绿色优质节水抗旱稻新组合‘旱优640'的选育及制繁种技术

‘旱优640‘是以沪旱5A为母本、旱恢1640为父本,由上海市农业生物基因中心选育而成的绿色、优质、节水、适应性广的抗旱新品种。2021年通过上海市审定(沪审稻2021009)。本文详细介绍了‘旱优640’的选育过程、特征特性、繁种与制种技术,为‘旱优640’的大面积推广应用提供参考。

节水抗旱稻旱优3015的选育及其制种栽培技术

旱优3015是上海市农业生物基因中心以节水抗旱稻优质三系不育系沪旱7A为母本,早熟矮秆强优势恢复系旱恢3015为父本配组而成的早熟高产籼型节水抗旱稻三系杂交组合,具有节水抗旱、早熟高产、株高矮、综合性状优和适应性广等优点,适合在长江中下游作一季稻种植。本文介绍了该组合的选育过程、组合特征特性及制种栽培技术要点,为节水抗旱水稻旱优3015的示范推广提供参考。

节水抗旱稻光温敏雄性核不育系沪旱82S的选育与利用

沪旱82S是上海市农业生物基因中心利用沪旱3S(沪旱1S∕青四矮)和沪旱5S(沪旱1S∕黄华占)杂交,经上海和海南等多年异地交叉筛选,育成的光温敏雄性核不育系。其具有不育性稳定、不育起点温度较低、抗病性好、抗旱性强、稻米品质优(达部标3级)等特性,2018年10月通过了上海市品种审定委员会的田间鉴定。利用该不育系选配的两系节水抗旱稻品种‘旱两优8200’通过2021年国家审定;配组的‘旱两优8208’分别通过广西壮族自治区和江西省审定,2023年通过国家审定。

早熟高产节水抗旱稻新品种‘沪旱1509’的选育与应用

‘沪旱1509’系上海市农业生物基因中心选育的籼型常规节水抗旱稻新品种,于2017年通过上海市农作物品种审定。该品种熟期短,产量高,抗旱等级为2级,中抗稻瘟病,中抗褐飞虱。在上海,作单季稻种植,于5月下旬播种,9月中旬成熟,全生育期123 d,旱种旱管产量7939.5 kg/hm^2,比对照增产5.7%。针对该品种的特征特性,认为该品种适合直播,栽培上应早施分蘖肥,少施氮肥,增施钾肥,适时收割。

分子标记辅助选择改良‘黄华占’的褐飞虱抗性与抗旱性

以携带抗褐飞虱基因和抗旱性好的节水抗旱稻M535为供体材料,以优质高产常规水稻‘黄华占’为受体材料,采用杂交、回交的方法,在分离群体中利用与Bph15基因紧密连锁的Ms5标记进行分子标记辅助选择,经抗旱性筛选与农艺性状选择,选育出3个抗旱且携带Bph15基因的纯合株系W1、W2、W3。利用全基因组56K水稻SNP芯片分析3个改良株系的背景回复率,分别为92.01%、88.18%和84.26%。抗性鉴定表明:3个株系苗期对褐飞虱抗性为"抗虫",W1、W2、W3的抗旱性级别分别为2级、3级、2级,优于‘黄华占’。田间主要农艺性状考察表明:3个株系的株高均比‘黄华占’显著增加;株系W2的穗长显著长于‘黄华占’;株系W3的千粒重显著大于‘黄华占’;在其他性状上,3个株系与‘黄华占’均没有显著差异。

旱种旱管对水稻产量及稻米品质的影响

以7个籼型水稻品种(组合)为材料,研究了旱种旱管栽培对水稻产量和稻米品质的影响。结果表明,在旱种旱管条件下,7份材料产量较水种水管栽培均有不同程度减产,产量构成因子中,有效穗数、每穗颖花数及千粒重极显著显降低,结实率表现因品种而异;稻米直链淀粉含量、精米率和整精米率明显提高,旱种旱管对于改善稻米品质有一定的积极作用。

优质节水抗旱稻‘沪旱1517’的选育与应用

为了选育高整精米率的优质节水抗旱稻新品种,以节水抗旱稻‘沪旱1509’为母本,以优质水稻品种‘粤禾丝苗’为父本进行杂交,在分离世代通过严格的抗旱性、米质等性状筛选,成功培育出聚合了节水抗旱、优质高产的新品种‘沪旱1517’。该品种抗旱性级别为3级,米质达到部颁优二级,尤其是整精米率达到70.8%,商品性好,具有良好的应用推广前景。‘沪旱1517’不仅可作常规稻栽培,而且可作为“三系”和“两系”杂交稻的恢复系,以‘沪旱1517’作为恢复系配组,已培育出多个衍生品种。该品种的成功选育可为优质节水抗旱稻新品种的选育与应用提供种质基础。

育种工厂的建设及其在节水抗旱稻种质创新中的应用

加代是育种工作不可或缺的环节,节水抗旱稻新种质的创制需要进行多次结合抗旱性筛选的加代。通过结合实际案例,对育种工厂建设和应用进行了详细描述。节水抗旱稻育种工厂主体为一座以钢结构骨架搭建的玻璃温室,内部依次连通播种育苗室、人工光温控制室和抗旱鉴定筛选室,3间分室内的温度、光照、湿度等条件均可控。以‘沪旱6220’的创制为例,介绍在育种工厂内进行种质创新的应用。节水抗旱稻分离群体材料在育种工厂种植,结合密直播、短日照处理,并通过节水抗旱性筛选和“一粒传”等系列手段,在正常水田结合高世代产量、米质等选择,明确株系的综合表现,实现了在上海1年3—4次的加代。‘沪旱6220’的应用情况表明,该品种的大面积试种与推广可有效缓解水稻生产对地下水资源的过度开采,保护黑土层,具有较大的利用价值。

节水抗旱稻恢复系的抗褐飞虱分子标记辅助选育及抗性评价

褐飞虱是水稻的主要害虫之一,利用水稻抗褐飞虱基因培育抗虫品种是目前公认最经济有效、环境友好的策略。本研究利用水稻功能基因组已克隆的抗褐飞虱基因,通过分子标记辅助选择和常规回交育种相结合的方法,将抗褐飞虱基因Bph6、Bph9、Bph14和Bph15单独和聚合导入到节水抗旱稻恢复系旱恢3号,获得了一系列含有单基因、双基因、三基因和四基因的改良系。采用标准苗期集团筛选法进行褐飞虱抗性鉴定,评价这些基因在旱恢3号背景下的效应及相互作用。表明单基因改良系中,Bph9的抗性最强,且Bph9>Bph6>Bph15>Bph14;在聚合改良系中,抗性均优于单基因改良系,四基因聚合改良系的抗性最强,不同基因型组合的抗性效应是Bph6+Bph9+Bph14+Bph15>Bph6+Bph9>Bph6+Bph9+Bph14>Bph6+Bph9+Bph15>Bph6+Bph14+Bph15>Bph9+Bph14+Bph15>Bph14+Bph15。在自然条件下,改良系与旱恢3号在株高、有效穗和千粒重等农艺性状上差异不显著,其他性状与旱恢3号相仿或略差。本试验表明单独和聚合导入Bph6、Bph9、Bph14和Bph15基因能显著提高节水抗旱稻恢复系的褐飞虱抗性,这4个基因的加性效应明显,可为今后节水抗旱稻抗褐飞虱育种提供理论依据和材料基础。

基于土壤水分梯度鉴定法的栽培稻抗旱标识品种筛选

利用土壤水分梯度鉴定法,对20份在田间表现不同抗旱性的栽培稻进行了抗旱性研究。结果表明,干旱处理24d后,正常和干旱处理的土壤含水量分别为42.0%和7.9%,在同一田块实现正常供水和干旱处理,可鉴定栽培稻的抗旱性。以抗旱指数为指标,把20份栽培稻划分为高抗、抗、中抗、中感、感5个抗旱级别。根据抗旱指数和综合农艺性状,筛选出了IR55459-05(高抗)、MARAVILHA(抗)、MONOLAYA(中抗)、IR30358-084-1-1(中感)和IR7790-18-1-2(感)5个抗旱级别的标识品种。这一套栽培稻抗旱鉴定流程和标识品种,为水稻节水抗旱研究提供了参考。

杂交节水抗旱稻新组合沪优2号的选育

沪优2号是旱稻不育系沪旱1A与恢复系旱恢2号配组而成的高产优质杂交节水抗旱稻新组合,具有株叶型好、抗倒性强、米质优、抗旱性强、适应性广等特点。2006年通过上海市农作物新品种审定,2008-2009年参加国家华南水稻晚籼中迟熟组区域试验,平均产量7.61×103/hm2,比对照汕优46平均增产5.08%,达极显著水平。2010年通过国家农作物新品种审定。

水旱稻三交种的应用价值初步研究

以水稻野败不育系ZZA、旱稻野败不育系保持系沪旱1B和旱稻恢复系旱恢3号配制的一个水旱稻三交种(ZZA/沪旱1B//旱恢3号)和两个相应的单交种(ZZA/旱恢3号和沪旱1A/旱恢3号)为材料,进行田间性状调查,测定产量、抗旱性和稻米品质等指标。结果表明,三交种株高、叶绿素含量、穗长等性状与单交种的变异系数差异不显著,但群体抽穗历期延长;产量明显高于单交种,2006年比两单交种分别增产17.33%和25.63%,2007年比两单交种分别增产3.57%和11.71%;抗旱性增强,抗旱系数达51.21%,高于两单交种和亲本;主要稻米品质指标与两单交种差异不大。结果表明,水旱稻三交种可以拓展杂交稻的遗传基础,具有一定的应用价值。

抗咪唑啉酮类除草剂水稻种质的筛选鉴定

咪唑啉酮类除草剂是一类广谱高效除草剂,其作用靶标是乙酰乳酸合成酶(ALS,acetolactate synthase)。培育抗咪唑啉酮类除草剂水稻品种是防治直播稻田杂草危害的有效途径之一。本研究通过喷施咪唑啉酮类除草剂,从30570份水稻种质资源中,获得1份抗咪唑啉酮类除草剂的水稻新种质,该材料抗性性状稳定、抗性效应明显,序列分析表明其ALS基因编码区第1880位的G/A突变导致第627位氨基酸由丝氨酸改变为天冬酰胺,从而产生抗性。本研究发现的抗除草剂新材料,为选育抗除草剂水稻新品种奠定了种质基础。

分子标记辅助选择Xa23基因改良节水抗旱稻亲本的白叶枯病抗性研究

以携带抗白叶枯病基因Xa23的水稻材料‘CBB23'为供体材料,以优良节水抗旱稻保持系‘沪旱1B'为受体材料,采用杂交和回交的方式,在后代分离群体中利用与Xa23基因紧密连锁的SSR标记RM206进行分子标记辅助选择,同时将改良的保持系与不育系成对回交,通过分子标记检测、田间抗性鉴定和综合农艺性状选择,在BC_3F_5后代株系中获得Xa23基因纯合且表型与‘沪旱1B'相似的株系10份,以及与改良保持系回交3代的纯合不育系材料4份。使用P6菌系采用人工剪叶接种鉴定,发现纯合株系材料明显提高了对白叶枯病的抗性。

BT型节水抗旱不育系‘沪旱2A'的选育

‘沪旱3号'为抗旱性供体亲本与‘寒丰B'杂交结合连续回交,分离世代分别在水分胁迫条件下进行抗旱性筛选,并在水田条件下进行产量性状选择,育成粳型节水抗旱保持系‘沪旱2B'和不育系‘沪旱2A'。

灌溉量对节水抗旱稻产量及水分利用效率的影响

以2个节水抗旱稻品种(‘旱优73’‘WDR129’)和2个旱敏感水稻品种(‘H优518’‘扬粳4038’)为材料,设置5个灌溉梯度处理进行盆栽试验,研究不同灌溉量对节水抗旱稻产量及水分利用效率的影响。结果表明:灌溉量为80%(27.42L株)时,‘旱优73’的产量降低不显著,‘H优518’的产量降低了25.5%,差异显著;灌溉量为60%(20.81L株)时,‘WDR129’的产量无显著变化,而‘扬粳4038’的产量降低了16.87%,差异显著。综合产量和水分利用效率分析,节水抗旱稻‘旱优73’在80%灌溉量时,水分利用效率显著增加,产量并未显著降低;‘WDR129’在灌溉量为60%时,水分利用效率显著增加,产量并未显著降低。可见,‘旱优73’的适合灌溉量为27.42L株,‘WDR129’的适宜灌溉量为20.81L株。

高通量基因组测序在农作物基因定位与发掘中的应用

随着新一代测序技术的发展和测序成本的不断降低,高通量测序在植物研究领域中得到广泛应用。通过简要阐述近年来高通量基因组测序在农作物研究中的应用进展,重点介绍了基于基因组重测序的作物基因定位与发掘新方法。这些将为农作物新品种选育和改良带来新思路,极大地缩短育种进程。

基于R语言的GGE双标图在节水抗旱稻新品种多点试验中的应用

通过研究和评价节水抗旱稻新品种的丰产性、稳产性和适应性,为品种的高产栽培提供理论依据.利用基于R语言的GGE双标图分析了10个节水抗旱稻新品种在上海6个试验点的丰产性、稳产性和适应性,同时分析了6个试验点对参试品种的鉴别力和代表性.结果表明:‘旱优505’平均产量最高,‘沪旱1509’和‘旱优2717’适应性和稳定性好.综合各试验点的鉴别力和代表性,认为E1、E5和E6试验点较好,其中E1和E6试验点的鉴别力最强,E5试验点的代表性最佳.

节水抗旱稻品种选育的回顾与展望

培育和应用节水抗旱稻品种对于增加和稳定水稻单产、缓解我国水资源短缺状况、保护生态环境和保障粮食安全具有十分重要的意义。通过回顾我国节水抗旱稻育种工作的发展历程,总结不同时期育成品种的特点,并对节水抗旱稻育种计划的发展方向和应用前景进行展望。

节水抗旱稻显性核不育轮回选择群体构建与种质创新

为进一步扩大节水抗旱稻遗传基础,利用显性核不育轮回育种方法开展节水抗旱稻种质创新。以“三明显性核不育”材料为载体,优良水稻品种、节水抗旱稻品种和亲本材料为受体,创制节水抗旱稻轮回选择群体。通过亲本选择、不育株选择、筛选压力选择和可育株选择,创制了一批具有节水抗旱、抗病虫、高产优质等绿色性状的优异种质资源,为节水抗旱稻突破性新品种选育提供新种质。