粳稻直立穗型基因效应的研究

利用弯穗型品种丰锦和直穗型品种辽粳5杂交高世代(F14)中分离的一对直立穗型和弯穗型近等基因系(ZF14和WF14)研究了粳稻直立穗型基因对农艺性状的影响。结果发现,直立穗基因(EP)除了使穗型直立外,还具有使植株矮化、穗长变短、叶型直立、叶片变短变宽等作用。它能使一次枝梗上的二次枝梗数增加,从而增加二次枝梗颖花数和着粒密度,达到增加产量的目的。直立穗基因(EP)可能从幼苗开始生长阶段(播种后10 d)就有表达效应,使得幼苗在株高、叶形态和干物质重上表现出差异。内源激素含量上的差异是使近等基因系在形态性状上表现出差异的内在生理原因。     

外源生长调节剂对直立穗型近等系农艺性状的影响

为了更好地调控直立穗型水稻品种的生长发育.在拔节期对直立穗型近等基因系ZF13和WF13喷施不同浓度外源生长调节剂赤霉素(GA3)和生长抑制剂多效唑(PP333),研究外源生长调节剂对其农艺性状的影响.结果表明,ZF13和WF13在喷施GA3后,株高性状改变较大,显著增加,主要是第3、4、5节间增长导致的,尤其是第4节间增长最多,而叶部性状变化幅度较小.直立穗品系ZF13喷施GA3对穗部性状和解剖性状有所改善,增加了它的每穗粒数、穗颈节和倒2节间大小维管束数目.近等基因ZF13和WE13系喷施PP333后,株高比对照明显降低,降低原因主要是各节间长度都缩短导致的;对叶部性状、穗部性状和稳颈解剖性状也有一定负面影响.外源生长调节剂除对直立穗型近等系的株高性状影响显著外,还对与产量相关的穗部性状、叶部性状和穗颈解剖性状有一定的调控作用.     

不同Rht基因对小麦子粒品质的影响

多年结果证明Rht1、Rht2、rht3个近等基因系之间的子粒蛋白质含量差异不显著，而Rht3基因系的蛋白质含量显著高于前三者。Rht3基因系的子粒赖氨酸含量显著高于Rht2和rht系统，Rht10显著高于Rht1系，其他基因系之间无显著差异。Rh10基因系的面粉的沉降值显著高于Rht1,Rht8和Rht12,Rht3显著高于Rht1,Rht2和rht。Rht10和Rht3基因系面粉的湿面筋显著高于其他基因系。此外，同一基因系在不同的年限之间的品质性状表现有差异。     

茎鞘非结构性碳水化合物对大穗型粳稻强、弱势粒灌浆与品质的影响

为了提高大穗型粳稻的籽粒产量,改善稻米品质,以2个大穗型粳稻W1844和CJ03为材料,花前设置遮荫和疏行疏蘖处理改变抽穗期茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)贮存量,即T0(对照)、S1(遮光50%)、S2(遮光75%)、D1(每隔一行疏去整行水稻植株)、D2(在D1的基础上,将剩余行中每穴的分蘖疏去,只留主茎),探明抽穗期茎鞘NSC对大穗型粳稻结实特性、灌浆特征和品质的影响以及糖花比(抽穗期茎鞘中非结构性碳水化合物与颖花数之比)与产量及品质形成的关系。与T0相比,D1、D2处理显著提高抽穗期糖花比、弱势粒结实率和千粒质量,糖花比增加了47.84%～173.59%,弱势粒的结实率提高4.1～7.2百分点,千粒质量提高6.06%～14.29%。S1、S2处理显著降低抽穗期糖花比、弱势粒结实率和千粒质量,糖花比降低了33.28%～53.79%,弱势粒的结实率下降6.8～32.8百分点,千粒质量降低13.54%～45.02%。D2和S2处理对弱势粒灌浆前期的影响较大,D2处理弱势粒灌浆前期分别缩短了6.80,7.10 d,平均灌浆速率分别提高65.78%,61.15%;而S2处理弱势粒灌浆前期分别延长9.50,8.26 d,平均灌浆速率降低44.35%,43.28%。D2处理能够显著改善弱势粒稻米品质;而S2处理下弱势粒品质变劣。相关性分析表明,糖花比与弱势粒的结实率、千粒质量、加工品质和直链淀粉含量呈显著或极显著正相关,与弱势粒的垩白粒率、垩白度和蛋白质含量呈显著或极显著负相关。研究结果表明,增加抽穗期的糖花比可通过提高弱势粒灌浆前期的灌浆速率,从而提高弱势粒的结实率和千粒质量,进而改善水稻的品质。     

3个粳稻抗白叶枯病近等基因系的构建

自１９８９－１９９６年,选用分别个有抗水稻白叶枯病主效基因Ｘａ２,Ｘａ７和Ｘａ１４的３个品种为供体亲本,以一个不携有抗病基因的改良型粳稻品种沈农１０３３为轮回亲本,通过６次回交,自交直至ＢＣ６Ｆ４代,经各世代抗性和农艺性状筛选,转育成３个粳型抗白叶枯病近等基因系,命名为ＣＢＢ２,ＣＢＢ７和ＣＢＢ１４。这些ＮＩＬ除所带不同的抗病基因外,其生育期,株高,分蘖力,穗型大小等农艺性状与轮回亲本基本相似。     

水稻淀粉脱分支酶基因PUL对稻米理化品质的影响

为了研究PUL基因的变异对稻米蒸煮食味品质的影响,分别以籼稻品种桂朝2号和粳型糯稻品种苏御糯互为供体和轮回亲本,通过分子标记辅助选择,经过多代回交构建了PUL基因的近等基因系,分析了各近等基因系和轮回亲本的蒸煮品质指标。结果表明,近等基因系与轮回亲本在直链淀粉含量、胶稠度和淀粉晶体结构等指标上没有显著差异,而淀粉的热力学特性和淀粉黏滞性等指标存在显著的变化。说明PUL基因是影响稻米蒸煮品质的重要基因之一。来源于籼稻桂朝2号和粳稻苏御糯的PUL等位基因在功能上已经发生明显的分化。本研究中基于PUL基因序列差异设计的分子标记可以直接用于水稻品质的改良。     

机插穴苗数对不同穗型粳稻品种产量及品质的影响

以盐粳9号(小穗型)、淮稻9号(中穗型)和9优418(大穗型)为机插材料,研究了每穴栽插苗数对不同穗型水稻产量、品质的影响。结果表明,随穴栽苗数的增加,3种穗型品种的穗数均呈增加趋势,每穗颖花数、结实率和千粒重均呈减小趋势,但变化程度不一。3种穗型品种的产量随穴栽苗数增加均呈先增后减二次曲线变化。小、中、大穗型品种最高产量对应的穴栽苗数分别为4、3、2苗。3种穗型品种稻米的品质性状受穴栽苗数影响的变异程度存在差异,但均表现随穴栽苗数的增加而垩白度和垩白率上升,糙米率、精米率和整精率下降,蛋白质含量变低,直链淀粉含量增加,胶稠度变长;峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度和起始糊化温度等RVA特性值先增后减,而消减值先减后增。对产量与品质指标综合评价,以小穗型品种每穴栽插4苗、中穗型品种每穴3苗、大穗型品种每穴2苗,最利于相对实现高产与优质的协调。     

江淮稻区不同穗型粳稻品种主要农艺和品质特性的比较分析

依据着粒密度，对江淮稻区大面积生产应用的和新近育成的36个粳稻品种(系)进行聚类分析。结果表明，供试品种可分成半密穗型(Ⅰ)、偏密穗型(Ⅱ)和密穗型（Ⅲ）三类。随着水稻品种由散穗型向半密穗型、偏密穗型和密穗型的演变，产量性状、品质性状、形态性状和部分生理、生化性状发生了明显的变化，产量、每穗总粒数和实粒数显著增加，而穗数/m²、千粒重和结实率呈下降趋势；株高增加，上部三张叶片变长、变宽，生物日产量增高；穗部一、二次枝梗数增多，着粒密度变大；抽穗期和成熟期叶片、茎秆的含氮量和叶片叶绿素含量增高；糙米率和整精米率下降、垩白粒率降低、胶稠度变硬、蛋白质含量呈上升的趋势。     

北方粳稻穗重指数及其与产量品质关系的研究

为研究北方粳稻穗重指数及其与产量品质的关系,以东北地区近年来育成的水稻品种(品系)为试材,分别在辽宁、吉林和黑龙江进行比较试验,提出用穗重指数(PWI,单穗重与每穴穗数之比)反映穗数与穗(穗粒数和千粒质量)的关系。结果表明,试材平均穗重指数0.155 g/穗,99%置信区间为[0.109,0.200],据此将参试材料划分为穗重型、中间型和穗数型。穗重指数与产量、穗粒数及决定穗粒数的穗部性状(一二次枝梗数、二次枝梗粒率)、穗颈及倒2节间大小维管束数、株高、叶面积指数、上部三叶长宽呈显著或极显著正相关,与单位面积穗数和剑叶基角显著或极显著负相关,穗重型品种产量显著高于穗数型品种。穗重指数与加工品质、营养品质、食味及相关指标显著负相关,与外观品质无明显关系,穗数型品种品质明显优于穗重型品种。穗重指数是综合反映穗数与穗大的明显指标。在稳定单穗重的基础上,适当降低穗重指数,可能是进一步提高产量、改善品质的有效途径。     

60Co-γ射线辐照对不同粳稻品种后代稻米品质性状变异的影响

以4个粳稻品种种子为材料,用150Gy的 ⁶⁰Co-γ射线辐照诱变,经系谱法选择6代后收取后代材料米样进行稻米品质性状分析。研究结果表明：经 ⁶⁰Co-γ射线辐照后4个粳稻品种后代在稻米品质各性状上均发生变异,平均变异系数为3.43%~35.60%,性状变异幅度和分离方向与基因型有关,表明辐照诱变可以为北方粳稻品质育种提供丰富种质资源和有效途径;t检验显示不同品种间后代部分品质性状差异达显著或极显著水平;米饭粘度和平衡度与亲本间相关性达到极显著水平,表明通过这2个参数预测 ⁶⁰Co-γ射线辐照处理后代材料的可行性;相关分析表明食味值与部分淀粉RVA谱特征值间存在极显著或显著相关性,这可为辐照处理后代材料稻米品质评价提供依据。     

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。     

不同穗型粳稻与稻曲病发生关系分析

为了探讨黑龙江省不同穗型粳稻穗部稻曲病发生情况及其与病害的相关性,采用田间自然感病法,调查分析了不同穗型粳稻稻曲病病穴率、病穗率、病情指数、抗性频率、病粒空间分布以及一、二次枝梗特征等。结果表明,不同穗型稻曲病发生程度不同,弯穗型稻曲病病穴率、病穗率和病情指数最低,半直穗型次之,直穗型最高,稻曲病发生呈直穗型＞半直穗型＞弯穗型的规律。弯穗型中10.76%表现为免疫,70.59%表现为抗性,半直穗型52.13%表现为抗性,直穗型19.62%表现为抗性。不同穗型水稻上病粒分布规律不同,弯穗型和半直穗型水稻病粒分布规律为中部＞上部＞下部,直穗型水稻病粒分布规律为中部＞下部＞上部,且三种穗型病粒均主要着生在二次枝梗上。相关分析表明,弯穗型品种二次枝梗数与病情指数显著正相关,半直穗型品种二次枝梗长度与病情指数极显著负相关,直穗型品种二次枝梗数与病情指数呈极显著正相关。     

不同施肥时期对不同穗型品种品质的影响

通过不同施肥时期试验,研究不同施肥时期对不同穗型品种品质和产量的的影响,为生产优质、高产的稻米提供技术指导。本研究采用大田小区试验,通过分析供试品种的5项品质指标,最终确定最佳的施肥处理。研究表明,穗数型品种品质最优、产量最高的处理为分底肥、蘖肥和粒肥三次施入的处理,食味评分比其他处理食味评分高4分,增产34.3%;穗重型品种系选1号品质最优、产量最高的处理为分底肥、蘖肥、穗肥和粒肥四次施入的处理,比其他处理食味评分高7分,增产22.6%。     

粳稻食味品质改良研究现状与展望

进入21世纪,我国北方特别是东北粳稻面积不断扩大,单产明显提高,品质稳定改善,改良食味品质是今后重要研究内容。本文主要从食味品质鉴定方法,稻米淀粉种类和含量及分子结构、蛋白质种类和含量、其他物质含量与食味品质的关系,饭粒表面和内部超微结构与食味品质的关系,食味品质相关性状遗传分析与育种应用等方面介绍了日本粳稻食味品质研究现状,认为结合东北粳稻实际深入开展食味品质育种、栽培和生物技术等应用基础研究,充分利用籼稻二次枝梗粒偏向穗轴上部分布、穗颈大维管束数和一次枝梗数多等有利基因,同时减少对食味品质的不良影响,是今后北方尤其是东北籼粳稻杂交优质高产育种的重要研究课题。     

氮素穗肥运筹方式对杂交晚粳稻产量和品质的影响

为探明优质杂交粳稻在双季稻区种植的适宜穗肥运筹方式,以杂交粳稻申优26为材料,设置4种穗肥运筹方式（SF0,不施穗肥;SF1,倒2叶期施穗肥60kg/hm²;SF2,倒4叶期施穗肥60kg/hm²;SF3,倒2叶、倒4叶期分别施穗肥30kg/hm²）,以SF0为对照,研究不同氮素穗肥运筹方式对杂交粳稻在双季稻区种植产量和米质的影响。结果表明,与SF0处理相比,SF1、SF2和SF3处理干物质量、总颖花量和收获指数提高,产量分别增加10.88%、11.08%和12.73%。SF2和SF3处理总颖花量和表观转化率高于SF1处理,花后干物质生产比例低于SF1处理。与SF0处理相比,各穗肥运筹处理的加工品质变优,粗蛋白含量增加,而外观品质和蒸煮食味品质变差,食味值下降;此外,峰值黏度和崩解值也有所降低,但SF2与SF0处理无显著差异。总体上,SF2处理各品质指标优于SF1和SF3处理,施用穗肥可显著增加优质杂交粳稻产量,于倒4叶期施用一次穗肥能兼顾高产和优质。     

杂交粳稻不同穗位垩白性状的差异与遗传率分析

以辽宁省近年审定的2个杂交粳稻组合9946与1052及其对应亲本为材料,对稻米垩白品质性状在穗上不同部位和不同枝梗上的分布特点和遗传差异进行研究。结果表明:垩白米率、垩白面积和垩白度表现了下部穗位最大,中部和上部穗位次之,二级枝梗大于一级枝梗。差异大的组合(9946)遗传率大,一级枝梗的遗传率大于二级枝梗的遗传率。垩白性状受遗传、栽培条件以及穗位与遗传互作的影响。因此,选择垩白性状差异小,而其他性状优良的亲本进行组配,结合合理的株型育种,有可能育出低垩白的优质组合。     

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。     

穗肥不同施用期对水稻产量和米质的影响

试验以广陵香粳（迟熟中粳稻）和两优培九（杂交中籼稻）为材料,研究穗肥施用期对水稻产量和稻米品质的影响。结果表明：(1)穗肥不同施用期对产量的作用,品种间有差异。两优培九在15kg/mu施氮量下,于倒3叶、倒2叶期等量分次施用穗肥,在10kg/mu施氮量下,于倒4叶、倒2叶期等量分次施用穗肥,获得较高产量。广陵香粳在适宜施氮水平下,倒4叶、倒2叶期等量分次施用穗肥,有利于穗粒协调,并能提高结实率与粒重,产量提高。(2)两优培九同一施氮水平,随着穗肥施用期推迟,稻米的垩白率和垩白度降低,整精米率提高,直链淀粉的含量和胶稠度减少,粗蛋白的含量增加。广陵香粳的垩白率、垩白度、整精米率和粗蛋白含量随着穗肥施用期推迟而提高,而直链淀粉含量和胶稠度则有所降低。因此两优培九穗肥宜在倒3叶、倒1叶期,广陵香粳在倒4叶、倒2叶期分次施用可改善稻米品质,同时获得较高的产量。     

生育类型与施氮水平对粳稻加工品质的影响

以长江中下游地区5种生育类型中有代表性的57个粳稻品种为试材,研究了空白,低(150 kg hm^-2)、中(225 kg hm^-2)、高(300 kg hm^-2) 4种氮素水平下粳稻加工品质的变化规律,探讨了粳稻加工品质各项指标在不同氮肥水平和生育类型下的差异以及整精米率对氮素响应的品种差异及其分类。结果表明: (1)所有类型品种,糙米率、精米率和整精米率均随氮肥水平的增加而增加,但增加幅度逐渐减小,其中整精米率在高肥与中肥水平下的差异不显著。(2)总体上各类型品种间生育期越长,加工品质越好：晚粳类型的糙米率、精米率和整精米率高于中粳类型,各类型内迟熟品种高于早熟品种,其中晚粳品种的平均整精米率比中粳品种高出19.07%。(3)根据水稻整精米率对氮肥响应的敏感程度,把所有品种分为迟钝型、中间型和敏感型3种。并据此推荐了利于生产实践中提高加工品质的两类品种,一类是整精米率较高且在各氮肥水平下均表现比较稳定,另一类在低氮肥水平下整精米率较低,但通过增施氮肥,可把整精米率提高到较高水平。