优质水稻骨干品种五山丝苗的选育及应用

五山丝苗是广东省农业科学院水稻研究所育成的优质水稻品种,分别通过了广东、陕西、四川、安徽4省品种审定和广西、江西、湖北、湖南、河南5省(区)引种备案,至2020年全国已累计推广53.13万hm2。五山丝苗(R534)还是一个优异的恢复系,至2022年全国多个单位利用五山丝苗共配组杂交稻58个组合,108个(次)通过省级以上品种审定,其中国家审定57个(次),晶两优534、隆两优534、荃优丝苗、荃两优丝苗等在全国大面积推广种植。

广东省近40年常规水稻审定品种特性分析

广东省常规水稻育种具有辉煌的历史,近40年(1982—2021年)共通过审定359个常规稻品种。本研究将这40年分为8个时期,对各时期审定品种的特性进行统计分析。结果表明,平均单产由5313.0 kg/hm^(2)稳步提升至6882.2 kg/hm^(2);平均株高逐渐增加,有效穗数明显下降,穗长和穗粒数明显提高,结实率和千粒重未明显改变;直链淀粉含量由26.1%下降至16.5%;审定品种总体优质率75.2%,近3年(2019—2021年)审定品种的优质率达85.2%,其中国标1级优质稻占比达39.5%;稻瘟病中抗及以上品种占比85.8%,白叶枯中抗及以上品种占比44.0%;通过审定的359个品种来源于406个亲本,其中有8个亲本直接衍生10个以上品种,黄广油占和五山丝苗分别衍生25个和21个品种,而这8个亲本均衍生自当前我国籼稻育种中重要骨干亲本丰八占;推广面积超过6.67万hm^(2)的品种共55个,其中12个品种超过66.67万hm^(2),黄华占和双桂1号推广面积均在333.33万hm^(2)以上。

优质籼稻剑叶SPAD值与稻米品质相关性研究

【目的】为揭示优质籼稻关键生育时期剑叶SPAD值与稻米品质性状间的关系,为今后的优质籼稻育种和生产提供理论依据。【方法】以优质籼稻美香占2号、黄华占和五山丝苗等12个品种(系)为研究材料,测定各品种(系)的稻米品质性状、蒸煮食味品质、淀粉RVA谱和始穗期、齐穗期、乳熟期、蜡熟期、黄熟期的剑叶SPAD值,并对5个时期剑叶SPAD值与品质性状进行相关性分析。【结果】籼稻蜡熟期和黄熟期剑叶SPAD值与稻米食味值均呈极显著正相关,与稻米蛋白质含量均呈极显著负相关,与稻米淀粉峰值黏度和崩解值呈显著或极显著正相关。【结论】籼稻黄熟期剑叶SPAD值与稻米食味值和蛋白质含量的相关性比蜡熟期高。黄熟期剑叶SPAD值越高,稻米蛋白质含量越低,食味品质越好。通过黄熟期剑叶SPAD值可以预测籼稻食味值和蛋白质含量。黄熟期剑叶SPAD值(x)与稻米食味值(y)的直线拟合方程为y=0.0901x+65.76,决定系数R~2=0.687;与蛋白质含量(y)的直线拟合方程为y=-0.098x+9.217,决定系数R~2=0.602。

不同直链淀粉含量籼稻食味品质与其他品质性状的关系

以12个中等直链淀粉含量的软米和8个高直链淀粉含量的硬米为研究材料,分析了两类稻米食味品质与其他品质性状的关系。结果表明,直链淀粉含量低的软米食味优于直链淀粉含量高的硬米;硬米食味值与整精米率呈显著负相关,与粒长和粒型呈显著正相关,软米食味与外观品质和加工品质的相关性不显著;硬米和软米食味值与胶稠度分别呈极显著和显著正相关,与蛋白质含量呈显著和极显著负相关;硬米食味值与RVA谱相关性不显著,软米食味值与崩解值和最高黏度呈极显著正相关,与消减值呈极显著负相关。在今后的稻米食味品质评价工作中,应根据不同直链淀粉含量进行分类,再有针对性地选择相应食味品质指标进行测定,以便能更加准确地评价不同类型稻米的食味品质。

华南籼稻高效育种——从“早晚兼用型”到“常恢兼用型”水稻育种

以华南籼稻育种为主题,综述育种效率高的“早晚兼用型”水稻育种和“常恢兼用型”水稻育种。早晚兼用型水稻育种在品种培育上成效显著,甚至影响了水稻的育种和生产模式;常恢兼用型水稻育种是对早晚兼用型水稻育种的继承和发展,并取得了突出成效,育成了极具影响力的品种黄华占、黄莉占、黄广油占、黄粤丝苗、五山油占(华占)、五山丝苗等,在南方稻区的水稻生产中发挥着重要作用。其中,黄华占通过广东、湖南、湖北等8省审定,是我国年度推广面积最大的籼稻品种;华占共配组142个组合,252次通过各级审定,是配组组合最多的恢复系;五山丝苗通过广东、陕西等4省审定,共配组47个组合,88次通过各级审定。以晶两优534、隆两优华占等两系杂交稻组合为例证,提出并倡导在南方稻区进行杂交稻育种的新策略:在华南培育精品恢复系,在南方不同生态区创制适合所在生态区的不育系,并配组成优势互补的强势组合,形成合作共赢、协同发展和高效互补的整体水稻育种格局。

部标一级优质稻双黄占的育成及创新——水稻核心种质育种实例

以黄华占、黄广油占、黄广华占1号等优质稻核心种质衍生系统为主体,在核心种质育种理论指导下,依据核心种质理想株型模式筛选高产抗倒伏材料,应用分子标记辅助选择和病区鉴定相结合筛选稻瘟病抗性基因,利用近红外光谱技术筛选中低直链淀粉材料,采用感官品尝结合米饭食味计分鉴定选择优异食味品质材料。将传统系谱法、生物技术和先进仪器设备有机综合运用,选育出部标一级优质稻双黄占通过了2021年广东省农作物品种审定,实现了高产、稳产、优质、抗病和耐寒等优良基因的有效累加聚合。双黄占在不同年度和不同区域试验中表现株型理想,丰产性好,适应性广,稻瘟病抗性好,耐寒性强,米质达部标一级,米饭食味佳,稻米食味品质优异。区域试验结果表明双黄占是一个综合性状十分优良的广适性优质常规稻品种,在南方稻区具有广阔应用前景和巨大推广价值。双黄占主要选育创新有稻瘟病鉴定方法创新,稻米食味品质鉴定方法创新,理想株型选择方法创新。探讨了双黄占品种进一步改良的策略。

优质香稻美香占2号的选育及启示

美香占2号是广东省农业科学院水稻研究所培育的特优质香稻品种,是唯一连续3届获得全国优质稻品种食味品质鉴评金奖的籼稻品种。美香占2号是优质稻育种的重要里程碑,被公认为当今时代食味最好的籼稻品种,媲美甚至超越了举世闻名的泰国的Hhao DawkMali,在籼稻中至高无上的地位犹如粳稻中的中国稻花香和日本越光。介绍了美香占2号的成就及选育情况,回顾总结了美香占2号育种经验,提出了继续改良美香占2号的育种思路。

优质水稻品种黄广华占2号的选育及高产栽培技术

黄广华占2号是广东省农业科学院水稻研究所育成的早晚兼用型优质水稻新品种,早造米质达省标优质3级,抗稻瘟病,中感白叶枯病。2018年通过广东省农作物品种审定。

优质水稻品种黄广油占的选育及其育种效应

黄广油占是广东省农业科学院水稻研究所育成的早晚兼用型优质水稻新品种,高抗稻瘟病,中感白叶枯病,米质晚造达国标优质2级,2013年通过广东省农作物品种审定委员会审定。2年国家华南早籼区域试验,均比对照品种天优998增产极显著,平均产量7367 kg/hm^(2),比对照增产6.21%。目前以黄广油占为父本或母本,已直接育成24个常规稻审定品种,作为恢复系育成7个杂交稻审定品种。本文作者介绍了黄广油占的选育过程、特征特性、产量表现及育种效应。

优质水稻品种黄广太占的选育

黄广太占是广东省农业科学院水稻研究所应用核心种质育种理论育成的早晚兼用型优质水稻新品种,丰产性突出,区试产量比对照种粤晶丝苗2号平均增产11.44%,生产试验产量比对照增产14.33%。抗稻瘟病,中感白叶枯病,米质鉴定为部标优质1级,植株较矮,抗倒力强,2020年通过广东省农作物品种审定委员会审定。笔者探讨了六级核心种质黄华占到十一级核心种质黄广太占的育种进程。

优质水稻品种黄广华占1号

黄广华占1号是广东省农业科学院水稻研究所育成的早晚兼用型优质水稻新品种,米质达国标优质3级、省标优质3级,高抗稻瘟病,感白叶枯病。2016年通过广东省农作物品种审定委员会审定。

优质红米新品种红丝苗选育经过、特征特性及高产栽培技术

红丝苗是广东省农业科学院水稻研究所以软红米为母本、五山丝苗为父本杂交育成的早晚兼用型常规优质特用稻红米新品种。米质鉴定为国标优质3级、省标优质3级,中抗稻瘟病,中感白叶枯病,2014年通过广东省农作物品种审定委员会审定,2016年广东省种植面积1.9万亩,是目前广东省种植面积最大的红米品种。

优质水稻新品种五山软占的选育

五山软占是广东省农业科学院水稻研究所育成的早晚兼用型优质水稻新品种,晚季米质达国标和省标优质2级,抗稻瘟病,中抗白叶枯病,丰产性好,2017年通过广东省农作物品种审定。我们在此报道其育种历程,以扩大该品种在优质稻育种应用中和产业化的影响力。

优质水稻品种黄广丝苗的选育及高产栽培技术

黄广丝苗是广东省农业科学院水稻研究所育成的早晚兼用型优质水稻新品种,米质达国标优质2级、省标优质2级,高抗稻瘟病,感白叶枯病。2016年通过广东省农作物品种审定。

广东常规稻的回交育种

杂交育种是广东常规稻育种中应用最广泛、成效最显著的方法,但回交育成品种的数量占比低。在简述玉香油占、美香占2号等6个品种及丰矮占1号回交导入系培育进程的基础上,分析了回交品种及导入系的相关情况,提出并阐述了回交育种的合理程序,包括:采用“多受体,少(一)供体”的杂交育种模式、受体亲本作父本、回交次数控制在3次及以下,回交育种要具备一定大的规模,回交后代的分离群体要种植大群体,并要施加选择压。

华南优良食味品质超高产籼稻黄广美占的选育

黄广美占是广东省农业科学院水稻研究所在核心种质育种理论指导下育成的早晚兼用型优质超高产籼稻新品种。早造米质达部标二级,两年比对照平均增产9.73%,均达极显著水平;抗稻瘟病,中感白叶枯病。2019年通过广东省审定。笔者简要对该品种的配组思路、选育经过及种性等进行了分析。

γ-氨基丁酸和2-乙酰-1-吡咯啉代谢通路在水稻籽粒发育过程中的变化分析

【目的】结合代谢组和转录组技术,分析香稻和非香稻不同发育时期籽粒中γ-氨基丁酸(GABA)和2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)代谢通路主要化合物和基因的动态变化,为高含量GABA和2AP的水稻育种提供理论依据。【方法】本研究收集优质香籼稻美香占2号和优质籼稻黄华占花后8 d(乳熟期)、花后15 d(蜡熟期)、30 d(完熟期)的脱壳籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米,对各样本采用LC-MS/MS和RNA-seq技术进行代谢产物检测和转录表达分析,分析两个水稻品种GABA和2AP代谢通路相关化合物的空间分布以及含量变化特征。【结果】代谢组数据PCA分析表明两个水稻品种乳熟期籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米明显分离,蜡熟期和完熟期籽粒分离不明显。代谢组共鉴定出623种代谢物,四个时期差异代谢物合计161个。GABA和2AP通路中9个代谢物被检出,两个水稻品种的相关代谢物变化趋势相似,其中腐胺主要定位于籽粒的糊粉层,而亚精胺在内胚乳特异累积。转录组共检出3.3万个左右基因,其中检出GABA通路18个酶中的14个酶对应的基因有较高的表达水平,除Badh2外其他基因均不是差异表达基因,同一基因在两份水稻材料中的表达水平和变化趋势相似,GAD1、GABA-T1、DAO4和PAO4在相应同源基因中表达水平较高。黄华占籽粒中L-精氨酸和腐胺的代谢在蜡熟期已基本结束,美香占2号在籽粒整个发育期具有持续较强的多胺降解水平。美香占2号籽粒具有合成2AP的物质基础,多胺降解途径和谷氨酸-脯氨酸转化通路同时有助于2AP的积累。【结论】水稻籽粒GABA代谢以降解为主,GABA-T1和GABA-T2共同调控GABA的降解。GABA相关代谢物主要集中在糊粉层,黄华占籽粒中代谢物分布和基因表达特征与美香占2号相似,美香占2号籽粒成熟过程中具有持续较高的线粒体活性。

香稻Badh2基因单倍型及香气成分2-乙酰-1-吡咯啉代谢通路的研究进展

香米因其具有独特的香味,长期以来深受国际市场青睐。我国香稻种植历史悠久,香稻资源丰富,但缺乏高端优质香米品牌。当前消费者对优质香米的需求不断加大,进而加快了我国优质香稻的育种进程。稻米香味主要由编码甜菜碱醛脱氢酶基因Badh2控制,该基因功能突变能够导致稻米香气成分2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)的积累。随着水稻功能基因组学的发展,香稻资源中Badh2基因单倍型得以深入挖掘,2AP生物合成通路被初步解析,它们将进一步加快香稻育种的进程。综述了目前在香稻资源中发现的19种Badh2基因单倍型,重点分析不同类型单倍型的地域分布特性,比较不同单倍型之间的2AP含量;同时阐述2AP生物合成通路涉及的谷氨酸-脯氨酸代谢途径和多胺代谢途径研究现状,总结香稻籽粒中2AP的分布特征,并对目前两种籽粒2AP积累的理论机制进行比较分析,提出利用多组学手段从籽粒动态发育过程研究2AP生物合成通路变化特性的策略,以期为香稻资源基因利用和籽粒2AP特异富集香稻品种的培育提供参考。

香稻不同发育时期香味物质的变化分析

【目的】掌握香稻整个生长发育过程中香味物质成分的变化特性,重点揭示特征香味物质2-乙酰-1-吡咯啉(2AP)在不同时期籽粒中的变化规律。【方法】采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱技术(GC-MS),以美香占2号和象牙香占两个广东优质丝苗米为研究对象,分别采集拔节期叶片,孕穗期颖花,孕穗期枝梗,花后10、20、30 d籽粒,花后10、20、30 d颖壳,糙米和精米等不同时期的11份样品进行香味物质鉴定。【结果】两个香稻品种共鉴定出7类,63种香味物质,多数样品中香味物质数量为35~40种,其中14种化合物在所有样品中均被检出。两个品种在孕穗期香味物质种类最多、含量最丰富:美香占2号孕穗期枝梗中含43种香味物质,其中19个化合物含量达峰值;象牙香占孕穗期颖花中含42种香味物质,其中16种化合物含量达峰值。花后10 d颖壳中含香味物质种类最少,分别为28、27种。2AP在除颖壳外的其他组织中均被检出,在叶片中含量最高,达100~120 ng/g;随着籽粒成熟2AP含量呈下降趋势,美香占2号各时期籽粒中2AP含量均低于象牙香占。糙米和精米中约含40种香味物质,烃类、醛类和醇类含量较高,精米中多数香味物质含量低于糙米。1,2,4-三甲基苯、异佛尔酮只在美香占2号精米中被检出,而苯乙醛、1-辛烯-3-醇和γ-壬内酯在象牙香占精米中被特异检出,这些香味物质可能对两种米饭特征风味的塑造起重要作用。【结论】两个香稻品种在生长过程中香味物质变化特性相似,孕穗期是香味物质积累的关键时期,随着籽粒成熟2AP含量呈下降趋势,美香占2号各时期样品中2AP含量均低于象牙香占,但其精米中烃类、醛类、醇类、酮类和酯类等多数化合物含量均高于象牙香占。

聚丙烯腈/石墨烯纳米复合物的制备、表征及其热性能

采用以水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂作反应介质的沉淀聚合法制备了聚丙烯腈/石墨烯纳米复合物。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和广角X射线衍射(XRD)研究了聚丙烯腈/石墨烯复合物的组成、结构、形貌及两组份的相互作用。利用差式扫描量热分析(DSC)研究了聚丙烯腈及纳米复合物的热性能。结果表明,强极性的聚丙烯腈与石墨烯之间存在较强的非共价相互作用;由于石墨烯的加入,聚丙烯腈的玻璃化转变温度提高了30℃;石墨烯添加量为3%(质量分数)时,聚丙烯腈在氮气和空气中的环化反应放热峰值分别提高了3和11℃;石墨烯使聚丙烯腈在热稳定化过程中的环化反应和氧化反应放热峰宽化、缓和。