粳型杂交稻在辽宁地区的选育进展概况、推广优势及发展建议

介绍了辽宁省粳型杂交稻选育工作的进展概况,分析了粳型杂交稻在抗逆性、稻米品质、产量与效益等方面的推广、发展优势。在多元化的市场需求下,加强粳型杂交稻的选育和推广,有助于辽宁地区稻米产量、品质的提升和地区品牌的建立,对辽宁稻米产业的可持续发展具有推动作用。

优质抗逆粳型香稻辽粳香1号的特征特性及栽培技术

辽粳香1号是辽宁省水稻研究所以辽粳401为母本、稻花香2号为父本杂交配组,利用分子标记辅助选择聚合优良基因选育而成的优质抗逆粳型香稻新品种,2022年通过辽宁省审定。该品种不仅具有抗稻瘟病、抗倒性强、丰产稳产性好等优点,而且米质优、适口性好、商品性好。从播种、移栽、施肥、管水、病虫草害防治等方面总结了其栽培技术要点。

水稻粳型亲籼系粳型性的判别

选择均匀分布于水稻 1 2条染色体上的 1 0 0个微卫星标记对 6个籼型、6个粳型测验种和 1 0个待测粳型亲籼系的 DNA遗传多样性进行了分析 ,结果表明 ,测验种 DNA在籼粳分布上存在明显差异 ,表现在其粳型判别值 (Dj)的变异范围为 0 .1 2～ 0 .87,籼型测验种的 Dj值均低于 0 .2 5,粳型测验种的 Dj值均高于 0 .75,Dj 值可以用于粳型亲籼系粳型性的判别。根据 Dj值大小 ,待测粳型亲籼系 G2 4 1 6- 3、G2 4 1 7- 2 - 1、G30 0 4 - 4和 G30 0 5- 4 - 2属于偏粳型 ,G2 50 5- 1和 G2 60

经基因工程改良的抗白叶枯病水稻粳型恢复系“C418-Xa21”及其杂交稻

通过农杆菌介导的转化系统 ,将业已克隆的水稻抗白叶枯病基因Xa2 1导入重要的粳型杂交稻恢复系“C418”。PCR和抗性分析表明单拷贝整合的Xa2 1在T1 代的分离比为 3∶1。在T2 代通过PCR和抗性分析选择了Xa2 1纯合的转基因株系“C418 Xa2 1”。将选择的转基因纯合系“C418 Xa2 1”与常用的雄性不育系“屉锦A”杂交 ,产生了带有转基因Xa2 1的杂交稻“屉优 418 Xa2 1”(简称转基因杂交稻 )。分子分析表明转基因Xa2 1在杂交稻“屉优418 Xa2 1”中能稳定遗传 ;抗性分析表明转基因恢复系“C418 Xa2 1”和转基因杂交稻“屉优 418 Xa2 1”对白叶枯病具有高度的广谱抗性 ,并保持了受体对照的优良农艺性状。另外我们还发现转基因杂交稻“屉优 418 Xa2 1”对白叶枯病的抗性水平高于转基因恢复系“C418 Xa2 1” ,这可能是遗传背景的差异所致。抗白叶枯病转基因粳型恢复系和杂交稻的育成将有益于杂交稻在我国北方稻区的推广。

水稻粳型亲籼系籼粳型属性的程氏指数鉴定

为了提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性 ,用程氏指数鉴定了待测粳型亲籼系及其杂交后代的籼粳型属性 .结果表明 :用程氏指数鉴定粳型亲籼系的籼粳型属性的结果准确率较高 ,且年度间和季度间的稳定性好 ;偏粳型品种与籼型或偏籼型品种杂交 ,其 F1 多为籼型和偏籼型 .用程氏指数法从 15个待测粳型亲籼系中鉴定出 1个粳型品系和 4个偏粳型品系 .另外 ,秧苗的 KCl O3抗性可作为鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的一个指标 。

水稻粳型亲籼系与光(温)敏核不育系亲和性测定

用15个粳型亲籼系分别与2个籼型光(温)敏核不育系W9593S、GD-8S和2个粳型光(温)敏核不育系N5088S、N8819S进行了亲和性测定。结果表明,粳型亲籼系与籼型光(温)敏核不育系和粳型光(温)敏核不育系的亲和性都较高,平均花粉育性分别为74.71%、79.21%、78.27%和84.66%,平均小穗育性分别为57.52%、72.43%、57.23%和51.86%。就花粉育性而言,粳型亲籼系与粳型光(温)敏核不育系的亲和性略优于籼型光(温)敏核不育系;就花小穗育性而言,粳型亲籼系与籼型光(温)敏核不育系的亲和性略优于粳型光(温)敏核不育系。IC3-5-2-1-2、IC3-11-2、IC9-9-1-1与W9593S亲和性高;IC2-1-1-3-3、IC3-5-2-1-1、G2417-2-1与GD-8S亲和性高;IC10-4、IC10-9-3-3与粳型光(温)敏核不育系亲和性高,说明粳型亲籼系与籼、粳光(温)敏核不育系还存在特异亲和性。

水稻粳型亲籼系的鉴定

培育水稻粳型亲籼系是克服水稻籼粳亚种间杂种不育性,实现籼粳亚种间杂种优势利用,促进水稻产量进一步提高的一条有效地途径。利用88对SSR标记多态性分析的资料,采用Dj值分析法对42个待测粳型亲籼系进行粳型性鉴定,从中筛选出18个偏粳型材料;利用4个籼型和4个粳型测验种对其中13个偏粳型待测粳型亲籼系进行亲和性测定,结果鉴定出5个偏粳型特异亲籼系和6个偏粳型广亲和系。

粳型杂种稻米品质性状的表现及遗传控制

研究了由 4个不育系及其保持系与 7个恢复系配组的 2 4个粳型杂种的 9个品质性状的遗传表现 ,结果表明 :( 1)杂种粳米的品质性状表现普遍介于双亲之间 ,但粒宽和直链淀粉含量有较多的超高亲组合 ,糙米率和精米率有较多的超低亲组合。 ( 2 )杂种的整精米率、粒长、粒宽、垩白率、糊化温度 5个性状与不育系呈显著正相关 ;糙米率、精米率、垩白率、直链淀粉含量 4个性状与恢复系呈显著正相关 ;除糊化温度和胶稠度外的其余 7个性状均与中亲值呈显著正相关。 ( 3)杂种的糙米率、精米率、整精米率、粒长、粒宽、垩白率的遗传表达主要决定于二倍体的母体基因型 ,而直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度的遗传表达主要由三倍体胚乳的基因型决定。 ( 4 )在栽培粳稻不同品种的细胞质之间以及不育胞质与可育胞质之间 ,并不普遍存在对品质性状的遗传效应 ,但可因性状而有所不同。

不同氮肥施用模式下北方粳型超级稻物质生产特性分析

以北方粳型超级稻品种沈农265为试材,分析了4种不同施氮模式的群体叶蘖建成动态、物质生产特性及产量构成特点,探讨了不同施氮模式下物质生产特性对产量形成的影响。结果表明,各施氮模式均表现14.5kg667m-2施氮水平产量显著高于12.5kg667m-2施氮水平的产量,且14.5kg667m-2施氮水平各施氮模式增产都是因为增加了穗外因素(穗数、单位面积颖花数和单位面积实粒数),降低了穗内因素(穗重、千粒重、结实率、每穗总粒数和每穗实粒数)。在相同施氮总量下,"三段五次"和"稳前、攻中、优后"施氮模式产量显著高于"一头轰"和"长效一次性"施氮模式,但"三段五次"模式以提高单位面积穗数、单位面积实粒数等穗外因素来增产,而"稳前、攻中、优后"模式以增加穗重、千粒重等穗内因素来获得高产,前两者产量都显著高于后两者,主要是因为前两者抽穗后新增同化产物(同化物直接供应量)和抽穗前营养器官储存物质的二次利用量(同化物间接供应量)均高,营养器官的物质输出率和对产量的贡献率均高。此外,在2种施氮水平下,前两者的氮肥农学利用率、氮肥表观利用率和单位土地面积上的总吸氮量均显著高于其他施氮模式。在14.5kg667m-2施氮水平下,前两施氮模式都获得了超高产量(>11thm-2)。

粳型超级稻产量构成因素协同规律及超高产特征的研究

【目的】水稻是中国重要的粮食作物,实现水稻的超高产生产对保证中国粮食安全有重要作用。本研究旨在探讨粳型超级稻产量构成因素协同演进规律及超高产特征。【方法】以具有代表性的4个超级粳稻品种(武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号)为材料,对高产(8250—9750kg.hm-2)、更高产(9750—11250kg.hm-2)和超高产(>11250kg.hm-2)3个产量等级群体的产量及其结构、群体库容量和群体库容的充实进行了系统的比较研究。【结果】由高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的群体颖花量不断提高(差异显著),而结实率、千粒重在3个产量等级间略有增减(差异不显著)。在安全成熟的情况下,群体颖花量与产量呈极显著正相关;群体颖花量的提高在由高产提高到更高产的水平上,主要依靠单位面积穗数的增加,而由更高产提高到超高产水平,则主要依靠足穗基础上增加每穗粒数。在安全成熟条件下,群体库容充实度在3个产量等级间因种略有增减,差异不显著,而群体库容实际充实量则随产量的增加而增加。【结论】以足量大穗构成群体安全大库容(安全成熟的群体高颖花量),通过保持正常的充实度(即保证常年的结实率与千粒重),从而提高群体库容总充实量,是粳型超级稻的超高产特征。

南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究

以超级粳稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为材料,对高产（8.25~9.75thm？2）、更高产（9.75~11.25thm？2）和超高产（〉11.25thm？2）3个产量等级群体的物质生产与产量的关系、干物质积累、输出与转运等方面进行了系统的比较研究。结果表明,4个超级稻品种成熟期、抽穗至成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关,抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系,拔节至抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关（高产—更高产、更高产—超高产以及将3个产量等级综合起来）;从高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的生物学产量不断提高（差异显著）,而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当（0.5000以上）,显著高于高产水平;较之更高产、高产群体,超高产群体在生育中期（拔节至抽穗期）干物质积累量大,抽穗期叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优[有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶（cm2）、基部节间粗、单茎茎鞘重均高],在生育后期（抽穗至成熟期）,光合能力强（叶面积衰减率小,光合势、群体生长率、净同化率均高）、干物质积累量高（占生物学产量的40.0%以上）、茎鞘物质的输出与转运协调[实粒/叶（cm2）、粒重（mg）/叶（cm2）均高]。

粳型超级杂交稻辽优3225根系生理特性研究

以粳型杂交稻辽优 32 2 5及其亲本和常规品种为材料 ,在不同生育时期对根系的形态和生理特性进行了研究。结果表明 ,粳型杂交稻根系粗壮 ,在根系吸收面积、根系活力、合成氨基酸和吸收无机磷的能力等方面都表现明显的优势 ,尤以生长前期优势表现更为明显。杂交稻根系衰老较早较快 ,抽穗后虽然其根系 SOD活性较强 ,但 MDA含量迅速上升 ,衰老严重。

试用配合力进行粳型水稻杂种优势生态型的划分

利用 9个生态类型 5 1份粳稻亲本材料 ,以生态型进行双列杂交 ,研究供试亲本的一般配合力和各生态型组合的特殊配合力以此分析粳稻的优势生态型。结果表明 :各生态型主要性状的一般配合力和特殊配合力方差均达到显著水平 ,且一般配合力方差大于特殊配合力方差。配合力分析表明西北粳、台湾粳和非洲ITA粳在多个性状上具有较高的一般配合力 ,可初步认为它们是本试验的优势生态型。一般配合力效应与杂种一代表型表现出极显著的正向相关 ,而特殊配合力与杂交组合后代相关不显著 ,亲本各自的一般配合力和特殊配合力是相互独立的 ,二者之间并无必然的联系。

水稻粳型亲籼系亲和性的测定

通过研究建立了粳型亲籼系的检测方法和鉴定标准 ,以 6个籼型和 6个粳型品种作为亲和性测验种 ,凡与籼型测验种杂交 F1 的平均花粉育性达 85 %以上 ,且平均小穗育性达 80 %以上者 ,为亲籼系。利用测验种对 10个待测粳型亲籼系的亲和性进行了测定 ,结果表明 ,G2 4 16 - 3、G2 4 17- 2 - 1、G2 6 0 5和 G30 0 4 - 4与籼型测验种的亲和性高 ,达到或基本达到亲籼性的标准 ,其中 G2 4 16 - 3和 G2 4 17- 2 - 1与粳型测验种的亲和性低 ,为特异亲籼系 ,G2 6 0 5和 G30 0 4 - 4与粳型测验种的亲和性高 。

北方粳型超级稻沈农265根系特征的初步研究

以粳型超级稻沈农265为试材,秋光为对照,采用盆栽方法,在不同生育时期对二者根系形态和生理特征进行比较。结果表明,沈农265在根数、总根长、根体积、根重、单株根系氧化力、伤流速度、总吸收面积、活性吸收面积等方面都表现出明显的优势。从根系的生长动态看,两品种差异主要表现在生育中后期,沈农265的根系较秋光更庞大,代谢活性更强。

南方粳型超级稻氮肥群体最高生产力及其形成特征的研究

在大田机插条件下,以南方稻区5个粳型超级稻(南粳44、宁粳1号、宁粳3号、扬粳4038、武粳15)为材料,同生育期常规粳稻武运粳7号为对照,在其他栽培措施统一在最佳技术指标前提下,设置7个氮肥水平(0、150.0、187.5、225.0、262.5、300.0和337.5kg.hm-2),从中得出各品种在这7个氮肥水平下出现的最高生产力,并将其定义为氮肥群体最高生产力。对5个超级稻氮肥群体最高生产力及其构成、群体生长发育动态、株型以及倒伏性状等方面进行系统的比较研究。结果表明,超级稻氮肥群体最高生产力为10.51(10.30～10.68)t.hm-2,极显著高于对照(9.77～9.82t.hm-2),增产幅度达5.2%～8.7%。与对照相比,超级稻氮肥群体最高生产力群体穗数多,穗型大,群体颖花量高(42442.11～44873.23×104.hm-2),结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖机插后早发快长,有效分蘖临界叶龄期苗数略高于预期穗数,有效分蘖临界叶龄到拔节期茎蘖增长平缓,高峰苗出现在拔节期,数量适中,为预期穗数的1.4～1.5倍,此后群体平缓下降,至抽穗期基本稳定,最终成穗率高(66.9%～70.4%);其群体叶面积动态与茎蘖动态基本一致,最大叶面积指数出现在孕穗期,为7.72～7.97,此后平缓下降,成熟期保持在较高的水平上(3.30～3.74);干物重积累方面,移栽到有效分蘖临界叶龄期较对照高,有效分蘖临界叶龄到拔节期较对照低,拔节后积累速度较快,至抽穗期为10.80～11.08t.hm-2,抽穗到成熟期干物质积累量6.78～7.22t.hm-2,成熟期总干物重17.58～18.29t.hm-2,显著或极显著高于对照;根冠比和根系干重均高于对照,随着生育期的推移,超级稻优势更为明显,生育后期根系活力强(抽穗到蜡熟期平均伤流量3.53～3.74g.m-2.h-1)。超级稻群体形成特征:高秧苗素质促进低位分蘖发生,精确群体起点稳定提高穗数;生育中期干物质积累高,叶面积大,株型直挺,有效叶面积率和高效叶面积率高,源库流畅;生育后期茎鞘输出大,2次增重高,根群强健,支撑着高光效灌浆结实层的安全充实。氮肥群体最高生产力水平下,超级稻穗多粒大,群体颖花量大,需氮量大,产量潜力高;生育中后期光合生产能力强,充实量大;群体株型改善,抗倒支撑强,适宜用作机插。

不同环境条件下粳型杂交稻稻米外观品质性状的遗传效应

采用包括基因型×环境互作效应的种子遗传模型 ,对粳型杂交稻稻米外观品质性状进行了遗传研究。结果表明各外观品质性状除了受种子、细胞质和母体植株等遗传主效应控制外 ,还明显受到基因型×环境互作效应的影响。其中糙米长、长宽比和长厚比性状以遗传主效应为主 ,而透明度性状以基因型×环境互作效应为主。多数稻米外观品质性状的狭义遗传率较高 ,其中糙米长、长宽比、长厚比、垩白度性状以普通狭义遗传率为主 ,而透明度性状则以互作狭义遗传率为主。另外 。

利用InDel和SSILP标记分析北方粳型超级稻的遗传组成

为明确籼稻血缘对北方粳型超级稻育种的贡献,利用89对籼粳特异性引物(34对InDel和55对SSILP)对15份粳型超级稻品种以及与其系谱密切相关的21份材料(12份1977-1999年育成的常规粳稻品种和9份1963-2000年育成的日本品种)的遗传组成进行分析。结果表明,15份粳型超级稻品种均含有一定的籼型血缘,且不同地区超级稻品种所含籼型基因频率(Fi)有所不同;对不同年代育成的参试材料的Fi进行比较分析,发现超级稻品种籼型基因型频率最高,Fi为0.068;12份常规粳稻品种次之,Fi为0.033;9份日本品种几乎不含有籼型血缘,Fi为0.011;表明随着时间的推进,近现代以来育成品种的籼型基因频率逐渐增加。

水稻粳型亲籼系S-b座位基因型鉴定

S b是控制水稻籼粳亚种间杂种不育性的基因座位之一。在该座位 ,台中 65的基因型为Sj/Sj,广陆矮 4号的基因型为Si/Si。以台中 65和广陆矮 4号为遗传测验种 ,分别与 4个粳型亲籼系配组 ,根据紧密连锁分子标记基因型在这些组合F2 群体中的偏态分离程度 ,测定了这 4个粳型亲籼系在F1花粉不育性S b基因座位的基因型 ,结果表明 ,G2 416 3和G2 417 2 1在S b基因座位的基因型为Si/Si,而G2 60 5和G3 0 0 4 4的基因型为Sn/Sn。比较了不同粳型亲籼系S b基因座位等位基因遗传效应的大小 ,结果表明G2 416 3携带的Si基因与G2 417 2 1携带的Si基因之间 ,以及G2 60 5携带的Sn基因与G3 0 0 4 4携带的Sn基因之间没有显著差异 。

粳型红米雄性不育恢复系红零的选育及其特性

利用携有红米色素且抗寒基因的中间材料天红、掺粳恢复基因Ｒ４８１和广亲和基因“０２４２８”等不同类型材料为亲本复合杂交，经分步聚合逐层重组，多代跟踪测配，定向培育出具恢复力强（恢复度均在８０％以上）、亲和性好、抗寒性强的粳型红米恢复系——红零。经与不同胞质类型的籼型不育系测配鉴定，表现出较强的以穗粒优势为主的亚种间杂种优势。