杂交水稻育种成就与展望——广东省农业科学院杂交水稻研究50年回顾

回顾了50年来广东省农业科学院水稻研究所杂交水稻研发历程。经过长期实践探索，广东省农业科学院水稻研究所在弱感光型迟熟三系杂交稻、早中熟三系杂交稻、红莲型杂交稻、两系法杂交稻、杂交稻的高产与超高产育种、优质化育种稻、分子标记辅助育种和杂交稻重要遗传基础研究等方面均取得了重大突破。定向创制出天丰A、五丰A、荣丰A、泰丰A、广8A、GD-1S、RGD-7S等一大批高配合力、高异交率或品质优良的两系和三系不育系，以及广恢3550、广恢122、广恢998、广恢308等一批具有理想动态株型的优良、抗病恢复系，并广泛应用于测交组配，育成一大批类型丰富，早、中、迟熟配套的杂交稻通过省级以上品种审定。其中，天优998、天优122、五优308、淦鑫203、五丰优615、吉优615、吉丰优1002和天优3618等17个组合被认定为超级稻，泰优390、泰优398、泰丰优208、泰优1002获得省级或国家优质稻金奖品种。育成的系列杂交稻在生产上大面积累计推广应用超过4 133万hm2，产生了巨大的社会经济和生态效益，为我国粮食安全和杂交稻种业产业发展作出重要贡献。并就杂交稻未来育种发展方向进行分析展望。     

赣优明占

赣优明占是三明市农科所利用江西省农科院水稻所育成的三系不育系赣香A与我所育成的抗病优质恢复系双抗明占配组的三系中籼杂交稻。恢复系双抗明占经多年多点自然诱发抗性鉴定表现为抗稻瘟病和稻瘿蚊。     

水稻野败型细胞质雄性不育系花1A的选育

在三系杂交籼稻亲本中渗入部分粳稻血缘以扩大亲本遗传距离,增强杂种优势,以及利用粳稻优质特性,是杂交稻育种途径之一．但籼粳交后代分离世代长,育种周期长．采用籼粳交Ｆ１花药培养的方法快速育成保持系花１Ｂ,然后核置换育成野败型细胞质雄性不育系花１Ａ．使育种周期大大缩短．该不育系为籼粳中间型（程氏形态分类指数为１２分）,株叶态偏籼,粒形和米质偏粳,生育特性弱感光,异交特性好,配合力较高．已配制优质杂交稻组合花优６３,通过福建省品种审定,正在推广应用．     

杂交晚稻新组合“中浙优1号”特征特性及栽培技术

“中浙优1号”是中国水稻研究所和浙江省杂交水稻种业有限公司用航天育种育成的恢复系“航恢570”与优质米不育系“中浙A”配组育成的优质航天杂交中籼新组合。经2002-2003年浙江省单季杂交稻区域试验和温州等地试种示范，表现高产稳产、适应性广、抗性强、米质优、易栽培等优点，深受种植户欢迎，具有良好的发展前景。2004年4月通过浙江省农作物品种审定委员会审定，现已被列入国家和浙江省单季杂交晚籼稻重点示范推广组合。     

水稻野败型细胞质雄性不育系花1A的选育

在三系杂交籼稻亲本中渗入部分粳稻血缘以扩大亲本遗传距离,增强杂种优势,以及利用粳稻优质特性,是杂交稻育种途径之一。但籼粳交后代分离世代长,育种周期长,采用籼粳交Ｆ１花药培养的方法快速育成保持系花１Ｂ,然后核置换育成野败型细胞质雄性不育系花１Ａ。     

甬优9号特征特性及栽培技术

甬优9号是用甬粳2号A为母本、早熟中籼K6093为父本配组育成的优质高产、抗病抗倒的中熟籼粳三系杂交稻新组合。2010年蕉城区引进作中稻试种,并对甬优9号特征特性及栽培技术进行总结。     

编委风采

<正>夏胜平优质杂交稻育种专家夏胜平研究员,现任湖南省水稻研究所党总支书记、副所长,湖南省现代农业水稻产业技术体系首席专家兼繁殖与制种岗位专家。长期从事农业科研和成果推广工作,在优质杂交稻育种和成果推广方面取得了突出成绩。为主育成了全国第一个粙型优质不育系金23A及常菲22A、德山A、星城A、星光S等优质不育系和金优63、金优桂99、常优64、星优1号等14个优质杂交稻品种,育成品种累计推广面积超过2亿亩,累计社会、经济效益超过200亿元。获国家科技进步二等奖1项(第2名),省科技进步一等奖1项(第2名),二     

高产优质高抗杂交稻新组合丰优428的选育

丰优428是广东省农科院水稻研究所用本所育成的优质不育系粤丰A与广恢428配组而成的优质、高产、抗病感温型三系杂交稻新组合。稻米外观品质鉴定为早造一级，饭味软香滑，于2003年2月通过了广东省农作物品种审定。     

“甬优9号”水稻在青田山区试种表现及栽培技术要点

“甬优9号”属籼粳杂交稻,系宁波市农科院和宁波市种子公司共同育成,以甬粳2号A为母本、早熟中籼K6093为父本配组育成的优质高产、抗病抗倒的中熟籼粳杂交新组合,2007年通过浙江省农作物品种审定,适宜全省作单季晚稻种植。我县于2007年引进试种,经两年示范,表现高产、优质、抗病、抗倒。现把“甬优9号”在山区表现及栽培技术要点简述如下：     

华南超级常规稻代表品种——广东省农科院水稻研究所选育

1996年,广东省农科院水稻研究所在矮化育种、丛化育种、早长育种3个生态育种阶段取得高产超高产育种成功的基础上,开展了华南超级常规稻的选育研究,现已初步构建了华南超级籼稻育种体系,提出半矮杆早长“根深”和“广适型”（含大穗和多穗广适型）等华南优质超级常规籼稻育种株型模式,育成3个经国家认定的常规籼型超级稻品种胜泰1号、桂农占、玉香油占,储备了一批超级稻苗头新品种,同时也为杂交稻育种提供优异种质,创造了显著的社会效益,     

The metabolomics variations among rice,brown rice,wet germinated brown rice,and processed wet germinated brown rice

Germination and processing are always accompanied by significant changes in the metabolic compositions of rice. In this study, polished rice (rice), brown rice, wet germinated brown rice (WGBR), high temperature and pressure-treated WGBR (WGBR-HTP), and low temperature-treated WGBR (WGBR-T18) were enrolled. An untargeted metabolomics assay isolated 6 122 positive ions and 4 224 negative ions (multiple difference ≥1.2 or ≤0.8333, P<0.05, and VIP≥1) by liquid chromatography-mass spectrum. These identified ions were mainly classified into three categories, including the compounds with biological roles, lipids, and phytochemical compounds. In addition to WGBR-T18 vs. WGBR, massive differential positive and negative ions were revealed between rice of different forms. Flavonoids, fatty acids, carboxylic acids, and organoxygen compounds were the dominant differential metabolites. Based on the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database, there 7 metabolic pathways (phenylalanine/tyrosine/tryptophan biosynthesis, histidine metabolism, betalain biosynthesis, C5-branched dibasic acid metabolism, purine metabolism, zeatin biosynthesis, and carbon metabolism) were determined between brown rice and rice. Germination changed the metabolic pathways of porphyrin and chlorophyll, pyrimidine, and purine metabolisms in brown rice. In addition, phosphonate and phosphinate metabolism, and arachidonic acid metabolism were differential metabolic pathways between WGBR-HTP and WGBR-T18. To sum up, there were obvious variations in metabolic compositions of rice, brown rice, WGBR, and WGBR-HTP. The changes of specific metabolites, such as flavonoids contributed to the anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-cancer, and immunomodulatory effects of GBR. HTP may further improve the nutrition and storage of GBR through influencing specific metabolites, such as flavonoids and fatty acids.     

水稻专用配方肥的肥效研究

采用“大配方,小调整”策略,采用区域总量控制、分期调控技术,根据磷钾肥衡量监控技术原理,通过不同农户田间小区试验,比较了大配方、小调整和农户习惯处理对水稻产量、氮肥利用率和经济效益的影响.结果表明,与农民习惯施肥处理比较,大配方和小调整处理提高了水稻产量和氮肥偏生产力,平均产量分别增加了4.67％和11.85％,平均氮肥偏生产力分别增加33.45％和42.62％.大配方和小调整处理可以使水稻达到增产、节本、增效的目的,而小调整处理效果优于大配方处理.     

水稻与菰杂交后代稳定品系的过氧化物酶同工酶分析

通过对水稻松前与菰的杂交后代１９个稳定品系及其亲本的过氧化物酶同工酶分析表明,稳定品系的过氧化物酶同工酶酶谱,以母本酶带为基础,主要表现为五种类型：互补型,新增酶带型,互补兼新增酶带型,母本型,母本酶带缺失型,这表明,在高世代稳定品系可能仍有菰的基因存在并表达。     

稻瘟病菌侵染时水稻防御体系对外源茉莉酸的响应分析

[目的]探究特定时期稻瘟病菌与水稻互作对外源茉莉酸(JA)的响应,为揭示稻瘟病菌与水稻互作时水稻防御体系对外源JA响应的分子机制提供理论依据.[方法]以稻瘟病菌株95234I-1b和普通感病水稻品种丽江新团黑谷(LTH)为试验材料,通过外源JA以两种不同的方式(处理1,分别用100和400μmol/L JA处理水稻叶片,6 h后接种95234I-1b菌株;处理2,水稻叶片接种95234I-1b菌株72 h后,分别用100和400μmol/L JA处理水稻叶片)处理与稻瘟病菌互作过程中特定时期的水稻,调查水稻稻瘟病发病症状,并用即时聚合酶链锁反应(qRT-PCR)检测水稻防御相关基因的表达情况.[结果]外源JA的两种不同处理方式均能减轻受侵染水稻稻瘟病发病症状,并诱导水稻防御相关基因不同程度的上调表达.用100和400μmol/L JA喷雾水稻6 h后再接种稻瘟病菌株的诱抗效果分别为15.06%和25.63%;稻瘟病菌株孢子接种水稻72 h再喷雾100和400μmol/L JA的诱抗效果分别为36.60%和47.12%.与对照相比,JA抑制了水稻水杨酸(SA)途径相关基因的大幅上调表达.在一定JA浓度范围内,高浓度JA对SA途径相关基因表达抑制程度高于低浓度JA的抑制程度;高浓度JA诱导JA途径相关基因上调表达幅度高于低浓度JA的诱导程度;高浓度JA诱导PR1a上调表达幅度小于低浓度JA诱导的上调幅度,高浓度JA诱导PR10a上调表达幅度大于低浓度JA诱导的上调幅度.[结论]JA以两种不同的方式处理与稻瘟病菌互作过程中特定时期的水稻,均能诱导水稻病程相关基因和JA途径相关基因上调表达,抑制SA途径相关基因的大幅上调表达,表明水稻防御体系中的病程相关基因及JA途径的相关基因主要参与了水稻防御体系对外源JA的响应.     

施稻糠有机肥对水稻生长的影响

稻糠有机肥是在引进日本稻糠耕作技术的基础上，经过创新而研究出的新的稻糖杂合肥配方。以其在水稻上进行了试验，结果表明，它具有除草、施肥、增强抗性、改善稻米品质等作用。水稻施用稻糠有机肥是生产有机稻米的新途径。     

不同品种稻米中碳水化合物的消化特性

以体外模拟消化方法测定10个品种稻米中碳水化合物的消化特性和淀粉组分,同时测定稻米中直链淀粉的质量分数,以及稻米的胶稠度、糊化温度和质构特性。结果表明:淀粉消化指数以粳糯米最高,粳米样品又高于籼米样品,但各籼米样品间仍有很大差异。直链淀粉质量分数、胶稠度和糊化温度与抗性淀粉质量分数有显著的相关关系(r=0.846,P<0.05;r=-0.765,P<0.01;r=-0.735,P<0.05),但直链淀粉质量分数并不能作为预测淀粉消化特性的有效指标。凝聚性与淀粉消化指数显著正相关(r=0.634,P<0.05),可以利用米饭的质构特性推测其消化特性。     

分选加工对稻米食味品质的影响

以江苏省产梗稻为例,研究稻米外观分选对其食味品质的影响.根据外观品质将单-品种米样分为整米无垩白、整米垩白少、整米垩白多、碎米无垩白、碎米垩白少、碎米垩白多6个等级,分别测定6种米样的直链淀粉含量和胶稠度.结果显示直链淀粉含量和胶稠度与米粒垩白多少和米粒的整碎相关性显著;整米的直链淀粉含量比碎米的低,胶稠度比碎米的长;垩白越少其直链淀粉含量越低,胶稠度越长.所以剔除碎米和垩白米能够改善稻米的食味品质,稻米分选不仅可以提高稻米的商品价值,还可以改进稻米的食味品质.     

江苏水稻品种抗稻瘟病遗传多样性研究

根据已知的不同抗病基因保守区域设计引物,通过在水稻基因组DNA中扩增和分离有相似序列的DNA片段,可以快速鉴定出候选抗病基因。选择3对扩增条带多样性较高的引物XLRRfor／XLRRrev、S1／AS3和Ptokin1／Ptokin2,对江苏27个水稻品种进行抗病基因同源序列PCR分析（resistance gene analog—PCR,RGA—PCR）。结果显示,3对引物共扩增出清晰可辨的谱带127条,其中多态性带1ol条,占总数的79．53％。根据聚类分析,3对引物对或引物组合扩增的RGA图谱可将品种分为多种类型,这些RGA图谱类型与稻瘟病菌7个生理小种接种鉴定的抗病表型没有完全的对应关系。     

长期稻-稻-紫云英轮作对水稻生长发育及产量的影响

为了探讨湘南红壤稻田多熟制的增产潜力,对红壤稻田的轮作制度布置了长期定位试验。研究结果表明:(1)长期稻-稻-紫云英轮作能够促使分蘖速度加快,增加水稻有效穗和粒数,早稻有效穗比稻-稻-冬闲(对照)增加83.1万/hm2,每穗粒数比稻-稻-冬闲增加29,晚稻有效穗比稻-稻-冬闲增加48.0万/hm2,每穗粒数比稻-稻-冬闲增加18。(2)长期稻-稻-紫云英轮作使水稻生育期延迟2～7d成熟,结实率比稻-稻-冬闲降低3.1%～5.1%;(3)长期稻-稻-紫云英轮作能够提高水稻产量尤其是生物产量,水稻稻谷总产比稻-稻-冬闲轮作增产54081.1kg/hm2,增幅26.4%;水稻稻谷平均产量比稻-稻-冬闲轮作增产1088.0kg/hm2。水稻稻草总产比稻-稻-冬闲轮作增产44109.1kg/hm2,增幅27.1%;水稻籽粒平均产量比稻-稻-冬闲轮作增产882.2kg/hm2。