早熟晚粳糯稻新品种扬粳糯5号的选育与应用

扬粳糯5号是江苏里下河地区农业科学研究所以高产糯稻品系镇稻622为母本、优质广适糯稻品种镇糯19号为父本进行杂交,结合稻瘟病抗性基因和米香基因的分子标记辅助选择培育成的优质高产抗病早熟晚粳糯稻新品种。扬粳糯5号全生育期153.9d,株高97.6cm,每亩有效穗21.6万,每穗总粒数120-140粒,结实率90%以上,千粒重27~28g。抗稻瘟病,中感白叶枯病,感纹枯病;稻米品质达农业行业《食用稻品种品质》一级标准。2021年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,同时通过安徽省和浙江省引种备案,适宜在江苏、安徽、浙江等省沿江及江南地区种植。

优良食味粳稻品种金香玉1号产量与品质对播期的响应

以优良食味粳稻新品种金香玉1号为试材,设置3个不同播期[05-15(S1)、05-25(S2)、06-05(S3)]研究不同播期对其产量和品质的影响。结果表明:播期对金香玉1号产量及其构成、品质等指标有显著影响。随播期的推迟,金香玉1号有效穗增加,每穗总粒数、结实率、千粒重和产量呈下降趋势,其中播期推迟对每穗粒数和产量影响差异显著。随播期的推迟,金香玉1号整精米率下降,垩白率和垩白度呈下降趋势,播期推迟对整精米率和垩白度影响差异显著,但播期推迟显著提高稻米的峰值黏度和崩解值,改善稻米的食味品质。

抗稻瘟病和白叶枯病籼稻新种质R156的创制

扬稻6号是杂交水稻育种中被广泛应用、具有重要地位的骨干亲本,但其稻瘟病抗性和白叶枯病抗性均普遍偏弱。通过分子标记辅助选择,将抗稻瘟病基因Pigm和Pi33、抗白叶枯病基因Xa21和Xa23导入到扬稻6号,借助重测序技术最大限度地消除每个抗性基因的连锁阻力,构建了高背景回复率近等基因系NIL^(Pigm)、NIL^(Pi33)、NIL^(Xa21)和NIL^(Xa23),表现为稻瘟病或白叶枯病抗性的明显改良。在此基础上,进一步通过基因聚合创制了性状优良、包含所有4个抗性基因的优良株系R156,可作为水稻分子育种的核心种质。

调控水稻分蘖角的分子机制研究进展

水稻是我国第一大粮食作物,在农业生产上具有重要的战略地位。随着人口快速增长、城市化进程加快,有限的产量提升使得水稻生产正面临着严峻挑战。培育产量显著提高的水稻品种对于保障粮食安全和实现农业可持续发展具有重要意义。理想株型是品种改良的重要方向,直接影响着水稻产量。分蘖角作为构建水稻理想株型最重要的核心要素之一,它通过调节水稻群体光能利用效率进而影响单位面积产量。生产实践表明,具有合适分蘖角的水稻品种往往表现出更好的抗倒性和稳产潜力。近年来,随着功能基因组学的快速发展,研究学者在水稻分蘖角调控基因的挖掘及其分子机制解析方面取得了诸多重要进展。本研究系统总结了调控水稻分蘖角的功能基因及其遗传代谢网络,重点阐述了水稻分蘖角的驯化过程、重力反应介导的分子遗传途径以及植物激素和环境因素的调控机制,并展望了现有理论框架下未来的潜在研究方向,以期为高产、理想株型新品种的遗传改良和分子设计育种提供重要理论支撑。

CRISPR/Cas基因编辑系统在水稻中的研究进展

基因编辑是一种能对特定基因进行修饰的基因工程技术,能快速对靶点基因编辑,是高效捕获目的基因、快速研究目标基因功能的重要手段,在基因功能研究和作物育种等方面有着重要意义和广阔的应用前景。基因编辑利用特异的DNA结合元件和切割元件开展编辑工作,然而该技术最需注意的是特异性和脱靶率问题,不同时期的基因编辑技术也针对上述2个问题进行改良,目前应用最为广泛的是CRISPR/Cas9,Cas12a由于其特异性高且脱靶率大大降低也受到越来越多的关注。本文对基因编辑的技术发展及特点、CRISPR/Cas9和Cas12a的技术优势进行介绍,并对这2种技术在水稻产量、抗性及品质中的研究进展进行综述,同时对拓展CRISPR/Cas基因编辑技术在水稻中的应用提出展望,为基因功能鉴定及遗传改良提供参考。

优质抗病粳稻新品种扬香玉200的选育与应用

扬香玉200是江苏里下河地区农业科学研究所与江苏焦点富硒农业有限公司合作育成的稻瘟病抗性与优质高产协同提升的迟熟中粳稻新品种。该品种于2023年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,具有稻米品质优、综合抗性好、高产广适等优点。介绍了该品种的选育过程、特征特性以及主要栽培技术。

InDel和SNP标记在水稻图位克隆中的应用

在水稻功能基因的图位克隆中,常需要高密度的分子标记,而目前公布的各种标记的密度还远未达到令人满意的程度。InDel和SNP标记是新型的分子标记类型,基本可以满足精细定位目的基因的需要。InDel和SNP标记可以较容易地通过生物信息学的方法获得,而且经济实用、特异性高、稳定性好。介绍了设计InDel和SNP标记的方法,并以一个水稻卷叶基因的研究为实例,介绍了在基因精细定位研究中利用这两种标记的方法和提高标记设计成功率的注意点。

水稻黑条矮缩病抗性QTL分析

利用珍汕97B/明恢63的重组自交系群体,采用自然发病鉴定的方法,以穴发病率为表型值,对各株系进行黑条矮缩病抗性鉴定。群体的穴发病率偏向于抗病亲本,且呈连续性分布,表明水稻黑条矮缩病抗性受数量性状基因控制。利用WinQTLcart2.5软件对黑条矮缩病抗性QTL进行分析,共检测到6个QTL,其中第6、11染色体上各有2个,第7、9染色体各有1个。第6、7、9染色体上的4个QTL在两个地点都能检测到,是稳定表达的QTL,尤其是第6染色体上的2个QTL,LOD值分别为12.09和9.77,贡献率分别为20.20%和18.68%,是主效QTL,能在分子标记辅助选择育种中加以利用。

聚合稻瘟病抗性基因Pizt和Pib培育江苏粳稻稻瘟病抗性新品种

稻瘟病是对水稻生产具严重威胁的真菌病害,培育聚合多个抗稻瘟病基因的抗病品种是防控该病最为经济有效的途径。以优质、高产、感稻瘟病的中间材料L0为受体亲本,与携带Pizt和Pib基因的粳稻品种武运粳21号杂交,经分子标记及系谱选择、抗性鉴定和农艺性状鉴定,获得6个不同类型的稳定株系。苗瘟及穗瘟抗性鉴定表明,含不同基因组合的抗性效应存在显著差异,其中携带Pizt/Pib的L5株系抗性频率与武运粳21号相当,显著高于仅携带Pizt或Pib的株系。将L5株系参加江苏省中熟中粳淮南迟播组中间试验,最后审定定名为扬粳3491。该结果表明利用粳稻中广泛分布的广谱抗病基因Pizt,再聚合其他染色体位点的抗性基因,可有效地提高江苏粳稻品种的稻瘟病抗性。这一研究还表明利用分子标记选择可快速实现多个抗病基因的聚合,有效缩短水稻抗病育种进程。

优质迟熟中粳新品种扬粳805的选育与利用

扬粳805是江苏里下河地区农业科学研究所、江苏金土地种业有限公司以优质中间材料香粳49/盐187//香粳111为母本、抗病材料镇稻99/9363为父本进行杂交,结合米香基因、稻瘟病抗性基因的分子标记辅助选择培育成的优质高产抗病迟熟中粳稻新品种。扬粳805全生育期152 d左右,株高95~102 cm,株型紧凑,分蘖力强,叶色浅绿,叶姿较挺,抗倒性较强,熟期转色较好;一般产量9 200 kg/hm2,有效穗300万/hm2,每穗总粒数110~140粒,结实率90%以上,千粒质量27~28 g。中抗穗颈瘟,抗条纹叶枯病,感纹枯病,中抗白叶枯病;稻米品质达国标二级优质稻谷标准。2013年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,适宜在江苏省苏中地区及宁镇扬丘陵地区种植。

一个水稻卷叶基因rl_(t)的精细定位

叶片适度卷曲是水稻理想株型塑造的重要组成部分。卷叶基因rl(t)在杂合状态下可使叶片适度卷曲,增加水稻产量,具有较高的育种利用价值。以卷叶珍汕97B[携带rl(t)基因]与平展叶品种奇妙香(轮回亲本)杂交并回交的BC5F3和BC5F4为定位群体,在前人关于rl(t)的定位区间内设计了15对多态性分子标记,将rl(t)精细定位于第2染色体上分子标记P95053和P113.6之间的11kb范围内,遗传间距约0.04cM。区间内只包含1个释义基因,预测编码GL2类同源异型结构域,属于同源异型盒家族中的HD-GL2类(也称为HD-ZIPⅣ)转录因子。卷叶基因rl(t)的精细定位为克隆目标基因和研究其调控机理奠定了基础。

一种水稻营养生长期快速出叶基因型的发现及初步分析

通过对14个水稻品种分期播种试验，发现在籼稻品种盐恢559中存在一种营养生长期快速出叶基因型．将盐恢559与出叶速率最慢的Lemont进行比较，两者在各播期的播始历期均相近的情况下，前者的主茎叶片数始终比后者多4～5张，出叶速率极显著快于后者，且出叶速率差异主要表现在秧田期和大田营养生长期，幼穗分化期两品种的出叶速率差异不显著。分析盐恢559、Lemont及其配制的2个回交群体及F2群体的单株出叶速率，推测盐恢559的快速出叶性状为多基因控制的数量性状，其中可能存在效应较大的数量基因。通过对双亲及回交后代群体中部分类型亚群体性状调查发现，这种基因型出叶速率快，单株茎蘖数、茎蘖增加速度以及高峰苗均相对较高，单株有效穗数、每穗粒数明显高于出叶速率慢的类型。讨论了对这种快速出叶基因型进行深入研究的必要性及育种应用的可能性。

水稻光温敏雄性核不育系扬稻6号S不育基因的遗传分析与分子定位

扬稻6号是目前两系杂交籼稻生产中应用面积最大的恢复系，通过“实践八号”育种专用卫星搭载扬稻6号进行航天诱变，筛选出一个光温敏雄性核不育系扬稻6号S。以扬稻6号S与井冈旱稻1号杂交并回交的F2及BC2F2为定位群体进行不育基因的遗传分析。结果表明：扬稻6号S不育性受1对隐性不育基因（暂命名为ptgms2—2）调控，该不育基因被定位于第2染色体标记InDel2-4085和1nDel 2-5846之间，物理距离为200kb。对候选基因进行测序分析，发现在开放阅读框内起始密码子下游70～71bp处存在差异，扬稻6号为GC，扬稻6号S为TA，2个碱基突变导致密码子由GCG变为终止密码子TAG。

不同基因型水稻种质对黑条矮缩病抗性的初步分析

对包含不育系、中籼稻恢复系、粳稻恢复系和常规粳稻等不同类型在内的175份水稻种质进行水稻黑条矮缩病的自然诱发鉴定,同时调查粳稻条纹叶枯病的发病率,通过聚类分析等方法进行抗感分类和评价。结果表明:水稻黑条矮缩病与条纹叶枯病呈相互独立的遗传关系;不同基因型水稻种质对黑条矮缩病的抗性存在极显著差异,可分为抗/高抗、中抗、中感、感和高感等5种类型,三系早籼稻不育系基本为感或高感型,绝大多数的中籼稻恢复系为抗病型,通过籼粳杂交培育的粳稻恢复系基本为感或中感型,而常规粳稻中分布有抗、中抗、中感、感和高感的不同基因型。筛选抗性种质,加以创新和改良,可有效开展水稻黑条矮缩病抗性育种应用研究。

播期和栽插密度对水稻扬粳805产量与品质的影响

以优质高产水稻品种扬粳805为材料,设置3个播期(S1.5月10日,S2.5月25日,S3.6月4日)和3种密度(37.5万穴·hm-2,D1.每穴1苗,D2.每穴2苗,D3.每穴3苗)处理,研究播期和栽插密度对其产量和品质的影响。结果表明:随着播期的推迟,产量先增加后下降,S2处理产量最高,达到10.33t·hm-2;随着栽插密度的增加,产量先增加后下降,D2处理产量最高,达到10.18t·hm-2。随着播期的推迟,整精米率下降,垩白率和垩白度先下降后上升,胶稠度增加,淀粉黏滞特性以S2处理最优。随着栽插密度的增加,整精米率、垩白率和垩白度先上升后下降,加工品质D2最优,淀粉黏滞特性以D3处理最优。综合播期和栽插密度2个方面因素,扬粳805在5月25日播种、每穴2苗的栽培条件下,水稻产量与品质协同提高。

骨干恢复系扬稻6号配组优势研究

以扬稻6号、明恢63、特青3个著名恢复系与广占63-4S、培矮64S、粤泰A等3个具有代表性的不育系配制杂交组合,研究扬稻6号作为骨干恢复系的配组优势。结果表明:扬稻6号与明恢63、特青相比,配制的组合具有明显的生物产量优势和经济产量优势;顶3叶叶姿挺拔,基部节间坚实,抗倒力强;高效叶面积率高;具有高根系活性和光合生产能力。并讨论了扬稻6号在杂种优势上的利用价值。

育苗伴侣壮秧肥在水稻机插秧上的应用效应研究

采用育苗伴侣壮秧肥作机插秧育苗基肥,研究其应用效应,结果表明:与常规壮秧肥相比,育苗伴侣壮秧肥不仅能提高出苗率、成苗率,防止青枯死苗、黄苗、红苗的发生,而且能提高秧苗素质,增加盘根力度,增大秧龄弹性。移栽大田后,分蘖发生早,叶面积指数高,干物质积累多,增产显著。

我国抗除草剂水稻种质创制研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,稻田杂草是影响水稻产量和品质的主要因素。随着水稻直播稻等轻简化栽培种植面积的日益扩大,各种除草剂的应用日益普遍,除草剂的用量也逐渐增大,稻田抗性杂草及土壤高残留问题也日益严重。因此,加快各类除草剂抗性水稻种质创制与利用具有重要的意义。本文从除草剂的类型及其作用机理、我国抗除草剂水稻种质创制及应用等方面进行了综述,指出了我国抗除草剂水稻种质创制及应用过程中存在的问题,并对今后抗除草剂水稻种质创制及应用的可能发展方向进行了探讨。

水稻纹枯病菌毒素提纯及其组分初步分析

用不同方法提取的水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)毒素活性有显著差异,但紫外扫描图谱(最大吸收波长约220 nm)相似,表明其可能为同类物质。其中,以乙醚萃取法获得的粗毒素对水稻胚根伸长的抑制率最高,达94.63%,接种水稻叶鞘后可产生典型的纹枯病症状。将乙醚萃取法提取的粗毒素经2次Sephadex G-75凝胶柱层析纯化,收集活性峰而获得精毒素。薄层色谱(TLC)分析表明,该毒素为糖类物质。高效液相色谱(HPLC)检测显示,该毒素至少有4个特殊吸收峰,表明可能有4种组分。经红外光谱(IR)分析,该毒素含有N-H(或O-H)、C=O、C-N(或C-O)等基团。气质联用(GC-MS)检测表明,该毒素含有葡萄糖、N-乙酰氨基甘露糖和蔗糖,而不含苯甲酸、苯乙酸及其衍生物。

不同播期和密度对直播粳稻扬粳3012产量及品质的影响

以扬粳3012为材料,设置4个播期[S1(06-10)、S2(06-17)、S3(06-27)、S4(07-04)]和3种密度[播量D1(75 kg·hm-2)、D2(112.5 kg·hm-2)、D3(150 kg·hm-2)],研究其对直播稻产量和品质的影响。结果表明:播期对产量及构成、品质等指标影响显著,密度对产量影响显著。播期与密度存在交互作用,对总粒数、千粒重影响显著。随播期的推迟有效穗呈先增加后减少的趋势,每穗总粒数、结实率呈下降趋势,千粒重、产量呈增加趋势;随密度的增加有效穗增加,每穗总粒数和结实率下降,千粒重和产量增加;随播期的后移,整精米率提高,且播期S3整精米率最高;垩白率和垩白度随播期的推迟呈先下降后上升的趋势。随密度的增加,整精米率增加。随播期的推迟蛋白质含量增加,直链淀粉含量和胶稠度下降。随密度的增加胶稠度增加,直链淀粉含量下降。迟播和增密可提高稻米峰值黏度和崩解值,降低消减值,改善扬粳3012的食味品质。以S4D2和S3D1处理食味品质较好,说明适期迟播和增密可协同提高直播稻扬粳3012产量和品质。