籼型杂交稻稻米碾磨品质与外观品质的配合力及遗传力研究

选择米质不同的 7个不育系和 7个恢复系 ,采用NCⅡ交配设计分析碾磨品质与外观品质性状的配合力。结果表明①所有性状的一般配合力和特殊配合力均达到了显著或极显著水平。在糙米粒长、粒宽、长宽比 ;整精米粒长、粒宽、长宽比、垩白度等性状上基因加性效应占主导地位 ;在糙米率、精米率、整精米率、垩白率、垩白大小等性状上则以基因的非加性效应为主。②通过对母本、父本及其互作对F1贡献率分析 ,父本基因型方差在糙米率、精米率、糙米粒长、整精米粒长、垩白大小等性状上比母本对一般配合力方差所作贡献大。母本在整精米率、糙米粒宽、糙米长宽比、整精米粒宽、整精米长宽比、垩白率、垩白度这些性状上比父本所作贡献相对要大。③亲本一般配合力与特殊配合力在各性状上均是相互独立的 ;一般配合力与亲本自身的表现型值则有一定程度的相关 ,说明在育种中必须注意亲本自身性状的改良。④狭义遗传力以糙米粒长、糙米粒宽、糙米长宽比、整精米粒长、整精米粒宽、整精米长宽比较高 ,这些性状可作为早代选择的间接指标。     

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.     

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。     

水、旱条件下稻米品质相关性状的QTL定位及其与环境互作分析

为探究干旱胁迫环境条件下水稻(Oryza sativa)碾米品质和外观品质相关性状的变化规律,挖掘干旱条件下稳定存在的控制稻米品质性状的QTL,同时分析QTL与环境的互作效应,本研究以陆稻小白粳子和水稻空育131杂交构建的207个重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及2个亲本为实验材料,在干旱胁迫和正常灌溉2个环境条件下进行重复实验,对糙米率(brown rice rate,BRR)、精米率(milled rice rate,MRR)、整精米率(head rice rate,HMRR)及垩白粒率(chalky rice rate,CG)4个品质性状进行QTL定位.结果表明,在2个环境下BRR、MRR、HMRR三者之间均呈极显著正相关,MRR、HMRR与CG分别呈显著和极显著负相关.各性状在2个环境下均呈现出连续分布,表现为数量性状的遗传特点.4个性状两年共检测到24个加性QTL和9对上位性互作QTL,分布于除第10和第12染色体的其余10条染色体上.在所有检测结果当中,5个加性QTL(qBRR1a,qMRR11a,qHMRR6a,qCG6a和qCG6c)均在2年干旱胁迫环境下同时检测到,3个加性QTL和4对上位性互作QTL检测到显著的环境互作效应,但各性状均以加性遗传效应为主,受水分环境影响较小.对干旱胁迫具有特异性QTL的挖掘和发现,在一定程度上为干旱胁迫下稻米品质的遗传改良提供了基础资料.     

普通野生稻稻米加工品质和外观品质性状QTL定位

本研究利用一套以籼稻品种“特青”为遗传背景的云南元江普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）渗入系为材料，采用单标记回归分析和渗入片段叠代法，对出糙率、整精米率、垩白粒率、垩白度、长宽比等5个品质性状的QTL进行了分析，初步定位了16个QTL，有10个QTL来自野生稻的等位基因能改良群体的品质性状。在第5染色体RM289附近检测到了同时影响长宽比、垩白粒率QTL，来自野生稻的等位基因能增加长宽比、降低垩白粒率，贡献率也较高。在第8染色体RM152附近检测到降低垩白粒率和垩白度的QTL，其贡献率分别为14％和9%。本研究结果不仅为品质性状分子标记辅助选择提供参考，而且充分显示了利用野生稻的优异基因改良栽培稻品质性状的巨大潜力。     

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。     

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。     

大气CO2浓度增高对不同水稻品种稻米品质的影响

大气CO_2浓度升高导致全球变暖,同时亦对作物生长发育产生深刻影响。作为光合作用的底物,大气CO_2的浓度升高增加水稻产量,但对稻米品质的影响及其品种间差异的研究相对较少且存在分歧。本研究利用稻田FACE (free air CO_2 enrichment)技术平台,以8个水稻品种为材料,设背景CO_2浓度(Ambient)和高CO_2浓度(增200μmol·mol~(-1), FACE)两个水平,研究大气CO_2浓度升高对稻米加工品质、外观品质、食味品质以及部分营养品质的影响及其种间差异。本研究所有测定的品质性状供试品种间均存在显著或极显著差异。与Ambient相比,FACE处理下水稻糙米率、精米率和整精米率略降,但单位面积糙米、精米和整精米产量平均分别极显著增加23.7%、23.5%和20.9%。FACE处理对整精米长度、宽度和长宽比影响较小,但使整精米垩白率和垩白度平均分别增加18.6%和31.8%,均达极显著水平。FACE处理使所有品种稻米直链淀粉含量和胶稠度平均分别下降6.5%和3.1%,但均未达显著水平。从淀粉RVA谱看,FACE处理使所有品种峰值黏度、崩解值平均增加1.3%、6.9%,使热浆黏度、冷胶黏度、消减值分别下降2.2%、5.1%和65.6%,其中消减值达显著水平。FACE处理使所有品种整精米植酸含量平均增加5.3%,而蛋白质含量平均减少9.9%,均达显著水平。不同品种稻米品质性状对高CO_2浓度的响应方向和程度存在一定差异,其中FACE处理与品种对整精米长度、垩白率、垩白度、峰值黏度、热浆黏度和最终黏度存在显著的互作效应。以上数据表明,大气CO_2浓度升高使水稻产量大幅增加,稻米加工、外观和营养品质呈变劣趋势,但适口性可能变优,稻米品质对大气CO_2浓度增高的响应存在不同程度的品种差异。     

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。     

水稻千粒重和垩白粒率相关性分析及其QTL定位

千粒重和垩白粒率是水稻重要的产量和品质性状。本研究以粳稻Sasanishiki为受体、籼稻品种Habataki为供体构建的染色体片段渗入系群体(Introgression Lines,ILs)为材料,在两个不同的环境下进行了千粒重和垩白粒率相关性分析和QTL定位。相关分析表明,在两个不同的环境下,群体千粒重和垩白粒率之间相关性不显著。两个环境共检测到9个稻谷千粒重QTL、5个糙米千粒重QTL和6个垩白粒率QTL,分布在水稻的10条染色体上。在两个不同的环境下重复检测到其中的5个QTL,即影响稻谷千粒重的qPTGW3、qPTGW8.2和qPTGW11.1及控制垩白粒率qPGWC1.1和qPGWC1.2。其所对应染色体片段渗入系的相应性状与背景亲本Sasanishiki的表现型差异在连续两个环境中均达到显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平。这些材料为优良粒重和垩白粒率QTL的克隆及水稻产量和外观品质的标记辅助选择(MAS)育种利用提供了基础。     

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。     

氮镁耦合对寒地早粳龙粳20商品品质影响

以龙粳20为供试材料,经2009年与2010年2年试验,研究了氮镁耦合对寒地早粳稻品质的影响.结果表明,氮或镁肥单独施用时,籽粒直链淀粉含量随氮肥增加而降低,增施氮肥使垩白率、粗蛋白含量提高,施氮量与整精米率呈二次曲线,镁肥单独施用能够提高籽粒粗蛋白含量,施镁量与垩白率及整精米率呈二次曲线;氮镁耦合后,镁处理对籽粒垩白率、整精米率的影响均达到极显著水平;籽粒粗蛋白含量与垩白率呈正相关、与整精米率呈负相关;直链淀粉含量与粗蛋白含量呈负相关.2年试验表明,在不同氮水平处理下,以施镁225.0～337.5kg·hm-2范围内籽粒的垩白率、整精米率及粗蛋白含量较理想.     

水稻外观品质与产量构成因素的QTL解析

本研究以224份F6世代的Z601/C14重组自交系(recombinant inbred lines,简称RILs群体)为试材,分析了水稻外观品质及产量构成因素的相关性,并对相关性状的数量性状位点(QTL)进行了分析。分析表明,垩白粒率与垩白度呈极显著正相关,带胚率与垩白度呈极显著负相关;对产量影响较大的因素分别是有效穗数和穗粒数。检测到控制外观品质性状的QTL25个,控制整精米粒长的3个、整精米粒宽8个、垩白粒率3个、垩白度1个、透明度5个、带胚率5个,分布于第3、5、6、7、8、11和12号染色体上;检测到控制产量构成因素的QTL6个,控制有效穗数1个、每穗粒数1个、结实率4个,分布于第3、6、7、8和12号染色体上。为水稻品质和产量育种低世代筛选提供了一定的理论基础。     

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.     

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。     

麦秸还田和结实期灌溉方式对超级稻籽粒结实和米质的影响

以大穗型超级杂交粳稻‘甬优8号’为材料,设置麦秸还田(麦秸全量还田与麦秸不还田)和结实期灌溉方式(浅水层灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉)两因素试验,研究其对大穗型超级稻籽粒结实和主要米质性状的影响。结果表明:结实期灌溉方式对籽粒结实性状有显著影响。在麦秸还田与麦秸不还田下,与浅水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉显著提高了‘甬优8号’的千粒重、结实率、充实度,而重干湿交替灌溉则相反;麦秸还田处理下籽粒结实性状均优于秸秆不还田处理,麦秸还田与结实期轻干湿交替灌溉互作可以改善超级稻‘甬优8号’的结实性状;与麦秸不还田相比,麦秸还田提高了籽粒的整精米率、粗蛋白含量和消减值,降低了垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和崩解值;与浅水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉降低了直链淀粉含量、粗蛋白含量和消减值,提高了整精米率、垩白率、垩白度、胶稠度和崩解值,但重干湿交替灌溉则使米质明显变差;两处理对弱势粒的主要稻米品质的调控作用大于强势粒。在麦秸还田下,结实期轻干湿交替灌溉可以较好地协调‘甬优8号’结实性状和稻米品质间的关系。     

谷子产量性状与碾磨品质性状的相关分析

为研究谷子品种产量性状和碾磨品质性状的相关性,以150份谷子品种为材料,采用相关分析、通经分析及多元回归分析等方法,探讨7个产量性状（穗长、穗粗、码数、码粒数、单穗重、穗粒重和千粒重）和3个碾磨品质性状（脱壳率、出米率和整精米率）之间的关系,明确影响谷子整精米率的主要因子。结果表明,山西谷子品种产量性状和碾磨性状的变异系数为3.74%～38.57%,单穗重变异系数最大,脱壳率变异系数最小。整精米率与脱壳率（r=0.780）、出米率（r=0.796）及穗粗（r=0.218）呈极显著正相关,与穗长（r=-0.296）和单穗重（r=-0.283）呈极显著负相关,与穗粒重（r=-0.176）和码粒数（r=-0.163）呈显著负相关。逐步回归分析结果表明,穗长、穗粗、单穗重、穗粒重、脱壳率和出米率是决定整精米率的主要因子。通径分析结果表明,穗粗、出米率和脱壳率对整精米率产生了直接正向效应,穗长和单穗重对整精米率产生了直接负向效应,穗粒重主要通过单穗重对整精米率产生较大的负向效应。主成分分析结果表明,10个性状可归为5个主成分,累积贡献率达87.897%;其中,第1、第2主成分的贡献率较高（32....     

非洲栽培稻基因渗入系粒形和剑叶形态性状的QTL定位

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)杂交衍生的包含188个株系的F₂和F_2:3群体为材料,对粒形性状包括粒长、粒宽、籽粒长宽比、千粒重,剑叶形态性状包括剑叶长、剑叶宽进行数量性状点位(QTL)检测。结果共检测到16个QTL,包括2个粒长QTL、3个粒宽QTL、2个籽粒长宽比QTL、2个千粒重QTL、1个剑叶长QTL、6个剑叶宽QTL,分布于第1、第6、第7、第10和第11号染色体上,贡献率为2.25%~25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL qGW7-1、qFLL10、qFLW10、qTGW7在F₂和F_2:3群体中被重复检测到,其中在第7号染色体RM3859-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高达17.10%,是一个来源于非洲栽培稻的新粒形QTL。本研究为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。     

川南冬水田杂交中稻品种与气候互作对稻米品质的影响

为了改善大面积生产的水稻稻米品质,2015年和2016年以杂交中稻优质稻品种‘旌优127’、高产品种‘Ⅱ优602’为材料,通过分期播种并设置高氮低密与低氮高密两种栽培方式,研究了杂交中稻品种、气候及栽培方式互作对稻米品质的影响。结果表明,随着播种期推迟,整精米率、长宽比呈升高趋势,垩白度、胶稠度呈下降趋势,垩白粒率则呈"V"字型变化;高氮低密与低氮高密两个栽培方式间稻米品质差异不显著,栽培方式与年度、品种、播种期对稻米品质的互作效应均不显著;整精米率、垩白度、垩白粒率、长宽比同时受年度、播种期和品种的互作效应显著,胶稠度在年度和品种间互作效应显著,直链淀粉含量在播种期和品种间互作效应显著。对稻米品质影响程度的降序排列是品种、气候、栽培方式。有利于提高稻米品质的气象条件为:播种—移栽相对湿度小、日平均气温高,移栽—拔节期日平均气温低、日照时数少,拔节—齐穗期日最高气温低、日最低气温高、日均相对湿度低,齐穗—成熟期日照时数少。水稻抽穗前的气象因子通过改变穗粒结构而间接影响米质,抽穗后温度升高引起籽粒灌浆速度加快致稻米品质下降。