优质水稻品种黄广油占的选育及其育种效应

黄广油占是广东省农业科学院水稻研究所育成的早晚兼用型优质水稻新品种,高抗稻瘟病,中感白叶枯病,米质晚造达国标优质2级,2013年通过广东省农作物品种审定委员会审定。2年国家华南早籼区域试验,均比对照品种天优998增产极显著,平均产量7 367 kg/hm~2,比对照增产6.21%。目前以黄广油占为父本或母本,已直接育成24个常规稻审定品种,作为恢复系育成7个杂交稻审定品种。本文作者介绍了黄广油占的选育过程、特征特性、产量表现及育种效应。     

镉胁迫对不同水稻品种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累的影响

该研究以不同品种的中稻为研究对象,通过盆栽试验,探讨 Cd胁迫对不同水稻品种分蘖期几种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累量的差异性。结果表明：镉胁迫能够提高分蘖期水稻体内 NPK含量,分别以深两优5867,甬优5550和武运粳27的提高幅度最高。同时镉胁迫一定程度上也促进了 NR, GS,GOGAT 活性的提高。就 NR活性而言,镉胁迫明显地促进了以黄华占和甬优538NR活性的提高,对武运粳27,深两优5867,甬优5550影响不明显,但相互间的差异都没达到显著水平。而对于 GS活性,其中以镉正常处理下 GS活性较低的黄华占和武运粳27对镉胁迫最为敏感,镉胁迫促进了他们 GS活性的增加,且两处理间差异达到极显著。但对镉正常处理下 GS活性较高的深两优5867和甬优5550表现出抑制作用,但是相互间差异不明显。而且镉胁迫下的任一品种,相互间 GS差异并未达到显著水平。     

γ-氨基丁酸和2-乙酰-1-吡咯啉代谢通路在水稻籽粒发育过程中的变化分析

【目的】结合代谢组和转录组技术,分析香稻和非香稻不同发育时期籽粒中γ-氨基丁酸（GABA）和2-乙酰-1-吡咯啉（2AP）代谢通路主要化合物和基因的动态变化,为高含量GABA和2AP的水稻育种提供理论依据。【方法】本研究收集优质香籼稻美香占2号和优质籼稻黄华占花后8 d（乳熟期）、花后15 d（蜡熟期）、30 d（完熟期）的脱壳籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米,对各样本采用LC-MS/MS和RNA-seq技术进行代谢产物检测和转录表达分析,分析两个水稻品种GABA和2AP代谢通路相关化合物的空间分布以及含量变化特征。【结果】代谢组数据PCA分析表明两个水稻品种乳熟期籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米明显分离,蜡熟期和完熟期籽粒分离不明显。代谢组共鉴定出623种代谢物,四个时期差异代谢物合计161个。GABA和2AP通路中9个代谢物被检出,两个水稻品种的相关代谢物变化趋势相似,其中腐胺主要定位于籽粒的糊粉层,而亚精胺在内胚乳特异累积。转录组共检出3.3万个左右基因,其中检出GABA通路18个酶中的14个酶对应的基因有较高的表达水平,除Badh2外其他基因均不是差异表达基因,同一基因在两份水稻材料中的表达水平和变化趋势相似,GAD1、GABA-T1、DAO4和PAO4在相应同源基因中表达水平较高。黄华占籽粒中L-精氨酸和腐胺的代谢在蜡熟期已基本结束,美香占2号在籽粒整个发育期具有持续较强的多胺降解水平。美香占2号籽粒具有合成2AP的物质基础,多胺降解途径和谷氨酸-脯氨酸转化通路同时有助于2AP的积累。【结论】水稻籽粒GABA代谢以降解为主,GABA-T1和GABA-T2共同调控GABA的降解。GABA相关代谢物主要集中在糊粉层,黄华占籽粒中代谢物分布和基因表达特征与美香占2号相似,美香占2号籽粒成熟过程中具有持续较高的线粒体活性。     

生长调节剂对油菜产量及氮素利用效率的影响

采用土培试验,以高氮素利用效率油菜品种2号及低氮素利用效率油菜品种6号为试验材料,在不同氮素水平上,研究了油菜生育后期涂抹生长素(IAA)、细胞分裂素(6-BA)及脱落酸(ABA)3种不同生长调节剂对产量及氮素利用效率的影响。结果表明:生长调节剂能提高油菜单株角果数、每角果粒数、千粒重、籽粒产量及生物产量。与低氮素利用效率油菜品种6号相比,高氮素利用效率油菜品种2号增加效果更加明显。同时生长调节剂对氮素生理效率的影响与品种及氮水平的高低有着密切的关系。     

水稻OsTIR1启动子的克隆及植物表达载体的构建

根据NCBI中生长素受体蛋白TIR1基因上游1.5 kb序列设计引物.以超级杂交稻株1S基因组DNA为模板,PCR扩增得到TIR1基因的启动子片段.将该片段克隆到pMD19-T载体后进行测序,获得长度为1 530 bp的序列.用PLACE软件分析发现该序列不仅具有启动子的基本元件TATA-box、CAAT-box,并具有多个胁迫响应元件,如光诱导元件、热诱导元件、生长素响应元件等.将该启动子与GUS基因融合,构建成表达载体后,可用于转化植物,为进一步研究水稻生长索受体蛋白TIR1基因的表达调控奠定了基础.     

不同直链淀粉含量籼稻食味品质与其他品质性状的关系

以12个中等直链淀粉含量的软米和8个高直链淀粉含量的硬米为研究材料,分析了两类稻米食味品质与其他品质性状的关系。结果表明,直链淀粉含量低的软米食味优于直链淀粉含量高的硬米;硬米食味值与整精米率呈显著负相关,与粒长和粒型呈显著正相关,软米食味与外观品质和加工品质的相关性不显著;硬米和软米食味值与胶稠度分别呈极显著和显著正相关,与蛋白质含量呈显著和极显著负相关;硬米食味值与RVA谱相关性不显著,软米食味值与崩解值和最高黏度呈极显著正相关,与消减值呈极显著负相关。在今后的稻米食味品质评价工作中,应根据不同直链淀粉含量进行分类,再有针对性地选择相应食味品质指标进行测定,以便能更加准确地评价不同类型稻米的食味品质。     

香稻不同发育时期香味物质的变化分析

【目的】掌握香稻整个生长发育过程中香味物质成分的变化特性,重点揭示特征香味物质 2- 乙酰 -1- 吡咯啉（2AP）在不同时期籽粒中的变化规律。【方法】采用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱 - 质 谱技术（GC-MS）,以美香占 2 号和象牙香占两个广东优质丝苗米为研究对象,分别采集拔节期叶片,孕穗期 颖花,孕穗期枝梗,花后 10、20、30 d 籽粒,花后 10、20、30 d 颖壳,糙米和精米等不同时期的 11 份样品进 行香味物质鉴定。【结果】两个香稻品种共鉴定出 7 类,63 种香味物质,多数样品中香味物质数量为 35~40 种, 其中 14 种化合物在所有样品中均被检出。两个品种在孕穗期香味物质种类最多、含量最丰富：美香占 2 号孕穗 期枝梗中含 43 种香味物质,其中 19 个化合物含量达峰值;象牙香占孕穗期颖花中含 42 种香味物质,其中 16 种化合物含量达峰值。花后 10 d 颖壳中含香味物质种类最少,分别为 28、27 种。2AP 在除颖壳外的其他组织中 均被检出,在叶片中含量最高,达 100~120 ng/g;随着籽粒成熟 2AP 含量呈下降趋势,美香占 2 号各时期籽粒 中 2AP 含量均低于象牙香占。糙米和精米中约含 40 种香味物质,烃类、醛类和醇类含量较高,精米中多数香味 物质含量低于糙米。1,2,4- 三甲基苯、异佛尔酮只在美香占 2 号精米中被检出,而苯乙醛、1- 辛烯 -3- 醇和 γ- 壬内酯在象牙香占精米中被特异检出,这些香味物质可能对两种米饭特征风味的塑造起重要作用。【结论】两 个香稻品种在生长过程中香味物质变化特性相似,孕穗期是香味物质积累的关键时期,随着籽粒成熟 2AP 含量 呈下降趋势,美香占 2 号各时期样品中 2AP 含量均低于象牙香占,但其精米中烃类、醛类、醇类、酮类和酯类 等多数化合物含量均高于象牙香占。     

部标一级优质稻双黄占的育成及创新 ——水稻核心种质育种实例

以黄华占、黄广油占、黄广华占 1 号等优质稻核心种质衍生系统为主体,在核心种质育种理论指导 下,依据核心种质理想株型模式筛选高产抗倒伏材料,应用分子标记辅助选择和病区鉴定相结合筛选稻瘟病抗 性基因,利用近红外光谱技术筛选中低直链淀粉材料,采用感官品尝结合米饭食味计分鉴定选择优异食味品质 材料。将传统系谱法、生物技术和先进仪器设备有机综合运用,选育出部标一级优质稻双黄占通过了 2021 年广 东省农作物品种审定,实现了高产、稳产、优质、抗病和耐寒等优良基因的有效累加聚合。 双黄占在不同年度 和不同区域试验中表现株型理想,丰产性好,适应性广,稻瘟病抗性好,耐寒性强,米质达部标一级,米饭食 味佳,稻米食味品质优异。区域试验结果表明双黄占是一个综合性状十分优良的广适性优质常规稻品种,在南 方稻区具有广阔应用前景和巨大推广价值。双黄占主要选育创新有稻瘟病鉴定方法创新,稻米食味品质鉴定方 法创新,理想株型选择方法创新。探讨了双黄占品种进一步改良的策略。     

有机无机肥配施及稻草覆盖对中南丘陵茶园氮磷径流流失的影响

为改善中南丘陵地区茶园土壤养分状况、有效防控茶园氮磷径流损失,采用田间小区试验,以有机肥代替部分化学肥料、稻草覆盖等处理,研究其在减少暴雨造成的农田径流营养损失,从而减少农田氮磷对水体的污染方面的作用。结果表明,中南丘陵茶园,在相同降雨条件下,农民习惯施肥处理径流流失量较大,但稻草覆盖处理能有效减少径流流失,同时稻草覆盖对降低地表径流中的氮磷浓度也有显著作用,其中氮的降幅为24.32%~25.91%,磷的降幅为18.81%~19.23%;有机肥代替部分化肥并用稻草覆盖处理对茶叶增产具有显著作用。     

镉胁迫对不同水稻品种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累的影响

[目的]为了探明氮素代谢酶在水稻Cd耐性上的作用以及水稻Cd耐性的生理原因。[方法]以不同品种的中稻为研究对象,通过盆栽试验,探讨Cd胁迫对不同水稻品种分蘖期几种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累量的差异性。[结果]镉胁迫能够提高分蘖期水稻体内NPK含量,分别以深两优5867、甬优5550和武运粳27的提高幅度最高。同时,镉胁迫在一定程度上促进NR、GS、GOGAT活性的提高。就NR活性而言,镉胁迫明显促进黄华占和甬优538 NR活性的提高,对武运粳27、深两优5867、甬优5550影响不明显,但相互间的差异都没达到显著水平。而对于GS活性,以镉正常处理下GS活性较低的黄华占和武运粳27对镉胁迫最为敏感,镉胁迫促进GS活性的增加,且两处理间差异达到0.01显著水平,但对镉正常处理下GS活性较高的深两优5867和甬优5550表现出抑制作用,相互间差异不明显。镉胁迫下任一品种相互间GS差异并未达到显著水平。镉胁迫促进分蘖期水稻GOGAT活性的提高,其中以镉正常处理下GOGAT活性最低的武运粳27的增高幅度最大。[结论]镉胁迫会对水稻的生长发育不利,使其结实率下降,千粒重减少,导致水稻不同程度的减产。