水稻粒宽突变体gw4的鉴定与基因定位

【目的】水稻粒形是影响水稻产量和决定稻米外观品质的主要性状之一。筛选和鉴定新的粒形突变材料,可为研究水稻籽粒发育的调控机制奠定基础。【方法】粳稻品种中花11经1%的EMS处理,在诱变群体中获得一份窄粒突变体gw4(grain width on chromosome 4);分析粒形和其他主要农艺性状,在扫描电镜下观察颖壳细胞变化;利用突变体与籼稻品种台中本地1号配组的F₂分离群体,选择隐性个体完成基因的精细定位;开展生物信息和测序分析,确定定位区间的候选基因;采用RT-PCR分析该基因在根、茎、叶、鞘、穗等组织中的表达模式及其他粒形相关基因的表达水平。【结果】与野生型相比,除了表现窄粒外,gw4的粒长、千粒重、每穗粒数、一次枝梗数和二次枝梗数等显著下降;扫描电镜发现gw4的颖壳内外表皮细胞均小于野生型;遗传分析表明该窄粒表型受一对单隐性核基因控制;通过开发的新标记最终将该基因定位在第4染色体BS6与EX49两个标记之间约31.74 kb的范围内;测序结果发现在LOC_Os04g01590基因编码区发生了一个由G至A的单碱基突变,导致原来编码的甘氨酸变成了天冬氨酸;qRT-PCR结果表明,LOC_Os04g01590主要在幼穗中表达,且在突变体中表达显著下降。【结论】GW4主要调控水稻粒宽的发育,预测LOC_Os04g01590为其候选基因。这为进一步丰富粒形的遗传调控网络打下了基础。     

水稻窄叶突变体nal12的鉴定与基因精细定位

【目的】水稻叶片是理想株型的主要组成部分。筛选和鉴定新的叶形突变材料,可为研究叶发育调控机制和塑造叶片理想形态打下基础。【方法】由粳稻品种武运粳31经EMS(ethyl methane sulphonate)诱变获得窄叶突变体nal12(narrow leaf 12);通过表型测量分析剑叶至倒4叶的叶片长度、宽度、大脉数和小脉数,并进行组织切片和显微观察;将突变体nal12与籼稻品种台中本地1号(TN1)杂交,在F₂分离群体中选取了1709个具窄叶突变表型的单株,通过已有的SSR、STS和新开发的分子标记进行精细定位。【结果】nal12在幼苗期就表现出了窄叶性状,在成熟期植株较野生型矮小,分蘖增多,茎秆变细。经组织切片观察分析,nal12叶片变窄是由于大脉和小脉数量减少造成。遗传分析表明该窄叶表型受单一隐性核基因调控;最终将该基因定位在第10染色体上LC2-RF37与LC4R-RF39标记之间约64.7 kb的范围内。该区间内共有10个开放阅读框,其中并无已报道的窄叶相关基因。qRT-PCR结果表明,NAL12基因的突变会影响生长素合成与运输相关基因的表达。【结论】NAL12为一个新的叶形调控基因。这为进一步研究水稻叶片发育,丰富其分子调控网络打下了基础。     

赣北地区直播早稻品种的筛选及其丰产性研究

为筛选适宜赣北地区的直播早稻品种及明确其丰产特性,以适宜江西省种植的21个早稻品种(组合)为试验材料,在南昌进行大田直播种植,比较分析了不同品种生育期、群体质量和产量形成特征。结果表明,鄱优364、荣优286、两优287、荣优2933、荣优2994和荣优3327等品种生育期偏长,不适宜直播栽培;其余生育期适宜的15个品种中,陵两优722、柒两优2012、优I156和淦鑫203产量高,具有多穗、大粒和日产量高的特点,直播栽培能够获得高产;而潭两优83产量中等、生育期短,直播栽培可协调生育期长的晚稻品种搭配,实现晚稻的高产和稳产。经聚类分析,陵两优722、柒两优2012、优I156和淦鑫203为高产品种,株两优538、嘉育948、荣优2933和中早25为低产品种,其余为中产品种。对不同产量水平品种的群体质量和产量形成特征进行分析,发现高产品种表现出穗多、粒质量大、日产量高,抽穗期叶面积指数较高,穗分化期干物质积累量大,茎鞘物质输出及转化率高的特点。试验结果可为赣北地区直播早稻品种的选择和遗传改良提供参考。     

赣州地区烟后稻优质丰产品种筛选

在烟草-晚稻两熟制下,选用27个水稻品种进行烟后稻品种筛选试验,分析比较不同品种的生育期、抗倒伏、产量、米质。结果表明:(1)深两优5814、早花占、五广占、金农丝苗生育期太长,不适宜作烟后稻种植;(2)五优308、天优雅占、泰香优井73、泰优390生育期适宜、抗倒性强,丰产性好,其中五优308、泰优390属早熟品种,播期适当推迟也可成熟;(3)不同熟期的品种产量构成上存在差异,中熟品种的产量与结实率和千粒重正相关,早熟品种的产量与穗粒数和颖花量显著正相关;(4)米质分析结果表明,直链淀粉含量普遍偏低,泰香优井73具有良好的加工品质和外观品质。综合分析,泰香优井73可作为优质烟后稻种植,同时要加强烟后优质稻栽培技术研究。     

双季机械直播早籼稻品种的丰产性和稳产性

【目的】探明双季机械直播早稻品种的丰产和稳产特征,筛选出一批适宜在江西双季稻区机械直播的早籼稻品种,为南方双季机械直播稻品种选育和栽培提供理论依据。【方法】以21个早籼稻品种为试验材料,在江西省3个不同生态区（赣北、赣中、赣南）进行人工模拟机械直播种植,通过聚类分析、联合方差分析和GGE双标图等方法,对双季机械直播早籼稻品种的丰产稳产特征进行系统研究。【结果】各品种的产量存在较大差异,受基因型、环境及其互作效应的影响显著。各生态区供试品种的产量聚类分析显示,赣北、赣中与赣南高产类型品种分别占总数的38.10%、19.05%与23.81%,其中,潭两优83产量最高且稳定性最好,五丰优286及株两优171品种次之,永3优华占产量最低,而两优287丰产性好但稳产性差。与中、低产类型品种相比,高产类型品种有效穗、每穗粒数与总颖花量显著增加,且千粒重与日产量具有显著优势;呈现较好的早生快发能力,分蘖增长率、高峰苗数与成穗率显著提高,且分蘖下降率显著降低;抽穗期和成熟期干物质生产量均最高且高产类型品种在干物质输出率、表观转换率和表观转化率具有显著的增加优势。【结论】机直播条件下,丰产稳产早籼稻品种具有生育期适中、分蘖成穗率高、总颖花量大、花后干物质生产量大、干物质输出与转运效率高、日产量高等特点。综合来看,潭两优83、五丰优286、株两优171、永优9380丰产性和稳定性好,熟期也适中,适合在江西双季稻区作早稻直播。     

双季直播稻品种搭配模式研究

为探明双季直播条件下不同早晚稻搭配对生育特性、产量形成和稻米品质的影响,本研究以3个早稻品种(柒两优2012、潭两优83、湘早籼45号),2个晚稻品种(甬优1538、泰优398)为试验材料,设置早籼晚粳(M1):柒两优2012—甬优1538;早籼晚籼(早晚兼用,M2):柒两优2012—柒两优2012;早籼晚籼(早晚不兼用,M3):潭两优83—泰优398,并以双季兼用常规籼稻湘早籼45号为对照(CK),分析不同早晚稻双季直播的周年生育期、群体质量、产量构成、周年产量、稻米品质与稻米淀粉RVA特征谱。结果表明,不同搭配模式的晚稻均安全齐穗,周年生育期以M1最长(222 d),较CK延长了16 d;周年总产量M1最高(14.82 t·hm^-2),较CK增产1.56 t·hm^-2,增产率为11.76%;其次是M2,周年总产量为14.29 t·hm^-2,较CK增产1.03 t·hm^-2,增产率为7.77%;M3周年总产量比CK增加了5.28%。对双季直播不同搭配模式的群体质量和产量构成特征分析表明,周年产量较高的搭配模式具有抽穗期-成熟期干物质积累量大,孕穗期-成熟期叶面积指数(LAI)大,早晚稻穗大、结实率和日产量高等特点。M1、M2和M3的晚稻稻米品质及稻米淀粉RVA特征谱优于CK,而早稻无明显差异。总体而言,M1搭配模式在保证周年产量的前提下,稻米品质优于其他搭配。本研究结果可为双季稻轻简化栽培提供参考。