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第一章 两系法杂交水稻基础理论1

一、两系杂交水稻的生态学基础1

(一)光照对光温敏核不育水稻的影响1

1.光敏核不育水稻的发现经过1

2.对日照长度敏感特性的确定2

3.光敏核不育水稻的命名2

4.水稻的光周期现象3

5.光照敏感期4

6.光照长度对诱导育性转换的作用5

7.光照强度对诱导育性转换的作用8

8.光质对诱导育性转换的作用8

9.光期和暗期对诱导育性转换的作用10

10.曙暮光对育性转换的作用11

11.光照对温敏核不育系育性转换的作用12

(二)温度对光温敏核不育水稻的影响13

1.温敏核不育水稻的发现经过13

2.对温度敏感特性的确定14

3.温度对温敏核不育系育性转换的影响15

4.温度对光敏核不育水稻育性转换的影响16

5.温度敏感期18

6.临界温度18

7.昼、夜温度与持续低温对诱导育性转换的作用19

8.温敏核不育系植株的感温部位21

(三)其他因素对光温敏核不育水稻的影响21

1.植株营养生长期条件对育性转换的影响21

2.株龄对育性转换的影响22

3.光温敏核不育水稻光温诱导效应的传导性24

(四)光温敏核不育水稻育性转换中的光温作用模式及分类26

1.光温作用模式26

2.光温敏核不育系的分类27

(五)光敏核不育水稻发育与育性转换中两个光周期反应的关系29

1.光敏核不育水稻的基本特性29

2.两个光周期反应的遗传关系30

3.诱导两个光周期反应的光温条件异同30

4.两个光周期反应理论假设31

二、两系杂交水稻的遗传基础32

(一)光温敏核不育水稻的雄性不育性遗传32

1.光敏核不育水稻雄性不育性的遗传32

2.温敏核不育水稻雄性不育系的遗传34

3.光温敏核不育水稻的遗传异质性36

4.光温敏核不育基因的等位关系39

(二)光温敏核不育水稻花粉发育的细胞学特征40

1.各育性时期内花粉形态与花药结构的变化40

2.不同育性时期花药药壁的发育形态变化40

3.各育性时期的花药结构与花粉形态的超微结构41

(三)水稻光温敏核不育基因的染色体定位42

1.水稻基因的染色体定位方法42

2.水稻光温敏核不育基因的染色体定位结果43

(四)水稻广亲和基因的遗传48

1.广亲和基因S？的遗传48

2.广亲和基因S？的基因定位49

3.其他广亲和基因的遗传与基因定位50

(五)两系杂交水稻杂种一代的遗传学分析52

1.两系杂交稻与三系杂交稻品种间杂种优势的比较52

2.两系品种间杂交稻杂种一代的优势表现54

3.两系亚种间杂种一代的优势表现55

4.细胞质对两系杂交稻F1杂种优势的影响57

三、两系杂交水稻的生理生化基础57

(一)光温敏核不育水稻的光合与呼吸作用特点57

1.光温敏核不育水稻不同时期的光合强度与呼吸强度57

2.光温敏核不育水稻叶绿体与线粒体的结构与功能变化59

(二)植物激素、生长调节物质与光温敏核不育60

1.植物激素与光温敏核不育60

2.生长调节物质与光温敏核不育65

3.多胺与光温敏核不育69

(三)酶、蛋白质、氨基酸与光温敏核不育72

1.酶与光温敏核不育72

2.蛋白质与光温敏核不育78

3.游离氨基酸与光温敏核不育82

(四)能量代谢、核酸、碳水化合物与光温敏核不育85

1.能量代谢与光温敏核不育85

2.核酸与光温敏核不育87

3.碳水化合物与光温敏核不育92

(五)矿质元素与光温敏核不育94

1.钙对光敏核不育水稻的特殊作用94

2.光温敏核不育水稻各矿质元素的变化95

(六)光敏色素与光敏核不育98

1.光敏色素的性质98

2.光敏色素与光敏核不育水稻100

第二章 两系法品种间杂交组合选育102

一、水稻两用核不育系的选育102

(一)水稻两用核不育系的选育概况及成效102

(二)水稻两用核不育系选育标准105

(三)水稻两用核不育系的选育方法111

1.从自然界中寻找112

2.杂交转育113

(四)水稻两用核不育系的鉴定119

1.育性稳定的定性鉴定120

2.生态适应性鉴定122

3.配合力测定123

4.抗性鉴定124

5.异交结实特性鉴定125

6.稻米品质鉴定127

二、两系品种间杂交组合选育条件129

(一)优良父本应具备的条件129

1.一个优良的两系品种间杂交组合父本必须具备的条件129

2.优良父本品种的选育130

(二)两系品种间杂交组合选育目标131

(三)强优势组合的选配原则131

(四)两系品种间杂交水稻组合选育成效132

第三章 亚种间两系法杂交稻组合选育136

一、籼粳亚种的分类136

二、亚种间杂种优势表现137

(一)籼粳亚种间杂种高产的生物学基础137

(二)籼粳亚种间杂种高产的遗传学基础138

1.遗传差异大是导致籼粳杂种一代强优势的基础138

2.配合力强是籼粳亚种间杂种一代高产的保证139

3.细胞质效应对籼粳亚种间杂种一代优势的影响不可忽视142

4.籼粳亚种间杂种一代高产的经济性状表现143

三、亚种间杂种优势利用存在的问题145

(一)籼粳亚种间杂种一代的植株超高145

(二)籼粳亚种间杂种一代结实率低146

(三)籼粳亚种间杂种一代的充实度差147

(四)籼粳亚种间杂种一代结实率的稳定性差149

(五)籼粳亚种间杂种一代的生育期超长150

(六)籼粳交制种异交结实率低151

(七)籼粳亚种间杂种一代的脱粒性难以达适中的程度151

四、水稻的广亲和性研究152

(一)水稻广亲和性的发现152

(二)水稻广亲和性的鉴定153

(三)水稻广亲和性品种的分类156

(四)水稻广亲和系的选育157

1.水稻广亲和资源的测交筛选157

2.杂交选育水稻广亲和系159

五、水稻亚种间杂交组合选育164

(一)水稻亚种间杂交组合的选育目标164

(二)水稻亚种间杂交组合选育的技术路线165

1.确定合理的配组方式165

2.把握适度的双亲遗传差异166

3.注重籼粳亚种间杂交组合选育的配合力效应168

4.注重籼粳亚种间杂交组合的株叶形态改良169

5.注意亚种间杂交组合优良生理机能的选择171

6.充分利用爪哇稻种质资源176

7.努力提高籼粳亚种间杂交组合的结实率和充实度178

8.克服籼粳亚种间杂种一代植株超高和生育期超迟的对策183

第四章 新技术与两系杂交水稻育种185

一、外源DNA导入技术(植物分子育种技术)在水稻品种改良中的应用185

(一)外源DNA的提取186

(二)外源DNA的导入方法186

(三)DNA导入技术的分子验证187

(四)外源DNA导入水稻的遗传变异188

二、基因工程技术的应用189

(一)水稻转基因方法及比较189

(二)转基因技术在水稻育种上的应用190

(三)水稻转基因技术同传统育种手段的关系194

三、分子标记技术的应用195

(一)常用的分子标记方法195

(二)DNA标记在水稻育种中的应用199

(三)作物育种对DNA标记的要求202

(四)DNA标记技术在作物育种中的应用展望202

四、以花培为主的综合育种技术在水稻育种中的应用203

(一)综合育种技术体系的建立203

(二)综合育种技术在杂交水稻育种中的应用205

五、计算机技术在水稻育种上的应用205

(一)计算机在品种资源管理中的应用206

1.应用概况206

2.种质资源数据库系统的建立207

(二)植物育种专家系统的研究进展208

1.专家系统概述208

2.遗传育种专家系统209

3.亲本选配专家系统210

第五章 两系法杂交水稻制种原理与技术213

一、两系法杂交水稻制种的概念、目标及基本要求213

(一)两系法杂交水稻制种的概念213

(二)两系法杂交水稻制种的目标及基本要求214

二、两系杂交水稻制种的生态条件要求与两个安全期214

(一)光温敏核不育系不育性表达对生态条件的要求214

(二)不育系育性敏感的安全期215

1.育性敏感期的概念215

2.育性敏感安全期215

3.抽穗扬花授粉安全期217

三、两系法杂交水稻亲本的制种特性218

(一)亲本的生育期特性与温光特性有关218

(二)亲本的异交特征特性222

1.培矮64S系列组合亲本异交特征特性222

2.香125S及配组父本的异交特征特性223

3.安农810S异交特性223

4.7001S异交特征特性224

5.N5088S及其配组父本异交特征特性224

四、两系法杂交水稻高产保质制种技术225

(一)制种基地的选择和制种季节的安排225

(二)制种亲本的播期安排227

1.叶龄差法227

2.播始历期差推算法227

3.有效积温差推算法229

(三)高产优质制种群体苗穗结构的建立229

1.高产优质制种群体苗穗结构目标229

2.高产优质制种群体苗穗结构建立的措施231

(四)花期预测234

1.剥检幼穗预测法234

2.父母本对应叶龄预测法236

3.叶龄指数预测法237

4.叶龄余数预测法238

(五)花期调节238

1.肥料调节法238

2.水分调节法239

3.激素调节法239

4.其他措施调节法239

(六)制种亲本异交态势的改良240

1.“九二○”对异交态势的改良240

2.割叶对异交态势的改良242

(七)父母本花时调节与授粉243

1.父母本花时调节243

2.人工辅助授粉技术245

(八)稻粒黑粉病及稻曲病的防治247

1.稻粒黑粉病及稻曲病的发生与危害性247

2.稻粒黑粉病和稻曲病的防治措施247

(九)影响制种纯度的因素及提高纯度的措施250

1.影响两系杂交水稻种子纯度的因素250

2.把握两系杂交水稻种子纯度的措施251

第六章 两用核不育系高产保纯繁殖原理与技术255

一、光温敏核不育系的繁殖途径与技术255

(一)温敏型核不育系的冷水串灌繁殖255

1.繁殖季节的安排256

2.冷水串灌繁殖基地的条件257

3.冷水串灌的时期257

4.冷水串灌的深度258

5.冷水串灌繁殖的栽培管理259

6.繁殖田的防杂保纯259

(二)温敏型核不育系海南冬季繁殖259

1.繁殖时期的安排259

2.栽培管理技术260

3.防杂保纯措施261

(三)粳型光敏核不育系的繁殖261

1.主要粳型光敏核不育系的繁殖特性261

2.繁殖的主要技术措施261

(四)光温敏核不育系再生繁殖263

1.温敏核不育系再生繁殖探讨263

2.再生繁殖的技术要点265

二、光温敏核不育系防杂保纯与原种生产266

(一)光温敏核不育系性状变异的表现266

(二)光温敏核不育系性状变化的原因268

(三)光温敏核不育系原种生产程序与技术268

1.利用人工气候室生产核心种子提纯程序与技术268

2.利用自然温光条件提纯保纯与原种生产270

3.粳型光敏核不育系原种生产程序与技术272

4.光温敏核不育系种子纯度鉴定274

第七章 两系杂交稻的生物学基础与栽培技术277

一、两系杂交稻高产栽培的生物学基础277

(一)光合作用与干物质生产277

1.光合作用277

2.影响光合作用的生理机制280

3.干物质生产283

(二)生长与发育287

1.根系生长287

2.分蘖及其成穗289

(三)营养生理特点293

1.氮素营养的吸收特点293

2.磷素营养的吸收特点295

二、两系杂交稻高产栽培技术297

(一)两系杂交早稻旺根壮秆足穗高产栽培技术297

1.“旺壮足”栽培法的高产原理297

2.“旺壮足”栽培技术要点298

(二)两系杂交晚稻旺根壮秆重穗高产栽培技术299

1.“旺壮重”栽培法的高产原理299

2.“旺壮重”栽培法技术要点301

主要参考文献303