贵州地方水稻广亲和资源筛选

【目的】探明贵州地方水稻品种资源的广亲和基因,为籼粳杂交水稻育种提供依据。【方法】利用S5^(n)、S5^(i)和S5^(j)序列存在136 bp差异,采用分子标记辅助筛选贵州地方水稻广亲和资源。【结果】利用分子标记qh在609份贵州地方水稻种质资源中筛选到糯旱谷⁃1、本地燕麦谷、旱谷、纳包糯旱稻2号、弼佑旱稻、双江旱稻、八百粒和旱禾⁃3共8份广亲和水稻资源。通过分子标记检测8份广亲和水稻资源S5位点OFR3、OFR4和OFR5的基因型,其中八百粒基因型为+⁃n,为广谱性广亲和品种。【结论】贵州地方水稻资源品种八百粒为广谱性广亲和品种,qh标记可用于广亲和基因资源筛选。

基于高密度遗传图谱的水稻糙米籽粒大小QTL定位

【目的】籽粒大小是影响水稻产量的主要农艺性状之一。采用籼稻品种V20B与细长型爪哇稻品种CPSLO17衍生的重组自交系开展水稻糙米籽粒大小QTL定位研究,挖掘遗传稳定的主效QTL,为优质高产稻品种培育提供新的基因资源和科学依据。【方法】基于V20B/CPSLO17遗传背景的高密度遗传连锁图谱,结合150份重组自交系在4种环境(2019年贵州贵阳、2020年贵州贵阳、2021年贵州贵定、2021年海南三亚)中的糙米籽粒大小表型数据,采用IciMapping 4.0软件的ICIM-ADD方法进行QTL扫描。【结果】亲本V20B的糙米籽粒大小显著大于CPSLO17,重组自交系的糙米籽粒大小在4种环境间差异显著,均表现出连续的单峰分布。4种环境共检测到分布于7条染色体上的11个与糙米籽粒大小相关的QTL,LOD值均介于3.00~14.57之间。4个QTL(qRGS5、qRGS7.1、qRGS7.2和qRGS11.3)的表型贡献率超过10%,其中qRGS5在4种环境中均被重复检测到,分别解释群体表型变异率的29.71%、28.77%、17.27%和12.50%。3个QTL(qRGS2.1、qRGS2.2和qRGS12)的增效等位基因源自亲本CPSLO17,8个QTL(qRGS4.1、qRGS5、qRGS7.1、qRGS7.2、qRGS8、qRGS11.1、qRGS11.2和qRGS11.3)的增效等位基因源自亲本V20B,qRGS5在4种环境中的增效等位基因均源自亲本V20B。【结论】亲本V20B和CPSLO17间糙米籽粒大小差异极显著,糙米籽粒大小性状易受环境影响。QTL qRGS5是影响糙米籽粒大小且遗传稳定的主效QTL,在糙米籽粒大小性状基因挖掘和高产优质稻分子育种中具有潜在的应用价值。

不同生态区对不同品种甜荞和苦荞农艺性状和品质性状的影响

以11个甜荞品种和12个苦荞品种为材料,在云南、西藏、山西、内蒙、宁夏、青海6个生态区进行种植,研究了生态因子对甜荞和苦荞农艺性状和品质性状的影响。结果表明,甜荞和苦荞平均产量分别为98.11和138.35kg·亩^-1,可溶性蛋白质平均含量分别为13.49%和10.21%,黄酮平均含量分别为0.03%和2.45%。甜荞和苦荞品种不同栽培地点的单株粒重和产量的变异系数较大。栽培地点对甜荞和苦荞农艺性状与品质性状的影响比基因型的影响大。除了甜荞籽粒黄酮含量,甜荞和苦荞各性状在不同栽培地点均存在显著差异。生态因子与农艺性状和品质性状的相关性分析显示,甜荞产量与海拔呈正相关,可溶性蛋白质含量与海拔呈极显著正相关;苦荞产量和黄酮含量均与海拔呈正相关,表明海拔是影响甜荞和苦荞产量和品质性状的主要生态因素。本研究发现甜荞和苦荞对环境敏感性都存在着品种差异。

大粒香水稻叶绿体基因组特征分析

大粒香作为贵州重要的优质稻资源,推广种植面积大,并且在乡村振兴过程中为社会带来了较高的经济效益。然而,目前对大粒香基因组学的理论研究报道较少。为揭示大粒香水稻叶绿体基因组(cpDNA)特征及系统发育关系,该研究对大粒香叶绿体进行测序,并分析其基因组特征。结果表明:(1)大粒香水稻cpDNA全长134563 bp,包括1个大单拷贝区(LSC,80864 bp)、1个小单拷贝区(SSC,12347 bp)和2个反向重复序列区(IR_(s),20676 bp)。(2)注释到129个基因,可分为蛋白编码、tRNA和rRNA三类基因,数量分别为85个、36个和8个。(3)密码子偏好分析显示,大粒香cpDNA密码子偏好A碱基或U(T)碱基,亮氨酸密码子使用了1944次,使用次数最多;半胱氨酸的密码子仅使用198次,使用次数最少。(4)检测到129个SSR,其中有95个单核苷酸重复且大部分SSR序列由A/T碱基组成。(5)系统发育分析结果显示,大粒香与热带粳稻亲缘关系最近,聚为一类。该研究结果揭示了大粒香叶绿体基因组信息,并确定了大粒香系统发育所属分支。

水稻耐淹性状QTL分析

利用籼稻品种贵9B和粳稻品种热研2号作为亲本,构建100个贵9B/热研2号重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)家系为作图群体,进行水稻耐淹QTL检测及其遗传效应分析。以胚芽鞘长度为水稻耐淹强弱的表型数据,运用完备区间作图定位法,在第6和第9条染色体上检测到2个水稻耐淹QTL,依次命名为qGS-6-1、qGS-9-1,2个位点的LOD值分别为2.89、2.51,贡献率分别为12.03%、10.52%,qGS-6-1等位基因源于贵9B,qGS-9-1等位基因源于热研2号。该研究可为克隆控制耐淹的基因以及培育适宜直播的水稻品种提供重要的理论依据。

米苦荞果壳率及其相关性状的遗传研究

以薄壳黑米荞BRT2016-1和迟开裂型黑米荞BRT2016-2为母本、厚壳不落粒野苦荞WT2016-1和长黑粒苦荞T2016-1为父本,组配成3类杂交组合(A、B、C),对杂交组合F_2和F_3群体果壳率、粒长、粒宽、粒重、果仁重、粒长/粒宽(长/宽)6个目标性状进行广义遗传力、狭义遗传力、相关性和通径分析。结果表明,各组合果壳率广义遗传力平均为0.71,组合间变幅为0.42～0.91;狭义遗传力平均为0.18,组合间变幅为0.07～0.27;广义遗传力与狭义遗传力数值相差极大。与果壳率相关的5个目标性状(粒长、粒宽、粒重、果仁重、长/宽)组合间的广义遗传力分别为0.84、0.89、0.90、0.78、0.71,狭义遗传力分别为0.32、0.30、0.25、0.21、0.28。相关性分析表明,果壳率与粒长、粒宽、粒重的平均正相关性均达显著水平,其中,F_2植株中,平均相关系数依次为0.077、0.145、0.099;F_3家系中,平均相关系数分别为0.177、0.253、0.428。果壳率与果仁重在组合A和组合C中呈负相关关系,果仁重越大,果壳率越小。通径分析表明,粒重和果仁重对果壳率直接效应最大,前者为正效应,后者为负效应,两个性状5个组合的F_2植株平均直接效应分别为4.072、-4.087,平均间接效应分别为5.574、-5.570,F_3家系平均直接效应分别为1.284、-1.251,平均间接效应分别为2.526、-2.524,且间接效应均大于直接效应。因此,低果壳率的选择应着重考虑粒重、果仁重两个性状的效应,且需兼顾粒长、粒宽、长/宽性状的选择。

不同肥料配比对贵州禾苟当1号产量及食味品质的影响

采用“3414”试验设计,研究不同肥料配比对贵州禾苟当1号产量及其构成因素、干物质积累量、稻米淀粉RVA特征谱及香味物质相对含量的影响。结果表明,不同肥料配比下N_(2)P_(2)K_(2)处理产量最高,为7.27t/hm^(2),与N_(2)P_(0)K_(2)和N_(2)P_(3)K_(2)处理差异不显著。从产量构成因素来看,各处理产量与有效穗数、总颖花量、结实率和千粒重呈正相关,其中与有效穗数达到显著水平。N_(2)P_(2)K_(2)处理在保证结实率和千粒重的前提下,有效穗数多,抽穗后期干物质积累量大,从而达到高产。从稻米品质来看,随着氮、磷、钾肥施用量的增加,峰值黏度和崩解值均不同程度降低,稻米食味品质降低。随着磷肥施用量的增加,籽粒香味挥发性主要物质相对含量逐渐上升,其中N_(2)P_(3)K_(2)处理香味物质相对含量最高。N_(2)P_(2)K_(2)处理可在保证产量的基础上增加籽粒香味。利用肥料效应方程分析得出,苟当1号获得最佳产量的施肥量为N 174.45kg/hm^(2)、P_(2)O_(5) 52.80kg/hm^(2)和KCl 103.65kg/hm^(2),产量为6.86t/hm^(2)。