(完整版)作物育种学分论 水稻育种 第2节 育种目标

• 我国的6个主要籼稻矮源（矮脚南特、矮仔占、低脚乌 尖、花龙水田谷、印尼水田谷，矮脚仔）的矮生基因都 与sd1等位，因此生产上应用的多数籼稻品种均为sd1。 sd1位于第1(Ⅲ)连锁群。
• 顾铭洪发现“桂阳矮1号/南京”的F2株高分离具特殊性， 其衍生材料（定名新桂矮）具有与sd1不等位的矮生基 因，定名为sd-g(t)，熊振民等发现粳稻“雪河矮早”另 有一对不等位基因sd-s(t)。
（二）农艺性状的遗传
1、矮生性（株高）
矮生性遗传的研究很早就开始了，但有利矮 杆基因的研究、发掘和利用，矮杆品种的育成和 推广是60年代的事。我国在这方面据世界领先地 位。
目前矮生基因有半矮生（sd-1～sd-7）和矮 生（d1～d61，缺d8、 d15、 d16、 d25、 d34、 d 36）两套系统，其中已知sd-1和d47等位。
国标优质稻谷直链淀粉含量指标：
籼稻谷
粳稻谷
等级
直链淀粉含量 （干基）%
等级
直链淀粉含量 （干基）%
1
17.0～22.0
1
15.0～18.0
2
16.0～23.0
2
15.0～19.0
3
15.0～24.0
3
15.0～20.0
• 高直链淀粉含量的品种胀性大，米饭干燥、蓬松； 中等含量的品种米饭较软而不粘，冷后不返生； 低含量的品种米饭粘而软；极低含量和糯性品种 直接食用少，一般加工副食品。
• 绝大多数籼米属高或中等含量，大多数粳米属低 含量。
• 生活习惯不同对米质的要求亦不同。如南方人喜 食含直链淀粉中、高的籼米，北方喜食直链淀粉 含量低的粳米，一些少数民族（如云南等地）还 喜食糯米。
b. 糊化温度
• 即在米饭蒸煮时，稻米淀粉粒加热吸水膨胀至不 可逆时的温度。此时淀粉粒在偏光显微镜下失去 双折射现象，所以也称双折射终点温度。
胶稠度类型 软 中 硬
凝胶长度（mm） ＞60 mm 40～60 mm ＜40 mm
国标优质稻谷胶稠度要求达到的指标： 籼稻谷1、2、3级为70、60、50mm 粳稻谷1、2、3级为80、70、60mm
d. 香味
香米具有较高的商品价值。米香的主要化学 物质是2-乙酰-1-吡咯啉。 e. 食口性
依生活习惯和各人口味有差异，但一般要求 米饭白，有光泽，松而不硬，软而不粘，有韧性 和滑润感。
3、西南高原单、双季稻稻作区
位于云贵高原和青藏高原。包括湖南、贵州、云南、四川、 西藏、广西、青海等省、区的部分发或大部分。水田面积3801万 亩，占全国水田的10%。云南南部有双季稻，一年可三熟，其余 以一季稻为主，籼粳稻并存，粳多在高海拨地区，籼多在低海拨 地区，品种类型复杂。
4、华北单季稻稻作区
二、水稻育Fra Baidu bibliotek的基本目标
1、高产 2、优质 3、多抗 4、广适
二、水稻育种的基本目标
1、高产
• 由于人口数量增多，工业经济发展，地球上可供耕 作的土地资源相对有限而且日趋减少，因而提高作 物品种的产量潜力，是水稻育种的永恒课题。
• 水稻的产量潜力究竟有多大？水稻的产量潜力是指 在最理想的环境条件下栽培所能获得的最高产量， 据竺可桢（1964）估算，如果光能利用率达到3%， 长江下游和华南地区的单季稻产量可以达到 21.24t/hm2(1416kg/亩)。
6、西北干燥区单季稻稻作区
位于大兴安岭以西，长城、祁连山与 青藏高原以北，包括新疆、宁夏的全部， 甘肃、内蒙古、山西的大部，青海省北部 和日月山以东部分，陕西、河北的北部和 辽宁的西北部。水田509万亩，占全国水田 的1.3%。
江苏省稻区划分
1、太湖稻作区 2、镇宁扬丘陵稻作区 3、沿江稻作区 4、里下河稻作区 5、沿海稻作区 6、徐淮稻作区
2、生育期
• 水稻品种的生育长短差别主要是从播种到出穗阶 段（当然也受肥、水、温、光的影响），从出穗 到成熟之间的差别很小，灌浆快慢根据穗型大小、 温度、水份及一些生理因素有关。
• 水稻是短日喜温作物，对日长和温度反应的敏感 性和基本营养生长性在品种间有明显不同，遗传 机制较复杂。生育期长短的遗传受制于主效基因 和微效多基因。
包括一组显性级别不同的复等位基因(大→小) ： CBs、CBt、CB、CBp、CBr、CBd、CBc、CBk、CBn
• A是控制色素原转化为花青素的花青素活化基因
包括一组显性级别不同的复等位基因(大→小) ： As、Ae、A、Ad、Aw
• P决定花青素着色部位
包括Pg、Pin、Pl(叶片)、Pla、Plg、Pn、Pr(小穗)、Psh、Pu、Pw、Px 、Ps2(紫 柱头)、Ps3(紫柱头) 、Pb(紫米)。
c. 胚乳的半透明性
• 根据稻米的胚乳透明程度，可分为蜡质和非蜡质 两类。
• 蜡质稻米无直链淀粉或含量极少，外观不透明， 即糯稻米（直链淀粉含量＜2%）。
• 非蜡质稻米直链淀粉含量变化很大（2.1～32%）， 其外观表现为不透明、模糊和半透明。一般市场 上受欢迎的是透明度好的稻米。
• 云南的软米虽不透明，但米质较好，冷饭软而不 硬，直链淀粉含量低。
株高100-110厘米 移栽种植15-18个穗/丛 每穗150-200粒左右 穗型直立/半直立 根系活力强 抗病虫 生育期155-160天 收获指数0.55～0.60 产量潜力12-15t/ha
IRRI’s New Plant Type
指标： 日产量100kg/ha，6.65斤/667m2 早稻650kg/667m2， 晚熟中稻1000kg/667m2 。 株型要求： 株高：100cm左右，秆高70cm左右，
• 生产上应用的矮生资源（ sd-1 ），株高多在90～110厘 米，为区别于特矮的类型称之为半矮生型。半矮生水稻 的矮生性在遗传上一般受一个隐性主效基因控制。
粳稻的矮生基因可分为两类： • 一类由单位点主效基因控制，如矮银坊、矮鬼
（两者都不等位）、大黑（d1）、九洲矮3号 （d53），而且在遗传上往往不等位。 • 一类由微效多基因控制，许多矮杆推广粳稻均属 此类，如日本晴，农垦57等。 • 因此粳稻的矮生性遗传较为复杂。
作物育种学各论
第一章 水稻育种
第二节 水稻育种目标及 主要性状遗传
第二节 水稻育种目标及 主要性状遗传
一、我国的稻区划分及各稻区对品种 的要求
二、水稻育种的基本目标 三、水稻主要性状的遗传
一、我国的稻区划分及各稻区对品种 的要求
1、华南双季稻稻作区 2、华中双单季稻稻作区 3、西南高原单、双季稻稻作区 4、华北单季稻稻作区 5、东北早熟单季稻稻作区 6、西北干燥区单季稻稻作区
穗长30cm；稻穗下垂。 叶片：长、直、窄、凹、厚。 株型：适度紧凑，分蘖中等，叶下禾。 穗数：18万左右，单穗重5g左右， 叶面积指数：上三叶叶指6.5左右 叶粒比：100：2.3左右 收获指数：0.55以上
Super Hybrid Rice Plant Type
二、水稻育种的基本目标
2、优质
• 随着人民生活水平的提高，改良稻米品质已显得愈 来愈重要，因此提出了品质育种。
• 泰国大米（籼）的品质在世界上具有较高的声誉。 • 国际上日本、韩国、美国都很重视优质粳米的生产
与研究。 • 特别是日本喜食中短粒粳米的习惯与我国长江以北
地区基本一致。由于长期重视品质改良的基础及应 用研究，日本粳稻素以品质优异著称于世。
不同地域居民、不同民族对稻米品质要求各异 南方：籼米 北方：粳米 少数民族：糯米、红米等 民族食品：年糕、米酒、米粉条（丝）等
• 测定糊化温度的方法是把精米置于1.7%氢氧化钾 溶液在30℃处理23小时，然后测定其扩散度与透 明度，即碱扩散值。
糊化温度分级：
碱扩散值级别 糊化温度类型
糊化温度
1～3
高
75～79℃
4～5
中
70～74℃（籼）
6～7
低
55～69℃（粳）
C. 胶稠度：即米胶稠度 一般测定4.4%的米胶冷后的凝胶长度。
选育高产品种，必须注意以下几方面的选择：
（1）营养生长势强（奠定生物产量的基础）
（2）株型好
a、丛生快长型（丛化育种） b、直立穗型
c、重穗型
d、新株型育种与超级稻
e、袁隆平的超高产杂交稻株型
（3）穗粒结构协调
（4）叶粒比协调（源库协调）
（5）个体与群体的协调
直立穗品种
弯曲穗品种
北方粳型超级稻理想株型设计
5 6 7 8 9 10 11 12 精白米タンパク質含量（％）
二、水稻育种的基本目标
3、多抗
（1）抗稻瘟病：稻温病是流行最广危害最大的病害。 病原菌变异性很强，能不断产生新的生理小种。类 型有叶瘟、穗颈瘟、技梗瘟、粒瘟等。
（2）抗白叶枯病：白叶枯病是仅次于稻瘟病的主要水 稻病害，流行时可造成严重减产或失收。
1、华南双季稻稻作区
本区位于南岭以南，为我国最南部，包 括福建、广东、广西、海南、云南等省、区 的南部地区；台湾全省和南海诸岛。水田 5482万亩，占全国水田面积的14.4%。稻作 复种制度以双季稻连作为主，早、晚稻主要 为籼稻品种。
2、华中双单季稻稻作区
本区东起东海之滨，西至成都平原西缘，南接 南岭山脉，北毗秦岭、淮河。包括江苏、上海、浙 江、安徽、江西、湖南、湖北、四川、重庆9个省、 市的全部或大部，以及陕西、河南两省的南部。水 田面积25261万亩，占全国水田面积的66.5%。长江 以南以双季连作稻为主，一年三熟，品种属早籼和 晚籼或晚粳，部分地区种中籼；长江以北以稻麦两 熟为主，品种属一季中籼和中粳稻。
位于秦岭、淮河以北，长城以南，关 中平原以东。包括北京、天津、山东全部， 河北、河南省大部，山西、陕西、江苏、 安徽省一部分。水田1645万亩，占全国水 田的4.2%。该区均一季粳稻。
5、东北早熟单季稻稻作区
位于辽东半岛和长城以北，大兴安岭 以东。包括黑龙江、吉林全部，辽宁大部 和内蒙古自治区部分。水田1285万亩，占 全国水田的3.4%。一季粳稻，
• 粗：1.1～2.0
• 圆：≤ 1.0
• 国标优质稻谷（籼）要求达到2.8。
b. 垩白质：是松散的淀粉，易碎，外观差 • 垩白质又分心白、腹白和背白，
要求垩白小或无。 • 衡量指标有垩白粒率（%）和垩白度（%）。
国标优质稻谷1、2、3级 垩白粒率分别要求小于10%、20%、30%， 垩白度分别要求小于1%、3%、5%。
外观品质， 蒸煮和食用品质， 加工品质， 营养品质
（1）外观品质
a、稻米的长度和形状
稻米长度的分级标准：
• 特长 ＞7.5mm
• 长 6.61～7.50mm
籼稻多为前两级
• 中等 5.5～6.60mm
• 短＜5.50mm
粳稻多为后两级
稻米形状是以长宽比确定，分级标准为：
• 细长：＞3.0
• 中等：2.1～3.0
• 已鉴别的与抽穗期相关的基因多达20余个 • 抽穗早迟主要由两类基因决定：
Se 第6染色体Se1位点（Se1eSe1uSe1n） E 第7染色体E1位点（感光基因互作）
3、花青素着色遗传 • 花青素的遗传受三个基因（C、A、P）所构成的一个
互补系统控制。在C—A—P系统中： • C 是产生色素原的基础基因
（2）蒸煮和食用品质（理化性质决定）
a. 直链淀粉含量 分级：
• 高 ＞25.0%
Amylose
Amylopectin
C chain
• 中 20.1～25.0%
• 低 9.1～20.0% • 极低 2.1～9.0% • 糯性 ＜2.0%
B chains
A chains
直链淀粉含量高低是决定稻米蒸 煮与食味品质的关键因素之一
（3）加工品质
• 糙米率(稻谷去除果皮后的%）
• 精米率 (糙米去除种皮、胚后的%）
• 整精米率(去除碎米后的整米%）
（4）营养品质
• 主要为品种蛋白质含量和赖氨酸含量。
2
• 一般品种蛋白质含量通常在8～9%， 1
低的5～6%，高的10～12%。蛋白 0
食味評価値
质含量过高，往往食口性差。
-1
-2 4
（3）抗纹枯病：纹枯病分布广，危害大。尚未筛选出 免疫或高抗纹枯病的种质资源，主要是利用中抗种 质进行抗性育种。
（4）抗条纹叶枯病：由灰飞虱传播的一种病毒病。 （5）抗虫：抗飞虱、螟虫等。
近年水稻条纹叶枯病严重发生
三、水稻主要性状的遗传
（一）产量性状的遗传
穗数、粒数和千粒重都属于数量遗传性状，主 要受基因加性效应控制，极少例外。而且各自受 有关特性的制约，例如穗数受分蘖力和成穗率影 响，粒数受穗长、穗分枝和着粒密度影响，千粒 重受粒形大小和灌浆充实度影响。因此产量性状 的遗传力低，受环境影响较大。 1、穗数 2、粒数 3、粒重（遗传力较高）