华南优质稻花期耐热性鉴定研究

在人工气候室模拟水稻抽穗扬花期高温热害胁迫,以高温胁迫下的结实率和相对结实率为评价指标,对40个华南优质稻品种材料的耐热性进行评价。结果表明,品种材料间耐热性与产量潜力存在显著差异;N22、黄华占、HQ5、桂1025、广恢998、金香糯的耐热性强,粤晶丝苗2号、SH14、力源占2号、柳沙油占202、玉桂占的耐热性为中等,OM4900、882H、93-11等为高温敏感型品种。     

水稻开花期高温胁迫下的花粉育性QTL定位

 以耐热水稻品系996和热敏感品系4628为亲本构建的重组自交系为材料,采用水稻开花期高温胁迫下的花粉育性为指标,对水稻耐热性进行了QTL分析。采用复合区间作图法检测到2个花粉育性耐热性QTL,暂命名为qPF4和qPF6。qPF4位于第4染色体上的RM5687―RM471区间,LOD值为7.54,对高温胁迫下花粉育性的表型解释率为15.1%,来自耐热亲本996的等位基因使高温下花粉可育率提高7.15%。qPF6位于第6染色体上的RM190―RM225标记区间,LOD值为4.43,对高温胁迫下花粉育性的表型解释率为9.31%,能使高温下花粉可育率提高5.25%,加性效应亦来自耐热亲本996的等位基因。定位到的2个耐热QTL为进一步精细定位以及通过分子标记辅助选择培育耐热水稻新品种奠定了基础。     

水稻耐热性鉴定技术体系的研究

水稻抽穗扬花期遭受高温胁迫会严重限制其高产和稳产,选育优良的耐热品种是解决水稻热害最直接有效的方法。批量且有效地鉴定品种耐热性是耐热品种选育的重要环节,但目前水稻耐热性鉴定技术体系中界定温度的设置却不尽相同。结合历史气象数据,模拟田间高温,以高温结实率(HT_x)为指标,对耐热性鉴定体系中界定水稻品种耐热性差异的温度进行研究。结果表明,基于标准化温度区间设置8组试验,分别处理第1批材料,处理组最高温度为39.0℃时,各品种高温结实率差异最明显;在温室设定3组不同的温度,分别处理第2批材料,在第2组处理(39.0℃)中,各品种高温结实率差异最明显;综上,筛选出区分水稻品种耐热性的最高界定温度为39.0℃。     

杂交水稻耐热性评价

 以100个杂交水稻组合为材料,于50%穗开花日起,置于最高温38℃下处理3 d,以相对结实率作为耐高温性评价指标,研究杂交水稻花期高温胁迫对结实率的影响。结果表明,Y两优646、广占63 4S×R558、宜香5979、Y两优2号以及Y两优896为耐高温组合;Ⅱ优838、丰优199与荆楚优37为高温敏感性组合。对耐热性不同的组合的来源进行分析发现,大部分具有相同母本的组合表现出一致的耐热性,说明母本对杂交水稻的耐热性起主导作用。     

灌浆期高温对不同耐热性小麦籽粒淀粉积累的影响

为揭示小麦耐热机理,以3个耐热性不同的小麦品种(系)［44（耐热）、94（热敏感）和中国春（热敏感）］为材料,在开花后15 d至成熟进行胁迫（昼/夜温度37/17 ℃,14/10 h）,探究热胁迫对小麦灌浆时间、千粒重、籽粒淀粉含量、组成和淀粉颗粒的影响。结果表明,在高温胁迫处理后,耐热和热敏感小麦籽粒总淀粉含量均降低,直/支比分别下降和升高;与耐热品系44相比,2个热敏感小麦品种的A型淀粉颗粒粒径减小,中间型淀粉颗粒（8~14 μm）增多。这些结果说明,灌浆期高温胁迫抑制了小麦籽粒淀粉的积累,但不同耐热能力的品种（系）对高温胁迫的响应存在差异。     

玉米花期不同种质资源耐热性鉴定与分析

在大田自然环境下,调查花期常温对照与高温逆境下64份不同玉米种质资源的子粒产量、百粒重、结实率、结实粒数等产量性状。结果表明,高温胁迫导致玉米结实粒数减少,结实率降低,最终导致子粒产量下降,而且种质间的耐热性存在显著差异,且年份对耐热性也有显著影响。利用主成分分析和模糊隶属函数法对所有种质的耐热性进行综合评价,结果表明,子粒产量、结实粒数、结实率及百粒重可作为评价玉米自交系花期耐热性的主要指标。通过聚类分析筛选出5个耐热型自交系NL001、PHPR5、CR14、CLWN240和PF5411-1,可为培育耐热玉米新品种提供新的种质资源。     

花期干旱胁迫对籼稻近等基因系育性的影响

 以27份形态性状发生突变的标记基因材料杂交并多次回交所构建的近等基因系及其轮回亲本浙辐802（早籼稻）为材料,于水稻主穗见穗至此后15 d进行干旱胁迫,研究花期干旱胁迫条件下各品系的育性与农艺性状和耐旱性生理性状的关系。试验结果表明,花期干旱胁迫使株高受抑,上3叶绿叶面积减少,稻株干物质量和结实率显著下降,材料的耐旱性与结实性无关。根据干旱胁迫指数将该近等基因系分为钝感（结实率下降<30%）、耐旱(结实率下降幅度在31%～50%)、不耐旱（结实率下降幅度在51%～80%）及敏感（结实率下降幅度>80%）4类,轮回亲本浙辐802为干旱敏感材料。具有卷叶、披叶等传统的耐旱性状的近等基因系未能表现出较强的耐旱性,而具有黄绿色叶与金黄色的谷色的近等基因系则有较高的耐旱性。     

杂交水稻抽穗扬花期高温对结实率及相关生理特性的影响

用生产上大面积应用的7个杂交水稻组合及其恢复系为材料,以汕优63作对照,通过分期播种试验和人工气候室高温处理,研究了杂交水稻抽穗扬花期高温对结实率及相关生理特性的影响。结果表明,抽穗扬花期高于32℃的日均温能引起结实率明显下降,供试组合在高温下结实率的稳定性依次为:汕优63、Ⅱ优838、陆两优106>丝优63、金优725、汕优桂99>Ⅰ优198、两优培九;杂交水稻耐高温能力与其父本呈显著线性正相关;在37℃高温处理下,杂交水稻叶片中丙二醛(MDA)和可溶性糖含量显著增加,类胡萝卜素(Car)含量显著降低,耐热性较强的组合在高温胁迫下累积可溶性糖的能力较强,而MDA和Car含量的变幅相对较小,这3种指标可以作为水稻耐热性鉴定的生理指标。     

灌浆中后期高温对小麦黏度的影响及品种耐热性研究

为了提高小麦的产量和品质,筛选耐热种质资源,对来自山东、河北、河南和安徽省的12个冬小麦品种灌浆中后期至收获期于田间每天11:00-16:00以塑料薄膜覆盖方式进行高温胁迫,以不覆膜为对照(CK),研究了灌浆中后期高温对小麦的热感指数、几何平均产量、耐热指数以及小麦黏度等的影响。结果表明,灌浆中后期高温胁迫下籽粒千粒重、容重、产量及糊化黏度等被测指标均显著下降,矮抗58、衡4399、淮麦33、良星99和周麦22的热感指数均小于1,且耐热指数和几何平均产量相对较高,说明其较耐热;安农0711、济麦22、山农20、石麦19和石麦22的热感指数大于1或大部分大于1,且耐热指数较低,为热敏感型品种;郑麦7698和周麦18热感指数或大于1或小于1,几何平均产量和耐热指数相对较高,为中性品种。品种、环境及其交互作用对峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值等黏度指标均有极显著影响;高温胁迫对耐热性强的矮抗58、淮麦33、周麦22的峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值及稀懈值等指标影响较小,高温胁迫下的上述指标较CK降低幅度平均在18.0%～39.6%;对耐热性差的济麦22、山农20和石麦22的影响较大,高温胁迫下的上述指标较CK降低幅度平均在80.5%～94.1%。加强小麦耐热性鉴定,筛选耐热种质资源是提高小麦产量和品质以及应对高温胁迫的重要措施之一。     

磷水平对杂交水稻及其亲本根系酸性磷酸酶活性的影响

为了解优良亲本和杂交组合的磷营养遗传特性,以7份亲本及其4个组合为材料,采用水培试验研究了不同磷水平对水稻亲本及其杂交组合根系酸性磷酸酶(APase)活性的影响。在低磷条件下,磷低效型保持系材料Ⅱ-32B的APase活性较对照增加不显著,而磷高效型保持系材料D62B和D83B则通过显著提高根系APase活性增强了对磷胁迫环境的适应性。磷高效型恢复系材料R892和R527在分蘖期和孕穗期的APase活性均较对照显著提高,而磷低效型恢复系材料R549和R781除在分蘖期APase活性增加明显外,在孕穗期和灌浆期APase活性与对照差异不显著。不同亲本配制的杂交稻在低磷水平下,根系APase活性增加的幅度有所不同。磷低效型杂交组合Ⅱ优549分蘖期、孕穗期和灌浆期根系的APase活性在不同供磷水平下差异不显著;磷高效型杂交组合D83A/R527在低磷水平下3个时期APase活性均明显提高。由磷低效型保持系材料Ⅱ-32B与磷低效型恢复系材料R549配制的Ⅱ优549,根系APase活性受低磷胁迫增幅不大;磷高效型保持系材料D83B与磷高效型恢复系材料R527配制的D83A/R527,根系APase活性在低磷水平下上升显著;磷低效型保持系材料Ⅱ-32B与磷高效型恢复系材料R892配制的Ⅱ优892,以及磷高效型保持系材料D62B与磷低效型恢复系材料R781配制的D62A/R781,受低磷胁迫时根系APase活性上升幅度介于磷低效组合Ⅱ优549和磷高效组合D83A/R527之间。     

Thermal Resistance of Common Rice Maintainer and Restorer Lines to High Temperature During Flowering and Early Grain Filling Stages

Fifteen common rice maintainer lines and 26 high-yielding restorer lines were used to evaluate their thermal resistance and fertility during flowering and early grain filling stages.The rice plants were subjected to high temperature stress(39-43 ℃) for 1-15 d from main stem flowering.Based on the heat stress index,they were divided into thermal resistant lines,semi-thermal resistant lines,semi-thermal sensitive lines and thermal sensitive lines.Therefore,the maintainer lines K22B,Bobai B and V20B belonged to thermal resistant lines,whereas II-32B,Zhongzhe B and Zhong 9B belonged to thermal sensitive lines.For rice restorer lines,Minghui 63 had the highest thermal resistance,followed by R207,P32,P929,and the lowest thermal resistant lines P62-2-2,R8006 and P51.The correlation analysis indicated that the heat stress index was significantly correlated with seed-setting rate and abortive grain rate under heat stress,but not under natural conditions.This indicated that heat stress occurred during flowering and early grain filling stages mainly decreased the seedsetting rate and significantly increased the abortive grain rate in both rice maintainer and restorer lines.     

灌浆结实期不同时段温度对水稻结实与稻米品质的影响

利用人工气候箱在水稻灌浆结实期不同时段进行温度试验,研究温度对水稻结实与稻米品质的影响。结果表明,灌浆结实期40℃高温处理后籽粒结实率显著降低,粒重下降,外观品质和食味品质变差。不同水稻品种对灌浆结实期温度的响应表现不一致。在试验条件下,华粳1号开花受精的敏感温度为35℃,而特优559开花、灌浆结实的最适温度为30℃,该温度处理结实率、粒重较高,外观品质以及食味品质较优。此外,灌浆结实期不同时段的高温对水稻结实与稻米品质的影响也存在显著差异：结实率对高温最敏感的时期是开花后1~5 d,粒重对高温最敏感的时期是开花后11~20 d;而温度对稻米品质影响最大的时期主要在花后16~20 d,25 d后温度处理影响较小。因此,灌浆前期适宜的温度条件对水稻优质栽培意义重大。     

一种不育系解决机械化制种和不育系混杂的设想与实践

劳动力成本的不断提高,劳动者减轻劳动强度的愿望日趋强烈,迫切要求杂交水稻制种过程的机械化.在制种过程中水稻光温敏核不育系遇到低温、某些细胞质雄性不育系遇到异常高温均会产生自交结实,导致杂种F1代中不育系混杂,从而降低杂交种的纯度、影响大田产量.培育对一种除草剂具有抗性、同时对另外一种除草剂敏感的水稻不育系,即抗/感除草剂水稻不育系,可以一次性解决杂交水稻机械化制种和不育系混杂两个问题.苯达松是一种对水稻安全的除草剂,但苯达松敏感隐性突变体对苯达松敏感.草铵膦、草甘膦、咪唑乙烟酸等能杀死水稻,但对具有抗性基因的水稻安全.利用苯达松敏感核不育系185BS、926BS与抗草铵膦的水稻杂交,选育出了抗草铵膦/感苯达松的水稻光温敏核不育系09F316BS、09F317BS、09F319BS和09F320BS.利用苯达松敏感核不育系185BS为受体进行遗传转化,获得了抗草铵膦和草甘膦/感苯达松的水稻光温敏核不育系EB185BS.由于这些不育系具有抗除草剂的特点,而恢复系不具备,制种时不育系与恢复系可以混播,待授粉完成后喷施除草剂杀死恢复系,成熟后机械化收割不育系上所结杂交种子,而不需要提前人工割刈恢复系;而且恢复系在不育系中均匀分布也可以提高异交率.如果在制种过程中遇到异常低气温,造成不育系少量自交结实而混杂在杂种F1代中,可以通过在杂种F1代秧田喷施苯达松杀死混杂的苯达松敏感不育系,杂交种由于野生基因的显性作用而不受伤害,从而可以保证大田F1代的纯度;此外,秧苗期喷施除草剂可以代替田间种植鉴定杂交种纯度,减少了种植鉴定中的土地占用和人工费用.本设想也可以运用到其它作物,通过培育一种抗/感除草剂的不育系来一次性解决机械化制种和清除不育系混杂的问题.     

超级杂交稻国稻6号对开花结实期高温热害的反应

以超级杂交稻国稻6号（内2优6号）为材料,于2005-2006年在杭州分期播种,通过不同齐穗期条件下的产量及产量构成因子变异研究,分析开花结实期自然高温对灌浆结实的影响,同时在温室条件下设置可控极值高温（40～42℃）测定热害指数。国稻6号对开花结实期自然高温或设计极值高温的反应明显较对照协优46钝感,两者在小穗育性和热害指数上的差异达显著水平（P<0.05）。试验结果还表明国稻6号随花期日平均温度升高小穗不育率增加,尤其与日最高温度的关系更为密切,两者的相关系数分别为0.8604和0.9850（P<0.05）,表明日最高温度对小穗育性伤害更烈。而灌浆结实期日最高温度对国稻6号结实率的影响不如日平均温度,相关系数分别为0.7352和0.9317（P<0.05）。     

抗稻瘟病转基因水稻竹转68的选育

应用基因枪法将抗病基因“水稻碱性几丁质酶（RC24）基因”转入籼稻保持系籼B，选育出了具抗稻瘟病特性的转基因水稻品系竹转68。该品系还表现出穗大粒多的高产特性，平均每穗总数粒比竹籼B增加103．6粒，每穗实粒数增加84．4粒，增长率分别达83．8％和86．6％；与竹籼B相比，对稻瘟病的抗性显著增强；稻米品质好；且竹籼A具有恢复能力，而失去了竹籼B的保持特性。     

玉米PEPC 基因在籼型水稻保持系不同遗传背景下的效应及转PEPC基因后代的耐光氧化特性

 分别以转PEPC Kitaake和Kitaake作父本,以4份不同来源的保持系珍汕97B、K17B、Ⅱ 32B和G2480B为母本构建F1,考查PEPC 的表达及其对光合性状和农艺性状的影响。导入PEPC 后,水稻净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和PEPC酶活性均表现为增加,最突出的是其PEPC酶活性均成倍增加。蒸腾速率方面,只有K17B/PEPC 表现为下降。珍汕97B的净光合速率、气孔导度和PEPC酶活性一般配合力相对效应值均最大。在农艺性状上,G2480B/PEPC 的有效穗数、结实率和单株产量均大幅度提高,分别增加了31.46%、1.39倍和1.83倍,千粒重也增加了7.84%。珍汕97B/PEPC 由于穗变短,即使结实率和千粒重大幅度增加,减产仍达9.84%。G2480B的穗长、每穗粒数、结实率和单株产量一般配合力相对效应值均最大,而珍汕97B最小。在耐光氧化方面,转PEPC 基因Kitaake明显优于Kitaake。说明PEPC 单个基因对改善籼型三系保持系的光合性能和增加产量有较重要的作用。在供试的4份保持系中选用保持系宜考虑G2480B,PEPC 在此遗传背景下的表达丰度较高,提高结实率和单株产量等农艺性状的正效应最好。     

内源IAA对杂交稻强、弱势粒灌浆增重的影响

以超级杂交稻协优9308和杂交稻协优9312、Ⅱ优162及其相应恢复系为材料,对灌浆初期籽粒中内源IAA、糖分的变化,以及IAA抑制剂对IAA以及3H 标记葡萄糖吸收分配和籽粒灌浆的影响进行了研究。结果表明在籽粒灌浆初期强势粒的IAA含量以及增重的速度始终高于弱势粒。在开花受精7 d以前,强势粒中果糖、葡萄糖及蔗糖的含量高于弱势粒,之后相反。强、弱势粒间存在的这种灌浆势差异,杂交组合大于其相应的恢复系。IAA合成及运输抑制剂明显降低3H 葡萄糖在籽粒中的分配。外源IAA对幼穗的处理,缩小了强、弱势粒间结实率的差异,使整穗的结实率也有所提高。     

水稻新广亲和恢复系成恢448的选育及利用

 将美国水稻Lemont与中国籼型恢复系871028杂交,采用常规育种方法和花药培养技术,育成广亲和新恢复系成恢448。该恢复与籼稻和粳稻测验种杂交,F1代结实率分别为85.89%和69.04%;与5种不同细胞质来源的不育系测交,F1代结实率平均为83.39%;已测交筛选出一批强优势组合,其中,汕优448和Ⅱ优448于1997年通过四川省区试,2年平均产量分别比对照增产9.07％和14.51%。讨论了利用美国稻种资源开展超高产杂交水稻育种应注意的技术问题。     

籼型恢复系绵恢2040的选育与应用

绵恢2040系西南科技大学水稻研究所用万恢228与多系I号杂交选育而成的具有粳稻亲缘的籼型恢复系，农艺、遗传性状稳定，具有恢复力和配合力强，较抗稻瘟病、品质较好、制种花粉量大、易获高产等特点；播抽期较明恢63短5d左右，温光反应特性与明恢63相似。所配组合B优840和C优2040已通过四川省农作物品种审定委员会审定。     

两系杂交稻两优培九产量构成及其生态关联

为探明两系杂交稻两优培九在不同生态条件下的产量水平及其构成,揭示引发产量变异的主要构成因素及其与生态因子的关联性,应用2006和2007年中国南方稻区8个气候生态试验点的生育进程、茎蘖消长、籽粒灌浆、产量及其构成与同期气象数据,建立了产量与其构成因素、各构成因素与温光因子的统计关系。两优培九稻谷产量变幅为5~18 t/hm2。以每平方米总粒数引发产量变异的贡献率最高(60.5%),其次为结实率(32.9%)。扩增总粒数主要依赖每平方米穗数与每穗粒数的平衡增加。华南双季早稻生育中期的梅雨寡照对于每穗粒数、开花期持续高温对于结实率、长江中下游麦(油)茬稻生育前期高温对于穗数、乳熟期日照骤减对于结实率都有负面影响。云南河谷地区稻作期的适温、长日、强辐射,促成每平方米425穗、7.2万粒、结实率90%的产量结构,产量高达18.2 t/hm2。结实率累积动态呈左偏不对称的S形曲线。谷粒干物质积累呈Logistic曲线,拐点在花后8~14 d。穗数与本田营养生长期、每穗粒数与生育中期日照时数、结实率与后期日照时数都呈极显著正相关。开花期持续高温、乳熟期障碍型冷害和台风等气象灾害制约结实率的提高。每平方米总粒数是影响两优培九产量的主要因素,发挥其大穗优势、在有效分蘖临界期形成目标穗数的茎蘖数、构建足穗大穗群体,是进一步提高其产量的主攻方向。