籼型杂交稻恢复系动态株型与光能利用率评价

【目的】理想株型是水稻高产稳产的前提。本研究拟对不同年代育成的籼型三系杂交稻恢复系动态株型与光能利用效率进行综合评价,探讨恢复系光能高效利用的理想动态株型特征,为提高光能高效利用的高产稳产杂交稻育种效率提供理论依据。【方法】以明恢63、明恢82、蜀恢527、广恢998、广恢122、广恢128、广恢308和桂99等8个大面积应用的籼型杂交稻恢复系为供试材料,在华南生态条件下考查了其分蘖、叶面积指数(LAI)、透光率、叶片大小与开张角、叶色(SPAD值)等性状的动态变化,以及抽穗期光合速率、生育期、产量相关性状和光能利用率(RUE)等指标。【结果】各恢复系之间在株型动态变化、产量和光能利用率(RUE)等方面存在较大差异。良好的动态株型与光能利用率密切相关,最为接近华南生态条件下理想动态株型的广恢998和广恢308,光能利用率最高。根据聚类分析,广恢998、广恢308和明恢82属于光能高效利用的类群Ⅰ。其他恢复系归为类群Ⅱ。最后,根据华南的光温生态特点,提出了水稻光能高效利用的理想动态株型模式及育种选择关键指标:1)移栽后分蘖和叶面积发展快,LAI达到1.0的时间≤27 d;茎蘖数达到峰值所需时间≤38 d,分蘖力中等,最高茎蘖数≤600苗/m^(2);2)前期窄叶长披,移栽后15 d顶部3片完全叶平均长度为37 cm,平均宽度≤0.9 cm,开张角度≥80°;后期叶片窄直,抽穗后20 d顶部倒3叶平均开张角≤65°,平均长度为43 cm,平均宽度≤1.3 cm,属于中叶型,有利于后期群体通风透光;3)后期叶片转色好,不早衰,SPAD值维持在35~40,抽穗前20 d至抽穗后20 d之间的叶片SPAD值降幅≤13%;普通栽培条件下平均每穗总粒数180粒左右,有效穗数300穗/m^(2)以上,结实率≥85%。【结论】广恢998和广恢308具有较为理想的动态株型和较高RUE,利用其配制的杂交稻天优998、博优998和五优308等连续多年成为我国华南稻区主导品种和国家与省级区试对照品种。说明通过选育光能高效利用的理想动态株型恢复系,是组配选育高产稳产杂交稻行之有效的重要途径。

水稻动态株型材料的遗传特性

从引进的水稻材料中发现了在生育前期叶片披垂,后期叶片直立的动态株型材料泸香90A.动态株型材料90A分别与正常株型恢复系蜀恢527和泸香恢1号杂交,F1代均表现显性,即动态型,杂交组合的F2代群体发生分离,动态型植株与正常型植株的比例表现为3∶1.初步的遗传分析表明,上述动态株型属单基因显性遗传.

华南双季超级籼稻动态株型育种理论研究与应用

通过株型育种实现株型改良、塑造“水稻理想株型”是提高水稻产量水平的强力技术保证。水稻生长发育的基本规律具有明显阶段性和连续性,每一阶段都应具有最佳的群体形态结构与相应的生理机能,这种随着生育期的变化而改变的株型结构配置,称之为“动态株型结构”。根据华南稻区实际情况,比较在早、晚季不同生态环境下华南双季超级籼稻不同品种(组合)“动态株型结构”的特点,首先构建了华南双季超级籼稻动态株型育种理论体系并应用于华南双季超级籼稻育种实践,使以往定性模糊的“株型结构”概念上升为动态的、科学的量化指标,从而能更明确地、更综合地、更系统地反映本稻区双季超级籼稻品种(组合)的重要形态生理特点,进一步揭示高产形成规律,从而促使超级籼稻株型育种概念日臻完善。应用该理论指导华南双季稻超高产育种实践,可以提高育种效率、缩短育种年限,且已有一批超级籼稻和优质超高产水稻新品种(组合)育成并应用推广,显示其对华南超级籼稻及优质超高产育种的重要指导意义。

水稻动态株型模式及其指标探讨

进入21世纪,水稻超高产成为国内外热门研究课题,而优良的植株形态是超高产的骨架,因此水稻理想株型研究受到科学工作者的广泛关注。本文综述了20世纪以来的水稻株型研究进展,在分析前人研究成果和经验的基础上,探讨了基于水稻全生育期分蘖角度变化的“散生挺立型”动态株型模式及其若干指标。

华南稻区不同类型早晚兼用型超级稻动态株型比较

为探究不同类型超级稻动态株型特点及差异,为华南稻区超级稻育种和栽培提供理论指导,选用华南稻区4个超级杂交稻组合、2个超级常规稻品种和2个优质超高产常规稻为供试材料,于秧苗期、分蘖盛期、幼穗第二次枝梗原基分化期、始穗期和成熟期,考查株叶形态、单位面积干物质量及产量。结果表明,供试材料的株高、单株平均茎蘖数、叶片形态、单位面积干物质量和产量构成因素等5个方面动态株型指标具有明显的季节生态特点。在生长发育前期和中期,除上部3片功能叶的开张角度外,其他各项指标超级杂交稻组合均显著高于超级常规稻品种。单位面积有效穗数、穗粒数、千粒质量、经济系数和单位面积产量,杂交稻组合显著高于常规稻品种;但是常规稻品种的穗长和结实率极显著高于杂交稻组合。因此,早晚兼用型优质超高产水稻育种的动态株型构建,要求苗期早生快发、中后期生物产量大、成熟期收获指数高,其中常规稻品种需要培育品种早生快发特性、提高生物产量、保持高结实率的前提下适当提高千粒质量和穗粒数,杂交稻组合则要进一步提高结实率。

分蘖角度动态型水稻的形态特征及生长特性分析

以前期分蘖半散生、抽穗后直立的分蘖角度动态型水稻材料DI508为研究对象,对照全生育期直立型材料9308和全生育期半散生型材料M09,研究了全生育期分蘖角度的变化和相关的生理生态特性。结果表明,DI508在分蘖期具有明显的丛生快长和拔节后直立抽穗的特性,生育后期上3叶功能稳定。其主茎的第1、第2和第3分蘖在始蘖期与水平地面夹角平均值分别为59.74°、62.94°和68.54°,与半散生水稻材料M09表现一致;抽穗后接近90°,与直立型水稻材料9308表现一致。DI508的分蘖成穗率为68.35%,较M09的66.24%增加3.09个百分点。DI508成熟期单株干物质量为155.54g,较M09和9308分别高15.84%和64.09%;平均单蘖干物质量9.15g,较M09和9308高63.69%和44.78%。拔节后至成熟,DI508的上3叶净光合速率平均值为26.89、25.69和24.83μmol/(m2.s),具有较强的光合功能。最后,讨论了分蘖角度动态型水稻前期半散生快长、后期直立灌浆特性的生长优势以及在水稻高光效、高产育种上的潜在利用价值。

华南双季超级稻分蘖盛期理想形态性状研究

对华南稻区最新育成的超级杂交稻组合粤杂122、丰优428、泗优998、培杂67和超级常规稻品种广超3号、胜泰1号分蘖盛期早、晚不同季节的形态性状进行了研究。利用方差、通径、判别函数分析等统计方法,确定了华南双季超级稻分蘖盛期的理想形态性状量化指标,即,植株高度:早季55～60cm、晚季60～76cm;每蔸茎蘖数:早季15条左右、晚季14～19条;顶下1叶长:早季40～44cm、晚季42～60cm;顶下1叶宽:早季1.2～1.4cm、晚季1.2～1.3cm;顶下2叶长:早季39～44cm、晚季37～43cm;顶下2叶宽:早季1.1～1.4cm、晚季1.1cm左右;顶叶开张角:早季22～58°、晚季4～12°。并在此基础上提出了华南双季超级稻“动态株型结构”育种的新概念。

华南双季超级稻秧苗理想形态性状研究

对华南稻区不同类型超级稻早、晚季秧苗期的形态特性作了比较研究,结果表明,在华南稻区早、晚季生态环境下,供试材料间植株高度、主茎叶片数、单株茎数、叶鞘基部宽度的差异均达极显著水平.这些性状可作为华南双季超级稻动态株型育种中秧苗期(早季30d、晚季18d)理想形态性状指标,即:早、晚季植株高度分别为35 0～37 5cm、33 5～35 5cm ;早、晚季单株茎蘖数分别为2 0～3 0、3 0～3 2条/株,早、晚季主茎叶片数分别为5 8和4 9片,早、晚季叶鞘基部宽分别为0 71和0 5 1～0 5 4cm .