水稻粒形遗传与长粒型优质粳稻育种进展

水稻粒形遗传机制和粒形育种一直是水稻品质和产量研究的重要领域。在粳稻品种选育中,对长粒形遗传种质的选择,已经成为近年来一种新的育种趋势。我们在总结粒长及其相关性状的遗传研究进展和已知粒长相关基因功能的基础上,系统地介绍了南方稻区长粒粳稻的育种历程及其选育策略。同时,对以品种嘉禾218为代表的南方长粒晚粳稻系列品种农艺性状和品质特性进行了比较,在阐明长粒粳稻优质、高产的品种特点的同时,提出长粒晚粳育种中选择粒形、兼顾株型、保产提质的选育思路。     

粳稻谷粒重及粒形性状的变异及相关性研究

以385份粳稻品种为试材,研究了稻谷粒形性状和谷粒重的变异特点,稻谷粒形性状与谷粒重的关系。结果表明,所分析的粳稻样本在谷粒重、谷粒容积、谷粒体积上变异幅度较大,具有一定的选择潜力。谷粒重与粒形性状间均达到极显著正相关,谷粒体积与谷粒长、宽、厚均达到极显著正相关,谷粒长与谷粒厚达到极显著负相关,谷粒厚与谷粒宽达到极显著正相关。谷粒重受各粒形性状共同影响,其主要由谷粒宽和谷粒体积所决定的,而谷粒体积则主要由谷粒宽和谷粒厚所决定。     

谷粒形状与稻米品质相关性研究

通过对安徽省农科院水稻所选育的17个水稻品种（组合）进行粒形分类，并对谷粒形状与稻米品质的相关性进行分析。结果表明，供试品种（组合）的粒长多属短粒形，长宽比多为短圆形。谷粒形状（粒长、粒度、长宽比）与加工品质（糙米率、精米率、整精米率）呈显著或极显著相关，与蒸煮品质中的碱消值呈显著相关；千粒重对各稻米品质性状的影响均未达显著水平。并提出水稻品质育种只有做到粒长、粒重兼顾，才有可能在提高产量的同时达到改良米质的目的。     

辽宁水稻育种方法的三次重大突破

辽宁省水稻育种经历了三次重大突破,第一次是水稻籼粳杂交与理想株型育种,在20世纪50年代初期,辽宁省便开始了籼粳杂交育种研究,并相继开展了水陆稻杂交、地理远缘杂交研究,70~80年代成功选育出"千重浪"、"辽粳5号"、"黎优57"等品种,1978年提出理想株型育种模式;第二次是粳型杂交水稻育种,通过包台(BT)型和滇型不育系和籼粳架桥选育恢复系选育成功,1976年辽宁杂交粳稻配套成功;第三次是水稻群体育种,水稻群体育种充分利用核质互作型不育系和生态型不育系的雄性不育特性与混合父本(多品种混合播种)在田间自由授粉实现品种间或亚种间的杂交,将水稻常规育种技术与杂交稻育种技术有机地融合在一起。     

粳稻粒形遗传初步研究

以国内外8个不同粒形的粳稻品种及其56个正反交组合为材料，通过方差分析。杂种与父母本间相关分析和F2分离群体正态分布检验，结果表明，组合间粒厚差异不显著，而组合间粒长，粒宽，粒重差异均达显著水平；正反交间粒长差异显著，粒宽，粒厚，粒重差异不显著，说明粒长存在明显的细胞质效应，杂种谷粒长，宽，重与父，母本及中亲值呈正相关，而且与母本及父母本均值相关性均达显著水平；表明杂种的粒形性状受母本的影响更大，F1粒形多为双亲之间，且F2呈连续的正态分布，表明粒形属多基因控制的数量性状。     

籼粳交重组自交系的亚种属性与稻米品质性状的关系

2006—2007年以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的重组自交系(RILs)F8的92个株系和F9的142个株系为试材,分别以程氏指数(ChI)和籼粳特异SSR标记(Dj)为群体形态分化与遗传分化的指标,同时测定11项主要稻米品质性状,分析群体稻米品质性状类型间差异及籼粳属性与稻米品质性状的相关性。结果表明,两世代RILs群体形态分化均表现为接近正态的连续分布,籼型和粳型株系数接近,遗传分化则均表现为明显偏粳的连续分布;根据ChI将RILs群体划分为籼型和粳型,除F9粒宽外两世代品质性状类型间差异均未达到显著水平;根据Dj将RILs群体划分为偏粳型和粳型,两世代粳型糙米率、整精米率、粒宽显著或极显著高于偏粳型,长宽比极显著低于偏粳型;两世代RILs群体ChI与所有品质性状的相关性均未达到显著水平;Dj与糙米率、整精米率和粒宽呈显著或极显著正相关,而与长宽比呈显著或极显著负相关。形态分化与北方粳稻品质性状没有直接关系,而遗传分化中粳稻血缘比例增加可能通过粒形间接改善碾磨品质。     

籼粳杂交与水稻株型育种初探

籼稻和粳稻属栽培稻的两大亚种。进行籼粳杂交不但融合籼粳稻的优点，而且还可以改善水稻株型。在选育过程中，从选择亲本入手，以复交方式为主，采取“三选结合”的系谱法，同时结合南育加代，加快育种时度，不断加大选择强度，从而培育出优良的品种。     

四个丹东杂草稻的形态与微卫星标记分析研究

本研究采用19对籼粳特异性水稻微卫星标记,分析比较了4份丹东杂草稻（WS、WL、BS和BL）与标准籼粳对照品种之间的差异.同时应用程式指数法根据稃毛、酚反应、穗轴第1节间长度、抽穗时壳色、叶毛和谷粒长宽比等6项指标对杂草稻的籼粳属性进行分析.分子标记分析及形态特性分析结果表明,WL属粳型,另外三份杂草稻属于偏粳型.另外,发现丹东杂草稻和粳稻测验种的亲缘关系比东乡野生稻更近,表明杂草稻属于粳偏栽培型.由此推测丹东杂草稻可能是由古老栽培稻演变而来.试验结果对进一步了解研究杂草稻特性并在育种中利用其有利基因具有积极意义.     

籼粳杂交与水稻株形育种初探

籼稻和粳稻属栽培稻的两大亚种。进行籼粳杂交不但可以融合籼粳稻的优点，而且还可以改善水稻株形。在选育过程中，从选择亲本入手，以复交方式为主，采取“三选结合”的系谱法，同时结合南育加代，加快育种进度，不断加大选择强度，从而培育出优良的品种。     

水稻种质资源粒型的评价与筛选

筛选粒型优异的种质资源是选育优质水稻品种的前提。本研究引进了546份籼稻种质资源和326份粳稻种质资源,于2019—2020年在宁波考察了这些种质资源的粒型表现。结果表明,籼型种质资源粒长、粒宽和长宽比的变异系数分别为10.23%、10.90%和18.17%,粳型种质资源则分别为12.62%、12.88%和24.22%,3个性状变异均十分丰富,其中长宽比的变异最丰富;籼型种质资源的粒长与粒宽的相关系数为-0.47(2019年)～-0.48(2020年)、粒长与长宽比的相关系数为0.84,粒宽与长宽比的相关系数为-0.86(2019年)～-0.87(2020年),而粳型种质资源则分别为-0.47(2019年)～-0.42(2020年)、0.82(2019年)～0.80(2020年)和-0.88(2019年)～-0.87(2020年),粒长与粒宽表现为中度负相关,长宽比受粒长和粒宽的影响程度相同。最终筛选出了18份粒型优异的籼稻种质资源和34份粒型优异的粳稻种质资源。育种家可以根据需要选择合适的粒型种质资源作为亲本选育优质稻品种。     

水稻粒宽基因GS5的功能标记开发和单倍型鉴定

水稻粒宽是影响籽粒粒形的重要因素之一,也是一个与水稻产量和稻米品质密切相关的重要性状。在基因GS5序列分析的基础上,对该基因第2外显子的ACC/CTA和第9外显子A/C的两个变异位点分别开发了功能标记,并将其用于294份水稻微核心种质和2007-2013年江苏省审定的65份粳稻品种的基因型鉴定。研究结果表明,这两个变异位点的等位变异在水稻籽粒的粒长、粒宽和长宽比性状上存在显著或极显著的差异;其在水稻微核心种质中组成的4种单倍型在水稻籼亚种的粒宽、粒厚和长宽比性状上存在极显著的差异,在粳亚种的粒宽和长宽比性状上存在极显著的差异;而江苏省审定的粳稻品种中仅发现Hap1和Hap2两种单倍型,其分别有64个和1个代表性品种。这些研究结果为水稻产量和稻米品质育种中充分利用GS5的优异等位基因或单倍型奠定了基础。     

籼粳稻区云南稻种耐冷性状遗传变异研究

 用5个不同耐冷级别品种按1/2p（p-1）配制15个组合及其亲本在籼稻区（F1）、籼粳交错区（F2）和温凉粳稻区（F1、F2、F3）进行云南稻种颖壳、花药大小和结实率的遗传变异研究,结果表明：（1）耐冷稻种在冷害条件下颖壳变窄、花药大小相对稳定、结实率较高,花药长缩短与结实率呈负相关或极显著负相关; 极弱耐冷品种十和田则呈极显著正相关(0.924**)。（2）极强耐冷的昆明小白谷、丽粳2号耐冷性状的GCA较高,用它们作耐冷基因供体、十和田作轮回亲本已获得一批耐冷性近等基因系。（3）不同世代同一稻区和同世代不同稻区的耐冷性状及SCA在不同稻区存在明显差异。（4）籼粳杂种后代在温凉粳稻区粳型性状变异同时伴随着耐冷基因的累积;而在籼粳交错区和籼稻区则有利于籼型性状的遗传进化。     

Chalk5基因在辽宁水稻育种中的应用价值分析

利用典型籼稻Chuan7与典型粳稻秋光构建的DH群体为试验材料,利用测序技术对群体后代Chalk5基因的等位基因型分布进行分析,对比群体后代材料的垩白性状及加工品质表现,在辽宁稻区初步评价Chalk5基因的利用价值。结果表明:来自于籼稻的低垩白等位基因chalk5的引入可显著改善群体后代垩白性状,并通过改善垩白进一步优化稻米加工品质。证明该基因在辽宁水稻育种中具有一定的应用价值。     

2018年我国审定的水稻品种基本特性分析

小结分析了2018年我国通过省级以上审定的水稻品种的基本特性。2018年我国通过省级以上审定的水稻品种共1 004个次,其中,籼型常规稻76个、籼型两系杂交稻279个、籼型三系杂交稻383个、粳型常规稻210个、粳型杂交稻21个、籼粳交杂交稻12个、不育系23个;从品种选育主体看,企业参与选育的品种高达79.10%;2018年籼型常规稻、籼型三系杂交稻、籼型两系杂交稻、粳型常规稻和粳型杂交稻平均区试单产分别为493.06、578.90、595.94、630.68和661.15 kg/667 m2;2018年通过审定水稻品种的优质达标率为65.04%,其中,籼稻为46.75%、粳稻为79.42%、杂交稻为47.19%、常规稻为73.43%;广东和辽宁具有较优异的稻瘟病抗性资源,云南、福建、广东和江苏有较好的白叶枯病抗性资源,安徽、山东具有较好的条纹叶枯病抗性资源,安徽和云南具有较好的稻曲病抗性资源,云南选育的品种对纹枯病抗性较好。     

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。     

近10年我国审定通过的粳稻品种产量及品质性状分析

以2001～2010年通过国家及各省（直辖市、自治区）审定的粳稻品种资料为依据,对其产量和主要品质性状进行了分析。结果表明,2001～2010年我国通过审定的粳稻平均产量有提高,但产量不稳;北方稻区产量比南方稻区产量略高,但差别不大;杂交粳稻相对常规粳稻具有一定的产量优势,平均增幅4.83%,但杂交粳稻产量优势有逐年减小的趋势。这10年,通过审定的粳稻品种品质有稳步提高的趋势;北方稻区粳稻品质优于南方稻区,优质达标率高23.6个百分点,加工品质和蒸煮品质性状两稻区相差不大,但外观品质性状北方稻区明显好于南方稻区;常规粳稻稻米品质要比杂交粳稻好,优质达标率高17.8个百分点,但两者的垩白米率、垩白度和整精米率都相对较低,是今后粳稻品种品质改良的重点,另外,杂交粳稻育种还应加强对透明度和精米率的改善。     

湖南澧县八十Dang遗址古栽培稻的再研究

用多种方法对１９９７年湖南澧县八十Ｄａｎｇ遗址出土的７８２粒８０００年前的古栽培稻谷的粒形等性状分析研究，观察到该古栽培稻是一个具有广泛性状变异的不同于现代籼、粳、普通野生稻的近一稻偏籼型的独立复合群体，且在演化地位上具有原始性和过渡性的特征。初步认定其为一个完全无人工选择条件下长期演化而成的原始栽培稻类型。     

基于水稻单片段代换系的粒形QTL定位

 粒形是重要的农艺性状,既影响水稻产量也影响稻米品质,是典型的数量性状,易受遗传背景和环境因素的影响。染色体单片段代换系降低了遗传背景的干扰,是鉴定QTL的新型遗传材料。利用单片段代换系为材料,共鉴定出了22个与粒形相关的QTL,包括7个粒长QTL,6个粒宽QTL,5个谷粒长宽比QTL和4个粒厚QTL,分布于除第6、9、11和12染色体外的8条染色体上。这些结果为粒形QTL的克隆和分子育种奠定了基础。     

湖南澧县八十()遗址古栽培稻的再研究

用多种方法对 1 997年湖南澧县八十遗址出土的 782粒 80 0 0年前的古栽培稻谷的粒形等性状分析研究 ,观察到该古栽培稻是一个具有广泛性状变异性的不同于现代籼、粳、普通野生稻的近野生稻偏籼型的独立复合群体 ,且在演化地位上具有原始性和过渡性的特征。初步认定其为一个完全无人工选择条件下长期演化而成的原始栽培稻类型     

国外近年旱稻选育品种(品系)产量和主要品质性状的综合评价

对国外近几年选育的170份早稻品种(品系)的产量、谷粒形状和部分品质性状进行了评价分析，结果表明，参试早稻备品种产量变幅较大，产量表现中上的品种占27．1％，其中来自印度和哥伦比亚的品种产量潜力较高，而原产巴西和西非国家的品种产量潜力较低。多数国外旱稻品种具有良好的外观品质，谷粒长或特长，粒形细长，千粒重中等以上，垩白小或无。参试品种中，中等和低糊化温度的分布频率略大于高糊化温度：直链淀粉含量以低和中等为主，其中，含量在17%～22％之间的品种占38．8%。根据产量和主要品质性状的评价结果，推荐10份国外优良旱稻品种(品系)供国内旱稻育种利用。