籼型细胞质对粳稻杂交后代F1稻米品质的影响

为促进东北粳稻稻米品质遗传育种研究,本试验利用分子标记手段对东北粳稻细胞质进行籼粳类型鉴定,再以4份籼质粳核超高产粳稻与4份粳质粳核粳稻构建双列杂交群体,分别在沈阳和哈尔滨两地种植,分析籼型细胞质背景下杂交后代F_(1)稻米品质性状的变化特征。结果表明,筛选到4份超高产粳稻沈农265、沈农9741、辽粳454、沈农9816的细胞质为籼型;杂交后代F_(1)品质性状相关性分析得出,食味值与直链淀粉含量正相关,与蛋白质含量极显著负相关;稻米品质方差分析表明,与粳质粳核材料相比,籼质粳核材料稻米蛋白质含量低,加工品质、蒸煮食味值高。综上所述,相同核遗传背景下,籼质粳核基因互作可能有利于提高稻米品质和口感。

海拔和籼粳细胞质背景对水稻F2代群体杂种优势和自交衰退的影响

【目的】分析海拔引起的环境温度变化对籼粳稻细胞质背景下的F1代配子基因型的选择效应及其对后代分离群体优势和衰退的影响,为水稻育种及全球气温变化对水稻遗传变异的效应研究提供理论参考。【方法】以具有籼稻细胞质背景的改良粳稻品种南34与耐冷性极强的粳稻老品种小麻谷为亲本,将正反交F1代种植在3个海拔条件下产生6个F2代群体,对其11个生物学性状的杂种优势及自交衰退进行分析。【结果】株高、剑叶长、剑叶宽、有效穗数、主穗长、穗颈长、实粒数和结实率8个性状的自交衰退在6个F2代群体中均达显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)水平,播始历期、1~2穗节长和着粒密度等3个性状的自交衰退在部分F2代群体中达显著或极显著水平。正反交组合F2代群体中播始历期、株高、剑叶宽、有效穗数、实粒数和结实率6个性状的杂种优势和自交衰退均随海拔的升高而减小,剑叶长、主穗长、1~2穗节长、穗颈长和着粒密度5个性状的杂种优势和自交衰退在正反交组合中具有明显的差异。F2代群体生物学性状的中亲优势率、超亲优势率和自交衰退率明显受到产生F2群体的海拔和细胞质背景的影响。【结论】海拔和细胞质背景对水稻F2代群体杂种优势及自交衰退产生的效应,分别是由于海拔导致的环境温度变化对杂种F1代的雄配子选择以及不同细胞质背景下由雄配子和雌配子共同选择造成。此外,海拔对F2代群体当代的孢子体同样具有非常明显的效应。

不同海拔产生的水稻F_(2)群体孕穗期耐冷性遗传相关性分析

【目的】研究海拔引起的环境温度变化对籼、粳稻细胞质背景下的F_(1)配子基因型选择效应及其对后代分离群体孕穗期耐冷性遗传相关性的影响,以期为水稻耐冷育种提供参考。【方法】以耐冷性极强的粳稻老品种小麻谷和具有籼稻细胞质背景的改良粳稻品种南34为亲本,将在3个海拔条件下产生的正、反交杂合体F_(2)群体种植于海拔2200 m,对其生物学性状间的相关性进行比较分析,并在此基础上对孕穗期耐冷性主要指标小穗育性进行回归分析和通径分析。【结果】产生F_(2)群体的海拔与其各性状间的相关性具有明显效应,该效应受到籼、粳细胞质背景的影响。所有F_(2)群体中实粒数和总粒数对小穗育性都有明显的贡献度,其中实粒数为正向贡献且贡献度最大,总粒数为负向贡献,株高、主穗长和着粒密度等要素也在不同的F_(2)群体中表现出一定的贡献值。【结论】海拔对水稻F_(2)群体孕穗期耐冷性遗传选择具有明显的影响。在水稻耐冷性育种中可选择耐冷性强的亲本进行杂交,将F_(1)杂合体种植于海拔或温度差异较大的不同环境条件下,再将其分离群体种植于低温条件下进行筛选,即能够选择到耐冷性更强的单株。

7个籼型水稻细胞质雄性不育系异交习性的研究

以D型细胞质雄性不育系D62A、D63A、D64A、D23A,冈型细胞质雄性不育系G46A,和野败型细胞质雄性不育系珍汕97A、金23A等7个籼型细胞质雄性不育系为材料,视珍汕97A为对照,在海南对它们的异交性能进行了比较研究。结果表明:7个细胞质雄性不育系的颖花开花率从高到低依次为D23A、D63A、D62A、D64A、珍汕97A、金23A、G46A;D62A等6个细胞质雄性不育系的柱头外露率均高于对照珍汕97A;除G46A、金23A外,其余4个的午前花率均比对照珍汕97A高;D62A、D63A、D64A等3个细胞质雄性不育系的平均张颖时间均比对照珍汕97A长,其余三个短于珍汕97A。柱头活力的强弱顺序依次是:对照珍汕97A、D62A、金23A、D63A、D64A、G46A、D23A。异交结实率从高到低的顺序是D62A、D63A、D23A、金23A、D64A、G46A、珍汕97A。

7个籼型水稻细胞质雄性不育系异交性能的研究

以 7个籼型水稻细胞质雄性不育系 D6 2 A、D6 3A、D6 4 A、D2 3A、G4 6 A、金 2 3A珍汕 97A为材料 ,视珍汕 97A为对照 ,在海南对它们的异交性能进行了研究。结果表明 :7个细胞质雄性不育系的颖花开花率从高到低依次为 D2 3A、D6 3A、D6 2 A、D6 4 A、珍汕 97A、金 2 3A、G4 6 A;D6 2 A等 6个细胞质雄性不育系的柱头外露率均高于对照珍汕 97A;除G4 6 A、金 2 3A外 ,其余 4个的午前花率均比对照珍汕 97A高 ;D6 2 A、D6 3A、D6 4 A等 3个细胞质雄性不育系的平均张颖时间均比对照珍汕 97A长 ,其余三个短于对照珍汕 97A。柱头生活力系数大小依次是 :对照珍汕 97A、D6 2 A、G4 6 A、D6 3A、D2 3A、D6 4 A、金 2 3A。异交结实率从高到低的顺序是 D6 2 A、D6 3A、D2 3A、金 2 3A、D6 4 A、G4 6 A、珍汕 97A。

江淮流域杂草稻叶绿体DNA的籼粳分化

为了探明江淮流域杂草稻的细胞质来源,根据水稻叶绿体DNA ORF100(Open Reading Frame 100)序列在籼粳间存在69 bp差异的特征,设计了InDel标记cpDNA69。利用该标记对2个分别以籼稻和粳稻为母本的F2群体、22份栽培稻(Oryza sativaL.)、3份普通野生稻(O.rufipogonGriff.)进行了分析验证。PCR结果可以获得缺失和非缺失两种带型,缺失带型与以籼稻为母本的F2群体、10份籼稻材料完全对应;非缺失带型与以粳稻为母本的F2群体、11份粳稻材料完全对应,3份广西普通野生稻为非缺失带型,属粳型,1份以粳稻为母本的籼粳杂交材料为粳型。因此,cpDNA69可以用作叶绿体籼粳鉴定标记。利用该标记对22份杂草稻的叶绿体DNA鉴定的结果表明,7份早年发现的杂草稻,即江苏省连云港穭稻和安徽省怀远、来安、全椒、肥东的塘稻的叶绿体DNA为非缺失带型,属粳型,而近年来在江苏省扬中、高邮、灌云、洪泽、盐都、兴化、如皋等地直播稻田发现的15份红米杂草稻的叶绿体DNA为缺失带型,属籼型。这为进一步研究江淮流域杂草稻的来源提供了依据。

高温伏旱下籼粳型水稻不育系的开花习性

【目的】研究高温伏旱与籼粳型水稻不育系开花习性的关系,并鉴定高温伏旱条件下具有良好开花习性的籼粳型水稻不育系,为新选系的应用和地方种质的进一步改良提供理论依据。【方法】以5个偏粳型和5个偏籼型的籼粳型水稻不育系材料为研究对象,通过大田分期播种,使各参试材料开花期遭遇自然高温伏旱,通过调查单穗开花花时动态、单穗和单株开花历期及柱头外露率等指标对参试材料进行综合评价。【结果】参试材料间开花习性差异明显;在高温伏旱条件下,材料类型是导致开花习性差异的主要因子;其中6466A、6474A、805A和650A等4个不育系具有开花高峰期较早、单穗和单株开花历期较长、柱头外露率较高、柱头生活力高等优点。6466A开花高峰期集中在10:31~12:00,较G46A提前1.5 h;6474A的柱头外露率较高,达78.16%;650A的单株开花历期最长,达17.2 d;805A的柱头生活力较高,且可保持时间较长。【结论】不育系6466A、6474A、805A和650A在高温伏旱条件下表现出较好的开花习性,可作为高温伏旱下育种的选育亲本,或在种质资源改良中加以利用。

不同海拔下水稻正反交F_2群体的孕穗期耐冷性研究

云南高寒稻区的地方粳稻品种小麻谷与籼稻细胞质的改良品系南34的正反交F1分别种植于海拔400,1 860和2 200 m的3个点,对6个F2群体的孕穗期耐冷性进行分析。结果表明小穗育性是对低温最敏感的性状,可用作孕穗期耐冷性的评价指标。F2(小麻谷×南34)群体的平均孕穗期耐冷性均极显著高于同一海拔下产生的反交F2群体的表现(P<0.01)。同一组合在2 200 m海拔产生的F2群体平均孕穗期耐冷性均高于其余两海拔产生的群体,其中显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于在400 m海拔产生的群体。结果明确了杂种F1在高海拔低温条件下传粉产生的后代更耐低温,其中在粳稻细胞质背景下更为明显。在F2(小麻谷×南34)群体中耐冷性状的分布主要是受耐冷基因的作用,然而在其反交F2群体中耐冷性状的分布除受耐冷基因的作用外,还受到籼稻细胞质背景的影响。

5种主要籼稻不育系细胞质的胞质效应研究

用龙特浦A、冈46A、Ⅱ-32A、新协黄A和粤泰A等应用于生产的5种主要类型细胞质雄性不育系及其保持系进行交叉配组,产生了20个二元系,研究了不同细胞质对二元系的育性、白叶枯病抗性、主要经济性状的影响。结果表明除了红莲型细胞质外,野败型、冈型、印尼水田谷型、矮败型的保持关系相同,不同细胞质对白叶枯病的抗性没有显著差异,对主要经济性状的影响较小,但对异交性状具有一定影响,其中影响较大的为柱头外露率和开颖角度。讨论了多样性不育细胞质利用的途径。

水稻正反交杂合体在不同海拔产生的F_2群体的遗传分化研究

利用云南海拔2650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小麻谷与具有籼稻细胞质背景的改良品系南34为亲本,基于SSR标记评价了在400、1860和2200 m 3个不同海拔下产生的正反交F2群体的遗传多样性与遗传分化。结果表明,F2(小麻谷×南34)群体的遗传多样性高于在同一海拔下产生的反交F2群体。2个组合在海拔400 m的海拔产生的群体中遗传多样性均最小,并随海拔的升高而增加,在海拔2200 m的海拔产生的群体中遗传多样性最丰富。正反交组合F2群体间的遗传分化高于同一组合在不同海拔下产生的F2群体之间的遗传分化。同一组合在不同海拔产生的F2群体间的遗传分化随产生群体的海拔差异增加而扩大。本研究在DNA水平上证实了细胞质和海拔明显影响水稻杂种后代群体的遗传多样性和遗传分化。

水稻籼型不育系选育研究进展

回顾了水稻籼型不育系选育的历史,分别从新质源发掘及利用、不育系选育方法的创新以及"广亲和"理论的应用3个方面阐述了水稻籼型不育系的研究现状,并指出籼型不育系选育存在综合性状水平低、光温敏核不育系配合力低、两系法制种不安全等问题。最后从3个方面,即提高籼型不育系的综合性状,选育高配合力的两系不育系以及解决两系不育系安全制种技术问题,并展望了籼型不育系的育种前景。

籼粳稻细胞质背景下Rf-1位点PCR标记的遗传分离

本文在籼、粳稻细胞质背景下研究了Rf-1位点上PCR标记M45461的遗传分离比例,结果显示M45461的遗传分离与提供雄配子的杂合体的细胞质背景有关。粳稻细胞质不影响M45461的遗传分离比例,而籼稻细胞质会导致M45461极显著偏向籼稻或具有籼稻遗传成分较重的亲本。在籼、粳稻细胞质背景下,杂合体的花粉育性分别为半不育和正常可育,而小穗育性均正常。说明M45461的偏分离与雄配子选择有关,而与雌配子关系不大。该结果还揭示粳稻细胞质可以与籼稻细胞核和谐共存,籼稻细胞质则与粳稻细胞核存在不谐和的遗传互作。这一结论可以为籼粳分化的研究提供一些参考,也可为籼粳杂交父母本选择提供参考。

细胞质背景和海拔差异对水稻形态性状遗传参数的影响

以云南海拔2 650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小麻谷和具有籼稻细胞质背景的改良品系南34为亲本,分析比较了在400、1 860、2 200 m等3个不同海拔下产生的正反交F2群体中形态性状的遗传参数。结果表明:在不同海拔产生的水稻正反交F2群体形态性状遗传参数具有较大差异,细胞质和海拔各因素对形态性状具有明显的效应,但两者互作对形态性状的效应不明显。

籼粳细胞质和海拔差异对水稻F_1配子体基因型的选择效应

为研究籼粳细胞质背景和海拔引起的环境温度变化对水稻F1配子体基因型的选择效应,利用云南海拔2 650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小麻谷与具有籼稻细胞质背景的改良品系南34为亲本,分析比较了在400、1 860、2 200 m 3个不同海拔下正反交F1的花粉育性和小穗育性,以及在3个不同海拔下产生的F2群体的生物学性状。结果表明:在3个不同海拔、粳稻细胞质背景下的杂种F1的花粉育性和小穗育性均显著高于其在籼稻细胞质背景下的表现,其中花粉育性的差异更为明显。除细胞质外,海拔也同样极显著影响杂种F1的花粉育性,但对其小穗育性影响很小。在不同海拔下产生的F2群体的生物学性状存在显著或极显著差异,同一海拔下产生的正反交F2群体间的生物学性状也存在显著差异。结果表明不同细胞质背景和海拔差异对水稻F1的雄配子基因型具有明显的选择效应,选择压力引起雄配子的败育导致其后代孢子体的基因型发生选择。

不同海拔下产生的水稻正反交F_2群体形态性状遗传变异研究

本研究利用云南海拔2650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小麻谷与具有籼稻细胞质背景的改良品系南34为亲本,分析比较了在400、1860和2200 m 3个不同海拔下产生的正反交F2群体形态性状的遗传差异。结果表明,细胞质和海拔引起杂合体花粉育性的差异可导致其F2群体中形态性状发生明显的遗传变异,其中细胞质对F2群体形态性状遗传变异的效应随产生群体海拔的升高而增加,在2200 m的高海拔细胞质效应最为明显。该研究结果对探讨环境温度对细胞质效应的影响具有重要的参考价值。

不同海拔产生的水稻F_2群体杂种优势及自交衰退研究

以耐冷性极强的粳稻老品种小麻谷与具有籼稻细胞质背景的改良粳稻品种南34为亲本,将正反交杂合体在3个不同海拔试验点产生的F2群体种植在海拔2200 m试验点对其生物学性状的杂种优势及自交衰退进行分析。结果表明,海拔和籼粳细胞质背景以及两者的互作均明显影响着F2群体生物学性状的杂种优势表现和自交衰退。在不同海拔产生的F2群体生物学性状的杂种优势表现和自交衰退差异,主要是由于海拔导致的环境温度变化对杂种F1的雄配子选择造成,而不存在明显的雌配子选择。然而,正反交F2群体间生物学性状的杂种优势表现和自交衰退差异除由雄配子选择引起外,可能还由雌配子选择造成。

不同海拔产生的水稻正反交F_2群体生物学性状相关性分析

利用云南海拔2 650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小麻谷与具有籼稻细胞质背景的改良品系南34为亲本,将在400、1 860、2 200 m共3个不同海拔下产生的正反交F_2群体于相同条件下种植,对生物学性状间的相关性进行分析比较。结果显示,F_2群体中各性状间的相关性易受到细胞质背景和杂合体F_1产生F_2群体海拔的影响,其中播始历期、结实率、着粒密度与各性状间的相关性受到的影响尤为突出,表明不同细胞质背景和海拔差异对水稻F1的雄配子基因型具有明显的选择效应,选择压力引起雄配子的败育导致其后代孢子体生物学性状发生变异。

籼型杂交水稻稻米蒸煮品质、碾米品质及营养品质的细胞质遗传效应

有关杂交水稻品质性状的研究,国内外学者已做了一些工作,主要注重于现有杂交稻米质的表现,或者是稻米品质的核遗传效应,作者在前文中已报道细胞质对稻米外观品质及氨基酸含量的影响,发现细胞质效应是显著的,但主要是通过核质互作进行表达。本文就稻米蒸煮品质、碾米品质及营养品质的细胞质影响作一探讨。

籼型杂交水稻品质性状的细胞质遗传效应研究——Ⅰ.稻米外观品质及氨基酸含量分析

选用6个同核异质雄性不育系和相应保持系与两个恢复系,按7×2不完全双列杂交组配成14个组合为材料,研究了粒形、垩白、氨基酸含量3项指标,结果表明:粒长、粒宽、粒厚、长/宽比、长/厚比、无垩白米率、垩白等级、17种氨基酸含量、必需氨基酸总量、氨基酸总量在同核异质及同质异核的不同组合间,均存在不同程度的差异。说明这3项指标不仅受到细胞核基因的控制,而且受到核质互作及细胞质基因的影响。

低温种植下水稻F_2群体生物学性状的遗传分析

以耐冷性极强的粳稻老品种小麻谷与具有籼稻细胞质背景的改良粳稻品种南34为亲本,将正反交杂合体在4个海拔产生的F2群体种植在2200m海拔点对其生物学性状进行遗传分析.结果表明,两亲本在低温下种植其生物学性状存在极为明显的差异,而正反交F1的差异则主要表现在穗长和结实率上;在不同海拔产生的正反交F2群体中生物学性状的变异系数、遗传率、遗传进度、偏度、蜂度等遗传参数的表现存在极为明显的差异.经次数分布的卡方检验表明,所有性状均显著或极显著偏离正态分布;其中,在所有F2群体中穗长和结实率均偏向小麻谷,然而有效穗数、1～2穗节长、穗颈长、总粒数和着粒密度均偏向南34;株高在F2群体中的偏向受细胞质背景和产生F2群体海拔的影响.此外,F2群体的形态多样性和遗传分化明显受到细胞质和海拔的影响.该研究结果对探讨环境温度对细胞质效应的影响具有重要的参考价值.