水稻稻穗可视化模拟研究及其实现

通过对水稻稻穗形态结构的观测分析,提出了基于稻穗形态特征参数的三维形态数学模型及其实现方法。水稻稻穗模型的建立过程包括穗轴造型、枝梗造型及小穗造型3个阶段,该模型具有较高的真实感,可控性强,能满足虚拟水稻数字化设计的需要。     

基于子结构的稻穗L系统模型模拟研究

通过对稻穗形态结构分析,在建立稻穗小穗、枝梗、穗轴几何结构模型的基础上,利用子结构算法对模型中的相似结构进行了优化,并结合L-系统建模机制构建了交互式L系-统稻穗模型,从而实现了对稻穗几何形态结构的模拟。仿真结果表明,该方法能较为快速、真实地模拟稻穗形态。     

基于子结构的稻穗L系统模型模拟研究

由于稻穗形态结构较为复杂,为了降低其模型复杂度,快速实现稻穗形态结构模拟,提出了一种基于子结构算法的交互式L-系统稻穗建模方法。通过对稻穗形态结构分析,在建立稻穗小穗、枝梗、穗轴几何结构模型的基础上,利用子结构算法对模型中的相似结构进行优化,并结合L-系统建模机制构建交互式L-系统稻穗模型,实现了对稻穗几何形态结构的模拟。仿真结果表明,该方法能较为快速、真实地模拟稻穗形态,对其他作物的建模具有较好的参考价值。     

稻穗结构遗传分析的研究简报

通过对12个水稻F_1杂种和2个品种的稻穗构成因子研究表明:在诸个稻穗构成因子中,主穗小穗数,一次枝梗数的遗传力最高;与主穗小穗数呈极显著遗传正相关的稻穗构成因子是一次枝梗数和二次枝梗数;一次枝梗数的通径系数最大,所以,它对主穗小穗数的直接效应最大。根据试验结果,以一次枝梗数多且配合力好的基因型作亲本,容易获得大穗型的杂种一代。     

培矮64s／E32产量构成因素和穗部性状的杂种优势及相关分析

以大穗型杂交稻培矮64s/E32及其亲本以及对照组合汕优63为供试材料，对产量构成因素和穗部性状进行了分析。结果表明，该组合二次枝梗数多是形成大穗的基础，其二次枝梗数和每穗总粒数的杂种优势分别为62.74%和48.16%，超亲优势分别为30.06%和32.18%。千粒重、结实率等性状的杂种优势表现不突出，单株穗数等性状的杂种优势则为负值，用着粒密度指数对稻穗及其枝梗的着粒密度进行了分析，培矮64s/E32的穗着粒密度指数为7.40，枝梗着粒密度指数为1.20-1.52，其稻穗基部二次枝梗的着粒密度偏高。对产量构成因素及穗部性状之间的相关分析表明，单穗谷重、穗长、穗着粒密度指数、每穗总粒数、一次枝梗谷粒数和二次枝梗谷粒数这6个性状相互之间均存在极显著的正相关，r值为0.651785-0.994344，而结实率与上述性状的相关性均不显著。     

水稻穗部性状特点初步分析

分析一次枝梗数相同的8个品种穗部性状的结果表明 :单株产量、穗数与穗粒重三者构成闭合回路 ,通过次枝梗总长、穗长与产量三因素相联系 ;一次枝梗粒数、秕粒数及粒重在穗轴各节位的分布均匀 ,品种间差异不明显 ,一次枝梗长在穗轴上的分布可分为中下位优势型、中位优势型和中上位优势型 ;二次枝梗个数与粒数在穗轴上呈梭型分布 ,最大值出现在中部及中下部节位 ,穗轴不同节位二次枝梗结实率上部>中部>下部。     

籼粳杂交稻枝梗和颖花形成的播期效应

【目的】探讨播期对不同籼粳杂交稻穗粒数形成规律的影响。【方法】以杂交稻偏粳型中熟中粳甬优8号、偏籼型迟熟中粳甬优15号、中熟晚籼钱优2号和常规品种迟熟中粳浙粳88为材料,通过分期播种研究不同类型水稻枝梗和颖花分化与退化的特性及其与籼粳性成分的关系。【结果】籼粳杂交稻甬优8号及甬优15号每穗总颖花分化数均显著高于籼稻钱优2号和粳稻浙粳88;甬优品种的一次枝梗及颖花分化数显著高于籼、粳稻,二次枝梗和颖花分化数以偏籼型品种甬优15号和钱优2号较高,而甬优8号二次颖花分化数与钱优2号的基本持平。随播期推迟,每穗总颖花分化数显著降低,尤为二次颖花分化数,而一次颖花分化数以适期播种最高。甬优8号和钱优2号总颖花分化数以早播显著高于适期播种和迟期播种,甬优15号则以适期播种最高,适期播种能显著提高籼粳杂交稻品种甬优8号和甬优15号的一次颖花现存数,主要体现在稻穗中上部与穗基部、顶部,这与其较高的一次枝梗分化能力有关。不同播期间,各类型品种稻穗不同部位一次枝梗上的二次枝梗分化数从穗基部到穗顶部总体呈下降趋势,而二次枝梗和颖花现存数、二次颖花分化数总体呈现“先升后降”的趋势。其中甬优8号不同部位一次枝梗上二次枝梗和颖花现存数的早播优势主要体现在穗中上部位,钱优2号早播的优势为稻穗中下部,甬优15号适期播种的优势主要体现在穗顶部,而浙粳88迟播的影响主要体现在稻穗基部。相关分析表明,各类型品种粳性成分与稻穗总颖花分化数及一次、二次枝梗和颖花分化数均呈极显著抛物线关系,相关系数分别为0.8172、0.9416、0.9004、0.8718和0.7988。【结论】与籼、粳稻相比,籼粳杂交稻具有较多的枝梗数和颖花数。推迟播期,降低每穗颖花分化数和二次枝梗分化数;早播有利于中熟品种颖花和二次枝梗的形成,而适期播种对迟熟品种的效应较好。不同播期下各类型品种粳性成分与稻穗枝梗和颖花呈极显著相关。     

浅谈穗部性状育种

通过分析不同学者对水稻穗部性状的穗型、穗重、穗粒分布的研究结果,提出进一步发挥水稻增产潜力的新品种的选择,穗部性状应注重直立偏大穗型或穗数型、二次枝梗的子粒在穗轴上分布偏上位。     

大穗型杂交粳稻产量构成因素协同特征及穗部性状

【目的】旨在探讨大穗型杂交粳稻库容构成特征及其穗部性状,探索其群体生产力增长途径。【方法】采用大田试验,以具有代表性的8个大穗型杂交粳稻品种（A18/F7562、A2/F7563、A20/F7501、A5/F9249、A2/F7513、A20/F7503、甬优8号和甬优13号）和2个中等穗型常规粳稻品种（武运粳7号和武粳15）为材料,对大穗型杂交粳稻产量构成特征、群体颖花量、库容量、穗部性状等进行系统的研究。【结果】大穗型杂交粳稻产量、群体颖花量、库容量、穗长、着粒密度、单穗重、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数和每穗二次枝梗总粒数显著或极显著高于中等穗型常规粳稻,穗数、结实率、千粒重、一次枝梗结实率和二次枝梗结实率极显著低于中等穗型常规粳稻。随着每穗粒数的增加,大穗型杂交粳稻产量、群体颖花量、库容量和二次枝梗结实率先增后减,穗长、着粒密度、单穗重、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数和每穗二次枝梗总粒数不断增加,穗数、结实率、千粒重、一、二次枝梗数比值、一、二次枝梗总粒数比值和一次枝梗结实率不断降低,除产量、库容量和二次枝梗结实率外其它与每穗粒数的相关均达到显著或极显著水平。每穗粒数的提高由中等穗型到偏大穗型,主要依靠一次枝梗的贡献,而由偏大穗型到大穗型以及特大穗型和超大穗型,则主要依靠二次枝梗的贡献。在满足一定穗数和具备稳定的结实率的基础上,提高千粒重,是充分利用大穗型杂交粳稻获取超高产的关键;提高群体颖花量是增加产量的基础,而提高库容量是增加产量的重点,在提高群体颖花量的同时还需兼顾千粒重的稳定。【结论】在本试验条件下,大穗型杂交粳稻每穗粒数250左右时穗粒结构合理,群体颖花量高,库容充实足,产量最理想。随着水稻品种和栽培技术的不断进步,其最适值还将可能更高。     

膜下滴灌旱种对寒地水稻穗部性状和产量的影响

以94份寒地早粳稻品种(系)为材料,采用随机区组试验设计,研究膜下滴灌旱种对寒地水稻穗部性状和产量的影响。结果表明:膜下滴灌旱种对寒地水稻穗长、单穗质量、一次枝梗数、二次枝梗数和理论产量的影响具有双向性;膜下滴灌旱种增加了单穗质量和一次枝梗数的变异度,减少了穗长、二次枝梗数和理论产量的变异度;理论产量对膜下滴灌旱种的反应较敏感;穗长较长、单穗质量较大、一次枝梗数较多、二次枝梗数较多的水稻种质具有相对较强的旱种适应性;穗长、单穗质量、一次枝梗数、二次枝梗数对膜下滴灌旱种反应较敏感的材料,一般其理论产量对膜下滴灌旱种的反应较敏感。     

水稻生长日历模拟模型及其应用的研究——Ⅱ.水稻产量因子形成和发育年龄增长的模拟

本文介绍了水稻生长日历模拟模型 RICAM 的两个子模型:库容量子模型和发育年龄子模型.前者描述光合产物的容纳能力,牵涉到穗、粒数的多少和结实率的高低,即产量因子的形成;后者量化水稻生理年龄随时间不断增大的过程,牵涉到发育阶段、叶龄与叶龄指数,以及它们与器官建成间的关系.     

重穗型籼粳杂交稻甬优6号超高产生理特性

【目的】探明籼粳杂交稻甬优6号的重穗、超高产与生理特性的关系。【方法】以重穗型籼粳杂交稻甬优6号、轻穗型常规晚粳稻秀水63和中穗型籼型杂交晚稻汕优63为试验材料,进行组合(品种)间物质生产过程中的"源、流、库"等生理特性的对比考查与测定,研究和探讨甬优6号超高产的生理特性。【结果】重穗型籼粳杂交稻甬优6号突出的生理特性是:①"源足",表现为叶面积指数大、叶片功能期较长、叶绿素含量多、叶片光合速率高、比叶重和粒叶比较大;②"流畅",为齐穗期单株茎鞘物质向成熟期的穗部输出量大、输出率和转换率高;③"库大",为单位面积总颖花量和有效颖花量多、库容量大、穗重5g以上;④"根强",为次生根发达、根量大、根活力强、根冠比值高,为地上部生长健壮抗倒、活熟到老并实现超高产提供根本保障。【结论】从重穗型的甬优6号优良生理特性得到启示:为实现籼粳杂交稻的超高产目标,育种者在选择亲本,尤其是筛选F1代时,应着重鉴别亲本、新组合物质生产过程中"源、流、库"的协调性,以及根冠比值的适宜大小。     

超级杂交稻Ⅱ优航1号高产栽培产量结构分析

【目的】揭示超级稻Ⅱ优航1号的高产结构特征。【方法】2005-2006年调查了75块Ⅱ优航1号不同产量水平的产量结构,进行相关分析和通径分析。【结果】结果表明,每穗粒数对产量的贡献为61.47%,每公顷穗数为25.59%,结实率为9.32%。每公顷穗数和每穗粒数对每公顷总粒数的贡献分别为35.48%和62.70%。每公顷总粒数对库容量的贡献为99.96%。库容量对稻谷产量的贡献89.05%,结实率的贡献为10.23%。【结论】说明Ⅱ优航1号超高产的关键是应培育足穗大穗,增加单位面积的总粒数,扩大库容量,并注重提高结实率。     

立体生态区水稻定量促控栽培技术的增产机理

【目的】检验水稻定量促控栽培技术（RP）的适应性,并探索其增产机理。【方法】于2008-2009年在云南省6个生态区,以当地的主栽品种为材料,设置RP技术与常规栽培技术的对比试验,调查叶龄、茎蘖数、产量及其构成因素。【结果】在6个生态区RP技术显著增产,2008年籼、粳稻分别增产16.0%和15.8%;2009年分别增产18.3%和15.3%;与常规栽培技术相比,RP技术增加穗肥的用量促进了颖花的分化并降低了颖花的退化,从而促进大穗的形成,提高了穗粒数。【结论】RP技术通过降低基本苗和高峰苗提高茎蘖成穗率,获得更多的有效穗,通过重施穗肥促进大穗的形成,显著扩大库容量,最终获得高产。基于此提出了不同生态区12 t•hm-2水稻高产的群体指标。     

水稻产量性状杂种优势的QTL定位

 【目的】利用QTL定位方法检测水稻产量性状杂种优势QTL,并解释杂种优势产生的可能分子机理。【方法】利用重组自交系与亲本协青早B构建BC1杂种群体,通过两地重复试验,以中亲优势考察6个产量性状的杂种优势表型,利用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法检测其QTL。【结果】多数产量性状均表现出较强的杂种优势。在两地试验中,共检测到20个产量性状杂种优势QTL,分布在水稻第2、3、6、7、8、10等6条染色体上,包括3个控制单株产量杂种优势的QTL、2个控制单株穗数杂种优势的QTL、6个控制每穗总粒数杂种优势的QTL、4个控制每穗实粒数杂种优势的QTL、4个控制结实率杂种优势的QTL和1个控制千粒重杂种优势的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.90%—12.85%。【结论】检测到控制6个产量性状杂种优势的20个QTL,其中qHNP-3、qHTNSP-7、qHNFGP-7、qHSF-7、qHTGWT-3 5个QTL在两地试验中稳定表达;检测到的20个杂种优势QTL中,有13个与在RIL群体中检测到的QTL重叠,重叠率达65%,因此,认为来自纯系的产量性状加性效应对杂种优势产生具有重要贡献。     

超级稻群体籽粒库容特征的初步研究

【目的】探索超级稻群体库容形成及其构成特征。【方法】以具有代表性的5个籼型超级稻为材料,用汕优63为对照,比较研究超级稻群体籽粒库容构成及特征。【结果】 (1)不同试点的超级稻品种均显著或极显著比对照增产,群体颖花量的增加是产量增加的直接原因。培育大穗是超级稻扩大库容量、增加颖花量的主要途径,而增穗并不能扩增群体总颖花量。(2)大穗是通过两种途径协调实现的:一是增加一次枝梗数及其上的平均着粒数,二是增加二次枝梗数但稳定二次枝梗上的平均着粒数; 其中增加二次枝梗数及其总粒数是主要的; 超级稻在一、二次枝梗数增加的同时,通过稳定二次枝梗上的平均着粒数而增加一次枝梗上的平均着粒数,优化颖花分布,提高全穗结实率而增加单穗籽粒重; 超级稻单穗重达4.0 g 以上, 平均比对照增重10.9% 。(3)超级稻产量潜力高,最大库容达870 kg/667m2，显著高于对照,平均增幅近10%；但最高库容有效充实度在品种间、试点间变化较大,并无稳定优势,平均为80.3%，略低于对照，故因种因地栽培是实现超级稻稳定超高产的关键。【结论】超级稻在稳定适宜穗数的基础上通过协调增加一次枝梗数和二次枝梗数及其平均着粒数来增大穗型,通过优化一、二次枝梗上颖花分布来提高结实率从而增加单穗重。