福建省水稻新品种米质鉴定与评价

为了解福建省水稻品比品种的稻米品质状况,对2021—2023年福建省水稻品比品种稻米品质作了鉴定与评价。结果表明:籼稻品种透明度、直链淀粉含量、胶稠度、整精米率等4项定级指标优质率均较高,但是综合优质率仍然较低,特别是达到部颁一等的优质稻品种数量极少。垩白度优质率仍然是6项定级指标中优质率最低的指标,而碱消值是仅次于垩白度的限制优质率的品质指标。因此,为提高籼稻品种优质率,垩白度和碱消值是今后籼稻育种应该重点考虑提升的指标。

分子标记辅助选择改良水稻不育系臻达A及其杂交种的稻瘟病抗性

水稻抗稻瘟病基因Pi25是一个遗传传递能力强的广谱抗性基因。本研究以携带抗稻瘟病基因Pi25的BL27为抗源供体,与优质、配合力强、感稻瘟病的水稻保持系臻达B为受体亲本进行杂交、回交创制水稻抗病保持系新种质,再与臻达A测交和回交进行不育系转育,结合分子标记辅助选择和农艺性状筛选,获得3个抗性基因纯合、农艺性状和开花习性均与臻达A相似的改良不育系株系。利用福建省近年来致病性代表的22个稻瘟病菌株对3个改良不育系及其15个杂交种进行抗性鉴定,3个改良不育系的抗性频率为95.45%~100%,15个杂交种的抗性频率均达75%以上,而原始对照臻达A及其杂交种的抗性频率仅为54.55%和40.91%~63.64%。自然病圃诱发鉴定表明,3个改良不育系的叶瘟和穗颈瘟均为0级,表现高抗,而对照臻达A的叶瘟为5级,穗颈瘟为7级,表现感病;15个杂交种均表现良好的稻瘟病抗性。进一步分析比较15个杂交种的产量、农艺性状和稻米品质表现,结果表明臻达A-Pi25-3改良不育系的综合性状表现最优,继续回交转育,于2015年育成了稻瘟病抗性强、配合力好、群体整齐和性状稳定的不育系,命名为157A。研究表明,抗稻瘟病基因Pi25不仅在水稻不育系臻达A的遗传背景下的抗性表达完全,且在不同水稻恢复系测交种的背景下同样表现出较高水平的抗性,说明抗性基因Pi25对不育系稻瘟病改良的效果明显。创制的新不育系157A的稻瘟病抗性显著提高,还基本保留了原来不育系高配合力等优良特性,为选育高产、优质、抗病杂交稻新品种提供了不育系新种质。

优质高产抗病耐贮藏杂交水稻新品种内10优7185的选育与应用

内10优7185是福建省农业科学院水稻研究所用福恢7185与内香10A配组育成的三系籼型杂交水稻新品种,在2017—2019年长江上游国家区域试验及生产试验中,表现出群体整齐、熟期较早、米质优(达部颁3等)、丰产性、稳产性和适应性较好等特点。2020年通过国家农作物品种审定委员会审定,2021年通过海南省农作物品种审定委员会审定。2020年经田间和室内稻瘟病抗性鉴定,内10优7185对苗瘟、叶瘟和穗颈瘟均表现为抗病。人工模拟老化处理(42℃下处理28 d)后再进行发芽实验结果表明,其发芽率达72.00%,表现出较强的耐贮藏性。

水稻优良恢复系福恢676的粒形及米质分析

[目的]福恢676是福建省农业科学院水稻研究所在“丰产性、抗逆性、优质性及适应性”水稻育种策略指导下育成的强优势恢复系。对福恢676的粒形和米质进行相关研究,可以为该恢复系更好地应用于育种生产提供理论依据。[方法]将福恢676、亲本明恢63和蜀恢527、恢复系明恢86和福恢673种植于福州、泉州及三明试验基地,收获成熟种子,自然晒干。测量各恢复系的谷粒长、宽及厚度,称取千粒重,测定各恢复系的米质,并进行比较分析。采用CTAB法提取水稻基因组DNA,PCR扩增Wx基因片段,采用限制性内切酶Acc I对PCR产物进行酶切分析,根据琼脂糖电泳结果及测序分析确定Wx基因第一内含子+1位碱基类型。采用Trizol法提取水稻种子总RNA,进一步采用SYBR Green I荧光定量PCR(qRT-PCR)分析灌浆不同时期控制粒形和米质相关基因的表达情况。[结果]福恢676的谷粒长大多为10.0-11.0 mm,宽约2.70 mm,厚约2.00 mm,千粒重27.0-31.0 g。福恢676的糙米率大于81.0%,胶稠度大于60.0 mm,直链淀粉含量在13.0%-18.0%,达到一级米标准;福恢676的整精米率高于其他4个恢复系,垩白率和垩白度高于亲本明恢63与蜀恢527,低于明恢86和福恢673。福恢676和其他4个恢复系中Wx基因第一内含子+1位碱基均为T,即Wx基因型为Wxb。福恢676中控制粒形相关基因GL7的表达在灌浆11 d时明显下降;GS3、SGL和GIF1的表达先升高后降低,且在灌浆7 d时表达量最高;GW8的表达先降低后升高,且在灌浆11 d时表达量最高。福恢676中控制米质相关基因Chalk5的表达量在灌浆7 d时最高,而在11d时几乎不表达;ALK、OsSSI、OsBEIIb的表达先升高后降低,在灌浆7 d时表达量最高,且表达模式与其他4个恢复系中的完全不同。[结论]福恢676的谷粒较长,整精米率较高,糙米率、胶稠度和直链淀粉含量达到一级米标准,Wx基因型为Wxb,福恢676中控制粒形基因GL7、GS3和米质基因ALK、OsSSI、OsBEIIb的表达模式与其他4个恢复系中有明显不同。

水稻不育系IR 58025A与其改良新不育系制种产量比较研究

利用3个IR58025B改良的新不育系恒达A、福稻A、钧达A,以IR58025A为对照,与恢复系成恢727进行了杂交制种产量比较试验。结果表明,与对照IR58025A相比,不育系恒达A、福稻A、钧达A分别与成恢727配制F1的制种产量极显著增加,平均产量分别为2.85 t/hm^2、2.78 t/hm^2和2.64 t/hm^2;这3个不育系柱头活力强于IR58025A、且柱头外露率和异交结实率较高是制种组合产量显著提高的主要原因。

香型优质高产杂交稻新品种野香优669的选育与应用

【目的】选育产量、米质和抗性相协调的香型优质水稻新品种。【方法】利用亲本间的遗传多样性和农艺性状的互补性,以高产、高配合力的父本福恢669与香型、优质、抗病的不育系野香A杂交,结合多生态点抗性鉴定、高温逼熟后品质分析、多年多点品比试验等相结合。【结果】选育出优质、高产、抗病,株叶态协调的杂交稻品种野香优669。2019–2020年参加福建省中稻区域试验,全生育期两年平均139.8 d,比对照II优3301早熟1.1d,产量平均9363 kg·hm^(-2),比对照增产2.24%,未达显著水平。两年稻瘟病抗性鉴定综合评价为抗稻瘟病,稻米品质达部颁一等优质食用稻品种品质标准,2021年通过福建省农作物审定委员会审定(闽审稻20210014)。野香优669聚合了来自双亲的22个有利基因,其中6个为单方携带,16个为双亲均携带。【结论】野香优669产量高、抗性强、品质好、口感佳,在生产上大面积推广应用,是福建省农业主推品种之一。

福建省杂交水稻选育研究现状与展望

统计1991年至2010年福建省审定的184个杂交稻品种的信息,回顾和综述了福建省近20a杂交水稻育种所取得的成就,通过对配制这些杂交稻品种所用的亲本进行统计和分析认为:(1)福建省杂交稻品种主要是由本省科技人员培育而成的,占审定数的85.87%。(2)"八五"、"九五"期间福建省杂交水稻育种应用的不育系比较单一,"十五"、"十一五"期间涉及的不育系数量比较多,Ⅱ-32A、龙特浦A、珍汕97A、冈46A、D62A、SE21S是配组频率较多的不育系。(3)蜀恢527、明恢86、明恢63、福恢673、闽恢3301是配组频率较多的恢复系。(4)福建省杂交水稻育种不足之处是育成品种中优质品种和丰、抗、优等综合性状好的品种相对较少;能抗多种病虫害和适合轻简栽培的杂交稻品种缺乏。根据上述分析,提出福建省杂交稻未来育种思路与策略。

PEG模拟干旱胁迫对水稻抗氧化酶基因表达的影响

【目的】干旱是影响水稻生产的重要环境因素之一,在干旱条件下水稻植株体内会发生一系列的抗逆反应,其中参与防御反应的关键酶基因表达会发生明显的变化。因此,本研究拟分析干旱胁迫处理后抗氧化酶类基因的表达变化,为进一步研究水稻抗旱机制提供理论参考。【方法】采用质量体积比为0(CK)、18%、20%、22%、24%、26%的聚乙二醇(PEG6000)对三叶一心期的籼稻航2号植株进行干旱胁迫处理,筛选适合处理籼稻航2号的PEG6000质量体积比;进一步采用PEG6000对航2号植株进行干旱胁迫处理,分别于处理0、2、4、8、12、24、48、72 h取样;并用SYBR Green I荧光定量PCR(qRT-PCR)分析PEG6000处理不同时间段后植株中抗氧化酶类基因表达,包括过氧化氢酶( CATA 、 CATB 、 CATC )、过氧化物酶( POX 5.1、 POX 1)、超氧化物歧化酶(plastidic Cu/Zn-SOD ,cytosolic Cu/Zn-SOD )、抗坏血酸过氧化物酶( APX )、谷胱甘肽还原酶( GR )基因的表达变化。【结果】根据表型观察和植株存活率,筛选出籼稻航2号对PEG6000的耐受临界质量体积比为22%;qRT-PCR结果表明PEG6000胁迫处理后9个基因的表达均出现上调,大部分基因表达都呈先上调后下调的趋势,且一般PEG处理4 h之后基因表达出现较明显上调,说明这些基因均不同程度地参与了PEG胁迫反应;其中,过氧化氢酶A基因( CATA )表达变化最显著,处理8 h表达量上调至处理0 h的28倍。【结论】PEG6000胁迫处理后主要的抗氧化酶类基因表达发生了明显的变化。

水稻种子人工老化与自然老化的分析比较

人工老化和自然老化是目前研究水稻种子耐储藏性常用的两种方法。本研究分别采用人工老化和自然老化对4个不同水稻品种"(航1号"",航2号",福恢653和云恢290)的种子进行处理。结果表明,进行人工老化后4个水稻品种种子的发芽率都随着老化时间的延长而降低,但不同品种降低的幅度不一样,其中"航1号"和"航2号"降幅最大,人工老化30 d后发芽率降至约8.7%;而福恢653和云恢290降幅相对较小,人工老化30 d后发芽率分别约为24.0%和25.3%。进行自然老化后,"航1号"和"航2号"的发芽率随着自然老化时间的延长而降低,但是福恢653和云恢290自然老化12个月后的发芽率与自然老化6个月后的发芽率相比反而提高。另外,通过比较分析发现人工老化相同时间后不同品种间发芽率差异都显著,但是自然老化6个月后不同品种间的发芽率差异并不显著。因此,人工老化与自然老化的效果并不完全一致,在这两种老化过程中,水稻种子各发生怎样的生理变化且有何差异等问题都有待于进一步的研究和探讨。

含白叶枯病抗性基因Xa23水稻恢复系的分子标记辅助选育

通过常规杂交育种技术和分子标记辅助选择技术,对携有白叶枯病抗性基因Xa23的亲本材料CBB23进行回交转育和农艺性状改良。通过分子标记辅助选择检测目的基因,快速获得了12份具有Xa23基因的恢复系稳定材料。采用白叶枯病菌株的专化强毒菌系P6对该12份材料进行室内接种鉴定,筛选出1份高抗白叶枯病的抗性新恢复系材料。应用3个不同的不育系对该恢复系进行测交,结果表明该恢复系具有良好的恢复性及产量潜力。

水稻稻瘟病抗性变化及抗性基因克隆的研究进展

种植抗性品种是预防水稻稻瘟病最有效、最经济和环保的方式之一。目前农业生产上推广种植的抗病品种在数年内抗性减弱,甚至丢失,这可能与寄主体内的抗性基因丧失或相对应的无毒基因发生变异有关。本文综述了稻瘟病菌的致病机理、稻瘟病菌发生变异的原因、稻瘟病菌无毒基因发现与克隆以及稻瘟病的相关防治策略,以期为稻瘟病防治提供理论基础。

中国水稻微核心种质的耐储藏特性初步研究

采用人工老化方法对193份中国水稻微核心种质进行了耐储藏特性研究。结果表明,中国水稻微核心种质的耐储藏特性差异很大,绝大多数种质不耐储藏,但仍有少数种质的耐储藏特性较好,其中籼稻的耐储藏特性一般好于粳稻,同时籼稻和粳稻中都存在较好的耐储藏种质。在地域分布上,不同来源的中国水稻微核心种质的耐储藏特性差异很大,其中来源于湖南、湖北、四川、安徽、广东、江西、江苏等省份的种质较耐储藏。因此,可以从大量的种质资源中筛选出耐储藏特性较好的种质用于耐储藏水稻新品种选育。

杂交水稻恢复系福恢673的选育研究

福恢673是福建省农业科学院水稻研究所利用明恢86空间搭载后的SP1植株与台农67杂交,F2选株与恢复系N175杂交选育而成的恢复系,具有恢复力强、恢复谱广、配合力好等特点。用福恢673配组的杂交水稻宜优673、Ⅱ优673、川优673、天优673、广优673、粤两优673等系列品种在省级以上区试中表现突出,其中宜优673、Ⅱ优673、川优673、天优673等4个品种共8次通过省级以上审定。本文介绍了恢复系福恢673选育过程、主要生物学特性及配制杂交水稻新品种表现。

杂交水稻育种骨干亲本的米质分析

全面系统地评价杂交水稻骨干育种亲本的米质性状,对于杂交水稻稻米品质性状改良具有重要的指导意义。本研究对274份来源于中国十余个水稻主产区的骨干育种亲本及部分国外来源的育种材料进行了基于类群划分的米质分析。研究结果表明,7项米质性状中,籼稻糙米率、透明度、胶稠度和直链淀粉含量的平均值达到三等以上标准,粳稻糙米率、整精米率、透明度、胶稠度和直链淀粉含量的平均值达到三等以上标准。籼稻米质性状优质达标率变化范围为27.7%~97.7%,粳稻米质性状优质达标率变化范围为16.7%~100%,籼、粳稻垩白性状的优质达标率均较低。籼稻类群中,恢复系和保持系的垩白性状和直链淀粉含量是米质性状改良的重点,常规稻直链淀粉含量较优,热带籼稻中IR43、GIZA 178等米质性状优良,是杂交育种的有利种质资源。筛选出10项米质指标均达三级以上的各类亲本材料共23份,这些育种材料可以作为优异的米质性状改良的基因供体加以利用。另一方面,应加强垩白性状优良的种质资源的引进和利用。

不同基因型水稻的抗性淀粉含量与稻米品质性状的相关性及差异性

对不同基因型水稻的米质和抗性淀粉含量进行相关性分析,同时根据各基因型水稻的米质进行了聚类和主成分分析。结果表明,粳稻米质优于籼稻;抗性淀粉含量与直链淀粉含量、垩白粒率有显著的相关性,籼稻中的抗性淀粉含量与品质性状有着更宽范围的相关性;聚类分析以欧式距离24.55为标准,将37份水稻材料分为6类,且具有明显的米质优劣划分;主成分因子对稻米品质的影响程度为:外观品质因子>蒸煮品质因子>碾磨品质因子,而抗性淀粉可归类到蒸煮品质因子中,对米质影响的贡献率达到19.48%。

水稻耐储藏种质筛选和遗传多样性分析

采用恒温恒湿培养箱在42℃、RH88%的条件下人工老化21d的方法筛选243份水稻种质的耐储藏特性,SSR分子标记分析人工老化后发芽率在40%以上60份种质资源的遗传多样性和聚类分析。结果表明,人工老化后发芽率小于40%的有180份,占74.10%;发芽率41%～70%的有45份,占18.52%;发芽率在70%以上的仅有16份,占6.58%。遗传相似系数以0.44为阈值时,可分2大类;遗传相似系数以0.72为阈值时,可分为12亚类。说明60份材料的遗传多样性比较丰富,可以作为水稻耐储藏特性遗传育种研究的基础材料。

近红外光谱的水稻抗性淀粉含量测定研究

用化学法测定水稻抗性淀粉含量耗时长、成本高,为此,探索了基于近红外光谱技术(NIRS)的水稻抗性淀粉含量测定新途径。首先,采集了62份抗性淀粉含量差异较大的水稻的光谱数据,将光谱数据和已测定的化学值数据导入化学计量学软件,采用偏最小二乘法(PLS)建立了抗性淀粉含量的近红外定标模型,对不同预处理得到的预测模型进行了内部验证和外部验证。结果如下:内部交叉验证方面,未处理、MSC+1thD预处理、1thD+SNV预处理的决定系数(R2)分别为0.920 2,0.967 0,0.976 7,预测均方根误差(RMSEP)分别为1.533 7,1.011 2,0.837 1。外部验证方面,未处理、MSC+1thD预处理和1thD+SNV预处理的决定系数(R2)分别为0.805,0.976,0.992,绝对误差平均值分别为1.456,0.818,0.515,预测值和化学值之间没有显著差异(Turkey法多重比较),说明以近红外光谱分析法代替化学测定法是有可能的。在不同预处理方法之中,1thD+SNV的预处理方法无论内部验证还是外部验证都具有较高的决定系数和较低的误差值,定标模型精度更高,误差更小。

水稻苗期耐低钾品种筛选及相关性状的QTL定位

对159份遗传差异较大的水稻品种进行耐低钾筛选,根据综合指数筛选出18份耐低钾和10份低钾敏感的水稻品种。利用筛选得到的耐低钾水稻品种台农67和低钾敏感品种制西构建重组自交系,对耐低钾相关性状进行QTL分析和定位,共检测到27个耐低钾相关性状的QTL,LOD值为2.52~9.23,可解释表型变异为2.22%~7.25%,其中贡献率最高的QTL是qKC-2,该QTL定位在水稻2号染色体上,可能是1个控制水稻钾含量的未知基因,可进一步通过构建次级群体对该基因进行精细定位和克隆。本研究中设计的Indel标记可快速筛选水稻育种材料中的耐低钾基因型,缩短育种时间,而且重组自交系中可以选出农艺性状好又耐低钾的株系直接应用于育种。

杂交水稻新品种两优航2号的选育与应用

两优航2号是福建省农科院水稻研究所用优质两系不育系SE21S与恢复系航2号配组而成的两系杂交水稻新品种。该品种丰产性好、稳产性好、适应性广、米质优。介绍了两优航2号的选育经过、产量表现、主要特征特性、栽培及制种技术。

水稻脆性突变体研究进展

水稻脆性突变体是水稻突变类型中较为常见的一类。水稻茎秆强度是一个十分重要的农艺性状,不仅影响水稻的抗倒伏,还影响着水稻的产量和品质。水稻脆性突变体具有纤维素含量低、木质素含量高、营养成分改变和脆性增加等特点,是研究抗倒伏育种的重要材料,也可作为选育谷秆两用型水稻的中间材料。综述了水稻脆性突变体的来源、形成机理和脆性相关基因的定位、克隆及其功能的研究进展,并阐述了脆性突变体在水稻常规育种、转基因育种和谷秆两用稻育种方面的应用。