高产早籼稻群体动态结构的差异

1998年早季在广州研究了不同类型高产早籼稻群体动态结构差异,结果认为:两系法杂交稻高产新组合培矮64s/E32、培矮64s/9311、粤杂122,其幼穗第2次枝梗原基分化期以前的植株干物重、叶面积指数（LAI）比常规稻高产品种粤香占和特三矮2号表现出明显的生长优势。培矮64s/E32在5个供试材料中在始穗期的LAI最高,达7.81,干物重日增量最大,达8.76kg/亩·d;粤香占的每亩有效穗数最高,达23.3万穗/亩,收获指数是所有参试材料中唯一达到 0.6以上者。     

高产水稻幼苗耐冷性

1998年早季在广东省农业科学院水稻研究所的人工气候箱内对5个不同类型的高产水稻幼苗作耐冷性比较,结果表明两系法杂交稻培矮64s/E32的耐冷性最强,培矮64s/9311次之;两系法杂交稻组合粤杂122和常规水稻品种粤香占、特三矮2号耐冷性稍差。     

阴雨寡照地区高产水稻的生物学特征研究

以水稻(Oryza sativa Linn.)的常规稻品种‘黄华占’、‘湘早籼45’和‘湘晚籼13’,一般杂交稻品种‘金优402’和‘Ⅱ优838’,超级杂交稻品种‘株两优819’、‘丰源优299’、‘陆两优966’和‘Y两优1号’为实验材料,在2008年和2009年不同产季,对种植于多阴雨的湖南桃源县的不同品种水稻的产量构成因子、群体性状和叶片净光合速率(Pn)差异进行了研究.结果显示:在产量构成因子方面,不同品种水稻的有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量和产量均有一定差异,超级杂交稻品种的产量高于一般杂交稻及常规稻品种;其中,产量分别与有效穗数和结实率呈显著正相关(P＜0.05),与每穗粒数呈极显著正相关(P＜0.O1),与千粒质量无显著相关性.在群体性状方面,不同品种水稻的株高、最大茎蘖数、最大叶面积指数(LAI)、生物量及收获指数均有一定差异,但产量分别与株高、最大LAI和生物量呈极显著正相关,与收获指数呈显著正相关,与最大茎蘖数无显著相关性;其中,产量与最大LAI的相关系数最大(0.889).在拔节期和抽穗期,各品种水稻单叶的Pn日变化曲线呈“双峰型”,Pn第1个峰值差异均较小,“午休”阶段以及第2个峰值Pn差异增大,总体上看“午休”阶段常规稻品种的Pn降幅明显大于杂交稻;各品种的Pn日平均值也有明显差异,常规稻品种的Pn日平均值总体上低于杂交稻.研究结果表明:在阴雨寡照的生态条件下超级杂交稻品种的产量高于其他类型水稻品种,其高产机制与叶面积指数的增加有关.     

高产水稻秧苗生长特性

1998年早季在广州研究了不同类型高产水稻秧苗生长特性,调查了株高、叶片数、叶片长宽度、叶绿素含量和干物重等项指标,以及地下部分的发根力和根系活力情况。结果显示:在华南地区冷害发生较轻、秧苗生长基本正常的生态条件下,两系法杂交水稻新组合中粤杂122和培矮64s/E32、常规水稻品种特三矮2号表现出强和较强的生长发育优势。此外,两系法杂交水稻的发根数量和最长根长度比常规稻品种要多要长,但根系活力则较低。     

高产早籼稻的透光率及始穗后对低光强的适应性

用两系法杂交稻组合培矮 64s/E32、培矮 64s/9311、粤杂122和常规水稻品种粤香占、特三矮 2号为材料,1998年早季在广州研究了它们的透光率和对低光强适应性的差异后认为:1.生育期不同其直射光透光率的变化是分蘖期>始穗期<收割期,即透光率由大→小→大变化,它与叶片开张角随生育期变化的情况相对应,但与叶面积指数由小→大→小的变化相反。2.不同类型早籼稻在始穗后遮光处理降低透光率,生育期短的粤杂122、粤香占对低光强的适应性比其余组合或品种好,其单穗重降幅小。     

两系法杂交水稻抽穗结实期持水量和叶绿素含量的动态变化及其与籽粒产量关系研究

对25个两系法杂交水稻抽穗结实期持水量和叶绿素含量的动态变化及其与籽粒产量关系的研究表明,杂种水分持有量变化存在因组合不同而异的特点,总体上叶片和茎鞘水分持有量抽穗结实期间表现为下降趋势,穗部水分持有量表现为先升后降的特点,以抽穗后第7d,即籽粒灌浆高峰期最大;叶、茎鞘部水分持有量所占比例呈下降趋势,穗部所占比例则一直呈上升趋势,茎鞘部始终是水分的主要贮存场所;单茎植株水分总持有量抽穗后第1天多数组合表现为正向父本优势,尔后多转为负向父本优势;籽粒产量与抽穗后各期片水分持有量呈正相关,与抽穗后第1d茎鞘水分持有量呈正相关,自第7d始转为弱负相关,与抽穗后穗部水分持有量呈正相关,与抽穗后单茎植株水分总持有量呈正相关,籽粒产量与水分持有量在各器官中分配的相关和籽粒产量与各器官水分持有量的相关趋势总体一致;两系杂交稻叶绿素含量表现为先升后降的特点,以抽穗后第7天最高,与常规稻父本相比,两系杂交稻叶绿素含量各期大多数组合低于常规稻父本,且下降速度快于常规稻父本.对于两系法杂交水稻,育种上应优先考虑选择灌浆前、中期植株水分持量优势较强、叶绿素含量较高、后期茎叶物质转运优势明显的组合;栽培上应注意保证灌浆前、中期水分及营养元素,特别是氮素的供应,还要注意后期的及时控氮脱水防贪青,促进茎叶贮存物质向籽粒运转.     

高产水稻移栽后叶、鞘生长动态的差异

1998年早季于广州,用两系法水稻高产新组合培矮64s/E32、培矮64s/9311、粤杂 122和常规高产品种粤香占、特三矮2号,研究了它们移栽后叶、鞘生长动态的差异。结果见到:（1）主茎上的出叶速度与其生育期长短相对应;（2）鞘长/叶长比例小对孕育大穗、提高结实率有利,“叶长鞘短”应属水稻高产育种中所寻求的一个重要指标。     

高产水稻光合速率的变化

1998年早季于广州,测定了水稻两系高产杂交组合培矮64s/E32、地矮64s/93、粤杂122,高产品种粤香占和特三矮2号在四个主要生育期顶叶光合速率及叶绿素含量。（1）在人工气候箱的弱光下测得的分蘖期盆栽植株的非饱和光合速率在5个品种/组合间差异不大。（2）4个品种/组合的大田植株在四个生育期中以分蘖盛期到幼穗分化初期的光合速率最大,其值已达到或接近水稻品种最大光合速率30μmol　m-2s-1的上限;品种/组合间差异不大。抽穗期和黄熟期光合速率较前期下降很大,但两期间变化不大。收割期光合速率进一步大幅下降。（3）4个品种/组合抽穗期叶绿素含量较前期下降或不变,黄熟期叶绿素含量又升高,收割期则大幅下降。（4）讨论了叶片光合速率在抽穗后下降的原因,并据此提出了光合保持能力的概念。认为在形态性状改良的基础上,提高群体整体光合能力,是提高水稻光合生产力和实现超高产育种目标的有效途径。     

后记

1998年早季在广州地区生态条件下,用两系法杂交稻新组合培矮64s/E32、培矮 64s/9311、粤杂122以及常规籼稻品种粤香占、特三矮2号为供试材料,自播种至收割对其基本生物学特性观察研究后,认识到要把本稻作区的水稻产量更进一步提高的有效途径,乃是进行超高产或者超级稻株型育种、而其株型的动态模式可以设想为:1.熟期性中等.即从播种至始穗历期限或为86—100 d,如培矮64s/E32或特三矮2号;若像粤杂122或粤香占那样的早熟类型,从播种到始穗历期<85 d,由于生育期太短而难获高产;若像培矮64s/9311那样的迟熟类型,从播种至始穗历期>101 d,生育期过长的弊病除不利于后季稻茬口安排外,虫、鼠、雀的严重为害也对高产不利.     

序

本期增刊发表的11篇论文,是广东省农业科学院水稻研究所的同志们于1998年早季在广州利用两系法杂交稻强优新组合培矮64s/E32、培矮64s/9311、粤杂122和常规品种粤香占、特三矮2号为供试材料,通过对比试验的方法,探索了在华南稻区生态条件下不同类型高产水稻秧苗生育特性、幼苗耐冷性的差异,以及移入大田栽培后的稻株群体动态结构、主茎叶片与叶鞘生长规律,同时还研究了高产水稻透光率及其光合速率变化.始穗期以后对低光强适应性的差异,根系活力和地上部分的关系,在此基础上更进一步对其产量因素作了初析,总结了培矮64s/E32等在广州早季种植的主要形态生理特性,从而为华南地区开展超高产水稻新株型模式的研究提供了不少很有参考价值的数据和思路.     

留桩高度对培两优210再生稻产量和源库性状的影响

水稻主季稻留桩高度是影响再生稻高产的重要因素之一.以两系杂交稻组合培两优210为研究材料,在主季稻收割时设3个留桩高度处理(40 cm、20 cm和10 cm),研究主季稻留桩高度对再生稻产量及源库性状的影响.结果表明,随留桩高度的降低,(1) 培两优210再生稻生育期延长,株高、穗长与叶面积指数增加;(2) 灌浆期间叶片磷酸蔗糖合成酶活性衰减率减小,作物生长率增加,节间维管束数目和大小及枝梗过氧化氢酶活性增加;(3) 茎鞘非结构碳水化合物积累和输出速率增加,比叶重和粒叶比提高,穗总粒数增加,进而增加产量.两系杂交稻培两优210作中稻栽培时其适宜留低桩,留桩高度10 cm处理再生稻具有"源"足"流"畅"库"大的特点.     

高浓度CO2对稻穗不同位置籽粒结实和米质性状的影响

不断升高的大气CO₂浓度影响水稻颖花发育、灌浆结实和品质形成,但这种影响是否与籽粒在稻穗上的着生部位有关尚不清楚.利用稻田FACE (Free-Air CO₂ Enrichment)平台,以优质丰产粳稻‘武运粳23’为材料,CO₂处理设背景CO₂浓度(Ambient)和高CO₂浓度(增200 μmol·mol^-1, FACE)两个水平,研究开放大田条件下高浓度CO₂对水稻颖花密度、籽粒结实能力、稻米外观和食味品质的影响及其与稻穗不同着生位置的关系.结果表明:FACE处理使武运粳23籽粒产量平均增加18.3%,从产量构成因素看,穗数和饱粒重分别增加21.4%、9.4%,每穗颖花数、饱粒率平均减少9.0%、2.2%.FACE水稻饱粒率下降主要与稻穗不同部位空粒率大幅增加有关.FACE水稻每穗颖花数减少主要与稻穗上部、中部二次枝梗现存颖花大幅减少有关,而其他位置颖花数均无显著变化;稻穗不同位置饱粒重和饱粒率对FACE的响应无显著差异.FACE处理使绿粒率下降,但糙米长度和宽度均增加,稻穗不同部位趋势一致.FACE使垩白粒率(增幅59%)、垩白度(增幅55%)均极显著增加,增幅表现为稻穗一次枝梗>二次枝梗、上部>中部>下部.FACE使稻穗不同位置稻米直链淀粉含量略增,使最高粘度、热浆粘度、崩解值、最终粘度和消减值略降,但多未达显著水平.FACE使稻米糊化温度显著下降,弱势粒的降幅大于强势粒.综上,高浓度CO₂环境下武运粳23产量增加主要与穗数增多和籽粒增重有关,而稻穗明显变小;高浓度CO₂使稻米绿粒率减少,垩白增多,而对蒸煮食味品质影响较少;颖花着生位置对高浓度CO₂环境下水稻颖花发育、结实和品质的影响因不同测定指标而异.     

A Pyramid Breeding of Eight Grain-yield Related Quantitative Trait Loci Based on Marker-assistant and Phenotype Selection in Rice （Oryza sativa L.）

1000-Grain weight and spikelet number per panicle are two important components for rice grain yield.In our previous study,eight quantitative trait loci(QTLs)conferring spikelet number per panicle and 1000-grain weight were mapped through sequencing-based genotyping of 150 rice recombinant inbred lines(RILs).In this study,we validated the effects of four QTLs from Nipponbare using chromosome segment substitution lines(CSSLs),and pyramided eight grain yield related QTLs.The new lines containing the eight QTLs with positive effects showed increased panicle and spikelet size as compared with the parent variety 93-11.We further proposed a novel pyramid breeding scheme based on marker-assistant and phenotype selection(MAPS).This scheme allowed pyramiding of as many as 24 QTLs at a single hybridization without massive cross work.This study provided insights into the molecular basis of rice grain yield for direct wealth for high-yielding rice breeding.     

粳稻穗角与谷粒性状的相关性及谷粒性状遗传分析

粳稻穗角小的品种产量高而品质差。谷粒性状与产量和品质都有关联。为培育产量与品质相协调的品种提供相关遗传信息, 测定了粳稻直立穗品种丙8979和弯曲穗品种C堡及其重组自交系349个株系的穗角和7个谷粒性状, 分析了穗角与谷粒性状之间的相关性, 并运用主基因+多基因混合遗传模型, 对7个谷粒性状进行了遗传分析。结果表明, 穗角与粒厚、长厚比和宽厚比均无显著相关, 而与千粒重、粒长、粒宽和长宽比均呈极显著正相关。7个谷粒性状均受2对主基因+多基因控制, 2对主基因的作用方式因性状而异。千粒重、粒长、长厚比和宽厚比4个性状以主基因遗传为主; 粒宽、粒厚和长宽比3个性状以多基因遗传为主。     

水稻散状穗突变体sp的遗传分析及基因初定位

水稻(Oryza sativa)是我国最主要的粮食作物之一, 其穗部形态直接影响着水稻产量和稻米品质。在秋光和七山占构建的重组自交系群体中发现了1个散穗突变体材料sp (spreading panicle), 田间表现为穗部一次枝梗向外延伸, 与穗轴夹角增大, 且向四周散开, 故暂命名为散穗突变体sp。与野生型相比, 突变体sp穗重、每穗粒重、千粒重、粒宽以及粒厚均极显著减少, 推测SP可能是1个参与调控穗部形态建成和颖花发育的基因。遗传分析表明, 该性状受1个显性核基因控制。利用sp与02428构建的F₂群体进行基因定位, 将该基因定位在4号染色体长臂端, 位于E3和RM17578之间的62.9 kb区域内。该结果将为SP基因的图位克隆和揭示其作用机理奠定基础。     

不同生育阶段夜温升高对双季水稻产量的影响

利用两间玻璃温室内夜间不同的温度条件,研究了水稻不同生育阶段的夜温升高对双季早、晚稻产量的影响.结果表明：播种-幼穗分化（一次枝梗分化期）期间夜温升高,有利于双季水稻的分蘖,植株有效穗数显著增加,平均夜间最低温度每升高1 ℃,双季早、晚稻的产量分别提高10.02%～13.18%和6.52%～7.78%（P＜0.01）;幼穗分化-抽穗（10%稻穗抽出剑叶鞘）期间夜温升高,导致颖花退化,使每穗发育颖花数减少,平均夜间最低温度每升高1 ℃,双季早、晚稻的产量分别下降3.76%～6.67%和3.66%～6.94%（P＜0.01）;灌浆结实期（抽穗-成熟）夜温升高,双季早稻的结实率和产量显著下降,而双季晚稻的结实率和产量显著提高,平均夜间最低温度每升高1 ℃,双季早稻的产量下降2.07%～5.61%（P＜0.05）,双季晚稻的产量提高1.63%～2.28%（P＜0.05）.表明不同生育阶段的夜温升高对双季水稻产量的影响存在明显差异.     

两个水稻骨干恢复系重要农艺性状的遗传基础研究

水稻骨干恢复系是指在杂交稻育种中广泛应用的一类恢复系。探明骨干恢复系的遗传基础,发掘其重要农艺性状基因/QTL,对分子标记辅助选择水稻恢复系育种具有重要应用价值。本研究以生产上广泛应用的三系骨干恢复系成恢727和两系骨干恢复系9311为亲本,培育了具有250个系的重组自交系群体。分别在2015年三亚和2016年合肥两个环境下进行了9个重要农艺性状表型和SSR分子标记基因型鉴定,用SAS9.2分析表型数据,用QTL Ici Mapping v4.1进行QTL定位分析。在三亚和合肥两个环境下共检测到39个QTL,三亚检测到16个,分布于第1、2、4、7、8、10、11和12染色体上;合肥检测24个,分布于第1、2、3、7、8、9、10和12染色体上。其中qPH1-1在三亚和合肥两个环境下都能检测到,加性效应分别为-1.75和-2.46。在检测到的39个QTL中,有24个QTL的增效等位基因来自恢复系成恢727,15个QTL的增效等位基因来自9311。共计有26个QTL曾被前人定位,13个属于尚未见文献报道的新QTL。另外,在RM279~RM521、RM336~RM3534、RM25~RM547、RM553~RM160、RM222~RM271区段内检测到5个多效性QTL位点。其中RM25~RM547位点与已经克隆的基因Ghd8位置相近。RM553~RM160位点是一个新的多效性位点,分别控制每穗实粒数、单株产量和结实率,而且效应和表型变异贡献率都较大。其余3个位点在前人的研究中分别有所报道,但其多效性则是在本研究中首次发现。在本研究新发掘到的QTL中,控制穗数的QTL qPN12-1,控制穗长的QTL qPL1-2和qPL10-1,控制总粒数的QTL qSNP2-1和qSNP10-1,控制结实率的QTL qSF3-1,控制千粒重QTL qTGW7-1和控制产量的QTL qGY1-1效应均比较大,解释的表型遗传变异比例也较高。本研究的结果将会为相关性状QTL的精细定位、克隆和育种应用奠定基础。