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2010年, 第24卷, 第3期
刊出日期：2010-05-10 上一期    下一期
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研究报告
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综述与专论


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我国部分早籼品种及杂交早籼骨干亲本抽穗期遗传分析 徐俊锋, , ,魏祥进,江玲,陆广文,王洪俊,周振玲,万建民 2010, 24(3): 215-222 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.001 摘要 ( )   PDF(2078KB) ( )   设置长、短日照和高、低温4种环境，分析了我国长江中下游和华南地区早籼水稻品种和杂交早籼骨干亲本共19份材料的抽穗期光温敏感性及基本营养生长性。结果表明，这19份早籼材料（包括杂交稻亲本）都表现出弱感光性，其中16份材料对温度比较敏感。这些早籼材料的基本营养生长性整体较弱，但是个体间表现出一定的差异。抽穗期长短与每个材料的基本营养生长性呈显著线性相关。利用一套抽穗期主基因近等基因系对这些早籼材料抽穗期基因型进行了分析。结果表明，所有早籼材料均带有隐性非感光位点hd2,大多数早籼材料都带有显性早熟基因Ef1,而在Se1和E1两个主效感光基因位点，所有早籼材料不带或只带有一个感光等位基因。这些结果从基因型角度揭示了早籼材料具有弱感光性和较强感温性，是其适合在我国华南双季稻作区和华中单双季稻作区作早稻种植的原因，为早籼水稻品种的选育及推广提供了重要依据。

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一个水稻苗期温敏感白色条斑叶突变体的遗传分析及基因定位 李超,林冬枝, ,董彦君叶胜海,张小明 2010, 24(3): 223-227 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.002 摘要 ( )   PDF(979KB) ( )   通过对粳稻品种嘉花1号60Co γ射线诱变，从M2中筛选出一株低温敏感型白色条斑叶突变体(tws)。它在低温(20℃，24℃)条件下培养时，苗期第3和第4叶表现出白色条斑，而第5叶开始转为正常。低温条件下该突变体白斑叶片叶绿素含量明显下降。该突变体白色条斑叶性状具有温敏感性，且与叶龄相关。遗传分析表明，该突变性状受1对隐性核基因控制，定名为tws(thermosensitive white stripeleaf)基因。以tws突变体与籼稻9311杂交的F2分离群体作为定位群体，利用SSR标记将该基因定位在第4染色体MM3907和MM3928之间，其物理距离约为86 kb。

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水稻恢复系C224对条纹叶枯病的抗性遗传模型分析 郑文静刘志恒张燕之,刘欣,王昌华,赵家铭 2010, 24(3): 228-232 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.003 摘要 ( )   PDF(377KB) ( )   应用植物数量性状“主基因+多基因混合遗传模型”方法分析了C224对条纹叶枯病抗性的遗传效应，并考查了C224与7个保持系组配的杂交组合对条纹叶枯病的抗性。结果表明，C224对条纹叶枯病的抗性遗传符合2对加性显性上位性主基因+加性显性多基因的混合遗传模型（E1），两对主基因的加性效应分别为-12.47和-24.75，均呈负向显性，上位性和互作效应明显；主基因的遗传率为92.12%，多基因遗传率为2.74%，抗性遗传存在明显的主基因效应。在C224与7个保持系组配的杂交组合中，有5个组合对条纹叶枯病的抗性达到高抗或中抗水平。

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利用染色体片段置换系定位水稻芽期耐冷性QTL 林静,朱文银,张亚东,朱镇,赵凌,陈涛,赵庆勇,周丽慧,方先文,王艳平,王才林 2010, 24(3): 233-236 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.004 摘要 ( )   PDF(808KB) ( )   以籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的95个染色体片段置换系为材料， 在5℃低温条件下进行芽期耐冷性鉴定。结果表明，6个置换系低温处理后的成苗率与受体亲本9311有一定差异，其耐冷性略强于9311。利用代换作图法共鉴定出4个与芽期耐冷性相关的QTL，分别位于水稻第5和第7染色体上。其中qCTB51、qCTB52和qCTB53分别被定位在第5染色体RM267与RM1237、RM2422与RM6054及RM3321与RM1054之间遗传距离分别为21.3 cM、27.4 cM和12.7 cM的置换片段上;qCTB7被定位在第7染色体RM11-RM2752区间遗传距离为6.8 cM的置换片段上。

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贵州地方水稻品种的SSR遗传多样性分析 马琳,余显权,赵福胜 2010, 24(3): 237-243 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.005 摘要 ( )   PDF(1285KB) ( )   利用21对SSR引物对74份贵州“禾”水稻品种及6份国际上常用的典型籼稻和粳稻品种进行遗传多样性研究。共检测到92个等位基因，每个位点的等位基因数变幅为2～9个，平均4.381个；平均Shannon信息指数为0.935，变幅为02793～1.8732； 期望杂合度为0.5145，范围在0.0988～0.8313；品种间遗传相似系数为0.64～0.98。UPGMA聚类分析表明，在相似系数为0.682处可将“禾”品种分为4大类，大部分材料被聚类到典型粳稻的附近，品种间的亲缘关系与地理来源关系不大；主坐标分析结果与UPGMA聚类结果基本吻合。SSR检测结果表明，贵州省水稻地方品种——“禾”的多样性程度较低，且大多数属于粳稻。

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水稻抗褐飞虱基因Bph18(t)的STS标记开发及有效性验证 梁云涛,王春连,赖凤香,刘丕庆,王坚,傅强,赵开军, 2010, 24(3): 244-250 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.006 摘要 ( )   PDF(1426KB) ( )   利用携有Bph18(t)基因抗褐飞虱材料与感虫材料之间在抗虫位点上的单核苷酸差异，成功开发出1个STS标记KC1。该标记可以准确区分含或不含抗虫基因Bph18(t)的基因型。进一步构建扬稻6号（9311）\[不含Bph18(t)基因，感褐飞虱\]/C4064\[携有Bph18(t)基因\]的F2群体进行抗虫鉴定，同时使用KC1标记检测F2群体单株的基因型。根据分子标记检测结果与抗虫表现之间的符合程度推算出标记的选择效果达到了82.6%。研究结果表明，KC1标记有较高的目的基因选择效率，可以应用于扬稻6号遗传背景下Bph18(t) 基因的分子标记辅助选择。

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吉林省47年水稻品种遗传改良过程中植株各器官生物量的变化 邸玉婷,赵国臣徐克章武志海,张治安,凌凤楼, 姜楠 2010, 24(3): 251-256 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.007 摘要 ( )   PDF(3025KB) ( )   以吉林省1958-2005年间育成的33个水稻品种为材料，研究了产量、收获指数及植株地上部分各器官生物量的变化。随着品种的遗传改良，产量、收获指数、有效分蘖生物量和单茎生物量增加，分蘖总数减少。47年间产量由9 11836 kg/hm2增加到15 0601 kg/hm2，收获指数由046增加到055，平均每年分别增加139%和044%。随着品种的演替，单株分蘖总数下降，收获期单位土地面积生物量略有增加。产量和收获指数的增加是有效分蘖生物量和单茎生物量增加的结果。品种改良过程中单茎生物量增加是植株各器官生物量增加的结果，其中，抽穗期茎鞘生物量和抽穗后30 d叶片生物量分别增加7517%和4994%。抽穗后叶片生物量和抽穗后10 d的茎鞘生物量与产量呈显著相关，可作为高产品种的选择指标；抽穗后30 d的单茎生物量与产量呈显著相关。

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增氧灌溉对水稻生理特性和后期衰老的影响 朱练峰,刘学,禹盛苗,欧阳由男,金千瑜 2010, 24(3): 257-263 .  DOI: 0.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.008 摘要 ( )   PDF(1846KB) ( )   以常规粳稻秀水09、杂交籼稻国稻6号和两优培九为试材，于2007-2008年采用大田试验，研究了增氧灌溉对水稻生理特性和后期衰老的影响。结果表明，与常规灌溉水相比，超微气泡水的溶氧量明显提高而且下降速率慢。增氧灌溉处理土壤氧化还原电位显著或极显著提高，有效穗数、结实率和产量显著提高。进一步分析表明，增氧灌溉处理下秀水09和两优培九叶片光合速率分别较对照提高了4.13%和3.78%；而且增氧灌溉显著提高叶片叶绿素和可溶性蛋白质含量，气孔导度也有较大的增加；此外，增氧灌溉处理还增强了水稻生育后期的根系功能，提高了叶片超氧化物歧化酶活性，降低了叶片丙二醛含量，延缓叶片衰老，延长了叶片功能期从而促进籽粒灌浆结实。

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灌浆成熟期粳稻抗倒伏性和茎鞘化学成分含量的动态变化 张丰转,金正勋,马国辉,商文楠,刘海英,徐美兰,刘岩 2010, 24(3): 264-270 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.009 摘要 ( )   PDF(391KB) ( )   分析了不同抗倒类型的粳稻品种灌浆成熟过程中茎鞘抗倒伏性和化学成分含量的动态变化。结果表明，不同抗倒类型品种茎鞘的钾、硅和可溶性糖等总量差异很大，与钾和可溶性糖总量相比，硅总量的差异较大。随着籽粒灌浆进程，不同抗倒类型品种的茎秆物理强度和最大承载量均逐渐变小，到成熟期为最小，尤其是茎秆物理强度到蜡熟期开始迅速变小，但茎的钾、硅含量和总量及叶鞘的硅含量逐渐增加，出现沉积现象，而叶鞘的钾含量和总量及硅总量逐渐减少，呈输出迹象。除齐穗期茎的钾总量外，灌浆不同时期茎秆物理强度与茎的钾总量和硅总量均呈极显著正相关；茎秆物理强度与齐穗期和乳熟期茎的可溶性糖总量，与齐穗期叶鞘的硅总量和可溶性糖总量，与齐穗期和乳熟期的钾总量呈极显著或显著正相关，灌浆各时期穗部最大承载量与茎秆物理强度均呈极显著正相关。说明提高灌浆前期的茎鞘可溶性糖总量，以及通过追施硅肥增加植株硅总量有利于提高水稻抗倒伏能力。

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太湖地区定位施氮与耗竭后施氮对水稻产量及氮肥利用率的影响 林忠成, 叶世超,戴其根 陈京都,顾海燕 ,赵洪祥, 赵小华, 张洪程,霍中洋, 许轲,魏海燕 2010, 24(3): 271-277 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.010 摘要 ( )   PDF(416KB) ( )   通过在太湖地区持续施氮和土壤氮耗竭1年后再施氮的对比试验，研究了施氮量对水稻产量、干物质积累、植株吸氮量、氮肥利用效率和土壤氮素的影响。 经过3季（稻麦稻）不施氮处理，第3季作物水稻的产量显著下降，仅6673.42 kg/hm2；持续施氮和氮耗竭1年后施氮处理的产量均随着施氮量的增加而提高，但增产幅度逐渐减小，当施氮量为300 kg/hm2时，水稻产量最高，分别为10 514.95 kg/hm2和10 472.36 kg/hm2，施氮量继续增加时水稻都出现倒伏而减产；各施氮处理植株的干物质积累、总吸氮量和土壤全氮含量都随施氮量的增加而提高，而氮肥利用效率都随施氮量的增加而降低；氮耗竭1年后施氮处理与持续施氮处理之间的各项指标变化不明显，说明这些指标与氮耗竭1年后的土壤背景氮关系不密切，而与当季施氮量有关。

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利用磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记法分析水稻根际土壤微生物多样性 刘波,胡桂萍,郑雪芳,张建福,谢华安, 2010, 24(3): 278-288 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.011 摘要 ( )   PDF(1669KB) ( )   采用磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记法，分析了4个以Ⅱ32A为母本和3个以制5为父本的系列杂交水稻组合在同等栽培条件下根际土壤的微生物群落结构，并探讨其与水稻特性的内在联系，以期为水稻育种和品种改良提供科学依据。结果表明，水稻根际土壤磷脂脂肪酸生物标记丰富，共检测到38种PLFAs，其中完全分布的生物标记有23种，不完全分布的有15种；水稻根际土壤中PLFAs含量细菌>真菌>放线菌。不同水稻材料根际土壤微生物磷脂脂肪酸生物标记组成结构存在差异。对根际土壤特征磷脂脂肪酸生物标记16:0（细菌）、18:1ω9c（真菌）、10Me17:0（放线菌）、10Me16:0（硫酸盐还原细菌）和16:1ω5c（甲烷氧化菌）比较可知，制5系列组合含量高，最高的为金生优制5，Ⅱ32A系列组合较低，含量最低的为Ⅱ优797。对PLFAs总量和水稻特性进行Pearson相关分析,结果表明，PLFAs含量与水稻有效穗数和产量呈显著正相关，但与株高呈显著负相关。对水稻根际土壤磷脂脂肪酸生物量总量进行聚类分析发现，Ⅱ32A系列组合聚为一类，制5系列组合聚为一类，表现出水稻遗传特性在其根际PLFAs上的差异性。研究结果表明，水稻根际土壤微生物群落PLFAs结构丰富，根际土壤微生物群落结构受水稻遗传亲缘关系的影响。

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不同锌效率水稻基因型及其杂种一代幼苗生长和抗氧化酶活性对Zn2+活度的反应 孟杰,王人民, 万吉丽,付力成 2010, 24(3): 289-296 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.012 摘要 ( )   PDF(425KB) ( )   为了解水稻耐低锌能力基因型差异的生理机制及F1杂种的耐低锌能力以提高水稻锌效率，解决水稻锌缺乏问题，选用耐低锌基因型水稻IR8192、IR36，锌敏感基因型水稻Ce64、IR26及杂交后代IR36×IR8192、IR36×IR26和Ce64×IR26为材料，进行低锌(pZn2+ 11.0)和正常锌(pZn2+ 9.7)营养液培养。结果表明：1)亲本和F1幼苗的株高，叶鞘高，地上部和地下部干质量及锌含量，叶片的叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量在pZn2+ 11.0与pZn2+ 9.7条件下的相对值可作为耐低锌基因型水稻的筛选指标；2)在低锌条件下所有亲本及F1各项指标变化趋势相同，但IR8192、IR36、IR36×IR8192、IR36×IR26的叶绿素含量、SOD酶活性降幅较小，POD、CAT、APX活性升幅较大，MDA含量升幅较小，表明上述基因型水稻的耐低锌能力更强。 低锌胁迫下POD、CAT、APX活性增强，可以更有效地清除活性氧，SOD活性则最先下降；3)除根长、APX活性外，在低锌条件下，IR36×IR8192、IR36×IR26各项指标变化幅度均表现出超亲优势，而Ce64×IR26则表现出偏中亲优势，推测水稻的耐低锌特性主要受基因的显性效应控制，并存在基因的叠加效应，可以通过耐低锌亲本间的杂交获得具有更强耐低锌能力的水稻基因型。

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基于模型和GIS的水稻生产管理决策支持系统构建与应用 刘小军,曹静,汤亮,曹卫星,朱艳 2010, 24(3): 297-302 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.013 摘要 ( )   PDF(1887KB) ( )   为实现水稻生产过程的精确化管理，以水稻精确管理知识模型为管理决策的智能依托，以GIS为空间数据管理平台，应用系统工程思想和软构件技术，设计实现了基于模型和GIS的水稻生产管理决策支持系统。该系统具有基本地图操作、信息管理、栽培方案设计、肥水运筹、病虫草害管理、适宜生长指标设计、因苗实时调控、专家咨询以及系统帮助等功能。系统在江苏和浙江部分水稻生产区的应用结果表明，精确管理田块平均产量达10 464.8 kg/hm2，较常规管理田块增产1253%，减少氮肥投入31.5 kg/hm2。系统的建立为水稻生产全过程变量管理处方的生成提供了模型化和系统化的决策工具，也为其他作物管理决策支持系统的构建提供了基础框架。

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水稻发育期模型的比较 石春林,冯慧慧金之庆,王华 2010, 24(3): 303-308 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.014 摘要 ( )   PDF(708KB) ( )   通过对CERESrice、ORYZA2000、RCSODS、RiceGrow等模型中发育期模型的比较与分析，揭示了这些模型在发育速率对温度的响应模式、发育期阶段划分与参数设置、日长效应模式的差别，分析了累积生长度日、发育生理日及发育速率的关系。研究表明，4个模型的发育速率对温度的响应模式基本一致；CERESrice、ORYZA2000、RiceGrow在基本营养生长期和籽粒灌浆期参数设置一致，而在光敏感期虽然都有3个参数（发育速率、临界日长、日长效应系数），但CERESrice和RiceGrow中各有一个参数固定，穗发育期CERESrice和RiceGrow均没有引入新参数，而ORYZA2000则引入新参数；CERESrice、RCSODS和ORYZA2000的日长效应模式基本一致，而与RiceGrow差异较大。RCSODS中的发育期模型阶段划分较为简单，参数较少；ORYZA2000模型最为通用，但参数较多，且仅根据发育期资料无法唯一确定。

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基于弯曲变形计算的水稻穗空间形态模拟研究 丁维龙,刘畅,张玉屏,朱德峰,章谦元,古辉 2010, 24(3): 309-314 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.015 摘要 ( )   PDF(1363KB) ( )   通过实验测量了不同生长阶段水稻穗的三维形态数据和粒重，根据穗轴及各类型枝梗重力分配情况的不同，结合改进后的弯曲变形模型和空间坐标系，模拟了水稻穗的穗轴以及各类型枝梗的弯曲形态，提出了一种新的基于材料力学弯曲变形计算的水稻穗模拟算法，实现了对水稻穗几何形态的模拟。在此基础上，根据其生长规律模拟了整个水稻穗的几何形态及其生长过程。实验表明，使用该方法能较真实地模拟自然条件下水稻穗的几何形态。

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测报灯下褐飞虱及其两种近似种的数量动态 罗举,傅强,陆志坚,吴彩谦, 李一波,段德康,刘玉坤,张志涛 2010, 24(3): 315-319 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.016 摘要 ( )   PDF(2347KB) ( )   2008年和2009年，在我国广西、湖南、江西及浙江等4省5地，对测报灯下褐飞虱及其两个近似种（伪褐飞虱和拟褐飞虱）的数量动态进行了研究。结果表明，灯下褐飞虱比例相对较高，2008年和2009年的比例分别为58.4%和50.5%；伪褐飞虱稍少，分别为41.5％和46.8％；拟褐飞虱最少，分别为01%和27%。总体上，前期伪褐飞虱为优势种，后期褐飞虱为优势种。但是，不同地区间褐飞虱及其近似种动态格局有明显差异，广西两地以褐飞虱为主，达60.4%~91.3%，但湖南临湘、浙江富阳以伪褐飞虱为主，达59.3%~80.7%。广西两地褐飞虱4月灯下即有发生，6月就开始处于优势地位，6-7月和10月（或10-11月）出现两个高峰；而江西万安、湖南临湘、浙江富阳5-6月份灯下才开始出现褐飞虱，至9月份才超过50％，仅在9-10月出现1个高峰。正确鉴别灯下褐飞虱种类对于改善稻飞虱预测预报有重要意义。

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云南粳型特色软米食味品质性状稳定性分析 苏振喜,赵国珍,廖新华,世荣,蒋聪,朱振华,邹茜 2010, 24(3): 320-324 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.017 摘要 ( )   PDF(663KB) ( )   将5个低直链淀粉含量的软米品种（系）种植在4个不同海拔生态点，利用AMMI模型对食味品质性状（直链淀粉含量、胶稠度、碱消值和蛋白质含量）进行了稳定性分析，并以食味品质性状的表型值、AMMI分析的前两位主成分值及相应的稳定性参数（Di）为指标，对品种（系）食味品质及其稳定性进行评价。结果显示，直链淀粉含量、胶稠度和蛋白质含量3项指标在基因型间、环境间及基因型×环境互作间的方差达到显著或极显著水平，此3项指标的交互效应主成分值（IPCA）差异也显著。综合考虑3项指标的表现，5个软米品种 （系）食味品质稳定性依次为银光>云粳20号>云粳优4号>YH6>H559。影响食味品质稳定性的主要环境气候因子是海拔和日平均气温。综合考虑供试品种（系）的产量水平、食味品质及其稳定性，银光和云粳20号可作为改良稻米食味品质（特别是降低直链淀粉含量）及其稳定性的亲本。

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基于霍特林变换的稻米彩色图像粒形检测算法 刘璎瑛,丁为民陈建伟,沈明霞 2010, 24(3): 325-328 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.018 摘要 ( )   PDF(628KB) ( )   利用稻米分割后轮廓灰度图与背景灰度图的灰度均值之差和灰度方差之差进行米粒图像分割效果定量评价，对7个彩色通道的稻米图像进行分割评判，选取I1（红色、绿色、蓝色通道的平均值）通道进行稻米图像分割。提取分割后标注的单粒米粒边界的二维坐标向量，对坐标向量进行霍特林变换，通过计算变换后米粒最小外接矩阵来表征稻米粒形，简化了现有的稻米粒形检测算法。检测稻米粒型时，算法在MATLAB 7.5.0环境下运行。该算法所得米粒长宽比与人工检测结果的平均相对误差为1.65%，每幅图像平均耗时0.323 s；而最小外接矩形算法的平均相对误差为2.24%，每幅图像平均耗时2837 s。

综述与专论

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稻米砷研究进展 王永杰,郑祥民,周立旻 2010, 24(3): 329-334 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2010.03.019 摘要 ( )   PDF(670KB) ( )   砷作为一种典型有毒元素被认为是最为严重的污染物之一。砷元素对人体的危害是一个长期的、慢性的毒害过程。水稻对砷的同化吸收能力高于其他谷物，稻米是人体摄入砷的主要来源之一。水稻籽粒中砷以无机As (Ⅲ + Ⅴ)、二甲基砷(DMA)为主，其中无机砷占总砷的10%～90%。大米中总砷含量为0.005～0.710 mg/kg。研究发现含砷大米可以分为两种不同类型：一类是大米中砷以DMA为主，且DMA含量随总砷含量的增加而增加；另一类是大米中砷以无机As (Ⅲ + Ⅴ) 为主，含量也随总砷含量的增加而增加。淹水厌氧环境是造成水稻砷富集的主要原因之一。在土壤富氧条件下种植水稻可有效减少水稻对砷的吸收。砷元素在水稻根际环境中的行为研究、微生物调控作用研究、水稻体内砷代谢机制的分子生物学及功能基因组研究等对未来水稻中砷的研究有着重要指导意义。