光温敏核不育水稻雄性不育性的遗传与育种学研究

对农垦５８Ｓ，安农Ｓ－１，衡农Ｓ－１等光温敏核不育系及衍生不育系的雄性不育性进行了遗传与育种学研究。提出了光温敏核不育水稻雄性不育性遗传的“重复基因位点平行突变假说”，对影响光温敏雄性不育性表达的遗传背景进行了新的解释，并提出了光温敏核不育水稻“生态遗传分类理论”和选育实用型光温敏核不育水稻的原理与技术路线。在此基础上，选育出温光弱感型光敏核不育系“３０８８Ｓ”和两系杂交水稻新组合“培两优２８８”     

水稻光敏核不育系的育性观察与应用探讨

连续两年对湖北农科院等单位提供的粳型光敏核不育系5047—1S等5份,籼型光敏核不育系W6154S等3份在吉林市(43°52′N)自然条件下的育性观察以及人工光照诱导育性转换特性的研究,并对光敏组合F_1进行考种分析,结果表明: 1.不同的光敏核不育系的临界光照长度不一样。粳型光敏核不育系有一个较为清晰的临界光长,而籼型的不明显。 2.相同的光照条件下,高温促进抽穗,育性表达进程加快;相同的温度条件下,长光照延迟抽穗期,育性表达进程缓慢。 3.在吉林市,从7月到8月上中旬,日照处理大于14小时,为光敏核不育系的不育期,此间可以杂交制种;并且光敏核不育系和正常水稻的盛花期基本—致,利于制种。 4.杂种F_1代的优势较为明显。抽穗期8月5日左右,结实率达25％以上,在穗长、每穗实粒数方面比对照秋光优势明显。     

不同类型光敏核不育水稻育性转换特点及应用研究

经1986～1988年.先后对十八套不同亚种类型的光敏感核不育系,在江西南昌,连续三年进行分期播种试验,已得到如下主要研究结果:1.基本探明了供试的十八套不同粳、籼亚种类型的光敏感核不育系,在南昌(28°41′N)的育性转换时期、阶段及稳定性.经育性转换及杂一代优势观察,已筛选出育性转换、开花习性及经济性状较好的粳型双9—2S、28006S和籼型W6417S、W6154S、赣ⅢS等光敏感核不育系.2.不同亚种类型及同一亚种不同品种的光敏感核不育系,其育性转换特点有明显差异.一般规律:籼型核不育系,普遍存在不育期较长,转育较晚,同时可育期易受低温影响结实的特点;而粳型核不育系,则普遍较籼型核不育系的不育期为短,育性转换较早,不育期因高温影响,常有部分散粉自交结实现象,但可育期因低温影响结实不明显.3.鉴于不同亚种类型光敏核不育系的育性转换特点不同,结合其开花习性差异对杂交制种的影响,从育种应用出发,研究提出:我国长江中下游稻作区,水稻光敏核不育系的选育,应重点主攻籼亚种,首先突破早熟早籼为宜.在选材上优先考虑矮秆、抗病、优质以及开花习性好,柱头外露率高等性状.     

HPGMR衍生的籼型两用核不育系的光(温)敏不育基因的等位性研究

1990～1991年观察分析了以 HPGMR(Hubei Photoperiodsensitive Genic Male-sterileRice)农垦58S 转育的8个籼型光(温)敏核不育系及其相互杂交 F_1,以及部分组合 F_2,BC_1F_1在武汉自然长光照下或遮光短日照下的育性表现。结果表明,籼型光敏核不育系 W7415S、32001S、3403S、T09S、8902S 和8912S 的光敏不育基因座位相同,推论其光敏不育基因均来源于农垦58S,并且相互间存在修饰基因的差异;而温敏型核不育系 W6154S 与光敏型核不育系 W7415S 等的不育基因座位不相同,推测农垦58S 的光敏不育基因可能没有导入 W6154S 中去;温敏型核不育系 W6154S 和温敏型核不育系8801S 的不育基因座位也不相同,这两个温敏核不育系可能具有不同的遗传基础。     

三个籼型光温敏核不育系杂交F_1和F_2代的不育性研究

8902S是光敏性强、可育临界温度较高的光敏不育系，2877S是光敏性强、可育临界温度较低的光敏不育系，而2558S是光敏性弱、可育临界温度低的温敏不育系，它们都是由农垦58S衍生而来的籼型核不育系。这三个不育系杂交，F_1在长光照、偏低气温下均表现稳定的不育性，表明三个亲本的不育主基因是等位的，F_1可育临界温度与低的亲本相近或更低．光敏不育系89025与2877S杂交，F_1与亲本一样，光敏性强；8902S和2877S与温敏不育系25585杂交，F_1表现双亲的中间型，光敏性中等．2877S与25585杂交F_2代不育株，在长光照、偏低气温下表现败育程度高，在短光照下绝大多数表现可育，且其中很多结实率病，光敏性强．还讨论了农垦58S衍生不育系不育主基因的等位性和实用型光敏核不育系的选育方法．     

水稻光温敏核不育系不育基因的等位性研究

对粳型光敏核不育系农垦５８Ｓ及其衍生的７个籼型光，温敏核不系双列杂交组合Ｆ１和部分Ｆ２在长日高温和长日中温两种生态条件下的育性表现进行了研究。结果表明，光敏不育系农垦５８Ｓ，８９０２Ｓ和２８７７Ｓ，以及温敏不育系培矮６４Ｓ，８８０１Ｓ和２５５８Ｓ等６个不育系的不育主基因等位，温敏不育系Ｗ６１５４Ｓ和９２０２Ｓ的不育主基因等位，而前６个与后２个不育系的不育基因则非等位。     

安徽省两系杂交水稻种子生产安全技术与应用研究(Ⅰ) ——粳型光敏核不育系的育性研究

1987～2001年对安徽省农科院水稻所育成的7001S、8087S、3502S、3516S 4个粳型光敏核不育系进行了育性观察.研究结果表明:4个粳型光敏核不育系在合肥历年稳定不育期为8月10日至25日.同时根据多年应用实践,对各不育系作出了评价.     

安徽省两系杂交水稻种子生产安全技术与应用研究(Ⅲ)——光、温敏核不育系的繁殖技术研究

对安徽省农科院水稻研究所育成的光温敏核不育系粳型7001S、3516S,籼型3418S、399S、2301S及宣城地区农科所育成的X07S的繁殖技术进行了研究.提出光敏型不育系7001S、3516S、3418S立足于安徽省内秋繁,辅之以海南春繁;温敏型不育系399S、2301S、X07S以海南春繁为主,辅之以安徽省山区冷水灌溉繁殖的技术策略,并总结出相应的高产繁殖关键技术.     

安徽省两系杂交水稻种子生产安全技术与应用研究（I）—粳型光敏核不育系的育性研究

1987－2001年对安徽省农科院水稻所育成的7001S，8087S，3502S，3516S 4个粳型光敏核不育系进行了育性观察，研究结果表明：4个粳型光敏核不育系在合肥历年稳定不育期为8月10日至25日，同时根据多年应用实践，对各不育系作了评价。     

4个粳型光敏核不育系配组优势比较

对用９１－３２Ｓ，１６４７Ｓ，Ｃ４０７Ｓ和１８７６５４个粳型光敏核不育系分别与１４个水稻品种（系）配置的杂交进行杂种优势分析，结果表明：４个粳型光敏核不育系杂种产量都具有较明显的超亲优势和竞争优势，９１－３２Ｓ和１６４７Ｓ所配组合综合性状好；结实率和千粒重是影响４个光敏核不育系杂种产量提高的主要因素，两系杂交稻育应注意亲缘隔离，以粳型光敏核不育系配爪哇型恢复系为主要途径。     

水稻不育系的广亲和基因检测及籼粳型分析

为鉴定部分水稻不育系的广亲和性和籼粳型,根据籼粳亚种间广亲和基因S5-n在第6染色体存在136 bp片段缺失的特征,设计InDel标记S5136,对培矮64S、广占63S等不育系进行广亲和基因鉴定。利用与栽培稻籼、粳遗传分化密切相关的34个InDel标记,对这些不育系PCR产物的电泳结果进行判读和分析,计算其籼型或粳型基因频率(InDel分子指数法)。结果表明:①三系不育系粤泰A具有广亲和基因S5-n。②两系不育系培矮64S、N111S、C815S等11个不育系具有广亲和基因S5-n。③目前广泛应用于生产的不育系培矮64S、广占63S、Y58S等的籼型基因频率均为0.76～0.91,据此认为具有10%～25%左右粳稻血缘的籼型不育系可能更有利于亚种间杂种优势利用。     

中国籼稻市场探讨

2012年中国籼稻产量占稻谷产量的比例已降至67％,早籼稻多年未突破3 500万t.在籼米市场有所缩小的基础上,分析了籼米价格走势尚旺,包括籼米价格稳中有升、籼稻价格一度走低、最低收购价支撑籼稻价格、籼米进口增加较多的状况.提出未来市场仍以籼稻为主、籼稻增产尚有空间、籼稻价格仍需上涨等观点,同时肯定粳稻生产来势看好、粳米销售市场见旺.籼米粳米皆旺,表明大米作为国人最重要的主食,正处于供需紧平衡状态.     

水稻粳型亲籼系与光(温)敏核不育系亲和性测定

用15个粳型亲籼系分别与2个籼型光(温)敏核不育系W9593S、GD-8S和2个粳型光(温)敏核不育系N5088S、N8819S进行了亲和性测定.结果表明,粳型亲籼系与籼型光(温)敏核不育系和粳型光(温)敏核不育系的亲和性都较高.平均花粉育性分别为74.71%、79.21%、78.27%和84.66%,平均小穗育性分别为57.52%、72.43%、57.23%和51.86%.就花粉育性而言,粳型亲籼系与粳型光(温)敏核不育系的亲和性略优于籼型光(温)敏核不育系:就花小穗育性而言,粳型亲籼系与籼型光(温)敏核不育系的亲和性略优于粳型光(温)敏核不育系.IC3-5-2-1-2、IC3-11-2、IC9-9-1-1与W9593S亲和性高;IC2-1-1-3-3、IC3-5-2-1-1、G2417-2-1与GD-8S亲和性高;IC10-4、IC10-9-3-3与粳型光(温)敏核不育系亲和性高,说明粳型亲籼系与籼、粳光(温)敏核不育系还存在特异亲和性.     

水稻粳型亲籼系籼粳型属性的程氏指数鉴定

为了提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性，用程氏指数鉴定了待测粳型亲籼系及其杂交后代的籼粳型属性。结果表明：用程氏指数鉴定粳型亲籼系的籼粳型属性的结果准确率较高，且年度间和季度间的稳定性好；偏粳型品种与籼型或偏籼型品种杂交，其F1多为籼型和偏籼型。用程氏指数法从15个待测粳型亲籼系中鉴定出1个粳型品系和4个偏粳型品系。另外，秧苗的KClO3抗性可作为鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的一个指标，改良程氏指数能提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性。     

中国北方粳型超级稻研究进展

1996年农业部正式启动中国水稻超高产育种即超级稻研究项目,20年来中国超级稻研究后来居上,无论超高产遗传生理基础研究还是超级稻育种实践,无论南方超级杂交籼稻还是北方超级常规粳稻,总体上都处于国际领先水平,为探索进一步提高生产潜力和将其转化为现实生产力提供了科学依据和技术储备,为中国稻作科学保持国际先进水平作出了突出贡献。文章从超级稻兴起、技术路线确立、新品种选育与示范推广、生理与遗传基础研究等方面综合评述了中国北方粳型超级稻研究进展。在此基础上讨论了北方粳型超级稻相关生理与遗传问题：近年来北方粳稻继续保持较高产量水平和加工品质,同时以垩白性状为代表的外观品质有明显提高,至少在9 t·hm^-2之前产量与主要品质性状的矛盾并不突出,产量和品质可以在更高水平上达成新的平衡;分析北方粳稻区域试验结果表明,通过延长生育期提高产量是不足取的,通过增加株高提高产量也是行不通的,提高稻瘟病抗性是北方粳稻的重要育种目标;北方粳稻着粒密度普遍较高,但是对产量构成因素和主要品质性状的负面影响相对较小,可以认为经过育种家的不懈努力,北方粳稻着粒密度处于比较合适范围;籽粒长宽比是决定籼粳稻碾磨品质的主要因素,而对外观品质亚种间差异影响较小,近年来中国籼稻碾磨品质有明显改善,籼粳稻差异幅度有所降低,籼粳稻外观品质均有明显改善,但是籼粳稻差异依旧。建议：在全面总结20年来中国超级稻研究成果与经验基础上,明确今后超级稻研究的方向与目标,改设立阶段性产量目标分期攻关为按生态区长期稳定支持,改小面积产量验收评价指标为考核大面积均衡增产。根据北方粳稻生态、生产和品种特性,有针对性地开展育种基础理论和关键技术研究,如籼粳血缘与产量和品质关系的遗传和生理生态机制,从分子、细胞、组织、器官、个体、群体水平全面评价直立穗型基因EP1功能,有效改良籼粳稻杂交育成直立大穗型品种品质特别是食味品质,充分利用分子生物学相关理论、技术研究成果,在抗稻瘟病、抗冷性和耐盐碱种质创新及育种应用上有所突破。     

近45年金华市晚稻安全齐穗期的变化分析

 确定晚稻安全齐穗期是安排各品种播栽期的重要依据。由北至南选取金华市3个代表地点(东阳、婺城、武义)近45年9-11月逐日日平均温度资料,利用mk突变检验法和t滑动检验法寻找两类晚稻安全齐穗温度的变异年份,籼稻为1999年,粳稻为1991年;并根据生产上常用的籼稻和粳稻安全齐穗期指标,得出近45年籼稻1999年之前、粳稻1991年之前及之后3地晚稻保证率分别为50%,80%,90%的安全齐穗期,发现籼稻在1999年之后各地的平均安全齐穗期较1999年之前普遍延迟5～6 d,粳稻在1991年之后各地的平均安全齐穗期较1991年之前普遍延迟6～10 d,且两类晚稻安全齐穗期的变异明显增大。本研究分析提出由北至南金华3个地点籼稻安全齐穗期分别为9月14日、9月16日和9月14日,比生产中习惯应用的安全齐穗期延迟约4 d;粳稻安全齐穗期分别为9月24日、9月24日和9月23日,比生产中习惯应用的安全齐穗期延迟2～3 d。     

双季稻区晚稻“籼改粳”品种筛选

【目的】研究双季稻区晚稻季条件下,不同类型水稻品种产量、生育期、温光利用差异及其相互关系,为双季稻区适宜品种的选用提供科学依据与技术支撑。【方法】2010-2013年,在长江中游双季稻地区（江西上高）,以杂交粳稻（包括籼粳交偏粳型杂交稻、籼粳交偏籼型杂交稻和粳型杂交稻）、常规粳稻、杂交籼稻3种类型水稻品种为试验材料,采用湿润育秧大苗移栽方式,系统比较双季晚稻不同类型水稻品种产量、生育期、温光利用差异及其相互关系。【结果】双季晚稻不同类型水稻品种产量表现为杂交粳稻＞常规粳稻＞杂交籼稻的趋势,差异显著或极显著。与杂交籼稻相比,4年杂交粳稻的实产增产率为19.20%-28.95%,常规粳稻实产增产率为9.21%-12.17%;通过足量的群体穗数与较大的穗型协调形成足够的总颖花量,并有保持较高的结实率和千粒重,是粳稻综合改良产量结构获得高产的基本途径。杂交粳稻和常规粳稻各生育期均相应推迟,且两者生育期亦延长,其中杂交粳稻生育期平均延长17.1 d,常规粳稻生育期平均延长9.5 d。不同类型品种生育期积温和光照时数及其不同生育阶段温光利用率均表现出杂交粳稻＞常规粳稻＞杂交籼稻的趋势,其中杂交粳稻生育积温和光照时数及其利用率最多,分别为3713.3℃、931.9 h、90.9%、93.5%。【结论】双季晚稻不同类型水稻品种产量、生育期及温光利用的差异大,适宜的粳稻品种可充分利用生育期长优势,提高温光资源利用率,最终提高产量。据此按照全国粳稻生产发展规划的要求,综合考虑双季稻接茬特点与热量条件以及栽培轻简化机械化的需求,筛选出一批适合当地种植的晚粳稻高产品种,供大面积生产选用,即甬优538、甬优8号、甬优2640、甬优1538、甬优1540、长江19、长江21、小叶迟熟、镇稻5108。     

水稻籼粳杂交育种研究进展

对水稻籼粳杂交研究的历史进行回顾,总结和分析籼粳稻杂交常规育种、籼粳交杂种优势利用、亚洲栽培稻分类和籼粳杂交遗传规律研究进展,针对籼粳稻杂交育种的现状和发展趋势提出建议。     

籼稻与粳稻花时对茉莉酸甲酯（MeJA）响应的敏感性差异

【目的】籼粳稻杂交可产生明显的杂种优势,是培育高产多抗品种的主要途径,但是籼稻花时早,粳稻花时晚,两者花时不遇的困难直接影响籼粳间杂种优势的充分利用。喷施茉莉酸甲酯（MeJA）可有效促进水稻花时提前,本文旨在研究MeJA对籼粳稻花时性状的调控效果及其敏感性差异,为亚种间杂交稻制种产量的提高和籼粳稻杂种优势的直接利用提供理论依据。【方法】以6个籼稻和6个粳稻品种为试材,2012年和2013年分别种植于沈阳农业大学水稻研究所试验田。试验按随机区组设计,3次重复。于调查花时性状的前一日17：00、当日6：00及8：00分别喷施0.04、0.4和4 mmol•L-1浓度的MeJA,调查始花时、盛花时、终花时。花时的判断标准以一天中稻穗上第一朵颖花开放的时间作为始花时,以一天中颖花开放最多且最集中的时间作为盛花时,以所有颖花都关闭的时间作为终花时,并计算始花至盛花的持续时间（简写为始－盛时间）、盛花至终花的持续时间（简写为盛－终时间）、始花至终花的持续时间（简写为始－终时间）。【结果】对于6个籼稻品种,喷施上述3种浓度的MeJA都能极显著地促进颖花提前开放,且不同浓度处理之间未见显著差异,与对照相比差异达极显著水平;对于6个粳稻品种,喷施高浓度（4 mmol•L-1）与中浓度（0.4 mmol•L-1）的MeJA可极显著促进花时提前,且高浓度与中浓度MeJA处理之间有极显著差异,喷施低浓度（0.04 mmol•L-1）的MeJA处理与对照相比差异不显著。籼粳稻的始－盛时间,盛－终时间在喷施不同浓度MeJA处理下与对照相比并未表现出明显的规律,但喷施不同浓度的MeJA都能极显著延长籼稻开花持续时间（始－终时间）,而对粳稻的影响不明显。对于籼稻品种,不同时间喷施MeJA处理之间的花时性状没有显著差异;对于粳稻品种,前日17：00与当日6：00的处理与当日8：00处理间的始花时差异显著。进一步比较了MeJA对籼粳稻开花促进程度上的差异,喷施高浓度（4 mmol•L-1）的MeJA对籼粳稻开花的促进程度没有显著差异,而低浓度（0.04 mmol•L-1）和中浓度（0.4 mmol•L-1）的处理对籼稻开花的提前程度明显高于粳稻。【结论】MeJA确能显著促进籼粳稻的开花,籼稻对MeJA调控的敏感性强于粳稻。籼稻不仅能够响应高浓度的MeJA（4 mmol•L-1）也能响应低浓度的MeJA（0.04 mmol•L-1）,而粳稻只能响应较高浓度的MeJA（4 mmol•L-1 , 0.4 mmol•L-1）。籼稻对MeJA调控响应所需的时间较短,而粳稻对MeJA调控响应所需的时间较长。促进粳稻品种开花的最优组合是前日17：00喷施4 mmol•L-1的MeJA,对籼稻品种,促进花时提前的最优组合因具体品种而异,以0.04 mmol•L-1的MeJA于早晨喷施最为经济有效。     

应用花培技术培育水稻籼粳交两系不育材料

[目的]快速将粳稻染色体片段渗入籼型两系不育系,获得稳定材料,便于亚种间杂种优势利用.[方法]对籼型两系不育系Bph68S与粳稻少孽粳杂交的F1,采用花药培养的方法,构建籼粳交DH系两系材料,并观察其杂种优势表现.[结果]对大田的种植株型进行鉴定,从242株绿苗中获得123个二倍体单株,其中41个单株具有两系不育系的特性;DH3S两系不育单株具有较强的杂种优势,与母本Bph68S相比,其有效穗降低（14.2±2.9）％,成穗率增加（21.5±5.8）％,株高降低（28.5±3.2）％.两系不育株DH3S与籼稻931 1组配杂交种F1的成穗率、穗粒数和单株产量均高于Bph68S与9311组配的杂交组合.[结论]用籼稻两系不育亲本与粳稻杂交的F1花培构建DH两系不育材料,可快速获得两系不育系稳定中间材料,是快速获得籼粳交不育系的可行方法.