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2023年, 第37卷, 第1期
刊出日期：2023-01-10 上一期    下一期
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综述与专论
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综述与专论

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外源物质对水稻盐胁迫缓解效应研究进展 刘淑丽, 张瑞, 王洋, 陈英龙, 韦还和, 侯红燕, 戴其根 2023, 37(1): 1-15.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220404 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(424KB) ( )   盐胁迫是影响水稻生长发育和产量的主要非生物因素之一，外源物质能有效缓解盐对水稻的毒害作用并增加水稻产量。本文主要综述了不同外源物质(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类外源生长调节物质以及钙、硅离子类外源物)对盐胁迫下水稻生长的不同调控机理及其缓解效应，并进一步对外源物质在水稻耐盐上的利用与研究工作进行了展望，以期为改善盐渍土环境下水稻的生长发育以及提高产量和品质提供理论依据。

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敲除OsNramp5基因创制低镉优质粳稻新材料的应用评价 裴峰, 王广达, 高鹏, 冯志明, 胡珂鸣, 陈宗祥, 陈红旗, 崔傲, 左示敏 2023, 37(1): 16-28.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220503 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1649KB) ( )   目的 探究在粳稻中敲除OsNramp5基因对镉等金属元素积累、产量和品质的影响，为科学高效地生产优质健康粳米提供新材料和理论参考。方法 利用CRISPR/Cas9技术，在优良食味高产粳稻品种南粳46背景下对OsNramp5进行基因敲除，结合标记辅助选择，获得了无外源基因的OsNramp5敲除突变系，考查其产量和品质性状变化特征，以及在不同镉含量土壤中和锌肥、硒肥喷施后的籽粒镉、锰、硒等七种金属元素的含量变化。结果 在T0代获得了5种OsNramp5不同变异类型的转基因植株，设计开发了其中3种突变型的特异分子标记，进而结合标记辅助选择，在各植株的T2代中获得不含潮霉素选择标记基因和CAS9蛋白基因的纯合敲除系。与野生型相比，无论在高浓度还是低浓度镉含量土壤中，敲除系整株包括籽粒中的镉含量和地上部组织中锰含量均显著低于南粳46；敲除系的株高略微下降，穗粒数显著降低并导致其单株产量明显下降，但在低分蘖肥处理中产量下降未达显著。敲除系稻米外观总体好于对照，蛋白质和直链淀粉含量明显高于对照，导致其食味值明显降低。敲除系籽粒中铜、锰和硒的含量显著低于对照，但在施用锌肥和硒肥后可以显著提高锌和硒的含量，同时有利于进一步降低籽粒镉的含量。施硒有利于改善稻米外观但施锌则相反，喷施两种肥料都会降低稻米食味值，不利于食味品质提升。敲除系在极端高/低温条件下的结实率变化与对照无异，但对纹枯病的抗性显著降低。结论 在优质高产粳稻品种中获得了无标记OsNramp5基因敲除系，证明其在生产低镉富硒富锌安全营养健康型稻米中具有重要价值，但在产量和食味品质上则有不同程度的下降。

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应用CRISPR/Cas9技术与分子标记辅助选择创制广东丝苗米新种质 王石光, 陆展华, 刘维, 卢东柏, 王晓飞, 方志强, 巫浩翔, 何秀英 2023, 37(1): 29-36.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220705 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1140KB) ( )   目的 创制优质香型丝苗米水稻新种质，探索水稻育种改良新途径，助力广东丝苗米品牌建设。方法 以广东省农业主导品种粤农丝苗（YNSM）与优质稻粤王丝苗（YWSM）为材料，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点编辑上述品种的香味基因Badh2，创制香稻新品系，随后通过分子标记辅助选择（MAS）技术定向导入GW7/GL7位点，系谱选育优质香型丝苗米水稻新种质。结果 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功创制两个香稻新品系yn-kobadh2与yw-kobadh2，其2-AP含量均极显著提高，达到239.39~440.79 μg/kg，而有效穗数、每穗实粒数、糙米外观品质、千粒重与产量等主要农艺性状均未受到显著影响；MAS技术结合系谱选育的方法成功选育两个丰产性好、籽粒长宽比超过4.3的优质香型丝苗米水稻新品系NWbadh2GW7-1与NWbadh2GW7-2，达到广东丝苗米品种关于香味与外观粒型的认定标准。结论利用CRISPR/Cas9基因编辑与分子辅助选择技术相结合可精准、高效地创制新的优异水稻种质，为广东丝苗米品种选育提供重要的种质储备与遗传改良资源。

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水稻杂种偏分离位点SegD8的精细定位 袁洋, 敖和军, 周仲华, 应杰政, 张健, 倪深 2023, 37(1): 37-44.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220203 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(684KB) ( )   目的 通过研究水稻渐渗系群体构建时产生的偏分离现象，可以发现更多与偏分离相关的基因，有助于解析偏分离在水稻中的主要作用及其产生机制。方法 应用籼粳组合华占/Koliya构建的一套渐渗系群体，以其后代基因型的分离比作为表型对偏分离位点进行定位。结果 在第8染色体上发现一个染色体区段在其后代中的基因型分离比偏离孟德尔分离定律。进一步分析表明该偏分离现象受第8染色体上两个位点控制，分别命名为SegD8A和SegD8B，其中SegD8A为偏分离位点，但其偏分离属性受SegD8B调控。当SegD8A和SegD8B位点都为杂合型时，子代中SegD8AHH和SegD8AKK的比例接近1∶4；当SegD8B为纯合华占基因型时，子代中SegD8AHH和SegD8AKK的比例接近1∶1；当SegD8B为纯合Koliya基因型时，子代中SegD8AHH几乎不出现。我们将SegD8A基因定位在一个大小为46.5 kb的区间内，SegD8B基因定位在一个大小为1160.2 kb的区间内。结论 本研究为进一步克隆这两个基因，并阐明该偏分离现象奠定了基础。

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水稻光温敏雄性不育突变体tms3650的鉴定和基因定位 唐杰, 龙湍, 吴春瑜, 李新鹏, 曾翔, 吴永忠, 黄培劲 2023, 37(1): 45-54.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220109 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1021KB) ( )   目的 雄性不育是水稻杂种优势利用的基础。为进一步解析其调控机制，对一个雄性不育突变体进行了鉴定。方法 利用60Co-γ对籼稻品种93-11进行辐射诱变，从其后代中鉴定到一个雄性不育突变体tms3650。将籼稻明恢63作父本同突变体tms3650杂交构建F2和F3群体，采用图位克隆的方法对目的基因进行精细定位。结果 tms3650突变体其他农艺性状与野生型一致，但花药白绿且瘦小，花粉不能被1%碘-碘化钾溶液染成蓝黑色，穗子包颈，抽穗期延迟。遗传分析表明该突变体表型受一对隐性核基因控制。精细定位结果表明基因位于第3染色体长臂SSR标记RM15927和RM15934之间135.25 kb距离内，且与RM15931标记共分离。陵水冬季南繁鉴定发现，该突变体育性受光温环境影响，说明tms3650突变体的雄性育性在短日低温条件下发生了转育，是一个光温敏雄性不育突变体。结论 通过将定位位点与已报道的雄性不育基因比较，发现tms3650是一个新的基因位点，暂命名为TMS3650。

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利用分子标记辅助选择培育优良食味、低谷蛋白香粳稻新品系 陈涛, 赵庆勇, 朱镇, 赵凌, 姚姝, 周丽慧, 赵春芳, 张亚东, 王才林 2023, 37(1): 55-65.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220302 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(3616KB) ( )   目的 选育低谷蛋白新品种是功能性水稻育种的一个重要方向。为满足肾脏病患者对人体健康和稻米品质的需求，迫切需要在育种中加强对功能性和食味品质的协同改良。 方法 以具有低直链淀粉含量基因Wxmp和香味基因fgr的优良食味粳稻品种南粳46与含低谷蛋白基因Lgc1的日本粳稻品种LGC-1杂交、回交，利用与目标基因共分离的分子标记进行跟踪检测并结合田间选择，在BC2F6获得5个新品系。以亲本南粳46和LGC-1为对照，对新品系的农艺、产量、品质性状进行分析。结果 与LGC-1相比，新品系的谷蛋白含量和可吸收蛋白含量相当，食味品质得到显著提升，且综合性状优良，表现出较高的产量潜力，适宜在江苏不同稻区进行种植。 结论 分子标记辅助选择作为一种快速、准确、有效的方法，与常规育种技术紧密结合，能够显著提高优质、高产、低谷蛋白水稻品种的选育效率。

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开放式增温对华南双季稻稻米品质的影响 杨陶陶, 邹积祥, 伍龙梅, 包晓哲, 江瑜, 张楠, 张彬 2023, 37(1): 66-77.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220402 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(5498KB) ( )   目的 华南双季稻区是我国优质籼稻的主产区之一，研究气候变暖对华南双季稻稻米品质的影响具有重要意义。方法 采用稻田开放式主动增温系统对早稻(合丰丝苗，2020年；粤禾丝苗，2021年)和晚稻(粤禾丝苗，2020和2021年)进行全生育期昼夜不间断增温处理，分析增温对早、晚稻加工、外观、营养和食味品质的影响。结果 与不增温处理相比，增温(早稻，1.5~1.8 ℃；晚稻1.9~2.0 ℃)对早、晚稻糙米率均无显著影响。增温条件下，早稻精米率和整精米率均显著降低，而晚稻精米率和整精米率无显著变化。增温对垩白粒率和垩白度的影响在早、晚稻之间呈相反趋势；增温显著提高早稻垩白粒率和垩白度，而降低晚稻垩白粒率。增温条件下，早、晚稻直链淀粉含量均显著降低，而蛋白质含量呈升高趋势。此外，增温提高早、晚稻稻米峰值黏度和米饭黏性，降低其消减值及晚稻糊化温度和米饭硬度。相关分析表明，增温条件下，早、晚稻糊化特性和米饭质构的改变主要与直链淀粉含量的降低有关。结论 增温导致早稻加工和外观品质变差，而有利于改善其营养和食味品质。增温条件下，晚稻外观、营养和食味品质均有改善。

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减氮和增氧灌溉对水稻产量和氮素利用的影响 张露, 梁青铎, 吴龙龙, 黄晶, 田仓, 张均华, 曹小闯, 朱春权, 孔亚丽, 金千瑜, 朱练峰 2023, 37(1): 78-88.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220307 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1049KB) ( )   目的 明确减氮和增氧灌溉对水稻生长、产量和氮肥利用的影响。 方法 以3个品种水稻中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料，并设常规施氮量(195.0 kg/hm2)、减施氮量(157.5 kg/hm2)2种氮水平和常规淹水灌溉(Conventional Flood Irrigation，WL)、微纳米气泡水增氧灌溉(Micro-nano Bubble Water Oxygenation Irrigation，MBWI)2个灌溉模式，对比分析了3个品种水稻的茎蘖动态、叶片叶绿素含量、叶面积、干物质量、产量和水稻的氮素吸收利用特征。 结果 研究结果表明，MBWI处理显著增加了水稻产量，中旱221、中浙优8号和IR45765-3B的2年平均产量MBWI处理分别比WL处理增加12.4%、7.5%和6.7%，这可能与水稻有效穗数、每穗粒数密切相关。微纳米气泡水增氧灌溉和增施氮肥用量显著增加水稻叶片叶绿素含量和叶面积，并增加水稻干物质积累量。氮肥和增氧灌溉均影响水稻各氮素利用率指标，与淹水灌溉相比，微纳米气泡水增氧灌溉均可以显著增加3个品种水稻的氮收获指数、氮肥偏生产力和氮素籽粒生产效率，降低了水稻了氮转运效率和氮转运贡献率。减氮处理可以显著增加氮转运效率、氮转运贡献率、氮素籽粒生产效率和氮肥偏生产力，降低了氮收获指数。 结论 增氧灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量和叶面积，增加水稻分蘖数和干物质积累量，进而显著提高水稻产量，影响氮素利用特征，并且在稻田氮素减施的条件下采用增氧灌溉能有助于构建高产群体，维持较高的产量。

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施氮量对优质稻“福香占”光合特性、产量及品质的影响 王颖姮, 陈丽娟, 崔丽丽, 詹生威, 宋煜, 陈世安, 解振兴, 姜照伟, 吴方喜, 卓传营, 蔡秋华, 谢华安, 张建福 2023, 37(1): 89-101.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220606 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1634KB) ( )   目的 烟稻轮作生产模式可以有效改善土壤生态，促进农业增效、农民增收。氮肥是影响水稻生长发育的关键因素，为明确优质稻“福香占”在福建烟后稻区的最佳氮肥施用量，充分发挥其优质、高产特性。方法 本研究设置CK(0)、N1(51.75)、N2(103.5)、N3(155.25)、N4(207 kg/ hm2) 5个氮肥(以纯氮计)水平，在大田环境下，分析“福香占”光合特性、田间产量及其构成因素、稻米品质、香味等方面的变化。结果 随施氮量增加，“福香占”生育期逐渐延长，叶片SPAD值、净光合速率、叶绿体大小、叶片中蔗糖和淀粉含量均上升，N3或者N4达到最高。两年穗总粒数和田间产量均是N2最高，结实率、千粒重随施氮量增加而降低。稻米加工品质N2处理表现最好，外观品质和食味品质受氮肥水平影响不显著。蛋白质含量随氮肥量升高而增加，峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值均随氮肥量增加而降低，消减值升高。N2处理糙米香味物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)的含量最高。结论 氮肥处理促进了“福香占”的光合作用，但过量氮肥使得植株贪青迟熟，结实率和产量下降。施氮量为103.5 kg/hm2 (N2)时，“福香占”高产和优质协调，香味物质积累多。本研究为“福香占”进一步在福建烟后稻区推广应用及优质稻产业高质量发展奠定了基础。

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中国居民中高端大米需求弹性估算与市场潜力研究——以长三角市场为例 陈品, 刘家成, 赵小松 2023, 37(1): 102-112.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220312 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1785KB) ( )   目的 主粮结构升级需求压力随着居民收入水平的提高和消费观念的变化不断增大，长三角地区作为我国经济最发达地区和重要的粮食主销区，研判其主粮消费结构变化有助于判断未来全国大米需求结构的变化趋势。方法 以主粮大米为例，利用大型连锁超市销售数据，采用计量经济模型对不同档次大米需求弹性进行了估计，并预测了长三角地区未来近20年中高端大米的市场消费潜力。 结果 长三角地区大米消费市场已趋稳定，消费结构逐渐由普通大米向中高端大米转变，预计到2040年，长三角地区中高端大米市场需求将达到1231×104~2463×104t，市场价值将达到1085亿~2302亿元。 结论 应针对稻米中高端需求的倾向，做好顶层设计，在已有市场及未来市场发展空间的基础上，科学确定区域布局、发展方向和产业规模，推进优化产品结构、品种结构、经营结构，不断提升优质绿色稻米的比重，加大对高端稻米产业发展的保护。