水稻颖花根活量对籽粒灌浆结实的影响及其原因分析

试验于1988～1990年在江苏农学院水稻网室内进行。供试品种(组合)为汕优63和献改优63。在群体水培及盆栽条件下,生育前、中、后期设计不同氮素处理,调节根量、根系活力和颖花量,研究结实期根系活力对籽粒灌浆结实的影响。结果表明:(1)结实期颖花根活量越大,籽粒主要灌浆期灌浆强度越大。随着颖花根活量的增加。灌浆强度增加幅度,一次枝梗籽粒:中部>下部>上部,二次枝梗籽粒:上部>中部>下部;当颖花根活量大于0.876μgα-NA/颖花·h时,中部一次枝梗籽粒的灌浆强度将大于上部;(2)颖花根活量与全穗、穗上,中、下部一、二次枝梗籽粒的饱粒率均呈显著或极显著线性正相关。随着颖花根活量的提高,一、二次枝梗籽粒的饱粒率的增加幅度均是下部>中部>上部;(3)颖花根活量较小时,开花越早的强势花的粒重越高,随着颖花根活量的增加,强、弱势花粒重的差异变小,当颖花根活量大于0.841μgα-NA/颖花·h时。中部一次枝梗籽粒的粒重将大于上部;(4)提高颖花根活量能明显地提高结实期叶片的净同化率。延缓叶面积指数的下降速度,并能促进光合产物向籽粒运转,这是提高颖花根活量能显著提高结实率和千粒重的重要生理原因。认为水稻高产栽培在增加颖花量的同吋,必须使根量和根系活力得到同步增长,以保持较高的颖花根活量,这是提高结实率和粒重的重要途径。     

超级杂交稻粤杂889的选育与应用

粤杂889是广东省农科院水稻研究所利用光温敏核不育系GD-1S与优质恢复系R889测配而成的两系超级杂交稻组合,日产量达108．31k／hm^2,2004年2月通过了广东省农作物品种审定。并对粤杂889的产量表现、主要农艺性状、米质、抗性等进行了介绍。     

超级杂交稻粤杂889的特性及高产栽培技术

粤杂889是广东省农科院水稻研究所利用长粒优质光温互作型不育系GD—IS与恢复系W889配育成的感温型中迟熟超级杂交稻组合，2004年通过了广东省农作物品种审定委员会审定。根据粤杂889在藤县示范推广种植的表现，介绍其品种主要特性及高产栽培技术。     

华南早籼超级稻成熟期生理特性研究

2002年早季,对华南超级常规稻品种广超3号和胜泰1号、两系超级杂交稻组合培杂67和粤杂122、三系超级杂交稻组合丰优428和泗优998等6个材料成熟期的产量、干物质、剑叶叶绿素(a+b)含量、叶面积指数、根系活力和功能叶净光合速率进行了测定,并分析了品种(组合)间差异.提出了本区早籼超级稻株型育种中成熟期宜掌握的生理指标量值为干物质量18441kg/hm2,剑叶叶绿素(a+b)含量4.5 mg/gFW;根系活力139μgNA/gFW穐;LAI 6.4;剑叶净光合速率10.7μmolCO2/m2穝左右.     

两系杂交稻同化产物积累与分配特性的研究

亚种间杂交稻虽有强大的库容优势,但籽粒充实不良,不利挖掘其高产潜力。本试验采取反向研究法,比较研究了相对小穗型的亚亚种与相对大穗型的品种间杂交稻同化产物的积累与分配特性。结果表明:①“次库”贮藏物多,绝对再分配量大,“次库”贮藏物最大输出速率高、且输出早,有利于受精颖花向饱满粒转化,同位素~(32)P 示踪结果与此一致;②亚亚种组合穗型虽较小,但单位库体积大,因而仍具较强的总库优势;③亚亚种组合强弱势颖花同步灌浆能力强,异步性弱,极有利于籽粒充实.目前利用亚种间杂种优势在库容上宜走中穗过渡的道路;在育种上须择重优良的灌浆特性;在栽培上要选择适宜的灌浆期,并研究如何加速抽穗后“次库”贮藏物的撤退,以利受精颖花向饱满粒转化。     

杂交水稻根系生理机能与再生力的关联研究

为了揭示杂交水稻组合生育后期根系机能与再生力的关系，对10个杂交稻组合生育后期的根系TTC还原力、SOD活性和伤流强度的动态变化及其与再生率的关系进行了研究．结果表明，杂交稻根系TTC还原力、伤流强度在孕穗期出现峰值，SOD活性在齐穗期与灌浆期之间出现峰值；齐穗期、完熟期根系TTC还原力对再生苗萌发有极显著的影响；抽穗期根系SOD活性对再生苗萌发有显著或极显著负向影响，而齐穗期根系SOD活件则与再生苗萌发呈极显著正相关；孕穗期、抽穗期根系伤流强度与再生率呈显著或极显著负相关。     

两系法超级杂交稻粤杂122动态株型结构研究

对两系法超级杂交稻粤杂122苗期、分蘖盛期、第二次枝梗原基分化期、抽穗期、成熟期的株型结构进行调查分析表明,粤杂122与对照培杂67比较,生育前、中期具有明显的生长优势,表现秧苗素质好,植株生长迅速,出叶速度快,分蘖优势强,功能叶叶片较长且窄,叶片开张角较大、叶面积空间较大;生育后期则表现为最后3片功能叶叶片较长且窄、剑叶直立,有效穗数较多,穗数、粒数、粒重较均匀,千粒重较大等特点。认为上述形态性状可作为两系法超级杂交稻的株型结构特征,在育种和栽培实践中加以应用;粤杂122不同生育时期株型结构的性状值可作为华南两系超级杂交稻动态株型结构育种与栽培实践中,不同生育期形态性状选汰以及群体结构调控的参考指标。     

杂交稻后期叶片早衰特征及其与叶片N含量和根系活力关系初探

选用17个不同类型的杂交稻组合,抽穗后进行限水胁迫处理和常规水分管理比较试验,研究叶片衰老特征及其与N含量和根系活力下降的关系.结果表明,不同组合抽穗后高效叶面积、叶绿素含量、叶干重、高效叶片含N量、根系伤流量的下降率存在明显差异.叶绿素下降率与叶片N含量、根系伤流量下降率极显著相关.衰老频度涵盖了灌浆结实期单位时间内高效叶面积、叶干重、叶绿素含量3个指标的下降率,可作为判断早衰发生的量化指标.齐穗后的灌浆前期衰老频度达到50即为早衰开始,衰老频度超过100已经明显早衰,衰老频度超过200则说明早衰较严重.超级稻组合茎鞘贮藏物质输出率高、衰老频度高、结实率低主要与库容量大有关.叶片的早衰受N素水平制约,与根系活力有关.     

超级杂交稻高产示范表现及主要栽培技术

推广种植超级杂交稻是兴宁市重点加快超级稻生产发展的一项重要措施,近年引进、示范推广种植超级杂交稻天优998、天优122、培杂泰丰、二优培九等品种,面积达1 000多hm2,均表现出高产优质、茎秆粗壮、抽穗整齐、穗大粒多、丰产性能好、抗性强的特点.其主要高产栽培技术包括培育壮秧、适时早播、规范管理、及时防治病虫害等措施.     

新株型水稻生育特性及产量形成特点的研究

以 8个新株型水稻品系为材料 ,研究新株型稻生育特性及产量形成特点。与汕优 63相比 ,新株型稻每穗粒数多 ,单位面积总颖花量高 ,但因结实率低而产量较低。新株型稻的分蘖少 ,前中期生长量较小 ,结实期叶片光合速率和根系活力较高 ,干物质积累量高 ,光合同化物向籽粒运转率低。依据强、弱势粒的灌浆速率 ,新株型稻籽粒灌浆可分成快速同步灌浆型、异步灌浆型和缓慢同步灌浆型 3种类型。灌浆类型与结实率有密切的关系。研究表明 :新株型稻结实率低主要是受精籽粒充实不良所造成 ,而物质运转率低是籽粒充实不良的重要原因。     

白叶枯病抗性水稻广亲和恢复系的鉴定和筛选

【目的】为采用分子标记辅助选择利用野生稻抗性基因提供科学依据,并为选育超级杂交水稻提供目标亲本和选育新的恢复系提供亲本。【方法】以白叶枯病抗性水稻中野5112为供体亲本、广亲和恢复系桂649为受体亲本进行有性杂交,将在分离群体中筛选的35份优良目标品系进行田间接菌鉴定,并用与水稻抗白叶枯病基因Xa23紧密连锁的SSR标记引物RM206对中野5112、恢复系桂649及其35份优良杂交后代F4材料进行分子检测。【结果】从桂649×中野5112杂交后代的35个F4品系中,筛选出13个同时具有白叶枯病抗性和广亲和性潜力及其他优良农艺性状的品系,其中属偏粳型11个,属偏籼型的仅有两个;供体材料中野5112及其13份杂交后代材料携有Xa23的抗性等位点,受体材料桂649及其他22份杂交后代材料未携带Xa23的抗性等位点。田间接菌鉴定结果表明,在37个检测材料中,除中野5112外,对白叶枯病表现中抗以上的有18个品系,进一步证明这部分材料已携带有Xa23基因。将13份携有Xa23抗性等位点的材料与籼、粳稻品种及不育系配组,根据其F1代的育性表现,证明其中12个品系具有广亲和性。此外,与对照汕优63相比,初步鉴定出适合广西种植的具有超高产潜力的杂交稻组合3个,即龙特甫A×100-1-4、龙特甫A×08262-2-1和龙特甫A×08278-1-1。【结论】采用SSR标记引物与PCR检测方法进行Xa23基因分子标记检测是可行的,这为采用分子标记辅助选择利用野生稻抗性基因提供科学依据。筛选出的13份优良品系可用作选育超级杂交水稻的目标亲本或选育新恢复系的亲本。     

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。     

不同类型水稻品种（组合）籽粒灌浆特性及库源关系的比较研究

 对4种类型的水稻品种（组合）即常规稻、两系品种间杂交稻、亚种间杂交稻、三系杂交稻的籽粒灌浆特性及库源与结实性关系进行了比较研究。结果表明，秕粒的数量是影响这4个材料结实率的主要因素；与常规稻比较，杂交稻在灌浆前期启动灌浆的籽粒多，粒重增加快，但实粒出现迟且增加速度慢，实粒率达到最大值的时间晚；3个杂交组合均有2个灌浆高峰，第一个高峰出现的时期都相同，但第二个高峰出现的时期因组合不同而不同；不同类型水稻品种（组合）的源库矛盾及其结实对生育后期功能叶片光合作用的依赖程度均不同。本研究还对杂交稻的结实率比常规稻低的原因及如何提高结实率进行了探讨。     

大穗型超级杂交粳稻辽优3072生理生化特性研究

为了研究北方大穗型杂交粳稻超高产的生理基础,为选育大穗型的北方杂交粳稻提供育种理论。对北方大穗型超级杂交粳稻辽优3072进行了产量结构和生理特性的研究。结果表明:与大穗型恢复系C52和小穗稳产型推广品种辽粳294相比,辽优3072灌浆中后期,叶片与根系的SOD、CAT、POD活性高、Vc、脯氨酸、叶绿素与可溶性糖含量较高,根系MDA含量较低,从而使辽优3072叶片同化产物生产旺盛,根系不早衰,有利于抵抗衰老和逆境,这是大穗型杂交稻辽优3072获得超高产的生理生化基础。同时也探讨了辽优3072各生理生化指标与亲本之间的关系。辽优3072的叶片SOD和CAT含量与父本显著相关,总叶绿素含量与母本显著相关,根系中SOD含量与父本显著相关。     

两系杂交稻茎鞘物质运转与籽粒充实特性的研究

选用不同类型两系杂交稻组合 ,研究了结实期茎鞘物质运转与籽粒灌浆结实的关系。结果表明 :两系杂交水稻在抽穗后的净光合速率和干物质积累量明显高于三系杂交稻。茎鞘物质的输出率与结实率、充实率、最大灌浆速率、平均灌浆速率呈显著的正相关关系。各组合以下部茎鞘物质积累多、转运率高。茎鞘物质转运启动时间早、运转强度大 ,其转运率高的组合 ,结实率高、充实度好 ,表明早期转运对籽粒灌浆充实的重要性。抽穗期提高糖花比 ,同时在灌浆始期促进茎鞘非结构性碳水化合物向籽粒库运转有利于激发库的活性 ,启动和促进更多的籽粒灌浆 ,减少空秕粒 ,增进籽粒充实。     

滇型杂交稻亲本籼粳分化与杂种优势关系的初步研究

 以滇型杂交稻不育系 10个、相应的保持系 10个和恢复系 38个 ,以及由上述不育系和恢复系组配的 4 0个杂交种为试材 ,研究了亲本材料的RAPD籼粳分化程度与杂种优势的关系。结果表明 ,亲本籼粳差异与产量杂种优势存在抛物线的关系。利用籼粳分化存在一定差异的亲本杂交 ,易得到正向优势组合 ,平均杂种优势较强 ;但并非双亲籼粳分化差异越大越好 ,双亲差异过大则不易获得正向优势组合 ,使杂种优势减弱 ,甚至为负。双亲籼稻成分差值以 12 %～ 16 %为宜     

三系杂交水稻亲本遗传差异及其与杂种优势的关系研究

以华中地区大面积应用的4个三系不育系的同型保持系和来自不同生态类型的16个恢复系为材料,根据9个产量及其相关性状进行主成分分析和聚类分析,以欧氏距离为指标,研究了杂交水稻亲本间遗传差异状况及其与杂种优势的关系。结果表明保持系间遗传差异较小,恢复系间及保持系与恢复系间遗传差异较大。对亲本间遗传距离与杂种优势的相关分析表明,三系杂交稻亲本间遗传差异与杂种优势关系不密切,而杂交稻产量的高低与双亲产量尤其是双亲产量平均值的高低密切相关,说明亲本改良在提高杂交稻产量中极为重要。     

籼粳超级杂交稻育种技术创新与品种培育

【目的】针对籼粳亚种间杂种优势利用存在的生育期偏长、结实率偏低、制种产量较低等问题,开展籼粳亚种间超级杂交稻育种技术创新与实践。【方法】通过籼粳渐渗杂交,选育花时早、柱头外露高的粳型保持系,进一步转育高异交率粳型不育系。通过籼粳渐渗杂交、广亲和基因分子标记辅助选择、籼粳成分定向选择等技术手段,选育穗型大、茎秆粗壮、广亲和性好、恢复谱广的籼粳中间型广亲和恢复系,并比较与普通粳稻恢复系在主要农艺性状、程氏指数、广亲和特性、广亲和基因、恢复谱等方面的差异。采用"粳不籼恢"和"籼不粳恢"2种配组方式,比较两者的光温反应类型表现与异交结实率差异。利用粳型不育系春江16A、籼型不育系五丰A与CH58、C84、C927等籼粳中间型广亲和恢复系配组,选育"粳不籼恢"或"籼不粳恢"籼粳亚种间杂交稻。【结果】在高异交率粳型不育系创制方面,转育出早花时粳型不育系春江16A以及春江99A、春江23A等早花时、高柱头外露率粳型不育系,制种产量明显提高;在籼粳中间型广亲和恢复系创新方面,选育出CH58、C84、C927等穗型大、茎秆粗壮、广亲和性好、恢复谱广的籼粳中间型广亲和恢复系。晚粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为较强的感光特性,中粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为感温特性,早籼不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代光温反应类型则表现不一。无论是"粳不籼恢"还是"籼不粳恢"配组,父母本的花时差小、不育系柱头外露率高,则有利于提高制种的异交结实率。采用"粳不籼恢"和"籼不粳恢"的配组方式,利用粳型不育系春江16A、籼型不育系五丰A与C84等籼粳中间型广亲和恢复系配组,选育出春优84、五优84等籼粳亚种间杂交稻并通过品种审定,表现出穗型大、杂种优势强、增产潜力大、抗倒性强、结实率高、后期耐寒性好等优点。【结论】通过籼粳渐渗杂交,成功转育出花时早、柱头外露率高的高异交率粳型不育系。籼粳中间型广亲和恢复系携带有S5-n,恢复谱广,明显不同于普通粳稻恢复系。中粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为感温特性,有利于缩短全生育期。不育系柱头外露率高、父母本的花时差小,有利于提高籼粳亚种间杂交稻制种的异交结实率;选育出春优84等籼粳超级杂交稻组合。     

转基因水稻恢复系对其杂种F1主要农艺性状的影响

用8个转抗真菌蛋白基因恢复系,与3个不育系按8×3不完全双列杂交配制24个组合,分析了转基因恢复系对其杂种F1主要农艺性状的影响。结果表明:转基因恢复系在10个研究性状中均对杂种F1存在极显著效应;转基因恢复系所配杂种F1优势普遍存在,但组合间和性状间有所变化,不同受体亲本的转基因恢复系对杂种F1的优势效应也存在一定差异;杂种F1的株高、剑叶长、剑叶宽、穗长、有效穗数及千粒重与转基因恢复系对应性状呈极显著或显著正相关,而穗实粒数和结实率与恢复系关系甚微,对转基因恢复系主要农艺性状的合理选择可提高其杂种F1的遗传选育效率。     

籼型杂交稻亲本米质性状的遗传效应对比分析

选用3个不同米质类型的不育系粤丰A、Y华农A和珍汕97A及其相应的保持系,分别与3个恢复系广恢998、广恢128和广恢96杂交构建27个正、反交F1,并以这些亲本与杂种F1为供试材料,对主要稻米品质性状进行了多重比较分析。结果表明,不育细胞质效应和母体效应均对杂种F1的米粒长宽比、垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量(AC)有显著影响,且因质核互作效应的不同,存在组合的特异性;但对糙米率、整精米率和胶稠度的影响不显著;低垩白米率和低垩白度对高垩白米率和高垩白度具有部分显性作用,利用低垩白米率和低垩白度的不育系/保持系和恢复系(如广恢998)组配,可获得垩白米率和垩白度较低的杂种F1。亲本的整精米率高低直接影响其所配杂种F1的整精米率;低AC与低AC的双亲杂交,其F1的AC与低值亲本相同,高AC与低AC亲本或高AC与中等AC的亲本杂交,其F1的AC往往偏向高值亲本;在胶稠度方面,只有软胶稠度与软胶稠度亲本杂交,才能组配出软胶稠度的杂交稻。