杂交水稻机械化制种技术的研究现状与发展策略

介绍国内外杂交水稻全程机械化制种技术的研究现状,概述实现杂交水稻机械化制种的几种途径及其不足之处,探讨杂交水稻机械化制种的对策及应用前景。     

水稻氮高效、耐冷基因OsGRF4功能标记的开发及其利用

通过分子标记辅助选择(molecular marker-assisted selection,MAS)培育氮高效水稻品种是减少氮肥使用量、发展绿色农业和可持续农业的一个重要途经。水稻OsGRF4基因编码生长调节因子蛋白,编码区第487和488碱基由TC变异为AA,导致丝氨酸突变为赖氨酸,使得水稻具有氮高效利用、高产和耐冷的特性。为了提高OsGRF4基因在育种中的选择效率,本研究根据功能SNP(single nucleotide polymorphism)位点设计和筛选出等位基因特异PCR(polymerase chain reaction)功能标记PF+DMR+PR和PF+XMR+PR。利用此功能标记对不同品种(品系)和川大粒/巨穗稻的F2群体进行基因型检测,结合测序分析验证,能准确快速鉴定OsGRF4的纯合显性、纯合隐性和杂合基因型,且具有操作简单、成本低的特点。本研究开发的功能标记为通过MAS方法利用OsGRF4基因培育氮高效、高产和耐冷水稻新品种提供了技术支撑。     

水稻特大穗恢复系R1126的特征特性研究

以杂交稻骨干恢复系明恢63、蜀恢527为对照,系统分析了水稻特大穗恢复系R1126的冠层叶片、干物质积累变化和产量特性。结果表明,R1126冠层叶面积大,比叶重大,净光合速率高,抗早衰能力强,具有较强的光合生产能力。R1126穗大粒多,每穗总粒数321粒,结实率87%,千粒重26 g,但分蘖力弱,有效穗少,单株穗数只有4.8个。对R1126的应用策略进行了探讨。     

天津野生稻稻瘟病抗性的遗传分析与抗瘟基因Pi2–1的初步定位

为了更好地揭示天津野生稻对稻瘟病抗性的遗传机理,以天津野生稻与感病品种CO39杂交构建的F2群体为研究对象,利用稻瘟病菌株CHL1743、110–2和318–2进行室内接种鉴定,F2群体的抗感单株分离比符合3∶1,表明其对3个稻瘟病菌株的抗性均由1个主效基因控制,命名为Pi2–1。利用群体分离分析法和隐性群体分离法进行初步定位分析,将Pi2–1基因定位在水稻第6号染色体着丝粒附近的SSR标记AP5659–5到RM7213之间,与2个标记的遗传距离分别为0.9 cM和1.4 cM。     

水稻斑马叶突变体zebra1349的表型鉴定及基因精细定位

从恢复系育种材料[R128//(R318/R1025)F1]F6中获得一个新的斑马叶突变体zebra1349,突变体秧苗期如果不移栽,与野生型一样表现绿色,移栽后5 d新抽出的叶片包括叶鞘会呈现出与叶脉垂直的黄绿相间的条纹,移栽后30 d抽出的叶片又表现正常绿色,成熟期主要农艺性状与野生型无明显差异。与野生型相比,突变体六叶期斑马叶黄区部位的总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量分别下降了55.86%、61.02%、39.34%和47.03%。透射电镜(TEM)观察表明,突变体斑马叶绿区部位叶绿体发育正常;黄区部位叶肉细胞中叶绿体结构异常,类囊体膜退化和分解严重,类囊体基粒片层数量明显减少,片层间距拉大,排列疏松。对zebra1349与正常叶色品种杂交F1、F2代的遗传分析表明该性状受1对隐性核基因调控。利用1192株zebra1349/02428 F2隐性定位群体,最终把ZEBRA1349基因定位在水稻第12染色体In Del标记indel39和indel44之间,其遗传距离分别为0.04 c M和0.17 c M,根据日本晴基因组序列推测,两标记之间的物理距离约为89 kb。本研究为ZEBRA1349基因的图位克隆和功能研究以及分子标记辅助育种奠定了基础。     

空气微生物的研究进展

空气中广泛分布着细菌、真菌、放线菌和病毒等生物粒子。空气微生物是生态系统重要的生物组成部分,它们与生态平衡直接相关,并在物质循环中起着重要作用。空气微生物不仅具有极其重要的生态功能,还与空气污染,环境质量和人体健康密切相关。本文综述了空气微生物的定义和性质、国内外研究进展、空气微生物的研究方法,并对空气微生物的研究前景进行了展望。     

3个杂交稻新组合源库特性与产量形成研究

以生产上高产两系杂交稻Y两优1号为对照,分析了特大粒恢复系R257与生产上骨干两系不育系C815S、Y58S、N118S所配制的3个杂交稻新组合C815S/R257、Y58S/R257、N118S/R257的库容、产量特性、叶面积动态变化、干物质积累特性及物质转运水平。结果表明：组合C815S/R257、N118S/R257的库容量极显著高于对照Y两优1号,生育后期的上3叶叶面积、干物质积累量、茎鞘叶物质转运水平均优于对照,最终产量分别比对照增产2.65%和0.79%。对新配组合的源特征、干物质积累及转运特性与产量的关系做了讨论。     

水稻品种魔王谷粒形、剑叶性状和株高QTL定位

以粳稻魔王谷和籼稻CO39配组衍生的280个重组自交系为材料, 2015年和2016年对其粒形、剑叶形态、株高性状进行了相关性分析和QTL检测。剑叶长分别与粒厚和株高存在极显著负相关和正相关, 剑叶宽与粒宽存在极显著正相关。检测到17个粒形QTL, 分布于第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第9和第10染色体上, 贡献率为3.51%~48.65%; 其中, 第3染色体RM6080-RM6283区间对粒长和千粒重兼具显著作用, 第5染色体RM8211-RM3381区间同时影响粒宽和粒厚。检测到12个控制剑叶形态性状的QTL, 分布于第1、第3、第4、第6、第7和第9染色体上, 贡献率为4.26%~38.40%; 有5个多效QTL区间, 其中, 第4染色体RM252-SFP4_6区间同时控制剑叶长、剑叶宽、剑叶面积和粒长, 第9染色体RM257-RM3909区间同时影响剑叶面积和粒长。只检测到一个控制株高的QTL, 位于第1染色体的RM6333-RM5536区间, 是一个主效QTL, 贡献率为28.76%。这些结果为进一步开展粒形、剑叶形态、株高基因的精细定位、克隆和分子辅助育种奠定了基础。     

覆膜直播与常规手栽种植方式对水稻光合物质生产特征的影响

为了探讨水稻在覆膜直播和常规手栽2种不同种植方式下干物质以及光合生产特征,以早熟型杂交籼稻安优136、香早优2017,迟熟型杂交籼稻金优785、Ⅱ优838这2种类型4个水稻品种为试验材料,对覆膜直播湿润栽培和常规手栽水作栽培2种种植模式下水稻的干物质积累、转运、分配及叶面积、群体生长率、光合势、净同化率等方面进行了比较试验。结果显示:在2种不同种植方式下主要生育期(孕穗期、抽穗期、蜡熟期、成熟期)单株茎干物质量、群体干物质量,以及各主要生育阶段群体干物质积累量,单株叶、茎、鞘干物质的表观输出量、输出率、转化率均表现为覆膜直播高于常规手栽。迟熟型品种的干物质量和群体干物质积累量占成熟期总干物质积累量的比例都略高于早熟型品种。叶、鞘干物质比例在孕穗期达到最大值,成熟期降为最低;茎干物质比例在抽穗期达到最高,蜡熟期降为最低,之后又会出现一个短暂的回升,所以茎干物质表观输出量、输出率以及转化率都表现为负值。2种不同种植方式下,在光合生产上,叶面积指数、光合势、净同化率都表现为覆膜直播比常规手栽高,由于覆膜直播后期灌浆速度较快,造成衰减率也同样表现为覆膜直播略高于常规手栽。说明不同种植方式下水稻干物质和光合生产均有各自的特征。     

高配合力优质水稻温敏核不育系爽1S的选育与应用

爽1S是湖南杂交水稻研究中心用隆科638S与两用核不育系中间材料D115（茉莉丝苗/N118S）杂交后经长沙、浏阳和三亚等地选育而成的水稻温敏核不育系，具有不育起点温度低、配合力强、异交率高、抗性好、米质优等特点，2019年12月通过海南省农作物品种审定委员会审定。利用该不育系已选配出爽两优132、爽两优华占、爽两优138和爽两优1143等9个组合通过国家或省级审定，组合优质率近90%。此外，2022年有10个爽两优组合申报国家审定或省级审定。