晚籼杂交稻LAI、SPAD和LTR的动态变化及对产量性状的影响

【目的】研究晚籼杂交稻单株穗数、叶面积指数(Leaf area index,LAI)、叶片SPAD和透光率(Light transmittance rate,LTR)等指标的动态变化,进一步明确它们之间的相互关系及其对杂交稻产量和产量性状的影响,为杂交水稻育种和生产实践提供理论指导。【方法】以华南地区广泛应用的5个三系不育系和6个恢复系配置杂交组合,于2021年晚季在广州进行27个杂交组合的随机区组试验,分析杂种光合参数的动态变化规律以及不同发育阶段各光合参数对产量及产量性状的影响及相关性。【结果】杂种茎蘖数自移栽后直线上升,于移栽后25 d达分蘖高峰,始穗期(移栽后60 d)进入平稳期;杂种LAI自移栽后快速上升,于幼穗分化后期(移栽后50 d)后达最高值,之后进入回落期;叶片SPAD自移栽后逐步走低,生长发育前期组合间叶片SPAD差异不明显,进入灌浆结实期后存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异;杂种群体LTR随发育进程呈逐步下降趋势。相关分析表明:分蘖盛期前(移栽后10~20 d)以及始穗期至灌浆期(移栽后60~76 d)的单株茎蘖数与杂种产量呈极显著正相关,增产作用主要通过增加单株实粒数实现;分蘖盛期至幼穗分化后期(移栽后25~50 d)的茎蘖数过多,增加了杂种群体的无效分蘖,造成杂种结实率下降和产量显著降低;分蘖前期(移栽后20 d)和始穗期(移栽后60 d)杂种LAI与产量呈极显著和显著正相关,相关系数分别为0.296和0.255,增产作用主要通过提高单株实粒数和千粒质量实现;灌浆期(移栽后76 d)的LAI与产量呈极显著负相关,相关系数为-0.312;生育前期(移栽后15~50 d)杂种SPAD对产量具有显著或极显著增产效应,而灌浆结实期(移栽后76~90 d)的SPAD则造成极显著减产;杂种群体LTR与产量呈极显著负相关,分蘖前期(移栽后20 d)和幼穗分化前期(移栽后38 d)的LTR与产量的相关系数分别为-0.282和-0.384。【结论】‘天丰A’‘五丰A’‘广恢998’和‘广恢308’组合的前期分蘖力强,茎蘖数多,叶面积系数大,早生快发性好;‘扬泰A’‘广恢998’等组合前期LTR较低、后期较高,有利于植株光合作用和产量提高。在不同生长发育阶段,光合参数通过影响杂种的不同产量性状,实现对杂种产量的影响。通过光合参数与杂种产量回归方程的拟合,能较好地对杂交水稻早期产量进行预测。

水稻快速育种技术的研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,在保障粮食安全方面发挥着主力军作用。得益于科技发展尤其是水稻育种科技的进步,自水稻矮化育种和杂交水稻的大面积应用以来,我国水稻单产先后实现了两次质的飞跃。新时期消费者对水稻品种和稻米产品的需求越来越多元化,当前的水稻育种效率仍不够理想,难以满足未来需求。作为自花授粉作物,水稻在育种过程中的杂交分离世代需要经过多代连续自交才能实现性状的纯合稳定。然而,大田环境下水稻生长周期长、难以进行周年种植,导致水稻育种周期长,成为水稻育种的瓶颈之一。快速育种(Speed breeding)技术是近年来兴起的通过环境调节和生长调控等综合措施促进作物生长、开花和成熟从而加快作物世代进程的新技术,可以缩短从种子到种子的繁育周期,实现一年多代繁育,有望显著缩短育种年限、提升育种效率。本文以水稻为重点,从作物快速育种技术的兴起、水稻快速育种的研究概况、水稻快速育种中的关键基因、影响水稻繁育周期的环境因素、快速育种与现代育种技术的融合等方面,系统梳理水稻快速育种的研究现状和进展,并对该领域研究面临的挑战及今后的重点方向进行讨论和展望,旨在推动水稻快速育种技术的发展和应用,提升水稻育种效率,为保障粮食安全和农业可持续发展提供有益参考。

籼型光温敏核不育系GD-1S的选育与利用

籼型光温敏核不育系GD - 1S是利用W74 15S作为不育基因源与广东晚籼品种特青杂交选育而成 ,于 1999年 6月通过广东省科技厅组织的技术鉴定。GD - 1S株型集散适中 ,育性转换特性稳定 ,高抗稻瘟病 ,开花习性和品质性状较好 ,容易繁殖制种。而且该不育系穗大粒多 ,较易组配出大穗重穗型两系杂交稻新组合。利用该不育系育成了粤杂 12 2、粤杂 889和粤杂 174等两系杂交稻新组合 ,其中粤杂 12 2已于 2 0 0 1年

水稻光温敏核不育系GD-1S冷灌繁殖高产技术

介绍了GD -1S的基本特征特性 ,并从冷灌繁殖基地的选择、播种期的合理安排、田间管理措施、冷灌时期和灌水深度、病虫防治及防杂保纯等方面总结了GD -1S的冷灌繁殖技术。

广东优质两用核不育系的选育策略及利用评价

根据广东省的具体情况 ,初步确定广东实用型两用核不育系的光温不育类型以温敏型为主 ,适当兼顾光温互作型 ,不育起点温度 2 2～ 2 3℃。介绍了不同熟期两用优质核不育系的选育策略 ,以及GD 8S、安农S 1/浙92 4 8等几个新育成的优质两用核不育系的生产利用前景。

籼型光温敏核不育水稻不育性的遗传研究

研究了4个光温敏核不育水稻的育性在不同遗传背景影响下的遗传表达，结果表明W6154S、W7415S、N12S和N18S的育性均由2对核隐性基因控制，但因遗传背景的不同，育性的遗传表达机制极为复杂．通过对F2、F3群体育性的进一步分析，提出了“育性恢复基因的不完全显性及剂量效应”假说．同时，就分离群体育性分离模式的多态性进行了讨论．

超级杂交稻粤杂889的选育与应用

粤杂889是广东省农科院水稻研究所利用光温敏核不育系GD-1S与优质恢复系R889测配而成的两系超级杂交稻组合,日产量达108.31kg/hm2,2004年2月通过了广东省农作物品种审定。并对粤杂889的产量表现、主要农艺性状、米质、抗性等进行了介绍。

籼型温敏核不育水稻GD-5S的选育与初步利用

籼型水稻温敏核不育系GD-5S是利用安农S-1与东B杂交的中间材料作为核不育基因源,与早籼品种浙9248杂交选育而成,于2006年6月通过广东省科技厅组织的技术鉴定。GD-5S株型较紧凑,早生快发性好,育性转换特性稳定,抗稻瘟病,开花习性和稻米品质性状较好,配合力强,容易繁殖制种。利用该不育系育成了粤杂510、粤杂583等两系杂交稻新组合,其中粤杂510已于2007年3月通过广东省品种审定。

优质抗病恢复系广恢998的选育及其组合的推广应用

引进具有不同遗传背景、亲缘较远、优缺点互补的常规稻与杂交稻恢复系进行杂交、复交,再通过多世代、不同生态条件下的系统选择和鉴定筛选,培育出配合力好、恢复力强、恢复谱广、穗数多、品质优、稻瘟病抗性好、适应性广的优良三系恢复系广恢998。利用广恢998与生产上广泛应用的不育系测交,组配成16个杂交稻组合应用于生产。广恢998系列组合具有穗数多、高产稳产、品质优良、稻瘟病抗性好、适应性广等特点,在全国累计推广面积达514万hm2,增加经济效益209.50亿元,为我国水稻生产发展和粮食安全作出了重大贡献。

无花粉低温敏核不育系GD-7S的选育策略及其特征特性研究

利用光温敏核不育系测64S作不育基因源与广东省农科院水稻所新育成的优质中间品系“312/R3550”杂交,通过连续多代定向选择和育性鉴定,育成无花粉型温敏核不育系GD-7S,并于2003年9月通过广东省科技厅组织的技术鉴定。该不育系具有育性稳定,不育历期长,植株矮,分蘖能力强,开花习性好,配合力强,繁殖制种容易,品质好等特点。

两用核不育水稻的选育与利用研究进展

综述了光敏核不育水稻的发现、鉴定及光温敏核不育水稻育种的优势,并从核不育基因供体和受体的选择方面阐述了核不育系的选育方法。同时,还综述了我国两用核不育水稻杂种优势利用方面所取得的进展。

籼型光温敏核不育基因的等位性研究

将 4种不同种质的 7个籼型光温敏核不育水稻在可育期内相互杂交 ,将其杂交组合的F1、F2 代在广州长日高温条件下种植 ,观察其育性表现 ,并进行等位性测验 结果表明 ,N1 2S与N1 8S的不育基因完全等位 ,W741 5S与5 46 0S之间 ,安农S - 1与W741 5S、N1 2S(N1 8S)之间光温敏不育基因部分等位 ,即它们两两之间存在 1对位点相同的不育基因 W6 1 5 4S与所有其他 6个不育系 ,衡农 - 1S与所有其他 6个不育系 ,5 46 0S与W741 5S之外的其他 5个不育系 ,不育基因均完全不等位 文章还对不育基因等位性划分标准 。

水稻温敏核不育系不育性遗传研究

选用不同种质温敏核不育系安农Ｓ－１、衡农－１Ｓ、５４６０Ｓ和Ｗ６１５４Ｓ与常规品种特青、湘早籼１号、ＶａｒｙＬａｖａ１３１２进行不完全双列杂交。结果表明，安农Ｓ－１、衡农－１Ｓ的育性由核内隐性单基因控制，但因遗传背景的不同，育性的遗传表达存在差异，基因的外显率及表现度是造成这种现象的主要原因；５４６０Ｓ及Ｗ６１５４Ｓ的育性由核内隐性双基因控制，其育性的表达较为复杂，受遗传背景及环境条件的影响较大。并讨论了经典遗传学理论研究光温敏不育性的适合性问题，以及遗传背景、环境条件对育性表达的影响。

廖亦龙诗词——送谢明道先生《蝉鸣集》而作

七绝三首读《蝉鸣集》有感今朝有幸听“蝉鸣”,泪眼依稀旧梦惊。不问仄平和用韵,梓桑激我吐真情。

四种温敏核不育水稻不育性的遗传分析

选用安农S－1，衡农-1S，5460S及W6154S四种不同种质温敏核不育系与特青、湘早籼1号、VaryLava1312三个常规品种进行不完全双列到杂交（4×3），并于1994、1995年长日高温条件下种植其F1、F2、F3及BC1代，观察其育性变化状况，以进一步探明各不育系的遗传构成以及不育基因在不同遗传背景中的表达本质。结果表明安农S－1、衡农-1S的育性由核内隐性单基因控制，但因遗传背景的不同，育性的遗传表达存在差异。认为基因的外显率及表现度是造成这种现象的主要原因。5460S及W6154S的育性由核内隐性双基因控制，其育性的表达较为复杂，受遗传背景、环境条件的影响较大。同时，本文就经典遗传学理论研究光温敏不育性的适合性及遗传背景、环境条件对育性表达的影响等问题进行了讨论。

晚籼弱感光型杂交稻遗传型的适应性及其稳定性分析

对晚籼弱感光型杂交稻的适应性及其稳定性参数分析的结果表明，博优大占、博优１２２ 和博优８８０ 具有很好的丰产性，但适应性和稳定性稍差，应采用“良种良法”，加强栽培管理措施，充分发挥其增产潜力。目前生产上广泛应用的品种博优９０３ ，由于种植年限的延长，抗性、丰产性和适应性都不断下降，宜选用抗性和丰产性好、米质优的博优１２２ 。

几个水稻早熟两用核不育系的选育及利用评价

从核不育基因源、核不育基因受体和低世代核不育系的筛选方法等方面阐述了几个水稻早熟两用核不育系的选育策略 ,同时对新选育的几个早熟核不育系GD - 4S、GD - 5S和GD -

华南晚籼杂交稻产量性状差异性比较及配合力分析

以华南地区广泛应用的不育系和恢复系配置杂交组合,对华南晚籼杂交稻的产量性状差异及其配合力和遗传力进行比较分析。结果表明:泰丰A、广恢998、广恢122组合的单株有效穗数较多,分别达到8.78、7.93、7.91。单株实粒数以五丰A、华占、广恢308、广恢998和扬泰A组合较多,分别达到1 079.5、1 050.6、1 026.7、994.7和990.2。明恢63、桂99和荣丰A组合的单株有效穗数较少,分别为7.05、7.19和7.24;其单株实粒数也较少,分别为755.1、852.3和894.1;但其千粒质量较大,分别达26.91、24.64和24.89 g。广恢308、华占和广恢998单株有效穗数一般配合力较好,分别为5.395、4.509和2.217;其结实率以及单株实粒数的一般配合力也较高,利用其配组容易获得高产稳产的杂种后代。产量方面,不育系扬泰A和五丰A配置的组合具有较高的产量优势,分别为7.20和7.27 t/hm^(2);广恢308、华占和天丰A组合的产量一般配合力分别为8.418、4.684和3.836。结实率、产量、单株有效穗数和单株实粒数这4个产量性状以加性效应为主,而千粒质量和生育期则存在较大的显性或/和上位性效应。除结实率外,其它一般配合力较低的双亲间也存在较好的特殊配合力。

利用分子标记辅助选择聚合Pi-1和Pi-2基因改良两系不育系稻瘟病抗性

以含广谱稻瘟病抗性基因Pi-1和Pi-2的BL122为供体,温敏核不育系GD-7S为受体,通过杂交、回交和自交并结合分子标记辅助选择,将Pi-1、Pi-2基因导入温敏核不育系GD-7S中,获得5个携带两个抗性基因的纯合改良不育株系。利用34个广东代表性稻瘟病菌株接种鉴定,5个改良株系的抗性频率为94.12%-97.06%,而对照GD-7S抗性频率仅为17.65%;自然病圃诱发鉴定5个改良株系的叶瘟和穗颈瘟均为0级,表现高抗。经自然条件和人工气候箱育性鉴定,改良株系与对照均为无或少花粉败育类型,自交结实率为0,说明不育起点温度与对照基本一致。统计分析表明,除剑叶长和每株穗数外,改良株系与对照在其他农艺性状方面均无显著差异。与恢复系L38杂交,改良株系的杂种F1与对照的F1大多农艺性状无显著差异,说明改良株系基本保持了GD-7S的农艺性状和配合力。

一种水稻香味基因功能标记的开发

为了提高水稻香味基因的分子标记辅助选择的准确性,根据水稻隐性香型品种与非香型品种的BAD2基因(即香味基因)序列之间存在8bp碱基缺失,设计出香味基因fgr的InDel功能标记GRFM04。利用该标记对粤丰B(香型)/振丰B(非香型)的F2分离群体和其他16份香稻品种和6份非香稻品种进行检测验证。依据其PCR扩增产物电泳带型,可以准确地区分出香型纯合基因型、非香型纯合基因型和杂合基因型3种带型,且3种带型与其植株或品种相应的香味性状表现完全呈一一对应关系。