水稻外观品质稳定性分析及G×E互作与气候因子的关系

基于AMMI模型,研究了25个水稻品种外观品质性状与环境的交互作用,并对参试品种垩白品质性状的稳定性、G×E互作与气候因子的关系及气候生态适应性进行了探讨.结果表明,稻米长、宽及长宽比的G×E互作效应差异不显著,垩白率和垩白度的G×E互作效应达到了1%的显著水平.在此基础上将参试品种分为稳定性最好垩白适中、稳定性适中垩白较小及稳定性和垩白性状均较差三类.垩白品质性状的iPCA与水稻生育期内的气温、日照、降雨的相关分析表明气候因子是决定G×E互作的一项重要环境因子.据此得到不同品种对气候因子的最佳品质适应性,如品种V9和V24(沈农9819和0142)的垩白率对温度较低的环境,V23(盐优5858)的垩白度对相对寡照高温的环境具有特殊适应性,在实际生产中选择与这些品种有负向互作的地点可获得较低的稻米垩白率和垩白度.     

水稻外观品质稳定性分析及G×E互作与气候因子的关系

基于AMMI模型,研究了25个水稻品种外观品质性状与环境的交互作用,并对参试品种垩白品质性状的稳定性、G×E互作与气候因子的关系及气候生态适应性进行了探讨。结果表明,稻米长、宽及长宽比的G×E互作效应差异不显著,垩白率和垩白度的G×E互作效应达到了1％的显著水平。在此基础上将参试品种分为稳定性最好垩白适中、稳定性适中垩白较小及稳定性和垩白性状均较差三类。垩白品质性状的iPCA与水稻生育期内的气温、日照、降雨的相关分析表明气候因子是决定GXE互作的一项重要环境因子。据此得到不同品种对气候因子的最佳品质适应性,如品种V9和V24（沈农9819和0142）的垩白率对温度较低的环境,V23（盐优5858）的垩白度对相对寡照高温的环境具有特殊适应性,在实际生产中选择与这些品种有负向互作的地点可获得较低的稻米垩白率和垩白度。     

三江平原水稻发育中后期低温对水稻品质的影响

选取三江平原主栽水稻品种龙粳29、龙粳31和龙粳46,应用人工气候箱在水稻抽穗期和灌浆期进行低温处理,[目的]通过对水稻外观品质、营养品质和RVA谱特征参数的分析,研究水稻发育中后期低温对品质影响。[结果]在抽穗期和灌浆后期经低温处理后对水稻外观品质的影响较大,各生育期蛋白质含量均显著上升,RVA谱特征一级参数均显著下降,直链淀粉和二级参数因品种差异有升有降。本次研究的性状中共有17对极显著相关和5对显著相关,最高粘度的相关性最大,与6个性状有相关性,垩白粒率与5个性状有相关性等,每个性状至少有两个或两个以上性状相关联。[结论]该试验根据低温对水稻品质影响进行判断,为三江平原水稻品质认证提供理论依据,同时也为水稻生产栽培和抗性育种提供理论依据。     

食用优质稻品种主要品质性状稳定性研究

通过对2002年在湖南长沙作一季晚稻和双季晚稻以及在海南三亚冬繁共3次种植的20个优质稻品种60份样品的碾米品质、外观品质和米饭长检测,同时对其中11个品种共33个样品的蒸煮品质化验,分析不同品种在三种环境下种植的各个品质性状的变异系数, 并对20个品种进行聚类分析;按农业部颁布的食用稻品种品质NY/T-593-2002中的籼稻品质指标等级记分标准将11个品种的9个品质性状计算质量指数. 结果显示：不同品种的品质稳定性不同。品质性状的稳定性与品种的质量指数等级有关,在长沙作双季晚稻种植的质量指数达三等的品种,其品质性状相对稳定;在长沙作双季晚稻种植的质量指数达二等的品种,在不适宜环境下质量指数可变为三等甚至四等。不同品质性状的变异系数差异悬殊。各个品质性状的一等至三等达标百分率因品种和环境而变化。     

水稻外观品质性状QTL分析

为发掘控制水稻外观品质相关性状的稳定QTL,利用籼稻品种‘贵9B’(Gui 9B)和粳稻品种‘热研2号’(Reyan No.2)为亲本,构建了包含100个家系的重组自交系群体为作图群体。分别于2014年12月和2015年5月将该群体种植于海南三亚和贵州贵阳2个不同生态环境,对稻米粒长和垩白粒率等外观品质性状进行了QTL分析。结合相应的分子连锁图谱及完备区间作图定位方法,对外观品质性状进行QTL定位分析。QTL检测结果表明:2个环境中共定位到16个外观品质QTL,分布在第1、第2、第3、第5、第9、第10和第11条染色体上,LOD值介于2.50~10.98之间,贡献率介于7.64%~19.89%之间。其中,有8个QTL为首次发现,有2个影响粒长的QTL在2个环境下均被检测到。本研究有利于推动水稻外观品质性状基因遗传研究和分子辅助育种。     

水、旱栽培条件下稻米主要品质性状的比较研究

以旱稻品种IRAT109的116个株系与水稻品种越富杂交构建的DH群体及其亲本，在水、旱2种栽培条件下种植，研究了稻米加工、外观、蒸煮和营养等品质性状的变化规律及其各品质性状间的相关性。结果表明，在11个稻米品质性状中，蛋白质含量、整精米率、胶稠度和碱消值等4个性状水、旱2种不同栽培条件下差异较大，说明这些性状受水分条件影响较大；粒长、粒宽、直链淀粉含量和垩白率也有一定的差异，一定程度受土壤水分环境影响。旱栽条件下稻米蛋白质含量、整精米率、胶稠度、碱消值等均有不同程度的升高，其中蛋白质含量平均提高37.9%，平均增加3.02个含量百分点，而垩白率下降，稻米米粒变小，总体上旱栽稻米品质有变优趋势。糙米率、精米率和长宽比在2种栽培条件下没有差异，基本上不受土壤水分环境影响。此外，对同一品质性状在水、旱2种不同栽培条件下相关性分析，表明加工品质性状的基因与环境互作较大，外观、蒸煮和营养等品质性状比较稳定。因此，通过水稻和旱稻相互杂交，可将旱稻的抗旱基因导入外观品质、蒸煮、食用品质以及营养品质优良的目标水稻亲本中，选育出抗旱、优质的水稻或旱稻品种。     

早晚季水稻耐光氧化反应特性及其与品质稳定性的关系

以耐光氧化反应特性和品质性状具有明显差异的9个水稻品种为材料,研究在早、晚季不同温光栽培条件下,水稻品种的耐光氧化反应特性和品质性状表现及其相互关系。结果表明,水稻的耐光氧化反应特性与稻米品质的优劣不呈显著性相关,但与垩白米率,垩白度,精米率,整精米率,磨损率和直链淀粉含量等品质性状在早晚季的稳定性密切相关,即耐光氧化反应特性强的品种在不同季节栽培其米质稳定性较好。     

全基因组关联定位籼稻种质资源外观和加工品质QTL

以400份籼稻变异丰富的种质资源材料在2个环境下考察外观与加工品质性状表型,利用404K高密度SNP基因型进行全基因组关联分析,挖掘影响外观与加工品质性状的重要位点。结果表明,粒型和籼米的外观和加工品质密切相关,垩白性状降低稻米的精米率和整精米率,除粒型外,籼稻的外观和加工品质明显受到环境影响。全基因组关联分析共鉴定到39个QTL,其中17个为新位点,6个新位点(qMRR9、qGL2、qGL10、qGW1、qGLWR1和qGLWR2.1)在2个环境下均被检测到,暗示这6个位点在水稻外观与加工品质上可能是不依赖于环境稳定表达的QTL。此外,21个控制稻米外观品质的位点很可能具一因多效。结合前人研究结果,我们推论qSW5、GSE5和GS3在籼稻外观和加工品质性状上扮演着关键性角色。研究结果为克隆新的外观与加工品质基因以及通过分子手段加速培育优质高产籼稻新品种提供了指导信息。     

不同环境基于高密度遗传图谱的稻米外观品质QTL定位

为解析稻米外观品质遗传基础, 挖掘稳定存在的控制稻米外观品质性状的QTL, 本研究以籼稻品种V20B和爪哇稻品种CPSLO17作为亲本, 构建包含150个重组自交家系(recombinantion inbred line, RIL)的RIL作图群体, 进行外观品质性状QTL定位分析。利用特定位点扩增长度测序(SLAF-seq)技术, 构建了一个由12个连锁群包含8602个标记, 平均间距为0.29 cM的高密度遗传图谱。采用IciMapping 4.0软件的ICIM-ADD方法在3种环境(贵阳、贵定、三亚)对4个外观品质性状(粒长、粒宽、垩白度和垩白粒率)进行QTL (quantitative trait locus)定位分析。结果表明: 3种环境共检测到9个粒长QTL、6个粒宽QTL、3个垩白度QTL和4个垩白粒率QTL; 有5个QTL在多个环境被重复检测到, 其中3种环境都定位到的粒宽QTL qGW5-1和垩白度QTL qCha5-1为同一定位区间(第5染色体的Marker1642127-Marker1514505); 此外, 垩白度QTL qCha5-2的定位区间(Marker1554573-Marker1554589)和垩白粒率QTL qCGP5-2也是一样的。序列比对发现QTL qCha5-1定位区间仅51.5 kb, 是新的垩白性状主效QTL。本研究结果不仅为挖掘新的外观品质性状基因奠定基础, 也有助于开发新的分子标记进行水稻外观品质性状遗传改良。     

覆盖野生稻基因组的染色体片段替换系的构建及其米质相关数量性状基因座位的鉴定

染色体片段替换系（CSSL）是基因组水平快速初步定位数量性状基因位点（QTL）的良好材料，而水稻的品质性状是多基因控制的数量性状，因此可用替换系鉴定控制水稻品质性状的QTL。郝伟等利用分子标记辅助选择技术（MAS）构建了由133个株系组成的以“特青”（籼稻品种）为轮回亲本，以海南的一种普通野生稻（外观品质较好）为供体亲本，覆盖绝大部分野生稻基因组的染色体片段替换系。利用这套替换系，初步定位了控制稻米外观和理化品质性状的15个QTL，为今后水稻品质性状QTL的克隆以及稻米品质相关性状的改良提供了依据。     

日本水稻品种越光稻米的外观品质性状的QTL遗传剖析

稻米外观品质是稻米品质的一个重要方面,是消费者选择的重要依据之一,在一定程度上影响稻米市场价格。本研究利用一个日本优质粳稻品种越光(轮回亲本)和一个印度的籼稻品种Kasalath杂交产生的回交重组自交系(backcross recombinant inbred lines,BILs)对7个控制稻米外观品质主要性状(粒长、粒宽、粒厚、粒长宽比、垩白粒率、垩白大小和垩白度)数量性状基因位点（quantitative trait locus,QTL）进行定位分析。共检测到影响7个性状的22个QTLs,分布在8条染色体上,贡献率为5.65％-29.20％。其中在第5染色体上的R2232分子标记附近区域检测到影响4个性状的QTLs;在第3染色体上C1448和第6染色体G200分子标记附近区域分别检测到同时影响3个性状的QTLs,表明了这3个染色体区域对控制稻米外观品质性状中的有着重要作用。本研究检测到的QTLs及其两侧的分子标记可以用于改良稻米外观品质的分子辅助育种。     

粳型杂种稻米籽粒外观品质性状分离的初步研究

摘要：以辽宁省近年审定的杂交粳稻组合T优418及其亲本和对照辽粳9为试验材料,对杂种稻米籽粒间外观品质性状的分离程度及遗传控制进行研究。研究结果表明,杂种稻米籽粒在外观品质性状上普遍发生分离,其中垩白面积的分离最严重,变异系数达224.25%,变幅也都表现为超越双亲,其次为粒重、长宽比、粒长和粒宽,变异系数分别为12.16%,7.79%,5.18%,5.03%。虽然杂交种在垩白性状上分离最严重,但双亲却均表现为垩白较少,说明垩白性状是由多基因控制,受父母本遗传背景影响的。因此在杂交稻米品质改良过程中,考虑双亲的品质差异,不能仅从表型出发,更要注重对亲本基因型的选择。     

稻米外观品质的研究进展与分子改良策略

本文综述了稻米外观品质(长、宽、长宽比和垩白)的经典遗传及分子遗传研究状况，归纳列举了已定位的外观品质性状的QTLs，提出了稻米外观品质改良的分子策略。     

Identification and analysis of QTLs for grain quality traits in rice using an introgression lines population

The demand for superior grain quality represents a major issue in rice (Oryza sativa L.) breeding. To study the genetic basis of rice grain quality, including traits specifying grain dimension and percentage of grains with chalkiness, quantitative genetic analysis was conducted in a population of 37 introgression lines (ILs) of indica elite variety Habataki in the background of japonica cultivar Sasanishiki across two different environments. The ILs showed transgressive segregation for all of the investigated traits, including percentage of grains with chalkiness, brown grain length, width, thickness, length/width ratio, length/thickness ratio, volume and 1,000-brown grain weight, the result indicated that these rice grain quality traits were polygenic phenomenon. Fifty-four QTLs were identified on eleven chromosomes, and 44 QTLs were associated with more than one trait, as a cause of the observed phenotypic correlations between different traits. Five stable QTLs, namely QPGWC.NH-1.1, QPGWC.NH-1.2, QGW.NH-3.1, QLW.NH-7.1 and QGV.NH-8.2, were identified in this study. This study provides useful information for marker-aided improvement of grain quality (grain dimension and percentage of grains with chalkiness) in rice; moreover, ILs carrying these QTLs constitute good candidates for future fine mapping and positional cloning projects.     

两种穗型粳稻不同粒位籽粒垩白性状的比较分析

选用典型的直立穗型和弯曲穗型粳稻品种为材料,对两种穗型粳稻穗上不同粒位籽粒外观品质性状的差异及其分布特点进行了研究。结果表明,粳稻品种的穗型特征与品种间的垩白粒率、垩白度和透明度高低无直接的联系。同一稻穗内的不同部位间籽粒相比,垩白粒率、垩白度基本都表现为下部>中部>上部,透明度则基本相反。同一稻穗内的不同枝梗间相比,着生在二次枝梗上籽粒的垩白粒率和垩白度相对较高,而一次枝梗上的籽粒相对较低,透明度则相反。同一枝梗间的不同着粒部位相比,一次枝梗上6个粒位的垩白粒率和垩白度第1,5,6粒位较低,第2,3位较高,二次枝梗上3个粒位的垩白粒率和垩白度第1粒位最低,第2粒位最高,透明度则相反。粳稻穗型特征与品种间外观品质的优劣并无直接联系,同一稻穗内不同籽粒间的外观品质好坏与其颖花在穗上的开花顺序有密切联系。     

种植方式对陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8米质的影响

在大田试验条件下,以陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8为材,设覆膜旱种和裸地旱种2种方式,以水层湿润灌溉为对照,研究了种植方式对米质的影响。结果表明,与水种(对照)相比,中旱3号覆膜旱种的产量显著降低,而武香粳99-8覆膜旱种的产量则无显著差异,裸地旱种的产量均较对照显著降低。旱种可降低垩白度、粒长/粒宽、直链淀粉含量、胶稠度、峰值黏度,提高蛋白质含量和糊化温度;中旱3号覆膜旱种和裸地旱种以及武香粳99-8裸地旱种的垩白粒率显著低于对照,而武香粳99-8覆膜旱种则无显著差异。三种种植方式中,两品种均以覆膜旱种的垩白度、直链淀粉含量、胶稠度、崩解值和灌浆期稻株含N率下降值最小,蛋白质含量和消减值最大,籽粒Q酶活性维持在较高的水平。与武香粳99-8相比,中旱3号的垩白粒率和胶稠度显著降低,垩白度没有显著差异,粒长/粒宽、直链淀粉含量、蛋白质含量、崩解值和糊化温度显著提高。Q酶活性、籽粒灌浆参数与米质指标关系密切。旱种有利于改善稻米的外观和营养品质,但蒸煮食味品质有所变劣。     

籼、粳稻米垩白与品质的相关性研究进展

综述了有关垩白形成的机理和籼、粳稻垩白与品质相关分析的研究现状,结果表明：无论籼稻或是粳稻均表现出垩白与出糙率、垩白粒率、粒宽、直链淀粉含量、糊化温度、蛋白质含量呈正相关,与整精米率、透明度、粒长、粒型、胶稠度呈负相关,但类型间有一定差异。并就垩白对各品质性状的影响进行了简要分析,对今后应加强相关方面的研究和提高品质的途径提出了自己的看法。     

长江流域杂交早稻品质性状的表现及配合力研究

在探索我国长江流域杂交早稻品质改良的育种手段，为其品种选育提供理论依据。选用长江流域生产上大面积应用的6个早籼稻不育系和5个早籼稻恢复系及NCⅡ设计配制了30个杂交早稻组合，对各组合的12品质性状进行了测定和分析。结果表明，各品质性状的杂种优势表现普遍介于双亲之间，垩白和整精米率是长江流域杂交早稻品质改良的主要限制因子。12个主要品质性状组合间方差均达极显著水平，存在极显著的遗传差异；各品质性状基因的加性效应和非加性效应对杂交早稻的品质存在极显著的影响。各品质性状狭义遗传力为长/宽>粒长>垩白度>粒宽>整精米率>糊化温度>直链淀粉含量>垩白率>垩白面积>出糙率>胶稠度>精米率。出糙率与精米率,整精米率与糊化温度, 粒长与长/宽, 粒宽与垩白粒率、垩白面积、直链淀粉, 垩白粒率与精米宽、垩白面积、直链淀粉含量,垩白面积与粒宽、垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量等性状间存在显著或极显著正相关。整精米率与垩白粒率,长/宽与粒宽、垩白粒率、垩白面积、垩白度、糊化温度、直链淀粉含量等性状间呈显著或极显著负相关。对杂交早稻品质性状之间的内在联系、遗传以及品质改良也进行了讨论。