稻米垩白性状对高温耐性的QTL分析

【目的】本研究旨在筛选与稻米外观品质高温耐性连锁的分子标记,为稻米品质育种提供参考。【方法】以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为亲本构建的重组自交系为材料,采用垩白粒率耐热指数、垩白大小耐热指数和垩白度耐热指数为评价指标,对水稻垩白性状的高温耐性QTL进行检测。【结果】采用复合区间作图法两年共检测到垩白性状高温耐性QTL 24个,包括垩白粒率高温耐性QTL 8个,垩白大小高温耐性QTL 12个,垩白度高温耐性QTL 4个。其中,第6染色体上的2个垩白粒率高温耐性QTL和第7染色体上的2个垩白度高温耐性QTL在两年中重复检测到,且这2个稳定表达的垩白度位点与2015年检测到的第7染色体上的垩白粒率位点重合。另外,发现有4个QTL一因多效,同时影响垩白粒率、垩白大小及垩白度。【结论】控制垩白粒率耐热指数的q HTCGR6.1和控制垩白度耐热指数的q HTCD7.1是新的QTL。     

辽宁省水稻品种外观品质性状分析

以近年来辽宁省审定的77个水稻品种为试材,对辽宁省水稻品种外观品质性状进行了分析。结果显示,辽宁省水稻品种间外观品质性状差异较大,垩白粒率、垩白度变异幅度最大。垩白、粒形、透明是影响稻米外观品质的主要因子。性状间只有粒长与籽粒长宽比、垩白粒率与垩白度、粒长与透明度相关达到极显著或显著水平。中等粒长品种垩白性状和透明程式度较好,为品种外观品质改良和田间选择提供了依据。同时,探讨了在水稻品质改良中种质资源利用问题。     

粳稻垩白性状的QTL检测

 利用大粒粳稻DL115与小粒粳稻XL005杂交获得的F2群体200个单株为作图群体,采用复合区间作图方法,利用SSR标记对稻米垩白性状进行了数量性状基因座(QTL)检测。研究结果表明,稻米垩白粒率、垩白大小和垩白度在F3株系均呈连续分布,表现为由多基因控制的数量性状。检测到与稻米垩白性状相关的QTL 8个,分别位于第3（5个）、第5（2个）和第6（1个）染色体上,包括与垩白粒率有关的QTL 3个,与垩白大小相关的QTL 2个,与垩白度有关的QTL 3个。其中位于第3染色体RM6832-RM411、RM15456-RM6832和RM6266-RM15456区间的qPGWC3、qACE3b和qDEC3b,分别解释垩白粒率、垩白大小和垩白度表型变异的43.89%、18.83%和19.57%,为主效QTL。上述3个主效QTL所在染色体上的位置与前人研究结果均不一致,认为是新的QTL。所检测到的8个QTL中,除qPGWC6的增效等位基因来自无垩白亲本XL005外,其他7个QTL的增效等位基因均来自垩白性状值较大的亲本DL115。垩白粒率和垩白大小基因作用表现为部分显性,垩白度基因作用表现为加性。     

杂交稻7个米质性状的变异及相关性分析

以10个杂交水稻组合为材料,通过重庆(璧山、沙坪坝)和海南(陵水)不同年份不同地点的2 a6点(次)种植,分析了7个品质性状的变异和各品质性状间的相关性。结果表明,杂交组合在不同点(次)之间精米率、整精米率和糙米率的变异系数较小,垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量的变异系数较大;不同杂交组合之间糙米率、精米率和整精米率的变异系数较小,垩白度、垩白粒率和垩白大小的变异系数均超过50%。经主成分分析,垩白度因子、糙米率因子和垩白粒率因子为影响稻米品质的3个主成分因子,三者对稻米品质的累积贡献率达90.307%。相关分析表明,精米率与糙米率呈极显著正相关,垩白度与垩白粒率和垩白大小呈极显著正相关,整精米率与垩白大小呈显著负相关。通过聚类分析,参试的10个杂交组合被分为4类,不同类别杂交组合间品质性状的差异与亲本的亲缘关系有关。为提升稻米品质,首先应侧重于垩白性状的改良,其次可通过提高糙米率、整精米率和直链淀粉含量,实现稻米品质的整体改善。     

黑龙江省水稻品种品质性状分析

通过对黑龙江省25个水稻品种品质性状进行分析,研究各性状对稻米品质的影响。结果表明:在今后水稻新品种选育过程中,应注重垩白粒率、垩白度及直链淀粉含量等性状的改良;提高糙米率有利于整精米率、稻米食味的提高;延长胶稠度,降低稻米直链淀粉含量使米饭有弹性不回生;降低垩白粒率、垩白度有利于糙米率、整精米率的提高,进而促进稻米品质的提高。影响稻米品质的第一主成分因子是整精米率因子,其次为垩白度因子、直链淀粉含量因子、垩白粒率因子、食味评分因子、胶稠度因子。     

辽宁省水稻品质性状分析

采取聚类分析和表型主成分分析法,对2004年辽宁省区试的27个水稻新品种的9个品质性状进行了分析,结果表明,垩白粒率和垩白度的品种间差异较大,是今后水稻品质育种的重点。在选出的7个影响稻米品质的主因子中,垩白、精米率、糙米率、胶稠度以及直链淀粉为影响水稻品种品质的主要因子,水稻品质育种首先应注意垩白和碾米品质的选择。     

辽宁省水稻品质性状分析

采取聚类分析和表型主成分分析法，对2004年辽宁省区试的27个水稻新品种的9个品质性状进行了分析，结果表明，垩白粒率和垩白度的品种间差异较大，是今后水稻品质育种的重点。在选出的7个影响稻米品质的主因子中，垩白、精米率、糙米率、胶稠度以及直链淀粉为影响水稻品种品质的主要因子，水稻品质育种首先应注意垩白和碾米品质的选择。     

国审杂交籼稻组合的稻米品质分析

分析了2003—2013年通过国审的378份杂交籼稻的主要米质性状表现以及各米质指标间的相关性。结果表明,杂交早籼稻的垩白、整精米率和胶稠度在11 a间均有明显改善,但其米质性状仍然差于杂交中、晚籼;垩白性状仍是今后杂交籼稻米质改良的重点。垩白度和垩白粒率与整精米率、胶稠度和长宽比呈负相关,与直链淀粉含量呈正相关;低直链淀粉含量品种的平均垩白度和垩白粒率均显著低于中高直链淀粉含量品种,而其胶稠度和长宽比则高于中高直链淀粉含量品种;降低直链淀粉含量有利于改良垩白和胶稠度,适当增加籼稻的长宽比有利于降低垩白。     

2011-2015年辽宁省审定水稻品种米质分析

对辽宁省2011-2015年审定通过的84个水稻品种的12个主要品质性状进行了统计分析.结果表明,辽宁省水稻品质育种取得较大进展,现已达到较高水平;垩白度、垩白粒率、透明度在不同水稻品种间存在明显差异;晚熟品种整体品质优于其他熟组品种.     

中国主栽杂交籼稻的米质状况分析

为评价中国杂交籼稻的总体米质,分析了2001—2013年间年种植面积超过3万hm2的220个主栽杂交稻品种的米质性状。结果表明,供试杂交籼稻10项米质性状的优质率变幅为27.2%~98.7%;其中糙米率、精米率、糊化温度、糙米蛋白质含量的优质率较高,垩白粒率和垩白度的优质率较低,不育系天丰A、培矮64S所配品种具有较低的垩白粒率和垩白度、较长(软)胶稠度和适中直链淀粉含量,整体米质较优。垩白性状是当前杂交籼稻米质改良的重点。     

异地异季种植对两系杂交水稻稻米品质影响研究

选用25个两系杂交水稻组合、5个三系杂交水稻组合和4个常规水稻品种共34份材料进行异季和异地异季种植,分析稻米品质性状变化规律,结果表明:7个性状异季种植差异达极显著水平,晚季种植材料的出糙率、精米率、整精米率、糊化温度(碱消值)4个性状明显增大,垩白粒率、垩白度、千粒重3个性状明显减小.湖南长沙栽培种植品质性状分析结果与海南三亚栽培种植的性状分析结果相比,出糙率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、精米长宽比、直链淀粉、胶稠度、糊化温度(碱消值)有极显著的正向增长差异,千粒重有极显著负向差异.     

中等直链淀粉含量籼型杂交水稻组合稻米品质及相关性研究

对2012年四川省水稻区试的86个中等直链淀粉含量籼型杂交稻组合的主要品质性状及相关性进行了研究分析。结果表明,86个组合的品质性状中差异最大的是垩白度,变异系数为33.22%;其次是垩白粒率,变异系数为23.32%;差异最小的是糙米率,变异系数为1.01%。按优质稻米标准衡量单个品质性状,除直链淀粉含量外,达标率较高的是胶稠度和整精米率,达3级优质米以上标准的品种比例为94.19%和86.05%;达标率较低的是垩白粒率和垩白度,达3级优质米的品种比例仅为3.49%和4.65%。在86个组合中仅有2个组合综合品质性状指标达3级优质米标准。相关分析结果表明,在中等直链淀粉含量(15%~24%)范围内,直链淀粉含量与垩白粒率、垩白度极显著正相关;胶稠度与蛋白质含量极显著负相关;垩白度与长宽比极显著负相关,与蛋白质含量显著负相关,与垩白粒率极显著正相关;长宽比与整精米率、垩白粒率极显著负相关。在改良稻米品质的选择上必须以降低垩白粒率和垩白度为主攻目标,并注意耐碾磨力强的粒型选择。     

水稻结实期根系活性与稻米垩白形成的相关性初步研究

 以垩白不同的籼稻品种为材料，进行了田间试验和盆钵试验。结果表明,垩白不同的品种，其结实期根系活性存在显著差异。垩白米率、垩白度与结实期根系活性呈负相关。在根系活性指标中，库容根活量与垩白的关系最密切，而根系α 萘胺氧化力、颖花根活量与垩白的相关性较低。在抽穗期施用硝态氮肥，可以明显提高根系活性，减少垩白。抽穗期施用呼吸抑制剂叠氮化钠，导致多垩白品种GD9501的根系活性大幅度下降，垩白米率和垩白度大幅度提高；但少垩白品种青六矮表现相反。不同药剂处理下，垩白米率和垩白度分别与抽穗后10 d的根系活性呈显著（r=-0.8567*）和极显著(r=-0.9211**)负相关。     

籼型杂交水稻组合加工与外观品质的相关性分析

对2012年四川省水稻区试的127个籼型杂交稻组合的加工和外观品质性状及相关性进行了研究分析。结果表明,127个组合的加工和外观品质性状中差异程度最大的是垩白度,其次是垩白粒率,最小的是糙米率;优质达标率最高的是糙米率为100％,其次是整精米率为81．89％,较低的是垩白粒率和垩白度,仅为4．72％和7．87％;整精米率与长宽比、垩白粒率、垩白度呈极显著负相关,长宽比与垩白粒率、垩白度呈极显著负相关,垩白粒率与垩白度呈极显著正相关。垩白粒率高、垩白度大是提升籼型杂交稻组合米质的重要制约因素,建议从提高整精米率和增大长宽比来降低或减少垩白粒率和垩白度,同时加强高密度、无裂纹和宽厚比小的米粒选择,增强稻米的耐碾磨能力,使所选育材料和组合在加工和外观品质上得以同步改良。     

水稻长穗大粒RIL群体主要品质性状的遗传分析

为探讨水稻长穗大粒RILs群体主要品质性状的遗传规律,以自育的一个水稻长穗大粒品系FJCD与籼型三系恢复系IR24配制杂交组合,单粒传法构建含有178个株系的RILs群体(F11)为材料,分别在福州和沙县2个不同生态条件下种植,采用植物数量性状的主基因+多基因混合遗传模型及其相应的统计方法,研究水稻主要品质性状的遗传特征。结果表明:除了精米率呈多基因遗传外,其他9个品质性状的最适遗传模型符合主基因+多基因混合遗传。精米率、米粒长、米粒宽、米粒长宽比、透明度、碱消值和直链淀粉含量在不同环境中表现相似的遗传模型;整精米率、垩白度和垩白粒率表现不同的遗传模型。由主基因遗传率为主的有整精米率、米粒长、垩白粒率、垩白度、透明度、碱消值和直链淀粉含量;由多基因遗传率为主的有米粒宽和米粒长宽比。环境因素对碱消值的影响最大。在不同生态条件下稻米主要品质性状间的相关性有82.22%的比率表现较为一致,不因环境的变化而改变其相关性。因此,在稻米品质选择与鉴定时需对整精米率、垩白度和垩白粒率在多个特定环境中进行,才能提高育种效率;对由主基因和多基因遗传率为主的性状需分别采用不同选择方法和育种策略。     

吉林省耐盐碱早熟水稻品种品质与产量性状相关分析

对近年审定且推广面积较大、耐盐碱早熟的14个水稻品种的主要品质指标进行了分析,并研究了品质性状与产量性状的关系,结果表明:参试品种中仅有2个品种的垩白粒率、3个品种的垩白度达到农业部颁(NY/T83-1988)一级优质米标准,胶稠度、直链淀粉含量、蛋白质含量、透明度、碱消值、精米率、糙米率大部分都达到部颁优质米一级标准;垩白粒率和垩白度呈极显著正相关(r=0.892,P0.01),蛋白质含量与胶稠度呈极显著负相关(r=-0.744,P0.01),产量与垩白粒率呈显著正相关(r=0.614,P0.05),与蛋白质含量呈显著负相关(r=0.626,P0.05),千粒重与垩白粒率呈极显著正相关(r=0.702,P0.01),和胶稠度呈显著正相关(r=0.634,P0.05)。适当增加穗数,降低千粒重、提高整精米率可兼顾水稻品质改良与产量的提高。     

不同粒型中籼杂交稻组合稻米品质及相关性分析

通过米粒粒型分类,对2013-2014年通过四川省审定的36个中籼杂交水稻组合的主要品质性状进行了分析,并研究了品质性状指标间的相关关系。结果表明,36个组合中只有2个组合的稻米品质指标全部达国颁优质稻谷标准3级以上,这2个组合的米粒长宽比都在2.9以上;在单个品质性状指标中,这些组合优质达标率(达到国颁优质稻谷标准3级以上)最高的是糙米率,其次是胶稠度,第三是整精米率,达标率较低的是垩白粒率和垩白度。长米粒型组合垩白粒率和垩白度优质达标率均为16.67%,中米粒型组合分别为0和14.29%,短米粒型组合分别为10.00%和0。垩白粒率和垩白度是中籼杂交稻组合稻米品质提升的主要障碍因子。品质性状相关分析结果:垩白粒率和垩白度与米粒长宽比呈极显著负相关,与直链淀粉含量呈极显著正相关;在长米粒型组合中,垩白粒率、垩白度与直链淀粉含量显著或极显著正相关;在中米粒型组合中,垩白粒率、垩白度与米粒长宽比显著或极显著负相关,与直链淀粉含量极显著正相关;在短米粒型组合中,垩白粒率和垩白度与其他主要品质性状相关性均不显著。建议在遗传改良中籼杂交稻垩白粒率和垩白度时可以从粒型着手,选择米粒粒型偏长、容重大、无裂纹、近圆柱形的材料和组合。     

北方粳稻南繁过程中品质变化规律

为研究北方粳稻在南繁北育过程中的品质变化规律,以辽宁省主栽品种辽粳9号、辽星1号、辽星21和杂交粳稻骨干亲本C62、C418为试验材料,分析了各品种在沈阳、海南三亚及海南乐东种植时稻米品质指标变化。结果表明,垩白粒率及垩白度产地间差异不显著,而糙米率、精米率、整精米率、碱消值、胶稠度、直链淀粉含量、蛋白质含量、粒长及长宽比等不同产地间达到显著或极显著水平。表明水稻在不同生态区种植,品质指标可表现出较大变异性,且品种间变化趋势不同。在水稻南繁北育过程中,品质性状中垩白粒率及垩白度可在不同生态区进行协同选择,而其他米质指标应以北方当地育种区域的性状为主进行考察筛选。     

中国杂交籼稻品质改良现状分析

了解中国杂交籼稻品种的品质改良现状,对准确把握未来杂交水稻育种方向具有重要意义。分析了2001—2018年通过国家品种审定的971个(次)南方稻区杂交籼稻品种的整精米率、垩白粒率、垩白度、胶稠度和直链淀粉含量等5项主要品质性状指标。结果表明,"十五""十一五""十二五"和2016—2018年4个不同时期杂交籼稻优质率分别为22.4%、39.2%、36.1%和50.1%,优质化提升明显。18a来垩白粒率和垩白度的优质率提升最明显,分别由"十五"期间的37.1%和38.5%提升到2016—2018年间的81.9%和72.1%,但垩白粒率和垩白度的国优1级优质率仍然很低,2016—2018年间两系杂交籼稻分别仅为17.7%和6.0%,三系杂交籼稻分别仅为14.8%和8.2%,外观品质仍是杂交籼稻品质提升的瓶颈。杂交籼稻的"软米化"改良趋势明显,直链淀粉含量由"十五"期间的21.76%降低到2016—2018年间的16.52%。穗粒结构与品质性状存在显著相关性,大穗对提高整精米率、降低垩白粒率和垩白度有利,降低千粒重有利于全面改善稻米品质,尤其是提高整精米率,降低垩白粒率和垩白度。     

东北三省水稻品质性状比较研究

以2002-2007年辽宁、吉林和黑龙江三省水稻区域试验参试材料为试材,统一取样测定主要品质指标,分析品质性状的省份间差异、变化及其相互关系。结果表明,东北三省水稻碾磨品质普遍较高,其中吉林省参试品种糙米率和精米率最高,辽宁省参试品种整精米率最高;对于垩白粒率和垩白度,辽宁省与吉林省相差不大,但都显著高于黑龙江省;长宽比吉林辽宁黑龙江;蛋白质含量辽宁吉林黑龙江,直链淀粉含量则相反,但辽宁与吉林之间差异没有达到显著水平;胶稠度辽宁黑龙江吉林。近年来黑龙江和吉林水稻整精米率、黑龙江糙米率有所降低。粒长、长宽比与糙米率、精米率呈极显著负相关,垩白粒率、垩白度与精米率、整精米率和长宽比呈极显著负相关。因此,在水稻育种和栽培中,辽宁和吉林应主攻降低垩白粒率和垩白度,黑龙江和吉林应注意防止整精米率降低,黑龙江还要注重提高糙米率。