水稻粒型、粒重和灌浆研究进展

水稻(Oryza sativa L.)是全球主要粮食作物之一,挖掘水稻中产量相关性状的数量性状位点(quantitative trait loci, QTL),对提高水稻产量、保障国家粮食安全具有重要作用。构成水稻产量的三个要素包括单株有效穗数、每穗粒数及千粒重。其中千粒重遗传力为40%～60%,遗传稳定,受外界环境因素影响较小。因此,提高粒重来确保水稻产量是一条有效途径。水稻千粒重与粒型密切相关,水稻粒型性状由粒长、粒宽和粒厚共同构成。此外,千粒重不仅取决于籽粒库容量(粒型)也取决于其充实度(灌浆)。因此,研究水稻粒型和粒重与灌浆速率对于提高水稻产量和改良水稻品质均有重要作用。本研究总结了水稻粒型、粒重和灌浆已定位和克隆的基因研究进展,为水稻的籽粒性状育种提供参考。     

水稻RIL群体产量和品质性状与穗部性状的关系

利用粳型的水稻重组自交系群体（RILs），对水稻主要的产量性状、品质性状和穗部性状的关系进行了分析，探究水稻高产优质的产量结构和穗部构成。结果表明，在确保经济系数的前提下，适当增加生物产量，可使穗数达到14～16个，穗粒数150～170粒，千粒重为24g左右，结实率大于93％，穗长24cm左右，穗颈粗1．4～1．6mm，粒型为粒宽稍小的长粒米也有可能实现高产优质。     

海南水稻种质资源评价及多样性分析

通过对502份水稻种质资源进行鉴定评价,结果表明,单株有效穗数、穗粒数、千粒重等产量性状变幅和变异系数较大,说明各地区水稻资源产量具有较大差异;所有水稻种质资源均能正常抽穗,平均生育期为118d;绝大部分资源株高在90～120cm之间、穗型为中间型、抗病性较强。部分香稻、陆稻种质资源及抗病性强的珍贵资源具有较大利用价值,对于突破水稻品种选育障碍具有重要意义。     

籼粳稻杂交后代维管束性状与穗部性状的关系

以籼稻中优早8号和粳稻丰锦杂交育成的重组自交系F6代群体为试材,研究了水稻维管束性状与穗部性状的关系.结果表明,水稻穗颈和倒二节间大小维管束数、大维管束效率和一次枝梗效率与一二次枝梗数、一二次枝梗总长度、一二次枝梗实粒数、一二次枝梗总粒数、二次粒率、穗颈粗、穗长、穗重、着粒密度、穗实粒数、穗总粒数和单株产量都呈极显著正相关,而与穗数呈极显著负相关,且与二次枝梗性状关系更为紧密.倒二节间大小维管束数比、大维管束数比、小维管束数比与穗部性状关系却相反.维管束性状与结实率、千粒重、穗型指数和第1节位长度关系不大.逐步回归及通径分析表明:一次枝梗效率对穗总粒数、一二次枝梗数、一二次枝梗总粒数的直接作用都较大,对单株产量直接作用最大;而大维管束效率对穗部性状的间接作用都较大,对单株产量间接作用最大.籼型和偏籼型水稻大维管束效率＞1/2,而粳型和偏粳型＜1/2.粳型和偏粳型水稻一次枝梗效率接近1,而籼型和偏籼型在1/2左右.大维管束效率和一次枝梗效率与穗部性状和单株产量关系密切,在亲本及杂交后代中所分化的程度明显不同,能反映出穗部性状良好的形态和机能,可以作为选择良好穗部性状的参考指标.     

中科院植物所等发现新水稻谷粒大小调控开关

<正>水稻是我国三大主粮之一,其谷粒大小和形状(粒型)决定稻米的产量和外观品质。近十年来,水稻粒型调控机理研究取得了较大的进展,许多重要粒型基因被克隆和研究。但目前已知的多数粒型基因难以归类到已知调控途径,报道的信号通路信息也呈现片断化的特点,极大限制了对粒型调控分子机理的认识,制约了其在作物高产优质分子育种中的应用。近日,中国科学院植物研究所宋献     

利用单片段代换系研究水稻产量相关性状QTL加性及上位性效应

产量及其相关性状如单株有效穗数、千粒重、穗实粒数、穗总粒数和结实率等是水稻重要的农艺性状,了解产量及其相关性状QTL的加性及上位性效应对以分子标记聚合育种改良水稻产量具有重要意义。本文以16个单片段代换系及15个双片段代换系分析了水稻产量相关性状QTL的加性及上位性效应。共检出影响产量及其相关性状的13个QTL,包括产量性状1个、单株有效穗数1个、千粒重4个、穗实粒数4个、穗总粒数2个和结实率1个,分布于第2、第3、第4、第7和第10染色体上。此外,检出12对双基因互作。结果显示,2个正向(或负向)产量性状QTL聚合,往往会产生负向(或正向)的上位性效应,能否产生更大(或更小)的目标性状,取决于双片段遗传效应(加性效应与上位效应代数和)绝对值与单片段最大加性效应绝对值的差。本研究结果对实施高产分子标记聚合育种方法有重要参考价值。     

辽宁水稻穗型分类及其与产量和品质的关系

以辽宁省近年来育成的40个水稻品种为试材,研究了穗部性状的品种间差异、穗型分类方法及其与穗部性状、产量和品质的关系。结果表明,调查的13项穗部性状的品种间差异均达到极显著水平;以单穗重、着粒密度、穗直立程度和穗型指数为指标,分别将试材划分为重、中、轻,密、中、稀,直、半、弯,上、中、下4类各3种穗型;总体看重穗型有与密穗型相对应的趋势,共同特点是穗数少而一次枝梗数和每穗粒数多,着粒密度大,二次枝梗粒数及其占每穗粒数的比率（二次粒率）高,结实性特别是二次枝梗结实性差,因而产量潜力较高但是品质较差;直立穗型与重穗型和密穗型的对应关系不如前两者之间明显,在穗数、一次枝梗数、每穗粒数、着粒密度等方面与重穗型和密穗型相似,但是二次粒率低,结实率高,加工品质、外观品质和食味品质都优于重穗型和密穗型;上部优势型在结实性和品质性状上有明显优势,但是产量较低。因此,直立穗型与上部优势型相结合将有利于北方粳稻产量和品质的协调统一。     

利用单片段代换系鉴定巴西陆稻IAPAR9中的粒型基因

水稻粒型是由多基因控制的复杂数量性状,是稻米产量和品质的重要影响因子,水稻粒型基因的定位与遗传研究有助于稻米产量与品质的协同改良。本研究利用巴西陆稻IAPAR9为供体、以华南地区高产籼稻品种华粳籼74为受体,构建的153份水稻单片段代换系材料,连续两季通过单因素方差分析和邓肯氏多重比较,结合代换片段重叠群作图,定位了13个控制水稻粒型及粒重的QTL。这13个位点分别分布于水稻1、2、4、5、6、7、9和11号染色体上,包括9个控制谷粒长的QTL、1个控制谷粒宽的QTL和3个控制千粒重的QTL。其中, qGL1-2、qTGW1-2和qGL11为新鉴定的QTL位点。新的粒型QTL定位将为进一步的基因克隆与粒型遗传调控网络解析提供依据和线索,也可为稻米产量与品质协同改良提供新的种质资源。     

水稻粒形基因GW8 的功能标记开发和单体型鉴定

水稻粒形性状包含粒长、粒宽、粒厚和长宽比, 是一类影响水稻产量和品质的重要性状。基于基因GW8序列分析, 在该基因启动子区10 bp的Indel和第3外显子A/C和T/G的2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3个变异位点的等位变异对主要的粒形性状有着显著或极显著的影响; 其在水稻微核心种质存在的8种单体型对水稻粒形性状有着极显著的影响, 其中分别有126、85和58个代表品种的Hap3、Hap6和Hap1是最主要的单体型, 单体型Hap7对应水稻籽粒的粒长最长、长宽比最大、千粒重最大; 而江苏省审定的粳稻品种中仅发现分别有63个和2个代表品种的单体型是Hap6和Hap2。这些研究结果为水稻产量和品质育种中充分利用基因GW8的优异等位基因或单体型奠定了基础。     

我国科学家解析杂交水稻粒型和垩白性状的遗传基础

<正>近日,中国水稻研究所杨仕华课题组联合中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所韩斌课题组和上海师范大学黄学辉课题组合作完成的"应用多套群体解析杂交稻粒型和垩白性状的遗传基础"的研究论文在线发表在《分子植物(Molecular Plant)》上。该研究解析了我国当前杂交水稻外观品质性状的遗传学基础。     

杂交水稻经济性状的相关分析与通径分析

本文研究了11个广东省主推杂交水稻组合主要经济性状间的相互关系及其对产量的通径作用.结果表明:单株产量与每穗实粒数和生物产量达到显著和极显著正相关;而与千粒重达到极显著负相关.每穗实粒数对单株粒重的直接贡献最大,其次是生物产量、千粒重;株高、每株穗数的直接效应为负.广东省的杂交水稻育种和栽培目标是:株高适中,大穗粒多,粒小,分蘖适中.     

江淮稻区不同穗型粳稻品种主要农艺和品质特性的比较分析

依据着粒密度，对江淮稻区大面积生产应用的和新近育成的36个粳稻品种(系)进行聚类分析。结果表明，供试品种可分成半密穗型(Ⅰ)、偏密穗型(Ⅱ)和密穗型（Ⅲ）三类。随着水稻品种由散穗型向半密穗型、偏密穗型和密穗型的演变，产量性状、品质性状、形态性状和部分生理、生化性状发生了明显的变化，产量、每穗总粒数和实粒数显著增加，而穗数/m²、千粒重和结实率呈下降趋势；株高增加，上部三张叶片变长、变宽，生物日产量增高；穗部一、二次枝梗数增多，着粒密度变大；抽穗期和成熟期叶片、茎秆的含氮量和叶片叶绿素含量增高；糙米率和整精米率下降、垩白粒率降低、胶稠度变硬、蛋白质含量呈上升的趋势。     

旱作对籼粳稻产量及相关性状的影响

研究了旱作对籼、粳亚种间产量及其相关性状的影响,并用逐步回归分析法建立亚种间水稻旱作的产量回归模型。研究表明,旱作在生育期、分蘖数、有效穗、穗长、株高、总粒数、结实率、千粒重等性状上对籼型品种的影响较粳型品种的影响大。在旱作条件下,粳型产量总体表现比籼型品种高。     

暗直播栽培对水稻穗部性状及产量的影响

采用大田小区对比试验方法,探讨了暗直播栽培方式对水稻产量及穗部性状的影响。初步试验结果表明,与普通水稻直播(CK)比较,暗直播水稻实收产量增加9.89%;稻穗一次枝梗实粒数、二次枝梗数、着粒数、实粒数分别增加3.97%,19.6%,18.51%和18.06%;主轴实粒数和结实率下降7.55%和4.99%;全穗的总枝梗数、总粒数、实粒数和单穗重增加10.64%,9.3%,8.50%和8.18%。数据分析结果表明,暗直播稻穗二次枝梗的枝梗数、总粒数和实粒数的增加,是水稻产量增加的主要原因。说明暗直播栽培方式可以扩大水稻库容量,实现水稻增产,在生产实践中具有良好的应用价值。     

亚热带生态所发现协同调控水稻粒形、粒重和非生物耐逆性的重要基因

正据中国科学院通报,由该院亚热带农业生态研究所研究员夏新界领衔的科研团队在水稻粒型、粒重及非生物耐逆性调控功能基因研究中获得新进展。研究成果近期以"OsSGL,a novel pleiotropic stress-related gene enhances grain length and yield in rice"为题,发表在《科学报告》上。水稻是重要的粮食作物,水稻育种的首要目标是提高产量。非生物逆境(干旱、洪涝、高/低温、盐碱等)通常会严重影响到水稻的生长及产量,而水稻粒形则是与稻谷产量和稻米品质都直接相关的重要农艺性状之一。如何提高     

新疆干旱灌区水稻品种(系)产量与品质关系的研究

以19份水稻品种(系)为试验材料,考察了15个主要产量性状与品质性状,并对其进行了相关性分析、主成分分析和通径分析。结果表明:参试的水稻品种(系)产量与单穴穗数、单穴穗粒数、结实率、谷/草比、穗长、二次枝梗数和蛋白质含量存在显著或极显著相关。主成分分析表明,前5个主成分累积贡献率达85.13%,第1主成分方差贡献率最大,因子包括:单穴穗粒数、二次枝梗数、单穴穗粒数、结实率和产量。通径分析表明,单穴穗粒数、结实率、单穴穗数对产量的直接作用最大,但三者在制约的同时,也是其他性状影响产量的主要因素。本研究利用相关性分析、主成分分析和通径分析等多元统计方法,对水稻产量性状与品质性状进行综合分析,以期为亲本选配、后代选择提供理论依据。     

中国水稻研究所解析了水稻小穗内小花数目的发育调控机制

<正>近日,中国水稻研究所种质创新团队在Plant Biotechnology Journal在线发表了题为"FON4 prevents the multi-floret spikelet in rice"的研究论文,解析了水稻小穗内小花数目的发育调控机制,为水稻高产分子设计育种奠定了基础。每穗粒数是水稻产量构成的重要三要素之一。目前,在水稻上通过常规途径增加穗粒数和穗密度实现增产的方法实现已有一定难度,因此研究人员迫切     

水稻剑叶角度与主穗产量的遗传剖析

理想水稻株型的选育与高产育种密切相关,而剑叶角度则是构成水稻理想株型的重要指标之一,同时也是影响水稻产量的重要因素。合理开发利用水稻中控制剑叶角度及产量相关的数量性状基因座位（QTL）,并结合分子育种技术,可更好地为高产制繁种目标服务。通过应用由244个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系（RIL）群体,构建含256个分子标记的连锁图谱,采用QTL区间作图法对剑叶角度及主穗产量等5个性状进行定位分析,共检测到17个QTL,分布于染色体1、2、3、5、6、9、10、11。这些QTL对相应性状的贡献率介于3.46%~25.64%之间。在第1染色体上检测到控制5个性状的QTL,其中控制剑叶角度的两个QTL;在第2、3、9、10、11染色体上分别检测到各一个QTL;第5染色体上检测到控制剑叶、每穗总粒数和每穗实粒数的3个QTL;1个每穗实粒数和2个每穗实粒重的QTL分布于第6染色体上。多个区间表现出对两个性状的显著作用,其中第1染色体2个,第6染色体1个。相关性分析表明,较小的剑叶角度可通过提高结实率进而显著增加产量。     

富硒籼稻种质资源表型性状综合评价

硒是人体必需的微量元素,富硒水稻是人类主要的富硒食物,但目前选育的富硒水稻品种极少。本研究筛选出61份富硒籼稻品种,综合应用遗传多样性、主成分分析等方法对其表型性状进行综合评价。结果表明,富硒水稻品种表型性状具有丰富的多样性,质量性状中稻瘟病抗性指数的遗传多样性指数最大,数量性状中有效穗数遗传多样性指数最高。相关分析表明,产量与株高、穗长、每穗总粒数和千粒重显著正相关,与有效穗数显著负相关;水稻籽粒硒含量与直链淀粉含量呈显著负相关。聚类分析可将材料分为4大类群,类群1植株矮、穗短、产量低;类群2含硒高、千粒重大;类群3穗长长、穗粒数高、产量高;类群4胶稠度低、千粒重大。主成分分析表明,13个数量性状提取出5个主成分,分别体现产量和农艺性状综合指标、品质指标、籽粒硒含量指标、穗部特征指标、整精米率指标。整合评价表明,高F值的富硒水稻品种具有产量高等特征。富硒水稻种质资源的遗传多样性丰富,采用多元统计分析方法综合评价富硒水稻种质资源是可行的,本研究结果可为富硒水稻种质资源的保护和利用提供科学依据。     

氮肥运筹对寒地不同分蘖水稻产量和品质的影响

以多蘖型品种牡丹江28和寡蘖型品种龙稻5为材料,考察了不同肥量施用对不同分蘖型品种产量及品质性状的影响。结果表明:提高施肥量对不同分蘖型的水稻产量有明显促进作用,其中龙稻5在高、低肥条件下产量差异显著。不同分蘖型水稻产量结构差异明显:随施肥量增加单位面积穗数增加明显,但品种内差异并不显著,多蘖型品种牡丹江28每穗粒数和单位面积颖花数随施氮肥量增加显著增多,寡蘖型品种龙稻5随施肥量增加能提高单位面积颖花数,但在一定肥量范围显著提高受精颖花率,可提高每穗粒数而获得较高产量。