水稻东野型不育系异交不亲和性的鉴定和遗传分析

【目的】在东野型新三系杂交水稻研究过程中,发现不育系与部分品种杂交或回交存在异交不亲和性。对该性状开展研究,为东野型不育系异交不亲和性的改良提供理论依据,促进东野型三系体系的应用。【方法】采用东野型同质异核不育系和野败型异质同核不育系分别与保持系品种进行杂交,研究东野型不育系异交不亲和性的产生原因,进而利用一套染色体单片段代换系分别与东野型不育系DY1A杂交,开展遗传分析,并进行基因初步定位。【结果】异交不亲和性由核质互作产生,且有两种类型,分别发生在杂交当代和回交世代。针对第一种类型,初步遗传分析显示异交不亲和性在细胞核内受单隐性基因控制,暂命名为CI1(t),将该基因初步定位在第8染色体RM6838和RM5767两个标记之间,与RM3395连锁。【结论】东野型不育系的异交不亲和性可以通过分子手段进行遗传改良。

基于染色体片段置换系对水稻粒形及千粒重QTL检测与稳定性分析

粒形及千粒重是水稻产量的重要影响因素,通过挖掘这些性状的优异基因,对水稻超高产育种具有重要意义。本研究利用1套以籼稻恢复系昌恢121为背景亲本,粳稻越光为供体亲本构建的染色体片段代换系为材料,在3个环境下对水稻粒形及千粒重进行QTL检测及稳定性分析,共检测到59个QTL,分布于1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、10号、11号和12号染色体上,贡献率为0.77%~36.26%,其中发现10个QTL多效位点。值得关注的是qGW2-1、qGW2-2、qGW3-1、qGW3-2、qGL3和qGL12这6个QTL能在3个环境中重复检测到,其中qGW3-1为新鉴定的QTL位点。这些结果为进一步开展水稻粒形基因的精细定位、克隆和分子辅助育种奠定了一定的理论基础。

东乡野生稻对稻曲病抗性鉴定与分析

【目的】为了解东乡野生稻对稻曲病抗性水平,初步分析其抗病原因,对东乡野生稻在水稻抗稻曲病育种工作中应用给予评价。【方法】采用人工接种方法,对东乡野生稻107份单株材料进行稻曲病抗性鉴定,以了解其抗性水平,并通过调查与统计试验材料的穗苞长度、宽度、菌液容纳量以及接种后一定时间内气温等因素,对东乡野生稻材料抗稻曲病原因进行初步分析。【结果】107份东乡野生稻单株材料中,表现高抗的材料有19份,占鉴定材料的17.76%;表现抗病的材料有74份,占鉴定材料的69.16%;表现中抗的材料有12份,占鉴定材料的11.21%;表现中感的材料有2份,占鉴定材料的1.87%;高抗及抗病材料共93份,占鉴定材料的86.92%,没有感病及高感材料,表明东野材料整体对稻曲病有较好的抗性。穗苞长度、宽度及菌液容纳量调查结果显示,破口时东乡野生稻穗苞长度(28.73 cm)大于两优培九(22.05 cm),穗苞直径(0.65 cm)小于两优培九(0.87 cm),表明东乡野生稻与两优培九穗型存在显著差异,穗型的差异导致东乡野生稻穗苞菌液容纳量(0.88 mL)显著小于两优培九(1.93 mL),而穗苞菌液容纳量的减少降低了水稻与病原菌的接触数量,这可能是东乡野生稻对稻曲病整体抗性水平较高的原因之一。正常生长下的东乡野生稻孕穗及破口时间均晚于两优培九,因此接种后一定时间内东乡野生稻平均温度(24℃)低于两优培九(28.3℃),而稻曲病菌的最适宜生长温度为28.0℃,因此接种后东乡野生稻所处环境温度较低,不利于稻曲病菌生长,这可能是东乡野生稻对稻曲病整体抗性水平较高的另一原因。【结论】东乡野生稻对稻曲病有较高的抗性水平,在水稻育种工作中,可以利用东乡野生稻来改变水稻的穗型或推迟水稻生育期,以提高水稻对稻曲病的抗性。

分子标记辅助选择改良黄华占和五山丝苗的褐飞虱抗性

为了提高常规籼稻品种‘黄华占’和‘五山丝苗’的褐飞虱抗性,采用杂交、回交和分子标记辅助选择技术,将褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15分别导入到‘黄华占’和‘五山丝苗’的遗传背景中,选育出了具有‘黄华占’和‘五山丝苗’遗传背景,同时携带纯合Bph14和Bph15基因的新株系各2个。苗期褐飞虱抗性鉴定结果表明,选出的新株系均表现为抗褐飞虱。产量比较试验、性状考查和米质分析结果表明,新株系的产量、主要性状和稻米品质指标都与受体亲本相似,因此可以作为‘黄华占’和‘五山丝苗’的抗褐飞虱新品系进一步进行多点试验和区域试验。

水稻抽穗扬花期耐热性QTL(qHTH10)的鉴定及遗传效应分析

为了深入挖掘和利用元江野生稻(Oryza rufipogon Griff.)的优异等位基因,构建了一个元江普通野生稻‘荷花塘4号’为供体,籼稻‘天丰B’(O. sativa subsp. indica)为受体的BC5F3群体,以抽穗扬花期耐热性为目标表型性状进行考察。在利用SSR标记分析检测后,结合单标记相关分析的方法,在10号染色体上发现标记RM25216与抽穗扬花期耐热性相关极显著。为进一步分析目标片段,将含有元江野生稻目标渐渗片段的近等基因系YJ01-201 (BC5F3)与轮回亲本‘天丰B’回交,构建了BC6F2和BC6F3次级分离群体,通过连续2年的大田高温胁迫及人工气候室模拟高温胁迫试验,证实了目的 QTL存在于目标片段上。同时,在BC6F2、BC6F3世代群体中,通过QTL分析发现目标QTL (qHTH10)在标记区间(RM25216～RM25228)遗传效应稳定,物理图距为277.1 kb,两个世代分别解释的表型变异值为7.4%和15.2%,增效作用来自元江普通野生稻。本研究为水稻耐热育种提供了新资源,也为进一步精细定位和克隆q HTH10提供了科学依据。

水稻短光敏不育基因(rpms4)的遗传分析及初步定位

为了深入研究水稻短光敏不育基因,以D38S为母本,华占为父本构建了一个F_2分离群体,对短光敏不育基因控制的遗传规律进行分析。利用集团分离分析法(bulked segregant analysis,BSA)筛选多态性SSR标记,并在多态性标记附近增加标记引物筛选,将获得所有多态性SSR标记对含有248个单株的D38S×华占杂交得到F_2群体进行定位分析。D38S×华占的F_1代植株在南昌早季镜检花粉育性表现正常,自然结实率也正常。对248个F_2群体单株进行育性调查,统计短光可育株与短光不育株分离比,发现短光可育株与短光不育株数分离比符合3:1的分离比,因此可以推测D38S的短光敏不育性状遗传模式符合受1对隐性核基因控制模式。该研究利用集团分离分析法(BSA)从均匀覆盖水稻染色体基因组的3600对SSR中筛选到7对与该不育基因连锁的标记。利用D38S×华占的F_2群体和7对SSR标记,将短光敏不育基因定位于水稻1号染色体,位于标记RM3442与RM6339之间,遗传图距均为1.2 cM,将该短光敏不育新基因命名为rpms4。本研究为进一步精细定位和克隆rpms4提供了科学依据。