随着全球气候变化和土地盐碱化问题的加剧，提高水稻(Oryza sativa L.)在盐碱地环境下的生长能力成为了农业生产的一个关键挑战。“以种适地”策略的实现需要深入理解水稻的耐盐机制，并在此基础上进行育种改良。本研究总结了近年来关于水稻耐盐调控基因的研究成果，并依据其参与的生物学过程进行了功能性分类。详细分析了水稻对盐胁迫的感知、以及随后激活的多种生理调节机制，包括渗透调节、离子稳态、抗氧化防御系统和养分平衡等。重点讨论了水稻中几个关键的盐胁迫信号途径，包括SOS（Salt Overly Sensitive）途径、MAPK（Mitogen-Activated Protein Kinase）级联途径以及激素调节途径，这些途径在水稻适应盐胁迫环境中起着至关重要的作用。通过综述现有文献资料，本文旨在提供一个全面的水稻耐盐性调控基因及其功能的概览，为水稻耐盐育种工作提供科学依据，同时为提高水稻在盐碱地环境下的产量和质量提供参考。

水稻籽粒灌浆是籽粒形成的最重要生理过程,也是决定粒重、产量和稻米品质的决定性阶段。为充分了解水稻籽粒灌浆内在特性,促进水稻高产栽培和优良品质育种,对水稻籽粒灌浆的生物学特性、生理机制以及内源激素、酶活、基因、蛋白以及环境等影响因子进行综述,并对籽粒灌浆研究进行展望,提出从蛋白质组学、基因组学、基因表达等分子生物学方面深入研究籽粒灌浆机制的可能性。

【目的】稗草（Echinochloa crus-galli）是我国水稻田主要恶性杂草之一，五氟磺草胺等乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase，ALS）抑制剂类除草剂是防治稻田稗草的主要除草剂种类。本研究团队前期在安徽省天长市水稻主产区发现疑似五氟磺草胺抗性稗草种群AHTC-01，明确其对稻田不同种类除草剂的抗性水平及可能的抗性分子机制，为抗性稗草有效防治、延缓其抗药性进一步发展提供理论依据。【方法】采用温室盆栽法在整株水平上测定稗草种群AHTC-01对五氟磺草胺的抗性水平及对不同除草剂的抗性模式，并通过靶标基因测序和实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR，RT-qPCR）分析探索其靶标抗性分子机制。【结果】相比敏感稗草种群AHFY-01，疑似抗性稗草种群AHTC-01已对五氟磺草胺产生高水平抗性，抗性倍数（resistance index，RI）为620。靶标抗性机制分析表明，AHTC-01种群ALS基因拷贝2（ALS2）第574位氨基酸由色氨酸（Trp）突变为亮氨酸（Leu），其种群突变频率为100%；在五氟磺草胺处理后12 h，抗性稗草种群AHTC-01 ALS相对表达量为敏感稗草种群AHFY-01的2.26倍。AHTC-01同时对其他3种ALS抑制剂类除草剂双草醚、嘧啶肟草醚、甲氧咪草烟产生不同水平交互抗性，抗性倍数分别为8.24、13.36、20.36；但是对乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACCase）抑制剂氰氟草酯、精噁唑禾草灵和烯草酮，4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶（4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase，HPPD）抑制剂三唑磺草酮，合成生长素类（synthetic auxin mimic）氯氟吡啶酯等其他作用机制除草剂依旧较为敏感。【结论】稗草种群AHTC-01靶标基因ALS2第574位氨基酸突变和ALS过量表达是其对五氟磺草胺产生抗性的主要原因之一，该抗性机制同时赋予其对不同ALS抑制剂的交互抗性。农田生产实际中，可轮换使用其他作用机制除草剂对其进行有效防治。

叶片作为水稻器官建成的物质基础,与水稻群体中光环境的优劣和光能利用率的高低关系密切。而叶面积指数(LAI)的大小直接与水稻最终产量相关,且水稻冠层中光合有效辐射吸收系数与叶面积指数相关性极显著。文章综述了水稻在生长的各个阶段叶面积指数和产量之间的关系,同时通过优化品种、改善栽培措施等手段增加水稻最适叶面积指数,提高水稻产量,以期为高产水稻适宜叶面积指数的预测及合理冠层结构的调控提供理论依据。

锌(Zn)是动物植物所必需的微量营养素，缺锌或锌过量会严重影响水稻的生长发育。水稻锌含量维持在一定范围有助于提高其产量和品质，并且可以提高籽粒的锌含量，一定程度上可以解决目前人体缺锌的问题。因此研究水稻锌的吸收、转运和分配，和其他调控锌稳态分子机制至关重要。基于近年来国内外研究报道，简要概述了锌在植物体内的重要性，重点介绍了水稻中的离子转运体和目前已经报道的分子机制。总结了这些离子转运体参与了锌从土壤的吸收，从根部向地上部的转运，以及分配到水稻各部位，还总结了一些和离子转运体相关的分子机制。以期为水稻锌稳态调控基因的挖掘、分子机制的研究和富锌水稻种质的创制提供参考。

理想株型的构建与优化可以为水稻产量的提升创造新的可能。为了加强对水稻理想株型育种的研究,本研究归纳了5种水稻理想株型的经典模式,分析了理想株型水稻根、茎、叶、穗的形态特征,列举了近年来国内外发现的影响水稻株型的相关基因及其调控网络,并提出水稻育种的未来发展趋势,为今后的研究提供理论基础。

浮萍是一种常见于静水环境中的水体漂浮微观植物。以大气CO₂浓度增高为主导致的温度上升为特征的气候变化威胁着粮食安全。或因气候变暖及灌溉水体富营养化等，近年来我国稻田浮萍伴生有逐年加重趋势。本文综述了浮萍对稻田的影响，发现了一些重要信息：浮萍伴生降低稻田水体温度0.8—2.76 ℃及pH 0.10—0.45，改变了微生物群落结构，减少稻田NH₃挥发18.2%—59.0%，提高氮利用率17.2%—78.0%，结果增加了稻田氮汇及稻谷产量（9.0%—34.6%）；伴生浮萍生长繁殖快，其年产生物量可达8×10³—13×10³ kg·hm^-2，碳汇几乎与当季水稻相当；水稻浮萍的互利共生总体大于竞争，二者伴生呈现了稻田生态系统对环境变化适应的现象。但未来本领域仍需深入研究，包括浮萍伴生，特别是与环境因子互作（高温及高CO₂浓度等）条件下，对稻田生态环境变化、水稻生长、产量、品质的影响及机制和可能带给稻田的风险等，为未来基于水稻-浮萍等生物协作开发适应气候及环境变化、维持农业可持续发展的稻作技术提供理论支撑。

垩白是评价水稻外观品质的重要指标之一，是一种严重影响稻米碾磨、外观及食味品质的不良性状，对水稻的市场价值评估起到重要作用。本研究主要总结了水稻垩白的形成受生理机制、遗传机制和环境因素的影响，同时指出目前育种工作中改良垩白性状所存在的难点问题，并根据目前的研究成果与相关技术的发展，提出一些改良意见，为优质稻米的生产提供一定的研究基础。

为了更好的防控稻瘟病的发生,为水稻育种工作和新药研发提供科学依据,深入了解稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)与水稻相互作用的机制是非常必要的。本文归纳了稻瘟病菌侵染水稻的机制、水稻对稻瘟病菌侵染的信号识别及其下游反应以及识别后诱导水稻产生的防御反应机制,分析了水稻防御相关基因的表达调控以及利用分子育种手段提高水稻抗病性的相关策略。稻瘟病菌侵染水稻后,植株会通过细胞壁加厚、病程相关蛋白表达以及病原菌侵入位点细胞程序性死亡等系统免疫反应来抵御稻瘟病菌的侵染;因此指出通过基因工程手段诱导植物发生免疫反应来抵御稻瘟病菌的危害具有重要的现实意义,也是防治病害最有效和最经济的方法;而且,作为研究病原菌—植物互作的模式系统,深入了解稻瘟病菌与水稻的互作机制,也为通过诱导水稻防御基因的表达来防治其他重要真菌性病害提供了科学依据。

落粒性是限制水稻产量的重要因素之一，培育落粒性适中的水稻新品种是全球水稻育种面临的重要挑战。水稻作为我国最重要的粮食作物之一，为国家粮食安全提供了重要保障。落粒性是水稻驯化过程中最重要的性状之一，离层是控制水稻落粒性的重要部位。与野生稻相比，栽培稻的离层发育不完整，导致其落粒性降低。落粒性不仅会影响粮食产量，同时也影响其对机械化收割的适应性。因此，培育落粒性适中的水稻新品种成为解决这一问题的主要方法。在生产上，为了培育落粒性适中的水稻品种，需要对重要落粒基因进行挖掘与利用，并将其导入优良水稻品种中进行遗传改良，从而获得适应于机械化收割的水稻新品种。前人通过图位克隆等方法克隆了多个落粒基因，如SH4/SHA1、qSH1、OsSh1/ObSH3等，并对其功能机制进行了解析。同时，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术、γ射线诱变技术和基因导入等方法，成功创制了一批落粒性适中的水稻新材料。落粒性对粮食产量和水稻的收获方式有重要影响。本文从水稻落粒性的鉴定方法、生理基础、落粒性基因的克隆，以及落粒性遗传调控网络等方面进行了综述，同时，提出通过在优异的水稻种质资源中对落粒基因进行利用，为探索水稻落粒性的遗传机制和选育适用于水稻机械化收获的水稻新品种提供参考。

【目的】研究水杨酸（SA）引发对低温下水稻种子萌发活力的影响及生理响应，揭示SA引发对脱落酸（ABA）和赤霉素（GA）代谢途径相关基因以及细胞壁松弛基因的诱导模式，为水稻种子低温萌发研究提供理论依据。【方法】以籼型三系杂交水稻泰丰优208种子为材料，通过种子引发处理，分析SA对种子低温萌发活力及生理的影响，并通过qRT-PCR技术分析ABA、GA和扩展蛋白基因响应SA引发的表达模式。【结果】低温（15 ℃）显著推迟水稻种子萌发进程。在低温下萌发1 d种子中，其内源SA浓度是常温（28 ℃）下的1.7倍；但对于5 d的幼苗而言，低温下的SA浓度仅为常温下浓度的0.6%。SA引发可有效提高种子在低温下的萌发活力，尤其以2 000 μmol·L^-1 SA效果最为显著，该浓度显著提高了低温下种子的发芽指数、活力指数、芽长、根长、鲜重和干重，其中活力指数分别为未引发种子（CK1）和水引发种子（CK2）的3和2倍。在生理指标方面，SA引发提高了低温萌发过程中种子的可溶性糖、脯氨酸以及活性氧含量，增加了总淀粉酶、β-淀粉酶、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，降低了丙二醛（MDA）含量。与CK1相比，2 000 μmol·L^-1 SA引发将种子ABA含量降低了79%，同时将IAA和GA₁含量增加了32.2%和2.66倍。在基因表达方面，对于2 000 μmol·L^-1 SA引发的种子，ABA合成基因OsNCED2和OsNCED3的表达量分别比CK1降低了94.26%和90.24%；而ABA分解基因OsABA8’ox2和OsABA8’ox3的表达量分别为CK1的5.9和3.9倍。与CK1相比，SA引发显著上调了GA合成基因OsCPS1、OsKAO和OsGA20ox1的表达量，并显著下调GA分解基因OsGA2ox2和OsGA2ox6的表达量。在几个候选的细胞壁松弛因子扩展蛋白基因中，除了OsEXPB11外，其余几个同源基因均在一定程度上被引发而上调表达。与CK1相比，2 000 μmol·L^-1 SA引发分别使OsEXPA2、OsEXPB4和OsEXPB6的表达量上调12.2、5.9和6.1倍。【结论】SA引发可显著缓解低温对于水稻种子萌发和幼苗生长的影响。可能是由于SA提高SOD、CAT等抗氧化酶活性，降低MDA的产生，增加可溶性糖和脯氨酸的含量，进而增强种子和幼苗对于低温的耐受能力。另一方面，SA引发通过降低种子内源ABA含量，增加GA₁含量，增强总淀粉酶和β-淀粉酶活性，促进细胞壁松弛相关基因的表达，从而促进低温下的种子萌发和幼苗生长。

随着水稻栽培技术的持续优化，近十年我国稻谷产量均保持在2.1亿t左右的高位。直播稻作为一种高效、轻简的栽培技术，受到了广大种植户的青睐。但实际生产中，直播稻较移栽稻在我国的应用仍存在一些争议。为此，本文采用荟萃分析（meta-analysis）方法量化了直播稻和移栽稻对产量、经济效益、稻米品质、倒伏性状及温室气体排放的影响差异。总体来讲，与移栽稻相比，直播稻产量显著下降了6.3%，主要原因是群体总颖花量（-3.8%）和结实率（-1.8%）显著降低。我国不同种植制度下直播稻的产量均显著下降，其中单季稻（-10.9%）和双季晚稻（-13.1%）产量下降的幅度显著高于中稻（-4.8%）和双季早稻（-4.4%）；吉林、辽宁、新疆、宁夏、山东、江苏和浙江直播稻产量的降幅达10%—20%，黑龙江和江西直播稻产量的降幅为5%—10%，其他省份直播稻产量较移栽稻差异不显著。从经济效应来看，种植直播稻能获得与移栽稻相当的净收益（P>0.05）。直播稻显著降低了精米率（-3.1%）和胶稠度（-3.5%），改善了外观品质（垩白粒率和垩白度分别下降了25.3%和22.5%），对营养品质和食味值的影响均不显著。直播稻显著提高了茎秆基部第1节间（+12.4%）和第3节间（+10.3%）的倒伏指数，对第2节间倒伏指数的影响不显著，这表明种植直播稻会增加倒伏的风险。从温室气体排放来看，与移栽稻田相比，直播稻田甲烷排放（-42.8%）、全球增温潜势（-36.2%）和温室气体排放强度（-41.1%）均显著下降，但提高了氧化亚氮排放（+29.1%）。此外，笔者在氮素利用与损失、水分利用效率、能量利用效率和草害发生对直播稻和移栽稻的响应进行了简要综述和比较分析。最后，分别在品种筛选、栽培技术优化、种植区域布局和政策服务方面提出了未来直播稻发展的建议，以期为我国直播稻栽培技术创新与区域化应用提供数据支撑和科学依据。

近年来，我国食用植物油自给率不到31%，进口依赖度高。油菜是唯一的冬季油料作物，适宜种植区域广泛，是我国重要的食用植物油来源。扩种油菜是保障国家食用油安全的重要举措。充分利用南方双季稻区冬闲田，推广“稻-稻-油”三熟制生产模式是扩种油菜的重要途径。适宜“稻-稻-油”生产模式的区域主要分布在我国湖南、江西、广西和湖北等省的双季稻区，约有187万hm²的潜力面积。根据温光资源条件，3个适宜区域即温光资源宽松区、温光资源紧平衡区和温光资源约束区均要求油菜品种生育期在180 d左右，10月中下旬播种，4月中下旬收获，才能适宜南方双季稻接茬。从2013年到2022年国家油菜品种试验情况来看，共有75个油菜新品种参加早熟组试验，平均生育期为169.3—185.3 d，平均单产1 635.90—2 228.55 kg·hm^-2，其中，有22个品种增产显著。截至2023年5月底，登记生育期在190 d以内，适宜在“稻-稻-油”模式区域种植的短生育期冬油菜品种共有72个，均为甘蓝型双低油菜品种，以杂交品种为主。在品种推广应用上，经相关省份调查，阳光131、丰油730、沣油320、沣油847、赣油杂906、圣光127、湘油420、景油69、沣油112、华油杂652、赣油杂1009等11个品种在“稻-稻-油”生产区有较大的推广应用面积，在2022年的推广面积均为135 hm²以上。现有品种的生育期能够基本满足温光资源宽松区的要求，但在温光资源紧平衡区和约束区生育期仍然偏长。聚焦油菜扩种增产增效，未来还需要强化政策资金保障，组织开展短生育期冬油菜品种培育联合攻关，提高温光资源宽松区品种的产量，缩短温光资源紧平衡区和约束区品种的生育期。同时，还需加强短生育期油菜品种良种良法配套技术的研究与推广，做好早稻、晚稻和油菜品种的搭配，从完善农业社会化服务、扩展油菜种植农业保险、增加油菜种植资金补贴等方面入手，保障农民收益，提高农民“稻-稻-油”模式生产积极性。

广东地处亚热带,气温高、日照长,具备水稻优质高产的天然气候条件,有着悠久的水稻种植历史,是中国13大粮食主产区,自矮化育种以来创造了“粤稻现象”的辉煌成绩。然而,多年来,广东大米自给率仅为30%左右,对其他地区大米的依赖程度相对较高。随着新冠肺炎疫情的爆发和蔓延,广东的大米安全受到一定程度的影响。在这种新形势下,本研究通过查阅《中国农业统计年鉴》《广东统计年鉴》《广东农村统计年鉴》等相关资料,调研了广东水稻生产的现状并分析其存在的问题,针对问题提出要通过政策引导、加强突破性品种培育、构建完善的推广示范体系、数字化销售渠道及延伸水稻价值链,推动产业的发展。

【目的】稻蟹共生是中国北方稻作区主要稻田立体生态种养模式。水-土界面是稻田系统物质循环热区。研究稻蟹共生系统水-土界面微生物群落多样性及群落结构，旨在深入了解该模式下的水土界面微生态环境演变特征，为稻蟹共生系统水体和土壤生态健康研究提供理论依据和数据支撑。【方法】在辽宁省盘锦市典型稻蟹共作区选择8个长期水稻单作系统和8个长期稻蟹共生（>20年）系统，基于稻田水土理化指标测定和16S rRNA基因高通量测序技术，比较2种水稻种植系统对稻田田面水和界面土壤（0—2 cm）理化性质与细菌群落结构的影响。【结果】（1）河蟹引入减少了水土界面特有微生物群落，田面水和界面土壤特有OTUs数量分别降低27.0%和71.2%，对田面水alpha多样性无显著影响，但显著降低了界面土壤细菌群落丰富度。（2）河蟹引入显著改变了水土界面细菌群落结构组成（P<0.05），增加了田面水变形菌门（Proteobacteria）（30.4%）的相对丰度，降低了酸杆菌门（Acidobacteria）（39.9%）相对丰度；同时增加了界面土壤球菌门（Planctomycetes）（21.1%）的相对丰度，降低了绿菌门（Ignavibacteriae）（15.1%）与硝化螺旋菌门（Nitrospirae）（21.7%）的相对丰度。（3）Proteobacteria和Bacteroidetes既是2种稻田系统水土界面的核心物种，又是共现网络的关键物种，在稳定微生态网络方面发挥着重要作用。（4）河蟹引入降低了田面水细菌共现网络复杂度和稳定性，但增强了稻田界面土壤细菌共现网络复杂度和稳定性。（5）线性回归分析表明，田面水NO₃^--N浓度和界面土壤pH分别是影响田面水和界面土壤细菌群落结构多样性和稳定性的主要驱动因素。【结论】河蟹引入显著改变了稻田水土界面微生物群落结构和多样性，田面水中营养盐的增加有减弱水体微生物群落稳定性的风险，但稻蟹共生塑造了更加稳定的界面土壤细菌群落，有助于界面土壤的养分物质循环，提高作物养分利用效率。

旨在为非豆科植物中早期结瘤素蛋白ENOD93的功能研究提供参考和依据。利用生物信息学方法对水稻中的ENOD93基因家族成员进行鉴定，并对其成员的理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白结构、表达谱、进化关系进行分析。结果表明，水稻ENOD93基因家族有7个成员，分布在第2和第6染色体上，基因结构均较简单，而且大部分ENOD93基因在保守结构域和保守基序的分布和排列上具有高度的相似性。RNA-Seq数据分析结果表明，水稻ENOD93基因在雌蕊、种子和胚中高表达，部分基因的表达量还受到逆境胁迫的诱导。利用包含单、双子叶植物的9个物种进行的系统进化关系分析，将31个ENOD93基因家族成员分为4个不同的类群。水稻ENOD93基因在不同组织和不同发育时期的表达存在差异，部分基因受胁迫诱导表达，表明该家族基因参与植物众多组织的发育过程且在逆境胁迫响应中具有重要作用。

当前全球气候变暖速度和极端高温天气发生频率正在不断上升，高温对水稻产量和品质构成了一定威胁。为进一步阐明水稻对高温的响应机理，本文从高温对水稻生产指标和生理特性的影响、水稻相关基因分子对高温的响应、应对热害的防御措施等方面归纳了水稻高温热害方向的研究进展，重点总结了高温对水稻生产的影响，深入分析了水稻响应高温的生理（光合特性/抗氧化系统）及基因分子机制，得出了水稻耐热特性是品种与环境互作形成的结论。水稻光合特性由气孔及非气孔限制因子共同影响，抗氧化进程通过增强抗氧化酶活性、降低丙二醛含量来实现；水稻通过激活关键基因表达，刺激体内热信号转导以提高植株的热适应性；通过完善“产前-产中-产后”综合管理监测体系、探寻创新栽培制度，多角度挖掘水稻高温防御机制。提出了今后可以将传统育种和现代育种相结合，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术、基因插入、重组和突变等手段，融合转录组、蛋白组和代谢组分析，进而从微观的角度深入解析水稻耐高温机理并挖掘更多耐热种质资源，其次可以加强育种学、植物生理学和分子生物学之间的学科交叉与合作，这将有利于耐热表型的精确鉴定与关键基因的精细定位，也能帮助育种家培育拥有新基因型的耐高温水稻。研究旨在为今后开展水稻耐热育种工作和提高水稻可持续性生产提供科学参考。

水稻种子总RNA提取在水稻分子遗传基础实验中起着非常重要的作用,然而,高质量水稻种子RNA的获取难度高,极大阻碍了cDNA文库构建、RNA-Seq和基因表达分析等相关研究工作的开展和深入。为了探讨水稻种子总RNA提取的相关影响因素,寻找合适的水稻种子总RNA提取方式,本研究通过比较Trizol法、GeneMark试剂盒法和艾德莱试剂盒法3种不同的提取方式、不同的耗材处理方法、研磨方式等不同因素改进水稻种子总RNA的提取效果。不同的检测结果显示,艾德莱多糖多酚提取试剂盒能够提取到28S、18S条带完整、降解少和纯度高的水稻种子总RNA;不同耗材处理方法中,蛋白酶K处理过的耗材提取的总RNA比另外两种方法处理过的耗材提取的总RNA降解更少,28S和18S条带更清晰和完整、总RNA质量最高、效果最好;而研磨方式上,液氮冷冻研磨法能够有效抑制RNA酶对RNA的降解。本研究对水稻种子RNA提取过程相关因素的分析和改进,为促进以水稻种子为研究对象的分子实验奠定了一定的技术基础。

【目的】FWL（Fruit Weight2.2-Like）基因是细胞增殖的负调控因子，不仅调控植物器官发生和大小，也参与调控植株金属离子转运积累及信号转导，解析OsFWL3功能，有助于揭示作物体内微量金属元素转运机制，为减少重金属积累、改善作物品质提供理论支持。【方法】通过生物信息学方法，分析OsFWLs家族基因概况、基因组结构及系统进化树，并预测OsFWL3的时空表达分析。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，获得2个Osfwl3敲除株系，在苗期和灌浆期进行ZnSO₄处理，分析处理后的幼苗和籽粒表型，测定Zn等金属元素含量变化，探究OsFWL3对Zn等金属离子转运和积累的影响。【结果】OsFWLs家族基因功能存在一定程度的相似性。OsFWL3在花药和圆锥花序中高表达，暗示其与水稻生殖发育密切相关，突变体Osfwl3的一级枝梗数显著增多，其种子在长度、厚度和百粒重方面显著大于WT。同时，OsFWL3影响水稻幼苗和籽粒中Zn等金属离子的含量和分布，OsFWL3缺失影响Zn、Cd、Mn从植株地下部向地上部、穗下部向穗中部以及稃壳向糙米的竞争性转运。【结论】OsFWL3影响水稻籽粒及植株中Zn等金属元素的积累和转运，对水稻植株生长发育和籽粒大小均起重要调控作用。

笔者简述了国内外稻米品质的研究现状和发展趋势，总结了稻米品质形成的遗传基础、调控分子机制以及优化稻米品质的策略，揭示了淀粉、蛋白质、脂质、香气及颜色相关基因与稻米品质之间的关联，阐述了基因编辑技术、分子标记辅助技术2种提升稻米品质的具体对策。指出稻米品质研究过程中面临的稻米品质与产量不平衡、稻米品质改良技术转化与推广难、育种过程中水稻存在地区适应性、育种成本高周期长以及消费者对改良稻米的接受程度等挑战，并从多方合作和资源共享、强化基础研究和创新技术、高效筛选和评价方法、考虑多样化需求以及推动产学研结合与技术转化等方面提出应对措施，以期为优化水稻品质和培育高品质稻米品种提供理论参考。

【背景】近年来随着遥感技术的快速发展，实时无损监测作物生长状况已成为当前研究热点，遥感获取的农情信息将为实现大面积作物精确管理提供指导。在众多遥感监测平台里，无人机因其操作简单、使用成本低等特点而受到广泛关注，无人机搭载多光谱相机可以快速获取作物的长势信息。【目的】尝试将固定翼无人机多光谱影像纹理信息与光谱信息结合，探究“图谱”信息对水稻长势指标的监测效果。【方法】通过开展两年涉及不同播期、品种、播栽方式、施氮水平的水稻田间试验，在水稻关键生育期使用固定翼无人机搭载Sequoia多光谱相机获取水稻冠层遥感影像，同步进行地上部破坏性取样以获取水稻叶面积指数（LAI）、地上部生物量（AGB）和植株氮含量（PNC）等农学指标，采用简单线性回归、偏最小二乘回归和人工神经网络回归算法，构建基于固定翼无人机多光谱影像的水稻长势指标监测模型，比较分析光谱纹理信息在不同模型中的监测效果。【结果】利用简单线性回归方法探究了植被指数（VI）、单波段纹理特征与水稻LAI、AGB和PNC间的定量关系，结果表明植被指数与LAI和AGB之间有较强的相关性，表现最好的植被指数为CIRE和NDRE，R ²分别为0.80和0.76，但对于PNC的监测，植被指数并未达到理想的效果，表现最好的RESAVI和NDRE与PNC的决定系数仅为0.13。通过简单线性回归进一步发现单波段的纹理特征在对水稻生长指标的监测中表现并不理想；为进一步分析影像纹理对上述3个指标的监测效果，参照植被指数的构建方法构建了归一化纹理指数（NDTI）、比值纹理指数（RTI）和差值纹理指数（DTI），通过相关性分析发现新构建的纹理指数（TI）相较于单波段纹理特征对水稻生长指标的监测精度有所提升，但效果并未好于植被指数。为实现光谱与纹理间的结合，采用偏最小二乘和人工神经网络的建模方法，以VI、VI+TI为不同的输入参数组合进行水稻LAI、AGB和PNC的监测模型构建，结果表明采用偏最小二乘和人工神经网络的建模方法与简单线性回归相比模型的监测精度均得到了大幅提升，以VI+TI为输入变量，采用人工神经网络构建的模型在模型验证中取得了最佳效果，LAI模型的验证R ²由0.75提升至0.86，AGB和PNC的模型验证R ²也分别由0.72和0.26提升至0.92和0.86，同时模型的RMSE均显著降低。【结论】利用固定翼无人机采集水稻冠层多光谱影像，通过人工神经网络算法融合光谱和纹理信息能够有效提升水稻LAI、AGB和PNC的监测精度，该研究结果将为快速大面积作物长势监测提供理论依据。

【目的】 水稻产量由单位面积有效穗数、每穗粒数和粒重3个因素构成，其中，粒重主要由水稻的籽粒形态决定。筛选和鉴定新的粒型突变材料和基因，可为产量性状的分子设计育种奠定基础。【方法】 在籼稻保持系西大1B（XD1B）的甲基磺酸乙酯（EMS）诱变群体中鉴定到一个短宽粒突变体short and widen grain 1（swg1）；分析籽粒形态和其他农艺性状，并对颖壳进行组织细胞学观察分析；运用BSA法进行基因定位；通过遗传互补试验确定候选基因；采用qRT-PCR分析该基因的表达模式及其他粒型相关基因和细胞发育基因的表达水平。【结果】 农艺性状分析发现，与野生型相比，swg1突变体粒长显著降低，粒宽显著增加，表现出短宽粒的表型；进一步组织和细胞学分析，发现突变体颖壳纵向细胞变短是粒长变短的主要原因，而粒宽增加是由于颖壳横向细胞数目和细胞大小同时增加。遗传分析结果表明，该突变性状受隐性单基因控制，通过图位克隆与遗传互补验证，确定候选基因为LOC_Os07g42410，编码一个植物特异转录因子。qRT-PCR分析发现该基因表达无明显的组织特异性，在茎、叶、幼穗中表达强烈。通过对已知粒型相关基因、细胞周期和细胞扩展相关基因进行分析，发现通过正向调控颖壳横向细胞数目和（或）细胞大小决定粒宽的GS5和GW8在突变体中上调明显，而正向调控纵向细胞数目和大小并负向调控横向细胞数目和大小的GW7/GL7在突变体明显下调；另外，部分与细胞周期和细胞扩展相关的基因也在突变体和野生型之间的表达也呈现显著差异。【结论】 SWG1编码一个植物特异的转录因子，通过调控粒型基因（GS5、GW8和GW7/GL7等）影响颖壳的细胞增殖和细胞扩展，从而决定水稻籽粒长度和宽度。

【目的】 水稻是重要的粮食作物，为全球超过一半的人口提供主食。穗部性状是影响水稻产量的主要因素，挖掘调控穗部性状的优异基因组合，为提高水稻产量提供聚合育种策略。【方法】 以弯穗型籼稻品种R99和直立穗型粳稻品种SN265构建的151个重组自交系为试材，应用Illumina测序平台对重组自交系和双亲进行全基因组重测序。结合表型数据与遗传图谱，对每穗粒数、一次枝梗着粒数、二次枝梗着粒数和粒型进行QTL分析，筛选QTL区间内的候选基因，应用基于三代测序组装的SN265和R99高质量基因组进行候选基因预测和序列比对，在重组自交系中筛选产量性状表现最好的基因组合，并在SN265遗传背景下应用CRISPR基因编辑技术对目标位点进行基因编辑。【结果】 R99每穗粒数和二次枝梗着粒数显著多于SN265，SN265的一次枝梗着粒数显著高于R99，R99粒型细长，SN265粒型短圆。每个重组自交系平均测序深度为6.25×，R99和SN265的测序深度分别为30×和32×。获得1 456 445个高质量的SNP，利用划bin策略进行图谱构建，得到一个包含3 569个bins，平均长度为58.17 kb的遗传图。QTL分析在第9染色体检测到一个同时调控每穗粒数、一次枝梗着粒数和二次枝梗着粒数的QTL，在第1染色体鉴定到一个调控每穗粒数和二次枝梗着粒数的QTL，在第5染色体鉴定到一个调控粒型的QTL。候选基因预测和序列比对发现第9染色体的DEP1同时调控水稻一次和二次枝梗着粒数，第1染色体的Gn1a主要调控水稻二次枝梗着粒数，第5染色体的qSW5主要调控粒型。在151个重组自交系中，对DEP1、Gn1a和qSW5的不同组合进行分类并调查产量构成因素，发现Gn1a^R99/DEP1^SN265/qSW5^SN265等位基因组合产量表现最好，Gn1a^SN265/DEP1^R99/qSW5^R99产量表现最差。对SN265的Gn1a位点进行分子设计育种，获得2个独立的CRISPR基因编辑株系，通过调查其产量构成因素，发现基因编辑植株穗长显著变长，每穗粒数显著增加，进而显著增加单株产量。【结论】 揭示了DEP1、Gn1a和qSW5对每穗粒数和粒型的影响，明确了Gn1a^SN265/DEP1^R99/qSW5^R99为重组自交系中最佳基因组合，通过改良SN265的Gn1a位点进一步提高了其单株产量。

【目的】水稻Pi9位点由多个串联的同源NLR基因组成，从中已克隆了超过10个优良的稻瘟病抗性基因。论文旨在鉴别水稻亲本Pi9位点抗性基因的组成，促进该位点基因快速、精准地应用于水稻抗性育种。【方法】对比Pi9位点已克隆抗性基因的序列，从中发掘各基因特异的核苷酸位点；然后将各目标基因分别与数据库（Rice Resource Center）中的155个水稻基因组进行比对分析，进一步从中筛选出特异最强的核苷酸位点，用于Pi2、Piz-t、Pi9、Pi9-type5、PigmR和Pid4 6个抗性基因特异分子标记的开发；以24个抗稻瘟病单基因系、阳性对照和110个四川盆地水稻亲本为鉴定对象，通过优化PCR扩增条件、测序或基因组数据分析检验分子标记鉴定结果的准确性。由于该位点基因的同源性较高、基因间常常拥有一些相同的特异位点，导致许多抗性基因很难用一对分子标记进行精准鉴定，因此采用多对分子标记共同鉴定的方式；另外许多特异位点为单碱基差异，因此需要对差异位点旁的碱基进行特异突变，使引物的3′端具有两个碱基的错配，以提高PCR扩增的特异性。【结果】最终为6个Pi9位点的抗性基因开发了有效的分子标记，发现32.09%的参试水稻材料含有Pi9位点抗性基因。Pi9、Pid4、PigmR、Piz-t、Pi2和Pi9-type5分别存在于1、7、8、14、23和33个水稻材料中，其中Pi9仅存在于单基因系中。这些抗性基因通常两个或多个组合在一起，同时存在于一个水稻材料中。其中Pi9-type5往往与Pi2或Piz-t成对出现，仅在成恢993、HR2168和绵恢365 3个亲本中单独存在。雨恢38含有的Pi9位点抗性基因最多，分别有Pi2、Pi9-type5、PigmR和Pid4。川谷B、川农4B、内香6B和双1B中均同时含有Piz-t、PigmR和Pid4 3个抗性基因。千乡654B中含有Piz-t和Pid4两个抗性基因。【结论】为Pi9位点的6个同源稻瘟病抗性基因开发了特异的分子标记，明确了四川盆地110个水稻亲本Pi9位点的抗性基因组成，揭示了Pi9位点抗性基因丰富的组合形式，为水稻育种的抗原选择提供了明确参考。

本文结合珠两优5298在安徽安庆地区的种植表现，总结了其高产栽培技术。2022—2024年，该品种在安庆望江县等12个示范点进行种植，株型直立上翘；生育期130～136 d；平均结实率85.77%、千粒重24.1 g，产量在8 280～9 000 kg/hm²；整精米率较好，米质优良；抗倒伏能力较强。其高产栽培技术包括及早播种（4月底至5月中旬播种育苗）、适时移栽、培育壮苗、保持秧田盘土湿润、根据秧苗长势施用“断奶肥”（尿素60～75 kg/hm²），适时防治稻蓟马、恶苗病等苗期病虫害；根据秧苗素质、栽插时间等选择高速插秧机作业，按照设定检查并调试插秧机械，确定栽插株距、取秧量、深度；适时除草（喷施丁草胺等药剂进行土壤封闭，苗期喷施丁苄等药剂进行茎叶防除，苗后全田喷施30%丙草胺等药剂进行封闭）；重施基肥（45%复合肥450～600 kg/hm²）、早施分蘖肥（高氮高钾复合肥225～300 kg/hm²）、补施穗肥（氯化钾112.5～150.0 kg/hm²）；浅水栽秧、深水活棵、干湿交替促分蘖；大田生长期适时适药防治稻瘟病、纹枯病等病虫害。本文为该品种在相似地区进一步推广种植提供参考。

【目的】籼粳亚种间杂交F₁的育性问题严重阻碍了亚种间杂种优势的利用，探究籼粳杂种不育的遗传机理，挖掘新的籼粳杂种不育调控基因，为促进籼粳杂种结实率遗传改良提供理论依据。【方法】粳稻品种Sasanishiki和籼稻品种Habataki杂交后，采用单粒传法自交10代，获得包含95个株系的稳定遗传重组自交系（RIL），基于Illumina平台，对双亲和RIL进行高通量测序，在全基因组水平分析RIL中Habataki血缘的分布与比例，进而鉴定偏分离区域作为潜在的籼粳杂种不育位点。同时，剖析“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”中典型籼粳稻基因组变异数据，对群体水平进一步验证并趋近目标育性基因区域。最终通过序列比对锁定籼粳杂种不育候选基因。应用CRISPR基因编辑技术进行定点基因敲除，对目标基因进行功能验证。【结果】Habataki和Sasanishiki的杂交F₁在穗数、每穗粒数和千粒重上体现出明显的杂种优势，但其结实率显著降低，I₂-KI镜检发现F₁花粉育性显著降低。RIL的全基因组高通量测序在第1、3、5、6、7和12染色体上检测到明显的偏分离，即该区域的基因型趋向于籼稻Habataki。通过序列比对，进一步确定已知育性基因Sc、S5和HSA1为第3、6和12染色体上偏分离区域的目标基因。应用CRISPR基因编辑技术敲除Habataki中Sc-Haba-3的多拷贝，成功改善了其与Sasanishiki杂交F₁的花粉育性和结实率，说明该基因可独立行使功能。同时，在第1染色体的偏分离区域发现Habataki和Sasanishiki之间存在复杂的结构性变异，Sasanishiki基因组中一段24.7 kb包含4个预测基因的片段在Habataki中被一段64.8 kb包含10个预测基因的片段取代，此结构性变异可能参与籼粳杂种育性的调控。【结论】检测到多个籼粳杂种不育相关位点，应用CRISPR基因编辑技术敲除Habataki中Sc的多拷贝成功改善其杂种F₁育性，确定其为水稻亚种间育性改良的目标基因。同时锁定了第1染色体Sd区域的目标基因。

‘越光’是一种短园粒水稻品种,自1953年在日本一开始推广种植,就是日本人最喜欢的大米。即使大面积推广种植50多年之后的现在,由于其米质优良和长期形成的消费口碑,也依然是日本水稻最大种植推广品种。为全面了解‘越光’品种育种过程和其特有的农艺性状以及控制有利性状基因组信息,我们以“Koshihikari: a premium short-grain ricecultivar - its expansion and breeding in Japan”文章为最主要参考文献并加以摘译,对其历史进行梳理,同时对当前中国优质稻育种提出了个人的思考。

本研究旨在探究不同绿肥品种之间的生长差异及其翻压后对水稻产量、养分累积及土壤性质的影响。以冬闲田(CK)为对照，选取紫云英、光叶苕子、箭筈豌豆3种常见的绿肥品种，进行大田试验，分析绿肥生长期间的性状差异及其翻压后对后茬水稻的产量、品质、养分累积和土壤性质等。结果表明，3种绿肥中株高和生物量的表现均为光叶苕子>箭筈豌豆>紫云英，以光叶苕子最优，适合作为该地区种植的品种；绿肥翻压后水稻产量较CK有了明显的提高，其中光叶苕子翻压后水稻产量达到10.47 t/hm²，比CK高出58.88%；绿肥翻压能够提升水稻的食味值及养分累积，与CK相比，紫云英、光叶苕子、箭筈豌豆处理的水稻食味值分别提高5.58%、9.46%、11.16%，水稻秸秆全钾累积量分别提高50.88%、42.87%、67.70%，水稻籽粒全氮累积量分别提高17.25%、45.62%、47.74%，水稻籽粒全钾累积量分别提高17.96%、54.28%、48.88%，水稻地上部全磷总累积分别提高11.32%、62.16%、27.41%，全钾总累积量分别提高45.53%、44.73%、64.64%，其中以光叶苕子、箭筈豌豆的综合效果最佳；绿肥翻压能够提升土壤的性质，具有改良土壤肥力的潜力，其中箭筈豌豆处理与CK相比pH提高2.96%、有机质增加10.05%、全氮含量增加4.41%等，紫云英处理与CK相比有机质增加1.43%、全氮含量增加24.25%、全磷含量增加9.20%、速效磷含量增加10.95%。综上，光叶苕子、箭筈豌豆的生物量和养分累积量均较高，其翻压后能够提高水稻的产量、食味值、养分累积，推荐作为该地区种植的绿肥品种；紫云英、箭筈豌豆翻压具有增加土壤肥力的潜力，箭筈豌豆的效果较好。该研究可为苏北地区绿肥的利用与农业可持续生产提供理论依据。

为了探究高温胁迫诱导水稻活性氧(ROS)产生的基因表达调控机制,在幼苗期、抽穗期和灌浆期设置高温胁迫,分析水稻ROS积累的动态变化,并采用实时荧光定量PCR技术分析不同生育期高温胁迫下水稻中9个NADPH氧化酶(Rboh)编码基因成员(OsRboh1~OsRboh9)的基因表达模式。结果表明:随着高温胁迫时间的延长,水稻叶片和籽粒内ROS积累呈显著增加趋势。幼苗期高温胁迫7 d后水稻叶片ROS含量增加缓慢;抽穗期间和灌浆初期(1~10 d)高温胁迫导致水稻籽粒ROS含量持续增加。幼苗期和抽穗期高温胁迫下,9个Rboh家族基因的表达量随高温胁迫的持续逐渐升高,基因表达量较高的是OsRboh7和OsRboh5。灌浆期高温胁迫下,OsRboh1、OsRboh5和OsRboh9的基因表达量持续增加,其他基因呈先增加后下降的变化趋势。水稻OsRboh基因家族成员中以OsRboh7和OsRboh5在幼苗期、抽穗期和灌浆初期高温胁迫下的表达量较高。此外,OsRboh7和OsRboh5在水稻幼苗叶片、剑叶、小花、外稃、内稃、雄蕊、雌蕊和籽粒等组织器官中具有较高的表达量。高温胁迫对幼苗叶片、小花、雄蕊、雌蕊和籽粒中OsRboh7和OsRboh5的基因表达量诱导幅度较大。综上所述,水稻OsRboh基因家族成员以OsRboh7和OsRboh5对不同生育期高温胁迫的响应最为明显,在高温胁迫诱导水稻ROS生成的代谢通路中发挥关键作用。