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。     

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。     

籼型杂交水稻组合加工与外观品质的相关性分析

对2012年四川省水稻区试的127个籼型杂交稻组合的加工和外观品质性状及相关性进行了研究分析。结果表明,127个组合的加工和外观品质性状中差异程度最大的是垩白度,其次是垩白粒率,最小的是糙米率;优质达标率最高的是糙米率为100％,其次是整精米率为81．89％,较低的是垩白粒率和垩白度,仅为4．72％和7．87％;整精米率与长宽比、垩白粒率、垩白度呈极显著负相关,长宽比与垩白粒率、垩白度呈极显著负相关,垩白粒率与垩白度呈极显著正相关。垩白粒率高、垩白度大是提升籼型杂交稻组合米质的重要制约因素,建议从提高整精米率和增大长宽比来降低或减少垩白粒率和垩白度,同时加强高密度、无裂纹和宽厚比小的米粒选择,增强稻米的耐碾磨能力,使所选育材料和组合在加工和外观品质上得以同步改良。     

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.     

C815S衍生水稻两用核不育系的碾磨和外观品质性状配合力分析

为研究C815S衍生的8个水稻两用核不育系(505S、614S、706S、711S、712S、714S、715S和718S)的碾磨品质和外观品质性状的配合力,采用8个不育系和25个恢复系按不完全双列杂交方案配制的200个杂交组合为试验材料,对糙米率、精米率、整精米率、粒长、粒宽、长宽比、垩白粒率和垩白度8个碾磨品质和外观品质性状进行了配合力分析。所有性状不育系和恢复系的一般配合力方差、不育系×恢复系的特殊配合力方差均达到极显著水平,一般配合力方差明显大于特殊配合力方差。糙米率、粒长、粒宽的恢复系一般配合力方差大于不育系,整精米率、长宽比不育系一般配合力方差大于恢复系,精米率、垩白粒率、垩白度不育系和恢复系一般配合力方差相当。所有性状广义遗传力均在83%以上,狭义遗传力总体上表现为粒宽粒长糙米率长宽比垩白粒率整精米率精米率垩白度,其中粒长和粒宽的狭义遗传力大于80%,垩白度的狭义遗传力仅35.99%。614S、712S和715S的整精米率和长宽比一般配合力均表现为微弱的负效应或正效应,而垩白粒率和垩白度呈现出较大的负向一般配合力,可望配制出整精米率高、长宽比大、垩白度低的优质杂交稻组合。     

2014年国家北方水稻区试品种的品质分析与评价

通过对2014年北方稻区国家区试参试品种的品质进行检测与分析,结果表明,该年度北方区试稻米的加工品质和蒸煮食用品质较好,整精米率较高,直链淀粉含量较适中;外观品质欠佳,垩白粒率和垩白度较高。培育低垩白粒率和低垩白度品种应是今后育种工作的重点。     

杂交稻7个米质性状的变异及相关性分析

以10个杂交水稻组合为材料,通过重庆(璧山、沙坪坝)和海南(陵水)不同年份不同地点的2 a6点(次)种植,分析了7个品质性状的变异和各品质性状间的相关性。结果表明,杂交组合在不同点(次)之间精米率、整精米率和糙米率的变异系数较小,垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量的变异系数较大;不同杂交组合之间糙米率、精米率和整精米率的变异系数较小,垩白度、垩白粒率和垩白大小的变异系数均超过50%。经主成分分析,垩白度因子、糙米率因子和垩白粒率因子为影响稻米品质的3个主成分因子,三者对稻米品质的累积贡献率达90.307%。相关分析表明,精米率与糙米率呈极显著正相关,垩白度与垩白粒率和垩白大小呈极显著正相关,整精米率与垩白大小呈显著负相关。通过聚类分析,参试的10个杂交组合被分为4类,不同类别杂交组合间品质性状的差异与亲本的亲缘关系有关。为提升稻米品质,首先应侧重于垩白性状的改良,其次可通过提高糙米率、整精米率和直链淀粉含量,实现稻米品质的整体改善。     

东北三省水稻品质性状比较研究

以2002-2007年辽宁、吉林和黑龙江三省水稻区域试验参试材料为试材,统一取样测定主要品质指标,分析品质性状的省份间差异、变化及其相互关系。结果表明,东北三省水稻碾磨品质普遍较高,其中吉林省参试品种糙米率和精米率最高,辽宁省参试品种整精米率最高;对于垩白粒率和垩白度,辽宁省与吉林省相差不大,但都显著高于黑龙江省;长宽比吉林辽宁黑龙江;蛋白质含量辽宁吉林黑龙江,直链淀粉含量则相反,但辽宁与吉林之间差异没有达到显著水平;胶稠度辽宁黑龙江吉林。近年来黑龙江和吉林水稻整精米率、黑龙江糙米率有所降低。粒长、长宽比与糙米率、精米率呈极显著负相关,垩白粒率、垩白度与精米率、整精米率和长宽比呈极显著负相关。因此,在水稻育种和栽培中,辽宁和吉林应主攻降低垩白粒率和垩白度,黑龙江和吉林应注意防止整精米率降低,黑龙江还要注重提高糙米率。     

试论杂交水稻的品质育种目标

生产上推广利用的大多数杂交稻组合具有优良的蒸煮品质和营养品质，但加工品质、外观品质尚需进一步改良。今后，应把提高稻谷的精米率和整精米率，降低垩白粒率，减少垩白度，提高胚乳的透明度作为选育杂交稻新组合的品质育种目标，同时，还应适当降低直链淀粉含量，进一步改善杂交稻米饭的柔软性，改进食用品质。     

黑龙江省水稻品种品质性状分析

通过对黑龙江省25个水稻品种品质性状进行分析,研究各性状对稻米品质的影响。结果表明:在今后水稻新品种选育过程中,应注重垩白粒率、垩白度及直链淀粉含量等性状的改良;提高糙米率有利于整精米率、稻米食味的提高;延长胶稠度,降低稻米直链淀粉含量使米饭有弹性不回生;降低垩白粒率、垩白度有利于糙米率、整精米率的提高,进而促进稻米品质的提高。影响稻米品质的第一主成分因子是整精米率因子,其次为垩白度因子、直链淀粉含量因子、垩白粒率因子、食味评分因子、胶稠度因子。     

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。     

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。     

稻米垩白性状对高温耐性的QTL分析

【目的】本研究旨在筛选与稻米外观品质高温耐性连锁的分子标记,为稻米品质育种提供参考。【方法】以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为亲本构建的重组自交系为材料,采用垩白粒率耐热指数、垩白大小耐热指数和垩白度耐热指数为评价指标,对水稻垩白性状的高温耐性QTL进行检测。【结果】采用复合区间作图法两年共检测到垩白性状高温耐性QTL 24个,包括垩白粒率高温耐性QTL 8个,垩白大小高温耐性QTL 12个,垩白度高温耐性QTL 4个。其中,第6染色体上的2个垩白粒率高温耐性QTL和第7染色体上的2个垩白度高温耐性QTL在两年中重复检测到,且这2个稳定表达的垩白度位点与2015年检测到的第7染色体上的垩白粒率位点重合。另外,发现有4个QTL一因多效,同时影响垩白粒率、垩白大小及垩白度。【结论】控制垩白粒率耐热指数的q HTCGR6.1和控制垩白度耐热指数的q HTCD7.1是新的QTL。     

实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量和品质的影响

【目的】本研究旨在阐明实地氮肥管理对不同氮响应粳稻品种产量、氮肥利用效率和稻米品质的影响。【方法】以4个粳稻品种(淮稻5号、连粳7号、宁粳1号和扬粳4308)为材料,设置了氮空白、农民常规施肥和实地氮肥管理3个氮肥处理,观察了不同氮肥处理下产量构成、氮肥利用效率和稻米品质的变化特征。【结果】与农民常规施肥相比,实地氮肥管理显著提高了水稻的产量和氮肥利用效率。实地氮肥管理显著提高了水稻的整精米率、胶稠度、热浆黏度和崩解值,显著增加了稻米中清蛋白和谷蛋白的含量,显著降低了垩白度、直链淀粉含量和糊化温度。依据不同品种在较低施氮量下产量和氮肥利用效率的响应,将供试品种分为A型(淮稻5号和连粳7号)和B型(宁粳1号和扬粳4038)。与氮响应B型品种相比,氮响应A型品种的整精米率、清蛋白和谷蛋白含量、崩解值较高,垩白度、直链淀粉含量、消减值较低。【结论】实地氮肥管理可以提高不同粳稻品种的产量和氮肥利用效率,对氮响应A型品种的效果更为明显,其米质对氮肥的响应更为敏感。     

Relationships of Ethylene Evolution Rate and 1-Aminocylopropane-1-Carboxylic Acid Concentration in Grains during Filling Period with Appearance Quality of Rice

To elucidate the relationship between ethylene evolution from the grains and the appearance quality of rice,ten different rice genotypes were used to determine the ethylene evolution rate,1-aminocylopropane-1-carboxylic acid(ACC)concentration in grains during grain filling and the appearance quality of rice,and the effects of chemical regulators on concentrations of ethylene and ACC in the grains during grain filling were also investigated to verify the roles of ethylene in the rice quality formation.The ethylene evolution rates and ACC concentrations in grains during the mid and late grain filling stages were very significantly and positively correlated with chalky kernel percentage and chalkiness.The cultivars with a low ACC concentration in grains exhibited a close amyloplast arrangement and small space between starch granules,whereas those with a high ACC concentration in grains showed a loose arrangement and wide space between the granules.Application of 1μmol/L ACC to panicles at mid and late grain filling stages significantly loosened amyloplast arrangement and increased chalky kernel percentage,chalky area and chalkiness,and the results were reversed when 1μmol/L amino-ethoxyvinylglycine,an inhibitor of ACC synthesis enzyme,was applied to panicles.A practice of moderate dry-wet alternate irrigation reduced ethylene evolution and ACC concentration in grains and thereby reduced chalkiness. The results suggested that ethylene and ACC in grains play an important role in the endosperm structure and appearance quality of rice,and the appearance quality would be improved by reducing ethylene evolution and ACC in grains through either variety breeding and selection,or chemical regulations or cultivation techniques.     

不同土壤肥力条件下麦秆还田与氮肥运筹对杂交稻氮素利用、产量及米质的影响

以杂交稻F优498为材料,研究了高、低土壤肥力下麦秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻主要生育期氮素吸收利用特征、产量及米质的影响,并探讨了不同土壤肥力下麦秆覆盖和氮肥运筹对结实期剑叶SPAD值与稻米品质的形成的影响。结果表明,不同土壤肥力下,麦秆覆盖均有效促进杂交稻各生育时期氮素积累,提高了氮素利用效率以及稻谷产量,增加了稻米蛋白质含量、稻米胶稠度,显著降低了稻米垩白度以及垩白粒率,且高土壤肥力下麦秆覆盖优于低土壤肥力下麦秆覆盖处理。同时,不同土壤肥力下麦秆覆盖处理,均以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥为3∶3∶4的氮肥运筹模式最优,均能有效调节水稻灌浆结实期叶片SPAD值,提高水稻氮素吸收利用效率及稻谷产量;但稻米品质方面,高土壤肥力以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥为5∶3∶2时最佳;而低土壤肥力可适当提高氮肥后移比例,以m基肥∶m蘖肥∶m穗肥=3∶3∶4最佳。相关分析表明,水稻灌浆期剑叶SPAD值与稻米出糙率、整精米率以及蛋白质含量显著或极显著正相关(r=0.47*~0.90**);与垩百度、垩白粒率负相关,但相关未达显著水平;而高土壤肥力下稻米品质各项指标分别与齐穗后19~27d剑叶SPAD值,低土壤肥力下麦秆覆盖与齐穗后13~19d剑叶SPAD值相关系数最大。     

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。     

中国杂交粳稻的米质及优质达标率研究

根据NY/T 593-2002《食用稻品种品质》标准,分析了中国近8 a(1998—2005)育成的267份杂交粳稻的米质及其达标率。结果表明,杂交粳稻的米质整体较优,各项米质指标的平均值,除垩白米率接近优质3级外,其它全部达到或超过优质3级标准。优质达标率在75%以上的米质指标有糙米率、精米率、透明度、糊化温度、胶稠度、蛋白质含量、直链淀粉含量、整精米率等8项,其中前6项的优质达标率在90%以上。全部10项米质指标均达到优质的组合数占测定总组合数的45.4%。在地域上,北方稻区杂交粳稻的垩白粒率、垩白度的平均值低于南方稻区杂交粳稻。与常规粳稻比较,杂交粳稻各项米质指标的平均值除垩白米率高7个百分点外,其它9项米质指标基本相同。改良垩白性状仍然是杂交粳稻育种的主要目标之一。