辽宁省水稻品种外观品质性状分析

以近年来辽宁省审定的77个水稻品种为试材,对辽宁省水稻品种外观品质性状进行了分析。结果显示,辽宁省水稻品种间外观品质性状差异较大,垩白粒率、垩白度变异幅度最大。垩白、粒形、透明是影响稻米外观品质的主要因子。性状间只有粒长与籽粒长宽比、垩白粒率与垩白度、粒长与透明度相关达到极显著或显著水平。中等粒长品种垩白性状和透明程式度较好,为品种外观品质改良和田间选择提供了依据。同时,探讨了在水稻品质改良中种质资源利用问题。     

水稻种质资源粒型的评价与筛选

筛选粒型优异的种质资源是选育优质水稻品种的前提。本研究引进了546份籼稻种质资源和326份粳稻种质资源,于2019—2020年在宁波考察了这些种质资源的粒型表现。结果表明,籼型种质资源粒长、粒宽和长宽比的变异系数分别为10.23%、10.90%和18.17%,粳型种质资源则分别为12.62%、12.88%和24.22%,3个性状变异均十分丰富,其中长宽比的变异最丰富;籼型种质资源的粒长与粒宽的相关系数为-0.47(2019年)～-0.48(2020年)、粒长与长宽比的相关系数为0.84,粒宽与长宽比的相关系数为-0.86(2019年)～-0.87(2020年),而粳型种质资源则分别为-0.47(2019年)～-0.42(2020年)、0.82(2019年)～0.80(2020年)和-0.88(2019年)～-0.87(2020年),粒长与粒宽表现为中度负相关,长宽比受粒长和粒宽的影响程度相同。最终筛选出了18份粒型优异的籼稻种质资源和34份粒型优异的粳稻种质资源。育种家可以根据需要选择合适的粒型种质资源作为亲本选育优质稻品种。     

大麦籽粒大小的遗传多样性与稳定性评价

为了解大麦籽粒大小的遗传多样性与稳定性,以185份大麦种质资源为材料,测定了7个试验环境下籽粒的长度、宽度、长宽比及千粒重等性状,对其遗传多样性和稳定性进行了分析评价。结果表明,所有试验环境下二棱大麦粒长、粒宽及千粒重均值均大于六棱大麦,籽粒长宽比均值均小于六棱大麦;二棱大麦与六棱大麦千粒重、粒长、粒宽及籽粒长宽比在品种(系)间及环境间差异均极显著,且品种(系)与环境之间存在极显著的互作效应,籽粒大小在环境间差异程度因性状而异,其中以千粒重的差异程度最大。依据10级分类分布频次法则,千粒重和粒宽分布比较集中,六棱大麦集中分布在3、4等级,二棱大麦集中分布在7、8等级;粒长和籽粒长宽比分布比较分散,六棱大麦粒长和籽粒长宽比分别分布在1~10等级和2~10等级范围内,二棱大麦粒长和长宽比分别集中分布在4~8等级和2~7等级范围内。千粒重与粒长、粒宽及粒长与籽粒长宽比呈极显著正相关,粒宽与籽粒长宽比呈极显著负相关;粒长与粒宽及千粒重与籽粒长宽比的相关性因棱型不同而异。二棱大麦千粒重的稳定性小于六棱大麦,而粒长和籽粒长宽比的稳定性恰好相反,粒宽的稳定性与棱型无关;皮大麦千粒重稳定性小于裸大麦,其余籽粒大小性状的稳定性与皮裸无关。通过熵权法TOPSIS对大麦籽粒大小进行综合评价,筛选出籽粒饱满且稳定的品种川52209,其可作为大麦籽粒性状改良的优异种质。     

两系杂交水稻谷粒性状的遗传及相关分析

以5个两用不育系与22个恢复系(或常规品种)为供试材料,组成5×22 NCⅡ交配设计,对两系杂交稻谷粒性状进行了遗传及相关分析.结果表明,谷粒长、粒宽、长宽比和千粒重等4个性状均为加性效应起主导作用,同时受父母本的影响,而且其影响均达显著水平.千粒重、粒长、粒宽和长宽比都有很高的广义遗传力,分别为99.24%,98.80%,93.50%和97.42%.相关分析表明,千粒重与粒长、粒宽和长宽比均达极显著正相关;粒长与长宽比达极显著正相关,与粒宽未达显著相关;粒宽与长宽比达极显著负相关.通径分析表明,千粒重、粒长和粒宽对长宽比的直接通径系数分别为0.003 1,0.888 6和-0.560 0;粒重通过粒长、粒宽两性状的间接通径系数达0.606 9和-0.349 3.     

基于SmartGrain软件的小麦NaN3诱变群体籽粒性状分析

为了解小麦NaN₃诱变后代籽粒性状的遗传变异规律,利用高通量表型分析软件SmartGrain对小麦新品种陕农33 NaN₃诱变群体(M₃)籽粒性状进行测量,并进行相关分析、通径分析和主成分分析。结果表明,M₃代籽粒性状变异系数表现为千粒重>密度因子>表面积>长宽比>粒宽>圆度>周长>粒长,诱变群体籽粒性状均值除长宽比外均较陕农33不同程度下降。千粒重与籽粒表面积、周长、粒长、粒宽、圆度、密度因子均呈极显著正相关,与长宽比呈极显著负相关。经通径分析,7个籽粒性状对千粒重直接贡献表现为密度因子>粒宽>表面积>周长>长宽比>圆度>粒长,其中,密度因子、粒宽和表面积对千粒重有较大的正效应。主成分分析结果显示,2个主成分（籽粒大小和籽粒形状）累计贡献率达到94.10%,说明2个主成分已经覆盖诱变群体所有籽粒性状的主要变异信息。     

播期和地点对不同生态类型粳稻稻米品质性状的影响

 以不同生态类型的5个粳稻品种为材料,在江苏省选择5个不同纬度地点,通过分期播种试验研究稻米品质性状的差异,探讨不同地点和不同播期对稻米加工、外观、蒸煮食味和营养品质的影响。结果表明,13个品质性状在地点、播期及品种间的差异均达到了极显著水平,多数性状品种间变异最大,地点次之,播期影响最小。不同品质性状在不同纬度的变化趋势不同,稻米加工品质随纬度的升高呈改善趋势,粒长、粒宽和长宽比在不同纬度间的变化较小,直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度和食味值呈北高南低的趋势,垩白率、垩白度和蛋白质含量则呈现南高北低的趋势,食味品质随纬度的升高有提高趋势。随播期的推迟,加工品质、直链淀粉含量、糊化温度、蛋白质含量均有提高的趋势,粒长和长宽比增加,粒宽减小,胶稠度降低,垩白率和垩白度在不同播期之间存在显著差异,但变幅不大,过早或过迟播种食味值均有降低趋势。不同性状对地点和播期的反应不同,糙米率、粒宽、粒长、长宽比和精米率受影响较小,而垩白率和垩白度受影响较大,整精米率、糊化温度、蛋白质含量、直链淀粉含量、胶稠度和食味值居两者之间。不同品种不同品质性状在地点和播期间的稳定性不同,南粳46的品质性状综合表现最好,但受地点和播期的影响较大。     

冷水胁迫对云南粳稻品质性状的影响

 以11个云南粳稻品种为试验材料,研究冷水胁迫对稻米品质性状的影响以及水稻耐冷性与品质性状冷水反应的相关关系。结果表明,品质性状的冷水反应不仅与品种有关,也与具体的品质性状有关。冷水胁迫使粒宽、千粒重、垩白粒率、精米白度、糙米率、味度值、最高黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度显著或极显著降低,使长宽比、整精米率、碱消值、蛋白质含量和消减值极显著增加,而粒长、精米率、直链淀粉含量、到达最高黏度时间（峰值时间）和起浆温度不因冷水胁迫发生明显变化。相关分析表明,成熟期综合耐冷性与稻米的味度值、蛋白质含量、最高黏度和崩解值的冷水反应指数具有显著或极显著相关性。因此,提高育成品种的耐冷性对稳定和改善稻米食味品质具有重要作用。     

籼稻C84和粳稻春江16B重组自交系遗传图谱构建及籽粒性状QTL定位与验证

【目的】本研究旨在挖掘水稻粒型新基因、探索其分子机理,解析籽粒发育调控遗传网络奠定基础,并为通过分子标记聚合有利基因开展超级稻分子设计育种提供理论依据。【方法】以植株和籽粒形态差异较大的晚粳稻品种春江16B(CJ16B）和广亲和中籼稻背景恢复系C84为亲本构建含有188个家系的重组自交系为作图群体,利用158对在双亲中存在多态性差异的分子标记,构建了遗传连锁图谱,总遗传距离为1428.40cM,平均标记间距为9.04cM。在构建遗传图谱的基础上,完成RIL188个株系籽粒的粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒重等5个性状考查并进行QTL定位。【结果】在海南陵水和浙江杭州两地共检测到籽粒相关主效QTL30个,包括籽粒QTL新座位18个,解释遗传变异3.51%~17.25%。其中粒长、粒宽、粒厚和长宽比QTL位点分别为9个、5个、5个和6个,千粒重QTL位点5个。经基因座位比对,发现有5个QTL区间与已克隆的调控籽粒形态相关基因座位相近,我们通过对双亲目标基因的测序并根据差异位点设计dCAPs分子标记进行验证。【结论】该RIL群体及其遗传图谱可用于水稻重要农艺性状主效QTL基因的定位和克隆,新定位的18个粒型QTL可以为水稻籽粒发育调控网络提供补充和资料积累。     

江苏二棱大麦农艺、籽粒和品质性状的特征及其相关性分析

为了解江苏二棱大麦表型性状特征及其相关性,以1989年以来江苏省审定/认定的32份二棱大麦品种(系)为材料,在江苏沿海地区对其3个农艺性状(株高、穗长、穗粒数)、7个籽粒性状(粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比、宽厚比、千粒重)和6个品质性状(直链淀粉含量、支链淀粉含量、支链淀粉含量/直链淀粉含量、淀粉含量、蛋白质含量和β-葡聚糖含量)进行分析.结果表明,在农艺、籽粒和品质性状中,籽粒性状的变异系数最小,变化范围为3.91％～9.13％;品质性状的变异系数最高,变化范围为8.56％～36.21％.经相关性分析,同类性状间相关性达到显著水平的较多,而不同类别性状间较少;穗长、穗粒数和籽粒长宽比在不同育种阶段的大麦品种(系)间差异显著.通过综合聚类分析,32份大麦品种(系)被分成三类,三类品种(系)间株高、支链淀粉含量、支链淀粉含量/直链淀粉含量、淀粉含量差异显著.     

小麦粒重基因等位变异的高通量分子检测及组合分析

TaCwi-A1、TaGW2-6A及TaSus2-2B基因是调控小麦粒重的基因,目前已发现TaCwi-A1基因存在TaCwi-A1a和TaCwi-A1b两种等位变异,TaGW2-6A存在启动子区Hap-6A-A和Hap-6A-G及编码区一个T碱基插入等位变异,TaSus2-2B存在SUS2-2B-H和SUS2-2B-L两种等位变异。为了探究小麦粒重基因的综合效应,为粒重基因的分子辅助聚合育种提供方法依据与优异材料,本研究利用高分辨率熔解曲线分析(high-resolution melting curve analysis,HRM)技术分别检测了上述4个位点在262份小麦微核心种质材料中的变异类型,分析了不同变异及变异组合与粒长、粒宽和千粒重的相关性,并对变异组合在我国十个麦区的分布情况进行了分析。结果表明,TaCwi-A1a单倍型品种的千粒重显著高于TaCwi-A1b(P0.05);Hap-6A-A单倍型与Hap-6A-G单倍型品种的粒长、粒宽及千粒重均无显著差异,T碱基插入等位变异(命名为TT单倍型)材料的粒宽和千粒重显著高于无T碱基插入等位变异(tt)材料(P0.05);SUS2-2B-H单倍型品种的粒长和粒宽显著(P0.05)高于SUS2-2B-L单倍型品种,千粒重极显著(P0.01)高于SUS2-2B-L单倍型品种。对变异组合的分析表明,262份材料中仅出现了8种组合类型,变异组合与粒长及千粒重呈极显著相关(P0.01),与粒宽相关不显著,其中Ⅳ型组合(TaCwi-A1a/Hap-6A-G/tt/SUS2-2B-H)为最优组合,Ⅲ型组合(TaCwi-A1a/Hap-6A-G/TT/SUS2-2B-L)为最差组合。我国十个麦区中七个麦区Ⅲ型组合分布频率最高,仅青藏麦区Ⅳ型组合分布频率较高。     

Genome-Wide Association Studies Reveal New Genetic Targets for Five Panicle Traits of International Rice Varieties

Narrow genetic background is a key limiting factor in breeding stable high-yielding rice. The introduction and utilization of international rice core germplasm is an important way to increase the genetic diversity of domestic rice varieties. We conducted a genome-wide association study on 5 panicle traits of 315 rice accessions introduced from the international rice micro-core germplasm bank. Based on the tests from Yangzhou of China and Arkansas of American, environment exhibited a significant impacts on panicle length and primary branch number, while grain length, grain width and grain length/width ratio were insensitive to environment changes. We discovered a total of 7, 5, 10, 8 and 6 chromosomal regions or single nucleotide polymorphism marker loci that were significantly associated with primary branch number, panicle length, grain length, grain width and grain length/width ratio, respectively. Among them, eleven regions were associated with grain shape and one region associated with primary branch number, showing the good consistence in two different environments. Significant linear correlation was discovered between the average trait value and the number of favorable alleles carried by the varieties in all associated loci. Among the associated loci, varieties in aromatic and tropical japonica sub-groups possessed most favorable alleles, while those in temperate japonica sub-group contained the least. The domestic varieties mainly harbored unfavorable alleles in six of the associated loci being detected. On the contrary, 15 varieties from 11 different countries harbored more favorable alleles(as many as 30 or more) than the others. Remarkably, all these 15 varieties belonged to the tropical japonica sub-group. In conclusion, our study demonstrates that varieties in the tropical japonica sub-group had high potentials for breeding stable high-yielding rice. Based on this discovery, we proposed a new approach for improving the panicle traits of domestic rice by using tropical japonica varieties.     

云南高原粳稻与韩国粳稻品质特性比较分析

对10个韩国粳稻品种和10个云南粳稻品种进行了品质特性比较及相关性分析。云南粳稻和韩国粳稻在外观及碾磨品质指标中的粒宽、长宽比方面存在显著差异,云南粳稻比韩国粳稻籽粒细长;透明度、垩白粒率、糙米率、精米率、整精米率差异不显著。云南粳稻的直链淀粉含量和蛋白质含量显著或极显著高于韩国粳稻,而味度值则相反,碱消值差异不显著。 韩国粳稻的最高黏度值、崩解值极显著高于云南粳稻,消减值极显著低于云南粳稻。 相关分析表明,直链淀粉含量和蛋白质含量与消减值呈极显著正相关,与最高黏度值、最低黏度值、崩解值及最终黏度值呈显著或极显著负相关,味度值与淀粉RVA谱特征值则表现出相反的相关性,即与消减值呈负相关,而与最高黏度值、最低黏度值、崩解值呈正相关。针对试验结果,对改良云南粳稻品质的途径进行了探讨。     

北方杂交粳稻米质分布现状及超亲优势分析

对北方杂交粳稻工程技术中心所配组的100个杂交粳稻进行了13个米质性状的分布分析和超亲优势的分布分析,结果表明:现有的杂交粳稻米质指标中整精米率表现出的差异较大,优质组合数相对较少,长粒品种少,宽粒品种多,长宽比差异不大,低垩白率、垩白度组合较多,大多杂交粳稻组合的食味指标较好,营养指标的差异不大。超亲优势分析表明:杂交粳稻在加工品质、外观品质方面超父本优势所占的组合数比例要好于超母本优势所占的组合数比例,说明现有的杂交粳稻母本的加工品质、外观品质优于父本,而在食味品质与营养品质方面现有的杂交粳稻父本要优于母本,在糙米率、粒宽、食味指标与营养指标中表现为超中亲优势的组合数的比例较高。     

Genome-Wide Association Analysis and Allelic Mining of Grain Shape-Related Traits in Rice

Excavating single nucleotide polymorphisms(SNPs) significantly associated with rice grain shape and predicting candidate genes through genome-wide association study(GWAS) can provide a theoretical basis for discovery and utilization of excellent genetic resources in rice. Based on 16 352 SNPs, 161 natural indica rice varieties with various grain sizes in southern China were used for GWAS of grain shape-related traits, referring to grain length(GL), grain width(GW), 1000-grain weight(TGW), and grain length/width(GLW). Phenotypic statistics showed that coefficient of variation values for these four traits GL, GW, TGW and GLW were 9.92%, 9.09%, 20.20% and 16.38%, respectively. Each trait showed a normal distribution, and there was a certain correlation between these traits. Through general linear model correlation analysis, a total of 38 significant loci were identified, and a range of 100 kb upstream and downstream of the significant loci was identified as the candidate interval. On chromosome 3, GS3 and q GL3 were found to regulate GL. On chromosome 6, TGW6 and GW6 a were found to regulate TGW. Also, some QTLs related to grain shape were found on chromosomes 5 and 9. Besides that, using sequenced 3 K-germplasm resources, we found that there are 22 overlapped varieties between these two natural populations. Twenty-six SNPs and fourteen haplotypes were identified in five regions of GS3 genes. The detection of multiple candidate genes/QTLs within the candidate interval is beneficial for further excavation of superior rice genetic resources.     

Analysis of Blast Resistance Genes and Neck Blast Resistance of japonica Rice Varieties/Lines Recently Developed in Jiangsu Province

【Objective】Evaluating the breeding potential of the known blast resistance (R) genes harbored in rice varieties is one of prerequisites for developing rice blast resistant varieties and R genes-based control of the disease epidemic.【Method】A total of 195 new japonica varieties/lines from Jiangsu Province were genotyped using functional markers corresponding to 14 rice blast R gene loci. In order to identify gene or gene combination with breeding potential against neck-blast, 158 japonica rice varieties were then artificially inoculated with blast strains as well as 17 advanced backcrossing lines containing Pigm gene in two different genetic backgrounds at booting stage. 【Result】Most varieties carried 2 to 5 R genes, and none of new varieties contained Pigm; the distribution frequencies of Pib, Pita and Pikh were relatively high and all exceeded 45%, the rest 10 genes were under 30%; Pid3, Pid2, Pia and Pb1 had apparently higher frequency in lines from regional tests than that in authorized and released varieties. Three genes with effects ordered as Pia > Pi3/5/i > Pita significantly contributed to neck-blast resistance, and significantly positive interaction effects were found between Pia and Pita, and between Pi3/5/i and Pita. Combination effect of Pia+Pita was significantly higher than that of Pi3/5/i+Pita, and the varieties harboring Pia+Pita reached resistant or highly resistant levels. The resistance of 17 advanced backcrossing lines carrying Pigm was all significantly improved as compared with corresponding controls, and all reached resistant level or even higher. 【Conclusion】 The results suggested that Pigm and the combination of Pia+Pita have critically important breeding potential in japonica rice breeding against neck blast in Jiangsu Province.     

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。     

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。     

水稻粒形遗传与长粒型优质粳稻育种进展

水稻粒形遗传机制和粒形育种一直是水稻品质和产量研究的重要领域。在粳稻品种选育中,对长粒形遗传种质的选择,已经成为近年来一种新的育种趋势。我们在总结粒长及其相关性状的遗传研究进展和已知粒长相关基因功能的基础上,系统地介绍了南方稻区长粒粳稻的育种历程及其选育策略。同时,对以品种嘉禾218为代表的南方长粒晚粳稻系列品种农艺性状和品质特性进行了比较,在阐明长粒粳稻优质、高产的品种特点的同时,提出长粒晚粳育种中选择粒形、兼顾株型、保产提质的选育思路。     

优质抗病不育系盐粳5号A的选育

盐粳5号A是盐都县农科所用盐粳5号与六千辛A杂交转育而成的优质抗病不育系，2001年10月通过江苏省品种审委会技术鉴定，2002年2月通过江苏省品种审定。利用其与恢复系盐93005配制的杂交粳稻新组合盐优1号杂种优势明显，高抗稻瘟病，于2002年2月通过江苏省品种审定。