优质食味粳稻香软米新品种云粳37号选育及功能基因优势等位基因型分析

云粳37号是以具有香味且表现高产稳产的粳稻品种云粳26号作母本,以持有低直链淀粉含量调控基因Wxy37且稻米食味品质优异、耐寒性和抗病性强的粳稻软米品种银光作父本杂交育成,具有食味品质优异、高产、稳产、耐寒、抗病等优良性状。通过对云粳37号及双亲全基因组重测序和功能基因优势等位基因型分析发现,云粳37号遗传了双亲的多个优势等位基因,如香味基因Badh2、抗稻瘟病基因Pi35、调控低直链淀粉含量基因Wxy37、耐冷基因CTB4a、抗旱基因OsPP15和抗白叶枯病基因Xa26等,是目前云南省影响较大的粳稻品种。     

不同食味水稻品种稻米淀粉结构与理化特性及其对氮素响应的差异

【目的】淀粉是稻米的主要成分,其构成及理化特性基本决定了稻米食味表现。探讨优良食味稻米的淀粉构成特征,并解析结实期氮素水平的作用效应,对优良食味水稻品种的调优栽培具有重要意义。【方法】以稻米食味有明显差异的水稻品种金香玉1号、武育粳3号、武密粳和淮稻5号为试验材料,设置结实期不同氮素水平处理,分析稻米淀粉理化特性与食味品质的关系及其对氮素水平的响应。【结果】稻米的食味值表现为金香玉1号>武育粳3号>武密粳>淮稻5号,不同氮素水平下表现一致。优良食味稻米的直链淀粉和蛋白质含量均较低;淀粉RVA谱崩解值较高,消减值较低,淀粉易于糊化;溶解度、膨胀势和淀粉颗粒形态较优,淀粉相对结晶度较高;短支链淀粉占比较高。随着结实期氮素水平的提高,稻米的食味值显著下降,直链淀粉含量有所降低,蛋白质含量显著增加,胶稠度变短,最高黏度和崩解值下降,消减值上升;淀粉的颗粒形态劣化;淀粉的糊化焓、相对结晶度和支链淀粉分支中的B2、B3链含量上升,溶解度、膨胀势、A链和B1链含量下降。稻米理化特性和食味值对氮素的响应存在明显的品种间差异,优良食味品种的食味品质较为稳定,对氮素的敏感度小于普通食味稻...     

Wx与ALK主要等位基因不同组合对稻米品质的影响

【目的】稻米蒸煮和食味品质主要受Wx和ALK两个主效基因的调控。这两个基因在栽培稻中存在多个复等位变异,本研究旨在明确Wx和ALK基因的主要等位变异及其组合对稻米品质的影响。【方法】将Wx的3个主要等位基因(Wx^a、Wx^b和wx)与ALK的2个主要等位基因(ALK^a和ALK^c)进行不同的组合,在粳稻品种日本晴(Nip)背景下创建6个含有Wx和ALK基因不同等位变异组合的近等基因系。通过测定近等基因系的稻米理化品质明确不同等位基因及其组合对稻米品质的效应。【结果】在相同的ALK基因型背景下,含Wx^a等位基因稻米的糊化温度极显著低于wx型和Wxb型的近等基因系。稻米黏滞性受Wx和ALK等位基因组合影响较大,Wx等位变异主要影响稻米的峰值黏度、峰值时间和冷胶黏度;在相同Wx背景下,ALK等位基因主要影响稻米RVA谱的起浆温度,对稻米崩解值和消减值的影响不显著。总体来看,Nip-Wx^a/ALK^a和Nip-Wx^a/ALK^c型稻米具有较高直链淀粉含量和崩解值,较低的胶稠度,因而食味值较差;Nip-wx/ALK^a和Nip-Wx^b/ALK^a型水稻具有适中的直链淀粉含量、较软的胶稠度以及较低的糊化温度,因此这两个近等基因系热饭和冷饭的食味值较好;虽然Nip-Wx^b/ALK^c的糊化温度较高,但因其适中的直链淀粉含量和较高的胶稠度,其冷饭食味值降幅较小;Nip-wx/ALK^c稻米的热饭食味值与Nip-wx/ALK^a、Nip-Wx^b/ALK^a和Nip-Wx^b/ALK^c无差异,但因其较高的糊化温度,其冷饭食味值显著下降。【结论】Wx基因变异主要影响稻米直链淀粉含量和胶稠度,对糊化温度有一定的影响;ALK基因变异主要影响糊化温度,对直链淀粉含量无显著影响,对胶稠度存在微效影响。     

不同直链淀粉含量籼稻食味品质与其他品质性状的关系

以12个中等直链淀粉含量的软米和8个高直链淀粉含量的硬米为研究材料,分析了两类稻米食味品质与其他品质性状的关系。结果表明,直链淀粉含量低的软米食味优于直链淀粉含量高的硬米;硬米食味值与整精米率呈显著负相关,与粒长和粒型呈显著正相关,软米食味与外观品质和加工品质的相关性不显著;硬米和软米食味值与胶稠度分别呈极显著和显著正相关,与蛋白质含量呈显著和极显著负相关;硬米食味值与RVA谱相关性不显著,软米食味值与崩解值和最高黏度呈极显著正相关,与消减值呈极显著负相关。在今后的稻米食味品质评价工作中,应根据不同直链淀粉含量进行分类,再有针对性地选择相应食味品质指标进行测定,以便能更加准确地评价不同类型稻米的食味品质。     

云南粳型特色软米食味品质性状稳定性分析

将5个低直链淀粉含量的软米品种(系)种植在4个不同海拔生态点,利用AMMI模型对食味品质性状(直链淀粉含量、胶稠度、碱消值和蛋白质含量)进行了稳定性分析,并以食味品质性状的表型值、AMMI分析的前两位主成分值及相应的稳定性参数(Di)为指标,对品种(系)食味品质及其稳定性进行评价。结果显示,直链淀粉含量、胶稠度和蛋白质含量3项指标在基因型间、环境间及基因型×环境互作间的方差达到显著或极显著水平,此3项指标的交互效应主成分值(IPCA)差异也显著。综合考虑3项指标的表现,5个软米品种(系)食味品质稳定性依次为银光云粳20号云粳优4号YH6H559。影响食味品质稳定性的主要环境气候因子是海拔和日平均气温。综合考虑供试品种(系)的产量水平、食味品质及其稳定性,银光和云粳20号可作为改良稻米食味品质(特别是降低直链淀粉含量)及其稳定性的亲本。     

低谷蛋白半糯型粳稻营养品质与蒸煮食味品质特征分析

【目的】旨在明确低谷蛋白半糯型粳稻品种（系）与半糯型粳稻和普通粳稻营养和蒸煮食味品质性状的差异及各指标间的关系，为健康优质粳稻的选育提供科学依据。【方法】以低谷蛋白半糯型粳稻品系为材料，半糯型粳稻和普通粳稻品种为对照，在相同环境和栽培条件下种植3种不同类型的粳稻品种共16个，测定并分析稻米总蛋白质及各组分含量的差异，同时分析直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度等淀粉理化特征的差异，并进一步分析稻米营养与蒸煮食味品质的相关性。【结果】低谷蛋白半糯型粳稻的谷蛋白含量显著低于半糯型粳稻与普通粳稻，醇溶蛋白和清蛋白含量显著高于半糯型粳稻和普通粳稻。低谷蛋白半糯型粳稻的崩解值显著低于半糯型粳稻和普通粳稻，半糯型粳稻的胶稠度与峰值黏度显著高于普通粳稻与低谷蛋白粳稻；低谷蛋白半糯型粳稻的外观、黏度、平衡度、食味值和普通粳稻无显著差异，但显著低于半糯型粳稻。相关性分析结果显示，总蛋白和醇溶蛋白含量与峰值黏度、崩解值、外观、黏度、平衡度、食味值显著负相关，与消减值、硬度显著正相关；而谷蛋白含量的规律则刚好与之相反。【结论】3种不同类型粳稻品种在谷蛋白含量、直链淀粉含量和崩解值上存在差异显著，其中低谷蛋白半糯型...     

不同透明度水稻籽粒横断面扫描电镜分析

摘 要：【目的】探索单淀粉粒断面观察方法,并阐明稻米透明度与直链淀粉含量的关系以及造成稻米透明度下降的淀粉结构基础。【方法】采用扫描电镜对经过不同处理的具有不同透明度的籼稻和粳稻胚乳横断面进行淀粉粒结构观察研究。【结果】籼稻和粳稻稻米的透明度在直链淀粉含量低于15%的软米中明显下降。通过比较不同籽粒横断面断开方式,发现直接机械断裂法无法断开单个淀粉粒,机械断裂加玻璃刀刮刻法可以断开单个淀粉粒但断面结构变形且无法定量分析。液氮脆断法可以观察到单个断裂的淀粉粒以及其中的空腔。比较籼稻和粳稻胚乳横断面淀粉粒的排列方式和单个淀粉粒内部结构,表明所有品种稻米胚乳淀粉粒均规则且紧凑排列,但所有暗胚乳稻米籽粒横断面中淀粉粒内部存在明显的空腔且糯稻淀粉粒空腔的数目和大小均明显高于暗胚乳稻米。进一步通过梯度烘干实验,证明稻米淀粉粒中的空腔数目和大小随着水分的降低而增多和变大。【结论】液氮直接脆断法是观察水稻单个淀粉粒断面的有效方法。稻米透明度与胚乳淀粉粒的排列紧密程度无关而与稻米的含水量以及单个淀粉粒中间的气腔数目和大小直接相关。此外,直链淀粉含量越低,淀粉粒中间的空腔数目越多,孔径越大。     

不同透明度水稻籽粒横断面扫描电镜分析

【目的】探索单淀粉粒断面观察方法,并阐明稻米透明度与直链淀粉含量的关系以及造成稻米透明度下降的淀粉结构基础。【方法】采用扫描电镜对经过不同处理的具有不同透明度的籼稻和粳稻胚乳横断面进行淀粉粒结构观察研究。【结果】籼稻和粳稻稻米的透明度在直链淀粉含量低于15%的软米中明显下降。通过比较不同籽粒横断面断开方式,发现直接机械断裂法无法断开单个淀粉粒,机械断裂加玻璃刀刮刻法可以断开单个淀粉粒但断面结构变形且无法定量分析。液氮脆断法可以观察到单个断裂的淀粉粒以及其中的空腔。比较籼稻和粳稻胚乳横断面淀粉粒的排列方式和单个淀粉粒内部结构,表明所有品种稻米胚乳淀粉粒均规则且紧凑排列,但所有暗胚乳稻米籽粒横断面中淀粉粒内部存在明显的空腔且糯稻淀粉粒空腔的数目和大小均明显高于暗胚乳稻米。进一步通过梯度烘干实验,证明稻米淀粉粒中的空腔数目和大小随着水分的降低而增多和变大。【结论】液氮直接脆断法是观察水稻单个淀粉粒断面的有效方法。稻米透明度与胚乳淀粉粒的排列紧密程度无关而与稻米的含水量以及单个淀粉粒中间的气腔数目和大小直接相关。此外,直链淀粉含量越低,淀粉粒中间的空腔数目越多,孔径越大。     

长江下游地区部分优质粳稻品种与越光稻米支链淀粉结构特征及品质性状比较

为探讨具有优异食味品质的日本粳稻品种越光与中国长江下游地区食味品质好的水稻品种稻米的支链淀粉链长分布和主要品质特征差异,以期为中国优质水稻育种提供理论依据,选用长江下游地区公认的食味品质好的5个粳型水稻品种稻米和日本新泻地区生产的越光稻米为材料,分析支链淀粉链长分布、稻米RVA谱、直链淀粉含量、蛋白质含量、TOYO味度值等主要品质特性的差异及其相关性。越光的稻米支链淀粉链长分布和直链淀粉含量等主要品质指标与长江下游地区食味品质好的品种没有明显差异,支链淀粉长链部分(Fb3)和蛋白质含量显著低于长江下游地区食味品质好的品种,支链淀粉短/长链比(Fa/Fb3)显著高于长江下游地区食味品质好的品种。越光稻米中Mg、K含量以及淀粉谱特性中最高黏度、崩解值均显著高于长江下游地区食味品质好的品种。支链淀粉的短链部分(5≤DP≤12)所占比率与最高黏度值和崩解值呈显著正相关,Fa/Fb3与最高黏度和崩解值均呈显著正相关。由此认为,通过育种手段改善稻米的支链淀粉理化特性,并在栽培措施上通过降低氮肥施用量来降低稻米中蛋白质含量,是提高长江下游地区水稻品种食味品质的有效途径。     

优质高产中熟晚粳稻新品种南粳50的选育及栽培技术

南粳50是以含低直链淀粉含量基因Wx-mq和条纹叶枯病抗性基因Stv-bi的日本优质粳稻关东194与江苏高产粳稻武粳13杂交,通过混合系谱法和分子标记辅助选择相结合的技术手段培育而成的优良食味、高产、多抗粳稻新品种。该品种株高适中,株型紧凑,长势较旺,分蘖力较强,穗型较大。650 kg/667 m2的产量结构为:有效穗数20万/667 m2,每穗总粒数140~150粒,结实率90%~95%,千粒重25 g左右。南粳50不仅抗稻瘟病、条纹叶枯病、纹枯病和白叶枯病,而且直链淀粉含量低,稻米食味品质优,适合于高档优质米开发。于2013年通过江苏省品种审定,适宜在江苏苏南地区种植。     

姊妹系间杂交快速培育优良食味半糯粳稻新品种的育种效果

[目的]优良食味半糯粳稻由于食味品质优良,在长三角地区受到广大农户和消费者的青睐,已成为该地区优质稻米品牌打造的主力品种.为了加快新品种培育速度,我们尝试通过生育期不同的优良食味半糯粳稻姊妹系间杂交的方法培育半糯粳稻新品种.[方法]以来源于武香粳14/关东194的中熟晚粳稻南粳46(全生育期165～170 d)与迟熟中...     

地点和播期对半糯粳稻食味品质的影响

[目的]明确新育成半糯粳稻的蒸煮食味品质特性及其对环境条件的响应.[方法]以生产上大面积种植的优良食味粳稻品种南粳46和南粳9108及其杂交育成的38个半糯粳稻品系为材料,通过两个地点两个播期的品系比较试验,分析了供试品系的淀粉理化指标、RVA谱特征值和食味品质.[结果]测定的12个蒸煮食味品质性状在品系间的差异均极显...     

太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征研究

[目的]探明太湖地区优良食味高产软米粳稻品种特征.[方法]收集适合太湖地区种植的软米粳稻品种,根据软米粳稻品种生育期、产量和食味品质进行分类,比较研究了不同熟期不同产量与食味品质类型的软米粳稻产量和品质形成的差异.[结果]高产类型软米粳稻每穗粒数、群体颖花量显著高于中产类型.与味中类型相比,味优类型软米粳稻穗数、每穗粒...     

江苏省半糯型粳稻蒸煮食味品质性状的差异分析

[目的]近两年江苏省选育了大量的半糯型粳稻品种.不同半糯型粳稻品种间的食味品质及稻米理化特性仍存在较大差异.探究影响半糯粳稻食味品质形成的原因,将为优良食味水稻育种提供理论依据.[方法]以2019年参加江苏省优良食味稻米评比的39个半糯型粳稻品种为试验材料,通过对蒸煮食味、外观、理化、RVA谱特征值等24个品质相关指标...     

利用分子标记辅助选择培育优良食味、低谷蛋白香粳稻新品系

【目的】选育低谷蛋白新品种是功能性水稻育种的一个重要方向。为满足肾脏病患者对人体健康和稻米品质的需求,迫切需要在育种中加强对功能性和食味品质的协同改良。【方法】以具有低直链淀粉含量基因Wx^mp和香味基因fgr的优良食味粳稻品种南粳46与含低谷蛋白基因Lgc1的日本粳稻品种LGC-1杂交、回交,利用与目标基因共分离的分子标记进行跟踪检测并结合田间选择,在BC₂F₆获得5个新品系。以亲本南粳46和LGC-1为对照,对新品系的农艺、产量、品质性状进行分析。【结果】与LGC-1相比,新品系的谷蛋白含量和可吸收蛋白含量相当,食味品质得到显著提升,且综合性状优良,表现出较高的产量潜力,适宜在江苏不同稻区进行种植。【结论】分子标记辅助选择作为一种快速、准确、有效的方法,与常规育种技术紧密结合,能够显著提高优质、高产、低谷蛋白水稻品种的选育效率。     

盐逆境对水稻产量、光合特性及品质的影响

【目的】江苏沿海滩涂种植水稻是促进盐土脱盐改良和开发利用滩涂的主要技术之一,研究盐逆境对水稻产量、光合特性和稻米品质的影响,可为发展滩涂种稻提供参考和理论依据。【方法】以耐盐性较好的通粳981、盐稻12、盐稻10号和南粳5055等4个粳稻品种为材料,设置非盐逆境(S₀, 电导率0.207 dS/m)和逆境(S₁,电导率1.112 dS/m)2个处理,分别测定产量及其构成因素、光合参数、稻米品质和淀粉黏滞特性。【结果】与非盐逆境相比,盐逆境下水稻产量显著下降,仅为非逆境的40.5%,单位面积穗数差异不显著,每穗粒数和千粒重显著减少;光合速率、胞间CO₂浓度显著下降,而气孔导度和蒸腾速率差异不显著;稻米加工品质显著下降,外观品质变化不大,直链淀粉含量显著下降,蛋白质含量显著增加;峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值和回复值均未发生显著的变化,消减值和起始糊化温度显著增高。【结论】盐逆境对水稻产量、光合参数、稻米品质等均有不利的影响,可在盐逆境对产量、品质影响的关键时期孕穗期和灌浆结实期采取措施缓解盐逆境的危害。     

水稻直链淀粉合成调控新基因Wx410的功能与效应分析

【目的】挖掘Wx新等位变异,明确Wx410新等位基因对稻米品质性状的影响。【方法】以Wx^lv、Wx^a和Wx^b等位基因为模板,利用PCR进行第10外显子第101位碱基的A-G单点突变,分别构建了不同Wx等位背景下的Wx410定点突变植物表达载体p EGFC-Wx^lv410、p EGFC-Wx^a410和p EGFC-Wx^b410,阳性对照组载体分别为p EGFC-Wx^lv、p EGFC-Wx^a和p EGFC-Wx^b。通过转化糯稻品种苏御糯,分析该位点的变异对稻米品质的遗传效应。【结果】花后7 d和14 d,转基因植株p EGFC-Wx^lv410,p EGFC-Wx^a410及p EGFC-Wx^b410的胚乳Wx基因表达量较各自的阳性对照材料无显著变化,而颗粒结合淀粉合酶活性极显著降低;转基因植株直链淀粉含量较野生型显著降低,而糊化温...     

利用CRISPR/Cas9技术编辑粒长基因GS3改善粳稻花时

【目的】花时不遇是影响杂交水稻制种产量的直接因素之一,已有研究表明水稻粒型差异对花时有影响。本研究采用GS3功能缺失突变来研究粳稻花时差异,以期为粒型影响花时提供佐证。【方法】利用CRISPR/Cas9技术来定向编辑控制粒长基因GS3,获得13对粒型差异的近等基因系粳稻,小区种植,采用目测法来调查花时。【结果】获得转基因T₀植株并对其T₁植株测序分析,发现长白25、吉粳102、浙粳88、武运粳27和J42均发生单碱基插入移码突变,垦鉴稻6号、空育131、浙粳22、扬粳4227、南粳9108、J5933、J6167和J5938均发生部分碱基缺失突变。对T₁植株粒型考查表明,gs3突变体的粒长均显著长于野生型。对稳定的后代花时统计分析发现,粒型变长的突变体均比野生型花时有所提前,且吉粳102、空育131、浙粳88、武运粳27、扬粳4227这5个材料的gs3突变体花时均显著早于野生型,其余材料开花也提早,但不显著。【结论】长粒型粳稻GS3突变体的花时早于短粒粳稻野生型,这一研究可为粳稻粒型育种提供参考,加速长粒粳稻亲本选育,有望推动杂交粳稻发展。     

机插株距对优质食味水稻品种产量和群体质量的影响

目的 机插密度对水稻产量和品质有重要影响,但机插株距对优质食味水稻品种产量与群体质量的调控作用尚不清楚。明确优质食味水稻品种的适宜机插株距可为水稻机械化高产优质栽培提供理论与实践依据。方法 以南粳9108、南粳5055和南粳46三个江苏优质食味水稻品种为材料,在机插行距固定为30 cm的情况下,研究了10、12、14、16和18 cm五种株距对上述水稻品种产量和群体质量的影响。结果 南粳9108、南粳5055和南粳46三个水稻品种的茎蘖成穗率、高效叶面积指数、粒叶比(粒重/叶面积)、抽穗后群体冠层净光合速率和抽穗至成熟干物质积累量均在株距为12 cm时最大。上述水稻品种产量均随株距增加呈现先增加先减少的趋势,产量与株距呈二次曲线关系。依据曲线方程计算出两年中南粳9108、南粳5055和南粳46高产最适株距分别为11.6 cm,11.6~12.3 cm和10.8~11.4 cm。结论 机插秧行距固定为30 cm时,11~12 cm的株距有利于改善优质食味水稻的群体质量指标并提高其产量,可作为江苏省代表性优质食味水稻品种的适宜机插株距。     

Effects of Plant Spacing on Grain Yield and Population Quality in Mechanically-transplanted Rice with Good Tasting Quality

【Objective】The mechanical transplanting density plays an important role in grain yield and quality in rice. However, the effects of plant spacing on grain yield and population quality of mechanically transplanted rice with good tasting have not been clearly understood. Clarifying the optimal plant spacing for good tasting rice could lay a theoretical and practical basis for high yielding and good quality in mechanical cultivation.【Method】In this experiment, three rice cultivars with good tasting quality (Nanjing 9108, Nanjing 5055 and Nanjing 46) in Jiangsu Province were used as materials, and the effects of plant spacing (10 cm, 12 cm, 14 cm, 16 cm and 18 cm) on their grain yield and population quality were investigated under mechanical transplanting when the row spacing was fixed at 30 cm.【Result】Productive tillers rate, high efficient leaf area index, grain leaf ratio (grain weight/leaf area), canopy net photosynthetic rate after heading and dry matter accumulation from heading to maturity were the highest under the plant spacing of 12 cm in above three rice cultivars. Grain yields tended to increase at first and then decrease with the increase of the plant spacing, and the relationship of quadric curve was found between grain yield and plant spacing. The optimal plant spacing for grain yield in Nanjing 9108, Nanjing 5055 and Nanjing 46 ranged from 11.6 cm, 11.6－12.3 cm and 10.8－11.4 cm in two years according to the curve equation, respectively. 【Conclusion】When the row spacing was fixed at 30 cm, the plant spacing of 11－12 cm was helpful to improve the population quality and increase grain yield, and it could be used as the optimal plant spacing for the typical rice cultivars with good tasting in Jiangsu Province under mechanical transplanting.