田间不同淹水深度对耐低氧水稻和杂草生长的影响

耐低氧水稻是开展直播栽培的重要材料,但田间淹水条件对耐低氧水稻和杂草生长的影响尚不清楚。以8份耐低氧水稻为材料,设置3个淹水深度(0、3、5 cm),分析了直播淹水深度差异对水稻和杂草生长变化的影响。结果表明,直播后淹水0、3、5 cm,耐低氧水稻幼苗平均成苗率为97.1%、86.3%和78.9%,不耐低氧种质为94.8%、29.2%和15.6%,都表现出随淹水深度的提高成苗率下降的变化趋势。耐低氧水稻胚芽鞘有快速伸长的能力,分别在播后7~9 d和10~12 d突破3 cm和5 cm水表面,而不耐低氧的不能突破水层。在3个不同直播淹水环境中主要出现稗草、野荸荠和矮慈姑3种杂草,稗草和野荸荠的数量表现为0 cm淹水处理>3 cm淹水处理>5 cm淹水处理,矮慈姑数量表现为3 cm淹水处理>0 cm淹水处理>5 cm淹水处理。5 cm淹水深度对3种杂草的产生均有抑制效果,而3 cm淹水仅对稗草有较好的抑制效果。淹水防控杂草的直播栽培,耐低氧水稻株高、有效穗数、穗长、单株产量都有提高,但结实率降低。本研究结果可为耐低氧水稻水稻轻简直播栽培提供技术参考。

糯稻种质胚乳淀粉组分含量及其消化特性

采用体外酶消化法分析65个糯稻品种淀粉组分的含量、消化糖含量(淀粉消化产生的葡萄糖含量)与预测血糖指数。结果表明:糯稻品种各淀粉组分含量的差异很大,总淀粉为70.63%~76.72%,抗性淀粉为0.17%~3.79%,快消化淀粉为40.51%~52.37%,慢消化淀粉为19.92%~32.47%;糯稻淀粉消化释放的葡萄糖速率快且持续时间长,在餐后30 min内释放糖量激剧增加,之后持续下降,在60~90 min期间产生的葡萄糖量最少,在90~180 min期间表现持续而略有增加的变化趋势。预测血糖指数范围为67.1~79.1,有80%的品种高于70属于高糖品种,预测血糖指数值最高的品种是版纳糯18,最低的品种是德恢2290。淀粉组分含量与产生的葡萄糖量、预测血糖指数之间存在相关性,快消化淀粉有助于前期血糖的快速升高,慢消化淀粉和抗性淀粉对血糖的缓慢增加有益。研究结果可为需要控制血糖水平以及关注糯性食物品质的人群提供数据参考。

海拔差异对水稻雌配子体基因型选择及其后代表型遗传分化的影响

【目的】分析海拔环境差异对水稻雌配子体基因型选择及其对后代表型遗传分化的影响,为研究植物表型对海拔环境的遗传响应及利用海拔差异进行雌配子体选择育种的方法提供理论参考。【方法】利用2个滇1型细胞质雄性不育系与耐寒粳稻地方老品种杂交,在4个具有明显海拔背景差异的试验点构建并种植了7个水稻F1雌配子体基因型选择群体及其28个F2遗传分离群体,通过估算这些世代群体的形态性状差异来检测不同海拔条件对雌配子体基因型频率变化和后代表型遗传分化的影响。【结果】对F1雌配子体基因型选择群体的形态性状分析发现,在4个不同海拔点都检测到8个性状发生了偏分离,说明海拔背景差异对F1雌配子体基因型具有选择作用,且在2 200和400 m两种海拔环境的影响都大于海拔1 860和1 250 m;产生于海拔1 860 m群体的形态性状多样性指数最大,据此随产生海拔的升高和降低,其多样性指数均减小;差异性比较显示产生于2 200 m高海拔的群体几乎与其他3个海拔产生的群体在所有性状上的差异都达显著水平。对种植于不同海拔环境的28个F2遗传分离群体的形态性状分析,结果显示海拔差异导致的雌配子体基因型选择影响其F2群体的表型遗传分化,且产生海拔差异越大,其后代表型分化就越明显。经2 200和400 m选择过的分离群体,在7个性状上检测出21处差异达显著水平;经1 860和1 250 m选择过的分离群体,仅在3个性状上检测出6处差异达显著水平。总体变化趋势是,经高海拔2 200 m选择的群体,种植在不同海拔表现结实率高、整体生长势较差,而经低海拔400 m选择的群体的性状表现与高海拔的相反,经中海拔1 860和1 250 m选择过的群体表现多居于高、低海拔之间,但群体形态性状多样性指数较大。【结论】海拔环境差异对水稻F1雌配子体基因型具有选择作用,进而影响其后代的表型遗传分化,形成对不同海拔环境条件的生态适应性,这意味着利用海拔背景差异进行雌配子体选择育种的方法是可行的。

哀牢山东西两侧环境对水稻食味和农艺性状影响的分析

以哀牢山东西两侧海拔和纬度相似的3个环境种植的籼稻为研究对象,分析29个籼稻品系主要农艺和稻米食味性状的变化,研究种植环境对水稻农艺和品质性状的影响。结果表明:哀牢山东西两侧的3个种植环境对5个农艺性状均产生明显影响,东侧八宝和竹园2个环境对农艺性状影响的相似率为84.4%,均高于西侧遮放与东侧2个环境的相似率;在5个食味性状上,仅消减值和食味值2个性状受两侧种植环境影响,其中东侧八宝和西侧遮放2个环境对稻米食味性状影响的相似率最高,为60.3%。

特色香紫糯新品种滇香紫1号

滇香紫1号是利用广南紫米与鄂香1号进行杂交组配选育的有色稻新品种,由云南农业大学稻作研究所和墨江县农业技术推广中心自主选育而成,于2019年通过云南省农作物品种审定委员会审定(滇审稻2019001号),具有株型好、抗倒伏,花青素含量高,米粒紫黑色,香味浓,食味品质高,综合抗性好,推广应用前景好等特点。对其选育过程、特征特性及栽培技术措施等进行了介绍。

稻米抗性淀粉含量及其环境稳定性分析

【目的】食用高抗性淀粉含量稻米虽利于提高慢性病人群的健康水平,但培育出的高抗性淀粉含量水稻品种还较少。开展水稻种质资源抗性淀粉含量及其环境稳定性的研究,为高抗性淀粉含量水稻种质资源发掘和生产应用提供参考依据。【方法】参照爱尔兰Megazyme公司提供的方法测定稻米抗性淀粉含量,用PAST软件完成种质含量分布作图。通过一年多点试验评价抗性淀粉含量的环境稳定性,利用DPS软件完成含量方差分析。依据国家标准GB/T15683-2008分析了稻米直链淀粉含量。【结果】对1206份水稻种质稻米抗性淀粉含量分析,结果表明,绝大部分水稻种质稻米抗性淀粉含量低,含量低于2.5%的占87.6%,高于10%的仅占约0.2%。稻米抗性淀粉和直链淀粉含量存在显著正相关,但在高直链淀粉含量种质中未出现抗性淀粉含量高的品系,却在低直链淀粉含量种质中发现3份抗性淀粉含量高于10%的品系,其中1个优质软米品种Diangu2的抗性淀粉和直链淀粉含量分别为10.12%和12.3%,综合农艺性状优良,米饭食味性好。在3个不同环境种植18个不同抗性淀粉含量的品系,结果显示有13个品系的含量不受种植环境差异的影响,另5个品系的含量受环境影响,稻米的抗性淀粉含量除了受基因型影响外,还受种植环境、以及基因型与环境互作的影响。【结论】水稻种质资源稻米抗性淀粉含量普遍很低,抗性淀粉含量与直链淀粉含量虽存在显著正相关,但低直链淀粉含量种质中也可能存在高抗性淀粉的品种,所以培育稻米抗性淀粉含量高且食口性好的品种是可能的。稻米抗性淀粉含量主要受基因型控制,在不同环境中含量高的品种依然高,含量低的品种仍然低,那么高含量的品种可在其适种稻区种植生产大米,其含量不会被明显影响。

香稻品种滇屯502复壮品系稻米挥发性成分分析

【目的】滇屯502复壮研究筛选到了一批具浓郁香味的品系而挥发性成分迄今尚不清;揭示滇屯502及其5个复壮品系稻米的挥发性成分组成。【方法】采用顶空固相微萃取结合气质联用技术分析挥发性成分。【结果】滇屯502和5个复壮品系502-23、502-44、502-50、502-92及502-115的挥发性成分分别有85、76、71、77、68和72种,包括醛类、醇类、酮类、酯类、烃类、呋喃类、醚类、吲哚类和酚类,其中醛类、醇类和酮类成分的相对含量最丰富。从5个复壮品系502-23、502-44、502-50、502-92和502-115中鉴定出香稻关键香味化合物11种,含量分别为47.07%、46.02%、41.17%、44.63%和35.99%,它们的含量均高于滇屯502 (34.42%);香稻香味的特征化合物2-乙酰基-1-吡咯啉(2AP)的含量分别为0.77%、0.26%、0.34%、0.27%和0.26%,其中502-23的含量较滇屯502高16.67%;香气成分香叶基丙酮含量分别为1.96%、2.84%、3.92%、1.50%和1.96%。【结论】5个复壮品系稻米都含有丰富的香气成分,尤其含有较高含量的关键香气成分,说明它们的稻米具浓郁香味。

低氧环境对水稻萌发生长及生化指标的影响

以1 126份水稻材料为试验材料,采用5 cm静止水层对其幼苗耐低氧能力进行鉴定,测定耐低氧材料的相关生化指标。结果表明:低氧环境中绝大部分材料胚芽鞘能伸长,但仅约2.8%材料的幼苗顶端能超过5 cm水层表面并正常生长;淹水幼芽在第4天出现生长缓慢,不耐低氧材料此后一直生长缓慢或停止,而耐低氧材料在第6天能恢复生长直至顶端突破水表面层;在低氧和正常条件下,耐低氧材料的可溶性糖含量、淀粉酶活性和叶绿素含量均明显高于同期不耐低氧材料,而丙二醛含量明显较低。耐低氧材料表现出幼苗和胚根伸长快、淀粉酶活性高、可溶性糖含量多、丙二醛含量少的特征。

温度对水稻雌配子体基因型选择及其后代表型遗传分离的影响

温度对雌配子体选择较困难,研究报道较少。为探究温度对雌配子体基因型的选择作用,分别用高温和低温处理孕穗期和开花期的杂交组合群体(合系41A/‘小麻谷’、合系42A/‘小花谷’),并授予‘南34’花粉,共产生22个F1雌配子体基因型选择群体及其后代F2分离群体。对种植于3个不同海拔环境的这些群体的6个形态性状进行分析,结果显示:温度差异对水稻F1雌配子体基因型具有选择作用,并影响到F2代表型的遗传分离;高温35℃的选择作用大于低温16℃,开花期选择作用大于孕穗期;低温处理的选择群体,种植在海拔2 200 m和1 860 m的结实率高、但整体长势较差,而高温处理的选择群体长势较强、但结实率低。此外,海拔差异对各世代群体的表型有影响,其中1 860 m海拔的影响最小。本研究结果为利用温差对雌配子体选择育种提供一定的参考。

籼粳稻及恢复系Rf-1位点PCR片段的序列分析

水稻育性恢复基因是鉴别籼粳亚种的关键基因。本研究利用育性恢复基因Rf-1位点上的特异性引物68923-8对来源不同的籼、粳稻恢复系及非恢复系进行PCR片段的序列比对及遗传距离分析。结果如下:在籼稻中,非恢复系间的一致性为94.97%,恢复系间的一致性为88.03%,恢复系与非恢复系之间的一致性达到91.56%;粳稻中,非恢复系间的一致性为91.56%,恢复系间一致性为57.48%,但恢复系与非恢复系间的一致性却较低,为36.53%;比较籼粳稻之间发现,二者非恢复系间的一致性为57.66%,恢复系间的一致性为54.71%。遗传距离的分析也揭示与此相似的结果。聚类将供试材料分成三大枝:第一大枝包含籼稻恢复系、籼稻非恢复系及1个粳稻恢复系Ansanbyeo;第二大枝包含6个粳稻非恢复系;而滇Ⅰ型恢复系南34与BT型恢复系C418则单独成第三大枝,而且与其它两枝的同源性较低。结果表明:水稻籼-粳亚种的遗传变异反映在育性恢复基因Rf-1位点的DNA序列变异上。

云南山地梯田水稻滚直播栽培技术应用分析

人工移栽是中国实现水稻丰产成功的栽培技术。随着中国城镇化的快速发展和农村劳动力锐减,农业生产已出现用工缺乏的现象,致使人工移栽较难适应当前我国农村的发展。因此,探索和发展轻简栽培技术已成为水稻生产的重要研究方向。本研究结合云南优质八宝米生产,连续2年开展了人工移栽和滚直播水稻栽培比较试验。结果表明,与人工移栽相比,滚直播栽培生育期缩短约7 d,株高、有效穗数、倒伏性、稻瘟病发病率和产量等农艺性状都无显著差异,在栽秧和育苗2个环节用工量减少,在大田整理和苗期除草2个环节用工量增加。总体上,整个生产季节滚直播减少人工费约300元/667 m^2,能有效缓解农村栽秧季节集中用工的矛盾。研究结果可为云南山地梯田水稻机械化生产提供技术参考。

优质红糯米水稻新品种滇红151的选育

滇红151是云南农业大学稻作研究所利用改良籼稻品系南矮29与云南澜沧县阿哲龙马河坝红米品种进行杂交,经过多年多点选择而培育的籼型优质常规红糯稻新品种。该品种全生育期159 d,株型适中,茎杆挺拔抗倒伏,分蘖力中等,穗粒数多,穗着粒密,田间表现纹枯病和白叶枯病抗性好,轻感稻瘟病和稻曲病。长粒型,红糯米,整精米率高,食味佳,米饭光滑油润,米质达国标优质三等糯稻标准;适宜在海拔1450 m以下的籼稻区种植,在海拔较低和降雨量偏少的籼稻区应用发病较轻,多雨和低温常发生的稻区稻瘟病发病较重。

云南软香型籼稻品种滇屯502的复壮研究

软香型品种滇屯502是云南特色优质米生产的当家品种,30余年生产应用种性退化严重,在无病虫害防治条件下,其稻瘟病发病率为100%,产量减少41.9%。为了对该品种进行复壮,采用单穗选择、株系比较、品系鉴定的方法,紧扣稻瘟病抗性、香味和软米几个重要而典型的性状,开展滇屯502复壮相关研究。结果表明,在2.67万株滇屯502群体中筛选出3个复壮品系,入选率为0.01%。这3个品系表型和食味品质与滇屯502相似,但产量和稻瘟病抗性较滇屯502分别至少提高41.1%和58.3%。利用复壮品系混系繁殖形成的复壮滇屯502,较原种滇屯502的生产力得到明显提高。本研究结果可为云南软香常规稻品种复壮提供技术和经验指导。

氮肥减施与移栽密度对杂交粳稻滇禾优615产量和食味品质的影响

为探讨氮肥减施和移栽密度对水稻产量和食味品质的影响,以优质滇型杂交粳稻滇禾优615为试验材料,采用两因素裂区设计,以氮肥减施(100%、20%、10%、0%,A)为主区,移栽密度(39万、42万、45万丛/hm^(2),B)为裂区,分析氮肥减施、移栽密度及氮密互作对产量、食味品质相关指标的影响。结果表明,随着氮肥用量减少,产量显著下降,食味值显著升高,直链淀粉和蛋白质含量变化不显著,RVA谱热浆黏度、消减值和最终黏度3个特征值发生显著或极显著改变;移栽密度对产量和食味品质的影响不显著;氮密互作效应对食味值、RVA谱的崩解值、回复值和消减值有显著影响;减氮10%对水稻产量和食味品质改变不明显;结合氮密互作效应,减氮10%和移栽密度45万丛/hm^(2)的处理组合能够实现氮肥减施下稳产保质的目标,达到绿色高效、产质平衡的要求。

不同来源水稻种质资源香味基因badh2位点的鉴定

发掘和利用香稻基因资源是开展优质香稻品质改良的首要条件。本研究利用水稻香味功能基因分子标记,结合传统的味觉和嗅觉鉴定法,分析了不同来源不同类型的323份水稻种质的香味性状。研究结果表明:利用分子标记技术和谷粒咀嚼品尝是快速、准确鉴定水稻香味性状的优选策略;香味基因badh2位点频率在印度尼西亚和泰国的籼稻中达到68.2%以上,在美国、俄罗斯和意大利的粳稻中较低,在云南、缅甸、老挝和尼泊尔的普通野生稻中没发现;在发现的具香味性状的86份种质中,极大部分种质的香味性状受badh2等位基因控制,但有6份的香味性状可能不受badh2等位基因控制。这些香稻基因资源将是下一步开展稻米香味遗传分析以及香米品种改良的重要基础。

云南优质软米品种‘滇屯502’香味性状的遗传分析

优质米业对云南地方经济的持续发展和边疆民族的脱贫具有重要作用。‘滇屯502’是云南优质香软米生产的主要品种,也是香软米品种改良的主要香稻资源,但对于‘滇屯502’香味性状的遗传规律迄今尚不清楚。本研究利用水稻香味基因badh2特异引物,结合米粒咀嚼法,分析了‘滇屯502’香味性状的遗传规律,及其杂交后代的表型差异。结果表明‘滇屯502’的香味性状受核隐性基因badh2控制,其遗传分离比例不受细胞质基因背景和种植环境差异的影响。对F2单株和F3株系分析,虽未发现与香味性状明显相关的农艺性状,但具香味性状的单株穗实粒数、穗总粒数、有效穗和结实率均低于无香味性状的,尤其是F3香味株系更明显地表现出穗实粒数少、结实率低、产量低的特性。本研究结果为开展‘滇屯502’品种改良和提纯复壮提供理论依据。

云南地方香稻品种排沙香糯稻米的挥发性成分分析

利用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)技术,对云南地方香稻品种排沙香糯稻米中的挥发性成分进行分析。结果表明在地方品种排沙香糯中共鉴定出57种挥发性成分,其中有醛类、醇类、酮类、酯类、烃类、芳香族类和杂环类7类挥发性成分。其中主要的挥发性成分是醛类和醇类,相对含量分别为70.20%和14.05%;酯类和芳香族化合物相对总含量最少,为1.91%和0.48%。挥发性成分中相对含量最高是壬醛(26.57%)和己醛(22.79%),2-异丙基-1-己烯的相对含量最低,为0.05%。此外,在该香稻中也鉴定出香米的特征香味成分2-乙酰-1-吡咯啉(2AP),相对含量为0.57%。排沙香糯稻米中含有许多挥发性成分,是一种特殊的香稻种质,探究该香米品种挥发性物质的主要成分,研究结果可为该品种在育种和生产中的利用提供理论依据,为香米产业的发展提供参考。

水稻稻米不同直链淀粉含量的特异引物分析

水稻直链淀粉含量直接影响了稻米的食味和加工品质,所以该含量性状已成为水稻品质育种研究的一个重要方向。目前关于水稻直链淀粉基因以及相关合成酶的研究报道虽很多,但可用于直链淀粉含量检测的标记的报道却很少。本研究选取不同直链淀粉含量的2个特异引物,用不同来源的302份水稻品种(系)进行检验分析,结果表明标记RMamc10-3能鉴定出约51%的低直链淀粉含量的水稻种质,标记Pul-t3鉴定高直链淀粉含量水稻种质的可靠性仅为38.9%。此外,发现云南的水稻品种(系)稻米的直链淀粉含量较低,有70%以上种质的稻米直链淀粉含量在5%~20%之间。在来自国际水稻所、缅甸和斯里兰卡的水稻种质中发现10份直链淀粉含量高于25%的材料。本研究得到的2个高和低直链淀粉含量标记,以及筛选获得的高和低直链淀粉含量的种质基因资源,都将为下一步开展水稻优质米研究和品质改良提供重要的材料。

水稻滇Ⅰ型和BT型细胞质雄性不育系的PCR标记鉴别

中国用于杂交粳稻生产的细胞质雄性不育系仅有滇Ⅰ型和BT型,它们的不育系产生的花粉都为染败型,而且具有相同的恢保关系、同为配子体不育。因此,基于花粉败育特点和恢保关系等常规技术无法鉴别这两种不育系。本研究利用线粒体特异引物LD24对27个滇Ⅰ型不育系和9个BT型不育系进行PCR扩增,结果显示滇Ⅰ型不育系无扩增片段,BT型不育系具有1个605 bp的片段。该片段的DNA序列与水稻LD型雄性不育细胞质线粒体基因组的一个604 bp片段相似性达99%,该片段包括一个位于rps1基因下游的一段230 bp序列及rps1与orf187基因间隔区上游的一个374 bp序列。本研究的结果说明利用LD24标记的PCR产物可以有效地鉴别水稻滇Ⅰ型和BT型雄性不育细胞质。

不同类型籼稻区对杂交籼稻性状的影响

为明确不同稻作区对杂交籼稻表型的影响,2014—2015年连续2年对种植于3个不同稻区(双季籼稻区、单季籼稻区和籼粳交错区)的40个籼稻杂交组合的农艺和抗病性状分析。结果表明,双季稻区和交错区对40个籼稻杂交组合农艺性状(生育期、株高、穗长、有效穗、穗总粒数、结实率、千粒重和产量)变化影响很大,而单季稻区的杂交组合性状表现居于双季稻区和交错区之间。双季稻区的穗颈瘟、纹枯病和白叶枯病严重,交错区是穗颈瘟和纹枯病严重。基于农艺性状和发病情况数据,采用特有性简约性分析法分析,40个杂交组合的综合表型在不同稻作区多数呈现连续分布,在交错区87.5%(35/40)的籼稻杂交组合综合表型发生聚集,单季稻区为75.0%(30/40),双季稻区为57.5%(23/40)。在交错区和双季稻区都适宜种植的籼稻杂交组合占比仅为2.5%(1/40),在双季稻和单季稻区都适宜的杂交组合占比为40.0%(16/40)。