稻米外观和碾磨品质QTL定位及其与土壤水分环境互作分析

本文利用旱稻品种IRAT109和水稻品种越富的花培DH群体的116个株系为作图群体，采用混合线性模型QTL定位方法，在水、旱2个土壤水分环境下对粒长(GL)、粒宽(GB)、长宽比(LWR)和垩白率(C)4项外观品质性状和糙米率(BR)、精米率(MR)、整精米率(HR)3项碾磨品质性状进行QTL定位及QTL与环境互作分析。在水、旱2种条件下对DH群体差异显著性分析结果表明，糙米率、精米率和长宽比差异不显著,而整精米率、粒长、粒宽、垩白率差异极显著。外观品质性状在水、旱栽培条件下变化较大，即在旱种环境下稻米粒形变小（粒长、粒宽减小）、变细（长宽比增大）垩白率大幅度下降。碾磨品质性状在双亲间均有差异，其中整精米率差异较大；且在两种土壤水分环境条件下均有变化，即在旱栽条件下两亲本的糙米率和精米率均降低，IRAT109分别减少了5.8%和5.5%，越富分别减少了11.7%和11.5%。共检测到11个加性效应QTL与稻米外观和碾磨品质性状7项指标有关，分别位于第1、3、5、6、7、10、11染色体上，单个QTL对性状的贡献率在3.15～21.42%之间，位于第1、7 染色体上2个控制整精米率的QTL存在显著环境互作，单个QTL与环境互作效应的贡献率分别为9.59%和13.58%。在第1染色体RM295标记附近同时检测到5个QTL，Qgc1a 、Qgc1b 、Qlwr1、QMr1b和QHr1，分别控制粒长、长宽比、精米率和整精米率，且该QTLs簇在2个环境下能稳定地被检测到。同时，还检测到10对上位性QTLs，所有上位性QTL都发生在不同染色体之间，其中，控制整精米率的4对QTL与土壤水分环境显著互作，其环境互作贡献率分别为14.29%、12.28%、10.56%和13.47%。控制粒长、粒宽、长宽比的6个加性QTL（Qgc1a、Qgc1b、Qgc5、Qgw6、Qlwr1、Qlwr10）与环境之间互作较小，在品质育种中可利用分子标记对其进行辅助选择，提高育种效率；而对于基因型×环境互作效应大的整精米率、垩白率应在特定环境(如土壤缺水条件)下进行选择，在特定水分胁迫条件选择目标亲本，并将抗旱基因导入该亲本方可选到品质较优的抗旱品种。     

不同生境下水稻稻米品质因子分析

运用因子分析法对不同生境下62个水稻品种中13个稻米品质性状研究结果表明,以前5个主因子对变异的累计贡献率>89％统计,垩白(垩白粒率和垩白度)、加工品质(糙米率、精米率、整精米率和碎米率)、粒形(糙米宽厚比、糙米长宽比)是影响早季稻米品质主要因素;糙米宽、整精米率、精米率、糙米长和直链淀粉含量是影响晚季稻米品质的主要因素。主因子之间早季垩白与碎米率、糙米宽厚比和糙米长宽比、碎米率与糙米宽厚比表现正向相关,晚季糙米宽与精米率和直链淀粉含量、精米率与糙米长和直链淀粉含量、糙米长与直链淀粉含量表现正向相关。主因子之间早季垩白与糙米率、精米率和整精米率,糙米率、精米率、整精米率与碎米率、糙米宽厚比和糙米长宽比,碎米率与糙米长宽比,糙米宽厚比与糙米长宽比表现负相关,晚季糙米宽与整精米率、精米率、糙米长和直链淀粉含量,整精米率与糙米长,精米率与直链淀粉含量表现负相关。     

早籼杂交稻稻米加工品质与外观品质的相关分析和改良途径

对16个早籼杂交组合稻米的加工品质和外观品质8项指标分析表明，现有早籼杂交稻无一组合的加工品质和外观品质全部指标能达到部颁食用优质米1级或2级标准，主要差距是精米率低、垩白米率高和垩白面积大；整精米率、垩白米率和垩白面积组合间差异较大。通过相关分析看出：糙米率与精米率、整精米率；整精米率与精米率呈极显著正相关，粒长与粒型呈极显著正相关，与垩白面积呈显著正相关；粒宽与粒型呈极显著负相关，与垩白米率呈显著正相关。在优质早籼稻选育中应把降低垩白面积和垩白米率作为主攻目标，对亲本改良首先改良不育系的垩白。     

抽穗前水分供应对寒地水稻品质的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12号为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了抽穗前水分供应对寒地水稻品质的影响。研究结果表明,抽穗前进行-8～-10 kPa的间歇控水处理,有利于提高垦鉴稻5号的整精米率,不利于提高垦稻12号的整精米率;两品种的长/宽值呈减小趋势;两品种优势粒的垩白率和垩白度均有增加,两品种中势粒的垩白率和垩白度表现为减小,这有利于两品种直链淀粉含量的降低;两品种各粒位的蛋白质含量增加;二者优势粒的米饭食味评分值提高,中势粒的米饭食味评分值降低。结实前进行-18～-20 kPa和-28～-30 kPa的持续控水处理,有利于提高垦鉴稻5号的整精米率,不利于提高垦稻12号的整精米率;两种处理减小了两品种各粒位糙米的长和宽;减少了两品种的垩白率和垩白度;有利于两品种直链淀粉含量的降低;两种处理增加了两品种各粒位的蛋白质含量;两种处理降低了两个品种的米饭食味评分值。     

水稻籼爪交和粳爪交杂种优势的研究:Ⅳ.籼爪交杂种品质性状的杂种优势分析

长沙生态条件下籼爪交杂交稻在整精米率、精米长宽比、垩白粒率、垩白面积率、碱消值和直链淀粉含量方面表现为正向超亲优势；在精米长宽比、碱消值和直链淀粉含量方面表现为正向对照优势。三亚生态条件下籼爪交杂交稻在糙米率、总精米率、情米长宽比和胶稠度方面表现出正向对照优势，三亚籼爪交杂交稻的糙米率、总精米率、整精米率、精米长宽比和胶稠度对照优势极显著高于长沙相应性状的对照优势；三亚的垩白粒率对照优势显著高于长沙的垩白粒率对照优势；三亚的碱消值和直链淀粉含量对照优势显著低于长沙相应性状的对照优势。     

利用旱稻导入系定位水、旱田外观品质的QTL及土壤水分效应分析

以271份具有优质水稻(Oryza sativa L.)越富遗传背景及旱稻IRAT109导入片段的导入系群体为材料,在北京、海南两地水、旱田环境下调查精米粒长、粒宽、粒厚、长宽比和垩白率5个性状,研究旱田栽培对外观品质的影响,进行QTL定位及QTL与水分环境的互作分析.结果表明,粒长、粒宽、长宽比和垩白率易受土壤水分的影响,粒厚比较稳定.水分胁迫使稻米粒长、粒宽变小,长宽比增大,垩白率减少.利用QTLNetwork软件,5个性状共检测到30个加性QTL和4对上位性QTL.6个加性QTL(qGL7、qGT2、qGT4、qLWR2、qC2和qC8)和2对上位QTL(qGL3-qGL7和qGL7-qGL10)的贡献率大于10%.21个QTL与前人研究结果相一致.外观品质性状QTL在染色体上多呈成簇分布,第2染色体RM492～RM1211、第3染色体RM6832～RM3166和第6染色体RM587-RM1163区段是外观品质QTL相对集中分布区域.41%的QTL存在水分环境互作.根据不同性状对干旱胁迫的反应特点,选择水、旱田贡献率大且稳定的QTL,或具有旱田特异性的QTL,进行标记辅助聚合育种是培育抗旱、优质稻的一个有效途径.     

结实期水分供应对寒地水稻品质的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12号为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了结实期水分供应对寒地水稻品质的影响。结果表明,结实期进行-8～-10kPa的间歇控水处理,有利于垦鉴稻5号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,不利于垦稻12号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,使2品种各粒位直链淀粉含量、脂肪含量和蛋白质含量增加,米饭食味评分值降低。结实前进行-18～-20kPa和-28～-30kPa的持续控水处理,有利于垦鉴稻5号整精米率的提高,不利于垦稻12号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,使2品种各粒位的长/宽,各粒位的蛋白质含量增加,米饭食味评分值降低。     

水稻籼爪交和粳爪交杂种优势的研究:Ⅲ.籼爪交杂种品质性状的表现

研究了长沙和三亚生态条件下籼爪交和对照杂交稻品质性状的表现。籼爪交杂交稻在长沙的整精米率极显著低于对照。垩白粒率显著低于对照，精米长、精米长宽比均显著大于对照；而在三亚的精米长、精米长宽比极显著大于对照。籼爪交杂交稻在三亚垩白面积率比长沙极显著变小、蛋白质含量显著升高。对照组合在三亚表现为整精米率、垩白面积率和胶稠度显著降低。     

重庆市部分新育成杂交水稻组合品质分析

对重庆市2005年水稻区域试验64个新组合的主要品质指标及产量性状分析结果表明,我市杂交水稻组合的稻米品质有了较大的提高,垩白粒率和垩白度两项主要品质均已有组合达国颁优质稻米一级标准,54.69%～73.44%的组合胶稠度达国颁优质稻米一、二级标准,但整精米率偏低、垩白粒率较高影响了稻米整体品质的提升.垩白粒率、垩白度与直链淀粉呈极显著的正相关、与粒形呈极显著的负相关,整精米率与垩白度呈显著的负相关;产量与品质性状的整精率、直链淀粉呈显著的正相关.适当增加有效穗、降低穗粒数和穗重,培育穗粒兼顾的组合可协调品质与产量的关系.     

早籼突变体稻米品质变化的研究

本试验分析测定了 1 1个优质早籼品种 (系 )及从其中诱变获得的 1 9个突变体的稻米品质。结果表明 ,与原亲本相比 ,辐射诱发突变体的精米率、整精米率、垩白米率、垩白度、直链淀粉含量、碱消值、胶稠度和蛋白质含量等品质指标以及淀粉粘滞性谱 (RVA谱 )发生了明显或比较明显的变化 ;大多数突变体同时在一个或多个主要品质性质上产生了正向和负向变异 ,少数突变体基本保持了原亲本的稻米品质 ,个别的甚至在此基础上还有若干品质性状得到显著改进。     

利用双向导入系和重组自交系解析水稻加工品质的遗传基础

水稻加工品质直接影响水稻的商品价值。为解析水稻加工品质的遗传基础,以粳稻秀水09和籼稻IR2061构建的2套双向导入系和1套重组自交系为材料,在温州和三亚环境下考察了稻米加工品质,并进行了加工品质性状的数量性状位点(QTL)定位。本研究构建了一张包含145个简单重复序列(SSR)分子标记的遗传连锁图,该连锁图总长1 567.8 cM,秀水09和IR2061背景导入系的平均背景回复率分别为90.15%和85.82%。双亲的糙米率和精米率无显著差异,秀水09整精米率显著高于IR2061。3套群体的加工品质均表现为连续分布,且糙米率、精米率和整精米率3个性状间彼此均呈显著正相关。在两个环境下共定位到影响糙米率、精米率和整精米率的29个主效QTL和20对上位性QTL,其中6个QTL在其中的两套群体中被重复定位到,2个QTL在两个环境下稳定表达,10个QTL与环境互作,说明遗传背景和环境显著影响加工品质QTL的表达。此外,在第7号染色体RM432~RM11区间、第8号染色体RM80~RM458区间和第9号染色体RM257~RM278区间均同时定位到影响糙米率、精米率和整精米率的QTL,秀水09等位基因在这些QTL处均提高加工品质。研究结果可为分子改良水稻加工品质提供重要基因资源的参考依据。     

五个小麦优异突变体八个农艺性状的杂种优势和配合力分析

本试验选用５个性状各有特色的小麦优异突变体进行双列杂交（无反交）。利用１０个组合Ｆ１和５个亲本材料研究了８个农艺性状的杂种优势和配合力。Ｆ１显性程度表明：除抽穗期以负向优势为主外，其余７个性状均以正向优势占主导。亲本本身表现与一般配合力效应大小呈显相关，但一般配合力效应大小与杂种优势的表现并不完全一致。作为种质资源，矮秆突变体８９０３７６对降低后代株高最有利，大粒突变体核生二号最有利于提高后代的     

杂交水稻部分品质性状的配合力研究

为了解决杂交水稻主要品质性状的选育问题，运用25个早籼稻组合按北卡罗莱纳Ⅱ(NCⅡ)设计进行了配合力的研究，结果表明：精米长、精米宽、精米形状、胶稠度、糊化温度、直链淀粉含量、蛋白质含量等7个性状受不育系的一般配合力效应和组合特殊配合力效应的影响达显著或极显著水平，受恢复系一般配合力效应的影响未达显著水平，其广义遗传力和狭义遗传力都较高，因此在育种中要特别注意不育系本身的特点。垩白级别、糊化温度的狭义遗传力较小并受特殊配合力影响较大，在世代传递中的稳定性是较差的，因而在育种时要特别考虑双亲的表现值。     

γ射线诱发水稻粒色突变体的研究

以350Gyγ射线辐照粳型恢复系K1722干种子,经加代筛选后,获得了粒色分别为红黑色和红褐色的2份有色突变体RK1722-1、RK1722-2。与原亲本相比,2份突变体的生长势有减弱趋势,但未达显著水平;突变体与不育系宁67A配组所得杂种F1的主要农艺性状与对照组合相仿,且所结籽粒均为有色米;简单遗传分析表明,2份粒色突变体均为单基因突变。本文还就利用诱变技术创造粒色突变体和开展有色杂交稻利用等问题进行了探讨。     

广西早籼品种(组合)的稻米品质状况及改良目标

广西多数早籼品种(组合)的糙米率、精米率、粒长、粒形、糊化温度、胶稠度、蛋白质含量等指标。达到了农业部(NY122-86)二级优质食用稻米标准。但完整米率的达标率偏低,胚乳的垩白程度偏大,垩白粒率偏高,直链淀粉含量偏高,米粒的蒸煮延长性差。今后,早籼稻的品质育种应把提高完整米率,降低直链淀粉含量和提高胚乳的透明度作为品质改良的主攻目标。     

辐射诱变选育特优63糯的研究

用60 Coγ射线 35 0Gy分别照射杂交稻保持系 (B系 )和恢复系 (R系 )干种子 ,M2 获得相应的糯性基因wx突变体 ,并育成糯不育系wxA和糯恢复系wxR ,组配出杂交糯稻新组合。特优 63糯与特优 63具有相似的生育期、农艺性状、产量水平和抗性。