用前景。相关论文已于4月8日在线发表在国际遗传学顶级期刊《自然遗传学》上。
遗传改良或基因工程是提高作物产量的有效手段之一。寻找与高产相关的功能基因对水稻高产育种具有重要的理论意义和应用价值。粒重是决定水稻产量的因素之一。它是一个由多个基因控制的复杂数量性状,相关分子的遗传调控机制尚不清楚。
林洪轩研究员指导博士生宋先军、黄伟经过多年潜心研究,成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2。大量详细的实验结果表明,GW2作为一种新的E3泛素连接酶,可能参与降解促进细胞分裂的蛋白质,从而调节稻壳大小,控制粒重和产量。当GW2的功能丧失或降低时,基因降解与细胞分裂有关的蛋白质的能力就会下降,从而加速细胞分裂,增加水稻籽粒谷壳中的细胞数量,从而显著增加水稻籽粒的宽度,加快籽粒灌浆速度,增加粒重和产量。
研究人员通过分子标记选择方法将大粒品种的GW2基因导入小粒品种中培育新品系,分别收获了25株大田种植的植株。测量每株植物的产量。与小粒品种相比,新品系虽然每穗粒数减少,但由于粒重明显增加,单株产量显著增加,表明该基因在高产育种中有价值。增产效果有待进一步调查和小区试验验证。研究成果为农作物高产育种提供了具有自主知识产权的新基因和重要的应用前景;为阐明作物产量和种子发育的分子遗传调控机制提出了新的观点。
《自然遗传学》的三位审稿人一致高度评价了这项研究:“我们现在可以通过控制GW2的功能来获得合适大小的米粒。在这一点上,我相信这是水稻产量育种史上具有重要意义的工作。基因定位克隆、序列分析、转基因表型鉴定和E3泛素连接酶功能的实验是令人信服的。这是一部会引起遗传学家极大兴趣的杰作。本文通过大量深入实验,包括基因定位克隆、基因结构分析、功能和表型鉴定,证明该基因控制水稻籽粒大小,为作物种子遗传调控机制的研究提出了有价值的见解。