北方粳型稻超高产育种理论与实践

 从育种理论、育种技术及育种实践等方面，综合评述了中国北方粳型稻超高产育种研究进展与前景，认为培育和推广超级稻是继株型育种和杂交稻之后，提高北方粳稻综合生产能力，实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。在“利用籼粳稻杂交创造新株型和强优势，通过复交优化性状组配，聚合有利基因，选育理想株型与优势利用相结合的超级稻”育种理论与技术路线确立之后，北方粳型超级粳稻在常规育种方面已取得重大突破，成功地培育出一批优质抗病的超级稻新品种并已广泛应用于生产，如沈农265、沈农606、吉粳88等。与常规超级稻育种相比，超级杂交粳稻育种研究进展则相对较缓慢。这一方面是由于北方气候与生态条件的限制，另一方面是育种技术相对落后。解决优势与生育期的矛盾、产量与品质的矛盾以及提高制种产量等问题，仍然是北方超级杂交粳稻育种所面临的严峻挑战。本文还讨论了与粳型超级稻育种有关的生理和遗传问题。     

北方粳型超级稻中籼粳杂交优势贡献的分子基础

在“理想株型与优势利用相结合”育种理论指导下,亚种间杂交为中国北方粳型超级稻增产做出了巨大贡献.以中国北方栽培粳稻品种为试材,利用籼粳特异性标记Indel与SSILP分析了不同年代与地区北方粳稻品种的籼型血缘的相对含量,结果表明,20世纪90年代以后育成品种籼型基因型频率显著增加.相关分析表明,籼稻血缘含量与每穗粒数存在显著的正相关性,与有效穗数存在显著的负相关性.进一步对籼粳杂交育成品种的8个产量与品质相关基因进行检测发现,育种家通过“选择”将控制穗粒数与粒重的籼稻增产基因GN1a、GS3部分固定于北方粳稻基因组中,淘汰了适口性差的籼稻高直链淀粉基因Waxy以及不符合北方农民收获习惯的籼稻落粒基因qSH1,同时保留了北方粳稻原有的理想株型基因DEP1,宽粒基因qSW5.本研究进一步明确了“籼粳杂交优势利用理论”的分子基础.     

高原粳稻昆粳7号的育种方法和技术

以云粳优12号为母本,云稻1号为父本进行杂交,育种过程中以"四特性"同步鉴定作为选种的科学依据,利用云南多样的生态条件,在云南温暖粳稻区、冷凉粳稻区和海南岛三种生态区域的条件下进行异地异季穿梭育种筛选,通过多年多代育成昆粳7号,该品种能适应云南省海拔1 600～1 850 m地区及类似地区种植。     

北方粳型超级稻育种的理论与方法

以沈阳农业大学水稻研究所近20年来从事超级稻育种研究所取得的成果为主线，从基本理论、育种技术及新品种选育等方面，综合评述了北方粳型超级稻育种的理论与方法，并讨论了与粳型超级稻有关的生理和遗传问题，指出开发推广超级稻是提高北方粳稻综合生产能力、实现北方水稻生产跨越式发展的重要途径。     

水稻籼粳交育种研究综述

明确了水稻籼粳交育种与籼粳杂种优势利用的不同内涵,评述了水稻籼粳交相关的科学术语、育种理论和育种实践,分析了籼粳交杂种不育基因座位研究结果对籼粳交育种的指导作用,简述了广东的籼粳交育种现状,提出了以大群体筛选籼粳交后代的育种方法并应用于育种实践。     

水稻新品种吉粳108选育及特性研究

北方稻区是我国主要优质粳稻生产区域,而生产上主推的早粳中熟品种及早粳早熟品种多数外观品质差,商品率低,适口性差,抗逆性、抗稻瘟病性也逐年下降.因此,选育生育期适中、抗稻瘟病性强、株型理想、丰产性能好、品质优的新品种是主要育种目标.吉粳108就是针对生产中问题而选育成的.     

粳型亲籼系常规稻育种价值探讨

籼粳交是扩大遗传基础和选育突破性品种的重要手段,粳型亲籼系在籼粳交育种中具有独特的地位。粳型亲籼系指具有籼型花粉不育基因型的粳型品系,1994年由张桂权首次提出,粳型亲籼系培育成不育系并成功组配了籼粳型杂交稻;梳理了粳型亲籼系与广亲和、特异性亲和、籼粳型杂交稻、籼粳型常规稻、粳型亲籼系、掺粳籼稻、籼粳架桥等的关系。粳型亲籼系不能作为常规稻品种的原因是粳型亲籼系的培育效率低下,难以应用于常规稻育种的原因是粳型亲籼系培育效率低下和较小的育种规模,但在籼粳交育种规模扩大的情况下,粳型亲籼系在常规稻育种中显现出重要的利用价值,阐明了如何发挥其价值的育种策略,利用粳型亲籼系培育掺粳籼稻品种的育种效率高,初步开展了粳型亲籼系的选育。     

三系法杂交粳稻品种金粳优132的选育

为中早粳晚熟稻区改良杂交粳稻稻米品质,提高粳稻单位面积产量,采用杂种优势利用方法,在育成优良BT型三系不育系金粳13A和恢复系津恢2号的基础上,组配高产、优质、多抗杂交粳稻品种金粳优132,经国家北方稻区中早粳晚熟组2008—2009年区域试验,金粳优132号平均单产9.81 t·hm-2,比对照金珠1号增产12.94%;2012年生产试验平均单产9.97t·hm-2,比对照增产13.7%。2010年通过国家农作物品种审定委员会审定,准予在辽宁省南部、北京市、天津市稻区种植。金粳优132是我国北方稻区首个米质达国标优质稻谷1级标准的国审杂交粳稻品种。     

水稻籼粳交育种策略的优化及育种实践

籼粳交育种是水稻育种取得突破的基本途径,以培育掺粳籼稻为主题,分析了籼粳交育种的多个育种策略,利用典型粳稻和采用三交(回交)方式是优先可取的方法,但存在工作量大的问题。为此,提出了工作量小、能有效缩短育种时间的高效育种策略,即(籼型细胞质雄性不育系/对细胞质雄性不育系具有保持能力的典型粳稻品种F1//具有恢复能力的籼稻品种或恢复系"的育种策略,回顾了籼粳交育种历程及所取得的成效,并对籼粳交育种策略的进一步优化进行展望。     

基于InDel分子标记的籼粳杂交稻与粳粳杂交稻的杂种优势比较研究

【目的】随着籼粳杂交稻育种技术的发展与完善,直接利用籼粳亚种间杂种优势培育高产的水稻品种已成为可能。利用InDel分子标记及其成熟的技术,准确地分析品种的籼粳基因型频率、籼粳稻属性、品种类型与竞争优势水平,对籼粳杂交稻的育种与品种类别的甄别具有重要的意义。【方法】征集浙江省多家育种单位培育的24个籼粳杂交组合和粳粳杂交组合,选用18对InDel分子标记引物,采用王林友等报道的方法,检测水稻样品在InDel位点上的粳型基因频率,判别参试品种的籼粳属性。采用Nei的方法求算参试品种的InDel遗传距离,用UPGMA法进行遗传相似性聚类,用SPSS 17.0统计分析软件对InDel条带赋值进行主成分分析,依据第一和第二主成分特征向量的平均分量值作平面散点图。调查或考察全生育期、株高、每穗总粒数、千粒重等10项主要农艺性状,测定小区籽粒产量及产量的竞争优势。测定InDel遗传距离与籼粳杂交组合和粳粳杂交组合竞争优势的相关性。【结果】18对InDel引物可扩增获得每个材料的籼稻特异带、粳稻特异带和籼粳杂合带型,经计算粳型基因频率,所有参试材料准确地判别出籼粳属性,并归为6类,其中12个为籼粳杂交组合,另外13个为粳粳杂交组合。经InDel标记的聚类分析,验证了上述判别的正确性。PCA分析把所有品种归入3个不重叠的区域,即籼稻区、典型粳稻与粳稻区、偏粳型与中间型区。籼粳杂交稻品种的2年小区籽粒产量分别比粳粳杂交稻品种增产12.47%和14.89%,表现十分明显的产量竞争优势。对比2类组合的10项农艺性状,籼粳杂交稻组的每穗总粒数2年分别比粳粳杂交稻品种增加32.0%和37.1,每穗实粒2年分别增加26.8%与34.4%,说明大穗是籼粳杂交稻增产的主要贡献因子。分析参试组合与嘉优2号的遗传距离（GD）及其各性状的竞争优势的相关性,结果粳粳杂交稻组合未发现有相关性,籼粳杂交稻表现为穗长和千粒重极显著呈正相关,着粒密度呈现为显著负相关。【结论】InDel分子标记技术可以有效地测定各种类型品种的粳型基因频率,并判别参试品种的籼粳属性,甄别品种的类型。籼粳杂交稻籽粒产量的竞争优势十分明显,其主要贡献因子是较大的每穗粒数。     

水稻核心种质育种体系创建及优质稻育种实践

为实现水稻育种学和水稻种质资源学的无缝对接,常规育种技术与先进适用技术的有效融合,创建了水稻核心种质育种理论和材料体系。概述了水稻核心种质育种理论体系,包括水稻核心种质概念、理想基因系统与突破性大品种对应假说、理想模型(模式)构建、前景选择与背景选择统筹、基因集的生物学意义、核心种质基因型和表现型云数据、先进适用综合育种方法研究和核心种质杂种优势利用等8个部分。阐述了黄华占核心种质育种材料体系、美香占核心种质育种材料体系和丰八占衍生恢复系华占核心种质育种材料体系等三套育种材料体系创建历程,并对其衍生的重大品种即当前我国籼稻推广面积最大的品种黄华占、我国连续三届获得全国优质稻品种食味品质鉴评金奖唯一籼稻品种美香占2号、我国配组组合最多恢复系华占等突破性品种(恢复系)作了简介,讨论了水稻遗传育种学的现状和方向。     

野生稻种质在高大韧稻选育中的应用与展望

[目的]概述野生稻种质在水稻育种上的应用。[方法]在提出高大韧稻的育种理论和发展阶段的基础上,回顾了野生稻种质资源在水稻育种上的应用,重点阐述了1980~1997年高大韧课题组直接利用优异野生稻种质进行高大韧稻育种的主要研究成果。[结果]利用野生稻选育高大韧稻,首次成功向恢复系大规模地导入野生稻细胞核基因,获得野栽型强优恢复系。共获得测25、测253、测781、测258、测1012等5个优良恢复系,育成17个杂交水稻新组合,其中博优253为国家审定品种。将野生稻细胞核基因通过远缘杂交引入恢复系,拓宽恢复系遗传背景。选育遗传背景特异的优良恢复系是新恢复系选育的有效途径。[结论]高大韧稻育种是今后水稻育种的重要方向。     

寒地水稻花培优异种质龙粳8号的选育评价研究

龙粳8号选育评价研究表明,常规育种与花培技术的结合,充分发挥了花培缩短育种年限及提高选择效率的作用;选育出的花培品种龙粳8号,为寒地稻作区早粳早熟品种,各项品质指标均达国家优质食用米标准,具有Pi-z#+t等主效抗瘟性基因,属高抗稻瘟病种质,是集早熟、优质、抗病于一体的优异种质,具有极其重要的利用价值,在育种上已被省内外各育种单位用作亲本,在生产上已成为一些地区的主栽品种。     

广东野生稻种质资源保护与育种利用

野生稻是水稻新品种选育的重要基因来源。广东自 1978—1980 年开展首次全国野生稻资源普查搜集以来,在野生稻种质资源保护和利用方面取得显著成效：在广州建立了国家野生稻种质资源圃和广东省水稻种质资源库,目前入圃种植保存野生稻资源 5 188 份、繁殖种子入库保存 4 000 余份,涵盖 20 个野生稻种;在广州和茂名各建立了 1 个普通野生稻原生境保护区;形成了种茎入圃、种子入库保存及原生境保护相结合的野生稻资源保护体系。利用广东野生稻资源直接或间接育成 156 个品种通过国家、省、地品种审定,其中 18 个通过国家品种审定,而且大部分品种米质达到国标、部标或省标优质 3 级或以上等级,说明野生稻资源在优质稻品种培育中发挥着重要作用。但广东野生稻种质资源保护与育种利用工作仍存在以下主要问题：野生稻原生境保护区布局不全面,野生稻自然生存呈现濒危趋势;野生稻资源鉴评设施设备条件不完善,深度鉴评基础薄弱,影响野生稻资源充分利用。建议加大野生稻保护与鉴评经费投入,加强野生稻原生境保护区规划建设和管理,加强野生稻资源优异种质创新、育种新材料创制和相关应用基础研究,以促进野生稻资源保护和育种利用取得更大成效。     

优质抗病水稻新品种华航31号的选育与应用

利用航天诱变技术与品质抗性鉴定技术相结合,创建水稻育种新种质袁培育水稻优良品种。华航31号是利用航天诱变选育的优异新种质通过杂交选育出来的优良水稻新品,该品种表现为优质、高产、抗病等特点,米质为国标优质2级,稻瘟病总抗 性频率98.4%~100%,其中对中B群96.9%~100%、中C群100%,两年区试比对照平均增产6.95%,生产上每667m2最高产量达到727.5kg,2011-2012年列为广东省农业主导品种。     

优质抗病水稻种质资源筛选

优异种质资源的发掘、研究与利用是水稻育种的重要基础。本文对66份全球水稻分子育种亲本材料的稻瘟病抗性、碾米及外观品质进行了系统的研究和评价。结果表明,66份水稻种质资源中有11份碾米品质和外观品质较优的抗稻瘟病种质材料,这些优质抗病材料对选育优质、抗稻瘟病新品种(组合)具有重要利用价值。     

水稻核心种质育种体系的构建

回顾中国超高产水稻育种概况,将中国的超级稻育种分为超高产水稻育种和超级稻育种两个阶段。构建水稻核心种质育种体系,从理论体系和育种材料体系两个方面进行论证。水稻核心种质育种体系是水稻育种理论与实践结合的产物,水稻核心种质是指具有某些优良性状的育种材料中,控制某些优良性状的特殊基因群体或基因系统,在品种改良过程中,它能够沿着育种目标置换和扩充基因群体,直至全面符合育种目标。建设水稻核心种质育种平台(产量性状育种研究部分),从水稻核心种质的遗传演变和理想遗传模型研究、影响产量基因的分子育种、栽培稻和野生稻高产基因的发掘、根系生物学育种研究4个方面展开遗传育种探索。     

台湾农作物育种动态与闽台良种合作

从农作物种源收集与利用,品种权保护措施,水稻、果树育种现状,农作物育种技术趋势4个方面介绍、分析台湾种业动态;并从加强农业种原及育种技术交流合作、制定以知识产权制度为导向的农业科技创新与合作机制、构建良种引进驯化推广技术服务机制3方面提出加强闽台种业合作,促进两岸共赢的对策建议。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-d2基因标签的建立与应用

建立抗稻瘟病基因的分子标记对培育抗稻瘟病品种有重要意义。研究利用71个广西地方菌株检测地谷对稻瘟病菌的抗性,并利用地谷中Pi-d2基因与广恢998等位基因在基因组序列上一个碱基的差异,设计出以抗病基因本身序列为引物的基因标签M-Pid2,通过分析地谷与广恢998的F2群体的基因型与对稻瘟病抗感分离的吻合度来验证该标签的准确性,用M-Pid2扩增62份水稻种质验证该标签的特异性。结果表明,地谷能抗71个地方稻瘟病菌株中的59个菌株,抗性频率达83.1%。用M-Pid2扩增地谷与广恢998的F2群体的基因型与其对稻瘟病的抗感分离完全吻合;用M-Pid2扩增62份水稻种质,仅在地谷中扩增出629bp特异条带。从而确认抗稻瘟病基因Pi-d2为地谷的主效抗稻瘟病基因,且在广西有育种利用价值;标记M-Pid2能准确用于抗稻瘟病基因Pi-d2的辅助选择。     

水稻不育系槟榔红A的选育

【目的】为了增加特种稻种质资源,解决白米不育系配组红香米杂交稻F1易混杂白米,影响米质的问题。【方法】采用常规育种方法,将低直链淀粉含量的亲本材料与带香味的亲本材料进行杂交、回交、转育等。【结果】育成直链淀粉含量为11.07%、香味明显、食用口感佳的水稻三系不育系槟榔红A,为红香米三系杂交稻的配组应用提供了新的种质资源。