水稻品质性状的遗传及改良策略

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.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
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


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。
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, 胶稠度硬, 米饭粗糙色暗, 冷却后变硬。

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

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

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
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．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。
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。




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。
2.5 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。

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
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。


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


结
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