水稻籼粳交后代抗倒伏性状的遗传及配合力分析

【目的】通过分析亲本及其杂种的遗传效应,为选育抗倒伏品种提供依据。【方法】系统评估了20个亲本的抗倒伏特性,采用不完全双列杂交(NC-Ⅱ,6×14)方法配制了84个杂交组合,考察了亲本及杂交组合在茎秆物理和解剖结构等16个抗倒伏性状上的表现,并估算了配合力和遗传参数。【结果】籼粳中间型亲本在茎秆的物理和解剖性状上均优于籼稻亲本。除基部第二节长外,其他14个性状与倒伏指数均表现出极显著的相关性。株高、基部抗折力、秆型指数、大维管束数和小维管束数对倒伏指数的直接通径系数分别为0.517、-0.566、0.189、-0.775和0.447。16个性状的广义遗传率为85.51%~99.12%,狭义遗传率为9.24%~79.04%。籼粳中间型恢复系对杂交后代的抗倒伏性状具有显著影响,而籼粳中间型不育系则能够降低后代的重心高度,提高抗折力。恢复系R105、R106、R108和不育系CS61、CS66、CS48在倒伏指数上的一般配合力为负值,而在基部抗折力、茎直径和茎壁厚上的一般配合力为正值,这使得在育种时容易选育出茎秆粗壮、基部抗折力较强的杂交后代。此外,R106、CS61和CS48在茎秆解剖性状上的一般配合力和组合特殊配合力均为正值,可有效增加后代组合的大、小维管束面积或数量。【结论】在水稻育种中,应根据亲本和组合的抗倒伏特性进行科学选配,实现优势互补,以培育出具有抗倒伏优势的籼粳杂交组合。

水稻籼粳交DH群体幼苗中胚轴长度的QTLs定位和上位性分析

应用籼粳交 IR6 4 / Azucena的 DH群体及其构建的分子标记遗传图谱 ,在遮光条件下 ,通过适温和低温逆境下发芽 ,测定中胚轴长度。采用 QTL Mapper基因定位软件检测控制中胚轴长度的加性效应 QTL s和加性×加性上位性 QTL s,在第 1、3、6、7、8、12等 6条染色体上定位了 8个控制中胚轴长度的 QTL s,其中在第 1、3、7、8染色体上定位了 4个具有加性效应的 QTL s,位于第 7染色体的 1个加性效应 QTL的增长等位基因来自于父本 Azucena,它能使中胚轴伸长 0 .2 6 cm,其贡献率达 17.5 % ,其余 3个加性效应 QTL s的增长等位基因来自于母本 IR6 4 ,能使中胚轴伸长 0 .10～ 0 .2 1cm,在第 3、7、12等3条染色体中共检测到 2对加性×加性上位性效应 ,其贡献率分别为 2 1.6 2 %和 2 .2 7% ,同时各检测到 2对加性效应×环境的互作效应和上位性与环境的互作效应。

水稻籼粳交DH群体花器性状的遗传分析

水稻花器性状是影响杂交稻制种异交结实率的重要因素之一。利用一个水稻籼粳交(窄叶青8号/京系17)来源的DH群体对水稻柱头外露率、花柱长、柱头长、柱头宽、花药长、花药宽、颖花长、颖花宽和颖花长宽比9个花器性状和穗抽出度进行遗传分析。不论性状在2个亲本间的差异显著与否,在DH群体中10个研究性状在基因型间的差异均达到极显著水平(P<0.01),并表现为连续变异和明显的超亲分离。除花药宽的遗传力较低(50%)、且估计的基因数多达13个之外,其余9个研究性状的遗传力均较高,为68%～93%,控制这些性状的基因数估计为7～10个。这些结果表明,10个研究性状均为受多基因控制的数量性状,其增效和减效基因在2个亲本中均有分布,通过基因重组可产生正向和负向两个方向的超亲基因型。除了柱头长、柱头宽和穗伸出度3个性状未发现有基因间的上位性互作外,其余7个性状均检测到显著的互补性互作。性状相关和通径分析的结果显示,与柱头外露率关系最密切的花器性状为柱头长、柱头宽和颖花长宽比,颖花长和颖花宽主要通过影响颖花长宽比来对柱头外露率产生影响。其次,与柱头外露率关系较密切的为花柱长。柱头外露率高的基因型通常表现为长柱头、长粒型和长花柱。花药长、花药宽与上述花器性状间的相关性较弱。在DH群体中。

水稻籼粳交恢复系茎秆抗倒性的配合力分析

通过不断聚合和累加不同籼粳亚种有利基因的方法,自育成的不同籼粳分化类型的12个恢复系,与8个两系和三系不育系为材料,采用植物数量性状配合力(NCⅡ设计)分析方法,研究了6个茎秆抗倒性状的配合力和群体遗传参数。结果表明:所考察的6个茎秆抗倒性状的遗传受亲本基因加性效应和非加性效应的影响。倒伏指数、抗折力以非加性效应为主;株高、弯曲力矩、茎椭圆截面积以基因加性效应为主;亲本基因加性效应和非加性效应对后代茎壁截面积的作用相似。恢复系的遗传效应对杂交组合茎秆抗倒性起主要作用。抗折力和弯曲力矩性状除了受亲本特殊配合力的影响外,恢复系的一般配合力也起重要作用。K17A、广抗13A和II-32A三个不育系表现降低籼粳杂种株高超亲和提高抗倒性的遗传效应;明恢509、明恢512、明恢502和明恢398四个恢复系在降低倒伏指数方面较其他恢复系具有明显优势,且株高一般配合力为负效应,在提高茎秆抗倒性为目标的育种实践中有重要利用价值。

利用籼粳交RIL群体对水稻发芽期和苗期耐冷性的QTL分析

为定位水稻发芽期和苗期耐冷性的QTL,鉴定新的耐冷基因位点,丰富水稻耐冷性的分子遗传基础。以籼型杂交稻恢复系品种泸恢99(Luhui 99,R99)和粳型超级稻品种沈农265(Shennong 265,SN265)杂交衍生的144个F8稳定遗传的重组自交系群体(Recombinant inbred lines,RILs)为试验材料,以低温条件下水稻种子发芽率和苗期叶片赤枯度为耐冷性鉴定标准,采用QTL Ici Mapping v3. 0软件基于完备复合区间作图法,对水稻发芽期和苗期耐冷性进行QTL分析。共检测到2个控制发芽期耐冷性的QTL和1个控制苗期耐冷性QTL,分别位于第3,5,9染色体上,命名为q LTG-3、q LTG-5、q SCT-9,3个QTL的LOD值分别为3. 60,2. 73,2. 52,加性效应为0. 09,-0. 10,-0. 09,可解释表型变异的11. 02%,14. 07%,12. 18%。其中,检测到控制发芽期耐冷性的q LTG-5位于分子标记R5M13～RS8,遗传距离约8.0 c M,该区间未见相关水稻耐冷性QTL的报道,可能是一个新的控制水稻发芽期耐冷性的QTL位点。

水稻籼粳交亲籼型不育系的杂种优势利用

采用珍汕97B/秀水13的后代为材料,通过回交转育,育成系列亲籼型不育系.以Ⅱ-32A为对照,按8×6不完全双列杂交,分析各不育系产量性状的遗传效应与杂种优势,评价其育种价值.结果表明:(1)产量主要性状大多受加性效应和显性效应共同控制.单株重是一个复杂性状,受显性效应控制.株高、总粒数、生育期和有效穗与结实率的表型、遗传、加性和显性相关均呈负显著或极显著相关,育种上应注意上述性状的选择,提高后代结实率.(2)株高、主穗长、粒重及生育期的狭义遗传力较高,早期选择有效;而单株重、有效穗、总粒数及结实率的狭义遗传率低,分离世代长,需高世代鉴定.(3)42个籼粳交F1中有18个组合结实率高于80%,16个组合单株重超过Ⅱ优63,杂种优势表现在单株重、株高、穗粒数等性状.

水稻耐热、高配合力籼粳交恢复系泸恢17的创制与应用

泸恢17是四川省农科院水稻高粱研究所用粳稻广亲和品种02428与强恢复力、配合力好的品种圭630杂交,采用"籼粳杂交选用偏籼型材料,生物技术加速稳定,南繁北育穿梭选择,高温胁迫选择"的选育思路和技术路线育成的耐热、高配合力籼粳交偏籼恢复系。该恢复系具有耐热能力强、配合力高、恢复力强、稻米品质较好、所配组合适应性广和抗性较强等特征特性。已配组育成4个杂交稻新组合通过省级或国家审定,推广应用面积累计达370万hm2以上。该项研究2005年获国家科技进步二等奖。

水稻籼粳交育种研究综述

明确了水稻籼粳交育种与籼粳杂种优势利用的不同内涵,评述了水稻籼粳交相关的科学术语、育种理论和育种实践,分析了籼粳交杂种不育基因座位研究结果对籼粳交育种的指导作用,简述了广东的籼粳交育种现状,提出了以大群体筛选籼粳交后代的育种方法并应用于育种实践。

水稻籼粳交衍生不育系的籼粳属性鉴定及配组F_1优势初探

通过籼粳杂交培育了3份水稻不育系,分别为野败型不育系064A、协研A和光温敏不育系300S。对这3份不育系相应的保持系的籼粳属性进行了形态指数法和分子标记法鉴定。064B、协研B和300S形态指数分别为11、9和12,属于中间偏籼类型;基于分子标记的遗传距离聚类结果表明,3份材料聚为一类,也属于中间偏籼类型。通过广泛测交,发现应用籼粳杂交,在籼稻遗传背景中掺入一定比例的粳稻"血缘",培育中间偏籼型不育系,对丰富水稻育种遗传背景,配制超级杂交稻组合具有重要意义。

水稻籼粳交育种策略的优化及育种实践

籼粳交育种是水稻育种取得突破的基本途径,以培育掺粳籼稻为主题,分析了籼粳交育种的多个育种策略,利用典型粳稻和采用三交(回交)方式是优先可取的方法,但存在工作量大的问题。为此,提出了工作量小、能有效缩短育种时间的高效育种策略,即(籼型细胞质雄性不育系/对细胞质雄性不育系具有保持能力的典型粳稻品种F1//具有恢复能力的籼稻品种或恢复系"的育种策略,回顾了籼粳交育种历程及所取得的成效,并对籼粳交育种策略的进一步优化进行展望。

籼粳交水稻花药培养条件的优化

旨在筛选最适出愈培养基,以水稻籼粳交品种的花药为植体,以预处理时间、2,4-D质量浓度、播期、接种密度、叶枕间距为因素的正交试验,通过方差分析研究影响籼粳交后代花药出愈率的主要因素,并对其最适值进行优化。成苗阶段研究MS培养基中加入4种不同植物激素、在不同的愈伤培养时间以及培养温度处理条件下对籼粳交材料愈伤组织成苗率的影响。结果表明,不同籼粳交材料后代均在3号M8培养基的出愈率最高;预处理时间、叶枕间距的差异达到极显著水平。在分化成苗阶段,蔗糖是影响成苗阶段的主要因素,其次为6-BA,且分别在30g/L、4mg/L时分化率最高。愈伤培养30d转接分化率最高;培养温度为29℃时绿苗率最高。表明,M8+8mg/L 2,4-D+8mg/L NAA+4mg/L KT+2mg/L 6-BA+30g/L蔗糖+6g/L琼脂为最优出愈培养基;预处理时间和叶枕间距是影响出愈率的主效因子,最适宜分化培养基配比为MS+6-BA 4mg/L+蔗糖30g/L+琼脂6g/L;最佳愈伤转接时间为30d;最佳培养温度为29℃。

应用花培技术培育水稻籼粳交两系不育材料

【目的】快速将粳稻染色体片段渗入籼型两系不育系,获得稳定材料,便于亚种间杂种优势利用。【方法】对籼型两系不育系Bph68S与粳稻少孽粳杂交的F1,采用花药培养的方法,构建籼粳交DH系两系材料,并观察其杂种优势表现。【结果】对大田的种植株型进行鉴定,从242株绿苗中获得123个二倍体单株,其中41个单株具有两系不育系的特性;DH3S两系不育单株具有较强的杂种优势,与母本Bph68S相比,其有效穗降低(14.2±2.9)%,成穗率增加(21.5±5.8)%,株高降低(28.5±3.2)%。两系不育株DH3S与籼稻9311组配杂交种F1的成穗率、穗粒数和单株产量均高于Bph68S与9311组配的杂交组合。【结论】用籼稻两系不育亲本与粳稻杂交的F1花培构建DH两系不育材料,可快速获得两系不育系稳定中间材料,是快速获得籼粳交不育系的可行方法。

籼粳交杂种不同灌浆期稻米缬氨酸含量的发育遗传

采用可以估算不同发育时期基因累加效应和特定发育时期净遗传效应的遗传模型和统计分析方法，研究了不同环境条件下籼粳交稻米灌浆过程中缬氨酸含量的发育遗传规律。结果表明，控制籼粳交稻米缬氨酸含量表现的基因在稻米多数发育时期均有表达，其中以颖花开花受精后第8～14天表达量最大。遗传率分析揭示缬氨酸含量在稻米5个不同发育时期的母体和细胞质普通遗传率及其相应的环境互作遗传率均较高，育种低世代进行单株选择可以提高稻米缬氨酸含量的育种效率。亲本遗传效应分析表明，浙38A、浙农8010A、金23A和中9308等4个亲本有利于增加籼粳交稻米的缬氨酸含量，其中浙38A受环境影响最小，可应用于配制高缬氨酸含量的杂交稻新组合。

籼粳交恢复系T914的选育及利用

用广亲和籼粳交恢复系 Ｔ９８６ 与 Ｔ２８（密阳 ４６ 系选）杂交选育而成的籼粳交恢复系 Ｔ９１４，具有恢复度高、杂种优势强、抗病性好、米质优、花粉量足等特点，是一个对籼型不育系恢复较广的优良恢复系。用其与协青早 Ａ 配组育成的协优 ９１４ 于 １９９７ 年通过浙江省农作物品种审定。

水稻籼粳交偏籼后代材料花药培养研究

试验利用水稻籼粳交偏籼后代的10份材料进行了花药培养效果研究,结果如下:不同株系间培养效果存在较大差异,出愈率和绿苗分化率之间没有必然联系;N6、SK3培养基对籼粳交偏籼后代材料的培养效果明显优于通用培养基,N6又稍优于SK3培养基;花培材料在预冷处理之前不宜剪叶;从试验中筛选到了2份具有较高培养力的株系,为今后遗传育种工作和分子遗传研究提供了合适的遗传工程材料。

籼粳交后代中的穗型指数与亚种特性及产量性状的关系

以两个典型的籼粳交重组自交系F6群体(RILSA:中优早8号/丰锦;RILSB:七山占/秋光)为试材,分别在四川和辽宁种植,研究穗型指数(PTI)与亚种特性及产量性状的关系。结果表明,PTI在籼粳交后代中表现连续变异,籼粳交可以创造大量具不同PTI的株系,可以作为理想穗型选育的来源。生态环境对PTI有显著影响,从辽宁到四川,PTI显著变小。PTI与大多数亚种特征性状呈显著负相关。PTI在不同亚种类型间有明显差异,总体上有籼(H)>偏籼(H′)>偏粳(K′)>粳(K)的趋势,但PTI不可以作为判别亚种类型的依据,因为籼粳交后代中的PTI在不同亚种类型间交错重叠。PTI与穗部性状和产量性状大多呈负相关,两群体中绝大多数株系的PTI为中下部优势型,在产量上具有明显优势。

两个籼粳交杂种F_2几个重要性状的分布

比较了 0 2 4 2 8/培矮 6 4和台中 6 5 /特青两个不同的籼粳交组合 F2 结实率、株高和几个程氏分类性状的分布。结果表明 :(1)两个组合的株高呈现相似的正态分布 ,不受其 F1 结实率和株高的影响 ,说明 F2 株高不存在配子选择问题 ;在杂交亲和性较好的 0 2 4 2 8/培矮 6 4中 ,F2 的平均结实率与其 F1 的结实率几乎相等 ,而台中 6 5 /特青结实率则表现为由 F1 到 F2 增加的趋势 ,说明配子选择在亲和性较好的杂种中很少或不存在 ,而在亲和性相对较差的组合中存在。(2 )在程氏分类性状的分布中 ,叶毛、抽穗时稃色和第 1～ 2穗轴节长等存在大量的中间类型 ,表现明显的正态分布 ,稃毛和酚反应虽呈双峰分布 ,但仍然存在少量的中间类型 ,而谷粒长宽比则表现极端的偏斜分布 ,明显地偏向粳型。虽然各分类性状表现不同的分布类型 ,但程氏分类指数表现出正态分布 ,即偏籼偏粳的中间型占绝大多数。

籼粳交后代米粒垩白度的遗传分析

对4个籼粳交组合P,F_1,F_2世代米粒垩白度的遗传研究表明,垩白度在杂交F_1代多偏向小值亲本,F_2出现大量超低亲和超高亲分离,呈连续的多峰分布,广义遗传力49.6％～61.8％。米粒垩白度与主要产量性状间无明显的相关关系。说明通过籼粳杂交改良稻米垩白度是可行的。

稻瘟病抗性品种云引籼粳交花药培养体系的建立

【目的】花药培养在不同培养基成分构成的条件下,诱导率和成苗率等都存在显著差异。通过优化培养基成分以及其他培养条件,提高云引籼粳杂交后代花药培养效率,为稻瘟病抗性品种云引的挖掘和利用奠定基础。【方法】以稻瘟病抗性粳稻品种云引作为母本,与常规籼稻品种粤晶丝苗进行杂交,F1代幼穗经过消毒后接种。根据不同基础培养基,碳源以及2,4-D质量设置了12种诱导培养基,经过比较出愈率、绿苗率、得苗率和花药培养力,进而确定最佳的培养条件。【结果】NB培养基的最高培养力仅为0.52%,而M8培养基的培养力0.90%~1.92%;以蔗糖为碳源的M8培养基早期出愈率可达到11.32%,添加1.0 mg·L^-1 2,4-D和2.0 mg·L^-1 2,4-D花药培养力相当,分别为1.89%和1.92%;而0.2 cm大小的愈伤组织进行分化时绿苗率最高,达到18.3%。【结论】云引籼粳交材料的最佳花药培养条件为:M8基础培养基,添加50 g·L^-1蔗糖作为碳源和1.0~2.0 mg·L^-1 2,4-D,当花药愈伤组织长至0.2 cm时转移至分化培养基分化。

水稻籼粳交杂种优势的研究 Ⅱ.主要生理性状及产量性状的杂种优势分析

对籼粳稻杂交F1代的主要生理和产量性状的杂种优势及正反交差异表现进行分析。研究结果表明 :不同杂交组合F1代的杂种优势表现不同 ,有的性状呈正向优势 ,有的性状呈负向优势 ;不同性状间正反交差异表现不同 ,有的性状正反交差异达到显著水平 ,有的性状正反交差异不显著。在育种实践中要根据不同品种各个性状间F1代杂种优势表现进行合理利用。