杂交水稻苗瘟抗性的配合力和遗传力分析

采用7×7不完全双列杂交设计,对反映杂交水稻苗瘟抗性的5个指标进行了配合力和遗传力分析.结果表明,杂交水稻苗瘟抗性遗传力高,受加性和非加性基因效应共同控制,但以加性效应为主;恢复系的苗瘟抗性一般配合力效应明显相对重要于不育系,不育系苗瘟抗性一般配合力效应对F1代的抗性有显著的影响;14个供试亲本中,多恢1号、成恢149、K42A、K40A具有较好的苗瘟抗性一般配合力效应.因此,在杂交水稻抗苗瘟育种中,对恢复系的抗性GCA选择和对亲本的抗性GCA评鉴至关重要,但不应忽视不育系对组合的抗性贡献和对组合的抗性评鉴;多恢1号、成恢149、K42A和K40A可作为优良抗苗瘟亲本加以利用.     

水稻抗褐飞虱基因Bph3和Bph24(t)的聚合育种利用

在水稻(Oryza sativa)的生产实践中,常常会受到褐飞虱(Nilaparvatal lugens)等多种病虫害的威胁。聚合不同抗性基因,培育抗性品系,是应对各种生物胁迫最有效的策略。传统香稻由于其自身抗性等条件限制,无法大面积推广。本研究结合分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)技术,以含有抗褐飞虱基因Bph3或Bph24(t)的供体亲本与含有抗稻瘟病基因(Pi2、Pib或Pimh)、抗白叶枯病基因(Xa23)或香味基因(badh2)的优质三系杂交水稻保持系和恢复系进行多亲本复合杂交。将抗褐飞虱基因聚合到优良水稻品系中,筛选获得41个含有抗褐飞虱基因且与其他目的基因以不同组合方式相聚合的稳定品系。抗性鉴定、香味检测和农艺性状测定表明,各聚合品系的褐飞虱抗性水平较受体亲本均有明显提升,且具有双抗、三抗和/或香味等优良表型。这些新品系为多抗、优质水稻新品种的选育提供新的种质材料。     

抗除草剂杂交籼稻亲本的配合力分析

本试验以6份新育成的抗除草剂籼型恢复系为父本,5份生产上广泛应用的不育系为母本,采用不完全双列杂交设计配制了30份杂交组合,对其苗期除草剂抗性和主要农艺性状配合力进行了分析。除草剂抗性鉴定表明,亲本恢复系及三系杂交组合抗性接近完全,两系杂交组合抗性达90%以上。配合力分析表明,不育系除单株有效穗数外其他农艺性状的一般配合力均达到极显著差异;恢复系间一般配合力在所有性状中均达到显著或极显著差异;杂交组合间特殊配合力方差仅在单株产量、结实率、播始历期和千粒重4个性状中达到显著或极显著差异。不育系中,金科1A在单株产量、结实率等7个性状上的一般配合力均为最高,但其特殊配合力方差最小;广占63-4S在千粒重性状上具有最高的一般配合力、最大的特殊配合力方差,在播始历期上具有最高的一般配合力负效应;C815S在株高上的一般配合力负效应最大,同时特殊配合力方差较高。恢复系中,华抗恢101在单株有效穗数上具有最高的一般配合力和特殊配合力方差;华抗恢104在穗长上具有最高的一般配合力,在播始历期上具有最高的一般配合力负效应;华抗恢105在单株产量、结实率等性状上具有最高的一般配合力,在株高上具有最高的一般配合力负效应;华抗恢106在千粒重性状上具有最高的一般配合力和特殊配合力效应方差。利用抗除草剂恢复系配制杂交组合,不仅可以改良其除草剂抗性,也可以通过广泛测配,选择一般配合力强、特殊配合力方差大的亲本配组育成强优势组合。     

三基因聚合改良恢复系福恢673的稻瘟病抗性

为了改良水稻优良恢复系福恢673的稻瘟病抗性,以该恢复系为轮回亲本,以携有3个稻瘟病抗性基因(Pi-1、Pi-9和Pi-k~h)的优质恢复系金恢1059为供体亲本,通过回交育种结合分子标记辅助选择,选育出10个导入了这3个抗稻瘟病基因的福恢673近等基因系,其遗传背景恢复率为92.96%–98.59%。抗性鉴定结果表明,这些近等基因系及其与不育系宜香A配制的杂种一代均表现抗稻瘟病,抗性明显强于对照福恢673和宜优673,且半数以上杂种一代基本保留了原组合的主要优点。用近等基因系Line 9配组的杂交稻新组合两优7283和金泰优683在区试中均表现出产量高、稻瘟病抗性强、生育期适中等特点,表明该近等基因系具较好的应用前景。     

用基因枪法将抗除草剂基因导入小麦栽培品种的研究

利用基因枪法将抗除草剂bar基因导入西南地区的 3个小麦栽培品种 ,共获得 7个转基因植株 ,转化频率在 0 .45 %～ 1 .2 %之间 ,转化周期缩短至 3个月左右。对抗性植株进行PCR和PCR_Southern杂交检测 ,初步确定bar基因已导入小麦基因组。做转基因植株叶片对除草剂PPT的抗性试验 ,有 4株呈抗性 ,3株呈部分抗性 ,表明bar基因已在小麦植株中得到表达。     

用基因枪法将抗除草剂基因导入小麦栽培品种的研究

利用基因枪法将抗除草剂bar基因导入西南地区的3个小麦栽培品种,共获得7个转基因植株,转化频率在0.45%～1.2%之间,转化周期缩短至3个月左右。对抗性植株进行PCR和PCR_Southern 杂交检测,初步确定bar基因已导入小麦基因组。做转基因植株叶片对除草剂PPT的抗性试验,有4株呈抗性,3株呈部分抗性,表明bar基因已在小麦植株中得到表达。     

分子标记辅助选择改良水稻不育系臻达A及其杂交种的稻瘟病抗性

水稻抗稻瘟病基因Pi25是一个遗传传递能力强的广谱抗性基因。本研究以携带抗稻瘟病基因Pi25的BL27为抗源供体,与优质、配合力强、感稻瘟病的水稻保持系臻达B为受体亲本进行杂交、回交创制水稻抗病保持系新种质,再与臻达A测交和回交进行不育系转育,结合分子标记辅助选择和农艺性状筛选,获得3个抗性基因纯合、农艺性状和开花习性均与臻达A相似的改良不育系株系。利用福建省近年来致病性代表的22个稻瘟病菌株对3个改良不育系及其15个杂交种进行抗性鉴定,3个改良不育系的抗性频率为95.45%~100%,15个杂交种的抗性频率均达75%以上,而原始对照臻达A及其杂交种的抗性频率仅为54.55%和40.91%~63.64%。自然病圃诱发鉴定表明,3个改良不育系的叶瘟和穗颈瘟均为0级,表现高抗,而对照臻达A的叶瘟为5级,穗颈瘟为7级,表现感病;15个杂交种均表现良好的稻瘟病抗性。进一步分析比较15个杂交种的产量、农艺性状和稻米品质表现,结果表明臻达A-Pi25-3改良不育系的综合性状表现最优,继续回交转育,于2015年育成了稻瘟病抗性强、配合力好、群体整齐和性状稳定的不育系,命名为157A。研究表明,抗稻瘟病基因Pi25不仅在水稻不育系臻达A的遗传背景下的抗性表达完全,且在不同水稻恢复系测交种的背景下同样表现出较高水平的抗性,说明抗性基因Pi25对不育系稻瘟病改良的效果明显。创制的新不育系157A的稻瘟病抗性显著提高,还基本保留了原来不育系高配合力等优良特性,为选育高产、优质、抗病杂交稻新品种提供了不育系新种质。     

谷子产量和品质相关性状的杂种优势及遗传特性分析

为了解谷子(Setaria italica)两系杂交后代的产量和品质相关性状的杂种优势,以3个高度雄性不育系为母本(A1、A2和A3),6个抗除草剂恢复系为父本(R1、R2、R3、R4、R5和R6),采用不完全双列杂交(NCⅡ)设计配制了18个组合,分析组合的株高、粒重和蛋白含量等11个性状的配合力和杂种优势特性.结果...     

籼型三系杂交水稻稻曲病抗性遗传研究

用抗稻曲病三系不育系与抗和感稻曲病的恢复系配组,研究杂交水稻抗稻曲病不育系的胞质效应和恢复系稻曲病抗性遗传。结果表明,杂交水稻抗稻曲病不育系无胞质效应,抗病不育系与感病恢复系所配组合的杂种一代均表现感病。杂种F1的稻曲病抗性主要受核基因控制,其遗传表达特征有：抗性显性、抗性不完全显性和抗性隐性三种类型,恢复抗性遗传为显性和不完全显性的频率占81.25%。F1稻曲病病穗穗率、病情指数、平均每穗病粒数和病穗最高病粒数与恢复系相对应的稻曲病病情指标极显著相关,相关系数（r）分别为0.898**、0.868**、0.901**和0.569**;杂种F1与恢复系之间的?稻曲病病情指标极显著相关。创制和筛选出HA188、HA197、HA198等抗稻曲病恢复系新种质。讨论了杂交稻稻曲病抗病育种。     

抗南方水稻黑条矮缩病水稻光温敏核不育系的筛选和鉴定

对东乡野生稻(Oryza rufipogon Griff.)3个生态群落株系及协青早B//协青早B/东乡野生稻的BC1F6株系进行了南方水稻黑条矮缩病抗性鉴定,筛选出抗性较好的种质资源。利用筛选到的协青早B//协青早B/东乡野生稻抗性株系,与光温敏核不育系C47S杂交转育,鉴定筛选到6份抗性较好的光温敏核不育系,为选育抗南方水稻黑条矮缩病的两系杂交稻组合奠定了材料基础;同时研究发现,来源于东乡野生稻的对南方水稻黑条矮缩病的抗性可能由数量性状基因控制。     

水稻雄性不育新质源的研究──新型水稻细胞质雄性不育系马协A与野败型珍汕97A不育性的遗传学比较

采用套袋自交结实率和自然结实率为主,花粉育性和田间目测整株育性为辅的综合性状,判定新型细胞质雄性不育系马协Ａ以及它与明恢６３的杂种Ｆ_１、Ｆ_２和ＢＦ_１的植株育性,并以野败型珍汕９７Ａ作对照,比较研究了其不育性的遗传规律。结果表明,马协Ａ与珍汕９７Ａ不育性的遗传均由两对基因控制,但新型细胞质雄性不育系马协Ａ两对基因的作用方式与珍汕９７Ａ不同。前者Ｆ_２群体的育性分离符合９：３：３：１的比例,ＢＦ_１符合１：２：１的比例;后者相应群体则符合１２：３：１和２：１：１的比例,两对基因间表现为显性上位。斯米尔诺夫检验也表明马协Ａ／明恢６３和珍汕９７Ａ／明恢６３的Ｆ_２群体的结实率频率分布差异显著（Ｐ＜０．０１）。并讨论了细胞质雄性不育的遗传机理及分子基础。     

运用AFLP技术筛选分离野败型水稻mtDNA中与雄性不育性状相关的片段

对野败型水稻不育系（珍汕97A）、保持系（珍汕97B）和F1杂种（汕优63）线粒体DNA进行了AFLP比较,从M／PA引物对选择扩增产物中找到了不育系与保持系差异条带ZA1、ZA2和ZA3。Northern分析表明,片段ZA1黄化苗期无转录产物,可能是非编码序列;而ZA2、ZA3两片段在不育系、保持系和F1杂种中的转录则有差异,其中片段ZA2在黄化苗期保持系转录,不育系和F1杂种无转录产物;片段ZA3在黄化苗期保持系和F1杂种转录,表明ZA3转录受核恢复基因Rf影响．     

A new AOX homologous gene OsIM1 from rice (<Emphasis Type="Italic">Oryza sativa</Emphasis> L.) with an alternative splicing mechanism under salt stress

"Zhenshan 97" is the female parent of a number of widely used hybrids for rice production in China. However, this line is of poor quality because of a high amylose content (AC), a hard gel consistency (GC) and a low gelatinization temperature (GT), together with a chalky endosperm. It had been determined that the three traits for cooking and eating quality, AC, GC and GT, are controlled by the Waxy locus and/or the tightly linked genomic region. In this study we improved the eating and cooking quality of Zhenshan 97 by introgressing the Waxy gene region from Minghui 63 (wx-MH), a restorer line, that has medium AC, soft GC and high GT. The wx-MH fragment was transferred to Zhenshan 97B by three backcrosses and one selfing, then from Zhenshan 97B to Zhenshan 97A by a cross and a backcross. Molecular marker-assisted selection was applied in the series to select for individuals carrying wx-MH, to identify recombination between the Waxy and flanking markers, and also to recover the genetic background of the recurrent parent. According to the marker genotypes, the improved versions of Zhenshan 97B and Zhenshan 97A, or Zhenshan 97B(wx-MH) and Zhenshan 97A(wx-MH), were the same as the originals except for the Waxy region of less than 6.1 cM in length. The selected lines and their hybrids with Minghui 63, or Shanyou 63(wx-MH), showed a reduced AC and an increased GC and GT, coupled with a reduced grain opacity. Field examinations of agronomic performance revealed that Zhenshan 97B(wx-MH) and Shanyou 63(wx-MH) were essentially the same as the originals except for a significant decrease in grain weight. The simultaneous improvement of AC, GA, GT and opacity, indicated that the Waxy region had major effects on the four quality traits. The improved versions of Zhenshan 97 A and B should be immediately useful in hybrid rice production.     

利用SSR标记定位明恢63的2对恢复基因

选取珍汕97A和明恢63杂交组合的F2高可育和高不育单株构建基因池,利用302对SSR引物对其进行了多态性分析。结果表明,位于第1染色体上的RM1和位于第10染色体上的RM258,RM304在亲本,基因池间表现多态性,用F2单株验证证明它们与野败型恢复基因连锁,完全不育株分析表明,与恢复基因间的遗传距离分别为1.9,2.9和0.0cM,野败型,红莲型,BT型3种不育胞质恢复基因在第10染色体上可能为同一基因或家族成员。     

水稻离体育性变异研究

对野败型不育系珍汕97A、保持系珍汕97B、恢复系IR24、IR26、泰引1号、明恢63、红莲型不育系红源A、包台型不育系包源A、光敏核不育系农垦58s、温敏核不育系W6154s等10个水稻材料的幼穗在不同的培养基上培养、再生植株及对其后代进行育性鉴定,探讨了体细胞无性系变异中雄性不育突变发生的机率以及影响离体筛选雄性不育变异体的因素, 结果表明：在5个材料 (珍汕97B、红源A、包源A、W6154s和IR26)中共获得了29例雄性不育变异株, 其中R1代有24株, R2代有5株。在R1代, 共获得2*!368株再生植株, 雄性不育变异的频率为1.02%(0.96%～1.08％)。在珍汕97B和泰引1号R2代各发现一个株系分离出雄性不育和育性正常植株。出现不育株系的频率分别为2.22％和1.89％。水稻花粉败育类型可分为无花粉、典败、圆败和染败4种类型。同时, 还发现了不育花粉败育类型之间可以相互转换这一现象,在IR26和明恢63 R1代再生植株中, 各发现一株嵌合体。在泰引1号和珍汕97B R2代再生植株中分离出不育株。在影响离体筛选雄性不育变异体的因素中, 基因型的差异是主要的,在所试10个材料中,除农垦58s、IR24、泰引1号和珍汕97A,都有雄性不育变异株产生。外植体的脱分化对产生雄性不育变异是必需的, 在这一过程中,2,4-D起决定性的作用。随着继代时间的延长,发生雄性不育变异的频率也随之提高。雄性不育变异频率在R2代高于R1代。     

Comparison of quantitative trait loci controlling seedling characteristics at two seedling stages using rice recombinant inbred lines

A better understanding of the genetics of seedling characteristics in rice could be helpful in improving rice varieties. Zhenshan 97 and Minghui 63, the parents of Shanyou 63, an elite hybrid developed during the last decade in China, vary greatly with respect to their physiological and morphological traits at the seedling growth stage. In this study, we used a population of 240 recombinant inbred lines derived from a cross between Zhenshan 97 and Minghui 63 to identify quantitative trait loci (QTL) for seedling characteristics. All plant material was grown in hydroponic culture. Data for the following characters were collected at 30 days and 40 days post-sowing: plant height, shoot dry matter weight (SDW), maximum root length, root dry weight (RDW), total dry weight , and root-shoot ratio (the ratio of SDW to RDW). Analysis using composite interval mapping detected 16 QTL for the six traits in 30-day-old seedlings. Of these 16 QTL, Minghui 63 alleles increased trait values at only two of them. The QTL in the vicinity of R3166 on chromosome 5 simultaneously influenced PH, SDW, MRL, RDW, and TDW in the same direction. Twenty QTL were detected for the same traits in the 40-day-old seedlings. However, at this stage Minghui 63 alleles increased trait values at eight QTL. The QTL linked to R3166 also affected PH, SDW, MRL, RDW, and TDW. Only four QTL were common to the two stages. These results clearly indicate that different genes (QTL) control the same traits during different time intervals. Zhenshan 97 alleles had positive effects during the first 30 days of seedling growth, but thereafter the positive effects of Minghui 63 alleles on seedling growth gradually became more pronounced.     

超高产杂交稻不同生育期的光合色素含量、净光合速率和水分利用效率

 较为系统地研究了两个超高产杂交稻‘两优培九’、‘华安3号’和多年来大面积推广的常规杂交稻‘汕优63’不同生育期的光合色素含量、净光合速率和水分利用效率。结果表明,在苗期,3个杂交稻的单位叶面积的叶绿素（Chl）含量差别不大,类胡萝卜素（Car）的含量以‘汕优63’为最高。然而,随着发育阶段的推进,到分蘖期,尤其是抽穗期剑叶的单位叶面积Chl和Car含量,两个超高产杂交稻高于‘汕优63’。从苗期到抽穗期,超高产杂交稻‘两优培九’和‘华安3号’的净光合速率（Pn）都比‘汕优63’高,而在苗期的午间强光条件下和分蘖期的早晨以及抽穗期的早晚相对弱光条件下其Pn的差别尤为显著。在苗期,‘汕优63’的水分利用效率（WUE）略高于‘两优培九’和‘华安3号’;到分蘖期和抽穗期,在上午10时之前和下午14时以后的时间段,则是两个超高产杂交稻明显高于‘汕优63’。这些结果说明,超高产杂交稻‘两优培九’和‘华安3号’不仅有较高的Pn和较强的抗光抑制能力,而且还能充分利用早晨和傍晚较弱的光强进行光合作用,这些是它们之所以高产的重要生理基础。此外,超高产杂交稻在生长发育的中后期（分蘖期和抽穗期）具有较高的WUE,有利于节约农业用水。     

水稻杂种一代与亲本幼苗基因表达差异的分析

杂种优势是一种普遍存在的生物学现象,其形成的原因十分复杂。本世纪初,Bruce和Shull相继提出的杂种优势形成的显性互补假设和超亲优势假设至今仍作为一种理论模型而缺乏实验证实。水稻杂种优势的利用自70年代三系配套技术建立得到了广泛的应用,但水稻杂种优势形成的遗传学基础目前还知之甚少。在水稻杂种优势形成机理研究中,分别从生理生化代谢、同工酶分析、DNA限制性片段多态性和DNA含量差异进行了分析,但杂种优势形成的分子机理仍未得到阐明。杂种优势的形成是与异质化相关的过程,它涉及到两个遗传背景不同的体系的相互作用。因此,在相互作用过程中,亲本基因的表达与调控就决定了杂种一代的基因表达类型和特性。因此,我们从分析基因表达与调控入手,运用mRNA差异展示技术分析了玉米杂种一代与亲本基因表达的差异,揭示了不少有意义的现象。本研究以水稻籼型杂交组合(汕优63:珍汕97A×明恢63)为材料,探讨水稻杂种一代与亲本基因表达的差异,揭示了杂种优势形成过程中的一些重要现象。     

Mapping and Isolation of Quantitative Trait Loci Controlling Plant Height and Heading Date in Rice

Quantitative trait loci (QTL) were identified for heading date and plant height in rice ( Oryza sativa L.) using a recombinant inbred line population consisting of 241 lines. Totally 4 QTLs for heading date and 4 QTLs for plant height were detected in three years. The QTL with large effects located in the interval C1023-R1440 on chromosome 7 was simultaneously detected in three years for both traits. In order to distinguished the interval whether contained one QTL with pleiotropy effect or two close linked QTLs, a recombinant line RIL50, whose genetic background was high similar to Zhenshan 97 except the regions covered the major QTL from Minghui 63, was selected to cross with Zhenshan 97. A BC1F2 population from the cross, which could be regarded as near isogenic lines (NIL) with the targeted QTL (QTL-NIL), was used to collect heading date and plant height data. The frequency distribution of the two traits in the BC1F2 population was bimodal, and their segregation ratios were in accordance with the expected Mendelian inheritance ratios. Normally, the short plants flowered early in the population, the high plants with late heading date, but the relationships between the plant height and the heading date of 6 plants conflicted with the case. The above results clearly demonstrated that QTL could be treated as single Mendelian factor. Moreover, there are two close linked genes controlling the heading date and the plant height on chromosome 7, respectively.