抗病优质高配合力中籼型两用核不育系晶4155S的选育及应用

湖南亚华种业科学研究院利用传统系谱法与分子标记辅助选择技术相结合,成功培育出株型理想、不育转换起点温度低于23.5℃、育性稳定、异交性好、配合力强的两用核不育系晶4155S,2014年该不育系通过湖南省品种审定。全基因组重测序分析结果表明,晶4155S含有51.0%的早籼遗传背景和8.7%的粳稻遗传背景,为充分利用"早晚生态型间和籼粳亚种间"双重杂种优势奠定了遗传基础。依据分子设计和杂种优势群理论,按"双亲抗性基因互补"和"双亲品质基因一致性"配组原则,高效培育出集抗病、优质、广适与高产协调的晶两优系列杂交组合,该系列组合也迅速成为中国南方稻区的杂交稻主要种植品种,推动了长江流域杂交中籼品种的更新换代。     

实用籼型水稻温敏核不育系种质创制进展及未来主攻方向

不育系是杂交水稻的“芯片”,不论三系法还是两系法,品种的不断突破都取决于不育系种质的发现与持续创新。自水稻光敏核不育种质农垦58S被发现以来,水稻两系法杂种优势利用研究已历经50年,目前两系法杂交水稻已占据我国杂交水稻半壁江山。作者通过总结我国水稻光温敏两用核不育系选育历程、取得的主要成就,以及作者团队在制种安全实用籼型水稻温敏两用核不育系创制方面取得的一系列进展,提出未来实用型水稻两用核不育系育种的主攻方向。     

水稻粳型亲籼光温敏不育系509S的选育及其杂种优势

水稻籼粳亚种间杂种不育的主要原因在于育性位点上等位基因互作,因此,在籼粳交主要的育性位点上的片段置换,及把籼粳片段相互置换克服生殖障碍进行育种成为可能。本研究将籼稻轮回422S的光温敏不育基因以及籼稻249黄的黄叶形态标记通过回交方法导入到粳稻镇稻88中,同时在S5、S7、S8和S9育性位点上,分别利用4个与育性位点紧密连锁的分子标记RM276、RM455、RM141和RM185进行分子标记辅助选择,最终成功选育出粳稻光温敏不育系509S。该不育系株叶形态表现为粳稻特征,与大量籼稻品种杂交结实率正常,与粳稻杂交结实率反而偏低。选用分布于水稻12条染色体上的SSR标记对509S的遗传背景进行鉴定,实验结果表明不育系509S遗传背景92%为粳稻遗传背景。不育系509S在4个置换的育性位点都为籼稻片段,正是这些籼稻片段的置换使不育系509S与籼稻杂交可育,而与粳稻杂交表现低育,且在不育系与籼稻配制的杂交组合中表现强大的籼粳交杂种优势。该实验结果为籼粳交杂种优势的育种实践利用提供了一条新的可行途径。     

我国杂交粳稻研究的回顾与思考

杂交水稻研究与应用是中国科学家对全世界粮食安全保障做出的一项重要历史贡献。我国对杂交粳稻的研究虽迟于日本,但却后来居上,并领先于其他国家。更重要的是,中国杂交粳稻研究还推动了籼粳亚种间杂交亲和性的研究,选育了大量以“甬优”系列为代表的、利用亚种间优势的超高产籼粳杂交稻组合,为中国粮食安全提供了足够的种子“芯片”。本文回顾了中国杂交粳稻研究历程,重点分析了杂交粳稻研究中的每个创新思维,希望引起对杂交粳稻研究的讨论,“抛砖引玉”,寻找杂交粳稻实际育种规律,使大田真正育种效率得到更大地提高。     

西南稻区重穗型杂交稻发展现状及分子设计育种策略

水稻是我国重要的粮食作物,全国有60%以上人口以大米为主食。西南稻区是我国六大稻区之一,对保障我国粮食安全具有重要的战略意义。针对西南稻区“寡日照、高湿度、小温差”的生态条件,周开达院士等经历了艰苦的探索和反复实践,提出发展“重穗型”杂交稻是西南稻区实现水稻超高产的重要途径。本文总结了西南稻区重穗型杂交稻发展现状,列举了可用于重穗型杂交稻分子设计育种的基因资源,提出了重穗型杂交稻的分子设计育种策略,以期为培育新的高产优质“重穗协调型”品种提供参考,致力于打造更高水平的“天府粮仓”。     

水稻籼粳交衍生不育系的籼粳属性鉴定及配组F_1优势初探

通过籼粳杂交培育了3份水稻不育系,分别为野败型不育系064A、协研A和光温敏不育系300S。对这3份不育系相应的保持系的籼粳属性进行了形态指数法和分子标记法鉴定。064B、协研B和300S形态指数分别为11、9和12,属于中间偏籼类型;基于分子标记的遗传距离聚类结果表明,3份材料聚为一类,也属于中间偏籼类型。通过广泛测交,发现应用籼粳杂交,在籼稻遗传背景中掺入一定比例的粳稻"血缘",培育中间偏籼型不育系,对丰富水稻育种遗传背景,配制超级杂交稻组合具有重要意义。     

籼粳交杂种优势利用的初探

杂种优势与双亲性状遗传距离的大小有密切关系,双亲遗传距离大、杂种优势强、双亲遗传距离小、杂种优势不强〔1〕。目前缺乏多类型的矮源和恢保源。早稻野败型不育系基本上是矮仔占和矮脚南特的血缘,而恢复系基本上来自皮泰的血缘。这些品种左种右配,亲缘重叠、由于双遗传差异不大、尽管花了大量时间和人力,至今尚未获得较现有杂交水稻增产显著的强优组合。不少学者提出通过寻找新质源和新恢源以及利用籼粳杂交优势,用籼不粳恢或粳不籼恢等途径来选配强优组合。籼粳稻杂交杂种表现强大     

安徽沿江平原区播期对稻麦周年产量、生育期及温光资源利用的影响

研究了安徽沿江平原稻区不同播期对稻麦周年产量、生育期及温光资源利用的影响,以为科学选用稻麦模式适宜水稻品种类型提供参考。结果表明,播期对不同类型水稻产量影响大小表现为迟熟中籼>中熟中粳>早熟晚粳>迟熟中粳>中熟晚粳;随播期推迟,迟熟中籼、早熟晚粳和中熟晚粳水稻产量均显著下降,播期对中熟中粳、迟熟中粳产量的影响则不明显。不同类型水稻品种与适播期春小麦接茬周年产量高低表现为“迟熟中籼稻-春小麦”>“中熟晚粳稻-春小麦”>“迟熟中粳稻-春小麦”>“早熟晚粳稻-春小麦”>“中熟中粳稻-春小麦”。在稻麦不同种植模式中,5月20日前播种的“迟熟中籼稻-春小麦”模式周年温光资源利用效率最高,较目前6月9日播种的“早熟晚粳稻-春小麦”模式的周年温光生产效率提高16.26%以上、周年光能利用效率提高18.06%以上。     

基于EST-SSR标记的云南无性系茶树良种遗传多样性分析及指纹图谱构建

分析茶树品种遗传多样性和构建茶树品种分子指纹图谱对茶树育种、品种鉴别、品种权益保护、苗木纯度检测等具有重要意义。利用SSR标记对28份无性系茶树品种遗传多样性和指纹图谱进行了研究。22对引物共检测到等位位点56个,平均每对引物产生2.55个;共检测到97个基因型,平均每对引物所扩增的基因型有4.41个,遗传多态性信息含量为0.279~0.709,平均0.527,表明SSR标记具有较高的多态性。品种间的遗传相似系数为0.642~0.973之间,平均为0.797,表明品种间的遗传差异较小,遗传多样性较低,遗传基础较窄。根据SSR标记特点,将SSR引物扩增统计的“0”、“1”转换成基因型,通过不同基因型组合,构建了云南无性系茶树品种的分子指纹图谱,使每个品种都获得了1个22位数的指纹图谱号码,进而可将不同品种完全区分鉴别。     

2008—2019年安徽省审定的水稻品种主要性状分析

分析了2008—2019年通过安徽省审定水稻品种的生育期、产量、抗性、米质等性状。结果表明,2008—2019年共有314个水稻品种通过安徽省审定,其中,籼稻257个、占比81.8%,粳稻57个、占比18.2%;种业企业是选育单位的主体,其参与选育的品种占比高达75.2%;随着年代的推进,除中粳稻品种外,通过审定品种的生育期总体呈延长趋势,晚籼稻和晚粳稻生育期表现更加明显;随着年代的推进,产量水平总体呈现上升趋势,晚粳稻增幅更加显著;对稻瘟病抗性的表现总体较为理想,大部分品种处于“中感”至“中抗”水平,但“抗”级以上品种占比仅为3.8%;对稻曲病抗性的表现同样较为理想,大部分品种处于“感”至“中抗”水平,“抗”级以上品种占比38.7%;米质达部颁标准3级及以上的品种占比83.1%,但达2级及以上的品种仅占36.3%。因此,要围绕“抗性更强、米质更优”进行安徽省的水稻育种。     

2020年我国审定的水稻品种基本特性分析

归纳分析了2020年我国通过省级以上审定水稻品种的基本特性。2020年我国通过省级以上审定的水稻品种共有1 936个次（574个品种通过国家审定）,籼型常规稻、籼型三系杂交稻、籼型两系杂交稻、粳型常规稻、籼粳交杂交稻和不育系分别为144、670、582、424、45和71个,其中,国审品种数比2019年增加54.30%,非国审品种数比2019年增加43.07%。2020年通过审定的籼型常规稻、籼型两系杂交稻、籼型三系杂产稻、粳型常规稻和粳型杂交稻区试产量分别为519.59、609.99、589.82、610.00和685.30 kg/667 m²,除粳型常规稻外,其他类型品种的区试产量相比2015—2019年均有一定程度提升。2020年国审品种优质达标率为78.57%,非国审水稻品种优质达标率为60.61%,均比2019年有提高,表现好。2020年通过审定的品种综合抗性表现总体仍不够好,国审品种中仅13.59%的品种对稻瘟病表现为中抗以上水平,仅5.11%的品种对白叶枯病表现为中抗,非国审品种中仅34.08%的品种对稻瘟病表现为中抗以上水平,仅20.09%的品种对白叶枯病表现为中抗以上水平,但有部分品种对稻瘟病和白叶枯病表现出高抗。     

我国近20年稻米品质优质率状况分析

分析了2001—2020年来自我国各地的62 217份稻米样品的优质率。结果表明,“十三五”期间,我国水稻品种稻米优质率提升迅速,从2015年的27.3%快速增加到2020年的49.2%;21世纪初期,粳稻品种稻米优质率明显高于籼稻品种稻米,但两者品质差距不断缩小;垩白度是21世纪初期限制稻米优质率的主要品质指标,但“十三五”期间有明显的提升,其优质率超过了整精米率、直链淀粉含量等指标的优质率,已经不是限制稻米优质率的最重要因素;整精米率整体表现不佳,优质率较低,“十三五”期间已经成为7项定级指标中优质率最低的指标,是限制稻米优质率的重要指标。因此,提高我国稻米的整精米率,是今后我国水稻品质育种的重要目标之一。     

长江下游不同生态区双季优质晚稻生长特性和温光利用差异

【目的】研究在机插条件下长江下游不同生态区各类型优质晚稻产量、生长特性和温光利用的差异,为选择适宜在该地区作为双季种植的优质晚稻品种提供参考依据。【方法】以2016年和2017年筛选适合长江下游机插的双季优质晚稻为材料(常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻和常优杂粳共20个品种),比较在机插条件下浙江富阳(30.05°N, 119.95°E,海拔17.9 m)与安徽庐江(31.15ºN, 117.16ºE,海拔14 m)两个生态区在产量、生育期、干物质积累以及温光利用方面的差异。【结果】各类型晚稻产量高纬度试点均高于低纬度试验点。与浙江富阳点相比,安徽庐江点种植的常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻、常优杂粳稻产量分别高11.1%、12.9%、6.6%和12.4%。同一试点种植时,常优杂粳产量最高,常规籼稻最低。高纬度点种植时,生育期延长,干物质积累量增加。高纬度点生育期延长杂交籼稻最长(10.4 d),干物质积累量高纬度点增幅常规粳稻最大(齐穗期和成熟期分别增加11.93%和9.44%)。同一试点种植时,干物质积累量杂交稻大于常规稻。籼稻灌浆期和全生育期累积的有效积温两个纬度点差异不明显,但日照时数和太阳辐射及其利用率均是高纬度点显著高;粳稻灌浆期和全生育期累积的有效积温高纬度点明显较低,累积日照时数高纬度点变化不明显,而累积太阳辐射则显著增加;温光资源利用率的变化趋势与此一致;同一试点种植时,生育期、干物质积累量以及温光资源利用率均是粳稻大于籼稻。【结论】晚籼稻在安徽庐江点种植时能充分利用温光资源从而提高产量,晚粳稻对温光资源利用率差异不明显,安徽庐江点产量增加的原因是生育期延长和干物质增加。     

机直播杂交籼稻结实期物质转运与不同粒位米质的关系

选用8个杂交籼稻品种为试验材料,比较机直播不同品种间结实期物质转运、产量及穗部不同粒位（强、弱势粒,一次、二次枝梗,上、中、下部）米质的差异,并探讨结实期物质转运与不同粒位米质的关系,为机直播杂交籼稻品种筛选提供理论依据。结果表明,具有较高的颖花数和千粒重,且结实期具有较高的茎鞘和叶片物质输出与转换率,是机直播高产品种的主要特征。强势粒、一次枝梗籽粒垩白度和垩白粒率均低于弱势粒及二次枝梗籽粒,食味值均高于弱势粒及二次枝梗籽粒;穗上部籽粒米质特征均不同程度高于穗中部和下部籽粒,但穗中部和下部籽粒米质特征品种间存在差异;宜香优2115不同粒位食味值均不同程度高于其他品种。相关分析表明,结实期茎鞘物质输出率及转换率与不同粒位垩白均存在显著或极显著负相关（r=-0.66^*~-0.85^**）,与不同粒位食味值呈显著或极显著正相关（r=0.67^*~0.86^**）。提高机直播杂交籼稻结实期茎鞘物质转运率及转换率可改善不同粒位籽粒食味品质,宜香优2115作机直播在产量及米质上综合表现好,尤其在食味品质方面优势明显,适宜作为机直播水稻品种应用。     

不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对大气CO2浓度升高响应的差异

目的 探明不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对FACE(大气CO₂浓度增高)响应的差异。方法 以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE对不同类型水稻产量、氮素吸收利用的影响。结果 1）FACE处理极显著提高了水稻产量,平均增加24.17%, 常规籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高;2）FACE处理显著增加了单位面积穗数,常规粳稻增幅最大,并显著增加了杂交籼稻和常规籼稻每穗粒数;3）FACE处理显著提高了成熟期吸氮量和氮素籽粒生产效率,成熟期吸氮量平均增加21.23%,杂交籼稻增幅最大, FACE和对照均以常规籼稻最高;氮素籽粒生产效率平均增加7.33%,杂交籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高。成熟期吸氮量对产量促进作用略大于成熟期氮素籽粒生产效率;4）FACE处理降低了植株含氮率,成熟期平均下降0.105个百分点,常规粳稻降幅最大。FACE处理极显著提高植株干物质量,成熟期平均增加23.95%,常规籼稻增幅最大;FACE处理显著提高常规籼稻和杂交籼稻成熟期单穗吸氮量,分别增加10.79%、13.93%,但常规粳稻下降了9.60%;FACE处理显著提高了成熟期群体吸氮强度,平均增加22.29%,杂交籼稻增幅最大。FACE处理对水稻全生育期天数无显著影响;FACE处理显著提高茎鞘、叶片、穗各器官吸氮量,叶片增幅最大,平均增加51.86%,杂交籼稻增幅最大;FACE处理显著提高了不同生育阶段吸氮量,抽穗-成熟阶段增幅最大,平均增加108.90%,杂交籼稻增幅最大;5）植株干物质量、单穗吸氮量、吸氮强度、穗吸氮量、抽穗-成熟阶段吸氮量对成熟期总吸氮量的促进作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生育天数、茎鞘叶吸氮量、移栽-分蘖和分蘖-抽穗阶段吸氮量;6）FACE处理显著提高了氮肥偏生产力,降低了每百千克籽粒需氮量,前者平均增加24.16%,常规籼稻增加最多;后者平均降低4.7%,常规籼稻降幅最大。结论 FACE处理可显著提高水稻产量和氮素吸收利用效率,但品种间差异较大。     

盐胁迫对杂交稻隆两优华占及其亲本种子萌发和幼苗生长的影响

以杂交稻组合隆两优华占及其2个亲本隆科638S和华占为试验材料,萌发期设置6个NaCl质量分数梯度(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%)和苗期设置3个NaCl质量分数梯度(0.4%、0.8%和1.2%)来模拟盐胁迫试验,以清水为对照,分析盐胁迫对杂交稻及其亲本种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,在各质量分数的盐胁迫处理下,萌发期各项指标均不同程度地受到盐胁迫影响,多数指标值均随盐质量分数升高而下降,且质量分数0.6%是隆两优华占及其亲本的耐盐临界值。在0.2%~0.6%NaCl胁迫下3个品种发芽率、发芽指数、活力指数、胚芽长的盐胁迫抑制率在品种间存在显著差异,进一步通过隶属函数值综合评价,得出3个品种萌发期耐盐性由强到弱分别为隆两优华占、华占和隆科638S;苗期盐胁迫下3个品种中隆两优华占地上部分K^+/Na^+比值最大,表明其耐盐性最强。综合萌发期隶属函数值和苗期K^+/Na^+比值可以得出,杂交组合隆两优华占与其亲本比较,耐盐性更强,说明水稻的耐盐性具有一定的杂种优势。     

浙江省早稻区试及生产趋势分析

早籼稻因其耐储藏、商品率高等特点,是我国也是浙江省粮食安全的重要支撑.本文分析了2003—2020年参加浙江省早稻区试品系的特征特性和变化情况,浙江省早稻种植面积、单产和总产的变化情况,浙江省代表性早稻品种在全国的推广应用情况,及浙江省早稻生产趋势,为进一步培育优异早稻品种、发展早稻生产提供参考.     

我国6个籼稻主产省93份水稻样品品质性状分析

以我国6个籼稻主产省的93份样品为研究对象，测定了加工品质、外观品质、蒸煮品质、蛋白质含量、RVA谱特征值以及米饭食味值。结果表明，所测定的22项品质指标中，15项指标的变异系数大于10%，说明收集的样品范围比较广，处于不同的品质水平，具有较好的代表性；垩白粒率、垩白度的测定值变幅较大，分别为1.0%～68.5%、0.3%～31.7%，且变异系数相对较高，分别为57.56%、73.25%，说明不同省份不同籼稻品种间的外观品质差异较大，尤其是垩白性状，已成为影响籼稻品质的一个重要因素。各指标间的相关性分析结果表明，垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、蛋白质含量均与食味值呈显著负相关，胶稠度、长宽比与食味值呈极显著正相关，热浆黏度、冷胶黏度、回复值、消减值与食味值呈极显著负相关，崩解值与食味值呈极显著正相关。直链淀粉含量、胶稠度和碱消值与RVA谱主要参数相关性较高。主成分分析表明，RVA特征值、直链淀粉含量、胶稠度、外观是影响籼稻食味品质特征的重要因素。