利用籼粳交RIL群体对水稻发芽期和苗期耐冷性的QTL分析

为定位水稻发芽期和苗期耐冷性的QTL,鉴定新的耐冷基因位点,丰富水稻耐冷性的分子遗传基础。以籼型杂交稻恢复系品种泸恢99(Luhui 99,R99)和粳型超级稻品种沈农265(Shennong 265,SN265)杂交衍生的144个F8稳定遗传的重组自交系群体(Recombinant inbred lines,RILs)为试验材料,以低温条件下水稻种子发芽率和苗期叶片赤枯度为耐冷性鉴定标准,采用QTL Ici Mapping v3. 0软件基于完备复合区间作图法,对水稻发芽期和苗期耐冷性进行QTL分析。共检测到2个控制发芽期耐冷性的QTL和1个控制苗期耐冷性QTL,分别位于第3,5,9染色体上,命名为q LTG-3、q LTG-5、q SCT-9,3个QTL的LOD值分别为3. 60,2. 73,2. 52,加性效应为0. 09,-0. 10,-0. 09,可解释表型变异的11. 02%,14. 07%,12. 18%。其中,检测到控制发芽期耐冷性的q LTG-5位于分子标记R5M13～RS8,遗传距离约8.0 c M,该区间未见相关水稻耐冷性QTL的报道,可能是一个新的控制水稻发芽期耐冷性的QTL位点。     

北方粳稻产量与品质性状及其相互关系分析

随着稻作科学研究的发展和人民生活水平的提高,我国对粳稻需求持续增加,粳稻面积不断扩大,明确目前不同稻区产量与品质性状现状及其相互关系,对今后北方粳稻育种有重要参考价值。本文利用2011—2013年北方稻区国家水稻新品种试验数据,根据地区和品种(系)特点划分为黄淮粳稻、京津唐粳稻、晚熟中早粳稻、中熟中早粳稻、早熟中早粳稻5种类型,分析了产量水平、产量构成因素、品质现状等类型间差异及其相互关系。结果表明,产量表现为中熟中早粳稻早熟中早粳稻、京津唐粳稻、黄淮粳稻晚熟中早粳稻。5种类型糙米率和整精米率平均值分别为83.66%和66.95%,垩白粒率和垩白度平均值分别为30.26%和3.08%。总体和不同类型产量与糙米率、精米率和整精米率均表现为显著的正相关,结实率与糙米率、精米率和整精米率均表现为显著的正相关,与垩白粒率表现为显著的负相关。籽粒长宽比与产量关系不密切,与糙米率大多显著负相关,而与整精米率的负相关均未达到显著水平。着粒密度与产量的关系也不密切,与穗数基本表现为显著负相关而与每穗粒数均表现为显著正相关,对结实率、千粒重和主要品质性状影响不大。根据上述结果可以认为,我国北方粳稻至少在9 t hm–2以下产量与主要品质性状的矛盾并不突出,可以在保持产量的基础上改进品质,或者在保持品质的基础上提高产量,使产量和品质在更高水平上达成新的平衡。     

北方不同穗型粳稻南繁引起的一些性状变化

将2种不同穗型的北方粳稻品种在辽宁沈阳和海南三亚种植,结果表明,北方粳稻品种在海南种植株高降低,穗长缩短.直立穗型品种结实率显著低于弯曲穗型品种结实率,一次枝梗结实率比二次枝梗结实率下降的幅度大.指出北方粳稻南繁结实率显著降低主要是低温造成小穗不育引起,并提出一些相应的预防措施.     

北方粳稻分子育种研究进展

本文介绍了北方粳稻分子育种课题的研究情况和所取得的研究成果。目前主要进行两方面的研究，一方面为特异基因型的鉴定：主要有筛选鉴定出抗旱性材料86份，苗期抗寒性材料40份，后期抗寒性材料629份，抗稻瘟病材料28份，对筛选出的抗旱性材料进行了第二轮聚合杂交，共配组合171个。另一方面是关于遗传与生理基础研究，对穗部性状、粒形、产量和品质以及它们之间的关系进行了深入的研究。另外本文对北方粳稻分子育种材料构建过程中存在的问题进行了综合讨论，并讨论北方粳稻分子育种今后的发展方向。     

长期冷水胁迫对杂草稻和栽培稻农艺性状的影响

以杂草稻WR03-45、WR03-26和栽培稻丽江新团黑谷、秀子糯为试验材料,在孕穗期将参试材料放置于冷水池中至成熟,分析杂草稻和栽培稻的农艺性状对长期冷水胁迫的响应。结果表明:长期冷水胁迫使4个参试材料的株高、倒一节间长、穗颈节间长、穗长、千粒重、结实率、花药长、花药宽和花药体积显著降低,其中杂草稻WR03-45的这些参数分别降低了5.95%,22.90%,34.66%,11.52%,8.61%,3.87%,2.13%,3.27%和7.93%,降低比例最小。长期冷水胁迫对WR03-45的剑叶长、剑叶宽、倒二叶长和倒二节间长影响不显著,WR03-26和秀子糯则显著降低;参试材料的倒三节间长无显著变化,倒四节间长显著升高。综合以上分析表明杂草稻WR03-45具有极强的耐冷性。     

水稻群体冠层三维结构的计算机模拟分析

由于冠层结构的时空复杂性和实验手段的相对落后,在一定程度上迟滞了水稻理想株型理论的发展,本研究尝试将计算机技术引入传统农业科研中,旨在为研究方法的创新提供新思路。在VC 6.0环境下,结合OpenGL图形函数库,开发出软件RPTDS(rice plant type design system),以三维重建法实现了对水稻群体冠层结构的模拟。进一步以冠层光分布为指标,通过田间试验与应用模型进行的光线追踪虚拟实验的比较研究,对软件的准确性与精确性进行了考察。结果表明,虚拟试验结果与田间试验结果虽然在数值上存在一定差异,但具有极显著的正相关关系。说明RPTDS系统基本能够反映群体冠层结构和光分布态势,通过对建模方法和假设条件合理性等方面的改进,有望为冠层结构研究提供有效参考。     

水稻直立穗型基因多效性的研究

以直立穗型品种辽粳5号和弯曲穗型品种丰锦杂交后代来自同一F4单株的F5世代不同穗型植株为试材，对其茎叶性状和穗部性状进行测定，分析直立穗性状与其他性状的关系。结果表明：(1)直立穗型植株较矮，叶片短而宽，叶鞘长且上部节间短，而弯曲穗型则相反；(2)不同穗型植株2次枝梗、2次枝梗籽粒、2次枝梗空秕率在穗轴上的分布趋势很相近，但是直立穗型2次枝梗空秕率极显高于弯曲穗型，而1次枝梗空秕率在不同穗型间差异不明显，选育1次枝梗籽粒比率高，2次枝梗籽粒主要分布在上部的直立穗型品种，有利于改善结实性；(3)直立穗性状有可能是不完全显性。     

分蘖期遮光对水稻气体交换和叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究分裂期遮光对水稻叶片光合特征的影响。【方法】采用盆栽实验,选用沈农9816和沈农265水稻品种为试验材料,在50%的遮光处理下遮光15 d,研究分蘖期水稻在遮光和复光过程中叶片叶绿素含量、气体交换参数和荧光参数的变化规律。【结果】50%遮光处理使沈农9816和沈农265叶片的叶绿素含量(SPAD值)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、气孔导度(G_s)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)和光化学猝灭(q P)显著增加,使叶片的净光合速率(P_n)、电子传递速率(ETR)和非光化学猝灭(q N)显著降低。恢复光照的第5天沈农265叶片的P_n和F_v/F_m显著高于对照,沈农265和沈农9816叶片的E、G_s和q N也显著升高。复光第10天时,两参试水稻叶片的气体交换和荧光参数与对照无显著差异。【结论】50%遮光处理未对沈农265和沈农9816构成不可恢复的伤害,参试水稻通过增加叶绿素含量和PSII反应中心的开放程度,提高光能利用效率以适应弱光环境。