水稻质核互作雄性不育系异交结实率的初步研究

为了研究水稻质核互作雄性不育系异交结实率与父母本的关系,以花籼A(野败胞质)、华农A(野败胞质)、华农A(夜公胞质)、华农A(饶平野稻胞质)共4个水稻质核互作雄性不育系为母本,以抗草种、T180、G72、金华占2号、华航1号、粤香占、HN5413、丰穗占、M22和M31共10个恢复系进行配组,结果表明:不同质核互作雄性不育系异交结实率存在显著的差异;不同恢复系间的异交结实率也存在显著差异;不育系和恢复系互作效应对异交结实率的影响不明显;同质异核不育系的异交结实率的差异达到显著水平,而同核异质不育系的异交结实率的差异不显著。这说明水稻质核互作雄性不育系异交结实率的差异主要受核内遗传物质的影响,细胞质对异交结实率的影响不明显。进而提出了在选育水稻质核互作雄性不育系时,不仅要注意优良异交开花习性,而且还要注意核内遗传物质对异交结实率的影响。

大豆质核互作雄性不育系JLCMS9A花药败育的细胞形态学特征研究

为了从细胞形态学角度明确大豆质核互作雄性不育系JLCMS9A花粉败育的发生时期和原因,以质核互作雄性不育系JLCMS9A为试验材料,保持系JLCMS9B为对照材料,采用FAA液固定法、苯酚品红压片法和石蜡切片法,分别对花器官形态、小孢子及花药形态进行显微镜观察,分析其花器官和小孢子发育过程中形态及细胞学特征的变异。结果显示:保持系JLCMS9B与不育系JLCMS9A的花粉管长度、柱头、花柱总长、花粉大小及柱头表面积的差异达到显著水平,JLCMS9A的花器官各部位较JLCMS9B小或者短;在花粉减数分裂过程中,不育系JLCMS9A在减数第二次分裂末期发生异常分裂,形成三分体而非正常的四分体;而从花药的石蜡切片观察到JLCMS9A在造孢期不能进行正常的四分体联会,伴随绒毡层提前降解,未形成正常的花粉壁,小孢子出现畸形,形成空瘪内陷无活力的花粉,最终导致败育。结果说明大豆质核互作雄性不育系JLCMS9A花粉败育发生在花芽期,主要由绒毡层提前降解导致。

大豆雄性不育系柱头活力研究

对大豆质核互作雄性不育系W931A和可育对照品种9240-25的柱头活力测定结果表明:W931A的雌蕊育性正常,其柱头活力与正常品种相仿.在延迟授知情况下,柱头活力可保持22.5天,以盛花末花期中上部的花柱头活力最强,在同一节位上授粉花数控制在12个范围内,成荚率可高达50%60%.

水稻细胞质雄性不育恢复性的等位基因分化

选用WA型、Y型和DA型3种细胞质的4个不育系(博白A、珍汕97A、协青早A和Y华农A)对6个单片段代换系、8个双片段聚合系和华粳籼74的恢复力进行测交鉴定,结果表明:(1)6个单片段代换系、8个双片段聚合系和华粳籼74对于4个不育系的恢复力存在显著的不同,携带有Rf3基因座位的单片段代换系的恢复力均低于携带有Rf4基因座位的单片段代换系,并且低于对照品种(华粳籼74);单片段代换系S6对这3种不育细胞质均具有较强的恢复力,单片段代换系S5对珍汕97A(WA)、协青早A(DA)具有较强的恢复力。(2)在华粳籼74的遗传背景下,4个不育系可恢复性存在差异,程度依次为:协青早A>博白A>珍汕97A>Y华农A,即Y华农A的不育性最难恢复,而协青早A的不育性最易恢复。(3)在恢复基因Rf3和Rf4基因座分别鉴定出4个等位基因,由弱到强依次命名为Rf31、Rf32、Rf33、Rf34和Rf41、Rf42、Rf43、Rf44,受体亲本华粳籼74的基因型为Rf34Rf34Rf42Rf42,即华粳籼74携带的Rf3基因的恢复性很强,携带的Rf4基因恢复性却比较弱。(4)携带有较弱恢复性基因(Rf3和Rf4)的单片段代换系聚合为双片段聚合系后恢复力有减小的趋势。本研究结果将为水稻三系的选育和恢复基因的转移奠定基础。

辣椒雄性不育三系品种安辣6号的选育

安辣6号是安徽农业大学园艺学院和合肥江淮园艺研究所以质核互作雄性不育系97-22A为母本、恢复系96-25C为父本配制的辣椒杂交一代新品种。中早熟;果实羊角形,青果深绿色,果长18～22cm,果肩宽1.6cm,果肉厚0.28cm,味极辣;平均单果质量23g,667m2产量约3300kg。采用三系配套制种,667m2种子产量可增加29%,生产成本降低49%,杂交一代种子纯度达到100%。适宜安徽、江西、浙江等地栽培。

粳稻三系亲本的性状特征与杂种优势分析

收集具有代表性的BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个,共配制229个杂交粳稻组合,就三系亲本的性状特征、粳稻的杂种优势、不同性状亲子间的相关性进行了研究。结果表明:(1)恢复系和保持系的潜在库容相近,但恢复系分蘖性较弱、结实率和千粒重较低,单株产量显著低于保持系。恢复系的垩白度显著高于保持系,直链淀粉含量极显著低于保持系。改良外观品质和提高结实率是今后恢复系选育的主要目标。(2)杂交粳稻普遍存在较强的中亲优势,多数性状的超亲优势不强,但在生长势上则表现非常明显的竞争优势。杂交粳稻大穗优势突出,但结实率多表现负向优势,是目前制约杂交粳稻产量优势发挥的主要限制因素。(3)杂种的多数性状由不育系和恢复系共同决定,杂种与中亲值的相关性最好。比较而言,抽穗期、穗总粒数等性状与不育系关系较为密切,株高、穗实粒数、结实率、品质性状与恢复系关系较为密切。

三系法水稻亚种间杂种优势利用途径的研究

为利用水稻不同亚种间的杂种优势,以现有主要不育系,包括籼型野败(WA)型不育系、红莲(HL)型不育系和粳型BT型不育系,分别与不同类型的籼型或粳型保特系或恢复系杂交,根据F1的育性分析籼、粳不同品种对不同细胞质雄性不育系的恢保特性。结果表明:①在同一核背景下,不同胞质不育系的可恢复性为BT型不育系>HL型不育系>WA型不育系;②WA型粳型不育系的育性可恢复性明显低于相应的籼型不育系,即使这类不育系携有广亲和基因,多数野败型籼稻恢复系仍很难恢复其育性;③鉴于大多数籼稻品种对BT型不育系均具一定的恢复力,因而选育广亲和BT型籼型不育系很难有效进行,且常见的广亲和品种对BT型粳型不育系一般均具有一定程度的恢复能力,因此选育广亲和的BT型雄性不育系在实际上存在较大困难;④基于上述原因,为有效利用水稻亚种间杂种优势,以广亲和品种与现有恢复系杂交,在选育高配合力广亲和恢复系的基础上再与不育系杂交,较易获得成功。

杂交粳稻三系亲本主要性状的配合力分析

收集具有代表性的BT型粳稻不育系及恢复系各11个,共配制121个杂交粳稻组合,就三系亲本主要性状的配合力进行分析。结果表明:①杂交粳稻的多数性状是受亲本一般配合力(GCA)和组合特殊配合力(SCA)共同决定的。其中抽穗期、每穗总粒数受不育系GCA的作用较大,株高、千粒重受恢复系GCA的作用较大,单株穗数、结实率、每穗实粒数、单株产量、单株颖花量、潜在库容受组合SCA的作用较大。就外观品质而言,GCA较SCA重要,且不育系GCA的作用相对较大;就蒸煮食用品质而言,主要由恢复系GCA和组合SCA决定。②不育系中,农垦57A、陵风A和六千辛A单株产量的GCA较好,圣稻301A、武运粳7号A、863 A和泗稻9618A外观品质的GCA较好,泗稻9618A、爱知香A和圣稻301A配制的组合具有早熟的特点。③恢复系中,CR134单株产量、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重、结实率和外观品质的GCA均好,且这些性状的SCA方差不显著,表明利用该恢复系较易选配出优质高产组合,具有较好的利用价值。

中国江苏和日本粳稻不育系主要性状的配合力分析

以6个BT型日本粳稻不育系和6个BT型江苏粳稻不育系为母本,与7个中国粳稻恢复系杂交,比较分析两类不育系12个性状的配合力。结果表明:与江苏不育系相比,日本不育系单株产量、垩白粒率的一般配合力较好,所配制的杂种多表现为早熟、穗多、结实率高、产量高、品质优等特点,但穗型一般较小、千粒重较低。亲缘关系较远可能是日本不育系与中国恢复系配组杂种优势较强的原因之一。据此,利用日本优质粳稻不育系陵风A与中国恢复系SIR218杂交,育成杂交中粳组合陵风优18。

粳稻三系亲本亲子间性状相关性分析

[目的]研究粳稻三系亲本亲子间性状的相关性。[方法]以BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个为供试材料,配制229个杂交粳稻组合,测定其农艺性状、产量性状和品质性状,并对数据进行相关性分析。[结果]杂种的多数性状由不育系和恢复系共同决定,杂种与中亲值的相关性最好,杂种与高亲值的相关性一般好于与低亲值的相关性。抽穗期、穗总粒数等性状与不育系关系较为密切,株高、穗实粒数、结实率、单株产量、品质性状与恢复系关系较为密切。所有产量性状亲子间的相关系数均小于0.7,说明杂种的产量性状还与双亲的特殊配合力有密切的关系。[结论]该研究为杂交粳稻育种提供配合力好的亲本资源,并为生产应用提供优质高产的杂交粳稻组合。

水稻单片段代换系对CMS-DA恢复力的鉴定和遗传分析

选用矮败型细胞质(DA-CMS)的不育系协青早A(XqA)对8个携带供体恢复基因Rf3,14个携带供体恢复基因Rf4的水稻染色体单片段代换系(Chromosome single segment substitution lines,SSSLs)和华粳籼74(HJX74,Rf3Rf3/Rf4Rf4)的恢复力进行测交鉴定,并利用恢复力最强的SSSL S18与XqA组配,采用杂交回交和分子标记辅助选择的方法,构建BC3F2群体,筛选鉴定出携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4,Rf3Rf3/rf4rf4,rf3rf3/Rf4Rf4和rf3rf3/rf4rf4的BC3F2单株,观察这些植株的花粉和小穗育性,并利用213个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析,研究恢复基因Rf3和Rf4对于DA-CMS的遗传效应。结果表明:在同一细胞核背景下,22个SSSLs和HJX74对于XqA的恢复力存在着显著的不同,携带恢复基因Rf3的SSSLs恢复力均低于携带恢复基因Rf4的SSSLs,并且低于对照品种HJX74;携带Rf3的SSSL S1和SSSL S2对于XqA的花粉(小穗)育性分别为14.1%(61.7%)和15.7%(62.5%),表现出较弱的恢复力;携带Rf4的SSSL S16-SSSL S22对于XqA的花粉和小穗育性均高于87%和95%,其中SSSL S18的表现出最强的恢复力(花粉育性89.2%,小穗育性96.4%)。在构建的BC3F2群体中,携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4,Rf3Rf3/rf4rf4,rf3rf3/Rf4Rf4和rf3rf3/rf4rf4单株的遗传背景片段数平均为1.0,对应于恢复基因Rf3和Rf4座位的代换片段平均长度分别为18.3 cM和12.8 cM。这4种基因型的遗传效应大小为Rf3Rf3/Rf4Rf4>rf3rf3/Rf4Rf4>Rf3Rf3/rf4rf4>rf3rf3/rf4rf4,即恢复基因Rf4的恢复力大于Rf3的恢复力,而且这两个基因表现出累积效应。

粳稻三系亲本的杂种优势与配合力分析

收集具有代表性的BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各11个,共配制121个杂交粳稻组合,就粳稻的亲本配合力等问题进行了较系统的研究,结果如下:配合力方差分析表明,不育系间、恢复系间及两者的互作均达极显著,说明杂交粳稻的多数性状是受亲本一般配合力(GCA)和组合特殊配合力(SCA)共同决定的,其中抽穗期、茎粗、穗弯曲度、着粒密度、单株穗数、穗总粒数不育系GCA的作用较大,株高、千粒重恢复系GCA的作用较大,结实率、穗实粒数、单株产量、单株花量、潜在库容组合SCA的作用较大。就外观品质而言,GCA较SCA重要,并且不育系GCA的作用相对较大,说明优质亲本的选用对优质杂交粳稻的培育至关重要。就蒸煮食用品质而言,不育系GCA的作用相对较小,主要由恢复系GCA和组合SCA所决定。

粳稻三系亲本杂种间性状相关性分析

为了解当前粳稻三系亲本的基本现状,以期为杂交粳稻育种提供参考、依据,本研究收集具有代表性的BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个,共配制229个杂交粳稻组合,对粳稻杂种间性状相关性等问题进行了较系统的研究,杂种间性状的相关分析表明,农艺性状与产量性状、农艺性状与品质性状、产量性状与品质性状相关系数较小或一般不存在显著相关,通过选择,可将高产、优质和较好的农艺性状聚合到同一杂种中。

粳稻三系亲本的杂种优势研究

本研究收集具有代表性的BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个,共配制229个杂交粳稻组合,就粳稻的杂种优势问题进行了较系统的研究,结果:杂交粳稻普遍存在较强的中亲优势,但多数性状的超亲优势不强,在生长势上则表现非常明显的竞争优势。杂交粳稻大穗优势突出,但结实率多表现为负向优势,是目前制约杂交粳稻产量优势发挥的主要限制因素。

水稻CMS和TGMS近等基因系的构建及其配合力评价

以温敏核不育系培矮64S和6311S为母本和轮回亲本,与保持系新协黄B杂交,采用回交-测交的方法,排除恢复基因和温敏核不育基因,首次育成了温敏核雄性不育系的质核互作型雄性不育近等基因系培矮64A和6311A。并配组了一套4个不育系×6个恢复系的不完全双列杂交组合。研究了温敏核不育系和质核互作型雄性不育近等基因系培矮64S和培矮64A及6311S和6311A的育性、形态特征和一般配合力的差异。结果表明,在遗传背景相同的前提下,不育期的温敏核不育系与其相应的质核互作型雄性不育系除花粉特征、柱头大小和异交结实率有一定差异外,其他农艺经济性状均表现一致。近等基因系培矮64S和培矮64A与6311S和6311A产量及其他农艺性状的一般配合力存在显著差异,但是培矮64S和培矮64A、6311S和6311A的产量及其他农艺性状的一般配合力没有显著差异,说明水稻杂种优势的高低与两系三系法没有必然的联系。

水稻CMS-WA和CMS-Y育性恢复基因Rf3和Rf4的等位性分化

为了检测水稻第1染色体上恢复基因Rf3和第10染色体上恢复基因Rf4的等位性分化,利用8个携带Rf3基因座位,16个携带Rf4基因座位的染色体单片段代换系(chromosome single segmentsubstitution line,SSSL)和华粳籼74(HJX74)为父本,野败型(WA)细胞质雄性不育系珍汕97A(ZsA)和Y型(Y)细胞质雄性不育系Y华农A(HnA)为母本杂交,采用分子标记辅助选择的方法,鉴定携带基因型Rf3rf3/Rf4rf4的F1杂种株并对其花粉和小穗育性进行考察。结果表明:(1)24个SSSLs和HJX74对于2个不育系的恢复力存在着显著的不同,携带Rf3基因座位的SSSLs恢复力均低于携带Rf4基因座位的SSSLs,并且低于对照品种HJX74;SSSL S6对于WA-CMS的花粉小穗育性分别为7.2%和15.5%,对于Y-CMS的花粉小穗育性分别为1.3%和12.4%,表现出最弱的恢复力;SSSLs S14-S18和SSSL S20对这2种不育系的平均花粉和小穗育性分别高于70%和85%,表现出较强的恢复力。(2)在恢复基因Rf3和Rf4基因座分别鉴定出3个和4个等位基因,由弱到强依次命名为Rf3-1、Rf3-2、Rf3-3和Rf4-1、Rf4-2、Rf4-3、、Rf4-4,受体亲本HJX74的基因型为Rf3Rf3/Rf4Rf4,其Rf3的恢复性强于Rf4恢复性。(3)在HJX74的遗传背景下,WA型不育细胞质的可恢复性好于Y型不育细胞质。

不同类型亲本的杂交粳稻产量性状比较

收集不同熟期、不同类型的BT型粳稻不育系(保持系)和恢复系,对亲本分别按不同性状进行聚类,比较分析不同类型亲本配组杂种后代的性状表现,结果表明:1)不同类型亲本配组,杂种的性状一般表现为中间类型;2)亲本的抽穗期、株高对杂种单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、单株产量、单株颖花量等多数产量性状无明显影响。亲本的穗粒结构对杂种的穗粒构成有明显影响,多穗型亲本间配组,杂种每穗总粒数及单株颖花量、产量潜力均较小;大穗型亲本间配组,杂种每穗总粒数及单株颖花量、产量潜力均较大;3)以多穗型不育系与大穗型恢复系配组,产量较高,是现有亲本配制杂交粳稻一种较好的配组方式;4)直立穗不育系与弯曲穗恢复系配组,杂种单株颖花量最多,产量潜力最大,而且株叶形态较好,如筛选到结实率高的组合,该配组方式的杂种具有较高的增产潜力。

白萝卜新品种雪玉1号的选育

雪玉1号是以萝卜核-胞质互作雄性不育系803A为母本,以05-6-8-12为父本配制而成的白萝卜一代杂种。生育期75d(天),植株开展度66.8cm,叶片长39.9cm,宽15.08cm,主脉白绿色,叶绿色,叶柄绿色,叶片长、倒卵形,叶缘缺刻深,叶面稍皱,有叶刺,短而多;肉质根长圆柱形,皮黄绿色,肉白色,肉质根长48.25cm,横径10.19cm,表皮光滑;平均单株质量2.54kg,肉质根质量2.14kg,高抗软腐病、黄瓜花叶病毒病和花椰菜花叶病毒病,抗霜霉病和芜菁花叶病毒病,群体整齐度高,每667m2产量6000kg左右,适合在东北、华北、西北地区栽培。