吉林省过去47年来水稻品种遗传改良过程中叶片光合指标的变化

 2006-2007年对吉林省1958年至2005年间育成的25个粳稻品种产量特性及叶片光合生理指标进行了比较。结果表明,粳稻品种产量随育成年代呈线性增加。 由1958年的6 671.9 kg/hm2增加至2005年的11 853.2 kg/hm2,平均每年增加110.2 kg/hm2,年增幅为1.65%。收获指数、成熟期和粒叶比随育成年代推延而增加且与产量呈显著正相关。随着品种产量的增加,单叶净光合速率显著增加且与产量呈正相关,光合速率增加主要是由于品种表观叶肉导度随育成年代推延而显著增加所致。同时,胞间CO2浓度/大气CO2浓度比值呈下降趋势,说明现代品种的光合作用存在一定的气孔限制作用。现代品种叶片的蒸腾速率的增幅大于光合速率的增幅,导致水分利用效率下降。因此,在未来水稻品种选育中,筛选高光合种质资源的同时要兼顾品种的水分利用特性。     

吉林省不同时期育成水稻品种农艺性状和叶片光合能力研究

为了探明吉林省第一时期(1958—1979年)、第二时期(1980—1999年)和第三时期(2000年以后)培育的水稻品种在遗传改良过程中其农艺性状和叶片光合能力的变化,以不同时期育成的24个水稻品种为材料进行田间随机区组试验,在抽穗后测定并分析其农艺性状、叶片特性和光合功能等指标的变化。结果表明:吉林省第二时期育成品种的产量、有效分蘖数、单位面积穗数、每穗粒数和收获指数较第一时期显著增加,而株高显著降低。第三时期育成品种的单株生物量、剑叶光合能力和单株光合能力比第一期和第二时期显著增加。吉林省水稻品种改良过程中,第二时期较第一时期品种产量的提高,主要是通过农艺性状和叶片特征的遗传改良提高经济系数来实现的;而第三时期与第二时期育成品种的农艺性状和叶片特征变化不大,产量的提高主要是通过提高叶片和植株光合能力,增加生物量来实现的。     

吉林省47年水稻品种遗传改良过程中植株各器官生物量的变化

以吉林省1958-2005年间育成的33个水稻品种为材料,研究了产量、收获指数及植株地上部分各器官生物量的变化。随着品种的遗传改良,产量、收获指数、有效分蘖生物量和单茎生物量增加,分蘖总数减少。47年间产量由9118·36kg/hm2增加到15060·1kg/hm2,收获指数由0·46增加到0·55,平均每年分别增加1·39%和0·44%。随着品种的演替,单株分蘖总数下降,收获期单位土地面积生物量略有增加。产量和收获指数的增加是有效分蘖生物量和单茎生物量增加的结果。品种改良过程中单茎生物量增加是植株各器官生物量增加的结果,其中,抽穗期茎鞘生物量和抽穗后30d叶片生物量分别增加75·17%和49·94%。抽穗后叶片生物量和抽穗后10d的茎鞘生物量与产量呈显著相关,可作为高产品种的选择指标;抽穗后30d的单茎生物量与产量呈显著相关。     

吉林省水稻品种选育过程及品种的农艺性状和生理特性的变化

20世纪以来,吉林省水稻品种经历了五次更新,使2011年吉林省水稻单产达到535.0 kg/667 m2。本文通过对吉林省水稻育种历史的回顾和总结,结合前人研究结果及本课题组近年来对吉林省历史育成品种的农艺性状和生理特性进行的系统研究,提出吉林省下一步超级稻育种的目标株型及农艺性状特点。同时建议为提高品种选育的科学性,可将水稻生理机能纳入育种选择的范畴,水稻上3叶光合能力特别是倒3叶光合能力可作为生理机能的重要参考。     

吉林省水稻品种遗传改良过程中地上干物质积累特性

以吉林省1958-2004年间育成的14个水稻品种为试材,研究了齐穗前后的干物质生产特性及其与产量的关系.结果表明:产量、生物量和收获指数随育成年代的增加而显著增加,47年来分别增加了66.9％、28.1％、14.8％.齐穗后干物质积累量随育成年代增加显著增加且与产量呈显著正相关(0.650**),且占经济产量的比例为58.3％～99.0％;齐穗前干物质积累量与产量无显著相关关系,但齐穗前同化物转移到子粒产量的贡献率存在基因型显著差异,变幅为41.7％～1.0％.分蘖至齐穗期单茎净干物质积累量与产量的相关系数为0.656**,齐穗至齐穗后10 d的叶片净同化速率和穗增重速率与育成年代和产量均呈显著正相关.因此,单茎干重可作为早期衡量水稻群体结构是否合理的一个有效监测鉴别指标,进一步提高吉林省水稻产量应注重提高齐穗后群体的干物质生产能力.     

吉林省不同年代水稻品种叶片硝酸还原酶的活性变化研究

【目的】了解不同年代育成水稻品种叶片硝酸还原酶活性(Nitrate reductase activity,NRA)的变化及其与净光合速率（Pn）和产量的关系,为吉林省水稻高产育种和栽培提供理论依据。【方法】以吉林省1958至2005年育成并在生产上推广的18个水稻品种为材料,研究水稻植株剑叶NRA变化及其与净光合速率和产量的关系。【结果】水稻叶片NRA在孕穗期较低,抽穗期最大,此后呈下降变化;NRA随品种的育成年代推进而降低。不同生育期水稻剑叶Pn在抽穗期达到最大,此后不断下降;随着育成年代的推进,Pn逐渐上升。NRA与净光合速率呈负相关,但不显著,与水稻产量呈显著负相关。【结论】水稻品种遗传改良提高了叶片的光合作用和产量,但NRA却随品种的育成年代推进而降低,这可能也是水稻氮肥利用效率降低的原因。     

吉林省不同年代育成水稻品种上三叶光合特性的变化

为了解不同年代育成水稻品种上三叶光合特性的变化及其与产量的关系,以吉林省1958—2005年间育成的33个水稻品种为材料,研究了植株上三叶净光合速率(P_n)、光合能力及叶源量的变化。结果表明,抽穗期剑叶的P_n、光合能力和叶源量对植株的光合能力贡献最大,占单株总光合能力的42.45%,倒二叶占28.27%,倒三叶占15.69%。剑叶P_n、光合能力和叶源量的增加最小,倒二叶次之,倒三叶最大。相关分析表明,倒三叶的P_n、光合能力和叶源量与育成年代和产量呈显著正相关,剑叶和倒二叶的P_n、光合能力和叶源量与育成年代和产量的关系并没有达到显著水平。吉林省47年来水稻品种产量的遗传改良主要导致了植株倒三叶光合能力的显著提高,剑叶光合能力的变化并不大。     

新老水稻品种抽穗后叶片保护酶活性的变化及其与光合速率的关系

[目的]为水稻优良杂交亲本选择提供依据。[方法]研究了吉林省在20世纪50和90年代育成的8个水稻品种在水稻抽穗后叶片SOD、POD、CAT和MDA含量的变化以及保护酶活性与光合速率、产量之间的关系。[结果]在抽穗后20、30d,新品种水稻叶片SOD活性和POD活性在0.05水平显著高于老品种;齐穗期和齐穗后10d,新品种水稻叶片CAT活性在0.05水平显著高于老品种,齐穗后新品种水稻叶片MDA含量均低于老品种。相关分析结果表明,灌浆期叶片SOD、POD和CAT活性与叶片光合速率呈正相关,叶片MDA含量与光合速率呈负相关。新育品种抽穗后叶片保护酶活性增强,可延缓水稻开花后叶片衰老,增强光合速率,提高结实率和产量。[结论]齐穗后叶片保护酶活性可作为水稻优良杂交亲本选择的参考指标。     

吉林省1958-2005年间育成推广水稻品种部分叶片特征的变化

以吉林省1958—2005年间育成并推广的33个水稻品种为材料,研究了植株抽穗后10 d叶片数量、叶面积、光合势(LAD)、上三叶叶片的长度、宽度和叶面积以及剑叶叶绿素含量(CCI)和比叶重(SLW)的变化及其与产量的关系。结果表明,吉林省47年来水稻品种的平均产量由7 756.6 kg hm^-2提高到12 807.3 kg hm^-2,增加了65.11%,平均每年增加1.39%。随着水稻品种产量的提高,单株叶面积和LAD增加,并与育成年代和产量呈显著正相关。单株叶面积和LAD的增加主要是植株叶片数量和倒三叶叶面积显著增加的结果;倒二叶叶面积变化不大;剑叶长度显著变短,面积呈下降趋势,但剑叶叶绿素含量和SLW与育成年代和产量呈显著正相关。本文结果表明,吉林省水稻品种产量的遗传改良主要是通过增加抽穗后植株叶片数量和倒三叶叶面积,提高了单株叶面积和LAD。水稻抽穗后植株叶片数量、单株叶面积、LAD、CCI值和SLW可以作为高产品种的参考指标。