水稻花时调控研究进展

花时调控对水稻(Oryza sativa L.)生产具有积极意义。上午提早花时是避免水稻开花期遇高温引起颖花不育的有效措施之一,而不育系与恢复系的花时同步是水稻杂交制种获得高产的重要条件。总结了遗传因素、环境条件和植物激素对水稻花时的影响,探讨了花时调控的机制,提出了花时研究中今后应重点关注的问题。     

人工调节杂交水稻不育系花时的研究进展

不育系的花时特性如始花期迟、同穗颖花间开花分散度大、闭颖率高等不利于异交的特性,是制约制种产量的核心因素.近年来,国内外已有不少学者对水稻开颖机理和不育系花时的人工调控进行了探索,在水稻穗部的形态结构、生理与颖花开放的关系,温度与CO2等外因促进颖花开放的效果,人工喷施"920"、茉莉酸甲脂、赶露水和外施肥料调节不育系花时等方面的研究进展尤为明显.未来研究的重点应放在茉莉酸甲脂调花的机理及其与其他调花技术的关系、调花技术的实用化等方面.     

杂交水稻制种花时不遇的生态生理机制研究：I 花时间步指数研究

在研究杂交水稻制种父母本逐时开花动态特征的基础上，讨论了以午前花率和父母本颖花相遇率来评价花时同步程度的局限性，提出了评价父母本花时同步程度的新标准－花时同步指数，并给出了其数学表达式和计算方法，为开花习性的研究提供了理论依据。     

杂交水稻制种花时不遇的生态生理机制研究Ⅰ花时同步指数研究

在研究杂交水稻制种父母本逐时开花动态特征的基础上，讨论了以午前花率和父母本颖花相遇率来评价花时同步程度的局限性，提出了评价父母本花时同步程度的新标准——花时同步指数，并给出了其数学表达式和计算方法，为开花习性的研究提供了理论依据。     

籼稻与粳稻花时对茉莉酸甲酯（MeJA）响应的敏感性差异

【目的】籼粳稻杂交可产生明显的杂种优势,是培育高产多抗品种的主要途径,但是籼稻花时早,粳稻花时晚,两者花时不遇的困难直接影响籼粳间杂种优势的充分利用。喷施茉莉酸甲酯（MeJA）可有效促进水稻花时提前,本文旨在研究MeJA对籼粳稻花时性状的调控效果及其敏感性差异,为亚种间杂交稻制种产量的提高和籼粳稻杂种优势的直接利用提供理论依据。【方法】以6个籼稻和6个粳稻品种为试材,2012年和2013年分别种植于沈阳农业大学水稻研究所试验田。试验按随机区组设计,3次重复。于调查花时性状的前一日17：00、当日6：00及8：00分别喷施0.04、0.4和4 mmol•L-1浓度的MeJA,调查始花时、盛花时、终花时。花时的判断标准以一天中稻穗上第一朵颖花开放的时间作为始花时,以一天中颖花开放最多且最集中的时间作为盛花时,以所有颖花都关闭的时间作为终花时,并计算始花至盛花的持续时间（简写为始－盛时间）、盛花至终花的持续时间（简写为盛－终时间）、始花至终花的持续时间（简写为始－终时间）。【结果】对于6个籼稻品种,喷施上述3种浓度的MeJA都能极显著地促进颖花提前开放,且不同浓度处理之间未见显著差异,与对照相比差异达极显著水平;对于6个粳稻品种,喷施高浓度（4 mmol•L-1）与中浓度（0.4 mmol•L-1）的MeJA可极显著促进花时提前,且高浓度与中浓度MeJA处理之间有极显著差异,喷施低浓度（0.04 mmol•L-1）的MeJA处理与对照相比差异不显著。籼粳稻的始－盛时间,盛－终时间在喷施不同浓度MeJA处理下与对照相比并未表现出明显的规律,但喷施不同浓度的MeJA都能极显著延长籼稻开花持续时间（始－终时间）,而对粳稻的影响不明显。对于籼稻品种,不同时间喷施MeJA处理之间的花时性状没有显著差异;对于粳稻品种,前日17：00与当日6：00的处理与当日8：00处理间的始花时差异显著。进一步比较了MeJA对籼粳稻开花促进程度上的差异,喷施高浓度（4 mmol•L-1）的MeJA对籼粳稻开花的促进程度没有显著差异,而低浓度（0.04 mmol•L-1）和中浓度（0.4 mmol•L-1）的处理对籼稻开花的提前程度明显高于粳稻。【结论】MeJA确能显著促进籼粳稻的开花,籼稻对MeJA调控的敏感性强于粳稻。籼稻不仅能够响应高浓度的MeJA（4 mmol•L-1）也能响应低浓度的MeJA（0.04 mmol•L-1）,而粳稻只能响应较高浓度的MeJA（4 mmol•L-1 , 0.4 mmol•L-1）。籼稻对MeJA调控响应所需的时间较短,而粳稻对MeJA调控响应所需的时间较长。促进粳稻品种开花的最优组合是前日17：00喷施4 mmol•L-1的MeJA,对籼稻品种,促进花时提前的最优组合因具体品种而异,以0.04 mmol•L-1的MeJA于早晨喷施最为经济有效。     

三十烷醇对杂交水稻制种的效果初探

<正> 因地制宜地推广杂交水稻,是本地区粮食增产的重要途径.但目前在杂交水稻制种过程中,往往由于父母本的播种期安排不当,或肥水管理不善以及秧苗素质的差异、气候影响等因素,导致父母本植株的花期、花时不遇,造成结实率低和产量不稳等问题.各地采取错开播插期、调整种植方式、人工割叶剥苞、喷施"九二○"等调控措施,虽能解决花期不遇的矛盾;但对因父母本植株开花习性的差异所     

巧用"四花"技术提高制种产量

杂交稻制种产量的高低,主要取决于母本结实率的高低、。笔者从事杂交水稻制种工作多年,通过认真观察研究,认为无论"三系"还是"两系"杂交稻制种,只有掌握"四花"特性(父母本花期是否相遇、花时是否吻合、花位是否适宜及父本花粉量是否充足四个方面),采取相应措施,一定能够取得制种高产,具体内容介绍     

水稻雄蕊发育晚期赤霉素生物合成特性分析

[目的]赤霉素(GA)广泛参与调控植物的种子萌发、节间伸长、纤维发育、叶片伸展、花器官发育等过程.通过分析水稻雄蕊发育晚期赤霉素的生物合成特性来探究赤霉素在水稻颖花开放过程的调控作用.[方法]以中花11为材料,利用Real-time PCR鉴定开花前2 d至颖花开放期间,雄蕊中赤霉素生物合成关键酶OsGA20ox和Os...     

杂交水稻制种的花期调控技术

花期相遇是杂交水稻提高异交结实率、保证产量的前提和重要条件。从抽穗杨花期的选择和安排、花期相遇标准、播差期的确定和安排、花期的预测及调节等方面介绍了杂交水稻制种的花期调控技术,以期指导杂交水稻制种工作。     

常熟市杂交水稻制种风险分析与对策

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,杂交水稻在实际农业生产中有着极大的优势。但杂交水稻的制种水平由于受台风、低温、连续阴雨等气候因素的影响有着较大差异,因此加强多方面措施来应对制种风险显得尤为重要。介绍了常熟市杂交水稻繁育推广情况、杂交水稻制种产量现状,分析了杂交水稻制种风险,并提出了对策,以期为降低常熟市杂交水稻制种风险提供参考。     

5G水稻的演变和发展

近百年来,随着现代稻作农业的发展,水稻Oryza sativa L.品种不断地更新换代。根据水稻品种的遗传基础、特征特性及演变规律,本文把水稻品种分为5个世代（G）。第1代（1G）为高秆水稻,第2代（2G）为半矮秆水稻,第3代（3G）为亚种内杂交水稻,第4代（4G）为亚种间渗入水稻,第5代（5G）为亚种间杂交水稻。在5代水稻中,1G高秆水稻在20世纪60年代后被半矮秆水稻替代,之后基本没有大面积种植。2G半矮秆水稻、3G亚种内杂交水稻和4G亚种间渗入水稻从推广应用至今仍然在使用。5G亚种间杂交水稻即将面世。每一代水稻的出现,都是水稻品种的一次重大创新,都带来水稻育种和生产的变革。认识水稻世代的演变规律,对于把握水稻的发展方向具有重要意义。     

水稻颖花开放机理研究进展

 综述了禾本科植物浆片膨大启动开花的机理;提出颖花开闭为一种植物膨压运动的概念;探讨了茉莉酸类植物激素等因素对水稻颖花开放的调控及其机理。     

Current progress on genetic interactions of rice with rice blast and sheath blight fungi

Analysis of genetic interactions between rice and its pathogenic fungi Magnaporthe oryzae and Rhizoctonia solani should lead to a better understanding of molecular mechanisms of host resistance, and the improvement of strategies to manage rice blast and sheath blight diseases. Currently, dozens of rice resistance (R) genes against specific races of the blast fungus have been described. Among them, ten were molecularly characterized and some were widely used for breeding for genetic resistance. The Pi-ta gene was one of the best characterized rice R genes. Following the elucidation of its molecular structure, interaction, distribution, and evolution, user friendly DNA markers were developed from portions of the cloned genes to facilitate the incorporations of the Pi-ta mediated resistance into improved rice varieties using marker assisted selection (MAS). However, rice blast is still a major threat for stable rice production because of race change mutations occurring in rice fields, which often overcome added resistance based on single R genes, and these virulent races of M. oryzae pose a continued challenge for blast control. For sheath blight, progress has been made on the exploration of novel sources of resistance from wild rice relatives and indica rice cultivars. A major quantitative trait locus (QTL), named qSB9-2, was recently verified in several mapping populations with different phenotyping methods, including greenhouse methods. The ability to identify qSB9-2 using greenhouse methods should accelerate the efforts on the qSB9-2 fine mapping and positional cloning.     

水稻颖花开放前花器官茉莉酸水平变化及浆片茉莉酸信号基因表达分析

【目的】水稻颖花开放是由浆片膨大所启动的,并与花丝伸长和花药开裂同步发生。脂类衍生的茉莉酸（JA）激素在植物生殖发育中发挥重要调控作用。本文分析水稻颖花开放过程中花器官JA水平及浆片JA信号基因表达的动态变化,以进一步揭示内源JA信号在水稻颖花开放中的作用。【方法】以粳稻中花11颖花自然开放前18 h（18 h BF）和临近开放时0 h（0 h BF）的颖花器官（小穗梗、内外稃、浆片、雄蕊、雌蕊）为试验材料。100 mg液氮研磨的样品经甲醇﹕水﹕乙酸（80﹕19﹕1,体积比）混合液提取、氮气浓缩和0.22 μm滤膜过滤后,直接应用超高速液相色谱-电喷雾-质谱系统（UFLC-ESI-MS）测定JA含量。Trizol试剂提取水稻总RNA,DNaseⅠ消化残存的基因组DNA,M-MLV逆转录酶合成第一链cDNAs。JA生物合成和信号转导相关基因的表达分析采用SYBR Green实时定量 PCR技术,以水稻GAPDH作内参。试验设置2次生物学重复,差异显著性分析采用t测验。【结果】水稻颖花开放前18 h,花器官中小穗梗JA水平（16.0 ng·g^-1 FW）最高,内外稃次之（6.1 ng·g^-1 FW）,雄蕊、浆片和雌蕊极低（小于4.0 ng·g^-1 FW）。颖花开放时,小穗梗JA水平下降了69%,内外稃升高了71%,雌蕊、雄蕊和浆片JA水平分别上升至19.0、77.2和52.4 ng·g^-1 FW。颖花开放时雄蕊和浆片的JA水平显著高于其他花器官,而小穗梗JA含量最低。与JA水平变化相一致,颖花开放时JA生物合成相关基因OsDAD1、OsAOS1、OsAOC及OsOPR7在雄蕊和浆片中的表达大幅上升,在内外稃中略有上升,而在小穗梗中的表达明显下调。但是,颖花开放时这些JA生物合成相关基因在雌蕊中的表达不上调,与JA水平变化不一致。OsLOX2和OsAOS2在小穗梗和内外稃中的表达水平较高,而在浆片、雄蕊、雌蕊中的表达水平极低。伴随颖花开放时浆片JA水平的大幅上升,浆片JA信号转导途径相关基因OsJAR1、OsCOI1b以及13个OsJAZs的表达也明显上调。其中,OsJAZ11的表达水平上升幅度最大,升高了近520倍。然而, OsJAR2、OsCOI1a、OsCOI2、OsJAZ5和OsJAZ15在浆片中的表达没有上调。【结论】内源JA在水稻颖花器官中的分布具有组织和发育时期特异性。结合外源JA对水稻颖花开放的灵敏诱导,颖花开放时浆片JA的积累以及JA生物合成和信号转导途径相关基因的差异性激活,强烈表明内源JA信号介导水稻浆片膨大的调控。     

Characterization and fine mapping of RTMS10, a semi-dominant reverse thermo-sensitive genic male sterile locus in rice

The discovery and application of environment-sensitive genic male sterile (EGMS) rice germplasm provide an easy method for hybrid rice breeding and have made great contributions to hybrid rice production. Typically, the photoperiod- and thermo-sensitive GMS (P/TGMS) lines utilized in two-line hybrid systems are male sterile under long day or/and high temperature but fertile under short day or/and low temperature conditions. However, YannongS (YnS), a reverse TGMS (rTGMS) line, is sterile under low temperature (<29°C) and fertile under high temperature (>29.5°C). Here, we report a genetic study on the rTGMS trait in YnS. Interestingly, the F₁ plants of the cross between YnS and a cultivar, L422, were male sterile at 22°C and completely fertile at 27°C. Moreover, the segregation ratio of fertile and sterile individuals in YnS/L422 F₂ populations changed from 1:3.05 to 2.95:1 when the ambient temperature increased, showing that the rTGMS trait exhibits semi-dominance in YnS. We further found a locus on chromosome 10, termed RTMS10, which controls the rTGMS trait in YnS. We then finely mapped RTMS10 to a ～68 kb interval between markers ID13116 and ID1318 by YnS/L422 BC₆F₂ populations. A near iso-genic line (NIL) NL1 from the BC₆F₃ generation was developed and the pollen of NL1 became abnormal from the meiosis stage under low temperature. In summary, we identified an rTGMS locus, RTMS10, and provided co-segregated markers, which could help to accelerate molecular breeding of rTGMS lines and better understand the rTGMS trait in rice.     

Physiological analysis on pre-harvest sprouting in recombinant inbred rice lines

Pre-harvest sprouting (PHS) in rice production is usually caused by high temperature and humidity or continuous rains. It frequently happens in F₁ in hybrid rice seed production. The PHS or “Physiologically germinated” seeds are of lower quality, by which the hybrid rice seed production is badly affected every three years at a loss of 20% or even 50% yield in seed production over the vast Yangtse River Valley and Southwest China. It is estimated that PHS causes an average decrease of seed activity by 10%. A recombinant inbred line population including 304 lines, derived from a cross between Indica rice (Oryza sativa L.) cultivars Zhong-156 and Gumei-2, was used to study the PHS physiology. Based on the data of sprouting rate in panicles and sprouting rate in grains, two kinds of lines, namely easy-to-sprout lines and hard-to-sprout lines, were selected to investigate their physiological differences when PHS happened. The experiment was conducted in a special field with a microclimate of higher temperature and humidity. The results indicated that it was easier to produce PHS from the female parent GM-2 than the male parent ZH-156, besides, the GA₁ content and amylase activity in GM-2 grains were higher than those in ZH-156. However, the abscisic acid (ABA) content in GM-2 grains was lower than that in ZH-156. Higher temperature and higher humidity facilitated the GA₁ increment from milk ripe stage to yellow ripe stage. GM-2 and the easily-sprouting lines showed an even higher increase in GA₁ than ZH-156 and the hardly-sprouting lines, which enhanced the amylase activity and induced pre-harvest sprouting. This may be the physiological basis for pre-harvest sprouting induced by higher temperature and higher humidity, and these special characteristics must be inherited from their parents. __________ Translated from Acta Agronomoca Sinica, 2006, 32(5): 728–733 [译自: 作物学报]     

籼型三系杂交晚稻稻米品质性状杂种优势的遗传分析

以6个籼型野败三系不育系为母本,5个晚籼恢复系为父本,进行不完全双列杂交,采用朱军提出的禾谷类作物种子数量性状的遗传模型和统计分析方法对杂交晚稻稻米品质性状的杂种优势进行遗传分析.结果表明:在杂交晚稻组合F2代稻米的糙米率、精米率、整精米率、粒长、长宽比、垩白粒率、垩白度、透明度、碱消值、胶稠度和直链淀粉含量等11项品质性状中普遍存在正向平均优势;除碱消值和直链淀粉含量外,也比较普遍存在正向超亲优势.并提出了在进行三系杂交晚稻组合品质育种时,合理利用有利的正向杂种优势和避免不利的正向杂种优势的建议.     

超级杂交稻两优培九高产的光合特性及其生理基础

超级杂交稻两优培九(培矮64S/9311)是中国超级稻计划完成第一步目标的标志性品种,与其亲本籼稻9311和之前大面积种植的当家杂交籼稻汕优63相比,具有明显的产量超亲优势和竞争优势,近15年来累计种植面积遥居杂交稻首位。两优培九稻谷产量高的生物学基础是源于优良光合特性而获得较高的生物学产量,因此,研究其光合特性及其生理基础,有助于了解高产杂交稻生长优势的光合特征和利用探索性育种技术提高水稻光合性能,为杂交稻超高产育种和栽培提供理论基础和技术途径。多年较系统的研究发现,与9311和汕优63相比,两优培九在正常生长和衰老过程中,光能吸收、传递和转化效率及碳同化等方面均具有优势,Pn较高,光合性能优异。表现在对强光和弱光、UV-B辐射增强的适应性或耐受能力及抗衰老能力更强;具有多种抵御偏低或过高温度的策略,对不良温度的适应性或耐受能力更强;水分亏缺造成的伤害较轻;光合速率随施用氮肥量的增加而提高,低氮或高氮条件下,均具有光合能力的比较优势;光合作用对大气CO_2浓度升高、土壤pH、盐胁迫等环境条件的适应能力更强。两优培九优异的光合性能与其光合机构和酶学基础有关,表现为叶绿体类囊体膜基粒数多、片层高而长、垛叠密集;叶绿素含量高,出现衰老特征晚,生育后期叶绿体衰败、叶绿素分解速度较慢;具有更高的Rubisco初始羧化活性、总羧化活性和活化率;C4光合途径酶活性较高,在低光强下仍有较高的碳同化效率,CO_2补偿点和光呼吸活性均较低;叶片的SOD、POD等抗氧化酶含量和活性均高,内源O2.-、H_2O_2含量低,抗膜脂过氧化能力较强。笔者认为,高产杂交稻育种要做到"遗传上有性状杂种优势,形态上有优良光合株型,功能上有优异光合性能"的遗传、形态和功能"三优"相结合;探究两优培九C4特性与高光合性能的联系和研究新的更高产杂交稻的光合特性,有助于加深对高产杂交稻光合生长优势的理解和探索针对性技术促进C4光合功能等,从而进一步提高光合生产以至于稻谷产量。     

微管解聚剂、呼吸作用抑制剂与MeJA对水稻颖花开放的影响

以水稻离体穗为材料,探讨微管解聚和呼吸作用与MeJA诱导水稻颖花开放的关系.结果表明:微管解聚剂秋水仙紊(oolchicine)和氟乐灵(trifhtralin)不能促进水稻颖花开放.MeJA处理稻穗后,在0-24 min呼吸抑制剂氮化钠NaN3强烈抑制开颖,27 min后(NaN3)抑制效应减弱,33 min后抑制效应不明显.