低纬高原和高纬平原粳稻主要耐冷相关性状的遗传分析

 利用3个来自云南低纬高原的粳稻品种和3个来自日本、韩国高纬平原地区的粳稻品种,以及应用完全双列杂交获得的30个F1为试验材料,利用加性 显性 母体效应（ADM）遗传模型,在5种不同生长环境下,对单株结实率、特定结实率、穗抽出度和抽穗天数等4个主要耐冷相关性状进行了遗传分析。4个耐冷相关性状中,单株结实率和特定结实率主要受基因型×环境互作效应的影响,不存在母体效应;单株结实率和特定结实率以互作广义遗传率最高,分别为63.5%和56.5%。单株结实率与特定结实率间的表现型、基因型、加性和显性效应的相关均达到极显著水平,相关系数介于 0.717～1.000;单株结实率与穗抽出度间的表现型、基因型、加性和显性效应相关也均达到极显著水平,相关系数介于0.161～0975。穗抽出度的变异系数变幅最大,穗抽出度也是耐冷性鉴定评价中不可忽视的重要性状。穗抽出度和抽穗天数以广义遗传率为最大,分别为59.6%和81.4%。抽穗天数主要受遗传主效应控制,受环境的影响最小。低温胁迫是选择培育耐冷性品种的必要条件,一品稻（Ilpumbyeo）×昆明小白谷是培育强耐冷性粳稻新品种的最优组合。     

996/4628重组自交系群体开花期耐冷性评价及遗传分析

连续2a利用人工气候室低温鉴定996/4628重组自交系群体开花期耐冷性并对其进行遗传分析,结果表明,以低温处理下结实率、结实率下降值和低温敏感指数3个指标为耐冷性评价指标对996/4628重组自交系F8群体和F1o群体进行耐冷性鉴定,各群体内株系间均存在极显著差异,但两群体的耐冷性差异不显著,说明重组自交系到第8代已稳定,且年际间耐冷性鉴定结果差异不显著.996/4628重组自交系群体的耐冷性呈连续分布,3个耐冷性评价指标的均值均介于2个亲本之间,说明996开花期耐冷性是由多基因控制的数量性状.     

云南地方稻核心种质孕穗期耐冷性及其地理分布

 以云南16个地州和5个稻作区为单位，对477份云南稻种核心种质进行了耐冷性鉴定及其地理分布研究。结果表明：（1）低温条件下花药长与结实率呈极显著正相关（0.588[sup]**[/sup]），温室条件下两者关系不大（0.080）。（2）低温条件下不同稻作区云南稻种核心种质孕穗期耐冷性差异较大，滇西北高寒粳稻区的稻种核心种质孕穗期耐冷性最强，南部边缘水陆稻区最弱。而温室条件下基本未受到冷害，结实率接近或超过70%。因此，耐冷育种目标和品种因稻区而异。（3）低温条件下不同地州云南稻种核心种质孕穗期耐冷性差异十分明显，而温室条件下基本未受到冷害，结实率均大于65%。根据稻种核心种质的结实率降低率及其地州间的自然气候差异，可将16个地州划分为重冷害区、冷害区和轻冷害区。（4）不同稻作区或不同地州间云南稻种核心种质孕穗期耐冷性的差异，进一步揭示了由海拔和纬度差异引起的温度变化不仅是籼粳分化的主导因子,也是造成籼粳两个亚种六大生态群之间差异和云南稻种遗传多样性大的根本原因，同时也是耐冷基因形成的关键因素，孕穗期耐冷性是云南地方稻种与地州或稻作区低温长期协同进化的结果。     

云南稻核心种质孕穗期耐冷性状间的相关性与生态差异

以548份云南地方稻核心种质为材料在昆明自然低温平均18℃(冷害)和温室23℃条件下进行了孕穗期耐冷性状间的相关性及其生态差异分析。 冷害条件下云南稻核心种质形态性状均与孕穗期耐冷性有关,耐冷指标性状每穗实粒数、穗颈长、每穗秕粒数、穗下节长、花药长及其体积、1~2节长与结实率呈较高的(≥0.549**)极显著(n=548, R0.01=0112**)相关;相反,温室条件下仅有每穗实粒数、秕粒数与结实率相关系数较高。 冷害条件下云南稻核心种质的每穗实粒数、花药体积、穗下节长、穗颈长与结实率大小在5个稻作区间的变化规律呈现一致性,这种差异既与株高、穗下节长、穗颈长和1~2节长等耐冷性状有关,又与地州或稻区间的气候和生态差异相联系;而温室条件下云南稻核心种质耐冷性状5个稻作区间差异不大,地州间结实率差异是每穗实粒数和秕粒数差异所致,而与耐冷性状关系不大。     

晚籼稻品种始穗期耐冷性鉴定

采用分期播插、控制日长等措施，始穗期用16℃人工低温处理5天，以结实率高低为定级标准来筛选鉴定1210份晚灿品种始穗期耐冷性，并对其中148份进行年度间重复鉴定，有23份在初鉴和重鉴中耐冷性都达Ⅱ级以上，初鉴、重鉴结实率的相关分析达极显著水准，说明筛选鉴定结果较为可靠。     

东北粳稻分蘖期耐冷性鉴定及SSR标记关联分析

 以140份东北粳稻品种（系）为材料进行分蘖期耐冷鉴定,用84个SSR标记对耐冷性差异较大的96份材料进行基于SSR标记的关联分析。结果表明,供试材料强耐冷品种（系）占20%,中间型（系）占30.71%,不耐冷品种（系）占49.28%;分蘖期耐冷性与结实率和单株穗重呈极显著正相关,与生育期呈极显著负相关;关联分析得到18个位点与分蘖期耐冷性关联,其中标记RM214,RM445,RM506,RM106,RM215,RM182,RM270和RM229与前人研究获得的水稻耐冷性QTL定位结果吻合。这些标记可作为东北粳稻耐冷性资源筛选重点选择的标记。 还通过优异等位基因的挖掘,得到一系列的优异等位变异及载体材料。     

水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响

利用籼粳稻杂交后代（密阳23/通88-7、密阳23/TR22183、密阳23/高产102）探讨了水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响。从籼粳稻杂交后代F2和F3中选择的耐冷个体群或系统群与随机个体群或敏冷系统群间进行主要农艺性状的比较结果表明,在F2和F3水稻幼苗期耐冷性选择对秆长、穗长和穗数并不产生显著的影响,但选择获得的幼苗期耐冷性强的F2个体群的孕穗期耐冷性(结实率)、F3系统群的分蘖期耐冷性(赤枯度)和孕穗期耐冷性(结实率)均显著强于随机个体群和敏冷系统群;在冷水处理下F3幼苗期耐冷性强的耐冷系统群的产量显著高于敏冷系统群。提出在水稻幼苗期以叶赤枯度来选择幼苗期耐冷性强的个体是获得高产耐冷后代材料的有效途径。     

两系杂交早稻父本996孕穗期和开花期耐冷性评价

以水稻品种4628(耐冷性弱)和丰源B(耐冷性较强)为对照,采用人工气候室低温处理对两系杂交早稻父本996孕穗期和开花期的耐冷性进行了鉴定评价.结果表明,996孕穗期低温处理下的结实率和相对结实率显著高于对照品种4628,结实率下降值和低温敏感指数显著低于对照品种4628;996开花期低温处理下的结实率和相对结实率显著高于对照品种丰源B和4628,结实率下降值和低温敏感指数显著低于对照品种丰源B和4628.说明996孕穗期的耐冷性显著强于对照品种4628,开花期的耐冷性显著强于对照品种4628和丰源B.     

杂交晚稻新组合及其恢复系耐冷性生理生化指标分析

以威优６４及其恢复系测６４－７为对照，对６个杂交晚稻新组合及其恢复系乳熟期受低温冷害后叶绿素含量等７项耐冷性生理生化指标进行了测定分析。结果表明，６个新组合及其恢复系耐冷性较对照均有不同程度的增强，且杂种的耐冷性与恢复系呈显著的正相关。同时，结合田间耐冷性的观察和生理生化指标的分析，确定了叶绿素含量等几个可作为水稻后期耐冷性鉴定的指标。     

水稻收获指数与产量形成主要性状的相关性研究

为了进一步了解水稻高产育种的参考性状指标，对不同水稻材料的收获指数与产量形成主要性状指标进行相关性研究。结果表明，水稻收获指数与株高、单株有效穗数呈极显著负相关，与孕穗期功能叶片SPAD值呈显著正相关，与单株总粒数、千粒重及结实率呈极显著正相关。因此，在水稻高收获指数种质资源的创制及其杂交种后代材料选择中，需要同时兼顾各个性状指标之间的相互协同性，即选择适当的株高，适量控制单株有效穗数，选择长穗型植株，适当增加单株总粒数，保证合理的千粒重和结实率，塑造理想的水稻高产株型。     

Specific Spikelet Fertility as an Indicator of Cold Tolerance Identification at Booting Stage in Rice

Spikelet fertility is an uppermost evaluation indicator of cold tolerance in rice at the booting stage. Though many evaluation indicators have adopted by scientists, the whole spikelet fertility (SF) is one of the most important evaluation indexes under low- temperature stress conditions [1-3], which has practical significance in rice production. However, spikelets at different developmental stages have different sensitivities to low-temperature. Moreover, even within the same panicle the spi…     

Enclosed stigma contributes to higher spikelet fertility for rice(Oryza sativa L.) subjected to heat stress

With global warming, rice plants may be subjected to heat stress more regularly during the heatsensitive flowering stage, causing spikelet sterility and grain yield loss.Stigma exsertion is considered to increase pollen reception and promote female reproductive success.The aim of this study was to investigate the role of stigma exsertion on spikelet fertility at high temperatures.Five rice cultivars(Liangyoupeijiu, Shanyou 63, Huanghuazhan, Nagina 22, and IR64) with differing degrees of stigma exsertion were cultivated and exposed to high temperature at anthesis.Heat-tolerant cultivars did not always show a high percentage of spikelets with exserted stigmas, and vice versa.Irrespective of the presence of more pollen grains on exserted stigmas, spikelets with exserted stigmas did not show greater spikelet fertility than spikelets with fewer exserted stigmas or hidden stigmas under heat stress.GA3 application augmented the percentage of spikelets with exserted stigmas;however, it did not increase spikelet fertility under heat stress.Spikelet fertility of whole panicles was negatively correlated with the percentage of spikelets with exserted stigmas, but positively with that with hidden stigmas.Viability of the hidden stigmas was less reduced than that of exserted stigmas under heat stress, suggesting that hidden stigmas have an advantage in maintaining viability.Heat stress delayed anther dehiscence and reduced the viabilities of both exserted stigmas and pollens, thereby causing low spikelet fertility.Together, these results suggest that high spikelet fertility does not depend on stigma exsertion and that enclosed stigma generally contributes to higher spikelet fertility and heat tolerance under high-temperature conditions during flowering in rice.     

云南稻种昆明小白谷耐冷性指标性状的遗传分析

 以云南稻种资源昆明小白谷与日本品种十和田配制的杂交F₂、B₂F₁等为材料,在低温处理条件下研究了昆明小白谷7个农艺性状的遗传特性。结果表明总结实率和特定结实率是对低温最敏感的性状,可用作孕穗期耐冷性的评价指标,在无法用结实率来评价耐冷性时,也可用株高、穗长的变异率作为耐冷性指标。遗传研究发现有1～2对主基因参与调控结实率性状,回交使性状向轮回亲本趋近的速率因性状而异。     

孕穗期自然低温对籼型杂交水稻的影响分析

孕穗期低温主要通过影响籼型杂交水稻结实率导致产量降低，对有效穗，每穗粒数和粒重无明显影响。在自然低温条件下，籼型杂交水稻组合间孕穗期耐冷性表现出明显的强、中、弱差异；进一步对亲本组合的分析发现，籼型杂交水稻孕穗期耐冷性与不育系和恢复系均有关，而与恢复系的关系更为密切：建议以低温影响后的结实率及其与正常结实率的差异程度作为评价水稻品种孕穗期耐冷性的指标。     

Identification and validation of QTLs for cold tolerance at the booting stage and other agronomic traits in a rice cross of a Japanese tolerant variety,Hananomai, and a NERICA parent,WAB56-104

In Africa, cold temperatures occur in the highlands of East and Southern Africa and in some areas of the Sahel region of West Africa leading to substantial rice yield losses. Cold tolerance (CT) at booting stage on basis of spikelet fertility after cold water irrigation was evaluated using F₂ population derived from a cross between temperate japonica, Hananomai, and tropical japonica, WAB56-104. Two Quantitative trait loci (QTLs) for CT were detected on chromosome 8 and 10 with enhanced effects on the trait coming from Hananomai and WAB56-104 allele, respectively. The QTLs explained 30% and 33% of phenotypic variation in spikelet fertility, respectively. CT was negatively correlated with panicle number (r = ?0.35, p < 0.01) and positively correlated with panicle weight (r = 0.61, p < 0.001). Selected BC₁F₄ and BC₁F₅ genotypes having homozygous alleles for both CT QTLs exhibited higher spikelet fertility under cold stress. The identified QTLs will be useful in the development of cold-tolerant varieties for production in high altitude areas through marker-assisted selection.     

水稻器官形态和干物质积累对穗分化不同时期高温的响应

为明确水稻穗分化期高温对生长发育所造成的影响,以耐热籼稻黄华占和热敏感籼稻丰两优6号为材料,利用人工气候箱在穗分化期进行40℃(10:00-15:00)高温处理,以人工气候箱32℃适温处理为参考,室外环境温度为对照(CK),研究枝梗-颖花分化期(Ⅰ期)和花粉母细胞形成-减数分裂期(Ⅱ期)高温胁迫对水稻器官形态及干物质积累的影响。结果表明:1)Ⅰ期高温抑制幼穗分化,使穗分化期延长2.5~8.8 d;Ⅱ期高温阻碍水稻抽穗,导致穗分化期延长6.8~7.1 d,显著缩短上部茎节,降低抽穗度,其中热敏感品种降幅大于耐热品种;2)穗分化期高温处理显著降低每穗颖花数和颖花大小,颖花数下降原因在不同处理时期间存在差异,Ⅰ期高温减少颖花分化数;而Ⅱ期高温显著加速颖花退化,两个品种退化幅度均达50%以上,并显著降低了花药大小和颖花受精率,热敏感品种丰两优6号受高温影响要大于耐热品种;3)高温对叶片生长有促进作用,Ⅱ期高温处理表现尤为明显,两个时期高温处理对上3叶净光合速率和水稻单茎干物质积累没有显著影响。Ⅰ期高温不同部位间干物质积累无显著差异,而Ⅱ期高温显著降低茎鞘和穗部干物质积累,但高温导致高节位分枝发生,积累了一部分干物质,整体上单茎干物质积累量并没有显著下降。