水稻品质性状的遗传及改良策略

稻米是双受精的产物,而受精则是新世 代的开始。因此,在遗传关系上, 稻米是 结米植株的子代,例如杂交当代母本植株 上所结籽粒为Ｆ1,Ｆ1植株上所结稻米为 Ｆ2等
2.3 分离特征

稻米的品质性状有明显的倍性特征和世代 特征,因此其杂种后代的分离有以单株为单位 分离的,也有以籽粒为单位分离的。用具有相 对性状的纯系亲本杂交,若该性状受母株基因 型控制,则Ｆ1稻米与母株自交稻米相同,Ｆ2稻 米籽粒间不分离,Ｆ3稻米(在Ｆ2植株上)由于Ｆ 2植株的分离而以株为单位分离;若性状受胚乳 基因型控制,则相对亲本杂交的Ｆ1稻米通常不 同于母株自交稻米,Ｆ2稻米以籽粒为单位分离
2.4 表达特征

由于稻米在母株上发育,又有其自身的基因 型,其品质性状的表达,可能受控于母株基因型 或胚乳基因型,或兼而有之,还可能存在细胞质 效应.
–稻米的外观品质性状粒长、粒形(长宽比)、粒重、 色素等的遗传表达,主要受母株基因型控制,在Ｆ2 米粒上,这些性状相对整齐,没有明显的分离现象。 –垩白的表达可能也由母株基因型控制。 –直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度等蒸煮与食味 品质性状,在Ｆ2米粒间均有明显分离,主要由三倍 体胚乳基因型决定。

亲本选配应注意以下几点:一是杂交亲本 必须具备优良的品质性状;二是亲本之间 各具有不同的某一突出的优良品质性状, 如整精米率高、垩白度小、透明度好等, 通过杂交重组和分离,才有可能获得理想 的优质新品系;三是重视选用具有爪哇血 缘且品质优的品种作亲本。


4.3 利用现代分子生物学技术加强对水稻品质性 状遗传规律的研究

加强品质性状的遗传规律研究, 改进育种方法, 利用新 的育种技术尤为重要。

4.1．加强优异品种资源的开发与利用，引进 国外优异品种资源,如美国、泰国的优异品种 资源

稻米品质的优劣受其遗传的影响最大, 因此，优异品种资源在水稻品质性状的 改良中起着至关重要的作用




4.2 常规育种技术仍将在21 世纪发挥重要作 用 传统的常规育种技术仍然是当今育种的主要 手段,许多稻米品质性状如直链淀粉含量、胶 稠度、米粒延伸性等是受多基因控制的, 通过 常规育种方法加以改良效果较好。 稻米品质性状改良的重点在于创造无垩白或 垩白小、直链淀粉含量适中、整精米率50 % 以上、食味好的品种。 在杂交方式上尤应采用复交,以便集多种优良 品种性状于一体,更能达到品质改良的目的。
2.5 香味性状遗传特征



国内外学者在水稻香味的遗传研究中,结果 很不一样。Ｓｏｏｄ等(1978)和Ｓｃｋｈａｒ (1983)认为香味是隐性单基因遗传。 Ｔｒｉｐａｔｈｉ等(1979)认为香味受两个显 性互补基因控制,Ｆ2代有香味和无香味之比为 9∶7 Ｊｅｎｎｉｎｇｓ等(1979)又认为水稻香味遗 传受1～3个互补基因控制。 宋文昌等(1989)、吴爱忠、李军等(1996)的研 究,均表明香味是由隐性单基因遗传。
4. 稻米品质性状的改良策略


随着农业生产的发展、人民生活水平的提高及优质大 米的需求增加, 稻米品质日益引起人们的关注, 稻米品 质的改良已成为水稻育种学家们的一个主要育种目标。 稻米品质性状属胚乳性状, 既受核基因又受3N 胚乳控 制，遗传基础复杂, 我国水稻品质改良存在的问题
– 北方粳稻的粒形不适应国际国内市场要求, 米饭偏硬, 容易 回生。 – 南方籼稻、尤其是早籼, 食味品质差, 大多数早籼品种垩白大, 直链淀粉含量高, 胶稠度பைடு நூலகம், 米饭粗糙色暗, 冷却后变硬。

8 黄洪河,蔡秋华,郑九如, 优质稻改良的回顾与设想， 福建稻麦科技, 2003 , 21 (1) 9 郭玉春, 林文雄, 陈芳育, 梁义元, 梁康迳, 农业生物 技术与稻米品质改良，农业现代化研究, 2002, 23(9) 10 周少川. 我国水稻育种的回顾与思考. 中国稻米, 2001，(2) : 5～7. 11 陈大洲, 浅谈早籼稻品质改良的主攻重点及技术策 略,江西农业科技,2000(4) 12 何 平, 李仕贵, 李 晶等,影响稻米品质几个性状 的基因座位分析, 科学通报, 1998, 3 (16) : 1747—17501 13 黄祖六, 谭学林, T ragoonrug等，稻米直链淀粉含量 基因座位的标记定位，作物学报, 2000, 26 (6) : 777— 7821
3．稻米品质性状的遗传研究进展




3.1 外观品质的遗传研究 稻谷形状 Chang 等(1979) 认为短粗粒与细长粒品种杂交, F2 中细长粒要多于短粗粒。 一般认为粒重性状的遗传以加性效应或显性效应为主 金正勋(1998) , 米粒长度和形状主要受遗传基因控制, 受 环境影响甚微 近年来国内外研究多认为粒长和粒宽受多基因控制, 属 于数量遗传性状 ,稻米长宽比性状中加性和非加性基因 效应都很显著, 尤以非加性效应为主。 祁祖白(1983) 发现垩白是一种多基因控制的性状, 无腹白 对有腹白表现部分显性效应, 非等位基因间对腹白的作 用是相等的。 郭益全(1988) 认为垩白受多基因加性效应的控制, 并存在 细胞质效应。

3.3 稻米营养品质的遗传研究 主要集中在蛋白质含量, 稻谷脂肪含量、 游离氨基酸和无机质含量的遗传研究报 道很少。 初步研究认为, 稻米蛋白质 含量是受多基因控制的数量遗传性状, 包括加性效应、某些位点上的显性作用 以及基因互作出现的超亲现象。祁祖白 等(1983) 研究表明, 脂肪含量是数量性状, 其遗传力较大, 经过多代筛选, 较易得到 高脂肪且性状稳定的优质品种。




4.4利用转基因技术改良水稻品质性状
最先用于改良米质的生物技术是花药培养, 1978 年杨学荣等以IR二九青的花药为原料, 进行花 培, 于1984 年成功选育了蛋白质含量为13.72% 的水稻品种。此后, 陆续有人采用花培或原生 质体培养技术育成了优质的稻米品种。 目前, 利用基因工程改良水稻的蛋白质含量有 些成功的事例。日本农林水产省农业生物资源 研究所利用转基因技术,将大豆中的球蛋白基因 片断, 嵌入水稻的基因中, 使稻米的大豆球蛋白 含量达8% —9% , 成功开发出可降低人体胆固 醇, 预防动脉硬化等疾病的稻米。
2.1 倍性特征


稻米的蒸煮与食味品质、营养品质等性状 主要受胚乳基因型控制,而胚乳为三倍体组织, 其染色体组为3ｎ,对于一个Ａ～α位点,它具有 ＡＡＡ,ＡＡａ,Ａａａ,ａａａ4种基因型,而不 是通常二倍体的ＡＡ,Ａａ和ａａ3种基因型。 稻米的外观品质性状和加工品质性状主要与 母株基因型有关
2.2 世代特征

结
语
随着人们对稻米品质性状以及相关基因 研究的深入, 以及不同类型水稻的遗传转化体 系的建立, 特别是稻米的原生质体培养、体细 胞杂交技术的完善, 通过基因工程等生物技术 与传统育种手段相结合改良稻米品质必将成 为行之有效的方法。
参考文献



1 李 军, 稻米品质遗传研究方法,上海农业学报2001,17(2):41～44 2 石春海等. 籼稻稻米蒸煮品质的种子和母体遗传效应分析,中国 水稻科学, 1994 , 8 (3):129～134 3祁祖白, 李宣健, 杨文广等. 水稻籽粒外观品质及脂肪的遗传研 究. 遗传学报, 1993 , 10 (6) : 452～458 4 何平, 李仕贵, 李晶昭等,影响稻米品质几个重要数量性状的基 因座位分析,科学通报, 1998 , 43 (16) : 1747～1750 5 Kumar I , Khush G S , et al1 Genetic analysis of waxy locus in rice( Oryza sativa L1) , Theor1 Appl1 Genet1 , 1987 , 73 : 481～488 6 黄发松, 胡培松, 唐绍清等. 食用优质稻米新品种的研究开发. 中 国稻米, 1999 (6) : 24～26. 7李 平. 湖南优质稻品种改良的现状与途径. 作物研究,1996 (2) : 9～11.
分子标记作为现代生物技术的一大特色, 自诞生以来, 就广泛应用于遗传理论和育种实践中, 尤其在分子作 图和Q TL 定位方面。有关分子标记在稻米品质性状 定位的研究也有众多的报道: 何平等利用窄叶青8 号和京系17 为亲本构建的DH 群 体及其分子连锁图谱, 对稻米蒸煮食味品质及外观品 质等6 项指标进行了Q TL 的分析和定位, 结果表明, 除 直链淀粉含量外, 其余5 个性状均为连续变异, 各个性 状存在一定数量的超亲遗传。 对于垩白率, 检测到了2 个位于8、第12 染色体Q TL s。 中外学者的一系列研究结果为利用生物技术改良稻米 品质提供了必要的物质条件和理论基础。


3.2
稻米蒸煮品质的遗传研究
国内外学者对糊化温度、直链淀粉含量和稻米胶稠度的遗传研究较多。 – 糊化温度 一种认为仅涉及1～2 个主基因, 或有若干个修饰基因加入。 另一种结果认为糊化温度是由多基因控制, 属于数量性状 – 稻米直链淀粉含量 系胚乳性状, 性状表达受3N 遗传控制 Kumar,Okuno 等研究认为高直链淀粉含量对低含量为显性, 受一 个主效基因和一些修饰基因控制。 李欣等研究结果表明, 直链淀粉含量相近的亲本间差异主要由微 效基因控制 Puri 等认为直链淀粉含量是一种数量性状,受多基因控制, 但以加 性效应为主。 易小平等(1992) 报道, 直链淀粉含量受细胞核基因、细胞质基因及 核质互作多种遗传体系控制。 – 胶稠度 武小金(1989) 利用硬/ 软胶稠度组合研究认为, 硬胶稠度受显 性单基因控制 .汤圣祥等(1996) 的研究表明, 胶稠度由核主基因控制和 受若干微效多基因影响, 同时胶稠度具有胚乳3 倍体遗传特性, 存在基 因的加性和显性效应。
水稻品质性状是个综合性状,是指从稻谷生产到加工 成直接消费品的全部过程中, 作为粮食或商品的各种 特性，它是若干个具体特征特性的总称。
– 外观品质 – 加工品质 – 营养品质 – 蒸煮品质 – 食味品质等5 类

评价指标有:糙米率、精米率、整精米率、粒长、长/ 宽、垩白率、垩白大小、透明度、糊化温度、胶稠度、 直链淀粉含量、蛋白质氨基酸含量等12 个主要指标

3. 4 食味品质的遗传研究 由于食味诸性状鉴别比较困难, 国内外的研究 大多停留在其他性状对食味品质的影响, 而对 稻米食味品质的遗传规律的研究很少。仅有 的与食味有关的遗传研究是稻米香味的遗传 研究。稻米香味的遗传研究结果存在明显分 歧, 多数学者认为是隐性主基因控制的, 且香 味的遗传与细胞质无关
水稻品质性状的遗传及改良策略
汇报提纲

1.水稻的主要品质性状 2.稻米品质性状的遗传特征
– 2.1 – 2.2 – 2.3 – 2.4 – 2.5 倍性特征 世代特征 分离特征 表达特征 香味性状遗传特征

3．稻米品质性状的遗传研究进展
– 3.1 外观品质的遗传研究 – 3.2 稻米蒸煮品质的遗传研究 – 3.3 稻米营养品质的遗传研究 – 3. 4 食味品质的遗传研究


4. 稻米品质性状的改良策略
参考文献

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,稻 米历来是人类能量和蛋白质的主要来源， 大米的生产量和消费量一直居粮食作物 之首。随着人民生活水平的提高和稻作 生产的发展,稻米品质问题开始受到重视, 已成为水稻育种的一个十分重要的育种 目标。
1.水稻的主要品质性状

2.稻米品质性状的遗传特征

为了提高稻米品质改良的效益, 首先需要深入研究控 制稻米品质的遗传规律和遗传改良的途径。 稻米品质性状主要是胚乳性状, 遗传基础比较复杂。
– 从遗传组成来看, 水稻糙米中的二倍体胚和三倍体胚乳均是 不同于母体植株的遗传世代, 其营养物质来自于二倍体母体 植株。因此, 稻米胚乳品质性状遗传表现的复杂性就体现在 它可能会同时受到多套遗传系统基因效应的控制, 增加了品 质性状遗传分析和遗传改良的困难 – 另一方面, 对稻米品质的精确分析需要一定数量的种子, 而自 身处于分离状态的F2 和F3 则很难满足这一要求