近等基因系法对小麦显性矮源的研究

【目的】开拓小麦育种新矮源,克服自小麦矮化育种“绿色革命”以来,仅使用Rht1、Rht2、Rht8等少数几个隐性矮源的局限性,为选育高度集约化的小麦新品种提供条件。【方法】将国内外已定名的5个显性矮源Rht10、Rht3、Rht12、Rht21、奥尔森矮(Olesen dwarf)和西南大学农学与生物科技学院培育与征集的7个致矮力弱的显性矮源回交导入4个中、高秆(85～105cm)轮回父本品种(BC4F1),建立了4套矮秆基因的近等基因系。2005～2006两年,在非竞争群体条件下开展了近等基因系的多因素品系比较试验,研究矮源及轮回父本遗传背景两个主因素对近等基因系主要农艺性状的影响效应。【结果】12个显性矮源在本试验统一遗传背景条件下株高为37.9～74.3cm,显性矮源的株高与其株粒重呈高度正相关(r=0.8884),株高每上升1cm,则株粒重增加0.24g。随显性矮源株高的提升、致矮力减弱,其近等基因系的农艺性状得到改善。显性矮源的株高提升到60cm以上时,即有可能达到和超过中、高秆轮回父本的单株生产力,从而作为新型矮源应用于小麦矮化育种。此外,12个显性矮源具有一致的延迟早熟轮回父本抽穗以及降低轮回父本千粒重的多效性效应,这些不利的多效性效应可以通过轮回父本遗传背景的修饰作用加以改良。【结论】株高在50cm以下的强致矮力显性矮源,难以直接用于小麦育种,但通过矮秆主基因突变以及特殊遗传背景的修饰等途径可以衍生出株高呈不同程度提升、以致达到70～80cm理想株高的弱致矮力显性矮源。加强株高提升的弱致矮力显性矮源的研究是将显性矮源应用于小麦杂交育种的有效途径。推荐株高在60～75cm的弱致矮力显性矮源SW07、SW05、女水妖矮、SW02、Rht21用于小麦矮化育种。

水稻矮秆性状研究及矮源育种利用

矮秆水稻品种的选育和推广是20世纪水稻育种工作最主要的成就之一。本文综述了水稻矮秆性状的遗传、水稻植株矮化机理以及矮源的育种利用等方面的研究进展,同时分析了水稻矮源利用和矮化育种中存在的问题,展望了其发展前景。

小麦矮源的利用和矮秆基因的研究进展

本文介绍了小麦矮源在中国和世界范围内的利用以及主要的矮源 ,矮秆基因的来源、基因定位及遗传研究进展方面的情况 。

小麦显性矮源对株粒重及产量构成因素的影响

利用 8个普通小麦品种与 5个不同显性矮源进行回交产生的 8套近等基因系 ,进行了株粒重及产量构成因素的研究 ,结果表明 ,显性矮源对有效穗数没有显著影响 ,对株粒重、穗粒数和千粒重都有显著的降低作用 ,降幅最小的是具有奥尔森矮源的近等基因系 ,分别降低 19.6%、2 6.9%和 10 .5 % ;降幅最大的是具有矮变 1号矮源的近等基因系 ,分别降低 68.9%、66.7%和 2 4.7%。携带 Rht10基因的西农 0 2和矮变 1号矮源转育的近等基因系之间的株粒重、穗粒数和千粒重的差异都显著或极显著 ,说明它们对普通小麦品种的影响不一致。具有显性矮源的近等基因系株粒重偏低的主要原因是穗粒数减少和千粒重降低。具有显性矮源近等基因系的株粒重与株高的回归分析表明 ,适当提高显性矮源的株高可以提高株粒重。

小麦显性矮源对主要农艺性状的影响

利用 5个普通小麦品种与 5个不同显性矮源回交 6代以上 ,产生的 5套近等基因系 ,研究显性矮源对株高、穗长、小穗数、穗下节间长、旗叶长和生物产量等主要农艺性状的影响。结果表明 ,显性矮源的近等基因系对回交父本的主要农艺性状有显著影响 ,回交父本的遗传背景对显性矮源近等基因系有一定的修饰作用。所有显性矮源近等基因系都极显著降低回交父本的株高、穗下节间长和生物产量。西农 0 2和矮苏 3矮源近等基因系对回交父本的穗长没有影响 ;奥尔森矮源近等基因系对回交父本的小穗数没有影响 ,对旗叶长影响比较小 ;矮变 1号矮源近等基因系对回交父本的所有主要农艺性状有极显著降低作用。携带 Rht10突变基因的西农 0 2和矮变 1号矮源近等基因系的主要农艺性状之间存在明显差异 ,表明西农 0 2矮源不同于矮变 1号矮源。此外 。

水稻不同矮源苗期对赤霉素的反应研究

于１９９７年以２个粳稻和４个籼稻半矮秆品种作材料，对不同矮源苗期对ＧＡ３的反应进行了研究。结果表明：用不同浓度的ＧＡ３溶液处理水稻幼苗，各矮源的苗高都显著增长，与对照相比差异达极显著水平，但具不同矮秆基因的品种对ＧＡ３的反应不同，同样具有ｓｄ１矮秆基因的籼型矮源矮仔粘和粳型矮源黎明对ＧＡ３的反应也不一样，在一定的浓度下，随着ＧＡ３处理时间的延长，各矮源的苗高增长率呈现不同的变化规律；在籼稻品种中，处理４ｄ后，半矮秆基因ｓｄ１对ＧＡ３反应的敏感性强于其它半矮秆基因；在粳稻中，处理７ｄ前，对ＧＡ３反应敏感性强弱顺序为ｓｄ１＞ｓｄｓ（ｔ）。α淀粉酶诱导的研究表明：ＧＡ３对水稻胚乳α淀粉酶的诱导活性与水稻是否具有ｓｄ１基因无关。

用近等基因系研究小麦显性矮源对主要经济性状的影响

为了筛选有利于育种的显性矮秆基因,利用5个普通小麦品种与5个不同显性矮源杂交回交6代以上产生的5套近等基因系,研究显性矮源对株高、株粒重、株有效穗数、穗粒数、千粒重、株粒数和穗重的影响。结果表明:显性矮源近等基因系之间的株有效穗数差异不显著外,其它性状差异极显著。5个显性矮源近等基因系都显著降低轮回父本(CK)的株高、千粒重、穗重,但具有西农引06、奥尔森和西南02矮源近等基因系的株高极显著高于矮苏3和矮变1号矮源近等基因系的株高,具有西南02和奥尔森矮源近等基因系的穗重显著高于其它矮源,具有奥尔森和西南02矮源近等基因系的千粒重亦高于其它矮源。具有奥尔森矮源近等基因系的株粒重与轮回父本没有显著的差异,其次是西南02矮源近等基因系;具有西南02矮源近等基因系的穗粒数与轮回父本没有显著的差异,其它都显著或极显著低于轮回父本的穗粒数;具有西农引06、奥尔森、西南02和矮苏3矮源近等基因系的株粒数与轮回父本间没有显著的差异,只有矮变1号矮源近等基因系极显著低于轮回父本。根据欧氏距离的聚类分析,具有奥尔森和西南02矮源近等基因系与轮回父本之间的距离最近,这有利于育种应用,矮变1号矮源近等基因系的距离最远,难以直接应用于育种;西农引06矮源和矮苏3矮源最近。

中国大麦育种主要矮源的遗传等位测验

矮和半矮秆杂交育成品种的系谱分析业已表明,尺八大麦、萧山立夏黄和沧州裸大麦是我国大麦育种的3个主要矮源.本研究根据普通遗传学原理,设计采用类似回交的测验方法,对它们进行了遗传等位测验.结果表明,这3个大麦主要育种矮源所携带的矮秆基因完全等位,与已知矮秆基因uz同属1个基因位点,位于大麦的第三染色体的短臂之上.与其它已知矮秆基因ert、br和sdw之间不等位,但存在积加效应.暴露了我国大麦育种矮源单一化的问题.

我国大麦育种的矮源分析

系谱分析表明 ,尺八大麦、萧山立夏黄、沧州裸大麦、矮秆齐、浙皮 1号和盐辐矮早 3是我国大麦育种的主要矮源。 2 0世纪 5 0年代以来我国育成的大麦矮秆和半矮秆品种 (系 ) ,主要是以它们为矮秆亲本的 6大衍生系统组成 ,分别占 14 .5 %、2 1.4 %、11.4 %、5 .7%、7.5 %和 7.5 %。其中尺八大麦、萧山立夏黄和沧州裸大麦主要在 80年代以前使用 ,而矮秆齐、浙皮 1号和盐辐矮早 3则是 80年代大量使用的矮源。在这 6个矮源中 ,前 4个携带相同的矮秆基因uz,位于大麦 3H染色体长臂之上。

小麦矮源的研究和利用现状

本文介绍了小麦矮化基因（草丛矮基因、独秆基因和矮秆基因）的来源、遗传研究方法、显隐性、基因定位、对赤霉酸的反应及育种利用等方面的情况，并就矮源研究和利用提出了作者的看法。

小麦主要显性矮源致矮力及遗传分析

选用 7个显性矮源与 11个普通小麦品种按不完全双列杂交 ,研究显性矮源对株高的致矮能力及遗传效应。结果表明 :矮变 1号致矮能力最强 ,奥尔森、矮苏 3和西农 0 2致矮能力较强 ,BAU -Rht2 1、BUA -Rht12和西农 10的致矮能力较弱 ;西农 0 2的致矮能力与奥尔森、矮苏 3相当 ,与矮变 1号的致矮能力差异极显著 ,其致矮能力比矮变 1号大为减弱 ,西农 0 2不同于矮变 1号。显性矮源所配组合F1代株高的狭义遗传力和广义遗传力都比较高 ,F1代株高主要受加性效应的影响。各显性矮源的加性效应值均为负效应 ,杂交父本的加性效应值除了 91- 2 7亲本的加性效应值为负效应外 ,其他亲本的加性效应值均为正效应。各个显性矮源F1代株高与杂交父本株高的相关系数均达显著或极显著相关 ,根据回归方程的预测 ,除了矮变 1号以外 。

20个小麦矮源的致矮力及聚类分析

用20个矮源作母本测配的F1代株高,研究矮源的致矮力及其与父本的关系,结果表明:致矮能力强的显性矮源 有矮变1号、绵11Rht 3和黄抗Rht 10;致矮能力较弱的隐性矮源有农林10、贵农40、渝46和84-2014;致矮能力较强 的半显性矮源有13个矮源。矮源F1代株高与杂交父本株高的相关系数和回归方程达极显著,对父本株高降幅较大 的矮源有矮变1号、绵11 Rht 3和黄抗Rht 0,降幅较小的矮源有渝46、84-2014、贵农40、农林10和西南06;其他12 个矮源影响适中,是杂交小麦育种首先考虑应用的矮源。聚类分析表明矮变1号为Ⅰ类,绵11 Rht 3和黄抗Rht 10为 Ⅱ类,BAU-Rht 12为Ⅲ类,矮苏3、奥尔森、西南02、西南04、西南04-1、西南05、BAU-Rht 21、西南06、西南07、渝 183、渝172、早农林10为Ⅳ类,农林10、渝46、84-2014和贵农40为Ⅴ类。

小麦半显性创新矮源“西南02～10”

1 小麦显性矮秆基因"复等位多态特性"的发现 小麦矮化育种导致了"绿色革命",矮秆基因已成为现代小麦育种的主要遗传支撑.但当今世界小麦育种仍局限于使用隐性矮源,已发现、报道的显性矮源均因植株极度矮化而未能在小麦育种中得到广泛的应用.这不但存在着"遗传脆弱性的潜在威胁",而且由于现代小麦育种的理想株高仍然呈逐渐下降的趋势,缺少株高在70～80 cm左右的单基因矮源.因此,开拓小麦育种新矮源的研究具有重要的意义.西南农业大学麦类研究室经多年研究,采用矮变1号(4DS携带Rht10)、矮苏3(4BS携带Rht3)、奥尔森(待定位)、农大3222(5A携带Rht12)、农大3338(2AS携带Rht21)等显性矮源,通过杂交育种、辐射诱变、天然突变等方式选育出了西南02～10等一批株高呈不同程度提升的半显性创新矮源.

新矮源——特矮稻主要经济性状一般配合力比较

本文研究了在IR_(24)中发现的矮生突变系——特矮稻的遗传效应,结果指出:特矮稻在矮化的同时还产生了配合力高的遗传效应。特矮稻单株籽粒产量的一般配合力效应相对值较IR_(24)高16.5％,是一个优良的新矮源,值得研究和利用。

小麦双高矮源——综抗矮2号

小麦综抗矮2号籽粒含蛋白质19.1％,赖氨酸0.57％,株高55厘米,平均穗粒数54粒,分蘖力强,不早衰,兼抗条叶秆锈病和白粉病菌多数小种,是优良的双高矮源,它的矮秆性和高蛋白高赖氨酸特性遗传力强,是一个宝贵的小麦种质资源。

籼稻矮源遗传研究——论双桂、丛桂等品种矮生性的遗传性质

本试验研究了双桂1号、双桂36号和丛桂226等半矮生性品种的株高遗传。结果表明,其半矮生性受二对基因互补作用的控制,基因型为sd-1 sd-1 dg(t)dg(t),sd-1和dg(t)分别渊源于矮仔占和桂阳矮1号。研究证明,“丛生快长型”籼稻育种是我国籼稻育种矮源利用的新发展。

小麦矮化育种的意义与矮源的利用

在小麦高产育种中，育种界首先注意到品种的矮化育种问题，并以为这是产量突破的有效措施之一。各地创造的大量矮源材料为矮化育种提供了物质基础，并取得显著成就。

春小麦优异矮源D8261的矮化效果及其创新和利用

为了深入了解春小麦优异矮源D8261的矮化效果并评价其育种利用价值,1992～2004年对D8261的矮化效果和育种利用进行了系统分析评价,并对矮秆遗传特性进行了初步分析。从D8261(株高49cm)与6个高秆亲本(平均株高101.3cm)杂交F2代的株高分离结果可知,矮秆植株(株高<75cm)的分离比例为41.7%～70.4%,平均为57.6%,矮化效果十分显著;在对组合T88鉴19/D8261用D8261进行的回交一代中,矮秆植株的分离比例高达98.5%,初步推断D8261的矮秆特性受多对不完全显性基因控制。在多年的育种实践中,利用D8261已创造出第2批、第3批综合性状优异的新矮源;选育成功的矮秆春小麦新品种银春6号已成为甘肃省引黄灌区的主栽品种之一。