利用分子标记辅助选择改良春恢350稻瘟病抗性

水稻抗稻瘟病基因Pigm(t)抗谱广、抗性强。春恢350是超级早稻春光1号的恢复系,该恢复系配合力强,丰产性好,但不抗稻瘟病。本研究以携带抗稻瘟病基因Pigm的谷梅4号为抗源,以春恢350为轮回受体亲本,在回交选育过程中,通过表形筛选与分子标记辅助选择相结合,将Pigm(t)基因导入到春恢350中,获得3个带有目标基因的改良恢复系纯合株系。以江西近年来具有代表性的20个菌株对这3份材料进行抗性鉴定,其抗性频率为85%~100%,而原始对照春恢350的抗性频率仅为5%,表明抗性基因已成功导入春恢350中并表达;并用不育系江农早4号A与改良的春恢350测配,其杂种一代田间表现优势强,抗性强。     

钙对盐胁迫水稻生长和营养元素吸收的影响

为揭示Ca对盐胁迫水稻的生长和营养元素吸收的影响,以日本晴水稻为材料,采用水培方式,设置不同浓度Ca和Na处理以及正常营养液处理开展对比试验,结果表明:盐胁迫水稻地上部的生长损害较为严重,外界供应5 mmol/L Ca能够修复25 mmol/L Na造成的生长损害。Ca对盐胁迫水稻的修复作用不是通过提高根系活力,而是通过降低水稻Na的吸收同时恢复根系K的吸收从而扩大根冠比实现的。水稻根系Ca含量对外界Ca和Na浓度的变化反应顿感,但地上部变化与Ca浓度成正相关。Na和Ca对Mg吸收的竞争作用主要表现在地上部的差异,根系几乎不受影响,但高Na能显著抑制水稻体内N的累积。     

利用基因编辑技术改良水稻直链淀粉含量与香味

直链淀粉含量是稻米品质的理化指标之一,理想的稻米直链淀粉含量是13%~18%,有香味的稻米特别受消费者欢迎。本研究利用CRISPR/Cas9系统对Wx、Badh2(fgr)2个基因进行定突变,分别在Wx的5’UTR内含子剪切点和编码区序列(CDS)的第13外显子处设计靶点,Badh2的编码区序列(CDS)的第3和第9外显子处设计靶点,构建2个双靶点CRISPR/Cas9载体,通过遗传转化导入受体‘中早35’中,2个独立的转化事件分别得到14株和13株T0代转化苗,对T0突变情况分析表明,突变频率分别为57.1%,46.2%;对Wx基因编辑后产生的4个无转基因标记的T2代稳定株系进行直链淀粉含量测定,结果分别为12.2%、11.3%、7.4%、4.9%,比未编辑的对照‘中早35’(24.6%)大幅降低;同时对Badh2编辑后产生3个无转基因标记T2代稳定株系进行香气物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量测定,结果分别为228.16μg/kg,198.31μg/kg,2095.24μg/kg通过口嚼判断这3个株系确实有不同程度的香味,而没有香味的对照‘中早35’为0.000001μg/kg,以上所有株系的农艺性状与对照‘中早35’一致。综合结果表明,利用CRISPR/Cas9系统成功编辑水稻Wx、Badh2基因,获得了稳定遗传、较低直链淀粉含量且带有香味的突变体,为优质稻育种提供了新的种质资源和创建方法。     

双季杂交水稻株型和产量构成的边际效应

利用江西省双季稻区域试验品种,通过调节栽插密度在田间分别设置四边、双边、单边和无边际效应4种处理的边际类型种植,收获后考察各处理的株叶形态参数和产量构成要素。结果表明两季水稻各品种有效穗数、叶长和穗长均随着边际的减少而呈现下降趋势。近一半早稻品种的株高随着边际的减少而降低,所有早稻品种的叶宽均随着边际的减少略有增加,但晚稻品种的株高和叶宽在不同边际类型中变化差异不大。在早稻大部分品种的双边和单边边际类型中,剑叶角度和叶尖角度均比四边和无边际类型中的角度要小,晚稻在不同边际类型中增减趋势表现不一。穗粒数在早稻季所有品种中均随着边际类型的减少而减少,晚稻只有部分下降。千粒质量在双季稻不同品种和不同边际效应类型中基本保持稳定。综合理论产量,对于穗粒数较多的杂交水稻宜采用本研究中单边边际类型或双边边际类型种植。     

植物体内Na/K转运体研究进展

综述了目前发现的植物体内Na/K转运蛋白主要是HAK和HKT家族基因,其中HAK家族基因主要负责高亲合K的吸收和运输,而HKT家族基因不仅具有高亲合K的吸收和转运的功能,而且还具有大量吸收和转运Na的功能,同时在植物抗盐性上具有一定的作用。     

氮肥施用对米粉专用稻产量、米质及加工特性的影响

目的 为了探明氮肥施用量对不同米粉稻品种的产量、稻米品质和加工特性的影响,【方法】2018-2019连续两年以筛选出的适宜作米粉专用稻的3个品种(R0734, R2149, 嘉早66)、生产上常用作米粉加工的品种（珍贵矮）以及加工米粉未能成型的品种（R0711）作为供试材料,设置90、140、190kg/hm²三个纯氮水平。结果 1）各品种产量随着施氮量的增加而增大,但2019年R0734和R2149品种在中氮条件140 kg/hm²下产量达最高;其中米粉专用稻R2149和嘉早66极具产量优势,两者分别在140和190 kg/hm²施氮水平下达到最高。氮肥施用使有效穗数增大,而千粒重减小。2）随着施氮量的增加,米粉稻直链淀粉含量显著降低,在21.4%~26.5%波动,胶稠度增长,蛋白质含量增大;最高黏度、热浆黏度和最低黏度有减小趋势,崩解值显著减小,消减值显著增大。3）随着施氮量的增加,米粉稻断条率和蒸煮损失率显著增大,但均在10%以下;品种R2149和嘉早66较R0734来说,虽然对氮肥更敏感,但加工特性较佳。结论 米粉专用稻应选择直链淀粉含量在21%~27%范围的品种,24%左右则最佳,这样在实际生产中直链淀粉含量受氮肥影响不至于严重偏离适宜加工的范围;又由于施氮量的增加使米粉稻加工特性变差,因此,米粉专用稻栽培过程中,需在保证丰产同时,结合生产实际施用相对较低的氮肥;在米粉专用稻选育上,应选择直链淀粉含量适中、加工特性更佳的骨干亲本作为中间材料,培育高产米粉专用稻。     

籼型温敏核不育系“莲9S”的选育与应用

"莲9S"是通过高海拔、低温、长日照加压筛选而育成的高蛋白籼型低温敏核不育系,育性转换临界温度23 1℃,在江西稳定不育期达70d以上,利用冷水串灌繁殖自交结实率在50%以上。所配组合杂一代抽穗期倾短亲,且有苗期耐寒、米质优和蛋白质含量高等特点。     

不同播种期对水稻产量性状的影响

选取8个水稻品种为材料,设置3个播种期水平,考察比较了高温胁迫对水稻产量和产量性状的影响。结果表明：江四优7599对高温胁迫的抗耐性最强。3个播期中,第2期（5月20日）播种的水稻在产量和产量性状方面均比其他2个播期有所降低,应避开这一时期播种。     

低温环境下水稻种子活力QTL鉴定

【目的】提高水稻芽期低温抗性,发掘低温环境下水稻种子活力相关基因,可为培育抗冷品种提供新的基因和种质资源。【方法】以耐冷型粳稻龙稻5号和冷敏感型籼稻中优早8杂交衍生的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体为试验材料,鉴定自然和人工低温环境下种子活力相关的QTL。【结果】不同低温胁迫环境下,龙稻5号种子具有较强的活力,中优早8种子的发芽率均显著低于龙稻5号;群体中不同株系低温发芽率存在较大差异,籼粳属性影响水稻种子低温环境下发芽率,但相关性未达到显著水平。共检测到10个控制低温环境下种子活力相关的QTL,自然和人工低温胁迫环境下各检测到5个相关的QTL,分布于第2、3、7、8、11和12号染色体上,3个QTL在不同环境下共性表达;共检测到17对上位性互作位点,第1、2、3和12号染色体区域上位性效应明显,加性效应QTL qLTGN2和qLTG12参与上位性互作。【结论】自然和人工低温胁迫环境下种子活力表型和QTL有较好的重复性,稳定表达的QTL qLTG8、qLTG11和qLTG12对低温环境下发芽率具有明显的调控效应,且上位性互作也是调控水稻芽期耐冷性的重要组成部分。     

对杂交晚稻育种技术和田间筛选的认识与体会

我国杂交晚稻育种已经达到相当高的水平。江西是长江流域双季稻比例最高的省份,结实率低是杂交晚稻产量的主要限制因素。提高结实率是杂交晚稻育种研究的重要方向,缩短生育期适应双季稻区抛秧和机插秧是新需求,产量水平的突破需要耐低肥和高光效育种等新资源和新技术。并结合工作实际提出了重点关注结实率和成穗率,注意早熟材料的田间筛选方法,缩小试验误差等田间筛选工作体会。