江苏中籼水稻品种演进过程中根系形态生理性状的变化及其与产量的关系

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的13个中熟籼稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据品种种植年代结合株型特点将其分为早期高秆(ET)、矮秆(DC)、半矮秆 (SDC)和超级稻(SR) 4个类型,研究了中籼水稻品种演进过程中根系形态生理性状的变化及其与产量的关系。结果表明,在各主要生育期,根干重、根重密度、根长、根长密度和根直径随品种演进增加或显著增加。自抽穗期,地上部干物重随品种演进显著增加。在分蘖中期和穗分化始期,超级稻品种的根冠比显著大于其他类型品种,在生育进程中,各类型间无显著差异。在分蘖中期,随品种演进,比根长显著降低,但在生育进程中,各类型间无显著差异。在生长早期和中期,根系氧化力、叶片光合速率、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积以及根系伤流液中细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)浓度随品种演进增加或显著增加。随着品种演进产量逐步提高,其原因主要是每穗粒数的增多导致总颖花量的增加。回归分析表明,根干重、根长、根直径、根系氧化力、根系总吸收表面积和根系活跃吸收表面积与产量呈极显著线性正相关关系。说明改善的根系和地上部的生长,促进了现代品种特别是超级稻品种产量的提高。     

不同年代中籼水稻品种的米质及其对氮肥的响应

旨在探明中籼水稻品种改良过程中米质变化特点以及施氮量对其产量和品质的影响。以江苏省近70年来生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40-50年代、60-70年代、80-90年代和2000年以后(超级稻)4个类型,设置零氮(0N,全生育期不施氮)、中氮(MN,全生育期施氮210 kg hm^-2)和高氮(HN,全生育期施氮300 kg hm^-2)3个施氮水平,测定了产量和稻米品质诸性状。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量显著提高,整精米率、垩白度、长宽比、直链淀粉含量、胶稠度、蛋白质组分和淀粉黏滞特性等显著改善,但现代品种的垩白度仍然较高。在3种施氮水平下,超级稻以HN的产量最高,其他年代品种以MN产量最高或MN与HN的产量差异不显著。随施氮量增加,稻米的蛋白质含量和垩白度增加,崩解值降低,消减值增大,稻米的食味品质降低。在HN下稻米中K、P、S、Ca、Mg等营养元素含量也较0N或MN下降低。以上结果说明,中籼水稻品种改良显著提高了产量,改善了稻米品质。总体上,增施氮肥特别是高量施用氮肥会降低稻米品质。如何通过氮肥的优化运筹实现水稻高产优质的协调发展是亟待研究的问题。     

中籼水稻品种产量与株型演进特征研究

以江苏省近60年生产上应用的16个代表性中籼品种(含杂交稻组合)为材料,依品种应用时期结合株型和基因型,将供试品种分为早期高秆（ET）、改良高秆（IT）、矮秆（DC）、半矮秆常规品种（SDC）、半矮秆杂交稻（SDH）和超级稻（SR）6个类型,研究其产量、源库关系和株型变化特性。结果表明,随着品种改良,籽粒产量逐步提高。这主要是由于总颖花量的增加,其关键在于每穗粒数的增多;结实率以DC最高,SR最低,千粒重变化不大。由ET到DC,植株高度降低,生物产量与收获指数同步提高,收获指数的提高更为明显。由DC到SR,植株高度略有增加,生物产量明显提高,抽穗后增加的量尤为显著,收获指数变化较小。品种改良明显减小了顶部3叶的着生角度,增加了抽穗期的叶面积,但颖花量的增加超过叶面积的增加,导致粒叶比（颖花数与叶面积之比）提高。随品种的演进,抽穗期根重以及根冠比提高,但根系伤流液量减少。抽穗至成熟根系伤流液和叶片中玉米素＋玉米素核苷浓度下降的速度表现为SR>SDH>SDC。依据品种演进特征,对进一步提高产量的途径进行了讨论。     

不同年代中籼水稻品种的产量与氮肥利用效率

本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。     

不同年代中籼水稻品种的叶片光合性状

旨在探明中熟籼稻在品种改良过程中籽粒产量和叶片光合性能的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪50-60年代、60-70年代、80-90年代和21世纪00-10年代(超级稻) 4种类型,研究其产量、冠层结构及叶片光合特性的变化。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量不断提高。群体总颖花量、面积指数和粒叶比显著增加,叶基角减小,群体透光率、光合势(绿叶面积持续期)、抽穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率和PSII最大和实际光化学效率以及荧光与非荧光淬灭系数增加。最大叶面积指数和全生育期总光合势与籽粒产量呈极显著正相关。灌浆期剑叶光合速率、气孔导度、PSII最大和实际光化学量子效率以及荧光和非荧光淬灭系数与结实率或粒重呈显著相关。表明在品种改良过程中,株型和叶片光合性能的改善是中籼水稻产量提高的重要原因。     

我国水稻品种的蛋白质含量及与米质的相关性研究

研究了5 323份稻谷样品（籼稻谷3 805份、粳稻谷1 518份）的蛋白质含量的分布特点、类别比例及与稻米品质的关系。结果表明，我国当前生产上应用的水稻品种的蛋白质含量呈单峰曲线分布，虽覆盖6.0%~15.7%的宽广范围，但主要分布于8.0%~11.0%；籼稻与粳稻蛋白质含量的分布曲线有所差别。约73%的水稻品种具中等蛋白质含量，高、低蛋白的品种分别占14%和13%；其中高蛋白籼稻品种的比例是粳稻的6倍，而低蛋白籼稻品种仅为粳稻的1/3。蛋白质含量对稻米的垩白度、透明度及直链淀粉含量等品质指标有负面影响，因而高蛋白品种的优质率显著低于中等及低蛋白的品种。本文还对稻谷、谷壳、糙米和精米等不同形态样品的蛋白质含量作了比较，并进行了相关和回归分析。     

中籼迟熟水稻农艺性状与产量的灰色关联度分析

应用灰色关联度法对14个中籼迟熟水稻品种的7项农艺性状与产量的关系进行了分析。结果显示:中籼迟熟水稻的农艺性状与产量的关联度从高到低依次为千粒重、生育期、结实率、株高、穗长、有效穗数和每穗总粒。因此,在中籼迟熟水稻高产育种和高产栽培中,应当侧重千粒重、生育期和结实率的选择。     

杂交中籼水稻花穗期耐热性品种筛选及鉴定指标评价

以11个杂交中籼水稻为材料,选取高温处理后2d和10d的功能叶,测定CAT、SOD、POD和MDA等与水稻花穗期耐热性密切相关的指标,应用主成分分析法将这些单项指标转化为4个累计贡献率达90.6%的相互独立的综合指标,并应用隶属函数值法,计算出每一个品种花穗期耐热性的综合评价值(D值),并以此为依据将每一个品种划归为不同的耐热等级。筛选出适合安徽省江淮地区种植的2个耐花穗期高温的水稻品种,基本确定了D值作为品种耐热性生理指标鉴定的标准,并初步明确高温处理2d后功能叶的POD值可以作为耐热性鉴定的测定指标。     

利用SNP标记进行水稻品种籼粳鉴定

亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)分为籼、粳2个亚种,随着杂交水稻的发展、种间杂种优势的利用,籼粳之间的界限变得越来越模糊。本研究利用3000份水稻种质资源信息,通过计算约2000万个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点的SNP-index值,进行籼粳特异SNP位点筛选,最终得到4084个籼粳特异SNP位点(4k-SNP);同时确定以籼粳指数作为水稻品种籼粳鉴定的指标。研究进一步采用大规模简单随机取样等统计分析方法对籼粳特异位点进行数据降维处理,将4k-SNP精简至40个SNP位点(40-SNP),用于水稻籼粳鉴定。为了验证40-SNP的籼粳鉴定效果,本研究一方面利用水稻生产上推广的82份选育品种,对40-SNP籼粳鉴定结果与4k-SNP鉴定结果进行比较,结果发现40-SNP与4k-SNP得出的粳型指数非常接近,相关系数为0.99;另一方面利用全球6类型(indica、aus、rayada、aromatic、tropicaljaponica、temperatejaponica)水稻品种共49份材料,对40-SNP籼粳鉴定...     

江苏省粳稻品种近60年演进过程中产量与形态生理特征的变化

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的12个粳稻品种(含超级稻)为材料,依据种植推广年代结合株型和基因型将其分为20世纪50年代、60年代、70年代、80年代、90年代和2000年以后6个类型,研究了品种演进过程中产量和形态生理的变化特征。结果表明,随着品种演进产量逐步提高,其原因主要是总颖花量的增加,而这又主要由于每穗粒数的显著增多。自早期的50年代品种,结实率逐步提高,但90年代品种和2000年以后的超级稻品种,结实率有下降的趋势,穗数和千粒重无明显变化。随着品种演进,生物产量和收获指数同步提高,以抽穗后增加的量尤为明显,主要生育期根干重、根冠比、根系氧化力和叶片光合速率显著增加,但现代超级稻品种的根系活力和叶片光合速率在结实期下降较快。品种改良提高了抽穗期总叶面积、有效叶面积、高效叶面积和粒叶比,还增加了穗长、着粒密度、一次和二次枝梗数目。由20世纪50年代到90年代品种,植株高度降低,而2000年以后的超级稻品种显著上升,升至120cm左右。抽穗期顶三叶叶片角度则随品种更替显著降低。上述结果说明随品种演进,粳稻的农艺、生理性状和产量均有明显改良,但超级稻较低的结实率限制了其产量潜力的发挥。     

超高产栽培杂交中籼稻的生长发育特性

以5个杂交中籼稻品种(含品系)扬两优6号、P88S/747、珞优8号、珞优234和天两优2号为材料,研究大田条件下超高产水平(产量≥12.0 t hm^-2)的物质生产、产量构成及养分吸收特性。试验结果表明,与高产水稻(产量≥9.0 t hm^-2)相比,超高产水稻具有以下特征,幼穗分化期、齐穗期和灌浆结实期(齐穗后10 d) LAI大,分别为6.5~7.2、8.5~8.9和6.5~7.0;齐穗期的高效叶面积比率高,为60.0%~66.5%;齐穗期、灌浆期和成熟期积累较多的干物质,分别为13.5~15.0、15.0~16.0和25.0~28.0 t hm^-2;分蘖盛期对氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收利用优势不明显,而幼穗分化期、齐穗期和成熟期对N、P、K 吸收利用高而且积累速度快。此外,具有穗数多(有效穗数介于250×10⁴ ~290×10⁴ 穗 hm^-2)、结实率高(88.2%~92.3%)、千粒重大(29.0~31.0 g)的特点。     

不同年代育成的中籼水稻品种干物质累积和钾素吸收及分配

旨在研究我国不同年代中籼水稻品种干物质的积累以及钾素吸收和分配规律,以期为水稻钾素高效利用及优良品种选育提供理论依据。采用田间试验,选取1940-2000年以来各时期生产上大面积推广的中熟籼稻品种共9个,随机区组设计,3次重复。各中稻品种随着品种应用年代的演进叶面积指数以及生物产量获得大幅度提升。现代水稻品种在穗分化期后其生长速率显著增加,干物质积累速率也显著高于早期品种。齐穗期后各品种的干物质累积量与籽粒产量大致相当,且现代水稻品种干质量累积量显著高于早期品种,子粒产量显著增加。不同年代中籼水稻品种的钾素累积量随着品种演进显著增加。不同年代中籼水稻品种的钾素累积量随着品种演进显著增加。水稻对钾的吸收主要在齐穗期之前完成,抽穗到成熟期钾的吸收量减少。籽粒中的钾大部分来自于营养体的再转移,茎中钾含量尽管最多,但转移量较少,主要来源于叶片的转移。2000年以后的品种如两优培九和扬两优6号叶片中钾素的转运最多。随着水稻品种更替,植株干物质以及钾素的累积量逐步增加;在成熟期从营养体向籽粒中转移钾的量显著提高。水稻籽粒中的钾主要来源于叶片的转运,与早期水稻品种相比,现代水稻品种叶片钾素转移量最大。     

籼型杂交早稻稻米品质性状的种子、细胞质和母体遗传效应分析

研究早籼杂交稻稻米品质性状的种子、细胞质和母体遗传效应,能为品质遗传改良提供理论依据.本研究以6个籼型不同胞质类型的三系不育系为母本,5个旱籼恢复系为父本,按不完全双列杂交设计,采用禾谷类作物种子数量性状平均数遗传模型,分析了旱籼杂交稻品质性状的遗传效应.结果表明糙米率、精米率、粒长、垩白粒率、直链淀粉含量、碱消值、整...     

中熟粳稻稻米品质在品种更替过程中的变化

以江苏省粳稻品种更替过程中的典型品种为材料,研究了品种更替对粳稻米质的影响。结果表明,随着品种更替,稻米的整精米率提高,直链淀粉含量和蛋白质含量降低,RVA谱中的崩解值变大,消减值变小,说明稻米品质随着品种更替得以改善。     

不同氮素籽粒生产效率类型籼稻品种产量及其构成的基本特点

在群体水培条件下，以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种（2001年为88个、2002年为122个）为材料，测定叶面积系数、干物重（包括根系）、氮素含量、产量及其构成因素等，采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按氮素籽粒生产效率(NUEg)从低到高依次分为A、B、C、D、E、F等6类，研究各类品种产量构成的基本特点。结果表明，（1）供试品种间NUEg的差异很大（344%、425%），A、B、C、D、E、F类品种的平均NUEg 2001年分别为20.51、31.04、35.64、39.46、43.55、50.92 g·g^-1，2002年分别为24.33、31.61、35.83、39.06、43.51、50.00 g·g^-1；（2）随着NUEg水平的提高，籼稻品种的产量水平显著提高，两年结果一致；多元回归分析表明，氮素总吸收量（包括根）和NUEg对产量均有显著影响，改良二者均可提高籼稻品种的产量水平；（3）高NUEg类品种的基本特点为单位面积穗数较多、库容量大、结实率高、抽穗期叶面积系数较小、抽穗期单位叶面积籽粒产量高、经济系数高，而每穗颖花数、千粒重以及生物产量等与籼稻品种的NUEg水平关系不密切。