光温敏两系不育系‘稆S’的选育与应用

[目的]选育优良的光温敏两系不育系,以提高其杂种后代的产量和品质。[方法]采用光温敏两系不育系‘RGD-7S’为母本与三系保持系‘中浙B’杂交,经5年9代的系谱法选育,育成不育性稳定、稻米品质优、异交特性好、株叶形态优良的光温敏两系不育系‘稆S’,并分析了其主要特征特性及杂种优势。[结果]‘稆S’不育性稳定,育性转换临界温度<23℃,稳定不育期127 d左右。该不育系制种产量高,异交特性好,柱头外露率78.62%,其中双边外露率39.74%。采用‘稆S’配组的高产、优质两系杂交稻组合‘稆两优质美’先后通过了福建省和海南省农作物品种审定。[结论]光温敏两系不育系‘稆S’不育性稳定,育性转换临界温度低,稻米品质优,配合力强,应用前景广泛。

水稻种质资源茎杆抗倒伏性状的评价与分析

[目的]抗倒伏是当前水稻育种的重要关注性状,评价种质资源抗倒伏特性对培育抗倒品种具有重要意义。[方法]以国内200份种质资源为材料,系统调查9个与水稻抗倒伏相关性状,采用形态学聚类及通径分析,评价上述种质资源抗倒伏性状的育种价值。[结果]以倒伏指数为标准,将供试材料分为高抗倒型、抗倒型和倒伏型3种类型,其中81.5%的种质资源具有较好的抗倒能力。不同抗倒类型种质资源的茎秆物理性状与倒伏指数相关系数存在明显差异。如恢复系等材料的株高、弯曲力矩和基部第2节长与倒伏指数呈极显著正相关,其中弯曲力矩与倒伏指数的相关系数最高,达0.789;而基部抗折力、鞘叶厚度与倒伏指数呈负相关,相关系数分别为-0.754^(**)和-0.659^(**)。不育系的株高和基部第2节长与倒伏指数呈极显著正相关,其中株高与倒伏指数的相关系数达0.681^(**);基部抗折力与倒伏指数相关系数为-0.841^(**)。通径分析表明,恢复系等材料的弯曲力矩对倒伏指数为直接正向效应(Py=0.519),不育系的株高对倒伏指数呈直接正向效应(Py=0.737),双亲基部抗折力对倒伏指数均呈直接负向效应,直接通径系数分别为-0.331和-0.702。[结论]水稻抗倒伏性状是一个复合性状,不同种质资源具有不同抗倒特性,科学利用育种资源是水稻抗倒伏育种的关键。

优质抗病糯稻种质的性状鉴定及其杂种优势利用

【目的】为有效改良传统糯稻品种的产量、品质及抗性等综合性状,满足当前专用型糯稻市场的发展需求。【方法】采用不完全双列杂交(NC II)方法,构建亲本及20个杂种一代的遗传群体,评价糯稻亲本及杂交组合产量和品质性状的育种利用价值,鉴定出高产、抗病、低直链淀粉含量、高碱消值的糯稻新种质。【结果】7个优良品系的实割产量变幅7744.35~9216.45 kg·hm^(-2),其中X-104实割产量最高,达9216.45 kg·hm^(-2),X-27实割产量达8960.40 kg·hm^(-2),明显优于3个对照;两个株系植株矮壮,且分别携带了Pi-1、Pi-kh和Pi-1、Pi-9、Pi-kh的稻瘟病抗性基因,表现为中抗稻瘟病;直链淀粉含量(amylose content,AC)分别为1.71%和1.68%;碱消值(alkali spreading value,ASV)达6.75级和6.13级,育种价值高。在杂种优势利用上,X-27除了株高性状一般配合力为正效应外,该株系有利提高杂种后代的产量与稻米品质。X-57降低后代的株高和AC,提高后代产量和ASV。X-104虽产量高,品质好,但不利于杂种优势利用。闽糯2S/X-41、闽糯2S/X-107杂交一代在产量、株高、AC及碱消值等性状上具有明显的超亲优势和竞争优势,在杂交糯稻上应用价值高。【结论】杂交糯稻的产量与品质均为复杂性状,其中有效穗数、穗长、千粒重、长宽比、单株产量、AC、ASV主要受糯稻恢复系的控制。各性状的广义遗传率(h2B)变幅14.72%~53.99%,狭义遗传率(h2N)变幅10.25%~43.07%,遗传率较低,易受环境影响。育种上需大量配组,方可培育出不同用途的专用型糯稻杂交稻。

影响糯稻直链淀粉含量的QTL及效应分析

【目的】直链淀粉含量是影响糯稻品质的关键性状,旨在剖析其遗传基础对稻米品质改良的重要意义。【方法】构建‘品糯R191/金贵丝苗//金贵丝苗///金贵丝苗’的BC_(2)F_(4)和BC_(2)F_(5)回交遗传世代群体,在携带wxwx基因的遗传背景下,采用集团分离分析法,利用GSR40K水稻基因芯片对双亲和高、低池群体进行SNP分型,并根据分析结果锚定影响稻米直链淀粉含量的候选基因。【结果】定位到控制直链淀粉含量的2个候选基因区段,位于5号染色体0.04~0.37 Mb和12号染色体17.53~24.09 Mb。从12号染色体候选区间中筛选出14对具有多态性的SSR标记和SNP标记,利用QTL IciMapping软件构建遗传连锁图,在3种环境及不同世代下,采用完备区间作图法(Inclusive composite interval mapping,ICIM)进行QTL定位,在N21774~A24633区间检测到影响直链淀粉含量的QTL qAC12,区间距离为3.46 Mb,对直链淀粉含量贡献率均值为14.10%,加性效应值为-0.11。对5号染色体末端的候选QTL分析上,通过预测区间标记ZcI5_167的基因分型结果,并结合表型估算,该QTL qAC5对直链淀粉含量表型贡献率为9.83%,加性效应值为0.156。【结论】稻米直链淀粉含量不仅受Wx基因调控,还与其他QTLs基因密切相关。挖掘并分析其遗传基础,对水稻新品种品质育种具有重要意义。本研究定位到12号和5号染色体上影响糯稻直链淀粉含量的微效QTL,有助于糯稻直链淀粉含量的分子标记辅助选择,对降低糯稻的直链淀粉含量,提高糯稻稻米品质具有较好的实用价值。

水稻香型抗病恢复系的分子鉴定及其应用

提高水稻恢复系的稻米品质及稻瘟病抗性,是培育高产、优质、抗病的杂交稻新组合基础。采用香味fgr基因和稻瘟病抗性基因Pi-1、Pi-9和Pi-kh紧密连锁的分子标记,对香型品种‘玉针香’与抗病恢复系‘福恢683’‘、金恢1131’杂交获得的265个F_(6)代恢复株系进行香味和稻瘟病抗性基因的分子标记辅助选择,筛选出携带上述4个目的基因的6个优良恢复株系,通过综合性状考察,育成了中抗稻瘟病的香型恢复系‘润香’,并配组出高产、优质的香型黑米杂交稻新组合‘紫两优润香’先后通过广西(桂审稻2021200号)和福建省(闽审稻20220024)农作物新品种审定。该品种表现出高产、优质和广适应特性,具有较大的推广应用潜力。本研究表明,分子标记辅助选择是一种在水稻香味和稻瘟病抗性定向改良中的快速而有效的现代生物育种技术。

黑米新品种紫两优7206营养品质分析

【目的】对新育成的黑米两系杂交稻紫两优7206进行营养品质分析,为黑稻良种选育及功能食品研发提供参考价值。【方法】以超级稻宜优673作对照,分析紫两优7206与宜优673的氨基酸、脂肪酸、花色苷和总黄酮等含量差异,以及总抗氧化能力与清除自由基能力的差异。【结果】紫两优7206与宜优673在水分、灰分和脂肪含量方面无明显差异,均检测出17种氨基酸,8种脂肪酸。紫两优7206的必需氨基酸含量高于FAO提出的必需氨基酸模式,其蛋白质含量、总氨基酸与必需氨基酸含量分别比宜优673高7.33%、11.08%和9.71%。紫两优7206比宜优673具有较高的各呈味氨基酸TAV值,丰富了黑米食味品质。2种稻米的饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)比值比较接近中国营养协会推荐的“<1∶1∶1”的比例,且均含有人体必需脂肪酸亚油酸与亚麻酸。紫两优7206的花色苷、总黄酮含量,以及总抗氧化能力与清除自由基能力均极显著优于宜优673。【结论】杂交配组选育的紫两优7206较宜优673具有更丰富的营养价值,对功能性黑稻的培育与食品研发具有一定参考价值。

水稻籼粳交后代抗倒伏性状的遗传及配合力分析

【目的】通过分析亲本及其杂种的遗传效应,为选育抗倒伏品种提供依据。【方法】系统评估了20个亲本的抗倒伏特性,采用不完全双列杂交(NC-Ⅱ,6×14)方法配制了84个杂交组合,考察了亲本及杂交组合在茎秆物理和解剖结构等16个抗倒伏性状上的表现,并估算了配合力和遗传参数。【结果】籼粳中间型亲本在茎秆的物理和解剖性状上均优于籼稻亲本。除基部第二节长外,其他14个性状与倒伏指数均表现出极显著的相关性。株高、基部抗折力、秆型指数、大维管束数和小维管束数对倒伏指数的直接通径系数分别为0.517、-0.566、0.189、-0.775和0.447。16个性状的广义遗传率为85.51%~99.12%,狭义遗传率为9.24%~79.04%。籼粳中间型恢复系对杂交后代的抗倒伏性状具有显著影响,而籼粳中间型不育系则能够降低后代的重心高度,提高抗折力。恢复系R105、R106、R108和不育系CS61、CS66、CS48在倒伏指数上的一般配合力为负值,而在基部抗折力、茎直径和茎壁厚上的一般配合力为正值,这使得在育种时容易选育出茎秆粗壮、基部抗折力较强的杂交后代。此外,R106、CS61和CS48在茎秆解剖性状上的一般配合力和组合特殊配合力均为正值,可有效增加后代组合的大、小维管束面积或数量。【结论】在水稻育种中,应根据亲本和组合的抗倒伏特性进行科学选配,实现优势互补,以培育出具有抗倒伏优势的籼粳杂交组合。

红米水稻抗氧化活性成分的遗传效应与环境互作

【目的】剖析红米水稻总酚、总黄酮、原花青素和花色苷的遗传效应,为高营养价值红米杂交稻的培育提供参考。【方法】以8个红米恢复系为父本,6个不育系为母本,配制48个杂交组合为遗传材料,利用加性-显性遗传模型(AD模型)及统计方法,分析在不同环境下红米水稻抗氧化活性成分的遗传效应、杂种优势、遗传相关及其与环境互作。【结果】花色苷、原花青素、总酚和总黄酮主要受遗传主效应控制,其中原花青素、总酚和总黄酮总狭义遗传率高,以基因加性效应为主,低代选择有效;花色苷以显性效应为主,适宜中、高世代选择。这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;原花青素的基因型×环境互作效应小,稳定性好,以此为选择指标可有效提高其他3种成分,减轻工作量,提高育种效率。高温有利红米水稻杂种后代抗氧化活性成分的积累,提高群体杂种优势。此外,提高不育系抗氧化活性成分含量,有利于培育高抗氧化活性成分含量的杂交后代;恢复系18Rr174、18Rr175可有效提高后代总酚、总黄酮、原花青素含量,且受环境影响小。【结论】采用植物数量性状的加性-显性遗传模型,可有效预测亲本抗氧化活性成分的遗传效应,18Rr174、18Rr175在高抗氧化活性成分红米杂交稻的选育上具有较高应用价值。

锦葵科作物SSR标记在玫瑰茄中的通用性分析

【目的】丰富玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)SSR分子标记的种类和数量,验证锦葵科作物SSR标记在玫瑰茄中的通用性,进而分析玫瑰茄的遗传多样性。【方法】选取锦葵科红麻、棉花、黄秋葵和木槿等4种作物共62对SSR引物(木槿17对,其他各15对),对8份不同来源的玫瑰茄种质进行多态性分析。【结果】62对SSR引物中有58对具有通用性,占比为93.5%;通用性引物中有48对具有多态性,占比为82.8%;这些引物共扩增出246条条带,其中多态性条带239条,占比97.2%。同时,棉花有14对SSR引物具有多态性,多态性引物比率最高,达86.7%;其次是木槿,有82.4%的引物具有多态性,且其引物多态信息含量值(PIC)最高,为0.685;而黄秋葵和红麻多态性引物比率较低,分别为73.3%和66.7%。另外,聚类分析结果表明,在相似系数0.49处可将8份玫瑰茄种质分为3个各具特点的亚类,其中19FZ-76被单独聚为一类,表明这一种质与其他7份种质亲缘关系最远,遗传差异最大,聚类结果与其表型性状表现一致;而来自缅甸的19FZ-74和漳州本地种遗传相似系数最高,说明这两份种质的亲缘关系较近,遗传差异较小,表明我国福建种植的玫瑰茄品种与东南亚的品种有较近的血缘关系,有可能从东南亚引种而来。【结论】锦葵科作物的SSR引物在玫瑰茄中具有较好的通用性,筛选出的SSR标记可为玫瑰茄品种鉴定、亲缘关系分析、遗传图谱构建等遗传学研究提供可靠方法。

利用回交和MAS技术改良珍汕97B的白叶枯病抗性

以IRBB21为白叶枯抗病基因的供体亲本,珍汕97B为受体亲本,通过1次杂交、3次回交、1次自交,采用传统的回交育种和分子标记辅助选择技术相结合的方法获得了6个导入Xa21的珍汕97B导入系,其遗传背景恢复比例为92.8%-97.4%(平均为94.9%).

用ISSR标记分析红麻种质资源的遗传多样性

为明确红麻种质资源的遗传多样性和亲缘关系,以20个国家的32份红麻(Hibiscus cannabinus L.)种质资源为材料,从90个ISSR引物中筛选出22个多态性引物对供试材料进行PCR扩增,最终选用条带最清晰、多态性明显的13个引物的扩增数据进行统计分析。结果表明:(1)13条ISSR多态性引物共扩增出谱带总数59条,多态性条带总数为47条,多态性条带比率达79.66%,其遗传多样性较丰富;(2)在切割线L1取值为0.73时,可将供试材料分为一个由22份栽培品种构成的L1-1大类群,以及由8份野生材料和2份古老地方品种构成的3个独立的个类和3个不同小类群。(3)当切割线L2取值为0.77时,又可将第1个大类群L1-1中22份栽培品种根据其亲缘关系,重新划分为I1、I2、I3、I44个不同的亚类群,各亚类群表现出明显的地域性特点。(4)聚类结果显示,红麻多数栽培品种之间的遗传差异较小,亲缘关系较近,其遗传多样性比野生材料明显狭窄。

优质两系杂交早稻新组合金两优289的选育与应用

选用性状互补的2个光温敏核不育系8-1S和香125S杂交,通过系谱选择与花药培养相结合的方法育成优质低温敏两用核不育系金山S-2。利用该不育系与早恢89配组育成两系杂交早稻新组合金两优289,该组合具有产量高、米质较优、综合性状好等特点。2003—2004年参加福建省优质早稻区试,2 a平均产量达7.14 t/hm2,比对照佳禾早占增产13.62%,达极显著水平。该组合于2005年通过福建省品种审定。

水稻粒型和粒重的QTL定位分析

利用以两个籼稻品种H35 9和Acc85 5 8为亲本杂交建立的重组自交系群体及相应的分子标记连锁图 ,对水稻粒长、粒宽和粒重进行了QTL定位分析。检测到 15个与粒长有关的QTL、 17个与粒宽有关的QTL及 16个与粒重有关的QTL ,它们可分别解释 75 91%、 76 2 0 %和 81 4 0 %的表型变异。其中在 5号染色体上检测到 1个控制粒宽的主效QTL ,可解释 2 6 6 5 %的表型变异。粒长和粒宽之间虽然相关显著 ,但相关系数很小 (r =0 180 )。而QTL分析结果也显示 ,两者的QTL位置很少相同。这说明粒长和粒宽有不同的遗传基础。粒长和粒宽与粒重的相关系数分别为 0 781和 0 4 6 1,直接通径系数分别为0 72 2 0和 0 32 99。QTL定位结果也显示 ,粒长与粒重的QTL位置相近或重叠的较多。因此 ,粒长对粒重的贡献较大。

水稻籼粳杂种育性的QTL分析

以籼稻保持系珍汕97B和粳稻保持系辽91B为亲本,构建了一个包含176个单株的F2群体及123个SSR标记的遗传图谱,在3种环境下联合检测控制花粉育性和小穗育性的QTL。共检测到3个控制花粉育性的主效应(加性效应和显性效应)QTL(qPF3、qPF5和qPF6)和4个控制小穗育性的主效应QTL(qSF3、qSF5、qSF6和qSF8),其中qPF5与qSF5、qPF6与qSF6均为同一个QTL,为重要的育性QTL。另外,检测到3对花粉育性和4对小穗育性QTL间互作,说明上位性效应对籼粳杂交后代的育性具有重要作用。

应用花药培养技术选育籼稻光敏不育系Hs-3

Ｈｓ－３ 是采用系谱育种和花药培养相结合育成的两用不育系．其光敏特性明显，育性转换的临界光长较短（＜ １２．５ ｈ），不育起点温度低（＜ ２３ ℃），不育性稳定，不育期长（≥６５ ｄ），可繁性好．籼粳分类表明Ｈｓ－３ 为籼型．Ｈｓ－３ 生育期具有一定感光性，在福州３～６ 月份播种期（ｘ）与抽穗日期（ｙ）的回归关系为ｙ ＝ １０８ －０．４ｘ（ｒ＝ ０．９８）．Ｈｓ－３ 异交率高，配合力强，已选配的两系杂交稻新组合金两优３６，产量优势明显．１９９８ 年参加福建省中、晚稻区试，产量分别列参试组合的第１、第２位．

超高产两系杂交稻恢复系JXR-33及其组合金两优33的选育

针对高产两系杂交稻组合金两优36恢复系946的不良性状进行遗传改良,结果表明:改良选育而来的恢复系JXR-33在生育期、株高、穗数、粒重等主要农艺性状有明显的改善,米质外观上也有显著的提高;以其与母本Hs-3配制的两系杂交稻金两优33,不仅保持了金两优36的高产特性,且在组合的稻米品质及制种产量上有明显的提高,在生产上具有广阔的推广应用前景。

优质水稻野败型细胞质雄性不育系T29A的选育

用两个性状互补的保持系D2 97B和花 1B进行杂交 ,育成了具有品质优、不育性稳定、柱头外露率高、异交率高、配合力强等优良综合性状的三系不育系T2 9A ,于 2 0 0 3年 9月通过福建科技厅鉴定。该不育系在 12项稻米品质指标中有 11项达到部颁二级米以上标准。

红麻无刺新型品种金光1号的选育

采用外源DNA导入与辐射诱变相结合的方法,获得稀有无刺红麻突变体901,并通过杂交回交和轮回定向选择的遗传改良,选育出中偏迟熟红麻新品种金光1号,该品种1999-2000年参加全国红麻新品种区试鉴定,产量比对照红引135增产2.26%,表现纤维与种子产量高,茎杆无刺光滑,杆硬抗倒、易剥皮等特性,深受麻农的欢迎。金光一号的育成,不仅丰富了红麻的遗传资源,且在北方红麻生产应用上具有广阔的前景。

优质高产两系杂交早稻新组合金两优4号的选育

金两优4号是用优质低温敏核不育系金山S-2与自育早稻恢复系早R-10配组育成的两系杂交早稻新组合。该组合具有产量高、米质较优、综合性状好等特点,2004—2005年参加福建省早稻区试,2a平均产量达7.25t/hm2,比对照威优77增产5.71%。该组合于2007年通过福建省品种审定。

籼粳交后代的籼粳分类及育性稳定性分析

以珍汕97B/秀水13的系列F7代株系为材料,在程氏籼粳分类与SSR分子聚类分析的基础上,鉴定了籼粳交后代株系在两种不同温度下的花粉黑染率与结实率的稳定性。结果表明,F7代株系的籼粳属性发生明显分离,以偏籼型比例最大,占47.7%;SSR分子聚类在遗传相似系数为0.54处将籼粳交后代大致分成籼、粳两大类群;SSR分子聚类结果与程氏籼粳分类结果基本吻合,相符度达85.4%。籼粳交后代花粉黑染率与结实率易受低温影响,育性下降,且变异系数大。根据育性表型可筛选出育性稳定的株系作为籼粳交育种材料。