宁夏水稻选育品种遗传多样性和亲缘关系分析

选择31份宁夏近年来育成或审定的水稻品种（系）,利用分布于12条染色体的36对SSR引物进行遗传多样性和遗传距离分析.共检测到159个等位基因,品种间不同位点等位基因数目不等,平均4.4个.Nei基因多样性指数变幅为0.031 7~0.844 4,平均为0.508 8.按育成或审定年份,把31份水稻分为3组,SSR分析结果表明,随着年份的增加,等位基因数和遗传多样性指数均有增大趋势,且3群体间等位基因数差异达极显著水平（P=0.006 3）.UPGMA聚类分析表明,参试水稻品种在遗传相似系数为0.50水平上聚为5类,其中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ类均为1个品种（系）,绝大多数品种被聚为第Ⅲ、Ⅴ两类.第Ⅲ类包括7个品种,21份品种（系）被归为第Ⅴ类,占参试材料数的67.7%,大多数宁夏自育的品种（系）被聚为此类.与宁夏水稻选育品种系谱比较,SSR标记真实地反映了宁夏水稻的亲缘关系.虽然近年来宁夏水稻的遗传多样性有增加的趋势,但遗传基础狭窄,其绝大多数品种的相似系数在0.5以上,最高达0.94.在今后的新品种选育中除了考虑亲本的亲缘关系外,应继续加大力度引进和创新亲本材料,拓宽宁夏水稻的遗传基础.

基于SSR标记的宁夏水稻遗传多样性分析

选择自20世纪80年代以来的59份宁夏水稻种质，利用分布于12条染色体上的82对SSR引物进行遗传多样性和遗传相似性分析。共检测到339个等位基因，品种间不同位点等位基N数目2～19个，平均4．13个。Nei’s基因多样性指数变幅为0．0333～0．9164，平均为0．4394。按种质释放或审定年代，将其中的55份水稻分为3个群体，随着年代的增加，等位基因数和遗传多样性指数均呈增大趋势，且3个群体间等位基N数和多样性指数差异均达极显著水平（P〈0．01）。UPGMA聚类分析表明，参试59份水稻种质在遗传相似系数0．78水平上聚为5大类，其中第1类为1份香稻种质；第Ⅱ、Ⅳ类均为3份种质；第1I类有5份种质，与吉林水稻相似；绝大多数品种被聚为第V类，占参试材料数的79．7％。对比宁夏水稻选育品种系谱，大多数种质具有宁夏骨干亲本红旗12号、京引39号、东方红2号、京引59号等的血缘，种质间亲缘关系较近。虽然近年来宁夏水稻的遗传多样性有增加的趋势，但遗传基础狭窄，参试种质的遗传相似系数在0．70以上，最高达0．97。应继续加大力度引进和创新亲本材料，拓宽宁夏水稻的遗传基础。

宁夏水稻粒形变化对品质的影响

对33份宁夏粳稻品种(系)粒形与各品质性状间的关系进行分析表明,随米粒长宽比增加,垩白米率和垩白度均呈显著下降趋势,糙米率和精米率呈降低趋势,而整精米率则表现为单峰曲线趋势,即米粒长宽比为2.00～2.19时整精米率最高,蒸煮和营养品质表现为脂肪含量显著增加(P<0.01),而胶稠度、蛋白质含量和直链淀粉含量无显著变化。相关性分析表明,米粒长宽比与垩白粒率和垩白度呈极显著负相关,与糙米率、胶稠度和直链淀粉含量呈显著负相关,与脂肪含量呈显著正相关。表明粳稻米粒长宽比增加,可显著改变大米的外观品质,粒形与一些碾磨、蒸煮、营养品质因子具显著相关性。

宁夏水稻高效再生体系的建立

【目的】建立宁夏水稻高效转化再生系统,为利用基因工程技术定向改良宁夏水稻品种奠定基础。【方法】以8个宁夏主栽水稻品种成熟胚为外植体,利用组织培养法,研究了基因型、外源激素、头孢霉素(Cef)对外植体培养及再生的影响。【结果】在愈伤组织诱导培养基中添加ABA 2 mg/L及在分化培养基中添加6-BA 3 mg/L+NAA 0.5 mg/L,对愈伤组织诱导、分化及出苗有显著的促进作用;在此优化条件下,秋田小町再生情况最好,其诱导率和出苗率分别达100.00%和300%;优育27号次之,分别达95.00%和286.7%。此外,初步确定转化时Cef的质量浓度上限为500 mg/L。【结论】明确了外源激素、基因型及Cef对宁夏水稻成熟胚离体培养的影响效果,初步建立了宁夏水稻高效转化再生系统。

宁夏水稻抗旱性鉴定指标的筛选研究

利用49份宁夏水稻材料,设水分胁迫和非水分胁迫2种处理,调查和测定植株的形态性状、生理性状和产量性状及单株产量,研究水分胁迫条件下各性状与单株产量的关系及水分胁迫和非水分胁迫条件下各相对性状与抗旱系数的关系。通过相关、灰色关联、逐步回归和通径分析,结果表明,单株分蘖数、株高、着粒密度、单株有效穗数和单穗实粒数5个性状与抗旱性显著相关,可作为宁夏水稻抗旱性的鉴定指标。利用抗旱系数的隶属函数值进行抗旱性定性分级评价,结果表明,49份材料中有6份高抗旱型材料和9份中抗旱型材料,该评价方法是可行且有效的。

宁夏水稻品种微卫星标记数据库的建立

本研究以47份经甄别鉴定的宁夏水稻品种（系）为试验材料,筛选出28对较均匀分布于12条染色体、条带清晰稳定、多态性丰富的SSR标记构建了宁夏水稻微卫星标记数据库。共检测到144个等位基因,标记间差异性位点数3~10个,平均5.14个;平均Nei＇s遗传多样性指数为0.6187。28个位点上参试材料间均有差异。只在1个位点上存在差异的是宁粳28号和宁粳23号,宁粳23和宁粳35号;其余品种差异性位点均在2个或2个以上,占参试材料的93.6%。28对引物中筛选出10对核心引物,各材料间至少有1对引物存在差异,能够把参试品种（系）一一区分开来。利用这10对引物,在相同的迁移位置上以1、0标记扩增片段的有无,构建了宁夏水稻DNA指纹图谱。

宁夏水稻抗旱性研究及综合评价

利用49份宁夏水稻材料,设水分胁迫、非水分胁迫2种处理,调查测定植株的形态性状、生理性状、产量性状及单株产量,通过水分胁迫、非水分胁迫条件下各相对性状对抗旱指数分别进行相关、灰色关联、逐步回归、通径分析。研究结果表明,单株分蘖数、株高、着粒密度、单株有效穗数、单穗实粒数等5个性状与抗旱性显著相关,可作为宁夏水稻抗旱性的鉴定指标。利用模糊隶属函数法对抗旱系数、抗旱指数、综合抗旱能力值进行抗旱性定性分级评价,结果表明,通过筛选得到的5个抗旱鉴定性状进行水稻的综合抗旱能力评价是可行的,综合评价出49份材料中有5份材料抗旱性较强、有6份材料抗旱性次之,综合抗旱能力、抗旱指数是宁夏水稻品种较为合适的抗旱性评价方法。

不同粒形宁夏水稻种质遗传多样性分析

针对宁夏粳稻粒形逐渐变长的趋势,本研究以75份宁夏不同粒形的粳稻种质为材料,利用31对SSR标记研究不同粒形材料的粳稻种质的遗传多样性及其亲缘关系,为拓宽宁夏水稻遗传基础,培育优新品种提供依据。宁夏水稻粒形有阔卵形(1.80~2.20)、椭圆形(2.20~3.00)、中长形(3.00~3.30)和细长形(3.30以上)4种类型,虽然大多数为椭圆形(61份),占参试材料的81.3%,但粒形表现多样化。按籽粒长宽比把参试材料分为6个组群进行遗传多样性分析,Nei’s基因遗传多样性指数(He)表现为籽粒长宽比2.20~3.20之间的4个群体较高,均在0.5481~0.5768之间;籽粒长宽比2.20以下和3.20以上群体的He较小,且与其它4个群体呈显著差异性。结果表明遗传多样性相对较丰富的宁夏水稻种质资源主要集中在籽粒长宽比2.20~3.20的椭圆形和中长形之间。聚类分析表明,籽粒长宽比在3.20以上群体单独聚为1类,籽粒长宽比2.80~3.20群体也单独聚为1类,其余4个群体聚为1类,表明粒形性状的多样化对拓宽宁夏稻种资源具有一定的作用。

盐胁迫对宁夏水稻不同品种萌发指标和同工酶的影响

为了探讨盐胁迫下宁夏主栽水稻品种对盐胁迫生理生化水平的响应,以宁夏主栽水稻品种宁粳41、宁粳28、节七以及日本晴为研究材料,设置3个盐胁迫梯度(0、50、100 mmol/L NaCl),于萌发第2、第3、第4、第5天统计萌发率并于第3天测量胚芽鞘长度、胚根数和胚根长等形态指标;利用非变性同工酶电泳分析盐胁迫下α-淀粉酶同工酶亚基变化情况,以及3种抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的同工酶亚基变化情况。结果显示,4个品种水稻都受到盐碱胁迫的危害,表现在萌发率降低、胚芽鞘生长被抑制和胚根数减少,而节七具有较高的萌发势;盐胁迫导致水稻植株α-淀粉酶被抑制,这可能是种子萌发率下降的主要原因;盐胁迫改变了抗氧化酶系统,胁迫早期的SOD和CAT同工酶受诱导而POD被抑制,相比其他品种,节七抗盐能力较强,可考虑在盐碱地种植。

宁夏主要水稻品种(系)Rf-1基因位点多态性分析

以宁夏49份主要水稻品种(系)为实验材料,对各材料在Rf-1基因位点的功能标记进行分析和基因序列对比,并对各材料在不同位点的差异进行聚类分析,以明确Rf-1位点的规律和特证,为不育系或恢复系的转育及其分子标记选用、杂交组合配置和杂种优势的利用提供理论参考。结果表明:(1)有11个品种(系)为Rf1a/Rf1a基因型,占宁夏主要水稻品种(系)的22%。(2)Rf1b基因位点检测结果有17个点的碱基发生突变,其中2459、2283、2059、1694、2205、1784、2315位点在各品种(系)中突变的频率较高,1576、1881、1970(1985)位点突变的频率低。(3)突变主要是碱基的替换,其位点多,品种(系)间变化大;插入突变位点相对少,只有极少数品种(系)发生插入突变;各品种(系)平均有8个突变位点。(4)聚类分析发现,宁夏主要水稻品种(系)可以划分为三类,每类对应了不同时期的主要品种(系),从第一类群体到第三类群体品种(系)间的差异增加,多样性更丰富,但平均每个品种突变点由9个下降到7个。

宁粳59号水稻高产栽培技术

宁粳59号水稻品种是宁夏农林科学院农作物研究所水稻室于2014年选育而成,2020年通过宁夏回族自治区农作物品种审定委员会的审定(审定编号:宁审稻20200001);宁粳59号全生育期152天,属于中晚熟品种,中抗稻瘟病,耐盐碱,品质优,适宜宁夏稻区直播或插秧种植,已成为宁夏水稻主推品种;宁粳59号的种植能够满足水稻产业发展需求,实现产业增效,农民增收。