摘要：综述了2020—2022年我国水稻遗传规律研究、品种选育与种业发展等方面的进展,简要比较了国内外的研究进展差异,提出了研究趋势与展望。在水稻品种演化规律研究方面,揭示了已知功能基因在主栽品种选育中的演化规律,发现高产、植株形态优势和抵御生物胁迫的抗性单倍型是籼稻主栽品种能够大面积种植的关键因素,早熟、抵御非生物胁迫的抗性单倍型是粳稻主栽品种大面积种植的关键;创制了世界首例重新设计和快速驯化的四倍体水稻,实现从“0”到“1”的突破,开辟了全新的作物育种方向;开发了一款智能化的水稻育种导航程序,在水稻新品种快速培育方面应用潜力巨大;创新了许多育种理论与技术,创制了许多基因编辑水稻材料,为新品种培育奠定基础,3年来育成审定品种(不育系)6177个,其中61.4%以企业为第一单位育成。

摘要：杂交水稻制种气力式辅助授粉时,花粉随气流场运动,喷气管道多个喷孔的气流场叠加,表征气流场特性的射流极角、出孔动压对花粉分布均匀性、传播距离起决定性作用,为探索射流极角、出孔动压与管道参数之间的影响关系,获得较理想的气力授粉管道参数组合。该研究首先分析喷气管道气流场的叠加原理,采用消防烟雾弹发出有色气体经喷气管道的喷孔喷射并拍摄气流场图片,选取喷管直径、喷管壁厚、喷孔直径三因素为影响因子,以射流极角、出孔动压为评价指标,进行三因素五水平的单因素和多因素正交试验,通过对试验结果进行极差分析、矩阵分析,获得各因素对气流场特性的影响规律,找出较理想的因素组合并进行验证试验。结果表明,喷孔直径对射流极角和出孔动压的影响显著,3个因素的影响顺序为喷孔直径、喷管直径、喷管壁厚,较优的因素组合为喷管直径63 mm、喷管壁厚5 mm、喷孔直径12 mm,此时的射流极角为13.38°,出孔动压为31.6 Pa。验证试验表明,优化的因素组合明显提高花粉分布均匀性,花粉分布不均匀度(方差)降为1.33,花粉能形成覆盖母本行呈正态分布特性的单峰分布,能够满足气力辅助授粉对授粉管道的作业要求,研究结果为气力式授粉喷气管道的设计提供参考。

摘要：高地隙杂交水稻制种授粉机在作业过程中,当泥底层高差变化过大时,两侧的授粉器上下颠簸导致授粉器风场脱离父本穗层最佳作用位置,甚至完全脱离父本穗层,从而导致局部区域出现授粉缺失。为解决上述问题,该研究设计了一种杂交水稻穗层埋入式管道送风辅助授粉机,从减轻授粉器质量和增加有效作用深度2个方面进行优化,对授粉器的分流器和授粉管进行分析,并对分流器的气流均布效果和授粉器的气流风场特性进行仿真试验。仿真结果表明:在工作区间内,分流器的气流均布效果与入口风量无关(P>0.05),根据参数优化选出的分流器可使3支授粉管的入口总压平均变异系数仅为1.14%;授粉管的喷孔直径为12 mm时,授粉边界区域风场速度约为1.2 m/s,可保证花粉横向悬浮运送至整个母本区域。根据理论分析和仿真结果试制样机并进行试验,结果表明:授粉机行走速度为1.5 m/s,作业效率约14 hm^(2)/h,在通过200 mm地面高差时依然具有稳定的穗层风场保持能力,授粉管喷孔轴心气流平均速度为34.2 m/s的条件下,母本厢花粉采集点的载玻片单位视野内平均粒数为8.35粒(杂交水稻制种农艺上要求至少有3粒花粉),其中平均花粉粒数多于3粒的采集点数量占比为96.02%,基本解决了局部区域授粉缺失问题。该研究可为杂交水稻制种田间机械化授粉提供参考。

摘要：为了寻求更高效、更可靠的辅助授粉方法,以利于实现杂交水稻制种的全程机械化,该文设计了一种涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机,采用计算流体力学技术对涵道风扇式授粉器的流场特性进行仿真研究与试验分析,并试制了样机,根据仿真试验得到的授粉器优选参数,进行了田间验证试验。试验结果表明,在授粉机行走速度为1.5m/s及授粉器电机转速为9000rad/min条件下,单位视野内母本厢花粉采集点的花粉平均粒数为8.39粒(杂交水稻制种农艺上要求至少有3粒花粉),较好地满足了杂交水稻制种授粉对花粉数量的最低要求。安排了涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机赶粉与农用无人机赶粉的实际生产作业对比试验,测得2种授粉方式的结实率分别为44.2%、42.7%,两者作业效果相近,说明所设计的涵道风扇式高地隙杂交水稻制种授粉机能满足杂交水稻制种的实际生产需要。该研究为杂交水稻制种机械化提供了参考。

摘要：为创新优良温敏不育系,促进两系杂交稻育种的发展,我们以水稻温敏不育基因TMS5为编辑对象,设计了由水稻U3启动子驱动、长20 bp的guide RNA(g RNA)靶点以靶向编辑TMS5基因的第1个外显子,将靶点与表达载体p CAMBIA1301连接,再用农杆菌介导法获得水稻转基因株系。提取T0代转基因株系的基因组DNA,并对TMS5编辑位点附近的DNA片段进行PCR检测及测序分析。结果表明,T0代植株的突变率为63.89%,其中纯合缺失突变率为34.78%。对T1代纯合缺失突变体的不育起点温度和农艺性状调查分析结果表明,28℃是tms5突变体花粉育性的转换温度。大田试验结果表明,与野生型相比,tms5突变体的结实率和单株重均显著降低。粳稻tms5突变体的获得为培育粳稻不育系奠定了材料基础。

摘要：以中科1号黄花苜蓿为材料,研究了不同干燥方式对苜蓿种子萌发率的影响;并采用非靶向代谢组学技术,利用高效液相色谱串联质谱的方法,分析了自然干燥、39℃干燥和65℃干燥3种干燥方式下苜蓿种子代谢物的变化。结果发现,39℃为不影响苜蓿种子萌发率的最高干燥温度,65℃干燥可使苜蓿种子萌发率下降50%;39℃干燥和自然干燥相对于新鲜种子产生的差异代谢物最相近,65℃干燥造成的代谢物差异较大;核苷、核苷酸及类似物是高温干燥造成的种子差异代谢物中最大的一类,其次为脂类及类脂分子和有机酸及其衍生物;高温干燥对种子嘌呤代谢途径影响最大。研究结果从代谢的角度阐明了高温干燥造成苜蓿种子萌发率降低的机理,为苜蓿种子干燥设备的设计提供了理论基础。

摘要：为探索杂交水稻制种父本机插秧及施肥方式对其群体生长发育的影响,选用华占、蜀恢527和R9311三个父本为材料,设计等行距(20/25 cm×30 cm)和宽窄行距(20/25 cm×40、20 cm)两种6行父本插秧机移栽父本,以等行距(20/25 cm×30 cm)人工移栽作对照,并采用1、2、3次3种施肥方式处理,观察与考查供试父本开花期和穗粒构成。结果表明:机插方式和施肥方式对播始历期影响较小;3个父本采用机插秧能显著提高其群体单位面积有效穗数和颖花数;采用机插秧并分2次或3次施肥可增加其分蘖数;父本华占采用宽窄行机插秧,并以3次施肥,能够显著增加其单位面积颖花数,父本蜀恢527、R9311机插秧能够显著增加单位面积颖花数,并适宜3次施肥。

摘要：为探索杂交水稻制种父本机插秧及施肥方式对其群体生长发育的影响,选用华占、蜀恢527和R9311三个父本为材料,设计等行距(20/25 cm×30 cm)和宽窄行距(20/25 cm×40、20 cm)两种6行父本插秧机移栽父本,以等行距(20/25 cm×30 cm)人工移栽作对照,并采用1、2、3次3种施肥方式处理,观察与考查供试父本开花期和穗粒构成。结果表明:机插方式和施肥方式对播始历期影响较小;3个父本采用机插秧能显著提高其群体单位面积有效穗数和颖花数;采用机插秧并分2次或3次施肥可增加其分蘖数;父本华占采用宽窄行机插秧,并以3次施肥,能够显著增加其单位面积颖花数,父本蜀恢527、R9311机插秧能够显著增加单位面积颖花数,并适宜3次施肥。

摘要：利用传统育种技术与分子标记辅助选择技术有机结合,成功培育出了株型理想、不育转换起点温度低于23.5℃、育性稳定、异交性好、配合力强的两用核不育系隆科638S,于2014年通过湖南省品种审定。全基因组重测序分析结果表明,隆科638S含有约56.0%的早籼稻遗传背景,以及约8.7%的粳稻遗传背景,为充分利用"早晚生态型间和籼粳亚种间"双重杂种优势奠定了遗传基础。依据分子设计和杂种优势群理论,按"双亲抗性基因互补"和"双亲品质基因一致性"配组原则,高效培育出一批绿色、优质、广适、高产的隆两优系列品种,迅速成为我国南方杂交水稻主栽品种,推动了长江流域杂交中籼品种的更新换代。

摘要：湖南亚华种业科学研究院利用传统系谱法与分子标记辅助选择技术相结合,成功培育出株型理想、不育转换起点温度低于23.5℃、育性稳定、异交性好、配合力强的两用核不育系晶4155S,2014年该不育系通过湖南省品种审定。全基因组重测序分析结果表明,晶4155S含有51.0%的早籼遗传背景和8.7%的粳稻遗传背景,为充分利用"早晚生态型间和籼粳亚种间"双重杂种优势奠定了遗传基础。依据分子设计和杂种优势群理论,按"双亲抗性基因互补"和"双亲品质基因一致性"配组原则,高效培育出集抗病、优质、广适与高产协调的晶两优系列杂交组合,该系列组合也迅速成为中国南方稻区的杂交稻主要种植品种,推动了长江流域杂交中籼品种的更新换代。