我国专家提出第三代育种突破口“水稻基因设计育种”

上世纪50年代末至60年代初，水稻品种矮秆化和70年代籼型杂交稻的三系配套是现代水稻育种史上的两个重要里程碑。从遗传学的角度说，水稻育种史上的这两个突破，可简单归结为矮秆基因和野败胞质的利用。面对当今新的形势，水稻育种第三次突破口在哪里？2003年10月18日，我国一批年青的水稻遗传育种科技人员汇集中国水稻研究所，参加水稻生物学国家重点实验室组织的“利用生物技术开发水稻育种新材料”国际水稻育种峰会。在这次水稻育种峰会上，“基因设计育种”将成为第三次水稻育种突破口这一新观点，引起了与会国内外水稻育种专家的关注。     

我国水稻超大规模种植品种分析

分析了年推广面积高峰时过千万亩的44个水稻品种的育种方法、亲本血缘和育种单位,清楚地看出我国水稻育种经历了系统育种、国外引进、矮化育种、辐射育种、三系育种、两系育种的历程;所分析品种几乎都来源于南特号、矮仔占、IR8、农垦58等4个系列或其中2系列的杂交。除南特号外,其他3个品种都是国外引进,正是这3个品种催生了我国水稻育种技术上的3次突破:矮化育种、三系育种、两系育种。由此发现,水稻育种技术的重大进步都是从新的基因资源的发现和利用开始的,只有新的基因资源和新的育种技术结合,才会有育种实践的重大突破。作者预测,我国水稻育种的第4次重大突破是分子育种,下一轮超大规模种植品种将是转基因抗螟虫水稻,育种中心可能在湖北。     

广东省 2016-2021 年审定水稻品种性状与趋势分析

统计分析了广东省 2016-2021 年审定的水稻品种主要性状和发展趋势。结果表明,广东省 2016-2021 年共审定 466个早晚造兼用型水稻品种,包含 149 个籼型常规稻、84 个籼型两系杂交稻和 232 个籼型三系杂交稻、1 个籼粳交三系杂交稻;审定通过的各类型水稻品种产量、生育期、株高、有效穗数、穗长、结实率、千粒重比较接近,审定品种的年度产量总体稳定在7110.98~7342.29kg/hm2。优质稻品种共 282 个,占 60.52%。广东省审定通过的水稻品种稻瘟病抗性保持在较高水平,稻瘟病抗性中抗及以上的水稻品种数量为 440 个,占 94.42% ;白叶枯病抗性中抗及以上的水稻品种数量为 86 个,占 18.45%,抗性有进一步提升的空间。科研院所、科企合作是主要的育种力量,走强强联合发展之路是我国育种资源整合的发展趋势。     

辽宁不同株型水稻品种的RAPD分析

自从20世纪80年代初杂交粳稻黎优57和直立穗型的辽粳5号育成以来,由于杂交稻、直立穗和半直立穗型品种产量高于弯穗型品种,而半直立穗品种的品质优于弯穗型品种、直立穗型品种和杂交稻[1],辽宁省直立穗、半直立穗型的常规品种和杂交粳稻组合增多,并在生产中占据主导地位,品种的更新换代促进了产量的提高或品质的改善,水稻育种正向理想株型和优势利用相结合的方向发展[2].     

东北地区水稻主要株型性状比较分析

以2006年和2007年辽宁、吉林、黑龙江3省水稻区域试验品种(系)为材料,分别在辽宁沈阳、吉林公主岭和黑龙江五常研究了水稻的株型特征及其与产量的关系。结果表明东北地区多数品种是穗型直到半直立(82.6%)、着粒密度中到稀(80.2%)、穗重轻到中(72.8%)、二次枝梗分布下部优势型(98.8%)。黑龙江主要是弯、半直立穗型品种,吉林以半直立穗型品种为主,辽宁则以直立穗型品种为主。吉林和黑龙江品种多数是中、稀穗型和中、轻穗型,辽宁主要是中、密穗型和中、重穗型。穗颈大、小维管束数和第2节间大、小维管束数平均值表现为辽宁＞吉林＞黑龙江。辽宁上三叶长、宽大于吉林和黑龙江,但叶基角较小。穗颈大、小维管束数和第2节间大、小维管束数与一、二次枝梗数和一、二次枝梗粒数及二次枝梗粒率呈极显著正相关,与一、二次枝梗结实率和千粒重呈负相关。聚类分析结果表明,东北地区育种单位选育的品种多数处于中、高产量水平,总体上有穗型直立、着粒密度大、重穗型、穗颈维管束数多、上三叶长且宽而角度小、株高和生物产量高有利于高产的趋势。     

绿色超级稻培育的战略设想

在过去半个世纪里，我国的水稻育种实现了两次重要突破：第一次是60年代矮化育种的成功，把水稻产量提高了20％～30％；第二次是70年代中期杂交水稻的研究成功，水稻产量在矮秆良种的基础上又增长20％左右。为进一步提高品种的产量潜力，我国的水稻育种界于上世纪90年代中期提出以利用水稻亚种间杂种优势为主的超级稻计划。通过近10年的努力，该计划已取得较大成功，培育出的超级稻新品种的产嫩潜力有较大突破。但要使超级稻的产嫩潜力在大面积生产中得以实现，除要求高产、优质外，还应着重针对以下问题：     

寒地水稻株型育种的进展

近百年来寒地水稻品种株型演变趋势是从高秆、少蘖、大穗到矮秆,多蘖、短穗。预测今后寒地水稻株型育种目标应是向矮秆、多蘖、大穗型发展。     

不同类型水稻品种的产量与食味品质的关系比较

本试验采用辽宁省近年来主栽的13个水稻品种为试验材料,研究不同类型水稻品种的产量与品质间的差异和相互关系,以期为高产优质栽培及育种提供理论基础.结果表明:不同类型水稻品种的产量为:密穗型>中间型>散穗型.密穗型品种的成粒数、总颖花数均高于散穗型品种.密穗型品种的食味值高于散穗型品种;密穗型品种的蛋白质含量低于散穗型品种.着粒密度8.5～9.2粒/cm,320万～330万穗/hm2,每穗颖花数150～170个,成粒数达125～150粒/穗,产量和食味品质均能达到较高水平,因此,中间类型品种具有更高产优质的潜力.     

水稻高产育种中一些问题的讨论

进一步提高我国水稻产量,今后主要应依赖于单位面积产量的提高。为此,选育单产潜力更高和改进栽培技术将起到至关重要的作用。本文在总结近几十年来水稻品种改良经验的基础上,从形态、生理和遗传等方面对进一步提高水稻品种产量潜力的可能途径进行了分析。其目的在于推动对水稻高产育种的讨论和研究。解放以后,我国在水稻育种事业上取得了一系列重要的成就。其中最为突出的主要有三: (1) 在利用半矮秆基因sd1的基础上,通过株型改良,于20世纪50年代末到60年代初在南方籼稻矮化育种上取得了突破;(2) 利用引进品种Balilla通过籼粳杂交和复合杂交,育成了株型挺拔的直立穗株型粳稻品种,并在全国粳稻产区大面积推广;(3) 在成功利用细胞质雄性不育基因的基础上,实现杂交水稻三系配套,成功利用了水稻杂种优势。从水稻产量构成因素和几十年来水稻改良的历史分析,进一步提高水稻品种的产量潜力是提高大面积水稻产量的关键之一。为此,在高产品种的选育上,应在继续利用sd1等半矮秆基因控制株高的同时,注意提高茎秆的强度和根系的活力。分蘖对于小株作物的水稻来讲,在调节群体结构和提高水稻稳产性上具重要作用。应对分蘖应给予足够重视。千粒重尽管在产量上起重要作用,但粒重过大,对于品质有明显负面效应,因此高产品种的千粒重宜维持在中等偏上的水平。     

水稻直立穗型研究进展与应用前景

穗部性状差异常常是引起不同水稻品种产量和米质差异的主要原因,以往的研究多集中于对穗部性状间及其与其它性状关系的研究,对于穗型缺乏深入的研究.鉴于穗型与群体的构成和产量密切相关,本文综述了近年来水稻不同穗型品种间的主要研究结果,围绕穗型,从遗传、群体生态条件、生理生化特性等方面进行了比较分析,并探讨了穗型在水稻超高产育种中的应用前景.     

水稻育种研究新突破的思考与实践

水稻育种研究30多年来有两个重大突破:品种矮秆化和推广杂交稻。当前育种界又在攻关和迎接第三次的突破。一、突破的思考(一) 三种可能1.二系法杂交稻自1973年石明松发现粳型光敏核不育系以来,有了两个方面的重大进展。一是发现和转育成功一批籼型的光温敏不育材料;二是     

《中国水稻遗传育种与品种系谱(1986—2005)》

由万建民教授主编、中国农业出版社出版的《中国水稻遗传育种与品种系谱(1986—2005)》已正式出版发行。全书分上、下两篇。上篇六章分别回顾了我国水稻育种的成就,综述了种质资源研究与利用、超高产育种、品质育种、抗性育种和新技术育种的理论、技术和经验;下篇十章分别论述了1986—2005年我国水稻育成品种的系谱和选育方法;在附录中还列出了1986—2005年期间育成的2476份常规稻和杂交稻品种的育成年代、育种方法和主要经济性状等信息。     

水稻不同穗型灌浆动态及功能叶对籽粒增重的影响

水稻株型及穗型改良，其目的是提高光合产物，加快物质分配速度。近几年穗部性状在产量结构中的作用越来越受到重视。一般认为，灌浆期弯穗型品种物质生产量低于直穗型品种，其穗重增加量也低于直穗型品种，这在很大程度上是由于弯穗型品种普遍存的穗封行影响了群体后期通风透光的缘故。陈温福等在研究直立穗型与弯穗群体生长率和灌浆速度差别时发现，直立穗型比弯穗型大，并指出灌浆前期籽粒中的干物质有很大二部分来自出穗前的贮存。因此，北方超高产育种把直立穗型作为株型改良中的理想穗型。但由于直立穗型着粒密度大，     

水稻根系育种的意义与前景

在水稻的高产育种理论上，国际水稻研究所于20世纪90年代初就提出了基于新株型的超级稻理论；国内杨守仁先生主张“理想株型与优势利用相结合”的超高产育种方针；袁隆平提出了超高产育种模式，将株型指标具体化。这些理论的一个核心内容主要是通过对水稻植株地上部分的有关形态和生理性状，如穗部特性、叶片特性、光合特性、抗虫性、抗病性等进行遗传改良，以达到优化品种的生物学特性，提高产量乃至品质的目的。然而，到目前为止，     

淮北地区偏大穗型中粳水稻养分吸收特性

为探讨淮北地区偏大穗型水稻的养分吸收特性,以偏大穗型水稻品种连粳7号和穗数型水稻品种连粳4号（ck）为试验材料,对氮（N）、磷（P）和钾（K）养分吸收和累积特性进行了研究。结果表明由于每穗总粒数极显著增加,偏大穗型水稻品种产量（10.97t/hm2）极显著高于穗数型水稻品种（8.46t/hm2）;偏大穗型水稻拔节期、抽穗期和成熟期N、P、K含量均高于穗数型水稻,其中P和K含量差异均达显著水平;偏大穗型水稻N、P和K的累积量表现基本一致,在有效分蘖临界叶龄期前N、P和K的累积量相当,在有效分蘖临界叶龄期至拔节期、拔节期至抽穗期和抽穗期至成熟期N、P和K的累积量偏大穗型水稻品种均显著高于穗数型水稻品种;偏大穗型水稻品种每生产1000kg稻谷所吸收的N、P和K,超高产水稻分别为22.97kg、7.66kg和25.71kg,穗数型水稻品种为25.30kg、8.04kg和28.84kg;偏大穗型水稻对养分吸收具有生育前期低和中后期高的特点,并可提高养分吸收的产谷效率。     

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。     

钵苗机插密度对不同穗型水稻品种产量、株型和抗倒伏能力的影响

选用3种穗型水稻品种,设置3种钵苗机插密度,以毯苗机插为对照(CK),系统研究钵苗机插不同密度对水稻产量及其构成、穗部性状、冠层叶系配置、茎秆物理特性和抗倒伏的影响,旨在探明水稻钵苗机插配套不同穗型品种适宜栽插规格及其增产特点;同时,阐明钵苗机插不同密度下水稻株型特征和抗倒伏特性。结果表明:(1)3种钵苗机插密度处理下,大穗型品种产量随密度降低呈先增后降的变化趋势,但均显著高于CK;中、小穗型品种产量有随着密度降低而下降的趋势。不同穗型品种穗数随着密度降低而显著减少,每穗粒数显著增加,结实率和千粒重无明显变化规律。(2)钵苗机插下不同穗型水稻品种的穗长、着粒密度、单穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗粒数和二次枝梗粒数均随密度降低而增加,且高于CK;一、二次枝梗数比值和一、二次枝梗粒数比值随密度降低而呈下降趋势。(3)钵苗机插下不同穗型水稻品种的上三叶的叶长、叶宽、叶基角、披垂度和比叶重随着密度降低而呈增加趋势;且上三叶的叶长、叶宽和比叶重高于CK。(4)随着密度降低,不同穗型品种钵苗机插水稻基部N1、N2、N3节间长度减少,茎秆粗度、茎壁厚度和节间干重增加,穗下节间长、秆长、株高、重心高增加,而相对重心高有减小趋势。(5)不同穗型品种钵苗机插水稻基部节间N1、N2、N3抗折力和弯曲力矩随着密度降低而增加,倒伏指数呈下降趋势,且低于CK。说明水稻钵苗机插配套大穗型品种宜适当降低密度,增加每穗粒数以获高产;中穗型品种需兼顾穗数和每穗粒数,提高群体颖花量而增产;小穗型品种依靠穗数而提高产量。水稻钵苗机插降低密度能改善穗部性状和增加上三叶的叶面积,但增大了叶基角和披垂度,同时利于缩短基部节间长度,增加基部节间粗度、茎壁厚度和充实度,从而提高抗折力,降低倒伏指数。     

优质稻核心种质绿珍占8号及其衍生系统的理想株型构建

理想株型育种对于提高水稻品种的产量具有重要作用，作为株型育种的矮化育种使水稻单产实现了一次大的飞跃，目前正孕育着水稻单产再次突破的超级稻育种也涉及到株型育种。     

我国水稻育种技术的三大变革及其作用

我国水稻育种技术的三大变革及其作用李维科(广西农科院杂交水稻研究中心南宁530007)50年代以来,随着生命科学和遗传学理论的进展,我国的水稻育种技术先后发生了三次重大变革,为水稻生产及其产量的提高作出了重大贡献。1第一次变革──矮化育种50年代末至……     

水稻籽粒蛋白质含量的空间分布特征

为解析2种穗型水稻籽粒蛋白质含量的空间分布特征。以弯曲穗型‘两优培九’和直立穗型‘武香粳14号’为材料,研究了在2个施氮水平下,籽粒蛋白质含量在穗上不同部位和不同粒位间的差异及其分布特征。结果表明:穗内各籽粒在不同蛋白质含量区间的频数变化趋势呈正态分布;在稻穗的同一部位,2个供试品种一次枝梗上的籽粒蛋白质含量高于二次枝梗;一次枝梗上的籽粒蛋白质含量以第2粒位籽粒较低,第1粒位的籽粒较高;二次枝梗上第1粒位籽粒的蛋白质含量较高。蛋白质含量在穗上不同部位及一、二次枝梗上的分布因品种和施氮量的不同而异,施氮量在110~220 kg/hm2范围内,增施氮肥可以减少穗内粒间的籽粒蛋白质含量差异。