水稻根系育种研究进展

水稻（Oryza sativa L.）根系对水稻的生长发育及产量形成具有至关重要的作用。根据目前水稻根系育种的研究现状，分析了水稻根系育种对提高产量、改变形态特征和生理特性的重要性，并对其研究前景进行了分析和展望。     

水稻根系育种研究进展

水稻(Oryza sativa L.)根系对水稻的生长发育及产量形成具有至关重要的作用.根据目前水稻根系育种的研究现状,分析了水稻根系育种对提高产量、改变形态特征和生理特性的重要性,并对其研究前景进行了分析和展望.     

水稻根系育种研究进展（英文）

水稻(Oryza sativa L.)根系对水稻的生长发育及产量形成具有至关重要的作用。根据目前水稻根系育种的研究现状,分析了水稻根系育种对提高产量、改变形态特征和生理特性的重要性,并对其研究前景进行了分析和展望。     

水稻根系研究进展

总结了近20年水稻根系研究中形态建成规律、活力功能机理、根系与产量形成关系、环境因子对根系影响及根系性状遗传特性等内容，并依据水稻根系研究现状、结合作自己研究经验，对水稻根系理想形研究、根系与群体光合生产力关系的研究和水稻根系性状遗传育种改良研究。     

水稻根系性状与地上部的相关及根系性状的遗传研究

 为开展水稻根系性状的育种提供理论依据和选择指标，本文对12个不同穗型水稻品种的根系形态特征与地上部关系及根系性状的遗传进行了研究。结果表明：根数、根重和根直径分别与地上部有关性状相关显著，可作为水稻育种中的根系选择指标。遗传分析显示，上述3个根系性状均为数量遗传，与细胞质基因无关。3个根系性状的遗传变异中，加性、显性和上位性都很重要。     

水稻核心种质育种体系的构建

回顾中国超高产水稻育种概况,将中国的超级稻育种分为超高产水稻育种和超级稻育种两个阶段。构建水稻核心种质育种体系,从理论体系和育种材料体系两个方面进行论证。水稻核心种质育种体系是水稻育种理论与实践结合的产物,水稻核心种质是指具有某些优良性状的育种材料中,控制某些优良性状的特殊基因群体或基因系统,在品种改良过程中,它能够沿着育种目标置换和扩充基因群体,直至全面符合育种目标。建设水稻核心种质育种平台(产量性状育种研究部分),从水稻核心种质的遗传演变和理想遗传模型研究、影响产量基因的分子育种、栽培稻和野生稻高产基因的发掘、根系生物学育种研究4个方面展开遗传育种探索。     

杂交粳稻、常规粳稻、旱稻及籼稻根系特征比较

由于根系研究的难度较大,根系育种相对滞后。采用盆栽的方式,对北方不同类型水稻品种的根系特征进行比较,为水稻高产根系育种提供依据。结果表明：（1）与常规品种相比,杂交稻具有明显的根系优势,主要表现在发根力强,根系粗长,根体积、根系吸收面积、根重和根冠比都较大;常规品种则根多、根细而分枝多,根系衰退晚且慢。（2）早稻品种发根力强、根较长,根系比表面积大,根冠比较大。（3）与粳稻相比,籼稻根较少,根体积较大,根粗长,根系吸收面积和比表面积都较小,根冠比小,后期衰退早且快。     

水稻表层根系性状无损测量技术研究

水稻根系性状和产量之间存在着联系,通过根系育种来改良水稻品种成为未来研究的趋势之一。为研究水稻根系相关性状,设计了一种可以动态无损测量水稻表层根系的方法。将水稻植株种植于透明PMMA管中,利用可见光成像并结合图像处理技术,计算获取27个水稻表层根系性状。结果表明,水稻表层根系32~42 d生长速率达到最大,随后生长减缓或者死亡;质心位置在22~54 d下移较快,随后变化较小;表层根系与地上部分面积之比同产量之间存在类似于正态分布的关系,比例在0.45至0.65之间时产量较高;表层根系从上至下覆盖率递减,但不同品种水稻表层根系分布不同,最上方区域的表层根系覆盖率从最大45%到最小25%。该结果对水稻根系性状无损测量进行了初步探索,并对深入了解水稻根系结构和功能,以及推动植物表型组学的发展具有一定作用。     

水稻超高产育种理论与方法研究进展

对水稻高产育种的发展历史进行了阐述,并对目前各种水稻超高产育种理论的提出依据、育种手段方法和所需要达到的目标等方面进行了总结和分析。认为利用远缘杂交,特别是籼粳杂交创造中间材料,充分利用优良品种资源,把株型育种与优势利用紧密结合起来,培育偏大穗、分蘖力中等、高结实率、高成穗率、耐肥抗倒和根系发达的超高产新品种是水稻超高产育种的主要方向。     

水稻抗倒伏的遗传研究进展

倒伏是制约水稻(Oryza sativa L.)生产的重要因素之一,发生倒伏后引起水稻产量降低、品质变差。水稻倒伏分为茎倒伏和根倒伏,与其株型、茎秆结构、根系生长情况等因素密切相关。近十多年来,随着水稻分子生物学研究的快速发展,已定位或克隆了多个与水稻倒伏相关的QTLs或基因。对水稻抗倒伏的遗传研究进展进行了综述,并提出了利用基因聚合育种技术培育抗倒伏品种的育种策略。     

水稻表层根系图像分割算法研究

水稻根系形态特征的定量研究对于改进农田管理方式、水稻品种选育和遗传改良等具有重要意义。近年来,随着表型组技术迅速发展,利用图像处理技术对水稻根系生长情况进行测量和分析,同时配合施肥、灌溉、光照、温控等环境监控技术已成为水稻育种和功能基因组研究新型技术手段,而根系图像分割技术是进行后续表型组学分析的重要基础之一。由于生长在土壤中的水稻根系图像具有对比度低、信噪比低、纹理复杂的特点,分割十分困难。针对此问题,研究了主干-分支连接算法、基于形态特征的局部阈值分割算法和基于形态特征的自适应阈值分割算法,对生长在土壤中水稻根系图像进行分割处理和比较。实验结果表明,主干-分支连接算法虽然保留了大量细节,但是受噪声影响严重,其结构略显杂乱,毛刺现象严重;基于形态特征的局部阈值分割算法能保留更多根部的细节,但轮廓断裂的现象比较严重;自适应阈值分割算法分割的图像根系连续性较好,毛刺现象也得到了抑制,但是细小的须根无法保留。最终将两种算法结合起来,提出一种适用于水稻表层根系图像分割的综合算法,则可以获得较为理想的分割结果,为后续水稻根系性状提取奠定了重要基础。     

水稻根系性状的遗传研究

采用双回交试验设计系统研究了水稻６个根系性状的遗传。结果表明：各性状表现为数量遗传，只受细胞核基因控制。６个性状的加性效应及显性效应均达显以上统计水平，其中平均根长、根数、根基粗的加性率较高达４０％左右。上位性效应对各性状尤其是根重、根中粗具有不可忽视的影响，其中又以加性×加性、显性×显性的贡献较大，只有平均根长符合加性－显性模型。各性状的显性及上位性效应值基本上均为正值。因而既可以利用各根系性     

Review on Mutation in Lateral Root of Rice

Rice roots include seminal roots, adventitious roots, lateral roots and root hairs, At present, progresses in the research of rice roots have been achieved in many aspects, such as root morphology, root activity, root reaction to various environmental factors as a contribution of root growth and rice yield, the relationship between root growth and stems/leaves/flowers/rice, genetic laws of root characters, etc. However, there are very few researches on lateral root mutant. This paper reviewed progresses of the lateral root mutant of rice from the perspectives of phytomorphology to plant physiology and biochemistry to the gene mapping, consisting of mechanism of developing lateral root of rice, gene cloning and functional analysis of lateral root development, the relationship between auxin and lateral roots, agronomic traits of lateral roots mutant, structure and morphology of root hairs, gravity anomaly of root, redox metabolism and proteomics researches of the mutation in lateral root of rice.     

水稻不定根的穿鞘生长现象及其与叶片衰老的关系

 从水稻根系形态学角度研究了水稻根系与叶片衰老的关系。发现在水稻根生长过程中伴随着根穿鞘现象，该现象影响到叶片的衰老进程。对300余个品种的考察分析表明，根发生的节位与功能叶片数量密切相关，发根节位越高，齐穗期功能叶片越少。齐穗期水稻地上部不发根节的数量与绿叶数量呈极显著正相关（r=0.8457），直线回归方程是y=0.0045+0.9756x。推测根穿鞘生长对叶片造成的损伤及营养竞争是导致和加速叶片衰老与死亡的直接原因；高节位根生长和根数量过多是杂交水稻叶片早衰的重要原因。提出控制根数量、适当增加分枝根数目和加深根分布是未来开展水稻根系育种、塑造水稻理想根型的基本方向。     

水、陆稻根部性状的研究

选用来自日本、中国华北、东北、西北等地的粳型水稻品种8个和陆稻品种7个，在大田旱种和雾培条件下测其根系性状和叶片水势等。结果表明，在2种栽培条件下水、陆稻的根长、根数、根基粗、根中粗和根体积等性状相关显著；水、陆稻不同的品种间根系性状的差异均达极显著水平，陆稻品种的根比水稻品种的长、根的基部粗。陆稻品种的叶 片水势比水稻高，并且与根长、根基粗相关显著；水陆稻幼苗4叶期根基粗和灌浆期的根基粗相关极显著。因此水、陆稻苗期根基粗可以作苗期初步鉴定抗旱性的一种指标。     

水稻根长动态模拟和生长特性研究

利用水培和土培试验,并基于空心菜和莴苣的根长增长模型,对整个生长周期的水稻根系生长特性进行动态模拟,结果表明:7个供试水稻品种的根长增长模型拟合精度均达到统计显著水平,由根长增长模型可得到根长增长常数、根系最大增长速率和最大根长及其出现的时间等根系生长特性的量化指标.不同晚稻品种间平均的根系生长特性差异不大,但特优3101品种与其他品种相比有较大的差异.最大根系增长速率在不同品种间的变异系数为7.6%,时间在播种后2个月左右.土培试验表明,与不施肥相比,氮磷钾平衡施肥使根系增长常数提高57.2%,最大根系增长速率和最大根长则分别提高61.0%和65.4%,明显促进根系生长和增加根长.     

旱稻渗入系拔节期根系性状QTL定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理,在作物育种程序上改良作物根系性状,提高作物抗旱性,为水旱稻杂交选育抗旱高产品种提供理论依据。本研究利用187个SSR标记和1套具有180个家系的旱稻渗入系群体BC3F7构建遗传连锁图,采用单标记分析法,对拔节期根系的6个性状(最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重)进行QTL定位。拔节期检测到QTL共56个,其中影响上述6个性状的QTL数目分别是9、10、3、12、9和13,其总贡献率分别为43%、44%、19%、70%、39%和68%。另外,在检测到的QTL中除与总根数有关的有2个来自毫格劳的等位基因降低性状值以外,其位点毫格劳的等位基因均增加性状值。92.8%的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的根系6个性状有促进作用;定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇排列;在RM1261附近定位到影响3个性状的QTL,推测是一个与根系抗旱性状密切相关的基因区域。