产量构成因素及穗部性状对籼稻品种库容的影响

 在群体水培条件下,以国内外不同年代育成的88份（2001年）和122份（2002年）常规籼稻代表品种为材料,测定它们的茎蘖动态、产量及其构成因素、穗部性状等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F共6类,研究各类品种产量及其构成因素、穗部性状的基本特点。结果表明：1）供试品种间库容量的差异很大,库容量最大的品种比最小的品种高426%（2001年）、817%（2002年）,F类品种比A、B、C、D、E类品种分别高18471%、8893%、5745%、3432%、1405%（2001年）和30505%、15354%、9028%、5124%、2129%（2002年）;2）随着库容量水平的提高,产量呈显著增加趋势;3）大库容类型籼稻品种单位面积穗数、每穗粒数、千粒重均显著大于小库容类型品种;4）大库容籼稻品种平均穗长、着粒密度、每穗一次枝梗数、每穗二次枝梗数较大;5）提高每穗粒数、单位面积穗数均可促进单位面积库容量的提高,两者对库容量作用的大小相仿,但均显著大于千粒重对库容量的影响。着粒密度、穗长对每穗粒数的影响显著大于每穗二次枝粳数,以及一、二次枝粳数比值对每穗粒数的影响。     

杂交晚稻穗粒结构观察分析

对多个两系和三系杂交晚稻新组合的穗总粒、一次枝梗、二次枝梗、结实率和空秕率等穗粒性状进行了观察分析，指出了穗粒主要性状差异主要来源于组合本身，一次枝梗性状较稳定，二次枝梗受营养和环境条件影响较明显。从而为新组合的选育及高产栽培提供了依据。     

不同种植方式对水稻颖花穗部分布的影响

为研究在不同种植方式下水稻穗颖花量的变化特征,设置4种不同田间种植方式,研究水稻稻穗颖花特征。试验发现:(1)稻穗颖花由穗基部向穗顶方向在稻穗呈抛物线型分布,穗中部颖花量最大;(2)随着单株水稻稻田生态空间增加,稻穗颖花总量及穗上、中、下部颖花量分别增加;稻穗一次枝梗数及其颖花量无明显增加;稻穗二次枝梗数及其颖花量和稻穗中、下部二次枝梗数增加及稻穗上、中、下部二次枝梗颖花量显著增加,其中杂交稻表现穗中、下部二次枝梗数增加,常规稻仅为穗中部二次枝梗数增加;(3)单株水稻颖花量与其籽粒重显著正相关(R~2=0.804)。研究结果表明不同种植方式对水稻颖花穗部分布影响主要表现在二次枝梗数总数及分布在穗中、下部位的二次枝梗数,和二次枝梗的颖花量及其在穗的下、中、上部位的分布数量。     

甬优系列籼粳杂交稻中熟高产品系的株型特征

以甬优系列籼粳杂交稻中熟类型品系为试材,常规粳稻宁粳3号和武运粳29、杂交籼稻丰两优香1号和新两优6380为对照,比较各类型在穗部特征、叶片形态以及茎秆特性上的差异。结果表明,1)依据甬优系列籼粳杂交稻两年中的产量表现,将其分成高产品系(产量>10.5 t/hm²)和中产品系(产量<10.5 t/hm²)。两年中,甬优系列籼粳杂交稻高产品系为甬优2638、甬优2640、甬优1610、甬优1612和甬优1640,中产品系为甬优1851、甬优1852、甬优7753、甬优1763和甬优 5854。产量构成因素方面,不同类型品种单株穗数、结实率和千粒重以常规粳稻最高,每穗粒数以高产品系最高。2)穗长以杂交籼稻最高,单穗重和着粒密度以高产品系最高;除穗下部二次枝粳籽粒数以杂交籼稻最高外,穗部其余5部位籽粒数均以高产品系、中产品系显著高于常规粳稻和杂交籼稻,且籽粒数以上部二次枝粳和中部二次枝粳的增加最为明显。3)上三叶的叶长和叶宽为中产品系>杂交籼稻>高产品系>常规粳稻,高产品系上三叶的卷曲率高于对应的中产品系;上部第1、2叶的叶基角和披垂角以高产品系最低。4)高产品系株高为118.7cm,高于常规粳稻(96.6cm),低于杂交籼稻(132.9cm)和中产品系(144.1cm);上部第1、2、3节间长度以中产品系最高、常规粳稻最低;穗长与穗下节间长占株高比例、穗下节间占秆长比例均以高产品系最低。单茎干质量、单茎鞘干质量、茎秆单位节间干质量以高产品系最高。提出了甬优籼粳交中熟高产品系的株型选育指标及配套高产栽培措施。     

稻穗枝梗和颖花形成的基因型及播期效应分析

以71个不同基因型水稻为材料,通过大田条件下的分期播种,于齐穗期考查了稻穗枝梗和颖花形成有关指标,分析了各指标的基因型和播期效应及其相互关系。结果表明： 1）各基因型间现存一次枝梗数、一次枝梗退化数、现存颖花数、一次枝梗分化数、现存二次枝梗数的基因型值和播期效应值差异均显著,且5个指标的差异仅与特定的基因型有关,而与其是否属于杂交组合、常规品种和雄性不育系等类型无关。2）现存一次枝梗数、现存二次枝梗数、现存颖花数、一次枝梗分化数4个指标的基因型值较大,播期效应值较小;一次枝梗退化数播期效应值较大。3）单穗颖花现存数（即每穗总粒数）与现存一次枝梗数、一次枝梗分化数、现存二次枝梗数呈密切正相关,与一次枝梗退化数相关性小,现存一次枝梗数主要通过改变现存二次枝梗数来影响单穗颖花现存数。另外,还综合分析了供试71个材料单穗颖花现存数的基因型值和播期效应值,并对其大穗潜力进行了评价。     

粳稻穗角和每穗颖花数的遗传分析

 调查了粳稻直立穗品种丙8979与弯曲穗品种C堡杂交组合的P1、P2、F1、F2四个世代（2002年）和P1、P2、F1、F2、F2∶3五个世代(2003年）的穗角和每穗颖花数的表型分布。运用主基因+多基因混合遗传模型和分离世代加不分离世代联合分析的方法，对这两个性状进行了遗传分析。结果表明，穗角和每穗颖花数性状均受2对主基因+多基因共同控制。独立的2对主基因和多基因都存在加性 显性 上位性效应。穗角性状以主基因遗传为主；每穗颖花数性状以多基因遗传为主。     

不同穗型高原粳稻品种的产量分析

以高原粳稻区大面积应用的大穗型、穗粒型、多穗型品种为材料,研究不同穗型品种的产量潜力。结果表明,这3种穗型品种均可获得11.00 t/hm2以上的超高产,其主要原因是穗粒协调,形成了较多的颖花数;多穗型品种的颖花数主要靠有效穗贡献,大穗型品种的颖花数主要靠穗粒数贡献,穗粒型品种的颖花数靠有效穗和穗粒数协调贡献;抽穗前期干物质积累量为多穗型品种穗粒型品种大穗型品种,抽穗后期干物质积累量为大穗型品种穗粒型品种多穗型品种。     

水稻穗型的遗传和育种改良

 穗型是与水稻株型和产量密切相关的重要农艺性状,大穗型理想株型的创新已经成为今后水稻超高产育种的重要内容。简要介绍了水稻穗型的“穗直立程度、单穗粒数、单穗重和着粒密度”等六大类和19个亚类的分类;至少200多种水稻穗型突变体被创制、1386个水稻穗部QTL（涉及穗长、穗数、穗重、粒宽、每穗粒数、每穗结实率等多个性状）被定位,Dep1、Ghd7、Gn1a、Ipa1和GW2等16个穗型QTL已被成功克隆;综合评述了直立穗型、大穗型、重穗型和后期功能型的四个水稻穗型育种改良方向,及利用新克隆的穗型基因进行Gn1/sd1或Gn1/DEP1双基因聚合的分子育种策略。穗型研究的不断深入,将为今后大穗型的理想株型水稻、直立大穗型超级稻的高产分子育种提供更多的方法与思路。     

机插方式和密度对不同穗型水稻品种产量及其构成的影响

为探明不同机插方式下水稻适用穗型和适宜栽插规格,阐明不同机插方式下不同穗型水稻品种产量形成特征,选用大、中和小穗型各2个品种为试验材料,设置钵苗机插(行距33cm)、行距30cm毯苗机插和行距25cm毯苗机插3种机插方式(记为A、B、C),研究机插方式和密度对不同穗型水稻品种产量及其形成和穗部性状的影响。钵苗机插设置3种株距,分别为12cm、14cm和16cm(记为1、2、3),2种行距毯苗机插设置5种株距,分别为10cm、11.7cm、13.3cm、14.8cm、16cm(记为1、2、3、4、5)。研究结果表明:1)钵苗机插,随着密度降低,大穗型品种产量呈先增后减,以A2最高;中、小穗型品种产量呈递减趋势,以A1最高。毯苗机插,随着密度降低,大穗型品种B方式产量呈先增后减,以B4最高,C方式呈递增趋势,以C5最高;中穗型品种B和C方式产量均呈先增后减,分别以B3和C4最高;小穗型品种B方式产量呈递减趋势,以B1最高,C方式呈先增后减,以C2最高。同一密度下,钵苗机插产量显著高于毯苗机插,增产幅度表现为大穗型中穗型小穗型,2种行距毯苗机插差异不显著。对2种行距毯苗机插而言,同一株距下,大穗型品种B方式产量高于C方式;中穗型品种株距为10cm、11.7cm、13.3cm,B方式产量高,而株距为14.8cm、16cm,C方式产量高;小穗型品种除株距为10cm外,C方式较B方式具有增产优势。2)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型品种单位面积穗数减少,每穗粒数增加,群体颖花量变化趋势与产量一致,结实率和千粒重变化不一。同一密度下,不同机插方式间单位面积穗数相当,钵苗机插每穗粒数显著高于毯苗机插,每穗粒数增幅表现为大穗型中穗型小穗型,结实率和千粒重差异不显著。对2种行距毯苗机插而言,同一株距下,B方式单位面积穗数少于C方式,而每穗粒数则相反。3)随着密度降低,不同机插方式下不同穗型品种穗长、着粒密度、单穗质量、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数和二次枝梗粒数呈增加趋势,一、二次枝梗数比值和一、二次枝梗粒数比值呈减少趋势。同一密度下,钵苗机插穗长、着粒密度、单穗质量、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗数和二次枝梗粒数高于毯苗机插。因此,钵苗机插应用大穗型品种宜适当降低密度,充分发挥大穗优势,提高群体颖花量而高产;中、小穗型品种宜采用高密度栽插,增加穗数以获得高产。毯苗机插应用大穗型品种宜采用行距30cm,适当增加株距,依靠扩大穗型而高产;中穗型品种宜采用行距30cm,配置中等密度,协调穗粒结构而提高群体颖花量;小穗型宜采用行距25cm,适当减少株距,通过显著增加穗数以获得高产。     

亚种间杂交稻大穗形成机理研究I．颖花的形成特点

比较了亚种间杂交稻赣化７号与品种间杂交稻汕优６３的枝梗和颖花的分化及发育特性，分析了颖花的分化、发育及一、二次枝梗对大穗形成的作用，提出了增加颖花数的主攻方向。     

Identification of quantitative trait loci for panicle structure and grain filling using a cross between indica- and japonica-type high-yielding rice cultivars

ABSTRACT

To enhance the yield potential of rice by breeding, it is important to reveal the genetic factors affecting yield components in high-yielding cultivars. Quantitative trait loci (QTL) analysis for panicle structure and spikelet weight as an index of grain filling was conducted using recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between an indica-dominant high-yielding cultivar, Takanari, and a japonica-dominant high-yielding cultivar, Momiroman in 2012 and 2013 in eastern Japan. The grain-filling ability of Takanari is reported to be better than that of Momiroman. Since grain filling is generally better near the tip of the panicle and decreases as the number of branches from the rachis increases, we classified whole panicles into upper and lower side panicles and spikelets into primary, secondary, and tertiary spikelets according to the number of branches from the rachis. On chromosomes 1, 4, and 6, QTLs regulating the number of spikelets per panicle and panicle structure were detected and were most likely identical to GN1a, SPIKE, and APO1, respectively, which has been previously reported as QTLs regulating the number of spikelets per panicle. Takanari produced much heavier secondary and tertiary spikelets than Momiroman on the lower side panicle. On chromosome 5, novel QTLs regulating spikelet weight were detected. The Takanari allele enhanced secondary and tertiary spikelet weight on the lower side panicle. These results indicate that it may be possible to enhance sink capacity and translocation of source with a combination of novel QTLs detected on chromosome 5 and GN1, APO1, and SPIKE.     

超级杂交稻协优9308重组自交系群体的穗部性状QTL分析

 将281个株系组成的超级杂交稻协优9308重组自交系群体种植在海南陵水（2006年和2007年）和浙江富阳（2006年）,采用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法进行QTL检测。共检测到控制7个穗部性状的52个QTL,其中包括7个控制穗长的QTL,8个控制一次枝梗数的QTL,9个控制二次枝梗数的QTL,6个控制着粒密度的QTL, 7个控制每穗总粒数的QTL,11个控制每穗实粒数的QTL,4个控制结实率的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为23%~312%。控制穗部性状的QTL基本上以加性效应为主,上位性效应和环境互作效应不大。在3组试验中都检测到控制3个穗部性状的8个QTL：qPL-1,qPL-6-1;qTNSP-1,qTNSP-2,qTNSP-3;qNFGP-1,qNFGP-3-2,qNFGP-6-2。这些QTL,尤其是第3染色体RM168-RM143区间控制每穗总粒数的qTNSP-3和控制每穗实粒数的qNFGP-3-2,其加性效应值和贡献率均较大,可以考虑下一步进行QTL精细定位和克隆。研究发现多个重要QTL聚集区间,在同一QTL聚集区间,控制相关性状的QTL效应方向基本上相同,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时针对多个性状进行遗传改良。     

水稻白化转绿和穗顶端退化突变体vpa1的遗传分析和基因定位

目的 通过对水稻转绿和穗顶端退化等突变体的研究,可以鉴定更多与叶绿体发育和穗发育相关的基因。方法 在常规种植条件下比较突变体vpa1（virescent and panicle abortion 1)表型及主要农艺性状差异,利用分离群体分析和图位克隆法进行相关基因定位。结果 突变体vpa1表现苗期白化,并逐渐转绿恢复成正常叶色,抽穗后可明显观查到穗顶端退化表型。vpa1的主要农艺性状除了结实率以外,株高、穗长、每穗实粒数等均较野生型显著下降。遗传分析表明白化转绿和穗顶端退化表型受独立的两个隐性基因控制。控制白化转绿叶性状的Osv16定位于第3染色体RM3441和RM3029之间约125kb物理区间内,区间内未见白化转绿性状相关基因的报道。控制穗顶端退化性状的Ospaa10定位于第1染色体RM11157和RM5972之间,区间内物理距离约190kb,区间内未见穗顶端退化相关基因的报道。结论 Osv16和Ospaa10两个基因的突变导致vpa1的叶色和穗型同时出现变异,为白化转绿基因Osv16和穗顶端退化基因Ospaa10的克隆和功能研究打下了基础。     

辽宁省部分中熟水稻品种穗部性状与结实特性分析

以辽宁省最新育成的水稻品种(品系)为试材,把参试品种分为高产品种、中产品种和低产品种三类,分析了不同产量水平水稻品种穗部性状及其结实特性,结果表明,高产品种具有较高的每穗粒数、二次枝梗粒数、一次枝梗粒数、以及较高的二次枝梗粒率,具有较高的结实率、二次枝梗结实率、一次枝梗结实率,具有较高的一次枝梗数、二次枝梗数,使穗粒结构得到较大程度的协调,以致其产量处于较高的水平。     

早籼稻品种遗传改良进程中株型的演变特征

 以不同年代育成的28个代表性早籼稻品种为材料,在同一生态条件下种植,系统研究了叶型、茎型、穗型若干株型性状的演变特征。结果表明,早籼稻品种改良进程中,上部3片功能叶均变短、变厚、变直、变挺;各节间变短、变粗,节间密度变大,尤以基部节间和穗下节间最为显著,而单位鞘重变化不显著;每穗粒数、二次枝梗数、着粒密度均变大。据此认为,早籼稻叶型改良应在保持现有叶片曲率的前提下增加叶长;茎型改良应增加基部节间的粗度和穗下节间的长度;穗型改良应增加每穗粒数和枝梗数。     

不同锰浓度环境下OsNRAMP5突变对水稻耐热性和主要经济性状的影响

OsNRAMP5是水稻吸收镉、锰的主效转运蛋白。OsNRAMP5突变造成水稻镉含量大幅度降低,使其成为镉低积累水稻分子育种中最重要的靶标基因,而其突变造成的锰含量大幅度降低是否会影响水稻农艺性状和环境适应性一直备受关注且存在争议。以籼稻华占、粳稻中花11这2种不同遗传背景下同一突变位点的osnramp5突变株系为材料,采用不同锰浓度水培和大田试验比较分析了它们的耐热性和主要经济性状。结果表明,苗期在正常浓度锰供应条件下,2种遗传背景的osnramp5突变株系耐热性并未明显下降,但在环境锰不足的条件下,2种遗传背景osnramp5突变株系的耐热性均大幅度下降。在土壤锰含量为312 mg/kg的正常锰浓度大田条件下,籼稻华占的osnramp5突变株系产量和稻米品质较野生型均无显著差异,但粳稻中花11的osnramp5突变株系的千粒重和胶稠度降低;开花期高温使2种遗传背景的osnramp5突变株系的每穗总粒数、结实率和千粒重均显著下降,且造成粳稻中花11的osnramp5突变株系的垩白粒率和垩白度上升。在土壤锰含量为102mg/kg的低锰浓度大田条件下,2种遗传背景的osnramp5突变株系的有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重均显著下降,垩白粒率和垩白度上升。说明籼稻的osnramp5突变株系在富含锰的镉污染地区有很大的应用潜力,但在种植时应避开抽穗期高温和低锰田块,而粳稻的osnramp5突变株系在南方稻区的环境适应性较差。     

直立与弯曲穗型水稻穗上不同部位籽粒碾磨品质的比较

以直立穗型和弯曲穗型水稻材料为对象,研究了穗上不同部位和不同粒位籽粒在碾米品质上的差异。弯曲穗型材料整穗籽粒的糙米率、精米率及整精米率以及粒重均高于直立穗型材料,其中整精米率差异达到显著水平。总体而言,在稻穗的同一部位,两穗型材料一次枝梗籽粒的糙米率、精米率、整精米率和粒重均高于二次枝梗的籽粒;一次枝梗上以第2 或第3粒位籽粒的糙米率、精米率和整精米率较高,第1 粒位籽粒的较低;穗上同一部位二次枝梗籽粒的碾米品质在两穗型材料间的差异大于一次枝梗,而穗型与其排序并无直接关系;两穗型材料籽粒粒重在穗上的分布与排序基本一致。因此,可以通过育种选择来改良直立穗型材料的碾磨品质。     

寒地水稻有效穗率与产量的关系探讨

以牡响1号和牡丹江32为试验材料,通过改变水稻施氮量、插秧密度及插秧株数,探讨寒地粳稻有效穗率与产量的关系。结果表明,有效穗率与产量有显著或极显著正相关的趋势,究其原因发现,单位面积穗数随有效穗率的增加而增加,有效穗率与每穗实粒数有极显著的抛物线关系。为达到水稻最高产量不同品种有不同的栽培措施,对于牡响1号这种多穗型品种应通过提高施氮量来增加产量,而对于牡丹江32这种大穗、大粒型品种则应通过适当降低栽培密度和施肥量来达到高产。     

中熟类型甬优籼粳杂交稻组合产量优势形成及其形态生理特征

以中熟类型甬优籼粳杂交稻组合甬优2640、甬优1640为材料,常规粳稻镇稻11、武运粳30和杂交籼稻丰两优香1号、新两优6380为对照,比较各类型品种在干物质积累、穗部特征、叶片形态及茎秆特性上的差异。结果表明,甬优籼粳杂交稻两年平均产量为11.3 t/hm~2(11.1、11.4 t/hm~2),较常规粳稻和杂交籼稻分别高6.6%和13.0%;产量构成上,甬优籼粳杂交稻的每穗粒数和群体颖花量显著高于对照,有效穗数、结实率和千粒重低于对照;甬优籼粳杂交稻抽穗期、成熟期的干物质量及抽穗至成熟期的干物质积累量依次为13.4 t/hm2、21.6 t/hm~2、6.9 t/hm~2,均显著高于对照;穗部特征上,甬优籼粳杂交稻的单穗质量和着粒密度高于对照,穗长略低于杂交籼稻,近80%的籽粒集中于中上部,而常规粳稻75%的籽粒集中于中下部,杂交籼稻籽粒分布相对匀称;甬优籼粳杂交稻上3叶的叶宽和卷曲率高于对照,叶长和叶基角处于对照之间(以杂交籼稻最大),披垂度最低,上部1、3叶差异显著;株高、穗高、秆长及穗下节间占秆长的比例以杂交籼稻甬优籼粳杂交稻常规粳稻;成熟期单茎茎干质量、单茎鞘干质量及基部节间单位长度干质量以甬优籼粳杂交稻最高。中熟类型甬优籼粳杂交稻组合产量优势特征为足穗基础上,主攻大穗,并保持较高的结实率和千粒重;形态生理特征表现为籽粒集中于中上部,上3叶大小适宜,叶片内卷且直立,株高及穗下节间占秆长的比例适中,成熟期茎秆充实度好。     

抗稻瘟病转基因水稻竹转68的选育

应用基因枪法将抗病基因“水稻碱性几丁质酶（RC24）基因”转入籼稻保持系籼B，选育出了具抗稻瘟病特性的转基因水稻品系竹转68。该品系还表现出穗大粒多的高产特性，平均每穗总数粒比竹籼B增加103．6粒，每穗实粒数增加84．4粒，增长率分别达83．8％和86．6％；与竹籼B相比，对稻瘟病的抗性显著增强；稻米品质好；且竹籼A具有恢复能力，而失去了竹籼B的保持特性。