中国杂交水稻与常规稻产量和稻谷品质的比较分析

以2001—2002年国家和省级农作物品种审定委员会审定的383个水稻品种为材料,对杂交水稻和常规稻在区域试验中的平均产量和主要稻谷品质性状进行了比较分析。结果表明：杂交籼稻平均产量为7.720 t/hm^2,比常规籼稻高11.72%,达极显著水平;杂交粳稻平均产量为8.991 t/hm^2,比常规粳稻高6.91%,达显著水平。籼、粳杂交稻整精米率和直链淀粉含量的优质达标率均高于常规稻,但垩白粒率和垩白度的优质达标率均明显低于常规稻,垩白粒率和垩白度是籼、粳杂交稻品质改良的重点,其中杂交籼稻还应加强胶稠度的改良;垩白度、整精米率和垩白粒率为籼、粳常规稻品质改良的重点,其中常规籼稻还应注重直链淀粉含量的改良。     

中国杂交籼稻品质改良现状分析

了解中国杂交籼稻品种的品质改良现状,对准确把握未来杂交水稻育种方向具有重要意义。分析了2001—2018年通过国家品种审定的971个(次)南方稻区杂交籼稻品种的整精米率、垩白粒率、垩白度、胶稠度和直链淀粉含量等5项主要品质性状指标。结果表明,"十五""十一五""十二五"和2016—2018年4个不同时期杂交籼稻优质率分别为22.4%、39.2%、36.1%和50.1%,优质化提升明显。18a来垩白粒率和垩白度的优质率提升最明显,分别由"十五"期间的37.1%和38.5%提升到2016—2018年间的81.9%和72.1%,但垩白粒率和垩白度的国优1级优质率仍然很低,2016—2018年间两系杂交籼稻分别仅为17.7%和6.0%,三系杂交籼稻分别仅为14.8%和8.2%,外观品质仍是杂交籼稻品质提升的瓶颈。杂交籼稻的"软米化"改良趋势明显,直链淀粉含量由"十五"期间的21.76%降低到2016—2018年间的16.52%。穗粒结构与品质性状存在显著相关性,大穗对提高整精米率、降低垩白粒率和垩白度有利,降低千粒重有利于全面改善稻米品质,尤其是提高整精米率,降低垩白粒率和垩白度。     

水稻长穗大粒RIL群体主要品质性状的遗传分析

为探讨水稻长穗大粒RILs群体主要品质性状的遗传规律,以自育的一个水稻长穗大粒品系FJCD与籼型三系恢复系IR24配制杂交组合,单粒传法构建含有178个株系的RILs群体(F11)为材料,分别在福州和沙县2个不同生态条件下种植,采用植物数量性状的主基因+多基因混合遗传模型及其相应的统计方法,研究水稻主要品质性状的遗传特征。结果表明:除了精米率呈多基因遗传外,其他9个品质性状的最适遗传模型符合主基因+多基因混合遗传。精米率、米粒长、米粒宽、米粒长宽比、透明度、碱消值和直链淀粉含量在不同环境中表现相似的遗传模型;整精米率、垩白度和垩白粒率表现不同的遗传模型。由主基因遗传率为主的有整精米率、米粒长、垩白粒率、垩白度、透明度、碱消值和直链淀粉含量;由多基因遗传率为主的有米粒宽和米粒长宽比。环境因素对碱消值的影响最大。在不同生态条件下稻米主要品质性状间的相关性有82.22%的比率表现较为一致,不因环境的变化而改变其相关性。因此,在稻米品质选择与鉴定时需对整精米率、垩白度和垩白粒率在多个特定环境中进行,才能提高育种效率;对由主基因和多基因遗传率为主的性状需分别采用不同选择方法和育种策略。     

不同籼型三系保持系的稻米品质相关性状分析

对16个籼型三系保持系稻米品质进行研究,考察了子粒的长宽比、千粒重、垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量等指标及指标间的相关性．品质评价结果表明．现有水稻品系G763B和新育品系422B的外观品质等级为1级．吉香B的外观品质等级为2级。相关性分析表明长宽比与垩白度、垩白粒率呈极显著的负相关：直链淀粉含量与垩白度呈极显著的正相关;粒宽与垩白度、垩白粒率呈正相关。     

高温对OsNRAMP5基因突变杂交稻及其父本结实率的影响

在前期已获得华占背景的OsNRAMP5基因突变材料P7及其与隆科638S背景的OsNRAMP5基因突变材料低镉1S配制的镉低积累杂交稻组合DG801的基础上，通过在衡阳和株洲两地进行分期播种试验，研究了高温对OsNRAMP5基因突变杂交稻及其父本结实率的影响。结果表明，孕穗期和开花期同时遇高温（日最高温度≥35℃），父本P7的结实率显著低于对照，而组合DG801与对照无显著性差异，说明OsNRAMP5基因突变材料对高温的耐受性可能与遗传背景相关，杂种优势的利用可能是提高OsNRAMP5基因突变材料对高温耐受性的有效途径。研究结果对通过突变OsNRAMP5基因培育镉低积累水稻及其生产应用提供了参考。     

稻米外观与加工品质对大气CO2浓度升高的响应

【目的】大气CO2浓度升高会降低水稻的外观与加工品质。为探明其下降机制并予以缓解,【方法】采用开放式大气CO2浓度升高(FACE)平台、两种栽培品种及其三种不同的基因调控遗传材料(中花11及其蒸腾调节材料ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30;中花11及其促冠根生长材料ERF3-7和ERF3-12;日本晴及其促硝酸盐吸收材料NIL),研究稻米外观与加工品质对CO2浓度升高的响应。【结果】稻米外观品质与加工品质对CO2浓度升高的响应因品种不同而异。CO2浓度升高下,中花11的垩白粒率和垩白度增加9.2%和4.4%,整精米率降低5.3%;而日本晴的垩白粒率和垩白度降低11.1%和7.9%,整精米率提升9.8%。蒸腾调节材料显著改善了CO2浓度升高对中花11外观与外观品质的负面效应,与当前CO2浓度相比,CO2浓度升高,ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30的垩白粒率相对变化量为?2.7%、?16.3%、?14.8%,+7.4%,垩白度为?8.7%、?22.3%、?15.1%、?3.0%,整精米率为+2.1%、+6.4%、+3.6%、?7.0%。促冠根生长材料加大了CO2浓度升高对中花11号外观与加工品质的负面效应,ERF3-7、ERF3-12的垩白粒率在CO2浓度升高下分别增加17.7%和11.5%,垩白度增加34.4%和19.1%,整精米率分别降低10.1%和0.8%。促硝酸盐吸收材料(NIL)的垩白粒率和垩白度在CO2浓度升高下无明显变化,整精米率下降4.2%。NIL的外观品质较日本晴明显改善,CO2浓度升高下垩白粒率和垩白度分别下降16.5%和17.9%,当前CO2浓度条件下分别下降26.3%和28.9%。【结论】未来CO2浓度升高条件下,通过基因改良促进水稻蒸腾作用和硝酸盐吸收是提升稻米外观与加工品质的有效途径之一。     

从丰优香占的育成谈优质杂交籼稻育种

对优质杂交籼稻丰优香占（粤丰A/R6547）及其亲本的特征特性和品质分析结果表明，丰优香占糙米率、长宽比、透明度、直链淀粉含量和碱消值接近双亲中值；整精米率明显高于双亲中值，偏向于高值亲本；垩白粒率、垩白度和胶稠度明显低于双亲中值，偏向于低值亲本；香味源自母本。针对杂交稻米垩白粒率高、垩白度大和胶稠度低的突出问题，提出优质杂交籼稻育种的关键是选育优质不育系和优质恢复系，特别是优质不育系的选育，通过广泛收集水稻种质资源，筛选理想材料作亲本，对现有不育系和恢复系进行遗传改良，优化组配，可达到培育优质杂交籼稻的目标。     

不同栽培措施对优质杂交稻两优2186稻米品质的影响

安排了插植规格、氮肥运筹方式、施用有机肥和后期水浆管理等不同栽培措施对两优2186稻米品质的影响试验,结果表明,随着插植密度增大,整精米率降低,垩白粒率、垩白度增加,蛋白质含量下降;在一定范围内,随着后期氮肥施用量的增多,精米率、整精米率提高,垩白粒率、垩白度下降,蛋白质含量提高,胶稠度变小,但后期氮肥施用量偏多,整精米率反而下降,垩白粒率、垩白度增加;施用有机肥整精米率提高,垩白率和垩白度下降,胶稠度增加,蛋白质含量下降;水稻籽粒灌浆期间,实行间歇灌溉,整精米率提高,胶稠度变软,稻米品质有所改善,实行断水管理,整精米率显著下降,垩白率、垩白度显著提高,米质外观变劣.     

稻米外观与加工品质对大气CO_2浓度升高的响应

【目的】大气CO_2浓度升高会降低水稻的外观与加工品质。为探明其下降机制并予以缓解,【方法】采用开放式大气CO_2浓度升高(FACE)平台、两种栽培品种及其三种不同的基因调控遗传材料(中花11及其蒸腾调节材料ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、Os KAT3-26、OsKAT3-30;中花11及其促冠根生长材料ERF3-7和ERF3-12;日本晴及其促硝酸盐吸收材料NIL),研究稻米外观与加工品质对CO_2浓度升高的响应。【结果】稻米外观品质与加工品质对CO_2浓度升高的响应因品种不同而异。CO_2浓度升高下,中花11的垩白粒率和垩白度增加9.2%和4.4%,整精米率降低5.3%;而日本晴的垩白粒率和垩白度降低11.1%和7.9%,整精米率提升9.8%。蒸腾调节材料显著改善了CO_2浓度升高对中花11外观与外观品质的负面效应,与当前CO_2浓度相比,CO_2浓度升高,ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、Os KAT3-26、Os KAT3-30的垩白粒率相对变化量为-2.7%、-16.3%、-14.8%,+7.4%,垩白度为-8.7%、-22.3%、-15.1%、-3.0%,整精米率为+2.1%、+6.4%、+3.6%、-7.0%。促冠根生长材料加大了CO_2浓度升高对中花11号外观与加工品质的负面效应,ERF3-7、ERF3-12的垩白粒率在CO_2浓度升高下分别增加17.7%和11.5%,垩白度增加34.4%和19.1%,整精米率分别降低10.1%和0.8%。促硝酸盐吸收材料(NIL)的垩白粒率和垩白度在CO_2浓度升高下无明显变化,整精米率下降4.2%。NIL的外观品质较日本晴明显改善,CO_2浓度升高下垩白粒率和垩白度分别下降16.5%和17.9%,当前CO_2浓度条件下分别下降26.3%和28.9%。【结论】未来CO_2浓度升高条件下,通过基因改良促进水稻蒸腾作用和硝酸盐吸收是提升稻米外观与加工品质的有效途径之一。     

稻米外观与加工品质对大气CO2浓度升高的响应

【目的】大气CO2浓度升高会降低水稻的外观与加工品质。为探明其下降机制并予以缓解，【方法】采用开放式大气CO2浓度升高(FACE)平台、两种栽培品种及其三种不同的基因调控遗传材料 (中花11及其蒸腾调节材料ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30; 中花11及其促冠根生长材料ERF3-7和ERF3-12; 日本晴及其促硝酸盐吸收材料NIL)，研究稻米外观与加工品质对CO2浓度升高的响应。【结果】稻米外观品质与加工品质对CO2浓度升高的响应因品种不同而异。CO2浓度升高下，中花11的垩白粒率和垩白度增加9.2%和4.4%，整精米率降低5.3%；而日本晴的垩白粒率和垩白度降低11.1%和7.9%，整精米率提升9.8%。蒸腾调节材料显著改善了CO2浓度升高对中花11外观与外观品质的负面效应，与当前CO2浓度相比，CO2浓度升高，ZmK2.1-15、 ZmK2.1-20、OsKAT3-26、OsKAT3-30的垩白粒率相对变化量为−2.7%、−16.3%、−14.8%，+7.4%，垩白度为−8.7%、−22.3%、−15.1%、−3.0%，整精米率为+2.1%、+6.4%、+3.6%、−7.0%。促冠根生长材料加大了CO2浓度升高对中花11号外观与加工品质的负面效应，ERF3-7、ERF3-12的垩白粒率在CO2浓度升高下分别增加17.7%和11.5%，垩白度增加34.4%和19.1%，整精米率分别降低10.1%和0.8%。促硝酸盐吸收材料(NIL)的垩白粒率和垩白度在CO2浓度升高下无明显变化，整精米率下降4.2%。NIL的外观品质较日本晴明显改善，CO2浓度升高下垩白粒率和垩白度分别下降16.5%和17.9%，当前CO2浓度条件下分别下降26.3%和28.9%。【结论】未来CO2浓度升高条件下，通过基因改良促进水稻蒸腾作用和硝酸盐吸收是提升稻米外观与加工品质的有效途径之一。     

优质食用稻米品质的理化指标与食味的相关性研究

 对全国各地选送的78个优质米样品进行了食用稻米品质的理化指标与食味的相关性研究。其中理化指标包括：粒长、长宽比、垩白率、垩白度、透明度、糊化温度、胶稠度、直链淀粉、蛋白质等9项指标。结果表明：（1）籼稻的粒长因子、垩白因子对食味有极显著正线性效应，粒形因子对食味有极显著负线性效应，对食味的重要性顺序为：粒长因子>粒形因子>垩白因子；（2）粳稻的透明度（级）与食味呈显著负相关系。并对农业部部颁“NY122-86”优质食用稻米标准中，籼、粳稻的直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度的Ⅰ、Ⅱ级米的划分标准作了讨论。     

不同粒型中籼杂交稻组合稻米品质及相关性分析

通过米粒粒型分类,对2013-2014年通过四川省审定的36个中籼杂交水稻组合的主要品质性状进行了分析,并研究了品质性状指标间的相关关系。结果表明,36个组合中只有2个组合的稻米品质指标全部达国颁优质稻谷标准3级以上,这2个组合的米粒长宽比都在2.9以上;在单个品质性状指标中,这些组合优质达标率(达到国颁优质稻谷标准3级以上)最高的是糙米率,其次是胶稠度,第三是整精米率,达标率较低的是垩白粒率和垩白度。长米粒型组合垩白粒率和垩白度优质达标率均为16.67%,中米粒型组合分别为0和14.29%,短米粒型组合分别为10.00%和0。垩白粒率和垩白度是中籼杂交稻组合稻米品质提升的主要障碍因子。品质性状相关分析结果:垩白粒率和垩白度与米粒长宽比呈极显著负相关,与直链淀粉含量呈极显著正相关;在长米粒型组合中,垩白粒率、垩白度与直链淀粉含量显著或极显著正相关;在中米粒型组合中,垩白粒率、垩白度与米粒长宽比显著或极显著负相关,与直链淀粉含量极显著正相关;在短米粒型组合中,垩白粒率和垩白度与其他主要品质性状相关性均不显著。建议在遗传改良中籼杂交稻垩白粒率和垩白度时可以从粒型着手,选择米粒粒型偏长、容重大、无裂纹、近圆柱形的材料和组合。     

不同类型水稻品质性状变异特性及差异性分析

对来自全国各地的8 390份稻米样品按籼型常规稻、籼型杂交稻、粳型常规稻和粳型杂交稻进行分类,并对其品质性状做了比较分析。结果表明：（1）常规稻品质性状的变异系数略高于杂交稻。糙米率、精米率、粒长和长宽比的变异系数较小,垩白米率、透明度和垩白度的变异系数较大。（2）粳稻的品质优于籼稻。垩白、整精米率和直链淀粉含量是籼稻品质改良的重点,垩白和整精米率是粳稻品质改良的重点。（3）籼型杂交稻的稻米品质得到明显改善,除垩白外,其他品质性状达到优质米一、二级标准的比率均较高。（4）籼型常规稻的垩白和直链淀粉含量呈两极分布,籼型常规稻中米质较优和较差的样品比例均较高。     

稻穗颖花开花日序对籽粒胚乳细胞数和米质的影响

 以不同类型水稻品种为材料，分析了稻穗颖花开花日序对籽粒胚乳细胞数和米质形成的影响。研究发现，同一穗上随着开花日序的推迟，籽粒胚乳细胞数逐渐减少，垩白率、垩白度逐渐上升，糊化温度和直链淀粉含量逐渐降低。上述主要米质性状与胚乳细胞数密切相关，而与单个胚乳细胞重相关不显著。孕穗期去1/2株或始穗期喷施6-BA［6-(苄基)腺嘌呤］，籽粒的胚乳细胞数明显上升，垩白率、垩白度明显下降，糊化温度上升；孕穗期去1/2叶，结果相反；表明由于胚乳细胞数的不同，造成了穗上籽粒间米质的差异。还就改善米质的措施进行了讨论。     

不同生态地点下稻米外观品质性状的QTL定位分析

 利用两个已测序品种93 11和日本晴为亲本,采取单粒传法创建由190个家系组成的重组自交系群体,并构建了包含178个SSR、CAP和STS标记的遗传连锁图谱。采用复合区间作图方法,在3个不同生态地点(陵水、合肥和怀远)对垩白(垩白率、垩白大小、垩白度)、粒形(粒长、粒宽、长宽比)等6个外观品质的数量性状基因座（QTL)进行了定位分析。共定位到39个QTL,单个性状QTL数目在6~7个,说明垩白和粒形是多基因控制的数量性状。8个QTL可在2个以上地点检测到,其中,两个垩白度相关QTL qCD 1、qCD 3(贡献率分别为288%、321%)在3个地点同时检测到;11个QTL具有一因多效性,单个QTL位点控制的性状为2~6个,如第3染色体RM16-RM143区段控制垩白率、垩白大小、垩白度、粒长、粒宽和长宽比等6个性状。比较3个地点的检测结果,发现外观品质性状的QTL定位都受环境影响,但不同性状受影响的程度不同。长宽比和垩白度受环境影响较小,粒宽受环境影响较大。     

结实期土壤水分和氮素营养对水稻产量与品质的交互影响

杂交籼稻汕优63和粳稻武育粳3号种植于土培池,于始穗期进行0N（0 g/m2）、NN（中氮,4.5 g/m2 ）和HN（高氮,9.0 g/m2）3种施氮量处理,于抽穗后7 d至成熟期设置了WW（保持浅水层）、MD（轻度落干,土壤水势保持-25 kPa）和SD（重度落干,土壤水势保持-50 kPa）3种土壤水分处理,研究了结实期土壤水分和氮素营养对水稻产量与品质的交互影响。在各施氮水平下,产量、糙米率、精米率和整精米率均以MD处理最高,垩白粒率和垩白度均以MD处理最低。在0N下,SD处理降低了产量、碾磨品质、外观品质和食味品质;在MN或HN下,SD处理的产量、碾磨品质、外观品质和食味品质与WW的差异不显著或显著优于WW。说明土壤水分和氮素营养对水稻产量和品质的影响存在着明显的互作效应,结实期土壤水势为-25 kPa、粒肥的施氮量为45 kg/hm2,稻米的品质较优、产量最高。     

中国主要稻米的粒型及其品质特性

利用近3年全国各地的籼、粳稻稻谷样品5331份(其中籼稻谷3810份,粳稻谷1521份)的米质数据,对我国目前稻米的粒型及其相关品质进行了研究。结果表明,目前生产上应用的籼稻品种的粒长主要有长粒和中粒两种,粒形则以中粒形为主,细粒形为辅;绝大多数粳稻品种的米粒属短、粗类型。籼稻的粒长、粒形均与其整精米率、垩白度、透明度、直链淀粉含量呈极显著负相关,而与胶稠度呈极显著正相关。粳稻的粒长、粒形与其主要品质指标的相关性相对较弱,且其性质也与籼稻的不尽相同。不同粒长组的平均整精米率也不同,其高低顺序是极短、短、中、长、极长,其中粳稻的极短粒与短粒两个类型间的整精米率无明显差别,但两者的整精米率与中粒的差异极显著;籼稻米各粒长组间整精米率的差异均达极显著水平。对各类稻米的品质进行评价的结果显示,粳稻米总体的品质优于籼稻米,有近半数粳稻品种的米质达到了优质米标准,而籼稻仅有1/4达到优质米标准;籼稻米中,极长粒形及长粒形品种中达优质米标准的比率高于中粒形及短粒形的品种。     

Evaluation and analysis the chalkiness of connected rice kernels based on image processing technology and support vector machine

In order to determine the location and type of rice chalkiness accurately, image processing techniques were adopted to process acquired rice kernel images. Connected rice kernels were separated from each other using a convex point matching method. Chalkiness was extracted according to the differences in grayscale levels between chalky and normal regions in the rice kernel and chalky rice kernels were classified by a support vector machine (SVM). The results showed that 2–5 connected rice kernels could be separated accurately using this method and chalky areas could be extracted. The classification accuracy for indica rice and japonica rice reached 98.5% and 97.6%, respectively, by using SVM. Hence, the measurement results are accurate and reliable, and the presented work provides a theoretical and practical basis for the further application of computer vision technology to chalkiness detection.     

Effects of Chalkiness on Cooking,Eating and Nutritional Qualities of Rice in Two indica Varieties

An experiment was conducted to investigate the effects of chalkiness on cooking, eating and nutrition qualities of rice using Gangyou 527 (indica hybrid rice) and Zhaiyeqing 8 (conventional indica rice) as materials. Compared with the milled rice without chalkiness, amylose content, final viscosity, setback and consistence increased significantly, while gel consistence, peak viscosity and breakdown decreased remarkably and other RVA values did not have significant changes in the chalky rice of Gangyou 527. The differences in the above indices between the chalky and non-chalky rice was not remarkable in Zhaiyeqing 8. The crude protein content of chalky rice in Zhaiyeqing 8 was significantly lower than that of non-chalky rice, but there was no remarkable change between the chalky and non-chalky rice in Gangyou 527. Glutelin content fell significantly, and albumin, globulin, prolamine and lysine contents did not change significantly in chalky rice compared with non-chalky rice in the two varieties.     

两个籼稻品种垩白对稻米蒸煮食味与营养品质的影响

以冈优527(杂交籼稻)和窄叶青8号(常规籼稻)为材料,研究垩白对稻米蒸煮食味品质及营养品质的影响。与非垩白米相比,冈优527垩白米的直链淀粉含量极显著升高,最终黏度、消减值、回复值显著升高,胶稠度、峰值黏度、崩解值显著降低,RVA谱的其余指标无显著变化。窄叶青8号垩白米与非垩白米的上述各指标间无显著差异。窄叶青8号垩白米的粗蛋白含量显著低于非垩白米,而冈优527垩白米的粗蛋白含量与非垩白米相比无显著变化。2个品种垩白米的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、赖氨酸含量与非垩白米间无显著差异, 但谷蛋白含量显著低于非垩白米。