随着我国社会和经济的发展,人们生活水平日益提高,对于饮食的需求已从“吃饱”向“吃好”转变。红米营养价值高,不仅含有丰富的硒、铁、锌、蛋白质、维生素、氨基酸等营养物质,还富含原花青素、类黄酮等抗氧化活性物质,对人体具有特殊的功效。然而,现有红米品种产量普遍较低,红米杂交稻亲本农艺性状配合力及育种价值研究还不够深入,尤其是抗氧化活性成分遗传研究甚少。主要结果如下:1、通过辐射诱变技术,经5代系谱选育,获得7个种皮红色性状稳定遗传的恢复系18Rr174、18Rr175、18Rr178、18Rr190、18Rr243、18Rr250和18Rr274。经农艺性状与活性成分分析,结果表明:(1)创制的7个红米恢复系与对应野生型亲本之间除了种皮颜色发生变异外,在其他农艺性状上也存在着一定的差异。(2)7个红米恢复系含有的活性成分存在差异,且均高于野生型亲本。同时,除18Rr274外,其余6个红米恢复系的活性成分含量均优于省级审定红米品种“粤红宝”。2、利用上述7个红米恢复系及广东省审定的红米品种“广红3号”为父本,分别与6个三系不育系杂交,按6×8不完全双列杂交方式,配制48个红米杂交组合,对单株产量、生育期等14个主要农艺性状的配合力及杂种优势进行分析。结果表明:(1)除了糙米长宽比外,其余13个农艺性状均具有正向群体平均优势。其中单株产量最大,达33.72%。7个红米恢复系所配杂交组合在单株产量、穗长都优于“广红3号”所配杂交组合,杂种优势强。(2)以“天优华占”、“宜优673”和“Ⅱ优3301”为对照,红米恢复系所配组的杂种一代的竞争优势主要体现在生育期延长,植株高度降低,穗粒数增加,结实率好,糙米率高。11个组合的单株产量比各自同熟期的对照增产。(3)除了单株产量外,其余13个农艺性状的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)方差均达显著或极显著水平,受亲本加性和组合间非加性效应共同影响。亲本一般配合力和组合特殊配合力无明显相关。其中在单株产量上,18Rr174的一般配合力好;而18Rr175所配组合的特殊配合力较强。(4)总粒数、实粒数和单株产量主要受基因非加性效应控制,而其余11个农艺性状主要受基因加性效应作用。在播抽天数、株高、单株穗长、千粒重、糙米率等性状上,恢复系的作用大于不育系。在遗传率上,千粒重、糙米率、糙米长、糙米宽、长宽比等性状上的狭义遗传力(h~2)均大于90%,但单株产量的狭义遗传力最小,仅为12.30%,该性状主要受双亲互作(S CA)影响。3、采用植物数量性状的加性-显性遗传模型(AD模型)及统计方法,对48个红米杂交组合及其亲本在不同种植季节下(中稻、晚稻)抗氧化活性成分(花色苷、原花青素、总酚以及总黄酮)的遗传效应以及遗传相关进行分析。结果表明:(1)花色苷、原花青素、总酚和总黄酮主要受到遗传主效应控制,其遗传主效应方差分别占表型方差总量的72.00%、72.73%、69.80%和61.80%,原花青素、总酚和总黄酮均以基因的加性效应为主,花色苷则以显性效应为主。4种活性成分也受基因型×环境互作效应影响,基因型×环境互作效应方差分别占表型方差总量的27.87%、30.47%、29.74%和37.44%。4种活性成分含量除受基因型影响外,也与种植季节密切相关。(2)花色苷、原花青素、总酚和总黄酮均表现正向极显著水平的群体平均优势,分别达30.4%、29.4%、23.8%和18.7%;群体超亲优势达负向极显著水平,分别达-7.0%、-15.7%、-11.2%和-12.0%。合适的种植季节可增强水稻抗氧化活性成分的群体杂种优势。(3)4种抗氧化活性成分的表型、遗传、加性、显性、加性×环境互作和显性×环境互作均呈正向相关,相关系数大。花色苷成分受基因型×环境互作效应影响最小,季节间的变化较为稳定,以其作为指标进行鉴定筛选能够减轻工作量,提高育种效率。4、通过分析红米亲本和杂种一代的农艺性状遗传特性及杂种优势,以及活性成分的遗传效应,可有效预测供试的红米恢复系与杂交组合的育种价值。(1)18Rr174所配组合单株产量高,一般配合力好,并且在原花青素、总酚和总黄酮上的遗传主效应大,且与环境互作效应稳定。18Rr175所配组的杂交红米优势强,且在4种活性成分上加性效应值最高、受环境影响的变化小。(2)4种活性成分均具正向的超亲优势,且荃9311A×18Rr175和野香A×18Rr178两个组合的单株产量比各自同熟期对照竞争优势达5%以上,在培育高营养价值的高产功能型红米杂交稻具有较好的应用推广前景。