籼粳亚种间育性位点分型及籼粳杂交稻育性位点模式研究

【目的】了解我国籼稻、粳稻材料及籼粳杂交稻组合中亚种间育性位点的分布,建立实现亚种间育性亲和所需遗传位点模式,探索新的籼粳杂交稻组合模式,为亚种间亲和材料改良和籼粳育性亲和分子设计育种打下基础。【方法】通过筛选得到育性位点的籼粳分型标记对我国水稻材料进行育性位点的籼粳分型检测,挑选部分籼稻、粳稻亲本进行杂交并统计分析F1代花粉育性和结实率。【结果】籼稻和粳稻之间在所有育性位点均存在少量相互渗入。由于籼稻育性位点渗入,粳稻可以分为Ⅰ型(所有位点均为粳型)和Ⅱ型(Sc^(i)、Sd^(i)和Se^(i),上标i代表来自籼稻)。S5不亲和时籼粳杂交稻结实率约为50%,亲和时结实率约为80%。Sa、Sb、Sc或Sd单个位点杂合对于花粉育性影响较小,但Se/pf12/RHS12单个位点杂合时显著降低花粉育性。籼粳杂交稻材料检测结果表明其育性位点的基本模式是S5和部分花粉育性位点纯合/亲和。带有S5^(n)的籼稻两系不育系深08S与粳稻Ⅱ型材料的杂交F_(1)代的花粉育性和结实率正常。【结论】S5是控制雌配子育性的核心位点。影响雄配子育性的位点具有累加效应,其中Se可能是不可缺少的重要位点。S5+Se与Sa、Sb、Sc、Sd任意两个纯合位点可能是实现籼粳亚种间育性亲和的基本遗传位点模式。以广亲和两系籼稻不育系为母本,常规粳稻为父本的“籼不粳恢”籼粳杂交模式是一个可行的亚种间组合模式。

水稻内外稃异常发育突变体blg1(beak like grain 1)的表型分析与精细定位

【目的】水稻花器官的正常发育对水稻的成功繁殖和产量至关重要。对水稻花器官发育相关基因进行遗传定位,可以完善和丰富其花器官发育调控网络,对水稻育种具有指导意义。【方法】从育种材料中分离鉴定出一个内外稃发育异常的突变体blg1,对blg1突变体和对照株系花器官形态进行了观察。将该突变体与Dular杂交,构建F2群体,对突变表型进行遗传分析,并对BLG1基因进行了精细定位和候选基因分析。【结果】表型观察显示,blg1突变体表现为内外稃不能正常闭合、稃间弯曲严重、籽粒变小等。遗传分析表明,blg1的突变性状由一对隐性核基因控制。通过精细定位,将目标基因定位于第5染色体长臂末端InD3和InD5两个标记之间,物理距离为50 kb,包含8个开放阅读框。通过分析,LOC_Os05g48760可能是BLG1基因的候选基因。【结论】BLG1是一个控制水稻内外稃发育的新基因。

广谱抗稻瘟病水稻保持系赣香B的抗性遗传解析

【目的】赣香B是江西省农业科学院水稻研究所育成的水稻野败型保持系,在江西、福建、贵州、湖北和浙江等多地都表现较强的稻瘟病广谱抗性。对赣香B的稻瘟病抗性位点的遗传解析,有助于今后稻瘟病抗性育种工作。【方法】通过抗感株系基因组比较、稻瘟病抗性位点标记检测、抗性位点测序和片段代换系表型鉴定,分析赣香B中的稻瘟病抗性基因位点。【结果】赣香B中含稻瘟病抗性基因Pish、Pia和Pita。在稻瘟病高感株系中导入Pish后,抗性得到显著增强;而导入Pita或者Pia后,抗性略微增强或者没有显著效果。【结论】赣香B携带多个稻瘟病抗性基因,其中,Pish是主效抗性基因,表现出广谱稻瘟病抗性。

江淮平原小麦主栽品种茎秆抗倒性能分析

以江淮平原8个小麦主栽品种为材料,分析不同品种的茎秆抗倒性能及其产量。结果表明,烟农19,郑麦004,平安6号和周麦22在全生育期内未发生倒伏,偃展4110,新麦18和皖麦50在乳熟期发生1级（茎秆与地面夹角为75°～45°）轻微倒伏,而皖麦19在乳熟期发生2级（茎秆与地面夹角为45°～20°）倒伏,倒伏率为17.62%。皖麦19的株高、重心高度、基部节间长度及其干物质输出率均高于未倒伏品种和轻微倒伏品种,不利于其抗倒伏。烟农19的株高和重心高度适中,基部节间机械强度较大,干物质在乳熟前输出较慢,乳熟后迅速分解输出,有利于茎秆抗倒和产量提高。因此,得出江淮平原兼顾高产和抗倒的小麦品种为烟农19和周麦22。

水稻响应冷胁迫基因OsHI-XIP过量表达载体构建及遗传转化体系建立

通过转录组比较分析筛选到6个水稻响应冷胁迫的基因,其中OsHI-XIP基因被重点研究。为了深入研究OsHI-XIP基因的生物学功能,从越光品种基因组中克隆了这个基因的序列,并构建了该基因的过量表达载体。通过农杆菌介导法将该载体导入赣香B株系的胚性愈伤组织中,获得了转基因阳性苗16株。本研究首次建成了赣香B的遗传转化体系,转化效率高达16.4%,明显高于一般籼稻品种的转化效率,为籼稻遗传转化及育种研究提供了技术支撑。

过表达OsOMTL1(O-Methyltransferaselike 1)增强水稻苗期耐冷性

【目的】发现水稻中新的耐冷性基因,进一步解析水稻耐冷机制和培育耐冷水稻材料。【方法】在籼稻材料赣香B中过表达东乡野生稻中冷胁迫响应基因OsOMTL1,进行苗期耐冷性分析,并进行该基因的表达模式研究和基因型分析。【结果】过表达OsOMTL1可以提高水稻苗期冷处理后的存活率,但同时会抑制植株生长。该基因主要在叶片中表达,并且受到冷胁迫的诱导表达。该基因表达蛋白主要在细胞质中。基因型分析表明该基因存在显著的籼粳分化。【结论】过表达OsOMTL1可以增强水稻苗期的耐冷性。

抗稻瘟病不育系赣73A的选育及应用

江西省农科院水稻研究所利用优质保持系1504/中9B的杂交后代稳定株系与大穗型抗稻瘟病保持系赣香B杂交,在F4代选性状基本稳定株系与野败型不育系赣香A进行测交并回交,同时结合稻瘟病抗性鉴定筛选,育成了抗稻瘟病不育系赣73A。该不育系属感温型籼稻,农艺性状和不育性稳定,柱头外露好,异交结实率高,配合力较强,品质较优,所配组合生育期偏母本、适应性广。2015和2017年先后通过了云南省和江西省组织的专家技术鉴定,2018年通过了江西省品种审定。所配组合赣优735(赣73A/苏恢5号)于2017年通过国家品种审定。

耐低温耐低氧萌发野败不育系赣野A的选育

赣野A是江西省农科院水稻研究所将东乡野生稻的耐冷性和耐低氧萌发能力导入抗稻瘟病保持系赣香B后再与赣香A测交和回交育成的野败型三系籼稻不育系。该不育系败育彻底,异交结实率高,配合力较强,具有较强的耐冷性和耐低氧萌发能力,在直播杂交稻育种中应用前景广阔。2019年通过了江西省品种审定。

优质杂交晚稻新组合赣73优661

赣73优661是江西省农业科学院水稻研究所利用多抗恢复系赣恢661与优质抗稻瘟病不育系赣73A配组育成的优质杂交晚稻新组合,2020年通过江西省农作物品种审定委员会审定。

杂交晚稻早熟新组合赣香优993

赣香优993是江西省农业科学院水稻研究所利用自育的抗稻瘟病不育系赣香A和大粒恢复系赣恢993配组育成的早熟杂交晚稻新组合。该组合产量稳定,制种时父母本不需要错期,适宜轻简化种植。2017年通过江西省农作物品种审定委员会审定。

优质抗稻瘟病水稻三系不育系“赣莲A”的选育

发展杂交稻的关键在于不育系的选择,目前生产实践上的抗病优质的不育系数量较少。本研究中的"赣莲A"是利用优质抗稻瘟病保持系"赣早B"与抗稻瘟病保持系"赣香B"杂交,通过多代优选辅以分子标记选择,用"赣早A"测交并转育成的抗稻瘟病、米质优、配合力好、异交率高的新不育系。2016年7月通过了江西省农作物品种审定委员会组织的专家技术鉴定。"赣莲A"有利于组配出抗稻瘟病、优质的杂交组合,具有良好的应用前景。

利用重组自交系定位东乡野生稻在低氮胁迫下相关性状QTL

东乡野生稻中有大量的优异基因,利用其片段替换系在低氮胁迫条件下进行相关性状的QTL定位,可为筛选耐低氮水稻材料提供有价值的参考。本研究以184个水稻重组自交系群体(东乡野生稻为供体亲本,籼稻保持系赣香B为受体亲本)为定位群体,利用完备区间作图法(ICIM)作图法,对正常与低氮胁迫条件下水稻有效穗、单株产量、株高、穗长和千粒重等性状进行QTL定位。共检测到100个QTLs,88个为新检测出的QTL,其中ph7b、nt1.1、nt3、nt6、pl9.3、tgw3a、tgw5a.1、tgw6a、tgw8a与前人研究结果相似,另外,pl7a.6和pl7b.2及pl8a.4和pl8b为在不同处理下均能影响穗长的位点;ypp5a和ypp5b为在不同处理下均能影响单株产量的位点;tgw2a.2和tgw2b、tgw3a和tgw3b、tgw5a.1和tgw5b.2及tgw8a和tgw8b为在不同处理条件下均能影响千粒重的位点。部分QTL与前人研究结果相似,新检测出来的QTL可能对筛选耐低氮水稻材料有所益处,也为水稻氮元素高效利用分子育种提供科学依据。

分子标记辅助选育优质早籼常规稻‘赣早优57’

江西的双季早籼稻生产在全国有重要地位,但以往重产量轻品质。随着中国经济的发展,品质不佳的早籼稻种植效益低下,严重威胁中国粮食安全,成为水稻种植供给侧改革的重点方面。选育优质早籼常规稻是目前长江中下游早稻育种的重要方向之一。利用高产早籼‘中佳早18’与优质‘早籼辐805’‘/湘早籼45’后代进行杂交,在后代群体中持续多代进行田间选择和优质相关基因Wx、Alk和Chalk5的分子标记辅助选择,选择出获得了兼顾产量的优质早籼稻株系‘赣早优57’,为优质早稻品种的进一步培育打下基础。

水稻抗褐飞虱基因Bph9共显性功能标记开发及应用

褐飞虱(Nilaparvata lugens St?l,BPH)是亚洲最具有毁灭性的水稻虫害。培育具有褐飞虱抗性的水稻品种是最有效经济防控褐飞虱的方法。Bph9定位在第12号染色体,表现出广谱的褐飞虱抗性,具有较好的应用前景。但在Bph9遗传位点,存在有多个褐飞虱抗性较弱的等位基因,前期缺少有效的标记难以鉴定。本研究通过比较Bph9和其他等位基因,发现在Bph9阅读框中存在一个15个碱基的缺失。基于这个缺失,设计开发了一个共显性功能标记Bph9-M,可以区别Bph9和其他感虫和抗虫等位基因,高效选择带有Bph9的抗性植株。该标记有助于利用Bph9辅助育种培育抗褐飞虱品种。