施氮水平对杂交水稻亲本产量性状配合力的影响

【目的】研究不同施氮水平下杂交水稻亲本的配合力,为筛选出氮素高效利用的水稻亲本材料提供理论依据。【方法】选择生产上大面积应用的5个高配合力水稻不育系(浙8010A、宜香1A、川农1A、冈46A、803A)为母本,6个水稻恢复系(成恢727、绵恢662、绵恢4761、雅恢2115、乐恢188、宜恢1577)为父本,配置不完全双列杂交组合30个,设低氮肥(0kg/hm2)、中氮肥(150kg/hm2,正常施氮水平)、高氮肥(300kg/hm2)3个施氮水平,比较各亲本在不同施氮水平下产量性状的配合力和遗传力效应。【结果】在不同施氮水平下,不育系、恢复系及其互作效应对杂交水稻的产量性状均可产生显著影响;正常施氮水平下,不育系对杂交水稻产量性状的影响高于恢复系;而在低氮和高氮水平下,恢复系对杂交水稻产量性状的影响高于不育系。川农1A、乐恢188属于氮素不敏感类型亲本,在不同氮肥水平下产量配合力均较高;803A、冈46A属于喜中低氮类型亲本,在中低氮环境下产量一般配合力效应远大于高氮环境;浙8010A、宜香1A属于喜高氮类型亲本,仅在高氮水平下表现较高的产量。在正常施氮水平下,浙8010A×成恢727的产量性状具有较高的特殊配合力效应;在低氮水平下,宜香1A×雅恢2115的产量性状具有较高的特殊配合力效应;在高氮水平下,803A×绵恢662的产量性状具有较高的特殊配合力效应。在低氮和高氮水平下,杂交水稻的产量性状均比正常施氮更易受环境影响;在正常氮素水平下,各产量性状受亲本的加性效应影响较大;在低氮和高氮水平下,各产量性状受环境影响较大。【结论】在不同的施氮水平下,亲本产量性状的一般配合力效应均与其组合的特殊配合力效应无必然联系;氮素水平过高或过低,都会导致亲本的非加性效应增强,环境对各产量性状的影响增大;因此在不同生态区选育优质高产的杂交水稻组合时,品种筛选试验田必须选择相适应的氮素水平。     

杂交水稻新质源不育系JW803A产量及其氮素利用效率的配合力分析

【目的】研究不同杂交水稻亲本产量及氮素利用效率的配合力。【方法】选用包括JW803A不育系在内的5个不育系(JW803A、803A、G46A、珍汕97A、Ⅱ-32A)和5个恢复系(绵恢2040、涪恢311、蜀恢527、明恢63、辐恢838)配置不完全双列杂交,对不同杂交组合的产量及氮素利用效率配合力进行分析。【结果】氮素利用效率、氮素收获指数与产量的相关系数分别为0.869和0.900,均达到极显著水平。在以产量和氮素利用效率作为选择目标时,803A、JW803A和蜀恢527都属于Ⅰ类亲本,其中JW803A/蜀恢527的产量优势最强,并具有较好的氮素吸收利用率。【结论】选用一般配合力高的亲本配组,最有可能获得强优势组合。     

杂交水稻重要亲本农艺性状配合力遗传力分析

【目的】分析杂交水稻常用的4个优质骨干不育系和5个骨干恢复系在农艺性状上的配合力和遗传力。【方法】选用生产上常用的骨干不育系、恢复系配制不完全双列杂交组合,对后代的产量性状和粒形性状进行统计并进行遗传力和配合力分析。【结果】杂交水稻产量的狭义遗传力小于50%且与广义遗传力的差值较大,受非加性效应影响较大,易受环境因素影响;穗着粒数和有效穗数对产量影响较大,如宜香1A产量GCA效应值为8.02、穗着粒数GCA效应值为1.47,西科恢4761产量GCA效应值为8.37、有效穗数GCA效应值为8.74;粒形受加性效应影响较大,且恢复系影响大于不育系,其中长宽比和粒长的恢复系亲本方差贡献率分别为89.68%、63.75%,不育系和恢复系亲本对粒宽的方差贡献率皆为40.68%,粒长和长宽比大的组合其粒形更长。【结论】配置长粒形的杂交组合可选择粒长和长宽比一般遗传力高的亲本尤其是恢复系,改善产量可选择在穗着粒数和有效穗数上一般遗传力高的亲本。研究获得了一个在水稻粒形上的Ⅰ类亲本雅恢2115,可用于配粒形大而饱满的组合;验证了一个粒形大而饱满的杂交组合宜香1A/雅恢2115,一个高产量的杂交组合宜香1A/蜀恢498。     

几个籼型杂交水稻光合特性的配合力研究

选用籼型杂交水稻5个不育系803A、JW803A、G46A、珍汕97A和Ⅱ-32A,5个恢复系绵恢2040、涪恢311、蜀恢527、明恢63和辐恢838,按NCⅡ遗传交配设计配组得到25个杂交组合,在穗分化期对其光合性状的配合力及遗传力进行分析.结果表明:基因加性效应对杂种一代的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等性状起主导作用;光合色素含量遗传变异主要来自基因的非加性效应.杂交水稻净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等性状受不育系影响较大,光合色素含量主要受父母本的互作效应同时也受环境因子影响.净光合速率中不育系JW803A和恢复系蜀恢527具有较高的一般配合力效应,组合JW803A/蜀恢527的特殊配合力效应较高,是亲本一般配合力和F1特殊配合力结合较好的组合.     

杂交水稻磷钾素利用的配合力和遗传贡献率

为进一步探索杂交水稻亲本及杂交后代对磷、钾元素的利用特性,选用3个不育系(JW803A,803A,G46A)和3个恢复系(绵恢2040、涪恢311、蜀恢527)配置不完全双列杂交,对不同杂交组合的磷素及氮素利用的配合力进行分析,研究不同籼型三系杂交水稻亲本磷素及钾素利用的配合力和遗传贡献率。结果表明:杂交水稻磷、钾素利用同时受可遗传的基因加性效应和不可遗传的非加性效应的影响,其中,不育系的作用大于恢复系;803A/蜀恢527是磷、钾素利用得到较好结合的组合,适合在肥料缺乏的中低产田夺取水稻高产。     

低氮环境下北方杂交粳稻亲本配合力分析

研究选用5个恢复系、6个不育系按照不完全双列杂交设计,种植于低氮环境下,研究低氮环境对北方杂交粳稻亲本配合力的影响,结果表明:在低氮环境下,参试亲本组合的产量性状间相关性与正常环境一致,表明杂交水稻产量相关性状之间的相关关系基本不受影响。在低氮条件下,一般配合力因不同亲本表现不同,如恢复系H30、H34,不育系150A、9214A部分产量相关性状一般配合力与正常环境表现相反效应。低氮环境下,特殊配合力的表现和正常环境下相比也不尽一致。不管是低氮环境,还是正常环境,一般配合力与特殊配合力都表现一定的独立性。     

爪哇型胞质对杂交水稻干物质积累·转运和产量性状的影响

[目的]研究爪哇型胞质对杂交水稻干物质的积累、转运和产量性状的影响,为选育爪哇型杂交水稻强优势组合提供科学依据。[方法]以不育系(爪哇型胞质JW803A和野败型胞质803A)与几个高配合力恢复系配置杂交水稻组合,比较2种胞质对杂交水稻产量性状的影响;并以JW803A/蜀恢527和803A/蜀恢527为基础研究胞质对杂交水稻干物质积累和转运的影响。[结果]JW803A杂交水稻组合产量高于803A杂交水稻组合,干物质积累迅速且积累量大,各时期不同器官干物质的分配合理,输出量大,有效转化率高。JW803A/蜀恢527的产量达到7.875×103 kg/hm2,比803A/蜀恢527增产3.28%。[结论]爪哇型胞质杂交水稻组合高产的物质基础充足,"能源"转运高效的特点。     

杂交水稻产量性状胞质效应的配合力分析

【目的】研究不同杂交水稻产量性状的胞质效应配合力,为杂交水稻不育细胞质的多样性利用提供依据。【方法】以优质高配合力三系杂交水稻保持系803B为核供体,选择5个高配合力恢复系,比较5种不育胞质对杂交水稻产量、结实率、穗长、有效穗数、穗粒数、千粒质量等产量相关性状影响的配合力效应,并分析不同胞质对杂种F1代的遗传贡献率。【结果】细胞质效应在产量、有效穗数、穗长和千粒质量方面的差异达到了显著和极显著水平,对穗粒数和结实率影响不显著;同时,细胞质和恢复系互作对杂交水稻产量的遗传贡献率最大。A1、A2型细胞质和R1、R4恢复系是一般配合力效应较高的亲本,其组合中出现具有较高特殊配合力效应组合的几率也较大,JW803A/蜀恢527在所有杂交组合中产量最高。【结论】杂交水稻新质源JW型细胞质具有较高的产量一般配合力效应值,进一步发掘和利用JW型细胞质源,对选育高产杂交水稻组合及丰富杂交水稻遗传多样性具有重要的现实意义。     

6 个汕恢系列恢复系主要农艺性状的配合力分析

【目的】分析新育 6 个恢复系主要农艺性状的配合力、遗传力,评估其应用价值。【方法】选用 6 个新育汕恢系列恢复系和 5 个三系不育系,按 6×5 不完全双列杂交设计,配制 30 个水稻杂交组合,分析 8 个水稻主要农艺性状的配合力及遗传力。【结果】单株产量、株高和有效穗数的恢复系 GCA 基因型方差贡献率大于不育系比值,水稻杂交组合单株产量、株高和有效穗数的表型主要取决于恢复系的遗传;生育期、结实率、穗长和单株产量的 GCA 基因型方差贡献率均小于 50% 且与广义遗传力差值较大,受非加性效应的影响较大,千粒重、株高、有效穗数和总粒数的 GCA 基因型方差贡献率均大于 55%,主要受基因加性效应影响,其中千粒重与株高的狭义遗传力最大、分别为 80.99% 和 76.03%,在后代遗传的稳定性好,可在低世代进行选择;亲本一般配合力和组合特殊配合力之间无明显的相关性。恢复系 SR02 与 SR04 表现优异,依据亲本利用价值分类方法,SR02 在单株产量上表现为Ⅰ类亲本,在结实率和千粒重上表现为Ⅱ类亲本,该恢复系在育种实践中易组配出大粒高产的杂交组合;SR04 在单株产量、有效穗数、总粒数以及结实率方面均表现为Ⅱ类亲本,表明其较易组配出多穗型高产杂交组合,且 SR04 在一般配合力分析中还表现出一定的抗倒潜力;杂交组合天丰 A×SR01、金恒A×SR06 和金恒 A×SR03 单株重 SCA 效应值最高,分别为 26.320、26.049 和 20.723,具有良好的利用价值。【结论】在杂交水稻育种实践中,选择亲本时除了注重选择高配合力亲本外,还需加强对组合特殊配合力的筛选,同时根据亲本遗传特性,遵循扬长避短、性状互补的原则设计杂交水稻的亲本搭配;杂交水稻在单株产量、株高和有效穗数上的遗传主要受恢复系影响,SR02 与 SR04 是较优异的恢复系亲本,具有良好的应用价值;杂交组合天丰 A×SR01、金恒 A×SR06 和金恒 A×SR03 在的产量性状具有较好的特殊配合力,具有良好的应用前景。     

水稻不同胞质和恢复系的配合力及遗传力分析

为掌握水稻不同胞质和恢复系的配合力及遗传力,为杂交水稻品种选育提供优良亲本,选用杂交水稻生产上常用的5个不育胞质和5个恢复系,采用不完全双列杂交设计（NCII）,对穗干重、干物质有效输出率等性状的亲本配合力、方差贡献率及遗传力进行分析。结果表明：除穗干重外,其余性状的不育胞质效应均达极显著水平,所有性状的恢复系效应均达显著或极显著水平;所有性状均受到一定的环境影响（狭义遗传率小于广义遗传率）。穗干重、干物质最大积累量、干物质有效输出量和干物质有效输出率以加性效应为主,产量以非加性效应为主。K 型和印水型胞质是一般配合力较好的母本,蜀恢527和绵恢725是一般配合力较好的父本。5个性状的狭义遗传力大小分别为：干物质最大积累量＞干物质有效输出率＞干物质有效输出量＞穗干重＞产量。     

几个新选杂交水稻不育系和恢复系的主要农艺性状的配合力分析

了解杂交水稻亲本配合力和遗传率,为杂交水稻的亲本选育及强优组合的筛选提供理论依据。以4个不育系和7个恢复系为亲本,采用4×7不完全双列杂交(NCII)模式对9个主要农艺性状进行了配合力分析。结果表明,9个性状的一般配合力和特殊配合力均达到极显著水平;除有效穗、株高和单株产量等性状主要受组合特殊配合力的影响外,其余性状主要受亲本一般配合力的制约;父本一般配合力的作用明显大于母本一般配合力的作用;不育系广仔占S、连籼1A和恢复系RH-1、RH-2和RH-6等亲本多数性状的一般配合力效应和特殊配合力效应较高,具有较好的应用前景。     

辽河三角洲稻区两种合理氮肥推荐阈值的方法研究

为研究辽河三角洲单季稻区合理氮肥投入阈值,于2012、2014、2016、2018年依托长期田间定位试验,借助不同的分析方法,即产量-效应曲线法和土壤氮素平衡法,研究不同施氮水平（纯氮0~420 kg·hm^-2）对水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡的影响。结果表明：采用产量-效应曲线法得出辽河三角洲地区的理论施氮量为217 kg·hm^-2,采用土壤氮素平衡方法得出的理论施氮范围为221~235 kg·hm^-2。当施氮量为210~260 kg·hm^-2时,水稻产量（10 071~10 227 kg·hm^-2）及氮肥利用率（36%~43%）均较高,施氮量超过260 kg·hm^-2时,水稻氮肥利用率显著降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡三个指标,目标产量超过10 000 kg·hm^-2时,辽河三角洲地区氮肥施用推荐阈值为217~235 kg·hm^-2。本研究得到的推荐氮肥用量比当地农民常规用量（270~300 kg·hm^-2）降低了13%~28%,有效减少了氮素在土壤中的盈余与淋失风险,为该地区水稻减氮高产栽培提出了切实可依的理论依据。     

高粱航天新不育系与恢复系的配合力分析

为了尽快鉴定高粱航天新恢复系和不育系的配合力和遗传力,采用双列不完全杂交法分析了高粱新选航天新不育系与恢复系的配合力。结果表明,不育系中产量、穗粒重的一般配合力较高的有52A和55A,恢复系中一般配合力较高的有sp42和sp46。在穗粒重性状上特殊配合力最高的组合是52A×sp46。加性方差与基因型方差的比值依次之顺序是穗粒重>株高>穗粒数>产量>千粒重>穗长。杂交种产量的髙低取决于双亲一般配合力和特殊配合力效应较高的组合,试验中52A×sp46,52A×sp42是两个较优的杂交组合。     

新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状的遗传效应与杂种优势分析

【目的】研究水稻新质源(CMS-FA)不育系和恢复系的产量相关性状遗传效应和杂种优势水平,评价新型细胞质源杂交稻亲本的育种潜力。【方法】采用不完全双列杂交设计,以新质源(CMS-FA)杂交稻系统的5个不育系为母本,5个恢复系为父本配制25个杂交组合,种植亲本和F1获得产量相关性状的试验数据。利用加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法对10个产量相关性状遗传方差分量比率、遗传率、亲本加性效应和组合显性效应以及杂种优势进行剖析。【结果】新质源杂交稻产量相关性状同时受加性效应和显性效应的控制,单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、剑叶长和生育期等性状以加性效应占主导,单株产量、株高和穗长等性状则以显性效应控制为主;狭义遗传率以千粒重表现最高,生育期次之,单株产量最低;加性效应最好的不育系是金农2A,恢复系是金恢3号和金恢1号;显性效应最强的4个组合为金农2A×金恢5号、金农2A×金恢2号、金农4A×金恢5号和金农5A×金恢5号;单株产量、株高、穗长3个产量相关性状F1具有很强的群体平均优势(7.351%—16.330%)和群体超亲优势(4.233%—10.507%),强优势组合杂种优势可达10.307%—49.462%。【结论】供试不育系以金农2A较好,恢复系以金恢3号和金恢1号最好,金恢5号在配制生育期较短的杂交稻高产组合中是一个很好的亲本。     

河西绿洲灌区膜下滴灌水稻氮素平衡及氮肥投入阈值研究

为确定河西绿洲灌区膜下滴灌条件下基于产量及环境安全的水稻氮肥投入阈值,于2020、2021年在张掖节水农业试验站开展水稻膜下滴灌栽培田间试验,研究不同施氮水平（纯氮0、135、225、315、405 kg·hm^-2）对水稻产量、土壤矿质氮累积及土壤氮素平衡的影响。结果表明,水稻产量与施氮量呈显著的二次抛物线关系,最佳经济效益氮肥用量为222 kg·hm^-2,对应水稻产量为5 684 kg·hm^-2（最高产量的99.7%）。土壤矿质氮累积量与施氮量呈显著的指数相关关系,施氮量为225 kg·hm^-2时,矿质氮累积量为119 kg·hm^-2,与135 kg·hm^-2施氮量处理差异不显著,施氮量达到315 kg·hm^-2时,矿质氮累积量显著增加,并且出现由浅层向深层迁移的趋势;氮表观平衡值与施氮量呈显著线性正相关,土壤氮素达到表观平衡时,对应的施氮量为171 kg·hm^-2。综合考虑产量、矿质氮累积量、土壤氮盈余与施氮量的关系,得出河西绿洲灌区膜下滴灌水稻合理氮肥投入阈值为171~222 kg·hm^-2。该施氮量比最高产量氮肥用量降低10.8%~31.3%,既保证了水稻高产稳产,又有效降低了氮素在土壤中的盈余与淋失风险,为该区域水稻减氮高产高效栽培提供了理论依据。     

6个光身恢复系和4个籼型不育系的配合力及竞争优势分析

采用不完全双列杂交的方法,对4个籼型不育系和6个光身恢复系配成24个组合的株高等7个性状进行配合力分析．结果表明：光身恢复系的单株产量性状一般配合力效应为光恢1242〉光恢039〉明恢259〉光恢1240〉光恢1243〉明恢90,不育系的单株产量性状一般配合力效应为广抗13A〉钱江A〉Ⅱ-32A〉谷丰A．综合比较其他性状,光恢1242和光恢039是一般配合力效应较好的父本;广抗13A是一般配合力效应较好的母本．籼光交组合谷丰A和光恢039、钱江A和光恢1242的特殊配合力效应效应值较大,组合的单株产量竞争优势表现突出,具有较大利用价值．光身恢复系配组的约4／5组合的单株产量大于对照Ⅱ优明86．     

不同杂交稻品种产量与氮素积累利用的差异

为研究不同杂交水稻品种在不同氮肥水平下的产量与氮素积累利用的差异,以4个高产优质的国审杂交水稻品种(宜香优2115、宜香优1577、冈优188、冈优1577)为材料,在低氮、正常氮和高氮肥3个水平下进行试验。结果表明:杂交水稻的产量和氮素积累利用性状均受品种和氮肥水平互作效应控制,宜香优2115在正常氮肥水平的产量与氮素收获指数均最高,其在正常氮肥水平表现为氮素高效利用;宜香优1577在低氮水平的氮素收获指数最高且产量也较高,其在低氮水平表现为氮素高效利用;冈优188在高氮水平的产量与氮素收获指数均最高,其在高氮水平表现为氮素高效利用;冈优1577在高氮水平的氮素收获指数最高且产量也较高,其在高氮水平表现为氮素高效利用。在不同氮肥水平下,4个杂交水稻的产量均受氮素收获指数影响最大。因此,不同杂交水稻品种对氮素的高效利用所适合的氮素水平不尽相同,在不同肥力水平的生态区域,需谨慎选择水稻品种。     

长期配施有机肥对宁夏引黄灌区水稻产量和稻田氮素淋失及平衡特征的影响

在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田,通过4年的田间定位试验研究了长期配施有机肥对水稻籽粒产量、氮素吸收利用和氮素淋失特征的影响。试验共设置5个处理:不施用氮肥(T₁)、常规化学氮肥300 kg·hm^-2(T₂)、优化化学氮肥210 kg·hm^-2+有机肥氮肥90 kg·hm^-2(T₃)、优化化学氮肥240 kg·hm^-2(T₄)、优化化学氮肥195 kg·hm^-2+有机肥氮肥45 kg·hm^-2(T₅).用稻田退水采集装置收集20、60 cm和100 cm深度的淋溶水,计算氮素淋失量。试验结果表明:在常规施氮和优化施氮水平下配施有机肥,水稻籽粒产量没有降低,氮肥利用率分别提高了5.2、1.9个百分点;配施有机肥可以显着降低田面水中的总氮浓度和土体中氮素淋失量,20 cm土层中总氮淋失量分别降低了9.99%和6.02%,100 cm土层中总氮淋失量分别降低了17.9%和9.3%;氮平衡特征计算结果表明,同等施氮水平下配施有机肥氮素表观损失量分别降低了12.1%和12.5%.与常规只施用化肥比较,配施有机肥可以显着降低氮素的淋洗损失,优化施氮水平下配施有机肥(T₅处理)为协调水稻产量和环境安全的合理选择。     

杂交水稻茎秆性状的胞质配合力及遗传力分析

为了研究不同不育胞质对杂交水稻茎秆性状的影响,选用生产上常用的5个杂交水稻不育胞质与5个高配合力恢复系,采用NCII模式研究株高及基部节间性状的亲本配合力、方差贡献率及遗传力。结果表明:杂交水稻胞质效应和恢复系效应在各性状中均达到显著或极显著差异水平,茎秆性状受基因型与环境互作效应的共同影响,重穗型和穗数型恢复系对各性状的一般配合力效应相差较大,JW型胞质基部节长的一般配合力效应值较野败型(WA型)低,而其直径和壁厚的一般配合力效应值则高于野败型胞质。结论:杂交水稻JW型胞质在保证茎秆充足的生物量积累的同时抗倒伏能力方面优于野败型胞质。     

籼型杂交水稻产量及其相关性状的配合力及遗传分析

选用24个籼型三系杂交水稻亲本（4个不育系和20个恢复系）,采用4×20不完全双列杂交（NCⅡ）对9个产量及其相关性状的配合力进行分析。结果表明：（1）所有考查性状中,一般配合力方差差异不育系和恢复系均达极显著水平,不育系×恢复系特殊配合力方差差异也均达极显著水平。其中播始历期、株高、穗长和千粒重等性状以基因加性效应为主,有效穗和每穗实粒数等性状则以基因的非加性效应为主。（2）考查的性状受恢复系的影响要比受不育系的影响大。（3）亲本各性状一般配合力与特殊配合力之间没有明显的对应关系,表明在杂交组合选配时,只有在选择一般配合力高的亲本基础上,通过广泛测交,才能获得特殊配合力高的强优势组合。