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    1. 功能稻米研究现状与展望
    胡时开, 胡培松
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 311-325.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.201106
    摘要727)   HTML1476544697)    PDF (1108KB)(1930)    收藏

    介绍了稻米的结构和营养成分特征、功能稻米的概念、研究历史和时代属性,重点阐述了功能稻米活性物质的种类和调控机制,总结了国内外利用常规育种、诱变育种、基因工程技术等手段在功能稻米方面的研究进展,结合当前功能稻米及其制品的社会需求,对功能稻米研究中存在的问题及未来发展方向进行了展望。

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    2. 水稻对盐胁迫的响应及耐盐机理研究进展
    王洋, 张瑞, 刘永昊, 李荣凯, 葛建飞, 邓仕文, 张徐彬, 陈英龙, 韦还和, 戴其根
    中国水稻科学    2022, 36 (2): 105-117.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.210609
    摘要1755)   HTML2042185996)    PDF (28738KB)(1524)    收藏

    我国土壤盐渍化问题日趋严重,在耕地红线内的盐碱地约有9.3×106hm2,盐胁迫是制约粮食生产的主要非生物胁迫因子之一。水稻是盐碱地改良的先锋作物,全面深入了解水稻对盐胁迫的响应,对盐碱地水稻生产具有重要意义。本文概述了盐胁迫对水稻生长发育、产量和品质形成的影响;从渗透调节、离子平衡等生理层面以及基因层面阐述盐胁迫影响水稻生长发育的生理机制;总结了减轻水稻盐胁迫的调控措施;对今后深入开展水稻盐逆境的研究进行展望并提出建议。

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    3. 水稻镉积累影响因素与低镉稻米生产策略
    江南, 颜旭, 周延彪, 周群丰, 王凯, 杨远柱
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 342-351.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.200913
    摘要571)   HTML1611203513)    PDF (6696KB)(1472)    收藏

    镉是一种生物毒性极强且分布广泛的重金属元素。农田中的镉不仅影响作物的生长发育,而且可通过食物链进入人体内,当富集到一定程度会危害人体健康。水稻是我国重要的粮食作物之一,在保障我国粮食安全中的地位举足轻重,但水稻同时也是对镉吸收和积累最强的大宗谷类作物之一。近些年“镉大米”事件在我国频繁发生,稻米镉污染已成为一个备受社会关注的严峻问题,治理稻米镉污染迫在眉睫。本文从低镉水稻品种筛选与培育、优化水分管理、调节土壤pH值、施用叶面阻隔剂等方面对稻米镉污染治理技术的研究进展进行了综述,旨在为技术的集成、推广和应用提供理论依据,同时为新技术的研发提供新的思路。

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    4. 水稻胚乳发育遗传调控的研究进展
    张娟, 牛百晓, 鄂志国, 陈忱
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 326-341.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210307
    摘要843)   HTML1762691117)    PDF (11529KB)(1435)    收藏

    胚乳是被子植物双受精产物之一,为种子发育提供营养;同时,水稻胚乳也是人类口粮的重要来源。胚乳组织约占水稻种子干质量的70%以上,其发育直接影响稻米产量和品质。目前我们对水稻胚乳发育调控的分子机制有了较为深入的认识,克隆了一些重要基因,同时发现表观遗传调控在胚乳发育中也发挥重要作用。本文主要以水稻为例,同时穿插拟南芥和玉米等植物的相关研究进展,系统总结了胚乳细胞化、糊粉层细胞分化、储藏物质积累等胚乳发育重要生物学事件的遗传调控机制。最后我们也指出了关于胚乳发育过程中有待进一步深入研究的科学问题,以期能为今后相关研究提供一些思路。

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    5. 水稻类病斑突变体lm8015-2的鉴定与基因的精细定位
    王晨, 王备芳, 张迎信, 曹永润, 张越, 江敏, 边康吉, 张小惠, 刘群恩
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 352-358.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.200908
    摘要367)   HTML1241645449)    PDF (26434KB)(1429)    收藏

    【目的】为进一步解析水稻抗病分子机制,对类病斑突变体lm8015-2进行了鉴定。【方法】利用EMS诱变籼稻中恢8015,从其后代中鉴定出一个类病斑突变体lm8015-2。对突变体lm8015-2及其野生型的叶片进行超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢含量、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、光合色素含量、防御基因表达量的测定。将粳稻02428与突变体lm8015-2杂交获得的F2群体用于遗传分析,采用图位克隆的方法对目的基因进行精细定位。【结果】突变体的红锈状斑点自播种3周后于叶尖出现,分蘖期缓慢扩散至全叶及整个植株,至抽穗期可致整个叶片枯亡。lm8015-2类病斑的产生受自然光的诱导,其叶片的光合色素含量明显低于野生型。EB染色与DAB染色结果表明,lm8015-2中发生了大量的过氧化氢沉积与细胞死亡。与野生型相比,lm8015-2中超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性显著上升,同时伴有可溶性蛋白含量下降和丙二醛含量上升。遗传分析表明,lm8015-2类病斑表型由一对隐性核基因控制,该基因位于第5染色体的W32-85和C32-8两个引物之间,物理区间为104 kb。测序结果表明该区间内候选基因LOC_Os05g48390的起始密码子(ATG)发生了单碱基替换突变(T变为A),导致起始密码子缺失。qRT-PCR结果表明,lm8015-2中部分防御基因被激活,表达显著上调。【结论】LM8015-2LTN1互为等位基因,其突变可能增强了部分防御基因的表达。

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    6. 水稻粒重粒形QTL的定位及qTGW1.2/qGL1.2的验证
    杜成兴, 张华丽, 戴冬青, 吴明月, 梁敏敏, 陈俊宇, 马良勇
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 359-372.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.201205
    摘要326)   HTML1073743903)    PDF (74206KB)(1246)    收藏

    【目的】粒重粒形对水稻的产量和品质均有重要的影响。本研究通过开展水稻粒重粒形QTL的初步定位,并对新鉴定的第1染色体长臂qTGW1.2/qGL1.2区间进行验证,旨在进一步揭示水稻粒重粒形的遗传调控机制。【方法】以大粒的FM9为父本,小粒的EFT为母本,配组衍生遗传群体,先后获得包含277个株系的F2:3群体和211个株系的重组自交系群体(Recombinant Inbred Lines, RILs),测定千粒重、粒长和粒宽,采用完备区间作图法进行QTL初定位;针对新鉴定的qTGW1.2/qGL1.2区间,筛选2个剩余杂合体单株,自交衍生分离群体,开展QTL效应验证。【结果】初定位分析共检测到35个调控千粒重、粒长和粒宽的QTL,其中,11个能同时在两个群体中被检测到,18个仅在F2:3群体中被检测到,6个仅在RIL群体中被检测到;应用两个剩余杂合体衍生的两套分离群体验证了新鉴定的qTGW1.2/qGL1.2区间对千粒重和粒长的效应,并观察到颖壳细胞长度的显著变化。通过qPCR分析,观察到与细胞周期、生长素代谢和粒形相关基因表达发生了显著变化。【结论】初步定位的35个QTL以及验证的qTGW1.2/qGL1.2有利于进一步揭示水稻粒重粒形的遗传控制基础,也为后续的基因克隆及分子标记辅助选择奠定了基础。

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    7. 水稻镉胁迫响应机制及防控措施研究进展
    许肖博, 安鹏虎, 郭天骄, 韩丹, 贾玮, 黄五星
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 415-426.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.201209
    摘要742)   HTML2018775095)    PDF (3128KB)(1235)    收藏

    土壤镉污染是日益严重的环境问题之一。水稻是镉吸收能力最强的大宗谷类作物。水稻对镉的积累及向食物链的转移给人类健康带来威胁。近年来在水稻对镉的吸收和积累过程及其影响因素方面的研究取得了一系列重大进展。本文从镉对水稻种子萌发、生长和发育、产量的影响;土壤中镉的活化、木质部装载运输、韧皮部向籽粒转移三个过程的生理与分子机制以及品种选育、土壤修复、农艺调控等防控措施三个方面进行了综述。以期为水稻镉胁迫相关研究提供理论参考,并为制定降低稻米镉含量的有效策略提供依据。

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    8. 不同籼稻品种对低磷响应的差异及其农艺生理性状
    乔胜锋, 邓亚萍, 瞿寒冰, 张伟杨, 顾骏飞, 张耗, 刘立军, 王志琴, 杨建昌
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 396-406.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210304
    摘要346)   HTML1140856400)    PDF (22497KB)(1227)    收藏

    【目的】研究不同籼稻品种对低磷响应的差异及其农艺生理性状。【方法】以12个江苏省近80年来各阶段在生产上应用的具有代表性的中熟籼稻品种为材料,进行全生育期水培种植,设置低磷(磷浓度为标准营养液中磷浓度的1/20)处理,以正常磷处理(标准培养液配方)为对照。【结果】将耐低磷指数作为评价籼稻品种耐低磷性的指标,并将供试品种分为3类:强耐低磷品种(耐低磷指数≥0.9)、中耐低磷品种(0.5<耐低磷指数<0.9)、弱耐低磷品种(耐低磷指数≤0.5)。选择耐低磷性差异明显的强耐低磷品种2个以及弱耐低磷品种2个进行农艺与生理特征分析。与对照相比,低磷处理降低了各品种产量。与对照相比,低磷处理增加了水稻的磷素运转率(PTE)、磷产谷利用率(IPE)和磷收获指数(PHI),强耐低磷品种在低磷处理下的PTE和IPE高于弱耐低磷品种。与弱耐低磷品种相比,强耐低磷品种在低磷处理下具有较大的地上部干物质、根干质量和茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)积累和转运,根系氧化力降幅小,根系酸性磷酸酶活性增幅高,分蘖受抑制程度小,并能保持较大的叶面积指数以及孕穗灌浆期较高的光合速率。【结论】与弱耐低磷品种相比,在低磷处理下保持较高的干物质、NSC积累和运转、根系氧化力、根系酸性磷酸酶活性、光合速率以及磷素利用效率是强耐低磷品种重要的农艺与生理特征。

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    9. 长江中下游双季晚粳稻产量、生育时期及温光资源配置的生态性差异
    王孟佳, 殷敏, 褚光, 刘元辉, 徐春梅, 章秀福, 王丹英, 陈松
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 475-486.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.201109
    摘要325)   HTML1610626314)    PDF (28197KB)(1176)    收藏

    【目的】明确不同类型双季晚粳稻在长江中下游不同生态区产量表现、生育期及温光资源配置差异,为早籼-晚粳模式在长江中下游稻区应用提供理论依据。【方法】试验于2018–2019年在浙江富阳(30.13°N,海拔41.7 m)和温州(28.52°N,海拔83 m)开展。选择生产上大面积应用品种,以高产籼稻(IR)为对照,设置常规粳稻(IJR)和籼粳杂交稻(IJHR)2个处理。比较不同生态区晚季温光条件下籼稻、常规粳稻和籼粳杂交稻在产量、生育特性以及温光资源配置上的差异。【结果】1)低纬度下粳型水稻品种干物质量、有效穗数及库容较高纬度均有所下降,导致产量降低2.4%~19.1%;但结实率和千粒重稳定或略有提高。同时,籼粳杂交稻产量在两地均最高,分别为8.8~10.3 t/hm2(富阳)和8.0~10.2 t/hm2(温州);2)供试品种生育时期因纬度不同而存在差异。与高纬度相比,低纬度的水稻营养生长期无显著差异,穗发育期有所缩短(4.2%~27.3%),而灌浆期显著缩短,其中籼稻、常规粳稻以及籼粳杂交稻分别缩短7.3%~11.9%、20.8%~41.9%以及23.1%~35%。3)不同生育阶段温光配置差异主要体现在灌浆期,平均温度低纬度要高于高纬度(籼稻提高0.4~2.4 ℃;常规粳稻2.3~3.5 ℃;籼粳杂交稻2.5~2.8 ℃);有效积温纬度间的差异随品种类型而异,其中籼稻无显著变化,常规粳稻和籼粳杂交稻分别降低24.7~126.4 ℃和25.7~107 ℃。4)主成分分析表明,纬度变化造成的温光资源积累差异(PC1和PC2)是主因(贡献度49%),也是产量差异的主要原因;其次为品种的温光敏感性(PC5,贡献度18%)以及品种的穗粒结构(PC3,贡献度14%)。【结论】与高纬相比,低纬粳型水稻产量降低主要源于生育期缩短(灌浆期为主),有效积温减少,库容降低。籼粳杂交稻在低纬度仍具有较高的产量优势,可能源于其较强的穗粒优势。有鉴于此,重(大)穗型粳稻在长江中下游较低纬度双季晚稻种植可能更具有应用潜力。

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    10. 头季稻氮肥运筹对再生稻根际机能及产量的影响
    黄锦文, 吴珈谊, 陈鸿飞, 张志兴, 方长旬, 邵彩虹, 林伟伟, 翁佩莹, 林文雄
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 383-395.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.200603
    摘要342)   HTML1880171268)    PDF (20941KB)(1134)    收藏

    【目的】再生稻是头季稻生长的延续。本研究尝试从根际微生态系统的变化来阐明机械化栽培下头季稻氮肥管理对头季-再生季水稻产量形成的影响,为再生稻高产高效栽培提供参考。【方法】以“甬优1540”为材料,通过2年的田间试验,在头季总施氮量(225.00 kg/hm2)不变的前提下,设置头季不同氮肥运筹处理,分析了机械化栽培下再生稻产量、根系伤流强度、根际土壤酶活性及其微生物多样性的变化特点。【结果】头季前氮后移施肥处理(N1、N2)有助于根系保持较高活力,尤其在头季生长中后期N1处理(基肥∶一次分蘖肥∶二次分蘖肥∶孕穗肥=3∶1∶2∶4)根系伤流强度比对照(N0)和当地常规施肥处理(N4)显著提高;N1处理两季总产量最高,2年平均达17 351.23 kg/hm2,比当地常规施肥处理(N4)提高了23.00%。土壤酶活性分析表明,蔗糖酶活性在头季齐穗期表现为N2>N1>N3>N4>N0,之后则表现为N1>N2>N3>N4>N0;过氧化氢酶与硝酸还原酶活性在头季生长期均表现为N1>N2>N3>N4>N0;脲酶活性从头季齐穗期至再生季齐穗始终表现为N1>N2>N3>N4>N0;各生育时期土壤酶活性与根系伤流强度间均呈显著或极显著正相关。细菌 16S rDNA 测序表明,施肥与不施肥处理细菌群落结构多样性差异显著,N1处理细菌 Chao1 指数和香农指数显著高于其他处理。菌群结构分析表明,施肥处理增加了与土壤碳氮循环、有机质含量及抗逆性密切相关的细菌数量,尤其是N1、N2处理硝化螺旋菌属相对丰度较高,有利土壤氮素循环。【结论】机械化栽培下,头季氮肥适当后移有利于再生稻根际微生态系统的改善,从而提高根系活力,促进水稻生长,获得两季水稻的高产。

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    11. 一种水稻微效QTL精细定位和克隆新途径
    朱玉君, 左紫薇, 张振华, 樊叶杨
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 407-414.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.201206
    摘要452)   HTML8405399)    PDF (418KB)(1094)    收藏

    水稻重要农艺性状一般由少数主效QTL和大量微效QTL共同控制。水稻主效QTL克隆已取得显著进展,而微效QTL由于遗传作用弱,表型鉴定易受测量误差影响,克隆进展缓慢,但微效QTL在水稻重要农艺性状调控中的作用不容忽视。本文介绍了一种水稻微效QTL精细定位和克隆的新途径。该途径包含2个阶段:1)应用剩余杂合体构建近等基因系群体进行目标QTL的精细定位;2)应用基因编辑技术创制候选基因突变体验证基因功能。应用该策略笔者所在团队在水稻第1染色体长臂精细定位了6个微效粒重和粒型QTL,并成功克隆首个微效粒重QTL。该技术可在方法上为水稻QTL克隆及新种质创制提供更多选择。

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    12. 地点和播期对半糯粳稻食味品质的影响
    王才林, 张亚东, 陈涛, 朱镇, 赵庆勇, 赵春芳, 姚姝, 周丽慧, 赵凌, 魏晓东, 路凯, 梁文化
    中国水稻科学    2021, 35 (4): 373-382.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210207
    摘要347)   HTML1216386113)    PDF (466KB)(1087)    收藏

    【目的】明确新育成半糯粳稻的蒸煮食味品质特性及其对环境条件的响应。【方法】以生产上大面积种植的优良食味粳稻品种南粳46和南粳9108及其杂交育成的38个半糯粳稻品系为材料,通过两个地点两个播期的品系比较试验,分析了供试品系的淀粉理化指标、RVA谱特征值和食味品质。【结果】测定的12个蒸煮食味品质性状在品系间的差异均极显著。供试品系的外观品质和食味品质均较好,10个品系的食味值超过南粳9108,6个品系超过南粳46,晚粳类型的食味值高于中粳类型。地点对蒸煮食味品质性状的影响除了峰值黏度不显著以外,其余性状均达极显著水平;影响较大的性状是食味值、回复值和直链淀粉含量,其次是外观品质、峰值时间和冷胶黏度,对峰值黏度、胶稠度和崩解值的影响较小。直链淀粉含量、胶稠度、峰值时间、崩解值、消减值、回复值、外观品质和食味值在地点与品种间的互作也达显著或极显著水平。与南京种植相比,泗洪种植时直链淀粉含量普遍增加,胶稠度则普遍下降,RVA谱特征值除了崩解值多数下降以外,其余特征值多呈上升趋势。泗洪的外观品质和食味值普遍比南京好,泗洪的食味值平均增加了7.8分。播期对蒸煮食味品质性状的影响除了糊化温度、崩解值和消减值不显著以外,其余性状均达极显著水平;影响最大的性状是胶稠度,其次是直链淀粉含量、回复值、食味值和峰值时间,崩解值的影响最小。胶稠度、峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、崩解值、消减值和食味值在播期与品种间的互作也达显著或极显著水平。推迟播种,直链淀粉含量升高,胶稠度下降,糊化温度变化不大,RVA谱特征值除了崩解值和消减值有升有降以外,峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度,峰值时间和回复值普遍上升。外观品质和食味值普遍提高。【结论】地点和播期及其与品种的互作对半糯粳稻的外观品质和蒸煮食味品质都有显著影响。优质稻米的生产,要选择适合当地气候条件的优质品种类型,并使其在最适气候与栽培条件下灌浆结实。

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    13. 水稻富含半胱氨酸类受体激酶家族基因对纹枯病菌和植物激素的响应特征分析
    冯志明, 王广达, 赵剑华, 居冉, 李梦臣, 高鹏, 胡珂鸣, 陈宗祥, 左示敏
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 439-448.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210305
    摘要329)   HTML1073742343)    PDF (26917KB)(1060)    收藏

    【目的】明确水稻富含半胱氨酸类受体激酶(Cysteine-rich receptor-like kinases,CRK)家族基因对纹枯病菌侵染和植物激素的响应特征,是解析CRK在水稻纹枯病抗性中的功能的重要前期工作。【方法】利用生物信息学方法构建了水稻45个CRK的系统发育树,并利用qPCR分析了它们对纹枯病菌和对植物激素乙烯(Ethylene,ET)、茉莉酸(Jasmonic acid,JA)、水杨酸(Salicylic acid,SA)和细胞分裂素(Cytokinin,CK)等的响应特征,以及在水稻不同组织中的表达模式。【结果】水稻CRK家族可分为4个组,在染色体上成簇或紧密分布的CRK大部分来自同一组或同一分支。41个CRK响应纹枯病菌侵染,其中17个响应强烈;结合组织表达模式,发现这17个CRK基因中,CRK15CRK23CRK24CRK26CRK27CRK28CRK29CRK30CRK31CRK33等10个基因在叶鞘和叶片中表达较强,暗示这些基因可能参与了对纹枯病的抗性;大部分同一分支的两个同源性较高的CRK对纹枯病菌的响应特征类似, 表明这些CRK基因在调控纹枯病抗性上可能存在功能冗余。40个CRK对3种或4种植物激素均有响应,它们对不同激素的响应存在差异性,说明CRK可能广泛参与这些激素介导的防御信号途径;对JA和SA响应相反的有17个,对JA和SA、ET和JA、ET和SA响应类似的分别有21、21、23个。这不仅反映了ET、JA、SA信号途径间的协同和拮抗作用,也说明这些基因可能参与ET、JA和SA间的交互作用。【结论】鉴定到一些可能参与调控水稻纹枯病抗性的CRK基因,且它们可能在植物激素介导的防御途径中起作用。这为我们进一步探索CRK在调控水稻纹枯病抗性上的功能提供了科学线索。

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    14. 姊妹系间杂交快速培育优良食味半糯粳稻新品种的育种效果
    王才林, 张亚东, 陈涛, 朱镇, 赵庆勇, 姚姝, 赵凌, 赵春芳, 周丽慧, 魏晓东, 路凯, 梁文化
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 455-465.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210405
    摘要280)   HTML1073750298)    PDF (4465KB)(1047)    收藏

    【目的】优良食味半糯粳稻由于食味品质优良,在长三角地区受到广大农户和消费者的青睐,已成为该地区优质稻米品牌打造的主力品种。为了加快新品种培育速度,我们尝试通过生育期不同的优良食味半糯粳稻姊妹系间杂交的方法培育半糯粳稻新品种。【方法】以来源于武香粳14/关东194的中熟晚粳稻南粳46(全生育期165~170 d)与迟熟中粳稻南粳9108(全生育期150~155 d)互交,通过F2单株选择和F3~F5的优系选择,在F6获得了38个生育期不同(全生育期140~170 d)的半糯新品系。以亲本南粳46和南粳9108为对照,对新品系进行多年多点的比较试验及产量和抗性鉴定,分析新品系的淀粉理化指标、RVA谱特征值和食味品质。【结果】绝大多数性状有超亲表现,且多数入选新品系农艺性状稳定快,食味品质好,综合性状优良,产量较高。其中,南粳9036、南粳9308、南粳9008已通过江苏省品种审定,5个新品系正在参加各级区域试验。【结论】通过食味品质和综合性状优良、生态类型不同的半糯粳稻姊妹系间杂交,可以快速培育优良食味半糯粳稻新品种。

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    15. 籼粳杂交稻精准条播育秧机插减氮增产的效应研究
    王亚梁, 朱德峰, 陈惠哲, 张玉屏, 向镜, 王志刚, 张义凯
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 495-502.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210202
    摘要222)   HTML1073872898)    PDF (20045KB)(969)    收藏

    【目的】明确精准条播育秧机插对籼粳杂交稻产量形成的影响及其在减氮条件下降低产量损失的作用。【方法】以甬优538和甬优1540为供试品种,精准条播(precision drill sowing, PS)16条机插,并以相同播种量传统撒播(broadcast sowing, BS)机插为对照,同时设置不施氮肥(0 kg/hm2, zero-nitrogen application rate, 0N)、适氮(240 kg/hm2, suitable nitrogen application rate, SN)、减氮15%(204 kg/hm2,reduced nitrogen application rate, RN)等3个氮肥施用梯度处理,分析比较产量形成、植株均匀度、干物质积累及氮利用效率。【结果】1)与撒播相比,精准条播通过提高有效穗数使籼粳杂交稻产量平均提高4.3%,减氮条件下精准条播处理的水稻产量降幅小于撒播。2) 精准条播显著降低漏秧率,提高机插苗数均匀度以及有效穗数均匀度。与撒播相比,精准条播处理提高减氮下高峰苗数,两个品种趋势一致。3)与撒播相比,精准条播增加抽穗期叶面积指数,同时增加了抽穗期和抽穗开花后的干物质积累和氮吸收总量,其中减氮处理下表现尤为明显。4) 除0N外,氮素干物质积累量和氮素稻谷生产效率在不同品种方式及氮处理间无显著差异,但精准条播处理显著提高了氮肥吸收利用效率和氮肥农学利用效率,两个品种趋势一致。【结论】精准条播机插能够提高籼粳杂交稻植株均匀度,增加高峰苗数和叶面积指数,促进干物质积累和氮素吸收,进而提高产量,有效减少氮肥减施下籼粳杂交稻的产量损失。

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    16. 水稻叶片衰老基因LPS1的克隆与功能研究
    褚晓洁, 芦涛, 叶涵斐, 王盛, 林晗, 吴先美, 何瑞, 严钢, 王跃星, 李三峰, 路梅, 胡海涛, 杨窑龙, 饶玉春
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 427-438.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210303
    摘要382)   HTML1074333710)    PDF (3724KB)(962)    收藏

    【目的】早衰突变体是研究早衰机制的良好载体,对于探究早衰的遗传机理与作用机制及提高水稻的产量和品质具有重要作用。【方法】本研究利用EMS诱变获得了一个早衰突变体lps1,并对该突变体及其野生型进行表型观察、细胞学及组织化学分析、生理生化分析、遗传分析、基因定位和激素处理。【结果】lps1的叶片从3叶期开始发黄,成熟期株高、有效分蘖数、结实率、千粒重等极显著降低。电镜观察发现lps1叶表面光滑,硅质化突起和叶绿体数目减少、片层结构紊乱。生理生化分析表明lps1中有大量的活性氧积累,同时伴有蛋白质的降解、细胞膜的损伤以及大规模的细胞死亡。遗传分析表明该早衰表型受单隐性核基因控制,并且其在第5染色体上编码了一个泛素结合酶。亚细胞定位结果证明LPS1蛋白在细胞质与核中均有表达。外源激素处理发现,lps1对外源激素的处理更为敏感,且LPS1突变促进了ABA合成相关基因的表达。【结论】LPS1 突变使水稻ABA合成信号途径异常,进而引发H2O2等一系列与衰老相关生理指标的异常变动,导致lps1过早衰老,最终造成水稻产量严重降低。

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    17. 无人机与人工喷施雾滴在水稻冠层内沉积特征及效益比较
    李艳大, 叶春, 曹中盛, 孙滨峰, 舒时富, 陈立才
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 513-518.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210107
    摘要231)   HTML1078214659)    PDF (1436KB)(947)    收藏

    【目的】旨在阐明无人机和人工喷施雾滴在水稻冠层内沉积分布特征,比较其稻瘟病防效、水稻产量及经济效益。【方法】选用电动四旋翼植保无人机,设置3个不同飞行高度和3个不同施药量,于孕穗期观测喷施雾滴在水稻冠层内沉积分布状况,并和人工喷施处理防治稻瘟病的效果、产量及经济效益进行比较。【结果】雾滴沉积量随飞行高度的升高而减少,雾滴沉积均匀性和穿透性随飞行高度的升高而增大。无人机和人工喷施的雾滴沉积量、均匀性和穿透性随施药量的增加而增大,雾滴沉积量和均匀性均呈水稻冠层上部>中部>下部的分布特征。无人机喷施的雾滴均匀性和穿透性大于人工喷施。无人机喷施在防效和产量不降低的情况下,用工成本减少165元/hm2,净收益提高164元/hm2,产投比提高20.9。【结论】与人工喷施相比,无人机喷施可在保证丰产的基础上,提高作业效率,降低生产成本,获得更高经济效益,在水稻精确管理和丰产高效栽培中具有应用价值。

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    18. 水稻特大粒种质BG1和优质恢复系华占的粒形基因研究及相关功能标记开发
    龚柯, 薛炮, 温小霞, 廖飞飞, 孙滨, 彭泽群, 程式华, 曹立勇, 张迎信, 吴玮勋, 孙廉平, 占小登
    中国水稻科学    2021, 35 (6): 543-553.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.201211
    摘要265)   HTML1263075607)    PDF (32401KB)(941)    收藏

    【目的】特异种质资源的发掘与利用是水稻优质高产育种的重要手段之一。明确特大籽粒种质BG1(Big Grain 1)和育种上广泛配组的优质恢复系华占携带的部分粒形基因等位变异类型,并开发相应基因的功能标记,有助于加快粒形基因的育种应用,提高水稻粒形精准改良的效率。【方法】对BG1和华占中的9个主效粒形基因(GS3qLGY3qGL3GW2GW8GW5TGW3TGW6GS9)的目的片段进行测序分析。并根据GW2GS3qGL3TGW3TGW6、qLGY3、GW8GW5的测序结果,开发了鉴定其基因分型的功能标记。【结果】与日本晴相比,特大粒种质BG1在检测的9个主效粒形基因中有5个表现为功能缺失型(gs3GW8gw2tgw3tgw6),1个稀有等位变异(qgl3)和1个外显子可变剪切型(qlgy3);与日本晴相比,华占在检测的9个主效粒形基因中有3个(gs3GW8GW5)存在差异。根据测序结果开发了GW2GS3qGL3TGW3TGW6qLGY3GW8GW5的功能标记,并利用15个水稻种质进行检测,检测结果中除了TGW6 的标记TGW6-Del 仅可用于鉴定是否含有功能缺失型的等位变异tgw6外,另外7个标记均为可准确鉴定基因型。【结论】与日本晴相比,特大粒种质BG1中调控粒长的基因gs3qgl3qlgy3tgw3GW8tgw6之间可能存在复杂的互作调控通路,而不是简单的效应累加,粒宽特征可能是gw2GW8的累加效应。优质恢复系华占的细长粒形可能是gs3GW5GW8的互作效应所致。本研究中开发的功能标记可以用于水稻分子标记辅助育种。

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    19. 多巴胺引发对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响
    李玉祥, 林海荣, 梁倩, 王国栋
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 487-494.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.200808
    摘要250)   HTML13765130)    PDF (32304KB)(937)    收藏

    【目的】探讨多巴胺(Dopamine,DA)引发对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响。【方法】 以新疆自育水稻品种新稻17号为研究对象,分别用0(纯水)、0.1、0.5、1、1.5 mg/L的DA溶液(分别用S0、S0.1、S0.5、S1、S1.5表示)引发种子,采用浓度为100 mmol/L的NaCl溶液模拟盐胁迫,以未引发无盐胁迫处理作为对照1(CK),未引发有盐胁迫处理作为对照2(S-CK),研究多巴胺引发对盐胁迫下水稻种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。【结果】与CK相比,盐胁迫下(S-CK)水稻种子的萌发受到明显抑制且萌发速率降低,幼苗长势弱。引发处理不同程度缓解了盐胁迫对种子萌发的抑制,提高发芽率(13.3%~25.8%)和发芽速率,促进幼苗生长;可溶性糖和脯氨酸含量增加(16.4%~51.8%和6.5%~31.2%),超氧化物歧化酶 (28.9%~72.7%)、过氧化物酶 (15.0%~60.1%)和过氧化氢酶 (35.1%~133.0%)活性显著提高,丙二醛 (7.1%~26.8%)含量明显降低。表明对种子进行引发处理,通过增强盐胁迫下水稻种子活力,提高幼苗渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,增强了水稻种子及幼苗的耐盐性,其中1.0 mg/L的多巴胺溶液(S1)引发效果优于水引发(S0)。【结论】对于新疆自育水稻品种新稻17而言,1.0 mg/L多巴胺溶液引发能够有效提高其对盐胁迫的抵抗能力,促进种子萌发和幼苗生长。

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    20. 利用QTL-Seq定位粳稻整精米率QTL
    陈喜娜, 袁泽科, 胡珍珍, 赵全志, 孙红正
    中国水稻科学    2021, 35 (5): 449-454.   DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.201105
    摘要322)   HTML2013356297)    PDF (21798KB)(923)    收藏

    【目的】稻米整精米率是加工品质的重要评价指标之一,其QTL定位将为提升稻米品质提供理论依据。【方法】通过两个粒型相近、整精米率差异极大的粳稻材料构建的F2分离群体为材料,利用QTL-Seq方法对分离群体中的高整精米率单株和低整精米率单株进行混池重测序以定位粳稻整精米率QTL位点。【结果】经过QTL-Seq分析发现在第8和第12染色体区间存在控制粳稻整精米率的QTL位点。进一步通过200个F2分离群体单株对第8和12染色体进行InDel分子标记QTL作图,发现粳稻中控制整精米率的QTL位点:qHRR8.1qHRR8.2qHRR12。其中,位于第8染色体21.8-23.2 Mb的qHRR8.1表型贡献率达到10.80%,其他两个QTL的贡献率较小。qHRR8.2位于第8染色体24.2-25.2 Mb,表型贡献率为3.26%。位于第12染色体的2.9-4.5 Mb的qHRR12表型贡献率为4.06%。【结论】本研究定位了1个控制粳稻整精米率的主效QTL位点qHRR8.1,对克隆粳稻整精米率控制基因以及在品质育种中提高粳稻整精米率有一定的参考价值。

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