Effect of Cold-Water Irrigation on Grain Quality Traits in japonica Rice Varieties from Yunnan Province, China

The response of grain quality traits to cold-water irrigation and its correlation with cold tolerance were studied in 11 japonica rice varieties from Yunnan Province, China. The results indicated that the response of grain quality traits to the cold-water stress varied with rice varieties and grain quality traits. Under the cold-water stress, grain width, chalky rice rate, whiteness, 1000-grain weight, brown rice rate, taste meter value, peak viscosity, trough viscosity, breakdown viscosity and final viscosity significantly decreased, whereas grain length-width ratio, head rice rate, alkali digestion value, protein content and setback viscosity markedly increased. However, the other traits such as grain length, amylose content, milled rice rate, peak viscosity time and pasting temperature were not significantly affected by the cold-water stress. Significant correlations were discovered between phenotypic acceptability and cold response indices of taste meter value, protein content, peak viscosity and breakdown viscosity. Therefore, it would be very important to improve the cold tolerance of Yunnan rice varieties in order to stabilize and improve their eating quality.     

冷水胁迫对云南粳稻育成品种农艺性状的影响*

 以11个云南粳稻育成品种为试验材料,研究冷水胁迫对水稻农艺性状的影响以及品种耐冷性与农艺性状冷水反应的关系。结果表明,农艺性状的冷水反应不仅与品种有关,也与具体的农艺性状有关。冷水胁迫使株高、穗实粒数、结实率、单株产量和着粒密度极显著降低（P＜0.01）,穗长和剑叶长极显著缩短（P＜0.01）,剑叶宽度极显著变窄（P＜0.01）,剑叶与穗下节间的夹角极显著变小（P＜0.01）,一次和二次枝梗数极显著减少（P＜0.01）,有效穗极显著增加（P＜0.01）,而千粒重不因冷水胁迫发生明显变化（P＞0.05）。相关分析表明,水稻成熟期综合耐冷性与结实率呈极显著负相关（P＜0.01）,而结实率又与株高和单株产量冷水反应呈显著正相关（P＜0.05）。综合考虑供试品种的耐冷性,云粳19号、云粳20号、云粳优1号和云粳优15号耐冷性较强,可作育种亲本利用,以提高水稻品种的耐冷性。     

水稻芽期耐冷性与其他耐冷性状的相关关系

以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F3系统群为试材,探讨了水稻芽期耐冷性遗传变异以及与其他耐冷性状的相关关系。结果表明,F3系统群的芽期耐冷性表现为近似正态的连续分布,是由多基因控制的数量性状。在自然低温或冷水处理下水稻幼苗生长能力、抽穗天数、穗抽出度、孕穗期耐冷性(低温下结实率)和成熟期综合耐冷性等性状均与芽     

不同生长环境下水稻结实率数量性状位点的检测

以籼稻密阳23与粳稻吉冷1号配制所获得的F_2:3群体200个家系作为作图群体，在北京、昆明、三亚、公主岭和韩国春川等5个点进行水稻结实率的鉴定，并利用SSR标记对水稻结实率数量性状位点进行检测。结果表明，水稻结实率表型值及其在F₃家系群中的分布以及所检测到的QTL数目因生长环境不同而有较大差异，说明QTL与环境有明显的互作效应。水稻结实率在F₃家系群中呈接近正态或偏态的连续分布，是多个基因所控制的数量性状。共检测到与水稻结实率相关的QTL 14个，分布于第1、2、3、4、6、7、8、10和12染色体上，对表型变异的贡献率为4.9%～15.3%。分别位于第1、2、6和12染色体RM1~RM259、RM263~RM6、RM340~RM30、RM270~RM17区间的qSSR1、qSSR2、qSSR6和qSSR12至少在2种生长环境下均检测到，对表型变异的贡献率分别为4.9%～8.4%、4.8%～7.2%、7.6%～10.7%和7.4%～10.4%。以上多数QTL增效等位基因均来自吉冷1号，基因作用方式主要为部分显性或显性或超显性。     

水稻孕穗期耐冷性QTLs分析

本研究以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2∶3 代200个家系为作图群体,在韩国春川进行冷水胁迫下水稻耐冷性鉴定,并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻孕穗期耐冷性及其相对耐冷性进行数量性状位点（QTLs）分析。研究结果,在第1、2、4、11和12染色体上检测到与孕穗期耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5     

冷水胁迫对云南粳稻品质性状的影响

 以11个云南粳稻品种为试验材料,研究冷水胁迫对稻米品质性状的影响以及水稻耐冷性与品质性状冷水反应的相关关系。结果表明,品质性状的冷水反应不仅与品种有关,也与具体的品质性状有关。冷水胁迫使粒宽、千粒重、垩白粒率、精米白度、糙米率、味度值、最高黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度显著或极显著降低,使长宽比、整精米率、碱消值、蛋白质含量和消减值极显著增加,而粒长、精米率、直链淀粉含量、到达最高黏度时间（峰值时间）和起浆温度不因冷水胁迫发生明显变化。相关分析表明,成熟期综合耐冷性与稻米的味度值、蛋白质含量、最高黏度和崩解值的冷水反应指数具有显著或极显著相关性。因此,提高育成品种的耐冷性对稳定和改善稻米食味品质具有重要作用。     

一种新型环境修复材料的制备及其功能分析

以韩国特有的五色长石黏土矿物为原料,经特殊方式加工后制成一种新型环境修复制剂（简称QE粉末）。为了探索该新型材料的基本理化性质及其在环境修复领域的应用潜质,分别研究了QE粉末对铁钉氧化及水体pH值和非接触条件下对水体理化性质的影响,以及QE粉末自身表面放热的情况。结果表明：与常规的SiO₂粉末及空白对照相比,QE粉末能降低铁钉在盐水中的氧化程度;其抗氧化性通过铁钉在盐水中氧化形成的沉淀物（Fe₂O₃）表征,QE粉末形成的棕红色絮状物最少,说明其抗氧化性最好。此外,QE粉末能调节水体pH值,并稳定在7.5左右。在非接触条件下,QE粉末可平衡水体pH值,提高水体温度,降低水体氧化还原电位;其对水体的密度、表面张力等理化性质也均有一定影响。对QE粉末表面的热分布场的测试结果表明,QE粉末的放热比SiO₂粉末增加0.1～0.6℃。最后,对QE粉末在盐碱土壤改良、石油土壤修复、水体富营养化和堆肥资源化等方面的潜在应用价值进行探讨。     

QTL Analysis of Some Agronomic Traits in Rice Under Different Growing Environments

The culm length, panicle length, spikelets per panicle and panicle exsertion were evaluated by using F2：3 population including 200 lines derived from the cross of indica and japonica Milyang 23/Jileng 1 under five different environments of Beijing （natural normal growing environment）, Kunming （natural cold environment）, Gongzhuling of China （cold water irrigation） and Chuncheon of Korea （natural normal growing environment and cold water irrigation）, and QTLs of these traits were analyzed by using SSR markers. The results showed that 44 QTLs related to these agronomic traits were detected under five different growing environments, and these QTLs have been located on 11 chromosomes except chromosome 9. The QTLs for qCLla, qCL1b, qCL5a, qCL6b, qPLla, qPL3a, qPL6b, qPL6c, qPL7b, qSP8b, qSPlc, qSP11a, qSP12, and qPE1 have been detected under more than two growing environments, and those that were little affected by environments, were stable QTLs. Among them, qCLla, qCLlb, qPLla, qSPlc, and qPE1 explained 24.2-55.2%, 22.7-39.9%, 12.5-27.7%, 14.4-33.5%, and 26.6-28.7% of observed phynotypic variation, respectively, which were major genes mainly appearing as overdominance. These QTLs cause the increase in action to culm length, panicle length, spikelets per panicle, and panicle exsertion under cold environment, showing that these QTLs were correlated with cold tolerance.     

不同生长环境下水稻主要农艺性状的QTL分析

 以籼粳交密阳23/吉冷1号200个F2：3家系作为作图群体，在北京（正常生长环境）、昆明（自然低温胁迫）、公主岭（冷水胁迫）、韩国春川（正常生长环境和冷水胁迫）等5种不同生长环境下进行了水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度等主要农艺性状的异地鉴定，并利用SSR标记进行了上述农艺性状的QTL分析。检测结果表明，5种不同环境下检测到与上述农艺性状相关的QTL共44个，分布于除第9染色体外的11条染色体上。qCL1a、qCL1b、qCL5a、qCL6b、qPL1a、qPL3a、qPL6b、qPL6c、qPL7b、qSP8b、qSP1c、qSP11a、qSP12和qPE1至少在2种不同生长环境下均检测到，受环境的影响较小，为较稳定的QTL。其中，qCL1a、qCL1b、qPL1a、qSP1c和qPE1对表型变异的解释率分别为24.2%～55.2%、22.7%～39.9%、12.5%～27.7%、14.4%～33.5%和26.6%～28.7%，为主效基因，主要表现为超显性。这些主效QTL在低温环境下对水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度有增效作用，与水稻耐冷性有一定的相关性。     

水稻生长早期耐冷性QTL分析

 以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2：3代200个家系为作图群体，构建分子连锁图谱，并进行了F3代家系的生长早期耐冷性鉴定和QTL分析。结果表明，幼苗期耐冷性、分蘖期耐冷性和低温下幼苗生长能力等生长早期耐冷性在F3代表现为近似正态的连续分布，是由多基因控制的数量性状。在第1、5、9染色体上分别检测到与幼苗期耐冷性相关的QTL各1个，其中qCTS1对表型变异的解释率最大，达15.5%；在第2、3、7、9、11染色体上分别检测到与分蘖期耐冷性相关的QTL各1个，而每个QTL对表型变异的解释率均较低；在第1、2、11、12染色体上分别检测到与低温下幼苗生长能力相关的QTL各1个，其中qGAS2和qGAS12对表型变异的解释率分别为26.6%和42.9%，是主效基因。