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    1. 水稻开花期高温热害响应机理及其调控技术研究进展
    许用强, 姜宁, 奉保华, 肖晶晶, 陶龙兴, 符冠富
    中国水稻科学    2024, 38 (2): 111-126.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230601
    摘要946)   HTML65)    PDF (498KB)(5578)    收藏

    近年来,频繁发生的极端高温天气严重影响了水稻的生长发育、产量及稻米品质形成。水稻开花期对高温最为敏感,研究花期高温诱导小穗败育机理及其调控措施对减缓水稻高温热害,保障我国粮食安全生产具有重要意义。本文综述了高温下水稻颖花开放、花药开裂及散粉、柱头花粉粒萌发及花粉管伸长的特征及其作用机制,探究水稻花期耐热性调控机制以及减缓水稻花期高温热害的栽培调控措施,不仅为水稻花期高温热害机理及防控技术研究提供新的研究思路,还对今后的研究方向进行了展望。

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    2. 基因编辑及全基因组选择技术在水稻育种中的应用展望
    梁楚炎, 巫明明, 黄凤明, 翟荣荣, 叶靖, 朱国富, 俞法明, 张小明, 叶胜海
    中国水稻科学    2024, 38 (1): 1-12.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230503
    摘要713)   HTML56)    PDF (324KB)(4064)    收藏

    水稻是我国主要的粮食作物。由于我国人多地少的现状,长期以来水稻的育种目标是以产量为导向。我国科研人员通过协同攻关实现了水稻育种技术突破,矮化育种和杂交水稻育种技术的利用促进了水稻产量两次大的飞跃。随着我国消费者生活水平的提高以及极端天气出现的频次上升,水稻育种对品质、抗性与耐逆等也提出了更高要求。目前,生物技术正在不断革新,特别是基因编辑和全基因组选择育种技术的迅速发展,为高产优质多抗耐逆的水稻新品种选育提供强有力支持,推动着我国水稻生产向绿色可持续发展。本文就基因编辑技术和全基因组选择技术在水稻高产优质、抗病虫、耐逆及杂种优势育种应用中的新进展进行简述,旨在为高效培育能够满足市场需求的水稻新品种提供一些育种思路。

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    3. 稻田福寿螺的发生、危害及其防控技术研究进展
    吕海涛, 李建忠, 鲁艳辉, 徐红星, 郑许松, 吕仲贤
    中国水稻科学    2024, 38 (2): 127-139.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230807
    摘要756)   HTML34)    PDF (379KB)(3357)    收藏

    水稻是我国乃至全世界重要的粮食作物之一,全球一半以上的人口以稻米为主要食物来源。福寿螺作为一种外来入侵生物对水稻构成的巨大威胁已经受到了国内的广泛关注。水稻从播种至搁田前都会受福寿螺啮食,播种时啮食稻种的芽胚,苗期啮食幼苗整株,导致水稻缺苗和有效分蘖减少,特别是在直播稻种植面积不断增加的情况下,水稻产量受到严重影响。本文综述了福寿螺的种类、生物学特性、稻田为害规律、田间防控技术及资源化利用等,并在此基础上对福寿螺防控及其可持续利用进行展望,旨在为进一步防控稻田福寿螺,保障水稻的产量与质量,降低农户经济损失提供依据。

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    4. 水稻香味物质的研究进展
    张来桐, 杨乐, 刘洪, 赵学明, 程涛, 徐振江
    中国水稻科学    2025, 39 (2): 171-186.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240301
    摘要611)   HTML32)    PDF (1042KB)(3314)    收藏

    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。

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    5. 全基因组关联分析(GWAS)鉴定水稻氮素利用效率候选基因
    吕阳, 刘聪聪, 杨龙波, 曹兴岚, 王月影, 童毅, Mohamed Hazman, 钱前, 商连光, 郭龙彪
    中国水稻科学    2024, 38 (5): 516-524.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.231010
    摘要714)   HTML24)    PDF (2255KB)(3116)    收藏

    目的】挖掘水稻氮高效的种质和基因资源,揭示其分子机制和遗传效应,是当前水稻氮素利用效率(NUE)研究的重要内容和目标。【方法】为了鉴定与水稻NUE相关的变异位点和候选基因,我们收集了190份亚洲稻为关联群体,通过质量过滤和群体频率过滤筛选出3,934,195个高质量的单核苷酸多态性(SNPs)位点,在大田条件下设置低氮(N1,90 kg/hm2)和常规氮(N2,180 kg/hm2)水平,成熟期调查水稻剑叶叶宽在低氮和常规氮处理下的表型数据,结合FarmCPU和MLM模型进行全基因组关联分析(GWAS)。【结果】通过植株在不同氮水平下的叶宽表型数据,计算该群体在低氮和常规氮水平下的剑叶宽表型比值Q(N1/N2),Q值呈现正态分布的特征。对Q值进行全基因组关联分析,在12条染色体上共鉴定了100个显著位点,确定了39个候选QTLs,包括已克隆NUE相关基因OsNR1.2OsNAC42。进一步鉴定了候选基因OsNR1.2OsNAC42的优异单倍型和潜在的优势单倍型组合,为水稻NUE的改良提供了有价值的资源和信息。【结论】利用GWAS和单倍型分析,揭示了水稻剑叶叶宽在不同氮处理下的遗传基础,鉴定了与NUE相关的候选QTLs和基因,包括OsNR1.2OsNAC42。通过组合单倍型分析,鉴定了两个基因的优势单倍型组合,为水稻NUE的改良提供了有价值的资源和信息。

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    6. 水稻SPL家族转录因子的生物学功能研究进展
    胡丽, 杨范敏, 陈薇兰, 袁华
    中国水稻科学    2024, 38 (3): 223-232.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230308
    摘要1024)   HTML44)    PDF (1349KB)(3062)    收藏

    SPL (SQUAMOSA PROMOTER-BINDING PROTEIN-LIKE)家族蛋白是植物特有的一类多功能转录因子。水稻中有19个OsSPL基因,所编码蛋白均含有一个高度保守的SBP结构域,该结构域负责与下游靶基因的核心基序GTAC结合,调控靶基因表达。OsSPL的表达会受到OsmiR156/529/535和多种因子调控。研究表明OsSPL在水稻根系发育、叶舌叶耳发育、株型和穗型形成、籽粒发育和胁迫响应等多个生物学过程中发挥重要作用,是水稻生长发育的调控枢纽。本文综述了水稻OsSPL家族的系统进化与结构特征、表达调控及生物学功能研究进展,并对其研究前景进行了展望。

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    7. 水稻穗粒数基因Gn1a的等位基因挖掘与育种应用
    刘智超, 常龙学, 艾鑫, 金龙, 张丰勇, 李志永, 王以锋, 童晓红, 黄捷, 张健, 金健, 应杰政
    中国水稻科学    2025, 39 (2): 220-230.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240105
    摘要388)   HTML39)    PDF (6499KB)(2730)    收藏

    【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-iGn1a-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。

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    8. 稻田甲烷产生与排放的影响因素及减排措施研究进展
    谢先芝, 刘奇华, 李新华, 李维平
    中国水稻科学    2024, 38 (5): 475-494.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.231102
    摘要639)   HTML28)    PDF (1684KB)(2669)    收藏

    稻田甲烷(CH4)排放是农业生产中主要碳排放源之一。如何在保证丰产的前提下,有效降低水稻生产中CH4的排放量成为现代农业科研工作者研究的焦点。围绕稻田CH4的产生、排放与减排方式,本文综述了目前稻田CH4产排的相关研究进展,阐述了稻田CH4的产生、氧化过程、排放方式及其主要影响因素。稻田甲烷的产生排放与土壤理化性状(pH值、关键酶活性、含水量、温度、氧化还原程度、质地等)、水稻品种(根系形态活力与分泌物、通气组织、收获指数、株高等)、栽培技术(轮作模式、水肥调控、种植方式)、气候变化(气温、大气CO2浓度、UV-B辐射)等因素密切相关。本文重点从选育高产低排新品种、研发稻田CH4减排新物质、稻-渔低碳循环种养、土壤持续固碳减排、多种栽培调控方式耦合的新技术等方面入手,系统总结了稻田CH4减排的技术措施,提出应根据不同稻区的生产特点,因地制宜,探索建立稻田CH4减排高效综合技术体系。在此基础上,讨论了未来重点研究方向,以期为水稻丰产减排生产提供技术支撑,为顺利实现国家“双碳”目标提供有益参考。

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    9. 水稻小粒不育系新组合卓两优1126的高产特征
    刘慧敏, 周杰强, 胡远艺, 田妍, 雷斌, 李建武, 魏中伟, 唐文帮
    中国水稻科学    2024, 38 (2): 160-171.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230307
    摘要594)   HTML22)    PDF (5560KB)(2391)    收藏

    【目的】挖掘杂交水稻产量潜力,培育超高产品种,既是一道科学难题,也是“藏粮于技”安全战略。本研究旨在解析小粒不育系卓201S配组的杂交稻卓两优1126高产形成规律,为优质高效超级杂交稻培育提供理论支撑。【方法】2022年选用小粒不育系新组合卓两优1126和对照品种超级稻两优培九、Y两优900和湘两优900为试验材料,在湖南省隆回县统一高产栽培,系统比较卓两优1126与其他3个超级杂交稻产量及其产量构成、干物质积累、根系发育和抗倒性,探究小粒不育系新组合卓两优1126高产特征。【结果】卓两优1126产量极显著高于对照,较超级杂交稻第1期代表品种两优培九增产35.07%,较超级杂交稻第4期代表品种Y两优900增产17.84%,较超级杂交稻新代表品种湘两优900增产14.52%。卓两优1126产量的提高主要原因是在保持稳定千粒重和结实率基础上,通过平衡有效穗数与每穗粒数使群体总颖花数显著提升。与对照相比,卓两优1126单茎地上部干质量、根干质量和根冠比均极显著高于对照,表明卓两优1126根系具有显著的生长优势,能够很好地协调植株地下和地上部分的生长,有助于超高产的形成。卓两优1126株高适中,基部3节间总长和穗下节间长度都极显著高于对照,但基部第2节间的弯曲力矩和抗折力与湘两优900的差异未达到显著水平,卓两优1126在增加株高的同时保持了较强的抗倒性。卓两优1126耐低氮,稻米品质综合评级为部标优质2级,极端高温下较对照Y两优1928增产5.53%。【结论】卓两优1126在保持稳定的千粒重和结实率基础上,通过平衡有效穗数与每穗粒数使群体总颖花数显著提升,从而实现超高产。卓两优1126亲本间粒型存在显著差异,可以实现父母本混播混收的全程机械化制种,降低种子生产成本。另外,小粒型不育系千粒重仅为常规不育系的1/2,在制种产量保持不变的前提下,单位制种面积的杂交稻种子粒数比普通不育系多1倍,大幅降低杂交稻的用种成本。因此,以卓两优1126为代表的“小粒种 高产稻”模式,能为解决杂交水稻当前困境提供新思路,是新的发展方向。

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    10. 水稻对干旱胁迫的生理生化响应及分子调控研究进展
    郭展, 张运波
    中国水稻科学    2024, 38 (4): 335-349.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230410
    摘要1369)   HTML60)    PDF (452KB)(2285)    收藏

    水稻是全球最重要的粮食作物之一,其生长过程需要大量水分。随着全球气候变暖,干旱成为其产量的重要限制因素。因此,本文结合近些年的研究成果从形态(根系和地上部)、生理(气孔、蒸腾作用、光合作用和水分利用率)、生化(植物激素、脯氨酸等渗透调节剂和抗氧化剂)及分子水平(抗旱基因的表达水平)综述了水稻在干旱胁迫下的自我保护机制,可为全面了解水稻抗旱机制和选育抗旱品种提供参考。

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    11. 不同土壤条件下秸秆还田量对土壤还原性物质及水稻生长的影响
    彭显龙, 董强, 张辰, 李鹏飞, 李博琳, 刘智蕾, 于彩莲
    中国水稻科学    2024, 38 (2): 198-210.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230404
    摘要576)   HTML34)    PDF (11197KB)(2227)    收藏

    【目的】在不同土壤上研究水稻秸秆还田后还原性物质的形成及其与水稻生长的关系。【方法】在砂壤土(S1)和粉壤土(S2)上进行2年盆栽试验,模拟低(RL)中(RM)高(RH)产量下秸秆全量还田,以秸秆不还田(R0)为对照,测定土壤还原性物质总量、Eh、亚铁离子、锰离子和铵态氮含量,分析水稻分蘖、根系干质量、根系活力和水稻产量等指标。结果秸秆还田后生育前期土壤Eh显著降低,还原性物质数量增加,S2的还原性物质高于砂壤土。与对照相比,2021年在移栽后56 d之前秸秆还田处理还原性物质总量、铁和锰离子含量分别提高了8.36%~199.64%、1.43%~160.03%和8.43%~57.68%。2022年在移栽后45 d前对应增加了2.95%~163.61%、0.77%~19.74%和3.28%~64.96%。随着秸秆还田量增加,还原性物质总量、铁和锰含量有增加趋势。在移栽后56 d前(2021年)和35 d前(2022年)秸秆还田显著增加了土壤铵态氮含量11.28%~50.67%和10.79%~351.53%。秸秆还田使水稻分蘖期和拔节期的根系干质量降低15.06%~45.80%,秸秆还田显著降低了砂壤土上水稻分蘖期和拔节期的根系活力,在S2土壤上RL和RM增加了拔节期根系活力,RH降低了根系活力。秸秆还田后水稻分蘖数在水稻生育期降低了7.23%~48.44%,干物质积累量降低了3.59%~43.57%。RL和RM处理第二年水稻产量降低不明显,RH处理2年均显著减产。砂壤土中氧化还原电位高于S2,S2还原性物质总量、锰离子含量、铵态氮含量、根系干质量、根系活力、分蘖数、干物质积累量和产量均高于砂壤土。结论在本研究条件下,秸秆还田显著增加还原性物质总量,抑制水稻早期生长。黏重土壤上秸秆全量还田引起减产,砂壤土上中低产量下秸秆全量还田不会造成穗数显著降低,因促进大穗形成不会造成显著减产。采取有效措施减少秸秆还田下还原性物质危害是秸秆还田技术优化的重点。

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    12. 转录组和代谢组联合分析揭示稻曲病菌的致病因子
    伏荣桃, 陈诚, 王剑, 赵黎宇, 陈雪娟, 卢代华
    中国水稻科学    2024, 38 (4): 375-385.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230603
    摘要459)   HTML24)    PDF (2750KB)(2110)    收藏

    【目的】 由稻曲病菌引起的稻曲病是一种世界性水稻真菌病害,该病严重威胁水稻的产量和品质。探明稻曲病菌的致病分子机制,可为制定稻曲病防治策略和抗病分子育种开辟新思路。【方法】 用稻曲病菌接种水稻幼穗,采用转录组和代谢组测序技术对接种后9 d显症的样本(S)和未接种的PXD25菌丝(CK)进行代谢组和转录组测序,以稻曲病菌菌株UV-8b基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,以|log2fold change| ≥ 1且P≤0.05为条件筛选差异表达基因(DEG);以P≤0.05 且 VIP≥1 为标准筛选差异代谢物(DAM)。【结果】 转录组测序分析表明,S vs. CK 有6708个DEG,通过 GO 富集和 KEGG 代谢途经分析,将DEG划分为 GO 功能下的3708个词条、110条代谢途径;DEG中有91个转录因子,分属23个转录因子家族,包括bZIP、C6、C2H2等;分析显著富集代谢途径发现,线粒体自噬、次生代谢和氨基酸代谢等途径显著富集,基因表达量都发生显著变化,其中次生代谢途径中的差异表达基因都显著上调,推测这些基因在稻曲病菌致病中发挥重要作用。非靶代谢组共鉴定出392个差异代谢物(DAM),DAM分析发现丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸以及脂肪酸类物质(亚油酸、棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸)等都显著积累。转录组和代谢组联合分析发现苯丙氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等氨基酸代谢途径与淀粉和蔗糖等与糖代谢相关途径显著富集,表明这些代谢物和基因可能与稻曲病菌的致病性密切相关。【结论】 线粒体自噬、次生代谢和氨基酸代谢等代谢途径中DEG在稻曲病菌致病中发挥重要作用,丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸以及脂肪酸类物质等代谢物与稻曲病菌的致病性密切相关。

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    13. 水稻稻瘟病抗性基因挖掘与利用研究进展
    杨婕, 杨长登, 曾宇翔, 侯雨萱, 陈天晓, 梁燕
    中国水稻科学    2024, 38 (6): 591-603.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230911
    摘要1515)   HTML74)    PDF (430KB)(1965)    收藏

    稻瘟病是一种由子囊菌(Magnaporthe oryzae)引起的病害,严重危害水稻的产量和品质。培育和种植抗病品种是控制稻瘟病最经济有效的措施。抗性基因的挖掘与利用是培育抗病品种的基础和关键。本文针对这个科学问题,总结了目前主流的稻瘟病抗性基因的挖掘技术,对已克隆的稻瘟病抗性基因及其应用现状进行梳理和分析;并对稻瘟病抗性基因挖掘利用以及未来发展方向进行展望。

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    14. 全基因组关联分析定位水稻分蘖角度QTL
    朱裕敬, 桂金鑫, 龚成云, 罗新阳, 石居斌, 张海清, 贺记外
    中国水稻科学    2024, 38 (3): 266-276.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230904
    摘要473)   HTML18)    PDF (6018KB)(1930)    收藏

    【目的】水稻分蘖角度是影响水稻产量的关键农艺性状,挖掘水稻分蘖角度QTL(基因)及其优势单倍型,有助于构建水稻理想株型。【方法】以333份来自水稻3K资源的核心种质为研究材料,于2020年和2022年分别在湖南农业大学耘园基地和春华基地种植,在抽穗期测量分蘖角度,结合基因型,利用TASSEL 5.2的MLM模型进行全基因组关联分析。【结果】共检测到6个分蘖角度QTL位点,分布在水稻2、5、6、9和12号染色体上,分别命名为qTA2qTA5qTA6.1qTA6.2qTA9qTA12,这些QTL的表型贡献率为6.23%~16.22%。除了qTA9与分蘖角度主效QTL TAC1共定位外,其余5个QTL均为新的位点。进一步对5个QTL位点进行候选基因分析,初步筛选到qTA2qTA6.1的候选基因别为Os02g0817900Os06g0682800,候选基因Os02g0817900编码水稻细胞色素P450家族蛋白,候选基因Os06g0682800编码锌指结构域蛋白。【结论】本研究挖掘到新的水稻分蘖角度相关位点并对候选基因进行了分析,为分蘖角度新QTL(基因)的克隆以及分蘖角度的遗传改良提供参考。

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    15. 光/温敏核不育系的不育机理及两系杂交稻的发展与展望
    汪邑晨, 朱本顺, 周磊, 朱骏, 杨仲南
    中国水稻科学    2024, 38 (5): 463-474.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.231008
    摘要783)   HTML27)    PDF (1010KB)(1851)    收藏

    本文回顾了中国两系杂交水稻的发展历史;介绍了两系法中光/温敏型核不育系遗传资源的发现和选育;总结了植物中光温敏型雄性不育的遗传学和细胞学机制;并对水稻两系法中光/温敏型雄性不育系的遗传资源优化及育种策略提出了建议。

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    16. 再生稻稻米品质研究进展
    肖无为, 朱辰光, 王飞, 熊栋梁, 黄见良, 彭少兵, 崔克辉
    中国水稻科学    2025, 39 (1): 33-46.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240412
    摘要1004)   HTML18)    PDF (1363KB)(1777)    收藏

    再生稻是一种绿色高效的种植模式,对提高水稻种植效益和保障我国粮食安全具有重要意义,具有广阔发展前景。再生稻头季和再生季生长环境以及栽培管理措施不同,导致头季和再生季稻米品质有显著差异,再生季稻米品质通常优于头季稻米。再生特性、环境温度、水肥管理等都可通过调控源库关系、灌浆过程、籽粒营养物质合成、淀粉粒物理化学特征等影响稻米品质形成。目前虽然已经从再生力和产量角度选育了一批适宜作再生稻种植的优质高产水稻品种,但提高再生稻头季和再生季稻米品质仍然是制约再生稻发展的一个重要因子。本文简要介绍了再生稻头季和再生季稻米品质特征及其差异,结合稻米品质形成的过程及影响因素,分析了影响再生稻稻米品质的因素及栽培调控措施,旨在为再生稻优质高产发展提供理论基础。

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    17. 利用龙稻5号/中优早8号RIL群体定位粒形QTL
    侯本福, 杨传铭, 张喜娟, 杨贤莉, 王立志, 王嘉宇, 李红宇, 姜树坤
    中国水稻科学    2024, 38 (1): 13-24.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230602
    摘要404)   HTML27)    PDF (2738KB)(1750)    收藏

    【目的】粒形是决定稻米产量、品质和商品价值的重要数量性状之一。本研究旨在利用水稻重组自交系群体鉴定控制粒形的QTL,为水稻粒形基因的挖掘和长粒形粳稻育种应用奠定基础。【方法】以短圆粒形的粳型超级稻品种龙稻5号(LD5)为母本和细长粒形的早熟籼稻品种中优早8号(ZYZ8)为父本构建包含176个家系的重组自交系群体测定粒长、粒宽、长宽比和粒厚等粒形性状,分析粒形性状间的关系并进行QTL定位和比较分析。【结果】利用区间作图法共检测到8个粒形QTL,分布在3、5、6、7和11号染色体上,表型贡献率范围为4.69%~18.89%,LOD值范围为2.52~8.74。这8个QTL包括3个粒长QTL qGL3qGL7qGL11,2个粒宽QTL qGW3qGW5,2个粒厚QTL qGT3qGT6,1个长宽比QTL qLWR3。其中,qGL3qGL7、qGW3qGW5qLWR3可以在3个年份稳定检测到。利用多环境联合分析共检测到14个粒形QTL,包括qGL2qGL3qGL7qGL11共4个粒长QTL;qGW3qGW5共2个粒宽QTL;qGT3qGT5qGT6共3个粒厚QTL;qLWR3a、qLWR3b、qLWR5、qLWR7qLWR11共5个长宽比QTL,分布在2、3、5、6、7和11号染色体上,表型贡献率范围为2.28%~15.78%,LOD值范围为4.20~20.90。与已克隆的粒形基因进行染色体位置比较发现,qGL3/qLWR3区间包含已克隆的GL3.1qGW5区间包含已克隆的GW5qLWR3b/qGT3区间包含已克隆的TGW3【结论】利用区间作图法和多环境联合分析的方法从龙稻5号和中优早8号的重组自交系群体中共鉴定了14个粒形QTL,其中8个QTL是两种方法重复检测到的。这些QTL定位区间内包含已克隆的GL3.1TGW3GW5等粒形基因。

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    18. 水稻中胚轴研究进展
    任宁宁, 孙永建, 申聪聪, 朱双兵, 李慧菊, 张志远, 陈凯
    中国水稻科学    2025, 39 (1): 11-23.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240504
    摘要642)   HTML15)    PDF (1979KB)(1735)    收藏

    水稻作为全球最重要的粮食作物之一,其生长发育特性对农业生产具有重要影响。水稻的中胚轴(Mesocotyl)是连接种子与幼苗的关键部分,在种子破土出苗过程中发挥着重要作用,其伸长性状在水稻直播栽培中尤为重要。中胚轴的伸长性能直接影响水稻的出苗率、出苗速度及幼苗的抗逆性,是水稻育种和栽培管理中的关键环节。随着现代农业技术的发展,特别是水稻直播技术的兴起,对水稻中胚轴的研究显得尤为迫切和重要。本文从影响中胚轴发育的细胞形态、环境因素、生理因素、中胚轴相关QTL位点和基因挖掘研究进展以及在育种方面的应用进行了阐述,以期为水稻中胚轴的利用和未来育种方向提供理论依据和新思路。

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    19. 水稻根系和土壤性状与稻田甲烷排放关系的研究进展
    陈浩田, 秦缘, 钟笑涵, 林晨语, 秦竞航, 杨建昌, 张伟杨
    中国水稻科学    2024, 38 (3): 233-245.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.231206
    摘要799)   HTML40)    PDF (1151KB)(1515)    收藏

    甲烷(CH4)是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH4的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH4排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH4排放的关系对于缓解温室效应具有重要的意义。本文综述了稻田CH4产生和排放的机理及其与水稻根系和土壤性状间的内在关系,并展望了进一步探究水稻和土壤性状与稻田CH4排放关系的研究方向,为实现水稻丰产与固碳减排协同提供参考。

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    20. 利用CRISPR/Cas9技术编辑OsOFP30基因创制水稻粒型突变体
    何勇, 刘耀威, 熊翔, 祝丹晨, 王爱群, 马拉娜, 王廷宝, 张健, 李建雄, 田志宏
    中国水稻科学    2024, 38 (5): 507-515.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.231002
    摘要369)   HTML29)    PDF (1986KB)(1492)    收藏

    目的】研究水稻OFP家族转录因子OsOFP30对粒型的影响,创制新的粒型突变材料,为水稻粒型改良提供参考。【方法】以粳稻品种中花11为受体材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsOFP30基因进行定向编辑;通过T0、T1和T2代连续筛选,获得3类无外源片段插入的纯合突变体(长片段删除突变OsOFP30−89、单碱基插入突变OsOFP30+1GOsOFP30+1A);分析粒型变异,进行生物信息学和测序分析,初步确定粒型变异原因。【结果】与野生型相比,3类突变体的粒宽和千粒重都显著降低,OsOFP30−89OsOFP30+1G仅粒长和粒厚显著降低,穗型指标与野生型无明显差异,OsOFP30+1A的粒长和粒厚与野生型无明显差异,仅一次枝梗数显著低于野生型;生物信息学分析表明,这3类突变体均由移码突变导致的翻译提前终止所产生,OsOFP30−89突变蛋白长度为252个氨基酸,OsOFP30+1GOsOFP30+1A突变蛋白长度均为282个氨基酸,两者仅第323位的核酸序列存在G和A的单碱基差异,导致突变蛋白第108位产生丝氨酸和天冬酰胺的差别。【结论】初步判断OsOFP30基因可调控水稻粒型变异。本研究创制了新的粒型突变材料,可为水稻粒型改良育种提供参考。

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