中国水稻科学

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超级稻高产栽培生理研究进展

付景, 杨建昌*

2011, 25(4): 343-348. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.001

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我国于1996年启动了理想株型与亚种间杂种优势相结合为技术路线的超级稻育种计划，目前已育成约80个超级稻品种。这些品种产量高，兼顾品质与抗性，在试验示范区或特定气候条件下产量可达到12～21 t/hm2，展示了超级稻的巨大增产潜力。对于超级稻品种高产的原因，可概括为以下几个方面：与常规高产品种相比，超级稻品种每穗颖花数多、库容量大(即单位面积颖花数多)；叶面积指数大、绿叶面积持续期长、光合速率高、茎秆抗倒性强；抽穗前干物质累积量高, 结实期茎叶中碳水化合物转运到籽粒中的量大; 根量大、根系活性强。但是，超级稻品种在生产上也存在一些问题，突出地表现在两个方面：一是强势粒(着生在穗子中上部、开花较早的籽粒)、弱势粒(着生在穗子基部、开花较迟的籽粒)充实整齐性差；二是结实率低且不稳定。综述了超级稻的生物特性、产量结构、群体质量特征以及相关生理机理方面的研究进展，提出深入开展超级稻栽培生理研究的建议。

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武运粳7号超表达OsNRT1.2 后对硝酸盐的响应

马翠, 范晓荣*, 徐国华

2011, 25(4): 349-356. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.002

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应用公开的植物基因组数据库和生物信息学分析确定了一个水稻低亲和硝酸盐运输蛋白候选基因OsNRT1.2。利用农杆菌介导Ubiquitin启动子过量表达OsNRT1.2，研究了该基因在武运粳7号中的获得性功能特征。OsNRT1.2的cDNA序列从KOME网站中获得，该序列全长为2178 bp，编码阅读框为1732 bp，编码533个氨基酸。采用半定量RTPCR技术分析，OsNRT1.2在武运粳7号中表达存在器官特异性，主要在根系表达，地上部分几乎不表达。通过将pUbiOsNRT1.2 在武运粳7号中转化，得到OsNRT1.2基因超量表达材料。0.2 mmol/L NO3-和5.0 mmol/L NO3-处理野生型（WT）和T2转基因植株OE1、OE2 和OE8 30 d，每10 d跟踪记录株高和根长。转基因植株（除OE8在5.0 mmol/L NO3-供氮水平外）与WT株高无明显差异，根长增加量显著降低。在0.2 mmol/L NO3-供氮水平下，转基因植株和WT地上部分和根系的全氮含量均无显著差异；在5.0 mmol/L NO3-供氮水平下，除OE1外，OE2和OE8地上部分全氮含量显著增加，3个转基因株系比WT根系全氮含量显著降低。在两个氮素水平处理条件下，转基因植株根冠比都显著降低；生物量比WT都增加，在0.2 mmol/L NO3-供氮水平下增加了9.4% ~ 31.1%，在5.0 mmol/L NO3-供氮水平下增加了12.5% ~ 43.8%。研究表明，OsNRT1.2基因在武运粳7号中可能参与了氮素从根系向地上部的转运，从而导致地上部生物量增加。

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太湖流域晚粳品种抽穗期的遗传分析

周振玲1, 2, 江玲1,徐大勇1, 2, 魏祥进1, 刘喜1, 卢百关2, 万建民1, 3, *

2011, 25(4): 357-364. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.003

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设置人工长短日照、高低温环境对太湖流域20份晚粳水稻品种的光、温敏感性及基本营养生长期进行分析，结果表明，这20份晚粳品种都表现出强感光性，而且多数品种基本营养生长期较短，具有较强的感温性，抽穗期长短与品种的感光性呈显著正相关。利用一套抽穗期主基因近等基因系分析这些晚粳品种的抽穗期基因型，结果表明, 太湖流域晚粳品种几乎都同时携带主效显性感光等位基因E1和显性早熟等位基因Ef1，在E2位点主要为非感光等位基因e2，在E3位点，部分品种携带感光等位基因E3或E3t；在Se1位点，携带的主要是非感光等位基因Se1e，还有部分品种为主效显性感光等位基因Se1n；另外，大部分品种还携带可以部分抑制Se1、E1表达的隐性感光抑制因子hd2。

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利用重测序的染色体片段代换系群体定位水稻粒型QTL

徐建军1, 2, 赵强3, 汤在祥1, 赵元凤1, 朱磊1, 徐辰武1, 顾铭洪1, 韩斌3

2011, 25(4): 365-369. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.004

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以一套用籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的128个染色体片段代换系为材料，按随机区组实验设计种植，于成熟后考查代换系粒长、粒宽性状，利用多元回归分析方法，结合Bin图谱，鉴定出6个与粒长相关的QTL、2个与粒宽相关的QTL。其中，qGL3.1被定位在水稻第3染色体的5 792 954 bp区间内；qGL3.2被定位在第3染色体的917 878 bp区间内；qGL8.1被定位在第8染色体的889 543 bp区间内；qGL8.2被定位在第8染色体的208 614 bp区间内；qGL9.1被定位在第9染色体的1 149 685 bp区间内；qGL11.1被定位在第11染色体的3 184 760 bp区间内；qGW1.1被定位在第1染色体的200 070 bp区间内；qGW5.1被定位在第5染色体的704 905 bp区间内。上述QTL的准确定位，为进一步精细定位及克隆相应QTL和开展水稻粒型分子育种奠定了基础。

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水稻同核异质雄性不育系的细胞质遗传效应与细胞学研究

黄兴国1, 2,汪广勇1,#,余金洪1,丁毅1,*

2011, 25(4): 370-380. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.005

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对所构建的7种水稻同核异质雄性不育系进行细胞质遗传效应研究，包括主要生长特性和农艺性状、与恢复系测配的影响以及花粉发育的细胞学观察。结果表明，7种同核异质不育系的播始历期为81~83 d，剑叶长为25.10 ~29.40 cm，穗长为21.45 ~24.30 cm，株高为80.60 ~94.13 cm，每穗粒数在163.2~222.1。与恢复系辐恢838和绵恢725进行测配，结果表明用绵恢725配组时，各组合的生育期为113~115 d，剑叶长和剑叶宽2个性状与用辐恢838配组时类似。最主要的差别在株高、有效穗、每穗粒数、每穗实粒数、结实率和千粒重等几个性状。总体看株高明显下降，每穗粒数和实粒数显著增加，而结实率和千粒重多数不如用辐恢838配组的组合。用7种同核异质雄性不育系混合后与单一恢复系配组，在实践中是可行的。细胞学观察结果表明，同核异质雄性不育系花粉粒败育开始在单核期，92%以上为典败。花粉粒败育时，维管束的结构被彻底破坏。由此推断，所用的同核异质雄性不育系的败育应该同维管束的不正常发育有关，其败育机理应该是相同的。

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利用微卫星标记比较云南元阳哈尼梯田两个不同时期种植的水稻地方品种的遗传多样性

徐福荣1, 2, 董超1, 杨文毅1, 汤翠凤1, 阿新祥1, 张恩来1, 杨雅云1, 张斐斐1, 戴陆园1, *, 张红生2, *

2011, 25(4): 381-386. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.006

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为了揭示云南元阳哈尼梯田两个不同时期种植的水稻地方品种的遗传多样性，以元阳哈尼梯田过去种植（20世纪70年代收集于元阳县，现保存于种质库）的72个和当前种植的76个品种为材料，采用48个SSR分子标记进行多态性、遗传相似性和聚类分析。平均每个标记检测到的等位基因数、有效等位基因数、位点多态信息含量和基因型多样性指标在过去与当前的品种间，差异均未达显著水平。共有24个SSR标记的52个等位基因位点在过去与当前种植的品种中存在差异，其中，有18个SSR标记的32个等位基因位点在当前的品种中未检测到，同样，有16个SSR标记的20个等位基因位点在过去的品种中未检测到。基于48个SSR分子标记的平均遗传相似性系数，当前种植的品种为03340，过去为03313，过去与当前的品种分别在遗传相似性系数0203和0174处分为籼、粳两个亚种群。表明元阳哈尼梯田水稻地方品种经过30多年的自然与人工选择，虽有部分等位基因位点发生了变异，但仍保留了原有的遗传多样性；元阳哈尼梯田水稻地方品种存在明显的籼、粳分化。元阳哈尼梯田及其水稻地方品种是研究稻作籼粳演化的理想基地和材料。

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中国常规稻主栽品种的遗传结构及籼粳组分变化

于萍, 袁筱萍, 徐群, 王彩红, 余汉勇, 王一平, 魏兴华*

2011, 25(4): 387-391. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.007

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采用SSR标记分析了304份我国20世纪50-90年代生产上广泛应用的常规稻主栽品种的遗传结构及不同时期籼粳组分的变化。结果显示，我国常规稻主栽品种可明显分为籼、粳两类，籼稻的亚遗传结构比粳稻更为复杂，但晚籼和早粳类型的遗传背景略为单一。早、中、晚各季节类型与遗传结构的分型结果符合度较低。利用12个籼粳分化特异的SSR位点分析各品种的籼粳组分，发现20世纪90年代晚籼类型的粳型组分明显增加，而其他类型不同时期间籼粳组分的差异较小。研究结果对了解我国常规稻品种的遗传结构以及籼粳交育种具有一定的意义。

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有色稻颖果的发育和色素沉积

柳敏, 王忠*, 顾蕴洁

2011, 25(4): 392-398. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.008

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以血糯（乌黑色，粳稻）和矮秆黄板所（红黑色，籼稻）两个有色稻品种为材料，研究了颖果发育过程中色素沉积以及外界环境因素对色素沉积的影响。除果皮沉积花色素等色素外，有色稻颖果的生长、胚乳发育与常规水稻品种基本相同。花后4～5 d花色素在颖果顶端果皮中开始沉积，接着在颖果两端及背部维管束处的果皮中沉积，然后向整个颖果的果皮扩展，花后10 d整个颖果着色。颖果中花色素主要在花后7～20 d大量积累，花后20 d停止增加。遮光影响颖果着色，且遮光越早颖果着色越差。过高的气温不利于颖果着色,适度的低温能延长颖果的着色时间。

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不同种植方式下磷素营养对陆稻和水稻米质的影响

张亚洁, 华晶晶, 李亚超, 陈莹莹, 杨建昌*

2011, 25(4): 399-406. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.009

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以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬辐粳8号为材料，设置裸地旱作和水作2种种植方式及3个磷素(P2O5 )水平：低磷（LP，45 kg/hm2）、常磷(NP，90 kg/hm2)和高磷(HP，135 kg/hm2)，比较了陆稻和水稻米质的差异。旱作条件下，随着施P量的增加，陆稻和水稻产量均随之增加; 水作条件下，HP下陆稻的产量较NP增加，水稻的产量HP较NP减少，但差异均不显著。旱作条件下，中旱3号LP水平下整精米率、外观品质和蒸煮食味品质表现较好，扬辐粳8号（NP水平下外观品质表现较好）与中旱3号基本一致；水作条件下，中旱3号LP水平下整精米率较高，NP水平下蒸煮食味品质较好，扬辐粳8号与中旱3号基本一致，但外观品质表现不一。旱作使陆稻和水稻的整精米率提高，外观品质改善，水稻蒸煮品质和营养品质提高。与水稻相比，陆稻的加工品质、营养品质和食味品质较优。表明陆稻和水稻的米质对种植方式和磷素的互作响应有差异。

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结实阶段不同时期倒伏对水稻产量及稻米品质的影响

郎有忠*, 杨晓东, 王美娥, 朱庆森

2011, 25(4): 407-412. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.010

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The effects of lodging at different filling stages on grain yield and rice quality were investigated with a twoline hybrid rice Liangyoupeijiu and a conventional japonica rice CY6. The results showed that except for brown rice rate, ratio of length to width, gelatinization temperature and gel consistency, almost all indices for yield and rice quality were significantly influenced by lodging and thus deteriorated. Regression analysis suggested that, lodging of CY6 and Liangyoupeijiu one day earlier could cause 2.71% and 2.66% of yield loss, 1.8 and 2.1 percentage points decrease of seed setting rate, 0.32 and 0.26 g reduction of 1000grain weight, 0.097 and 0.155 percentage points decrease of milled rice rate, also it increased chalky grain rate by 0.13 and 0.27 percentage points, and protein content by 0.021 and 0.024 percentage points, and subsequently lowered the eating quality.

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我国籼稻产区多点间稻米食味评价的比较

陈能, 杨仕华, 谢黎虹, 段彬伍

2011, 25(4): 413-419. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.011

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选取包括籼稻和粳稻、常规稻和杂交稻等不同类型的8个水稻品种，在我国籼稻产区11个地点开展食用品质感官评价试验。利用分值法和等全距法两种赋值方法分别进行统计分析。不同赋值法所获得的结论不同：分值法表明食味在品种间和地区间均存在着显著差异，而等全距法仅品种间存在显著差异，后者可消除地区因素对评价结果所产生的影响；等全距法显示年龄段和性别对评价结果无显著影响；籼型品种间感官评价结果差异达显著水平，具体优劣排序为泰国香米、湘晚籼13号、两优培九、汕优63。前3个品种的感官评价可分别对应国家大米标准中品尝评分的3个等级分值；籼稻产区人群对粳型品种（组合）的评价，与粳稻产区人群的接受程度较为一致；统一食用品质感官评价参照样品和采用等全距法，可使不同地区的评价结论具有可比性。

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水稻根结线虫病的病原鉴定及其侵染源的研究

刘国坤, 王玉, 肖顺, 张绍升*

2011, 25(4): 420-426. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.012

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在福建省政和县稻田发现大面积的严重水稻根结线虫病，沟渠内禾本科杂草油芒(Eccoilopus sp.)也遭受根结线虫（Meloidogyne sp.）的严重侵染。这两种寄主的根结线虫形态特征与拟禾本科根结线虫(Meloidogyne graminicola，Golden and Birchfield，1965)原始描述相符；对根结线虫的rDNAITS区、28S rDNAD2/D3区进行了扩增、克隆与测序，其序列与GenBank中拟禾本科根结线虫的相似性达99%以上，据此将水稻和油芒上的根结线虫鉴定为拟禾本科根结线虫。通过交叉接种试验和田间调查，证实油芒是水稻根结线虫的重要寄主，为田间水稻根结线虫病的重要侵染源。

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水稻冠层光分布模拟与应用

汤亮1, 李艳大1, 2, 张玉屏1, 3, 朱相成1, 刘小军1, 曹卫星1, 朱艳1, *

2011, 25(4): 427-434. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.013

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综合已有作物模型的优点，构建了水稻冠层光分布模型，并进一步与原有光合作用和干物质生产模型相耦合，构建了水稻光合生产模型。新模型将水稻冠层按叶面积指数划分为5层，各层次水平面上的太阳辐射强度按Monsi和Saeki的指数模型进行分布；模型利用日照百分率资料推算直接辐射与散射辐射，并考虑了光合有效辐射的日变化、冠层结构和太阳位置对直接辐射消光系数的影响。利用独立的水稻田间试验资料，对主要生育期冠层内的光分布进行了初步验证，结果表明模拟值与观测值之间具有较好的一致性。最后，将基于冠层光分布模型与原有光合生产模型进行了比较，预测水稻干物质积累量的根均方差分别为0.74 t/hm2和1.26 t/hm2，建立的基于冠层光分布模型的预测性较好。研究结果将为水稻生长模型的改进完善以及生产管理调控与品种数字化设计奠定基础。

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米饭食味计评价华南籼稻食味品质

赖穗春1, 河野元信2, 王志东1, 三上隆司2, 黄道强1, 李宏1, 卢德城1, 周德贵1, 周少川1, *

2011, 25(4): 435-438. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.014

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利用STA1A米饭食味计和感官食味品尝对133份籼稻米样食味进行评价，建立了可见光和近红外光谱值与籼稻米饭食味综合评分的回归方程，发现可见光和近红外光谱值与籼稻米饭食味综合评分的相关性达到显著水平。利用STA1A可方便、准确、快速地测定籼稻的蒸煮食味品质。

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水稻骨干亲本BG90-2在扬稻系列培育中的作用及对白叶枯病抗性

李育红1, 2, 戴正元1, 李爱宏1, 陈夕军2, 王宝和1, 赵步洪1, 刘广青1, 潘学彪2,张洪熙1,*

2011, 25(4): 439-442. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.015

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总结了水稻骨干亲本BG902在培育扬稻系列品种中的作用，并用来自菲律宾和中国的18个白叶枯病菌菌株对BG902和扬稻系列品种以及用扬稻6号为恢复系育成的部分杂交籼稻组合进行白叶枯病人工接种。结果表明，BG902在扬稻系列品种育成过程中起到关键性作用；骨干亲本BG902对白叶枯病的抗性在扬稻系列常规品种和用扬稻6号作为恢复系所配制的杂交籼稻组合中都获得传承；同时筛选出强致病性菌株JSA068、JSA0639、JSA0641和YNA378等。

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基于高光谱遥感的水稻冠层吸收光合有效辐射的估算研究

辛明月, 殷红 *,张涛, 张美玲

2011, 25(4): 443-446. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.016

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利用高光谱遥感数据，对光谱反射率、一阶微分光谱及二阶微分光谱与吸收光合有效辐射（APAR）进行相关分析，并利用反射率、微分光谱、植被指数法研究了水稻冠层APAR的估算效果。结果表明，高光谱反射率、一阶微分光谱及二阶微分光谱的最优波段与APAR的相关性均极显著，一阶微分光谱能够更好的估算APAR，它与APAR在769 nm处的拟合决定系数为05218；5种植被指数所选的最优波段组合拟合方程的决定系数在0.67以上，其中以复归一化差值植被指数（758, 781）估算效果最好，决定系数达0.7585。

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施磷量对超级稻南粳44产量和品质的影响

龚金龙1, 张洪程1, *, 李杰1, 常勇1, 戴其根1, 霍中洋1, 许轲1, 魏海燕1, 李德剑2, 李炳维2, 沙安勤2, 周有炎2, 罗学超2, 朱镇3

2011, 25(4): 447-451. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.017

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以超级稻南粳44为材料，研究施磷量对水稻产量和品质的影响。结果表明，大田基施磷肥(P2O5) 0.0~225.0 kg/hm2，单位面积穗数、每穗粒数随着施磷量的增加而降低，结实率、千粒重则先升后降。各品质指标值与施磷量的相关均未达到显著水平，但施磷能提高糙米率、整精米率、垩白面积、垩白度，降低峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和回复值，而精米率、垩白米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、起始糊化温度、消减值和到达峰值黏度时间对磷素的反应不明显。施磷主要是增加垩白面积从而增加垩白度，对垩白面积、垩白度、消减值影响较大，而糙米率、到达峰值黏度时间和起始糊化温度基本不受影响。综合产量和品质性状，水稻生产中应适量施磷(在土壤营养中等或偏上土壤上施85.7 kg/hm2为宜)，过量施用不仅低产低效，还会加重生态污染。

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稻瘟病菌分泌蛋白质在致病过程中的作用初探

刘永锋, 陈志谊, 俞文渊, 于俊杰, 胡建坤, 刘邮洲, 聂亚锋

2011, 25(4): 452-454. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.04.018

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鉴定了稻瘟病菌孢子萌发过程中分泌产生的蛋白质。将稻瘟病菌菌株200550、200581未萌发孢子、萌发孢子以及含有孢子萌发液的萌发孢子分别接种后，病情指数分别为11.13, 35.06, 49.01和49.6, 8.4, 62.7；说明孢子萌发液中具有能够帮助稻瘟病菌侵染的物质。利用SDSPAGE电泳分析稻瘟病菌孢子萌发液，发现孢子萌发液中含有蛋白质类物质。进一步利用生物质谱鉴定和数据库资源检索，共检索到8个稻瘟病菌的蛋白质基因，其基因编号分别为MGG_01305，MGG_13188，MGG_12454等。提示这些蛋白质可能在稻瘟病菌侵染过程中具有重要的功能。

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