杂交水稻稻米品质性状的相关及聚类分析

应用表型主成分分析法 ,对 2 0 0 1～ 2 0 0 2年四川省区试的 14个水稻新品种 (组合 )的 11个品质性状进行了相关和聚类分析。结果表明 ,稻米品质性状间存在着错综复杂的相关关系。在选出的 8个影响稻米品质的主因子中 ,粒形因子和碾米品质因子对稻米品质的累积贡献率为 6 1.6 % ;14个杂交水稻新品种 (组合 )被归为 4类 ,显示出遗传距离较近 ,遗传基础狭窄的特点。由于稻米品质性状间的相关性和主因子的贡献率大小不同 ,水稻品质育种首先应注意粒形和碾米品质的选择 ,以提高品质育种效率。

水稻品种稻瘟病抗性和抗病基因同源序列多态性分析

【目的】明晰水稻抗瘟性表型和抗病基因同源序列多态性之间的关系,了解广谱、持久抗瘟性的分子遗传基础。【方法】利用25个稻瘟病鉴别品种(系)和20个水稻品种(系)在人工接种条件下的对稻瘟病单孢菌株的抗性表型和抗病基因同源序列(resistance gene analogs,RGA)多态性进行聚类比较分析。【结果】以单孢菌株接种的抗性表型聚类,取相似系数0.450,可将45个品种(系)划分为A、B两大类;取相似系数0.618,A、B两大类又分别可分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ等4个亚类。以抗病基因同源序列多态性聚类,取遗传相似系数0.620,可将45个品种(系)划归Ⅰ,Ⅱ两类,这两类明显地趋向籼粳两亚种划分;取遗传相似系数0.783时,类群Ⅰ又可划分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ等6个亚类,类群Ⅱ又可划分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ、ⅶ等7个亚类。用抗感单孢稻瘟病菌表型聚类,倾向于抗谱相似的聚为一类;按RGA相似性聚类,倾向于遗传背景相近的聚为一类。对于抗病频率低或是抗病频率高的品种两者类与类之间有较好的对应关系,但总体看来类与类之间没有明显的对应关系。【结论】在抗稻瘟病育种方面,对亲本材料进行单孢菌株抗性鉴定和抗病基因同源序列多态性分析,可以更准确地反映亲本抗性遗传背景,从而避免同一抗源反复使用,还可以丰富培育品种的抗性遗传基础和延长品种抗性。

香稻保持系香味遗传初步研究

本研究以香稻保持系D香1B、D香2B、内香2B、内香4B、绵香2B、绵香3B、宜香1B ,引进光身稻品种泸香90及无香味保持系菲改B为材料 ,研究了水稻香味的遗传模式和香味基因的等位性。结果表明 ,D香1B、D香2B、内香2B、内香4B、绵香2B、绵香3B、宜香1B的香味受单隐性基因所控制 ,且D香1B、内香2B和绵香3B的香味基因为等位基因 ,D香2B和内香4B为等位基因 ,绵香2B和绵香3B的香味存在等位位点 ,D香1B、内香2B和绵香3B与泸香90存在等位位点 ;泸香90的香味可能受双基因所控制。我们认为水稻香味是由“主效基因 +微效基因”

水稻线粒体基因atp6启动子突变导致的一种细胞质雄性不育型

内江杂交水稻科技开发中心从恢复系"万恢88/内恢92-4"杂交组合F2代不育株选育的细胞质不育系,被暂时定名为"万恢88型水稻细胞质雄性不育系"。利用PAGE电泳、琼脂糖凝胶电泳和克隆测序等技术对其不育系和保持系线粒体基因组进行研究,分析其雄性不育的分子基础和分子机理。通过PAGE电泳发现,其不育系线粒体基因组PCR带型与野败型(WA)、印水型(ⅡA)、D型(D i)、冈型(GA)存在差异。对其不育系内香2A和保持系内香2B的差异片段回收测序,获得两条667 bp长度的m tDNA片段2A和2B,通过序列比对和电子杂交分析,获得片段为atp6基因的部分序列及其上游序列。2A和2B相比有3个碱基不同,分别是第57位G→T,第100位T→C,第161位C→T。功能分析第100位T-C点突变使atp6基因启动子核心序列遭到破坏。通过对atp6基因上游序列的RT-PCR分析,发现不育系内香2A的atp6基因不能正常表达。故而推测万恢88型水稻细胞质雄性不育是由于不育系线粒体atp6基因核心启动子区域发生点突变,导致atp6基因不能正常转录,致使线粒体供能不足,最后导致花粉败育。

香稻香味研究进展

本文综述了香稻香味的鉴定方法、化学组分 ,香味遗传 ,香味与稻米品质的关系 ,香稻的多样性 ,以及香稻开发利用现状。讨论了香稻育种方向和开发利用前景。

水稻恢复系‘成恢177’稻瘟病抗性与遗传背景分析

为了剖析‘成恢177’稻瘟病持久抗性和高配合力特性的遗传基础,利用稻瘟病抗谱测定、抗病基因测序和SSR分子标记多态性比较的方法,分析了‘成恢177’的稻瘟病抗性和遗传背景。结果表明：在测试的63个稻瘟病单胞菌株和16个鉴别菌株中,‘成恢177’的抗性频率分别为66.67%和68.75%;‘成恢177’的稻瘟病抗性基因来自Lemont,为Pi-km。分子遗传背景分析表明,在148个SSR多态性位点中,‘成恢177’具有70.95%的‘绵恢502’位点,20.95%为美国热带粳稻品种Lemont位点;且在第1~10染色体上SSR多态性位点属‘绵恢502’较多（64.00%-100.00%）,在第11、12染色体上属Lemont较多（77.78%、60.00%）。本研究认为‘成恢177’成功地聚合了Lemont的稻瘟病抗性和‘绵恢502’的高配合力。

万恢88型水稻细胞质雄性不育的分子机理

通过对万恢88型水稻细胞质雄性不育系内香2A与其保持系线粒体基因组进行比较分析,研究了其雄性不育的分子机理。将不育系内香2A与保持系内香2B的差异片段回收测序,获得2条长度为667 bp的线粒体DNA片段2A和2B,通过序列比对和电子杂交分析,获得的线粒体DNA片段为atp6基因的部分序列及其上游序列。2A与2B相比有3个碱基不同,分别是第57位G→T、第100位T→C、第161位C→T。功能分析表明,第100位T→C点突变使atp6基因启动子核心序列遭到破坏。通过对atp6基因上游序列的RT-PCR分析,发现不育系内香2A的atp6基因不能正常表达。推测万恢88型水稻细胞质雄性不育是由于不育系线粒体atp6基因核心启动子区域发生点突变,导致atp6基因不能正常转录,致使线粒体供能不足,最后导致花粉败育。

Squamosa启动子结合蛋白基因家族在美国水稻微核心种质中的遗传结构分析

SQUAMOSA promoter-binding-like(SPL)基因家族作为一个植物特异转录因子家族,已被证实具有许多重要的生物学功能。本研究利用19条水稻SPL基因序列设计的引物,对引自美国农业部的171份水稻微核心种质的Oryza sativaL.SQUAMOSA promoter-binding-like(OsSPL)基因家族进行多态性分析。19对OsSPL基因引物扩增出140个条带,其中128个条带具有多态性,占91.4%;平均每个位点检测到7.4个条带。聚类与主坐标分析将171份材料划分为6类,类内品系呈相似地理生态分布,类与类之间无亚洲栽培稻与非洲栽培稻分化。性状关联分析表明,OsSPL基因家族的基因与每穗粒数、株高和抽穗期相关联。

水稻稻瘟病病菌研究进展

稻瘟病菌(Phyricularia grisea (Cooke) Sacc.)是全球水稻产区最为流行、最具有破坏性的病原体,也是研究病原菌和寄主互作的主要模式病原菌。世界各国科学家对稻瘟病菌全面系统地进行了研究。就稻瘟病菌致病性分化、致病性和遗传宗谱的关系、稻瘟病菌功能基因和基因组的研究进行了归纳论述。

水稻全基因组编码抗病基因同源序列分析

利用模糊搜索的方法,在TIGR水稻日本晴基因组数据库(TIGR Rice Genome Annotation-Release5)中识别出565个编码抗病蛋白质的同源序列;利用识别出565个编码抗病蛋白质序列分别与籼稻基因组数据库进行BLASTP联配,共确定320个对应的等位基因。通过在线生物信息学软件,识别了这565个抗病基因的保守结构域、保守模体和DNA序列内转座子元件,其中有14个抗病基因同源序列注释错误。同时绘出了这些基因的基因组分布,并基于这些基因的同源树分析和基因组物理分布,认为基因的原位和远程复制事件产生了抗病基因的现存分布和多样性,其中转座子在复制过程中扮演了重要角色。这些对抗病机制研究和抗病基因进化研究以及抗病基因的转育具有重要意义。

杂交籼稻骨干保持系岗46B稻谷粒形及垩白的QTL分析

利用籼稻保持系骨干亲本岗46B与美国水稻品种Lemont多次回交培育的低垩白、窄粒株系K1075与岗46B构建F2群体,对稻谷粒长、粒宽、长宽比、粒厚、百粒重和垩白粒率进行数量性状位点(QTL)分析。6个性状在F2群体中均呈正态连续分布,属于典型的数量性状。除粒长与百粒重间没有显著相关性外,其他性状间均存在显著的正相关或负相关。采用SSR标记构建遗传连锁图,通过复合区间作图法共检测到14个控制稻谷粒形和垩白的QTL,包括2个控制粒长的QTL(qGL2和qGL5),2个控制粒宽的QTL(qGW5和qGW8),5个控制长宽比的QTL(qLWR2、qLWR5、qLWR6、qLWR8和qLWR12),1个控制粒厚的QTL(qGT5),1个控制百粒重的QTL(qHGW5)和3个控制垩白粒率的QTL(qPGWC5、qPGWC6和qPGWC8)。在这些位点中,岗46B等位基因增加粒宽、粒厚、粒重和垩白粒率,减小粒长和长宽比。控制粒宽、粒厚、粒重、垩白粒率和长宽比的主效QTL均位于第5染色体RM17990-RM18004-RM18068区间,这一结果与仅选择极端表型单株,采用连锁及连锁不平衡方法(LD)获得的结果一致。

水稻粒厚主效位点qGT8精细定位和候选基因分析

【目的】在已鉴定的稻谷粒长、粒宽和粒厚QTL的基础上,对控制粒厚的主效QTL进行精细定位和候选基因分析,以解析川106B(C-106B)细长粒形的遗传基础,为进一步通过分子技术改良其产量水平提供科学依据。【方法】以细长粒形的优质籼稻保持系川106B与籽粒较宽厚的籼稻保持系川345B(C-345B)杂交,构建包含182个单株的F_2群体,采用QTL Catographer v2.5软件基于复合区间作图法发掘与稻谷粒形性状相关的QTL;进一步从BC_3F_2群体筛选隐性单株(稻谷厚度较薄)对粒厚主效QTL(qGT8)进行精细定位,并对候选基因进行测序和荧光定量PCR分析。分别构建qGT8位点携带川106B等位基因的近等基因系(NIL-gt8^(C-106B))和携带川345B等位基因的近等基因系(NIL-GT8^(C-345B))并调查其稻米外观品质及产量性状。【结果】川106B和川345B的粒长、粒宽和粒厚表型存在显著差异。利用F_2群体检测到2个粒长QTL、3个粒宽QTL和3个粒厚QTL,其中,位于第7染色体区间RM21892—RM3589的粒长主效QTL(qGL7)可解释粒长变异的68.23%,川106B等位基因在该位点可增加粒长0.47 mm。控制稻谷粒宽和粒厚的主效QTL(qGW8和qGT8)位于第8染色体上相同区间RM6070—RM447,分别解释相应表型变异的26.48%和34.89%,增加粒宽或粒厚的等位基因均来自于川345B。利用1 732个BC_3F_2隐性单株,将粒厚主效位点qGT8精细定位在标记SG930和SG950间的11.2 kb区段,该区段仅包含1个注释基因LOC_os08g41940(OsSPL16)。对该基因测序分析发现,川106B和川345B在起始密码子ATG上游2 kb区段存在7个差异位点,在编码区有5个多态性位点,其中,川106B在第3外显子插入2 bp(c.1006_1007插入CT)引起移码突变,且位于qGT8的OsmiR156结合位点,推测为川106B籽粒厚度变薄、宽度变细的关键位点。实时荧光定量PCR分析发现,qGT8在幼穗中表达量较高,且在川106B和川345B中的表达方式相似,表达量在1—8 cm长幼穗发育时期随幼穗发育逐渐增加,8 cm时达到最高,之后随幼穗发育逐渐降低,但2个亲本在各时期的表达水平存在差异。近等基因系NIL-GT8^(C-345B)的粒厚、粒宽、千粒重、单株产量和垩白粒率显著高于NIL-gt8^(C-106B),而粒长、透明度、株高、单株有效穗数、穗长、每穗实粒数、结实率和播抽期与NIL-gt8^(C-106B)相当。【结论】控制粒长的主效QTL(qGL7)位于第7染色体区间RM21892—RM3589,控制粒宽和粒厚的主效QTL位于第8染色体的相同区间RM6070-RM447。粒厚主效QTL(qGT8)被精细定位在仅包含GW8的片段上,是控制粒形和产量的关键基因,但在近等基因系中高粒重与高垩白紧密连锁,表明该位点存在高产与外观品质改良的矛盾。

33份水稻材料的抗倒伏性评价

抗倒伏性是水稻高产或超高产育种的目标之一。本研究采用力学量化测定的方法,对33份来自不同地区的水稻材料的倒伏指数和相关农艺性状进行了测量与分析。研究表明,不同材料各项指标均存在不同程度的差异;其中弯曲力矩和折断弯矩两项指标还受播期差异的影响,导致倒伏指数除在不同资源材料间存在差异外,也因播期而异。33个被试的材料中在5%显著性水平上有3个品种受播期的影响极显著,分别是特青,辽星21和Bombilla(欧洲温带粳稻);有8个材料受播期的影响不显著,分别是Y58S,TN1,R379,黄华占,成恢177,Triomphe(非洲温带粳稻),IR238(南亚籼稻)和B805D-MR-16-8-3(南亚籼稻)。此外,倒伏指数与株高,第2节间长度和株重等3个变量间存在显著正相关性,而与抗折力参数间为不显著的负相关性。

5个籼型不育系和5个新恢复系的品质性状配合力及遗传力分析

以5个不育系和5个恢复系为亲本,采用不完全双列杂交试验设计,对水稻12个品质性状配合力和遗传力分析。结果表明:①大部分品质性状的一般配合力方差极显著,说明主要受基因加性效应作用。②除了糙米率和碱消值级以外,其他10个品质性状受不育系影响较大。③各品质性状狭义遗传力顺序为:粒长>粒长宽比>胶稠度>垩白粒率>垩白度>精米率>碱消值级>整精米率>糙米率>透明度级>水分>直链淀粉。④在对亲本主要品质性状的综合评价上供试的不育系以川345A、川106A最好,恢复系以HR13、HR19最好。

籼型杂交水稻恢复系粒长及粒重的分子改良

【目的】通过分子标记辅助选择培育长粒型新恢复系,为杂交水稻长粒型育种提供新的种质资源。【方法】利用常规回交育种、分子标记辅助选择和抗病鉴定,结合粒型和低垩白等形态性状选择,将长粒型基因gs3导入短粒型优良恢复系中间材料R33947中。【结果】培育出了4个新的长粒、低垩白和产量较高的改良系。他们的基因位点没有差异,但粒形和产量性状有明显不同。其中,RGL3株系配合力较好,后定名为成恢637。利用该恢复系与优质香稻不育系川康606A配制的杂交水稻新组合"川康优637"在长江上游区域试验中比对照F优498增产4.7%,米质优良。【结论】通过常规的回交选育、分子标记辅助选择和抗病鉴定,结合优良形态选择的方法,筛选获得4份gs3纯合的优质抗病改良系,为选育新的优质水稻恢复系提供种质资源。育成优良恢复系成恢637,其与优质香稻不育系川康606A配制的新组合"川康优637"具有品质优良、丰产性好、抗病性强等特点。

长药野生稻导入系柱头性状的QTL分析

水稻柱头性状影响不育系繁殖与制种产量。本研究利用长药野生稻导入系T821B和籼稻保持系G46B构建的F2群体,对柱头长(STL)、柱头宽(STB)、花柱长(SYL)、花柱和柱头总长(SSL)、柱头单外露率(PSES)、柱头双外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)进行QTL分析。共检测到控制柱头性状的22个QTLs,分布于第1、第2、第3、第6、第7、第9和12染色体上;其中,控制柱头总外露率和柱头双边外露率的两个主效QTL(qPES-9和qPDES-9)的LOD值分别为22.61和16.71,贡献分别为76.60%和40.82%,增效等位基因均来源T821B,具有分子标记辅助育种应用价值。

中籼水稻米质性状与农艺性状的相关分析

对40个组合的10个米质和11个农艺性状进行了相关分析,结果表明:农艺性状表现活跃的是播抽期、株高、每穗总粒数和每穗实粒数;米质性状较活跃的是粒长、粒长宽比、垩白粒率和垩白度,说明与农艺性状相关的主要是加工、外观品质。相关分析表明:粒型的变化会引起蒸煮品质的改变;外观品质与食用品质间存在着紧密的相关联系以及蒸煮品质性状间的相互抑制作用。

4个籼稻恢复系的光温反应特性及其主要农艺性状

【目的】研究4个水稻恢复系的光温反应特性及其对主要农艺性状的影响,为亲本利用和培育广适性、高产稳产杂交稻新品种提供理论依据。【方法】以五山丝苗为对照,通过分期播种、遮光和自然光处理,分析成恢475、成恢593和成恢3018的光温反应型,并考察主要农艺性状。【结果】成恢475、成恢593、成恢3018和五山丝苗的短日出穗促进率分别是7.58%、9.38%、4.44%和8.84%,高温出穗促进率分别是6.99%、8.49%、8.00%和10.14%。在不同的光温条件下,4个恢复系的主要农艺性状有差异。在相同播期下,供试材料经长日照处理的播始历期、主茎总叶片数、株高、单株有效穗数和单株产量显著高于短日处理;在相同日照处理下,温度对4个材料的主要农艺性状的影响没有明显规律。【结论】4个恢复系的光温反应特性结果表明,成恢475、成恢593、成恢3018和五山丝苗都属于感光性弱、感温性弱、基本营养生长性强的类别,其中成恢3018的感光感温性最弱,成恢475居中,成恢593和五山丝苗最强。

长药野生稻导入系F_2群体枝梗数的QTL分析

利用长药野生稻导入系T821B和籼稻保持系G46B构建的F2群体,对一次枝梗数(PBN)、二次枝梗数(SBN),二次枝梗数与一次枝梗数之比(二、一次枝梗数比,RSP)进行QTL分析。结果表明:在第3和6染色体上检测到2个控制一次枝梗数的QTL,在第4、6和7染色体上定位到3个与二次枝梗数相关的QTL,在第1、4、6、8、9和11染色体上发现7个影响制二、一次枝梗数比的QTL;第6染色体在水稻枝梗数的遗传控制上具重要作用。

9个两系杂交水稻组合在四川的产量性状和米质表现

本文对9个两系杂交水稻组合在四川种植时的主要产量性状和米质性状进行了分析。结果表明,广占63S/R9348组合产量最高,33S/9311组合最低。Y58S类组合穗粒库容较大,每穗实粒数较多,是该类组合增产的主要原因。广占63S类组合每平米有效穗数最多,结实率较高。33S类组各主要产量性状优势不明显。Y58S/R9348组合达优质米3级,两系杂交稻组合在主要品质指标上均优于对照品种。