水稻穗颈维管束和穗部性状的遗传分析

采用籼、粳亚种间杂种F1花药培养获得的DH群体对水稻穗颈和倒2节间维管束等性状进行了数量遗传分析. 结果表明, 颖花数、一次枝梗数、二次枝梗数和穗颈大、小维管束数的遗传力在70%以上, 倒二节间大、小维管束数的遗传力则在50%以上; 颖花数、一次枝梗数、二次枝梗数和穗颈、倒二节间大小维管束数这类性状均受多基因控制, 决     

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.     

水稻穗颈维管束性状的类型间差异及其遗传的研究

１９８７￣１９９０年以包括典型粳型、典型籼型、通过籼粳稻杂交育成的偏梗型和偏籼型４种类型共６８个品种为试材，研究了穗颈维管束性状的类型间差异及其遗传。结果表明：无论亚种间还是不同亚种的类型间，穗颈大维管束数均存在显著差异，而亚种内类型间的差异则未达到显著水平；穗颈小维管束数亚种间差异不显著，但亚种内类型间有一定差异；第２节间与穗颈大维管束数之比和穗颈大小维管束数之比的变异趋势与穗颈大维管束数相似，     

水稻穗部性状的QTL分析

水稻穗部性状与产量关系密切。以粳稻品种日本晴和一个大穗籼稻材料H71D为亲本构建F₂群体,于2011和2012年分别以172个单株和138个单株,对穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、总粒数、穗着粒密度等5个穗部性状进行QTL定位。以LOD≥3为阈值,两年共检测到38个QTL,其中2011年21个,2012年17个,2年重复检测到的QTL为4个,占总数的10.5%。5个性状之间大都具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多相同或紧密连锁的QTL,效应值较大的QTL易于在不同群体和不同环境中被重复检测到。检测到的QTL为进一步进行元分析和精细定位打下了基础,也为通过分子标记辅助选择提高产量提供了有用信息。     

幼穗分化期喷施细胞分裂素(CTK)对水稻穗部性状及株型性状的影响

以6个水稻品种为试验材料,分别在幼穗分化的苞分化期(T1)、枝梗分化期(T2)、颖花分化期(T3)、花粉母细胞形成及减数分裂期(T4)和花粉充实完成期(T5)喷施低浓度(C1,5mg/L)、中浓度(C2,10mg/L)、高浓度(C3,20mg/L)的细胞分裂素(cytokinins,CTK),研究其对水稻穗部性状及株型性状的影响。结果表明,幼穗分化的不同时期喷施不同浓度的CTK后,穗长、二次枝梗结实率和穗结实率极显著高于对照,不同浓度CTK处理间差异不显著。穗粒数以低浓度CTK处理最高,其他处理与对照差异不显著。喷施CTK可极显著或显著降低千粒重(包括一次和二次枝梗千粒重)和着粒密度。幼穗分化期喷施不同浓度CTK后,剑叶基角、倒二叶基角、倒三叶基角、倒二叶长、倒三叶长和倒三节长极显著高于对照。在幼穗分化的不同时期喷施CTK后,对穗长的促进效果T1时期喷施极显著高于后4个时期喷施,对穗粒数的促进效果处理T1>T5>T4>T2>T3,对结实率的促进效果以T4时期施用最为明显,T3时期施用着粒密度的降幅最大。CTK的施用浓度与施用时期间具有互作效应,针对不同穗部性状的调控效果,确定最佳的施用浓度与施用时期组合。     

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。     

减氮对辽粳5号/秋田小町RIL群体茎秆维管束、穗部和产量性状的影响及其相互关系

以辽宁稻区典型的直立穗型品种辽粳5号与日本典型的优质米品种秋田小町杂交构建的重组自交系群体(recombination inbred lines, RIL)为试材,在高氮和低氮2种施肥模式下种植,调查RIL群体茎秆维管束、穗部和产量性状,分析减氮对三者的影响及其相互关系,探讨在减少氮肥施用量的同时维持产量稳定的可能途径。研究结果表明,不同施氮模式下,RIL群体的茎秆维管束性状、穗部及产量性状均呈现连续变异,符合多基因控制的数量性状遗传特点。氮肥减施后, RIL群体水稻的单茎穗颈和倒二节间维管束数目、单株穗颈和倒二节间维管束面积减少,一次枝梗数减少,一次和二次枝梗结实率、总体结实率和千粒重增加,单穗重增加,穗数减少,产量降低。茎秆维管束性状与穗部和产量性状关系密切,单茎维管束性状与穗颈粗、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数、着粒密度、千粒重和单穗重大多呈显著至极显著的正相关,单株维管束面积与穗数和产量呈极显著正相关。氮肥减施后,RIL群体中不减产类型株系的主要特征是:低氮条件下仍能维持稳定的分蘖和茎秆维管束的分化,保证穗数和穗颈粗稳定,单茎穗颈和倒二节大、小维管束数目、单茎倒二节大维管束面积和单株倒二节大维管束面积无显著变化,一次枝梗数变化不显著。在减施氮肥的条件下,选用茎秆维管束发达,穗数和穗颈粗稳定的水稻品种,有可能实现减氮不减产的目标。     

孕穗—灌浆期低温对水稻穗部性状的影响

为研究不同时期低温对水稻穗部性状影响程度,以千重浪2号和润宇1号为试材,在盆栽条件下研究孕穗期和灌浆期低温对穗部性状的影响.结果表明,孕穗期低温使参试品种的穗长、一次枝梗长、一、二次枝梗数、穗粒数、着粒密度和结实率都有不同程度的下降,其中叶龄余数为1.0时的低温处理对上述穗部性状的影响最大.孕穗期低温主要降低了穗中部和穗下部的二次枝梗数、粒数和结实率,对一次枝梗的影响相对较小.灌浆期低温则使结实率明显下降,穗粒重降低.     

幼穗分化期喷施表油菜素内酯（epi-BR）对水稻穗部性状的影响

以5个水稻品种为材料,在水稻幼穗分化的苞分化期（T1）、枝梗分化期（T2）、颖花分化期（T3）、花粉母细胞形成及减数分裂期(T4)和花粉充实完成期（T5)分别喷施低浓度（C1：0.005mg/L）、中浓度（C2：0.010mg/L）和高浓度（C3：0.015mg/L）的表油菜素内酯（epi-Brassinosteroid,简写为epi-BR）,研究其对水稻穗部性状的影响。结果表明,喷施不同浓度的epi-BR后,穗长和穗粒数均显著高于对照（CK）,穗长不同浓度epi-BR处理间差异不显著,穗粒数C2、C3处理间差异显著。施用不同浓度的epi-BR对一次枝梗结实率的影响未达显著水平,但中浓度的epi-BR可显著提高二次枝梗结实率,进而显著提高整穗的结实率。喷施epi-BR可显著降低千粒重（包括一次枝梗和二次枝梗千粒重）,且epi-BR浓度越高,降低千粒重的效果越明显。喷施epi-BR可显著降低着粒密度,且低浓度epi-BR和中浓度epi-BR的降低效果比高浓度epi-BR更为明显。在幼穗分化的不同时期喷施epi-BR后对穗长的促进效果T4>T1>T5>T3>T2,对穗粒数的促进效果T1>T3>T2>T4>T5,对结实率的促进效果以T4时期施用最为明显,对枝梗数和千粒重性状的影响不同施用时期间差异不大,施用时期越延后降低着粒密度的效果越明显。epi-BR的施用浓度与施用时期间具有互作效应,本研究针对不同穗部性状的调控效果,确定了效应最大时的施用浓度与施用时期组合。     

东北三省水稻产量和品质及其与穗部性状关系的初步研究

以2004年辽宁、吉林、黑龙江三省水稻区域试验品种（品系）为试材，在栽培管理水平高、有代表性的沈阳、公主岭、佳木斯区试点，研究穗部性状及其与产量和品质关系的结果表明，东北三省各自产量及其构成因素的品种间差异均达到极显著水平，辽宁产量极显著高于另两省，后两省间差异不显著；辽宁穗数和每穗粒数分别极显著低于和高于另两省，其他产量构成因素省份间差异不显著；除一次枝梗结实率外，三省各自穗部性状的品种间差异都达到显著或极显著水平；辽宁穗部性状特点一是穗长较另两省短2 cm左右，接近显著水平，着粒密度极显著高于另两省，二是一次枝梗数和一次枝梗粒数极显著高于另两省；糙米率是吉林＞辽宁＞黑龙江，精米率是吉林＞辽宁、黑龙江，整精米率有黑龙江＞吉林＞辽宁的趋势，长宽比是辽宁、黑龙江＞吉林，垩白率是吉林＞辽宁、黑龙江，食味值是黑龙江＞吉林＞辽宁；每穗粒数及其密切相关的着粒密度、一次枝梗数、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、二次粒率与加工品质均呈负相关趋势，而结实率及其组成部分一、二次枝梗结实率与加工品质均呈正相关趋势，食味值与穗部性状的关系也表现类似趋势。     

迟熟中粳稻穗茎生长与每穗颖花数的关系

在盆栽条件下以粳稻品种武育粳3号和86优8号为材,穗肥施氮量设高、中、低三个水平,研究水稻植株穗分化过程中幼穗与茎的生长动态与每穗颖花数的关系。结果表明,穗分化前期幼穗生长较慢,对营养物质的竞争能力小于茎秆,86优8号（大穗型品种）穗分化前期经历的时间比武育粳3号（小穗型品种）长4 d。从抽穗前16 d开始,幼穗进入旺盛生长阶段,并与由上而下的第3节间伸长期相同,对营养物质的竞争能力超过茎秆。大穗型品种的穗茎比大于小穗型品种。抽穗期穗重、茎重与每穗颖花数呈正相关。抽穗前4~16 d穗重增长率与茎重增长率之比与颖花数也关系密切,该时期氮肥充足,穗重增加快,对促进颖花分化有利。     

水稻亚种特性与经济性状相关性的研究

采用程氏指数法研究的结果表明：水稻亚种特性与经济性状有一定相关性,其中与结实率呈极显著正相关,与株高、穗数、穗重呈显著相关;亚种特性特别是与一次枝梗的各项性状如个数、千粒重、粒数、结实率,二次枝梗的二次粒率有密切相关性。亚种特性与穗颈大维管束数、小维管束数均呈极显著相关。     

稻穗枝梗结实特性的研究

连续三年对66个水稻品种考种分析发现,水稻品种间一次枝梗数及其着粒数差异不大,二次枝梗数差异大,而着粒数较稳定.每穗粒数与一、二次枝梗数密切相关.二次枝梗数对每穗粒数和空秕率的增加起主导作用,一次枝梗数对空秕率有一定的抑制作用.每穗空秕率与二次枝梗数有关,还与品种的遗传特性有关.由于二次枝梗籽粒有两段灌浆现象,如遇不利因素,可导致空秕率增多.增加单位面积总粒数,保持较高结实率,在一定范围内增加每亩穗数已是水稻大面积丰产栽培的一条重要途径.因此,育种工作者可将一次枝梗着粒较多,二次枝梗空秕率较低的穗型作为选择高产品种的形态指标.     

水稻穗部氮素含量高光谱估测研究

氮素是影响水稻生长发育的主要营养元素之一,稻穗生长与氮素营养息息相关。本研究利用高光谱技术测定了稻穗的全氮含量并进行了相应的分析,结果表明：稻穗全氮含量与冠层光谱反射率在近红外波段760~1 300nm呈极显著负相关关系,稻穗全氮含量与光谱特征指数λb、SDr、SDr/SDb、DVI的相关性较好,并建立了相应的估算模型。经独立的实测数据检验可知,基于SDr/SDb与DVI指数组合所建线性回归模型y=2.075+0.001x₁-2.952x₂估测稻穗全氮含量效果最好。上述结果为稻穗营养元素的快速诊断提供了新的手段。     

江西保持系不同品种穗部性状比较

穗部性状是水稻产量的重要构成因子,有关水稻穗部性状的研究一直备受关注。为了深入了解水稻穗部性状,为新品种的选育提供依据,以‘珍汕97B’为对照,对江西省不同时期选育的3个保持系进行了穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和穗数测定。结果表明,99B、‘新露B’和146B较对照‘珍汕97B’穗数、枝梗数显著提高,其中穗数、二次枝梗数最为突出, 平均增幅分别为13.1%和27.5%。而穗长较对照增减不同,表明江西在保持系选育中较重视穗部性状的选择,多蘖、大穗亲本是选择的重点。相关性分析显示穗数与一次枝梗数和二次枝梗数分别呈极显著或显著正相关,相关系数分别为0.88和0.79,表明穗数在枝梗数形成中起着重要作用,穗数与大穗之间的矛盾可以通过育种选择来打破。而穗长与一、二次枝梗数和穗数呈负相关,相关系数分别为-0.75,-0.43和-0.59。说明穗长与枝梗数和穗数是存在矛盾的,合适的穗长是保证多蘖、大穗的重要条件。     

穗肥施用时期对水稻籽粒中胚乳蛋白积累的影响

以武香粳9号为材料研究了不同穗肥施氮时期对水稻籽粒蛋白质积累的影响.结果表明:穗肥的施用提高了籽粒发育过程中单位干重蛋白质含量,以在倒0.5叶施用氮素穗肥影响最大;随施肥时期的延迟,稻米粗蛋白和谷蛋白含量逐步上升,醇溶蛋白含量逐渐降低;倒2.5叶施氮减少了强、弱势粒中蛋白组分的分布和含量,倒0.5叶施氮与此相反;胚乳     

氮素穗肥对水稻幼穗细胞分裂素和生长素浓度的影响及其与颖花发育的关系

以粳稻品种武育粳3号和2401为研究材料,在盆栽条件下,设高(HN)、低(LN)两个穗肥施氮水平,对幼穗发育过程中(颖花分化至抽穗后7 d)细胞分裂素(ZRs、iPAs)和生长素(IAA)含量及其动态分别进行测定和比较分析。结果表明,幼穗发育过程中穗中细胞分裂素和生长素含量均表现先降后升的趋势,穗肥的施用(HN处理)提高了各个时期细胞分裂素的含量,尤其是颖花分化期效果最为明显。而生长素的变化情况较为复杂,从颖花分化期到花粉母细胞减数分裂期前LN处理稍高于HN处理,之后HN处理又逐渐超过LN处理。穗发育期间HN处理的ZRs/IAA和iPAs/IAA均高于LN处理,颖花分化期差距最大,随后逐渐减小,到花粉母细胞减数分裂期差异最小,抽穗时比值差距又再次扩大,两个品种表现相似。水稻氮素穗肥的施用具有延长颖花分化时间、增加每穗颖花数的作用,这可能与其提高幼穗分化期尤其是颖花分化期的细胞分裂素含量及其与生长素的比值有关。     

一个与水稻直立穗基因qPE9-1关联的InDel标记的设计与验证

水稻穗型是重要的农艺性状,也是水稻高产的重要决定因素之一。本研究根据水稻弯曲穗品种与直立穗品种在直立穗基因qpe9-1第5外显子处存在的核苷酸差异设计了1对插入-缺失标记(Insert/Delection),InDel-E5。利用该功能标记对24份水稻品种资源材料及直立穗分离群体F2进行标记基因型分析,研究结果表明,直立穗品种均表现为缺失带型,弯曲穗品种均表现为非缺失带型,F2群体中杂合带型和非缺失带型均为弯曲穗,而缺失带型均为直立穗,说明利用该标记可以快速、准确的鉴定出直立穗品种和单株。