双向订单模式下水稻秸秆饲料化及基料化利用新模式的探索与实践

上海市水稻种植面积约为9.34万hm²,水稻秸秆绝大部分直接还田。为解决大量秸秆还田导致的土地自然发酵能力不足问题,上海桑磊蔬果种植专业合作社探索了水稻秸秆综合利用新途径,建立了以水稻打捆机为核心的水稻秸秆饲料化和基料化技术体系,形成以畜禽养殖场/菌类种植基地—合作社—水稻种植农户的双向订单模式的完整产业链。日平均处理秸秆250 t,年平均与上海各相关牧场签订销售订单6 000 t,平均每年可解决667 hm²水稻秸秆的饲料化和基料化利用。该模式是一个可复制、可推广的水稻秸秆高效利用模式,既保护上海大城市郊区环境,合作社也有客观的经济收益,实现了生态效益和经济效益统一。详细介绍了双向订单模式下水稻秸秆饲料化及基料化利用新模式的系统过程及取得的成效。     

分子标记辅助选育优质、抗病杂交粳稻新品种‘申优28’

发展杂交粳稻对保障中国优质粳米供应和粮食安全均具有重要意义。针对目前生产上杂交粳稻存在生育期偏迟、产量不稳定、稻米品质和制种产量有待提高等问题,利用水稻高密度基因芯片技术辅助培育了早熟、优质、高产、稳产、抗稻瘟病、易于制种的杂交粳稻新组合‘申优28’。‘申优28’是以BT型粳稻不育系‘申21A’和恢复系‘申恢26-28’配制的粳型三系杂交稻,2018-2019两年区域试验平均产量达到10 588.5 kg/hm²,2019年生产试验达到10 473.0 kg/hm²,比对照‘花优14’分别增产11.6%和4.8%。‘申优28’米质优良,有香味(含香味基因badh2-p-5’UTR),达到国标二级优质米标准,综合抗性好,聚合了Pi2、Pita、Pib、Pi9、Pi54、Pikm、Pit等稻瘟病抗性基因以及Xa21等白叶枯病抗性基因,2020年通过了上海市品种审定。本研究介绍了‘申优28’的选育过程、特征特性以及高产机械化制种技术要点。     

氮肥运筹对杂交粳稻'申优17'主要品质性状效应分析

通过设置氮肥量和基蘖肥与穗肥氮素配比试验处理,研究氮肥运筹对杂交粳稻‘申优17’主要品质性状的影响。结果表明:增加氮肥能提高稻米的加工品质,但等氮(240 kg∕hm2,下同)条件下提高后期穗肥氮则会降低加工品质。氮肥与稻米粒长、粒宽呈正相关,与长宽比呈负相关,而等氮条件下穗肥氮与稻米粒长和粒宽呈极显著和显著正相关。施氮量增加会显著降低稻米垩白率,后期增加穗肥氮施用会增加稻米垩白率和垩白度。增加氮肥和在等氮条件下,氮肥后移处理均极显著和显著降低直链淀粉含量。由氮素与直链淀粉拟合方程可知,施氮量在318 kg∕hm~2时,直链淀粉理论值最低(15.04%)。稻米胶稠度与氮肥使用量无明显规律,但在等氮条件下可随穗肥氮同步递增,至穗肥氮占比为30%时,胶稠度值达到峰值(78.33 mm),之后缓慢下降。增加氮肥和后期穗肥氮占比有效地提高了稻米蛋白质含量,并显著地降低了稻米食味值。当氮量为257 kg∕hm~2时,食味理论值最低(84.45)。在等氮条件下,穗肥氮占比为30%时,食味达到了最高值(83.0)。综上,杂交粳稻‘申优17’稻米品质易受氮肥调控影响,在实际生产中应适当控制总氮量和优化后期穗肥氮比例以提高稻米品质。     

上海市粳稻品种品质性状的主成分分析和聚类分析

对上海市16个常规粳稻品种的8个主要品质性状进行主成分分析和聚类分析,结果表明:上海市粳稻品种碾磨和蒸煮品质的改良已经取得了一定成效,尤其是蒸煮品质已经达到了较高的水平,但外观品质总体较差;品质性状间存在着复杂的相关关系,垩白粒率和垩白度对碾磨品质和蒸煮品质都具有显著的负面影响;8个品质性状可归结为3个主成分,累计贡献率达90.166%;供试材料可分为4类,第1类品种的品质最好,可以直接转育为杂交粳稻的三系亲本,第2类和第3类品质次之,第4类品质最差,其中的若干品种可以作为选育优质品种的中间材料。有50%的品种聚集在第4类,显示出上海市粳稻品种具有遗传距离近、遗传基础狭窄的特点。     

粒重对杂交粳稻产量和品质的影响

对5个杂交粳稻不育系和5个恢复系配组的25个组合的研究表明:粒重对产量影响显著,粒重高的组合产量也较高,呈显著正相关.通径分析表明,粒重对产量的贡献较大;粒重对直链淀粉含量的影响不显著.     

基于功能性分子标记鉴定香味杂交粳稻亲本

香稻是由于水稻种水稻甜菜碱醛脱氢酶(BADH2)基因的功能缺失突变引起的。根据香味等位基因badh2的功能性突变位点设计的功能性分子标记,为快速鉴定具有香味的水稻种质资源提供了可能。本研究利用香味等位基因badh2-E2和badh2-E7的功能性分子标记InDel-E2和InDel-E7鉴定了33个杂交粳稻不育系和35个杂交粳稻恢复系材料的基因型,获得了12个含有badh2-E2等位基因不育系和4个含有badh2-E7等位基因恢复系材料。在此基础上,分别选择了3个不育系和3个恢复系,配制了5个全香型的杂交粳稻,为香味杂交粳稻的推广应用提供了理论依据。     

对水稻种子耐储性QTL的研究

稻谷的耐储性在种子生产保存和粮食储备中具有重要的意义。本研究以人工陈化的方法对15个三系杂交稻恢复系品种进行筛选,获得了繁11、繁12、繁31、繁32和繁38五个耐储性较好的品种。选择繁38与粳型恢复系繁26为亲本杂交获得F₁代,构建了包含154个株系的双单倍体(double haploid, DH)群体。以2b-RAD简化基因组测序技术对亲本和群体中每个株系进行测序,并构建SNP标记遗传图谱。分析水稻在人工陈化10d和15d时与耐储藏相关的QTL。共检测到了6个与稻谷耐储性相关的QTL位点,分布于3号、5号、6号、11号和12号染色体上, LOD值介于3.4509～6.8036之间,可解释6.1575%～12.9979%的表型变异,加性效应在-6.7586%到6.1235%范围内。其中qSI-12位点在陈化10 d和陈化15 d两个条件下均能检测到。qSI-5a和qSI-6这2个位点只在陈化10 d时检测到,而qSI-3、qSI-5b和qSI-11这3个位点只在陈化15d时检测到。此外,还检测到32对上位性互作位点。这些结果丰富了耐储性品种育种的遗传资源,为进一...     

水稻脂质氧化酶同工酶种质储藏特性的研究

对水稻脂质氧化酶(LOX)同工酶缺失的单体及聚合体人工老化实验研究表明：不同LOX的缺失突变体之间,以LOX-1,LOX-2、LOX-3全缺的D1308、D1311的发芽率始终最高,老化指数最低;LOX-1缺失所造成的影响要大于LOX-2缺失和LOX-3缺失。LOX缺失的单体及聚合体具有较好的储藏特性,LOX的缺失对保持种子生活力和延缓稻谷陈化变质具有重要的作用。进一步的分析认为LOX-1的缺失阻断或延缓了LOX-2和LOX-3所启动的脂质过氧化反应,从而延缓了稻谷的陈化变质,减轻种子生活力的下降。LOX-1可能是控制稻谷陈化变质和种子衰老的关键基因。