随着人民生活水平的不断提高和适应国际市场的需要,稻米品质的改良已在世界各国日益引起重视,在以往的研究表明,两个环境因素对稻米品质的影响是最主要的,一是水稻灌浆结实期间的温度;二是栽培措施中的施肥。在施肥调控中,氮肥对米质的影响尤为突出;而水稻又是世界上重要的粮食作物之一,目前已成为遗传学和基因组研究的单子叶模式作物,本试验在两种氮素水平下选用品质特性有差异的5个粳稻品种分析主要品质性状的动态差异和利用123个重组自交系进行QTL定位分析,其主要的研究结果可归纳如下:1.不同的氮素水平下水稻主要品质性状的动态差异粒型:在N0水平下,稻米籽粒的长宽比基本不变,而在N10水平下,长宽比有减小的趋势。相同灌浆时期而言,在两种氮肥水平下,籽粒长宽比品种间有差异,其中滇粳优1号最大,其次是华粳2号,盐粳7号最小,而不同的灌浆时期都表现出相同的趋势。表明品种间粒形差异在灌浆前期已表现而不是灌浆后期决定;在两种氮素水平下水稻籽粒灌浆过程中粒厚的变化品种间存在相同的趋势,随着籽粒灌浆进程粒厚明显加厚。以25d为界,日增长速度前期快于后期,N10水平下快于N0水平下。不同品种间在不同的灌浆阶段增厚速度不尽相同,在两种氮素水平下灌浆前期日平均增厚速度最快的品种均是盐粳5号分别为0.72mm/d和1.00mm /d,灌浆后期在N0水平下武育粳3号最快为0.25mm/d,而N10水平中粳3号最快为0.24mm/d。稻米蒸煮品质:灌浆时期两种氮素水平下总体直链淀粉含量的动态变化趋势基本一致,灌浆前期籽粒直链淀粉含量呈增加趋势,后又下降。在整个灌浆进程中在N10水平下籽粒直链淀粉平均含量均高于N0水平,但品种间有差异;不同灌浆时期各品种间的胶稠度(GC)差异明显,氮素对胶稠度(GC)变化有一定的影响。N0水平下胶稠度平均值随籽粒灌浆进程呈上升的趋势,而N10水平下胶稠度平均值随籽粒灌浆进程呈下降趋势,同时不难看出,在整个灌浆进程中在N10水平下籽粒胶稠度平均值均低于N0水平;两种氮素处理和品种在不同时期的糊化温度(碱消值)无明显差异。蛋白质含量:在抽穗15d后,五个品种的粗蛋白含量存在不同的变化趋势,其中中粳3号在N0,N10两个水平下籽粒中粗蛋白含量都随天数的增加而呈明显下降的趋势,在N10处理中的籽粒中粗蛋白含量均高于N0处理,在抽穗后15d、20d、40d较N0水平分别增长了4.8%、5.5%和1.9%;抽穗后20d各品种籽粒的粗蛋白含量,N0水平下上升趋势明显,在抽穗后25d除中粳3号和华粳2号继续上升达最大含量,其它三个品种均呈下降趋势,而当抽穗后30d时,盐粳7号和真粳优1号呈回升趋势;N10水平下,各品种变化趋势较N0水平更加明显。K和Mg含量:在稻米籽粒k含量动态变化分析结果显示:在抽穗后20d前除真粳优1号有显著下降趋势,其余四个品种显著上升;在抽穗20d以后,仅真粳优1号有显著上升趋势,到抽穗30d时K含量基本不变。在对稻米中Mg含量的动态分析结果显示:五个品种间的变化趋势差异显著,其中在N0水平下,仅华粳2号和真粳优1号两个品种的趋势最明显;在N10水平下,各品种的变化在不同时期表现较N0水平趋势更明显,但Mg总含量差异不大。其中中粳3号的趋势明显,在抽穗后30d前是下降的,而后就直线上升达最大含量为616.48Mg/Kg,其余四个品种变化趋势各异。本实验在对施氮水平进行t测验结果表明:施氮水平对稻米籽粒中粗蛋白和Mg含量差异不显著,而稻米籽粒中K含量极显著水平。品种综合品质性状的相关性分析:在N0水平下,长/宽与米粒的厚度,出糙率、出精率、碱消值、K含量呈正相关趋势,其中与AC达极显著水平;而与糙米千粒重、GC、粗蛋白、Mg、Mg/K呈负相关趋势。米粒的厚度与糙米千粒重、出糙率、出精率、糊化温度呈极显著正相关与粗蛋白呈显著负相关;糙米千粒重仅与出精率达极显著正相关,与出糙率和GC呈显著正相关,而与粗蛋白呈显著负相关。实验结果还表明,出精率不仅影响糊化温度,呈显著正相关,而且影响稻米中粗蛋白的含量,呈极显著负相关;在一定的范围内,稻米中K含量与Mg含量是明显正趋势变化,呈显著正相关,除K含量与Mg/K值呈极显著负相关外,其它各项指标均不达显著水平,其中AC、GT和粗蛋白与Mg/K值呈负趋势。两种氮素水平稻米主要性状之间的相关性变化趋势基本一致,但相关程度存在差异.2稻米主要品质性状的QTL初步分析(1)在F8重组自交系群体中,所考察的品质性状都表现为连续分布,且接近正态分布,说明这些性状均为数量性状。(2)在N0水平下,GC与PKV、BDV呈极显著正相关,与SBV、PAT呈极显著和显著负相关;GT与BDV呈显著负相关,与SBV达极显著正相关;AC与HPV、CPV、SBV、CSV呈极显著正相关,而与PET显著相关;PKV与PET呈极显著正相关,与PAT呈负相关不显著。在N10水平下,GC与淀粉粘滞RVA特征值相关系数均未达显著水平,而且相关趋势与在未施氮水平下有相反的趋势;GT仅与PET呈显著负相关;AC与CPV、PKV、HPV呈显著负相关水平;PKV与PET未达显著水平,与PAT呈极显著负相关。在两个施氮水平下,PKV与HPV、BDV、CPV都呈极显著相关关系,HPV与CPV、PET达极显著正相关。(3)利用区间作图法,构建了一张包含116个SSR标记的基因连锁图,覆盖水稻基因组约2337.6cM,标记间平均距离20.2cM。(4)在N0水平下,共检测出13个与品质性状有关的QTLs,其中PKV(2个QTLs),同时定位在第5染色体上,加性效应分别为-13.61、-14.20;HPV(1个QTL),定位在第11染色体上;BDV(3个QTLs),分别定位在第3、5、12三条染色体上;SBV(1个QTL),定位在第5染色体上;CSV( 1个QTL),也定位在第5染色体上;粒宽(1个QTL),定位在第2染色体上;AC(2个QTLs)、GC(1个QTL)、GT(1个QTL),分别定位在第2,6,8,11染色体上。三个淀粉黏度参数(PKV、BDV、SBV)检测出同一个QTL,在第5染色体上,相应区段是RM430~RM440,加性效应值分别为,2.69、3.13、2.76。(5)在N10水平下,共检测出12个与品质性状有关的QTLs,其中, PKV(2个QTLs)分别同时定位在第8、9染色体上;HPV(2个QTLs),分别定位在第1、6染色体上;CPV(2个QTLs)分别定位在第1、6染色体上,AC(2个QTLs)、GC(2个QTLs);GT(1个QTL),分别定位在第2、4、6、8四条染色体上。