利用旱稻导入系定位水、旱田外观品质的QTL及土壤水分效应分析

以271份具有优质水稻(Oryza sativa L.)越富遗传背景及旱稻IRAT109导入片段的导入系群体为材料,在北京、海南两地水、旱田环境下调查精米粒长、粒宽、粒厚、长宽比和垩白率5个性状,研究旱田栽培对外观品质的影响,进行QTL定位及QTL与水分环境的互作分析.结果表明,粒长、粒宽、长宽比和垩白率易受土壤水分的影响,粒厚比较稳定.水分胁迫使稻米粒长、粒宽变小,长宽比增大,垩白率减少.利用QTLNetwork软件,5个性状共检测到30个加性QTL和4对上位性QTL.6个加性QTL(qGL7、qGT2、qGT4、qLWR2、qC2和qC8)和2对上位QTL(qGL3-qGL7和qGL7-qGL10)的贡献率大于10%.21个QTL与前人研究结果相一致.外观品质性状QTL在染色体上多呈成簇分布,第2染色体RM492～RM1211、第3染色体RM6832～RM3166和第6染色体RM587-RM1163区段是外观品质QTL相对集中分布区域.41%的QTL存在水分环境互作.根据不同性状对干旱胁迫的反应特点,选择水、旱田贡献率大且稳定的QTL,或具有旱田特异性的QTL,进行标记辅助聚合育种是培育抗旱、优质稻的一个有效途径.     

稻米外观和碾磨品质QTL定位及其与土壤水分环境互作分析

本文利用旱稻品种IRAT109和水稻品种越富的花培DH群体的116个株系为作图群体，采用混合线性模型QTL定位方法，在水、旱2个土壤水分环境下对粒长(GL)、粒宽(GB)、长宽比(LWR)和垩白率(C)4项外观品质性状和糙米率(BR)、精米率(MR)、整精米率(HR)3项碾磨品质性状进行QTL定位及QTL与环境互作分析。在水、旱2种条件下对DH群体差异显著性分析结果表明，糙米率、精米率和长宽比差异不显著,而整精米率、粒长、粒宽、垩白率差异极显著。外观品质性状在水、旱栽培条件下变化较大，即在旱种环境下稻米粒形变小（粒长、粒宽减小）、变细（长宽比增大）垩白率大幅度下降。碾磨品质性状在双亲间均有差异，其中整精米率差异较大；且在两种土壤水分环境条件下均有变化，即在旱栽条件下两亲本的糙米率和精米率均降低，IRAT109分别减少了5.8%和5.5%，越富分别减少了11.7%和11.5%。共检测到11个加性效应QTL与稻米外观和碾磨品质性状7项指标有关，分别位于第1、3、5、6、7、10、11染色体上，单个QTL对性状的贡献率在3.15～21.42%之间，位于第1、7 染色体上2个控制整精米率的QTL存在显著环境互作，单个QTL与环境互作效应的贡献率分别为9.59%和13.58%。在第1染色体RM295标记附近同时检测到5个QTL，Qgc1a 、Qgc1b 、Qlwr1、QMr1b和QHr1，分别控制粒长、长宽比、精米率和整精米率，且该QTLs簇在2个环境下能稳定地被检测到。同时，还检测到10对上位性QTLs，所有上位性QTL都发生在不同染色体之间，其中，控制整精米率的4对QTL与土壤水分环境显著互作，其环境互作贡献率分别为14.29%、12.28%、10.56%和13.47%。控制粒长、粒宽、长宽比的6个加性QTL（Qgc1a、Qgc1b、Qgc5、Qgw6、Qlwr1、Qlwr10）与环境之间互作较小，在品质育种中可利用分子标记对其进行辅助选择，提高育种效率；而对于基因型×环境互作效应大的整精米率、垩白率应在特定环境(如土壤缺水条件)下进行选择，在特定水分胁迫条件选择目标亲本，并将抗旱基因导入该亲本方可选到品质较优的抗旱品种。     

基于AMMI模型的新疆日光温室适应性分析

运用AMMI模型对2000～2002年新疆8个地区7种类型的日光温室内日平均温度数据进行了分析。结果表明,XA型适宜于塔城和阿克苏地区使用;XC型和山东寿光型适宜于哈密、库尔勒和阿克苏地区使用;XB型、辽宁海城型和黄淮改良型适宜于石河子、昌吉和吐鲁番地区使用;瓦房店型适宜于奎屯地区使用。该研究确定了不同类型的日光温室地区适应性,为新疆发展日光温室生产提供一定的理论依据。     

不同生境下水稻稻米品质因子分析

运用因子分析法对不同生境下62个水稻品种中13个稻米品质性状研究结果表明,以前5个主因子对变异的累计贡献率>89％统计,垩白(垩白粒率和垩白度)、加工品质(糙米率、精米率、整精米率和碎米率)、粒形(糙米宽厚比、糙米长宽比)是影响早季稻米品质主要因素;糙米宽、整精米率、精米率、糙米长和直链淀粉含量是影响晚季稻米品质的主要因素。主因子之间早季垩白与碎米率、糙米宽厚比和糙米长宽比、碎米率与糙米宽厚比表现正向相关,晚季糙米宽与精米率和直链淀粉含量、精米率与糙米长和直链淀粉含量、糙米长与直链淀粉含量表现正向相关。主因子之间早季垩白与糙米率、精米率和整精米率,糙米率、精米率、整精米率与碎米率、糙米宽厚比和糙米长宽比,碎米率与糙米长宽比,糙米宽厚比与糙米长宽比表现负相关,晚季糙米宽与整精米率、精米率、糙米长和直链淀粉含量,整精米率与糙米长,精米率与直链淀粉含量表现负相关。     

用AMMI双标图分析糜子品种的产量稳定性及试点代表性

为准确评价基因型和环境互作效应对糜子品种产量稳定性及试点对品种分辨力的影响,采用AMMI模型结合双标图和稳定性参数Dg(e)对第8轮(2006—2008年)国家糜子(粳性)品种区域试验的6个品种和9个试点的试验数据进行了分析。结果表明:基因型效应、环境效应和基因型×环境交互效应(G×E)均达到极显著水平,环境效应占总变异的52.85%,G×E交互效应占6.26%,基因型效应占2.76%。交互效应中IPCA1、IPCA2、IPCA3解释了92.58%基因与环境互作信息。试验也表明不同糜子品种在各试点的稳定性及不同试点对糜子品种的分辨力差异较大。6个参试品种中,"榆糜3号"(CK)、"伊8414-1-2-1"属于高产稳产型品种;"甘9109-6-1-1-2"、"固01-391"产量较高,但稳定性较差;"甘9133-1-3-4-1"稳产性好,但产量较低;"固02-25"产量低且稳定性差。在9个试点中,陕西府谷、宁夏同心、陕西榆林、内蒙赤峰4个试点对品种的分辨力较强,宁夏固原、宁夏盐池、甘肃会宁、山西五寨、内蒙鄂尔多斯5个试点对品种的分辨力较弱。     

不同环境条件下水稻结实率的QTL定位分析

摘要：为了揭示水稻结实率的遗传机理并为优良基因的利用以及分子标记辅助选择提供理论依据，本研究以环境敏感的籼稻品种T219和不敏感的籼稻品种T226为亲本构建的202个株系的重组自交系(RILs)为作图群体，利用8种不同环境条件的试验结果，对RIL的结实率进行了基因型与环境互作分析和QTL的定位分析。结果表明：水稻结实率受环境的影响很大，存在着显著的基因型与环境互作效应；同时，8种环境共检测到分布在9条染色体上的17个QTL，贡献率变幅为4.6~35.7%。其中大部分QTL均只在一个或两个特定的环境中发现，表现为QTL与环境的互作、贡献率较小，且它们的增效等位基因大都来自T226。而位于第3染色体MRG5959-MRG2180区间的qSS3-1，共在6个环境中一致检测到，贡献率分别在各环境中均为最大（15.6~35.7%）、其增效的等位基因来源于亲本T226。另外位于第5染色体上的RM592-RM169区间的qSS5-3，也在同一年份的5个不同的试验条件下同时发现，贡献率为6.9~17.9%，其增效的等位基因来源于亲本T219。     

小黑麦基因型与环境互作效应及产量稳定性分析

选用26个小黑麦品种(系),在西北高寒农牧交错区的不同试点和供水条件下,利用GGE双标图法研究了小黑麦基因型与环境互作效应以及稳产性.结果表明:在自然干旱条件下,小黑麦平均籽粒产量为1805.5 ks/hm2,较普通小麦对照增产54.6%;在灌水条件下,小黑麦平均产量为7196.1 kg/hm2,较对照增产67.2%....     

小麦品质性状的基因型和环境及其互作效应分析

对两年度三个试点13个小麦品种的16个主要品质性状进行分析,研究基因型和生长环境及其互作效应。结果表明,品质性状在不同小麦品种及不同试点间皆存在显著差异,其中硬度、PPO(多酚氧化酶)活性、AWRC(碱性水保持力)、稀懈值的变异系数较大;膨胀势、最终粘度、峰值粘度的变异系数较小。糊化温度、碱性水保持力、峰值时间、蛋白质含量、湿面筋含量、PPO活性、黄色素含量、膨胀势、峰值粘度、稀懈值、回升值、Zeleny沉降值、硬度的环境效应大于基因型效应;SDS沉降值和最终粘度的基因型效应大于环境效应,保持粘度受环境效应影响较小。     

马铃薯品种（系）农艺性状的适应性和稳定性分析

马铃薯的丰产性、适应性和稳定性是马铃薯推广和应用的重要指标,各种环境因子对不同性状的作用有差异,需要在不同的生态区进行品种（系）的筛选与鉴定。为了筛选出广适、高产、稳产和适宜机械化作业的马铃薯品种（系）,本研究通过GGE双标图对马铃薯高代品系和国内主栽品种的产量和植株性状进行分析,同时阐述基因型与环境互作效应对产量性状和植株性状的影响。前期选育的22份高代品系和13份国内主栽品种分别于2020和2021年种植在渭源县、安定区和永昌县三个试点。测量主茎数等8个植株性状和小区产量等9个产量性状,应用联合方差分析进行显著性水平分析,GGE双标图进行适应性、丰产性和稳定性分析以及试点的区分力和代表性评价。应用联合方差分析结果表明,自然株高、绝对株高的基因型效应显著,基因型效应平方和占总变异平方和比为66.63%、56.56%;花序梗长、单株大薯产量的基因型与环境互作效应显著,互作效应平方和占总变异平方和比为27.86%、27.05%;分支数、单株产量的环境效应显著,环境效应平方和占总变异平方和比为55.82%、25.52%。GGE分析结果表明,品种（系）在不同的年份间,产量和稳定性表现总体较为...     

前氮后移对寒地水稻群体质量的影响

设置不同施氮量和不同施肥时期的小区试验,研究前氮后移对寒地水稻群体质量的影响。结果表明:与农民常规施肥处理(FFP)相比,在105 kghm-2氮量下,前氮后移处理(INM)分蘖成穗率、抽穗期粒叶比和抽穗后干物质积累总量分别提高了5.6%、5.9%和21.1%;在135 kghm-2氮量下,这些指标分别提高了5.2%、13.1%和26.9%,干物质积累增加都达到了5%的显著水平;抽穗期单茎茎鞘重和抽穗后叶面积指数也有增加趋势。相关分析表明,产量与抽穗期单茎茎鞘重、抽穗后20 d的叶粒比、以及抽穗后干物质积累量均呈显著正相关关系(P<0.01)。前氮后移在抽穗期具有适宜的叶面积,延缓了抽穗后叶片的衰老,改善了水稻群体质量,增加了抽穗后干物质积累,使水稻产量提高12.3%。     

抽穗前水分供应对寒地水稻品质的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12号为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了抽穗前水分供应对寒地水稻品质的影响。研究结果表明,抽穗前进行-8～-10 kPa的间歇控水处理,有利于提高垦鉴稻5号的整精米率,不利于提高垦稻12号的整精米率;两品种的长/宽值呈减小趋势;两品种优势粒的垩白率和垩白度均有增加,两品种中势粒的垩白率和垩白度表现为减小,这有利于两品种直链淀粉含量的降低;两品种各粒位的蛋白质含量增加;二者优势粒的米饭食味评分值提高,中势粒的米饭食味评分值降低。结实前进行-18～-20 kPa和-28～-30 kPa的持续控水处理,有利于提高垦鉴稻5号的整精米率,不利于提高垦稻12号的整精米率;两种处理减小了两品种各粒位糙米的长和宽;减少了两品种的垩白率和垩白度;有利于两品种直链淀粉含量的降低;两种处理增加了两品种各粒位的蛋白质含量;两种处理降低了两个品种的米饭食味评分值。     

结实期水分供应对寒地水稻品质的影响

以垦鉴稻5号和垦稻12号为材料,采用负压式土壤湿度计监测土壤水势,通过防雨棚内的盆栽控水试验,研究了结实期水分供应对寒地水稻品质的影响。结果表明,结实期进行-8～-10kPa的间歇控水处理,有利于垦鉴稻5号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,不利于垦稻12号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,使2品种各粒位直链淀粉含量、脂肪含量和蛋白质含量增加,米饭食味评分值降低。结实前进行-18～-20kPa和-28～-30kPa的持续控水处理,有利于垦鉴稻5号整精米率的提高,不利于垦稻12号整精米率的提高和垩白率、垩白度的降低,使2品种各粒位的长/宽,各粒位的蛋白质含量增加,米饭食味评分值降低。     

GIS支持下的江西省优质早稻种植气候区划

在亚热带山区气候考察多项科研成果的基础上，结合本省地形，地貌特征，通过GIS的空间分析和多层复合方法，融合农业和气象专家的思想，利用1961－1996年的气象资料和GIS中的数字高程数据，进行江西省优质早稻适宜种植区的划分和评价，为我省种植业结构调整提供科学依据。     

3维图像处理系统在稻米品质检测中的应用研究

利用微切片3维图像处理系统对稻米的品质特性进行了探索性的研究。结果表明，借助于3维可视化技术，可以对稻谷的外观品质、营养品质及蒸煮品质等进行更为直观且客观的观察与测定。尤其是在营养成分分布密度的评价、心白米内部组织的分析、蒸煮过程中组织结构变化的观测等方面，取得了传统研究方法难以获得的结果。利用该系统对垩白度的定量化测定，为食品的定量形态学研究开辟了一条新的研究途径。     

Genotypic Differences in Selenium Accumulation in Rice Seedlings at Early Growth Stage and Analysis of Dominant Factors Influencing Selenium Content in Rice Seeds

The paper deals with the selenium (Se) accumulation of different genotypes of rice (Oryza sativa Japonica) seedlings at early growth stage and its correlation with the Se content in grains in 151 rice varieties. A field trial showed the Se content in brown rice to range from 29 μg/kg to 103 μg/kg. The results from hydroponic culture with representative varieties of high-, moderate- and low-Se content showed that total Se values for the high-Se genotypes were markedly higher than those of the low-Se varieties. This was true of Se content of the whole plant, Se content of shoots, biomass of shoots, and rate of Se accumulation in shoots. There were, however, no significant differences in values for total Se in roots, rate of accumulation in roots, and biomass of roots between high- and low-Se groups. Selenium content in brown rice was positively correlated with the total Se of the whole plant, shoot, and biomass of shoots. We concluded that the total Se transported from roots to shoots was more important than other factors in Se accumulation and content in brown rice.     

Effect of Graded Levels of Nitrogen and Sulfur and Their Interaction on Yields and Quality of Aromatic Rice

ABSTRACT

In a greenhouse experiment, involving factorial combinations of nitrogen (N) (0, 15, 30, 45, and 60 mg kg^{? 1} soil) and sulfur (S) (0, 7.5, 15.0, 22.5, 30.0 mg kg^{? 1}soil), application of all levels of N and S 15 mg kg^{? 1} and above increased the grain yield of aromatic rice (Basmati cv. ‘Taraori’) significantly. The highest grain yield of aromatic rice was recorded from the treatment combinations of 60 mg N + 15 mg S kg^{? 1} or 45 mg N + 30 mg S kg^{? 1}. The interaction of N and S influenced the N and S content in rice grain, N content in straw, N: S ratio both in grain and straw, milling (%), and other quality parameters significantly. Milling (%) and hulling (%), thousand grain weight, L: B ratio, cooked grain breadth, and aroma score were found to be significantly and positively correlated with the N: S ratio of rice grain while grain breadth had a significant inverse relationship with N: S ratio in grain.     

氮肥配施增效剂实现寒地水稻增产、提质与增效

研究氮肥增效剂对寒地水稻产量、品质及氮素利用的影响,旨在为制定合理的稻田氮素管理措施及增产、提质和增效策略提供科学依据。2017年和2018年在黑龙江省方正县设置田间试验,研究氮肥配施硝化抑制剂和脲酶抑制剂对水稻产量、品质、氮素利用和转化及经济收益的影响。结果表明:尿素配施硝化抑制剂CP和脲酶抑制剂NBPT(N+NI+UI)显著提高水稻产量,2017年较氮肥处理(N)水稻籽粒、秸秆和总生物量分别增产6.4%,4.9%和5.8%,2018年分别增产8.8%,7.2%和8.2%。施用氮肥增效剂可以提高寒地水稻碾磨品质、外观品质和营养品质,并促进水稻氮素吸收,提高氮肥利用效率。与N处理相比,N+NI+UI处理水稻氮肥表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力分别提高15.6%,19.1%和7.6%。CP和NBPT配施对氮素转化表现出明显的协同抑制效果,延迟和降低土壤NH4^+—N含量峰值,保持水稻生育期较高的NH4^+—N含量,延长了氮素供应时间。施用氮肥增效剂可使寒地水稻增收2499.08元/hm^2。可见,寒地水稻氮肥配施硝化抑制剂CP与脲酶抑制剂NBPT能够延长氮素释放周期,促进水稻氮素吸收,增加水稻产量,改善水稻品质,提高氮肥利用效率,增加经济效益。     

应用Penman Monteith模型估算稻田蒸散的误差分析

通过对Penman Monteith模型（PM模型）进行微分处理,从理论上分析了土壤热通量、储热项、表面层阻力和空气动力学阻力对PM模型模拟稻田蒸散的误差贡献;在此基础上提出储热项修正和稳定度修正建议,并对水稻4个生育期修正后的PM模拟结果与原始模型模拟结果进行比较。分析表明：按照一般量级关系,净辐射、土壤热通量、储热项、表面层阻力、空气动力学阻力误差分别为5%、10%、100%、20%和20%时,对蒸散误差的贡献率分别为26.8%、5.36%、53.6%、11.11%、3.17%。在水稻移栽拔节、拔节抽穗、抽穗灌浆、成熟4个生育期,10cm土层的储热量均大于田间水层的储热量,且土层和水层储热量均随生育期推进而降低。水层储热在前两个生育期对蒸散的影响比后两个生育期大,与原始模拟值相比,前两个生育期仅考虑土壤储热修正后7：00-14：00蒸散降低幅度为0.04～0.073、0.02～0.11mm·h-1,仅考虑水层储热修正后蒸散降低幅度为0.006～0.038、0.003～0.015mm·h-1;仅考虑空气动力学阻力修正后4个生育期的蒸散值平均降低了0.00064、0.0134、0.0055、0.0024mm·h-1。