盛夏低温对光敏核不育水稻育性稳定性的干扰及其克服的预见性对策

1989年武汉出现了盛夏低温,受其干扰,多数湖北光敏核不育水稻(HPGHR) 育性发生了波动。本研究详尽地对武汉盛夏低温进行了统计分析,并对1947～1989年共43年的盛夏低温完整时间序列进行了最大熵谱分析。结果表明:盛夏低温是一种周期性发生的自然天气现象,类似于1989年的极强型盛夏低温约30年再现一次。本文就如何克服盛夏低温对HPGMR育性稳定性的干扰提出了相应的预见性对策。

光敏核不育水稻的研究进展

本文综述了我国近年来有关光敏核不育水稻遗传、生理、育性转换的光温作用模式等方面的主要研究进展,初步评价了以农垦58为供体亲本转育而成的各类粳、籼型光(温)敏核不育系的利用价值及存在问题,并简要介绍湖北省连续3年试种示范两系杂交粳稻累计7万亩取得了初步成功。

水稻杂种优势的生理基础

第三讲 杂交水稻的生理优势及其发挥 杂交水稻的强优组合具有较大的光合势和较低的呼吸消耗,生育前期有较显著的营养生长优势和物质积累优势,后期有较高的物质运转优势和经济产量系数,单位面积(亩)可承担约3,500万朵颖花,这是杂交水稻日产量水平较高的生理基础;而强优组合一旦与适宜的生态条件相结合,便能在经济产量上发挥出明显的优势。

农垦58S光敏感雄性不育基因的染色体定位

本研究用标记基因法对水稻农垦58S光敏感雄性不育基因进行染色体定位,结果表明光敏感雄性不育基因ms^(ph)分别与属于水稻连锁群Ⅰ等11个不同连锁群的U-1等28个标记基因表现为独立遗传,而与属于Ⅵ+Ⅸ连锁群的标记基因d-1连锁,估算二者之间的重组值为28.41±3.94%。推断光敏感雄性不育基因ms^(ph)位于西村氏的第二染色体上。

6个籼型水稻光温敏核不育系异交特性的研究

以３２０４Ｓ、ＨＮ５Ｓ、８９０６Ｓ、安湘Ｓ、１１０３Ｓ和９４５１Ｓ等６ 个籼型核不育系为材料，对其异交性能进行了研究。结果表明：（１）６ 个核不育系的颖花开花率均高于对照珍汕９７Ａ；柱头外露率从高到低依次为１１０３Ｓ、珍汕９７Ａ（ＣＫ） 、３２０４Ｓ、安湘Ｓ、８９０６Ｓ、ＨＮ５Ｓ、９４５１Ｓ；８９０６Ｓ、安湘Ｓ、９４５１Ｓ午前花率比对照珍汕９７Ａ高，６ 个核不育系的平均张颖时间均比对照珍汕９７Ａ 短；（２） 柱头活力从大到小的顺序是：ＨＮ５Ｓ、１１０３Ｓ、安湘Ｓ、３２０４Ｓ、８９０６Ｓ、９４５１Ｓ；（３） 异交结实率从高到低的顺序是：１１０３Ｓ、８９０６Ｓ、ＨＮ５Ｓ、安湘Ｓ、９４５１Ｓ、３２０４Ｓ。

光敏核不育水稻花药培养性状的配合力分析

以５×３不完全双列杂交法对光敏核不育水稻４个花药培养性状进行了配合力分析。结果表明，花药培养性状是可遗传的，对于愈伤组织诱导率和白苗分化率，基因的加性效应和非加性效应同等重要，而对于绿苗分化率和绿苗生产率则以加性效应为主，这２个性状的狭义遗传力均较高，通过合理配组提高花药培养能力是可能的。

水稻光周期敏感雄性不育性的遗传研究

湖北光周期敏感核不育水稻(HPGMR)在长日照(LD)条件下,表现完全的雄性不育,而在短日照(SD)条件下表现为可育。这种受日照长度调控的育性转换特性可以稳定遗传。石明松、冯云庆、卢兴桂等的研究报道都认为光敏核不育性受一对隐性基因控制,与细胞质无关,还存在具修饰作用的微效基因。

湖北光敏核不育水稻雄性不育性的遗传研究

在长日照条件下,分析了HPGMR农垦58S与HPGMR 105S,HPGMR农垦58S与6个粳型品种、HPGMR 105S与1个粳型品种配制的F_1、F_2及回交F_1代;HPGMR农垦58S与2个粳型品种的F_3、F_5家系,源于这两组合杂种后代的3个稳定可育纯系,及其与HPGMR农垦58S配制的F_1代的育性表现。结果表明:HPGMR农垦58S与其转育的HPGMR 105S具有等位的光敏核不育基因。HPGMR的光敏核不育性属孢子体不育类型,受核内隐性主基因控制,不表现明显的细胞质效应。HPGMR的光敏核不育性及其育性恢复涉及到两对相互独立的核内主基因的遗传和弱效修饰基因的作用。拟HPGMR的主基因型为(ms_1^(ph)ms_1^(ph)ms_2^(ph)ms_2^(ph)),参试品种农垦58的主基因型为(Ms_1^(ph)Ms_1^(ph)Ms_2^(ph)Ms_2^(ph)),其余参试品种为(Ms_1^(ph)Ms_1^(ph)Ms_2^(ph)Ms_2^(ph))。Ms_1^(ph)为完全显性,恢复能力为正常可育。Ms_2^(ph)为不完全显性,恢复能力弱于Ms_1^(ph),为部分可育,Ms_2^(ph)基因间具有累加作用。

湖北光敏核不育水稻遗传规律研究 Ⅰ、原始光敏核不育水稻与中粳杂交后代育性分析

Hubie photo-sensitive genic sterile rice belongs to gametophytic sterility which is controlled by two pairs of recessive major genes in the nucleus and has not a bearing on the cytoplsm. The genes can be transmitted not only through female gametophytes, but also through male gametophytes.

两用核不育水稻光敏与温敏分类的探讨

采用红光—远红光逆转效应、光温控制及等位性测验等方法，探讨了Ｎ５８ｓ及其转育的光温敏核不育系Ｗ６１５４ｓ，Ｗ７４１５ｓ，３３００１ｓ和３１１１１ｓ的光敏及温敏特性。结果表明，光敏色素参与了Ｎ５８ｓ，３１１１１ｓ和３３００１ｓ育性诱导过程，红光间断长暗期诱导可条件下，其育度显著降低，远红光能部分逆转红光的诱导效应。Ｗ７４１５ｓ育性受光敏色素的调节，Ｗ６１５４ｓ育性基本不受光敏色素调控。Ｗ６１５４ｓ育性在较高温度（＞２７．１２℃）下表现不育，在较低温度下表现可育，诱导完全不育的临界温度在２７．１２℃以上。Ｗ７４１５ｓ，３３００１ｓ，３１１１１ｓ和Ｎ５８ｓ育性主要受光周期调控，温度也存在一定的互作互补效应。参试核不育系Ｎ５８ｓ，３１１１１ｓ，３３００１ｓ与Ｗ７４１５ｓ的光敏核不育基因互为等位，但均与Ｗ６１５４ｓ的核不育基因不等位。因此，利用上述３种方法检测两用核不育水稻的光敏与温敏属性是有效的。

6个籼型水稻核不育系在武昌的育性转换特性研究

以３２０４Ｓ、ＨＮ５Ｓ、８９０６Ｓ、安湘Ｓ、１１３Ｓ和９４５１Ｓ等６个籼型核不育系为材料，在武昌自然条件下，对其育性转换特性进行了观察研究。结果表明：除９４５１Ｓ外，其余５个不育系在７～８月不育性是比较稳定的；６个核不育系，９月份都有一个时段出现了一定比率的深染色花粉，育性转换明显；平均自交结实率均低于３０％。

利用光敏核不育性进行水稻轮回选择育种的初步研究

以4个光敏核不育系为母本,12个粳稻和爪哇稻品种为父本,用4×12不完全双列杂交法组建成轮回选择的基础群体S_(89)。1989～1992年夏季在武昌考察了S_(89)及第1、2、3轮改良群体S_(89)S_(91)及S_(92)。结果表明:各轮异交群体中88%以上的植株于武汉地区粳型光敏核不育水稻的稳定不育期内(即7月中旬至9月1日以前)抽穗。各轮异交群体内均出现不育、部分不育和可育株的育性分离。各轮异交群体中不育株的平均异交结实率为17.2%～5.9%。第1轮改良群体S_(90)的单株理论产量比基础群体S_(89)提高了0.8%。实验结果说明光敏核不育性用于水稻轮回选择是可行的。

晚粳光敏核不育系与常规晚粳品种杂交F_1、F_2和BF_1育性的遗传行为

用晚粳光敏核不育系农垦58S和105S与常规晚粳品种农垦58、鄂宜105,武复粳、华粳14和筑紫睛杂交,以套袋结实率为主要指标分析了正反交F_1、F_2,以及光敏核不育系与正反交F_1回交BF_1代在武汉(30°27’N)长日照条件下的育性表现。结果表明:各组合F_1代杂种都为可育,而F_2和BF_1代都发生育性分离。具有同一常规品种亲本的组合的育性分离表现基本一致。农垦58S与农垦58杂交组合F_2代可育与不育的分离适合3∶1,BF_1适合1∶1的比例;农垦58S与鄂宜105等4个品种杂交组合的F_2代可育和部分可育与不育的分离适合15∶1,BF_1适合3∶1的比例。两类组合后代的育性分离分别符合1对主效基因和2对独立的主效基因的遗传。

光(温)敏核不育水稻的育性和开花习性研究

在合肥地区自然条件下,对7个光(温)敏核不育系的育性稳定性和育性转换特性及开花习性进行了研究。结果表明:粳型7001S、N5088S和31111S不育性稳定,不育期花粉败育率、自交结实率分别为99.82—99.96%、0.00—0.03%,育性转换明显,转换期自9月5—6日先后开始,可育期花粉败育率27.82—41.72%,自交结实率20.92—44.00%,作为两系杂交稻的母本应用可行。粳型N5047S、籼型W7415S基本具有与上述3个粳型核不育系相似的育性稳定性和育性转换特性,用作母本基本可行。籼型W6154S、8801S不育期因花粉母细胞减数分裂期低温,出现不同程度不同次数的育性波动,应用风险大。粳型7001S、N5088S、31111S和W6154S开花完全(颖花开花率较高),张颖时间较长或中,花时高峰早且集中,或花时分散但午前花率较高,利于制种,N5047S、W7415S、8801S开花率低,盛花时迟或颖花张颖时间短,制种困难。

粳型光敏核不育系与常规粳稻杂交后代育性的遗传分析

在分析粳型光敏核不育系与粳稻品种杂交组合F_3及以后世代部分株系的育性和基因型的基础上,对分离世代各种主基因型的育性及频率分布进行了估计,验证了根据F_1、F_2和BF_1代作出的水稻光敏核不育性及其育性恢复的遗传涉及核内2对独立的主基因的遗传结论。由F_6以上高世代株系中测选出对农垦58s恢复效应有明显差异的两种纯合单显性可育株系,获得了存在两个不同恢复基因的遗传证据。

籼、粳型光(温)敏核不育系的不育基因等位性的研究

1990～1991年分析了农垦58S及其转育的光(温)敏核不育系相互杂交的F_1、F_2、F_3等植株在武汉自然长光照或遮光短日照条件下的育性表现,结果表明,粳型光敏核不育系7001S、1514S、31111S和33001S的光敏不育基因均来源于农垦58S,相互间还存在着微效修饰基因的差异,但籼型核不育系W6154S和W7415S的不育基因座位可能不相同,W7415S的光敏不育基因来源于农垦58S,W6154S温敏感特性可能具有不同的遗传基础。

水稻光(温)敏核不育系与核质互作不育系的遗传关系剖析

1991－1992年，分析了6个光（温）敏核不育系与15个核质互作不育系杂交F_1及部分F_2植株在长日照和短日照条件下的育性表现，结果清楚地表明，有些光敏核不育系能够保持核质互作不育系的雄性不育性，有些光（温）敏核不育系则能够恢复或部分恢复；有些光敏核不育系对某一核质互作不育系具有保持能力，对另一核质互作不育系则具恢复能力；并初步推测光（温）敏核不育基因与核质互作不育基因是独立发生的，当核质互作不育系中细胞质和细胞核的隐性不育基因一起作用时，能够掩盖光（温）敏不育基因及其育性恢复基因的表达．

水稻广亲和性的鉴定与研究

选用9个待测广亲和系,并以4个标准测验品种和7个光(温)敏核不育系为亲和性测验种,按NCⅡ交配设计配制99个组合.根据亲本的籼粳分类地位和F_1杂种结实率对待测广亲和系的广亲和性进行了鉴定与研究.标准测验品种检验表明,培矮64、CPSLO-17、02428具有广亲和性,轮回422、培C311、CY8543具有一定的广亲和性,皖恢9号、早轮回422、CY8541没有广亲和性.光(温)敏核不育系检验表明,仅培矮64的广亲和性、CY8543一定的广亲和性表现同上一致.而CPSLO-17、02428的广亲和性、轮回422、培C311一定的广亲和性被不同程度否定,皖恢9号、早轮回422、CY8541的广亲和性却得到一定的肯定.测验品种的亲和性对广亲和品种的广亲和性表现影响很大.文中对广亲和性鉴定标准和复杂性进行了讨论.

利用光敏核不育性进行水稻轮回选择育种新方法的研究

水稻中的光敏核不育特性,受核内少数主基因控制,利用它进行水稻的轮回选择,可以在轮回群体自身不断改良的同时,将育成新的水稻光敏核不育系和常规品种有机地结合起来。本文对利用光敏核不育性进行水稻轮回选择的可行性进行了探讨。1 材料和方法1988年夏,实验选用本课题选育的有较强分蘖力的四个粳型光敏核不育系31011S、31013S、31105S和31111S(前两者属中粳型,后两者属晚粳型)为母本。

光温敏不育水稻育性临界温度的初步研究

在人工气候室长日低温（昼／夜：２４℃／２０℃，光长１４．５ｈ）和武汉自然短日高温条件下，分别研究了７个光温敏不育系育性临界温度。结果表明，供试光温敏不育系对低温敏感期大致为雌雄蕊形成期至花粉母细胞减数分裂期，以套袋结实率为指标时，长日不育的下限温度次序为Ｗ６１５４ｓ＞Ｗ７４１５ｓ，Ｎ５８ｓ＞３３００１ｓ，Ｎ５０４７ｓ，３１１１１ｓ，Ｎ５０８８ｓ；在武汉秋季自然短日高温条件下，粳型光敏不育系Ｎ５８ｓ，３３００１ｓ，Ｎ５０８８ｓ和Ｎ５０４７ｓ的套袋结实率与抽穗前２０～１０ｄ的日均温呈显著负相关，３１１１１ｓ的套袋结实率也与其抽穗前１５～５ｄ的日均温呈显著负相关，短日可育上限日均温范围为２８．７６～３２．３８℃，各品种次序为３３００１ｓ＞Ｎ５０８８ｓ＞Ｎ５０４７ｓ＞Ｎ５８ｓ＞３１１１１ｓ。