近年来，土壤中的砷污染问题日益严重。砷不仅对水稻的产量和品质产生负面影响，还通过食物链进入人体，严重威胁人类健康。因此，减少水稻中砷的积累已成为保障粮食质量安全和促进水稻产业发展亟待解决的问题。深入研究水稻对砷的吸收、转运与积累机制，并积极探索减少砷累积的农艺栽培措施，是解决稻米砷超标的有效途径。本文概述了水稻根部对土壤中不同形态砷的吸收及其在水稻植株内的转运与积累的生理及分子机制。从水稻品种、土壤理化性质、土壤养分和微生物等方面阐述了影响水稻砷吸收和积累的因素，并从水分和养分管理两方面重点概述了栽培措施对减少水稻砷吸收和积累的调控作用及机理。结合现有研究成果，对未来水稻砷污染防治的研究方向进行了展望，旨在为减少水稻籽粒砷含量的研究提供参考。

我国正大力开发利用滨海盐碱地发展水稻生产。然而，受限于淡水资源和水利基础设施，滨海盐碱地水稻生产过程中极易遭受盐-旱复合胁迫，导致水稻产量和稻米品质显著下降，严重制约了滨海盐碱地水稻丰产提质目标的实现。本文系统综述了盐害、干旱及其复合胁迫对水稻加工品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质的影响，并从渗透胁迫、离子平衡、光合作用、抗氧化保护、内源激素、碳氮代谢、代谢物及基因调控等方面阐明了其影响稻米品质形成的作用机制。此外，本文还从耐盐耐旱品种选育和栽培调控技术等方面提出了减轻水稻盐/干旱胁迫的调控措施，对下一步深入开展盐-旱复合胁迫影响稻米品质形成的生理机制研究提出建议。

水稻独特的香味被认为是一个优良性状。因此，香稻在市场中有很高的经济价值，且深受消费者喜爱。香味的产生与BADH2基因的突变有关，该基因突变后会产生一个隐性的等位基因，导致甜菜碱醛脱氢酶失活，进而引起2-乙酰基-1-吡咯啉（2-AP）的前体物质增加，最终促使2-AP不断积累并产生香味。然而，水稻香味产生的遗传背景以及香味物质形成的生理和生化机制尚未完全阐明。本文总结了目前已知的香味基因的遗传背景、基因功能以及香味物质的合成途径，同时对近年来香稻育种的研究现状以及香稻在不同环境条件和栽培技术下的响应进行了全面梳理和总结，旨在为香稻新品种的创制提供科学参考。

【目的】纹枯病是水稻上的重要病害，严重影响稻米品质和产量。在感病的粳型常规水稻品种徐稻3号和高抗籼粳交后代群体YSBR1中，Osa-miR166i-3p响应立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）的侵染。明确Osa-miR166i-3p在水稻抗纹枯病过程中发挥的作用及其分子机制，同时探究下游基因可能涉及的通路具有重要意义。【方法】通过构建Osa-miR166i-3p的敲除和过表达载体，使用农杆菌转化法创制徐稻3号背景下的转基因植株，通过测序及检测Osa-miR166i-3p表达水平验证转基因植株真实性。在温室环境对筛选后的植株进行纹枯病菌接种，统计病斑长度，同时对大田环境下正常生长的转基因植株及对照进行主要农艺性状考察。选取立枯丝核菌接种后0 h、8 h、16 h的水稻叶鞘组织构建文库进行RNA-seq分析，对Osa-miR166i-3p的生物学功能进行研究。【结果】与徐稻3号相比，在敲除植株中Osa-miR166i-3p表达水平明显降低，在过表达植株中则明显升高。接种立枯丝核菌后，Osa-miR166i-3p敲除植株病斑长度增加，对纹枯病的抗性下降；过表达植株病斑长度减小，对纹枯病的抗性增强。大田中转基因植株及对照的株高、穗长、每穗枝梗数、千粒重的统计结果没有显著差异，表明过表达和敲除Osa-miR166i-3p不影响水稻的农艺性状。富集分析结果显示，在接种立枯丝核菌8 h后的Osa-miR166i-3p过表达植株中，多个过氧化物酶基因被诱导表达。【结论】综上所述，Osa-miR166i-3p主要通过调节植物第三类过氧化物酶相关基因的表达，影响水稻中活性氧的积累，正调控水稻纹枯病抗性，可为提高水稻抗病性提供新思路。

【目的】探究OsClpP6在叶绿体发育过程中的功能，为提高植物光合速率提供新的基因资源。【方法】对OsClpP6基因、蛋白进行生物信息学分析，通过实时定量PCR和亚细胞定位技术分析该基因的表达模式，利用CRISPR/Cas9技术对该基因进行定点编辑，通过透射电镜观察突变体叶肉细胞叶绿体结构，利用RNA-seq分析OsClpP6影响叶色途径。【结果】Clp基因家族在水稻叶绿体早期发育中起重要作用，且在植物进化过程中十分保守。OsClpP6是水稻Clps基因家族的重要成员之一。通过研究OsClpP6的时空表达模式发现OsClpP6主要在苗期地上部分及营养生长期的茎中表达，水稻原生质体亚细胞定位结果表明，OsClpP6定位在叶绿体。在华占水稻背景下构建了OsClpP6的CRISPR/Cas9敲除突变株系clpp6-6s-ko-1、clpp6-6s-ko-2，突变体较WT株高降低、叶色变浅、千粒重减少。对WT、clpp6-6s-ko-1和clpp6-6s-ko-2灌浆期剑叶叶片进行透射电镜观察叶肉细胞的叶绿体微观结构发现，突变体叶肉细胞叶绿体结构、类囊体片层结构和淀粉粒积累明显少于WT。通过对突变体和WT进行转录组分析发现差异基因主要富集在光合作用通路，多个叶绿体发育的关键蛋白表达出现显著变化。【结论】OsClpP6通过参与叶绿体发育影响水稻源库的平衡，进而影响千粒重。

【目的】食味品质优良、综合抗性好一直是优质粳稻育种的重要方向。为满足生产上对水稻品种优质多抗的需求，迫切需要在育种中加强对优质与抗病、抗逆性状的协同改良。【方法】以携带香味基因型badh2-E2和低直链淀粉含量基因型Wx^mp的优质粳稻品种南粳46为母本，浓香型优质粳稻品种武香粳1号为父本进行杂交配组。在连续多代的自交过程中，利用基因badh2-E2和Wx^mp进行分子标记辅助选择，结合田间表现进行选种，在F₈稳定株系中选择综合性状最优株系，命名为沪12-30。随后，以携带抗稻瘟病基因Pita和Pik-m的宜直播、抗稻瘟病品种秀水114为母本，沪12-30为父本进行杂交，回交一代后连续自交选种。在回交和自交过程中，对badh2-E2、Wx^mp、Pita和Pik-m进行分子标记辅助选择，结合品质测定、抗稻瘟病鉴定和宜直播性状鉴定筛选育成优质多抗粳稻新品种沪香粳216。【结果】沪香粳216含有香味基因型badh2-E2、低直链淀粉含量基因型Wx^mp、抗稻瘟病基因型Pita和Pik-m。该品种具有香味，口感柔软有弹性，直链淀粉含量为9.2%~10.4%；稻瘟病综合抗病指数为2.5，病级3级，表现为中抗；水稻条纹叶枯病抗病等级为3级，表现为抗病；直播成苗率高，株高87 cm，抗倒性强，每667 m²产量达650 kg。【结论】利用分子标记辅助选择结合目标性状表型鉴定是实现多目标性状聚合育种的重要手段，能够准确、有效地实现优质多抗粳稻品种选育。

【目的】基于水稻功能基因组学的快速发展，通过全基因组关联分析和等位基因挖掘，鉴定出调控每穗粒数的关键基因Gn1a的优异等位变异，为现代水稻高产分子育种策略提供了理论依据与靶点资源。【方法】通过‌构建高世代回交自交系遗传群体‌开展QTL精细定位；基于近等基因系（NILs）‌验证目标QTL的遗传效应‌；结合目标基因的‌PCR扩增、高通量测序及多序列比对‌解析功能变异位点；进一步‌开发功能分子标记‌并应用于水稻种质资源的‌基因型精准鉴定‌。【结果】在中嘉早17、中早39（常规早籼主推品种）、华占、R173（杂交晚籼核心恢复系）4个背景与粳稻吉资1560‌构建的BC₃F₃群体中，1号染色体短臂Gn1a位点共同定位到控制穗粒数与二次枝梗数的QTL。Gn1a测序分析揭示,中嘉早17与中早39携带新型Gn1a等位变异（命名为Gn1a-i），与粳型等位基因Gn1a-j相比，在5' UTR区存在16-bp缺失。4套近等基因系的分析结果表明Gn1a-i增加每穗粒数和籽粒产量。基于该InDel位点开发的共显性功能标记ZC51‌，对‌9类39份水稻材料（涵盖常规早籼、常规晚籼、三系保持系、两系不育系、三系恢复系、北方粳稻、南方粳稻、农家品种及野生稻）进行Gn1a等位基因分型检测，结果显示：‌籼型群体（常规早/晚籼、三系保持系、两系不育系、三系恢复系）100%携带Gn1a-i等位基因；‌野生稻与农家品种携带Gn1a-j等位基因；‌粳稻群体（南/北方）携带Gn1a-i和Gn1a-j双等位基因。【结论】明确了Gn1a-i等位基因通过增加二次枝梗数和每穗粒数来提高籽粒产量，Gn1a-i有利等位基因在当前粳稻品种的改良中具有较大利用潜力，Gn1a功能基因标记ZC51能直接用于分子标记辅助选择育种。

【目的】探明不同耐低磷水稻品种内源激素水平的差异及其与产量和磷吸收利用的关系。【方法】以2个强耐低磷品种 (耐低磷指数>0.9)和2个弱耐低磷水稻品种 (耐低磷指数<0.5)为材料，采用水培种植，设置低磷(磷浓度为标准营养液中磷浓度的1/20，0.401 mg/L)和正常磷(8.02 mg/L)两个处理。【结果】与正常磷相比，低磷显著降低了两类品种的产量和磷的吸收量，但提高了磷素干物质生产效率和磷产谷利用率。在低磷处理下，与弱耐低磷品种相比，强耐低磷品种具有较高的产量、磷吸收量、磷利用效率、根干质量、地上部干质量和根系氧化力，根和叶中具有较高的生长素、玉米素及其核苷、脱落酸、茉莉酸类(茉莉酸和茉莉酸甲酯)、油菜素甾醇(24-表油菜素内酯和28-高油菜素内酯)含量，根中具有较高的独脚金内酯含量。这些激素水平与产量、磷吸收利用率、根干质量、地上部干质量和根系氧化力呈显著或极显著正相关；而根和叶中乙烯释放速率和1-氨基环丙烷-1-羧酸含量表现为强耐低磷品种显著低于弱耐低磷品种，并与产量和磷利用率显著或极显著负相关。随机森林分析表明，在各类激素中茉莉酸类和油菜素甾醇对产量和磷利用率的贡献最大。【结论】在低磷胁迫下，强耐低磷品种内源激素之间的平衡，特别是较高的茉莉酸类和油菜素甾醇含量，有利于优化根系形态，维持较高的根系活性，促进磷的吸收和利用，获得较高产量。

【目的】精准条播育秧可提升机插秧苗素质与群体均匀度。本研究旨在阐明杂交稻条播育秧秧苗素质与机插产量间的关系，为构建高产群体提供理论依据。【方法】本研究选用籼粳杂交稻甬优1538为供试品种，设置3个条播规格(D1：16条，D2：18条，D3：20条)和3个每穴播种粒数（S1：3粒，S2：4粒，S3：5粒）处理。播种规格为每个秧盘横向播种40次，纵向播种次数与播种条数相对应。分析比较了不同处理下水稻的秧苗素质、群体分蘖动态、叶面积指数、干物质积累、穗部性状、产量及其构成要素。【结果】 (1)每穴播种粒数和播种条数越少，秧苗素质越高；秧苗素质提高有利于增加移栽后秧苗第2、第3叶位分蘖的发生比例和单株分蘖力；每穴播种粒数越高，群体成穗率越低。(2)每穴播种粒数相同条件下，降低播种条数使群体的叶面积指数和地上部干物质量增加；每穴播种粒数越多，群体收获指数越低。(3)减少每穴播种粒数，增加了每穗粒数，并对籽粒的结实率起到促进作用；通过减少播种条数能有效提高二次枝梗着粒的结实率。(4)降低播种条数可以使产量增加，D₁的平均产量较D₂、D₃分别提升5.0%、10.8%；每穴播种粒数为4粒时，群体产量较高，S₂的平均产量较S₁、S₃的分别提升6.0%、7.1%。(5)单株产量与秧苗充实度的相关性最高，秧苗充实度每提升1 mg/cm，单株产量提高13.94 g。【结论】壮秧能够提高机插秧苗低位分蘖的比例，秧苗充实度可作为判断秧苗素质的重要指标，降低播种量是促进壮秧的最有效措施。在相同基本苗下，机插壮秧提高了群体的叶面积指数和干物质积累量，通过提高有效穗数而获得高产。

【目的】明确提高优质杂交中稻产量和品质的最佳氮肥运筹方式。【方法】 于2022—2023年在湖南省浏阳市永安镇坪头村开展大田试验，以优质杂交稻珠两优570和华浙优261为试验材料，比较了不同氮肥运筹（基肥:分蘖肥:穗肥分别为5:2:3，N1；4:2:4，N2；3:2:5，N3）下优质杂交中稻产量及产量构成、干物质生产和稻米品质的差异。【结果】 供试品种的产量在N1处理下显著高于N2和N3，增产的主要原因是有效穗数和群体颖花量显著高于N2和N3。从物质生产来看，N1处理下的总干物质积累量显著高于N2和N3，总干物质的增加主要来源于分蘖期和幼穗分化期干物质积累量的显著增加。N1处理下的整精米率显著低于N2和N3，但整精米产量无显著差异。不同氮肥运筹间垩白粒率和垩白度无显著差异。N1处理下的直链淀粉含量和蛋白质含量均显著低于N2和N3。【结论】 N1处理显著提高了优质杂交中稻的稻谷产量，同时保持了稳定的整精米产量，在维持较好外观品质的同时有利于食味品质的改善，是优质杂交中稻的最佳氮肥运筹方式。

【目的】分析并了解我国长三角地区粳稻品质发展状况及其在安徽省、江苏省和浙江省三个地区间的差异性。【方法】收集了2002−2022年种植于江苏省、安徽省和浙江省的粳稻样品共计11,310份，检测并分析了稻米的粒长、长宽比、糙米率、精米率、整精米率、垩白度、垩白粒率、透明度、表观直链淀粉含量、胶稠度、碱消值和蛋白质含量等指标，并采用主成分分析法挖掘了不同地区粳稻的品质特点。【结果】江苏省粳稻粒型和整精米率在2002−2022年间的变化比较稳定；垩白度在2002−2019年在3.06%~4.93%范围内波动，其平均值和波动范围均在2020−2022年大幅减少；年平均表观直链淀粉含量在2012和2013年较上年下降了约2%，最后稳定在13.2%~14.8%。浙江省粳稻的粒型从2012年开始逐渐向长粒粳稻的方向发展；整精米率呈锯齿形变化，年平均值在2011−2014年较高，2018−2022年较低；垩白度在2002−2006年呈锯齿状波动，2007−2015年达到高位后，于2016−2018年和2019−2022年逐步下降；除2013−2017年外，年平均表观直链淀粉含量在15.3%~16.8%范围内波动，并于2016年开始出现一批低表观直链淀粉含量的粳稻品种。安徽省粳稻的粒型从2020年开始向长粒型方向发展；整精米率的下降可明显划分为三个阶段（2003−2009年、2010−2014年、2018−2022年）；垩白度呈先上升后下降并进一步降低的趋势，2008−2014年较高；表观直链淀粉含量分两个发展阶段，第一阶段为2002−2012年的大幅波动阶段，第二阶段为2013−2022年的小幅波动并趋于稳定的阶段。三个省份透明度的达标率在大多数年份均达到80%。蛋白质含量、糙米率、精米率、碱消值和胶稠度等指标在长三角地区种植的粳稻品种间差异较小。【结论】长三角地区的粳稻品质逐渐朝着外观品质和食味品质优良的方向发展。江苏省的粳稻粒长较短，加工品质和外观品质较好，直链淀粉含量较低，胶稠度较长；浙江省的粳稻外观品质和加工品质欠佳，粒型逐渐变长，胶稠度和碱消值偏小；安徽省的粳稻粒型及其他各项品质指标介于江苏省和浙江省之间。

【目的】SR蛋白(serine/arginine-rich protein)是一类富含丝氨酸/精氨酸的可变剪接因子，在褐飞虱体内对基因的剪接过程起调控作用。本研究通过克隆褐飞虱(Nilaparvata lugens)的5个NlSR基因并鉴定了其分子特性、表达模式和生物学功能，为褐飞虱的防治提供新的思路。【方法】基于褐飞虱基因组数据，利用PCR技术克隆了5个NlSR基因cDNA序列，并利用生物信息学手段分析其序列特征；利用qRT-PCR技术检测它们在不同发育阶段 (卵、1 - 5龄若虫和雌雄成虫)和组织(唾液腺、体壁、脂肪体、卵巢和中肠)中的表达特征；并测定干扰后的基因表达及褐飞虱的存活率、蜜露量和体质量变化。【结果】成功克隆了5个NlSR基因的cDNA序列，分别命名为NlSRSF1、NlSRSF2.1、NlSRSF2.2、NlSRSF7.1和NlSRSF7.2。根据进化树分类，这些基因被分为3个亚家族：SRSF1、SRSF2和SRSF7。NlSRs基因的开放阅读框长度在495 bp到508 bp之间，编码的氨基酸数目介于164 aa到235 aa，预测分子量在19.54 kD到26.76 kD之间，等电点在9.53到11.83之间，均为亲水性碱性蛋白，不稳定指数在63.55到131.97之间。编码的蛋白含有N端的RRM结构域(RNA recognition motif)和C端的RS结构域(Arginine/serine-rich domain)，NlSRSF7.1和NlSRSF7.2还含有锌指(ZnF_C2HC)结构域。NlSR基因在褐飞虱的唾液腺、体壁、脂肪体、卵巢和中肠等组织中均有表达，其中NlSRSF1和NlSRSF2.1在唾液腺中的相对表达量较高；NlSRSF1主要在卵和1龄若虫中表达，其他基因主要在成虫中表达。RNAi实验结果表明，与对照组dsGFP相比，干扰NlSRSF1、NlSRSF2.1和NlSRSF7.2显著降低褐飞虱的存活率，干扰NlSRSF2.2和NlSRSF7.1对存活率无显著影响，干扰所有NlSR基因均显著降低了褐飞虱的蜜露量和体质量增加量。【结论】本研究克隆了褐飞虱的5个NlSR基因，分析了其序列和表达特征，并通过干扰确定它们对褐飞虱生命活动的影响，为深入研究褐飞虱NlSRs的生物学功能奠定了基础。