中熟类型甬优籼粳杂交稻组合产量优势形成及其形态生理特征

以中熟类型甬优籼粳杂交稻组合甬优2640、甬优1640为材料,常规粳稻镇稻11、武运粳30和杂交籼稻丰两优香1号、新两优6380为对照,比较各类型品种在干物质积累、穗部特征、叶片形态及茎秆特性上的差异。结果表明,甬优籼粳杂交稻两年平均产量为11.3 t/hm~2(11.1、11.4 t/hm~2),较常规粳稻和杂交籼稻分别高6.6%和13.0%;产量构成上,甬优籼粳杂交稻的每穗粒数和群体颖花量显著高于对照,有效穗数、结实率和千粒重低于对照;甬优籼粳杂交稻抽穗期、成熟期的干物质量及抽穗至成熟期的干物质积累量依次为13.4 t/hm2、21.6 t/hm~2、6.9 t/hm~2,均显著高于对照;穗部特征上,甬优籼粳杂交稻的单穗质量和着粒密度高于对照,穗长略低于杂交籼稻,近80%的籽粒集中于中上部,而常规粳稻75%的籽粒集中于中下部,杂交籼稻籽粒分布相对匀称;甬优籼粳杂交稻上3叶的叶宽和卷曲率高于对照,叶长和叶基角处于对照之间(以杂交籼稻最大),披垂度最低,上部1、3叶差异显著;株高、穗高、秆长及穗下节间占秆长的比例以杂交籼稻甬优籼粳杂交稻常规粳稻;成熟期单茎茎干质量、单茎鞘干质量及基部节间单位长度干质量以甬优籼粳杂交稻最高。中熟类型甬优籼粳杂交稻组合产量优势特征为足穗基础上,主攻大穗,并保持较高的结实率和千粒重;形态生理特征表现为籽粒集中于中上部,上3叶大小适宜,叶片内卷且直立,株高及穗下节间占秆长的比例适中,成熟期茎秆充实度好。     

籼粳交后代中的穗型指数与亚种特性及产量性状的关系

 以两个典型的籼粳交重组自交系F6群体(RILSA：中优早8号／丰锦;RILSB：七山占／秋光)为试材,分别在四川和辽宁种植,研究穗型指数（PTI）与亚种特性及产量性状的关系。结果表明,PTI在籼粳交后代中表现连续变异,籼粳交可以创造大量具不同PTI的株系,可以作为理想穗型选育的来源。生态环境对PTI有显著影响,从辽宁到四川,PTI显著变小。 PTI与大多数亚种特征性状呈显著负相关。PTI在不同亚种类型间有明显差异,总体上有籼(H)>偏籼(H′)>偏粳(K′)>粳(K)的趋势,但PTI不可以作为判别亚种类型的依据,因为籼粳交后代中的PTI在不同亚种类型间交错重叠。PTI与穗部性状和产量性状大多呈负相关,两群体中绝大多数株系的PTI为中下部优势型,在产量上具有明显优势。     

不同光温反应型配组的籼粳交F1杂种优势的研究

 对早籼／早粳、早籼／中粳、早籼／晚粳、中籼／中粳和中籼／晚粳五种配组方式不完全双列杂交的杂种优势分析表明，株高、剑叶长、主穗长和主穗总粒数等性状的群体平均优势和群体超亲优势较强，Ｆ１性状平均基因型值预测认为，早籼／晚粳和中籼／晚粳杂种株高过高和抽穗偏迟，早籼／早粳配组生育期过短和穗小粒少，综合性状以中籼／中粳和早籼／中粳方式较为优良。Ｆ１性状间显性相关分析表明五种配组方式在株高、抽穗天数、剑叶长、主穗长和主穗总粒数五个性状间均存在显著的正相关，籼粳杂种表现的德大粒多同时伴有植株偏高、抽穗延迟和剑叶过披等倾向，但这种关联性在早籼／早粳或中籼／中粳配组中程度相对较低。     

不同类型籼粳亚种间杂种F1可利用和非可利用杂种优势的评价和利用

 搜集典型籼粳品种、广亲和品种、偏籼或偏粳品系及恢复系并进行杂交。选取25个籼粳亚种间杂种F1，将其划分为5类。以这5类25个组合的生物产量、茎叶重、秆高、出穗期、每穗颖花数、实粒数、结实率等性状为基本资料，分别计算其超亲优势与竞争优势。结果指出：籼粳亚种间杂种F1茎叶重与结实率存在负相关，杂种优势含可利用与非可利用两部分，典型籼粳F1杂种优势是难以利用的，利用广亲和系与偏籼或偏粳恢复系及其派生系或者偏籼广亲和系和偏粳广亲和系配组，实现部分利用亚种间杂种优势，应作为当前亚种间杂种优势利用育种战略的重要措施。     

亚种间重穗型杂交稻冈优881的选育与应用

首先用密阳４６作母本与明恢６３杂交选育出恢复系６３２３;然后从恢复系６３２３与粳稻天然杂交后代选育成籼粳亚种间重穗型恢复系蜀恢８８１,其穗平重可达４．３１ｇ,它与三系不育系冈４６配组,培育出了籼粳亚种间重穗型杂交稻强优势组合冈优８８１。该组合产量高,米质好,抗瘟性强,适应性广,１９９５年５月通过四川省品种审定。     

旱稻引进种质的类缘关系与农艺特征分析

以5份水稻籼粳种质作对照，对15份引进早稻种质的类缘关系进行分析。结果表明，2份早稻种质属于籼稻，5份偏籼，4份偏粳，4份粳稻。对这些早稻种质的主要农艺特征进行了测验；并对其产量构成因子相关性作了分析。单株产量与7个穗部数量性状的相关性分析表明：单株产量与穗总粒数、结实率和穗数相关极显。与穗长相关显；早稻陆引46、IRAT l04、巴西陆稻、早稻297等4份引进种质综合农艺性状较好，单株产量较高，值得进一步种植观察。     

甬优系列籼粳杂交稻中熟高产品系的株型特征

以甬优系列籼粳杂交稻中熟类型品系为试材,常规粳稻宁粳3号和武运粳29、杂交籼稻丰两优香1号和新两优6380为对照,比较各类型在穗部特征、叶片形态以及茎秆特性上的差异。结果表明,1)依据甬优系列籼粳杂交稻两年中的产量表现,将其分成高产品系(产量>10.5 t/hm²)和中产品系(产量<10.5 t/hm²)。两年中,甬优系列籼粳杂交稻高产品系为甬优2638、甬优2640、甬优1610、甬优1612和甬优1640,中产品系为甬优1851、甬优1852、甬优7753、甬优1763和甬优 5854。产量构成因素方面,不同类型品种单株穗数、结实率和千粒重以常规粳稻最高,每穗粒数以高产品系最高。2)穗长以杂交籼稻最高,单穗重和着粒密度以高产品系最高;除穗下部二次枝粳籽粒数以杂交籼稻最高外,穗部其余5部位籽粒数均以高产品系、中产品系显著高于常规粳稻和杂交籼稻,且籽粒数以上部二次枝粳和中部二次枝粳的增加最为明显。3)上三叶的叶长和叶宽为中产品系>杂交籼稻>高产品系>常规粳稻,高产品系上三叶的卷曲率高于对应的中产品系;上部第1、2叶的叶基角和披垂角以高产品系最低。4)高产品系株高为118.7cm,高于常规粳稻(96.6cm),低于杂交籼稻(132.9cm)和中产品系(144.1cm);上部第1、2、3节间长度以中产品系最高、常规粳稻最低;穗长与穗下节间长占株高比例、穗下节间占秆长比例均以高产品系最低。单茎干质量、单茎鞘干质量、茎秆单位节间干质量以高产品系最高。提出了甬优籼粳交中熟高产品系的株型选育指标及配套高产栽培措施。     

杂交水稻幼穗培养体胚发生的效果观察

利用籼粳型和籼籼型以及光温敏核不育型共5个组合杂交水稻的幼穗进行离体培养探讨杂交水稻的愈伤组织诱导和体细胞胚胎发生,除成功诱导出愈伤组织与体细胞胚外,在所试验材料研究中还显示出以下趋势:(1)籼粳型幼穗愈伤组织诱导率高于籼籼型,两者又都高于光温敏核不育型;(2)体细胞胚胎发生与愈伤组织的胚细胞生活力为关。材料之间胚性细胞生活力与体胚发生率呈籼梗型≥光温敏核不育型>籼籼型的趋势;(3)建立了体细胞无性系和获得大量体胚的培养程序,为进行两系杂交稻的有关基因导入等遗传操作提供了较理想的研究材料。此外,光温敏核不育系杂交后幼穗培养得到体胚尚属国内外首次报道。     

籼爪交和粳爪交杂种F1代性状间关系的研究

对229个籼爪交组合、98个粳爪交组合的农艺性状进行了相关分析,对籼爪交和粳爪交组合的单株粒重、结实率进行了通径分析,对籼爪交组合农艺性状和品质性状进行了典型相关分析.籼爪交和粳爪交组合间性状相关性表现不同,独立性强的性状籼爪交组合中为谷长、粳爪交组合中为谷宽,其余性状间表现出复杂的相关关系.籼爪交和粳爪交组合均表现每穗实粒数和单株穗数对单株粒重的直接正效应大;每穗实粒数多、单株穗数多且生育期短或适中是提高籼爪交组合单株粒重的选育方向;粳爪交杂种提高单株产量的育种方向是选育每穗实粒数多并且单株穗数也多的组合,同时要兼顾增加每穗总粒数.每穗实粒数对籼爪交杂种结实率的直接正效应大,籼爪交杂种结实率的提高主要依赖每穗实粒数的增加,而其它性状的选择和改良作用不大.提高粳爪交杂种结实率可从3个方面入手,即选育每穗实粒数较多、每穗总粒数较多、且千粒重较大的组合,但主要是提高每穗实粒数.农艺性状和品质性状间存在典型相关.     

籼粳交重组自交系亚种属性判别及维管束性状的变异

以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的重组自交系群体为研究对象,利用程氏指数法和维管束分类性状分别对其不同世代（F6和F8）群体进行籼粳亚种属性判别。发现群体表现为中间类型占优势的偏粳分布,具有明显籼粳亚种间差异的维管束性状在群体内实现了重组,理论上通过籼粳杂交可以实现优良维管束性状的组合。穗颈大小维管束比、倒2节间和穗颈大维管束比在确认群体的籼粳属性时与程氏指数法判别结果相似,且较穗颈大、小维管束数和倒2节间大、小维管束数在世代间表现稳定,可作为鉴别群体籼粳属性的参考指标。群体内多数株系还属于分化不彻底的中间类型,造成穗颈大小维管束比、倒2节间和穗颈大维管束比对某些株系的判别存在一定差异。     

两种穗型粳稻穗内粒间直链淀粉含量变异与粒位分布特征

以6个直穗型和4个弯穗型粳稻品种为材料,对两者在相同栽培条件下的穗内粒间直链淀粉含量变异及其频数分布、粒位特征进行了比较分析。结果表明：水稻穗型虽然与品种间的直链淀粉含量高低无直接关系,但对其穗内不同籽粒间的直链淀粉含量差异存在着较大的影响;直穗型粳稻品种单一稻穗内直链淀粉含量的粒间差异明显大于弯穗型品种,其直链淀粉含量的粒间变异系数与离散程度均高于后者;同一稻穗内不同籽粒间的直链淀粉含量变化与其相应的粒位有关,两种穗型粳稻品种均表现为穗顶部籽粒的直链淀粉含量相对较高、穗基部籽粒的直链淀粉含量相对较低这一基本趋势。但与弯穗型粳稻品种相比,直穗型粳稻品种大量低直链淀粉含量籽粒产生的部位是在其稻穗的中部,而不仅仅局限在稻穗基部的3个枝梗上。     

寒地水稻有效穗率与产量的关系探讨

以牡响1号和牡丹江32为试验材料,通过改变水稻施氮量、插秧密度及插秧株数,探讨寒地粳稻有效穗率与产量的关系。结果表明,有效穗率与产量有显著或极显著正相关的趋势,究其原因发现,单位面积穗数随有效穗率的增加而增加,有效穗率与每穗实粒数有极显著的抛物线关系。为达到水稻最高产量不同品种有不同的栽培措施,对于牡响1号这种多穗型品种应通过提高施氮量来增加产量,而对于牡丹江32这种大穗、大粒型品种则应通过适当降低栽培密度和施肥量来达到高产。     

粳稻穗角和每穗颖花数的遗传分析

 调查了粳稻直立穗品种丙8979与弯曲穗品种C堡杂交组合的P1、P2、F1、F2四个世代（2002年）和P1、P2、F1、F2、F2∶3五个世代(2003年）的穗角和每穗颖花数的表型分布。运用主基因+多基因混合遗传模型和分离世代加不分离世代联合分析的方法，对这两个性状进行了遗传分析。结果表明，穗角和每穗颖花数性状均受2对主基因+多基因共同控制。独立的2对主基因和多基因都存在加性 显性 上位性效应。穗角性状以主基因遗传为主；每穗颖花数性状以多基因遗传为主。     

不同穗型高原粳稻品种的产量分析

以高原粳稻区大面积应用的大穗型、穗粒型、多穗型品种为材料,研究不同穗型品种的产量潜力。结果表明,这3种穗型品种均可获得11.00 t/hm2以上的超高产,其主要原因是穗粒协调,形成了较多的颖花数;多穗型品种的颖花数主要靠有效穗贡献,大穗型品种的颖花数主要靠穗粒数贡献,穗粒型品种的颖花数靠有效穗和穗粒数协调贡献;抽穗前期干物质积累量为多穗型品种穗粒型品种大穗型品种,抽穗后期干物质积累量为大穗型品种穗粒型品种多穗型品种。     

一个新的水稻半矮化小穗突变体的遗传分析与基因定位

 从粳稻中花 11转基因后代中发现了一个半矮化小穗突变体,表现为植株半矮化、生长势弱、半包茎穗、穗型变小等特点,将其命名为sd sp2(semi dwarf and small panicle 2)。遗传分析显示,该突变体表型受1对隐性核基因控制。以sd sp2突变体为母本与龙特甫B杂交构建F2分离群体,将该基因定位在水稻第6染色体的RH6 32和RH6 40之间的116 kb的物理距离内。通过水稻基因组注释系统在此区域预测到14个开放阅读框,未发现与已报道穗型发育相关基因的同源基因。     

10种除草剂对武育粳3号生长及“小粒穗”形成的影响

 采用盆栽试验研究了10种除草剂对水稻生长及对“小粒穗”形成的影响。 在土壤处理中,用药处理后10、20 d,乙草胺225、337.5 g/hm2处理和乙草胺225 g/hm2+苄嘧磺隆22.5 g/hm2混用处理显著地 (P=0.05)抑制水稻株高,但并不影响分蘖发生,到用药后40 d,土壤处理药剂处理的水稻株高与对照无显著差异;在处理后10、20 d, 氯磺隆0.375、0.75、1.5 g/hm2处理可显著(P=0.05)影响水稻株高,而甲磺隆0.75、1.5 g/hm2处理在用药后30、40 d仍显著影响水稻株高,氯磺隆1.5 g/hm2和甲磺隆0.75、1.5 g/hm2在药后10、20 d也显著地影响水稻茎蘖数,但在药后40 d两药剂处理与对照均无显著差异。茎叶处理中,药剂处理对水稻株高、分蘖产生无显著的抑制作用。同时, 除草剂处理基本上不对水稻结实性产生影响,并未发现典型的“小粒穗”,表明稻田使用除草剂不是引起水稻“小粒穗”的直接原因。     

高温对光敏水稻与普通水稻结实率降低方式的分析

报道了对农垦５８Ｓ、农垦５８等６个光敏水稻及常规稻进行光周期反应特性分析中,武昌夏季的自然温度对水稻穗发育及结实率的影响。观察到在较高温度下,５ｄ的ＳＤ处理即可使晚粳穗分化启动并抽穗,表明高温对短日诱导穗分化有明显促进作用;同时还观察到在穗分化启动后,温度对幼穗发育进程的光周期效应也有影响,表现为高温可加强长日对幼穗发育的延迟和短日对幼穗发育的促进,而低温则减弱这种作用。在短日照下,对其在不同温度条件下的结实率与温度的相关性分析发现：光敏不育系的结实率均与幼穗发育期的平均温度呈显著负相关,而常规品种的结实率则主要与抽穗扬花期的平均温度呈显著负相关。因此温度在水稻光敏不育中具特殊效应,这种效应与光周期反应基本无关。     

Genome-Wide Association Studies Reveal New Genetic Targets for Five Panicle Traits of International Rice Varieties

Narrow genetic background is a key limiting factor in breeding stable high-yielding rice. The introduction and utilization of international rice core germplasm is an important way to increase the genetic diversity of domestic rice varieties. We conducted a genome-wide association study on 5 panicle traits of 315 rice accessions introduced from the international rice micro-core germplasm bank. Based on the tests from Yangzhou of China and Arkansas of American, environment exhibited a significant impacts on panicle length and primary branch number, while grain length, grain width and grain length/width ratio were insensitive to environment changes. We discovered a total of 7, 5, 10, 8 and 6 chromosomal regions or single nucleotide polymorphism marker loci that were significantly associated with primary branch number, panicle length, grain length, grain width and grain length/width ratio, respectively. Among them, eleven regions were associated with grain shape and one region associated with primary branch number, showing the good consistence in two different environments. Significant linear correlation was discovered between the average trait value and the number of favorable alleles carried by the varieties in all associated loci. Among the associated loci, varieties in aromatic and tropical japonica sub-groups possessed most favorable alleles, while those in temperate japonica sub-group contained the least. The domestic varieties mainly harbored unfavorable alleles in six of the associated loci being detected. On the contrary, 15 varieties from 11 different countries harbored more favorable alleles(as many as 30 or more) than the others. Remarkably, all these 15 varieties belonged to the tropical japonica sub-group. In conclusion, our study demonstrates that varieties in the tropical japonica sub-group had high potentials for breeding stable high-yielding rice. Based on this discovery, we proposed a new approach for improving the panicle traits of domestic rice by using tropical japonica varieties.