不同生态条件下水稻籼粳交后代亚种分化机制

籼粳交育种已成为国内最重要的育种方法之一,明确籼粳亚种分化机制是指导籼粳交育种的关键.本文用InDel(插入/缺失)和ILP(内含子长度多态性)标记,对在辽宁省和广东省种植并用单粒传法、混合法及系谱法构建的籼粳交(七山占/秋光)F₆代群体进行分析.结果表明: 混合法与单粒传法群体无偏分离,粳型判别值(Dj)集中在40%～60%之间;两地系谱法群体总体偏籼(30%～55%),且广东群体(38%)比辽宁(42%)偏籼,两地群体分布呈显著差异.混合法与单粒传法群体中Dj与重要农艺性状基因区域血缘呈显著正相关;而在系谱法中部分正相关被打破,且两地群体籼粳血缘呈规律性分布.表明人工选择是影响籼粳分化的主要因素,并与自然选择协同作用引起群体偏分离现象;群体中一些重要农艺性状的变化与籼粳分化间存在紧密的关系,这可能是影响籼粳交育种在综合亚种优势上未达到预期效果的关键.     

籼粳杂交稻穗部性状的遗传效应及其与环境互作

采用包括基因型与环境互作效应的加性显性加性×加性上位性遗传模型,分析了不同环境下籼粳杂交稻穗部性状的遗传特点.结果表明,除了主穗粒数的加性与环境互作和二次枝梗数的显性与环境互作不显著外,其他性状均存在显著和极显著的加性、显性、加性×加性上位性遗传效应及其与环境的互作效应,其中均以显性效应为主,显性与环境互作效应对枝梗性状的影响较为明显.遗传率分析表明,各性状的普通广义遗传率最大,互作遗传率也有一定作用.杂种优势预测表明,除了一次、二次枝梗数外,其他性状均表现正向的杂种优势,基因型与环境互作只影响杂种优势表达的程度,而不改变其方向.遗传效应预测值结果表明,IR6615837、IR6560085、明恢63和R6694个亲本可以明显改良杂交后代多数穗部性状,且环境影响程度较小,可作为优良亲本列于育种计划中.     

籼粳分类的形态指数及其相关鉴定性状的遗传分析

利用通过典型籼粳交F1代加倍所构建的一个DH群体为材料,考察了121个DH株系的程氏指数及其相关的6个鉴定性状,并进行了数量性状座位(QTLs)分析.分别检测到叶毛的2个主效基因、谷粒长宽比的3个QTLs、稃色的1个QTL、稃毛的1个QTL、穗轴1～2节长的2个QTLs及酚反应的1个主效基因和2个QTLs.另外检测到与形态指数有关的4个QTLs,分别在第1,3,4和6染色体上.其中第1,3和6染色体上控制形态指数的3个QTLs分别与鉴定性状的部分QTLs位于同一区间.     

籼—粳杂种稻米品质性状的遗传控制

研究了４０个籼－粳正、反交杂种稻米有关外观和蒸煮食用品质性状的遗传控制。结果表明：杂咱稻米粒长和粒宽的遗传表达决定于二倍体的母体基因型,而糊化温度和直链淀粉含量的遗传表达则主要受三倍体的胚乳基因型控制,细胞质效应一般不存在,但ＰＣ３１１（粳）的细胞质对粒长和粒宽,明恢６３（籼）的细胞质对直链淀粉含量有着一定作用。     

与水稻籼粳分化有关的穗颈维管束性状基因的分子标记定位

水稻穗颈维管束数及其与穗一次枝梗数之比（V／R）是与籼粳分化有关的重要性状,采用籼粳交（圭630／02428）杂种F1花药培养获得的DH群体,对水稻穗颈维管束数,穗一次枝梗数及V／R比进行了QTL分析,检测到3个控制穗颈维管束数的QTL;其中,效应最大的qVB-8的贡献率为31．1％,加性效应值为1．96％,增效等位基因来自灿稻亲本圭630,2个控制一次枝梗数的QTL效应较小,但分别与控制穗颈维管束数的2个QTL同位,检测到影响V／R比的3个QTL,其中,效应最大的qV/R-1的贡献率为25．3％,被定位于第1染色体上,与落粒性基因sh-2紧密连锁（亦或为一因多效）。此外,还检测到4对和2对分别控制穗颈维管束数和V／R比的互作QTL。结果分析表明,水稻穗颈维管束数与穗一次枝梗数受不同的多基因系统控制,但这2个多基因系统的某些位点在基因组中具有同位性;在第1染色体上,控制V／R比,且效应最大的qV/R-1所在的染色体区段在水稻籼粳分化过程中可能具有重要作用。     

籼粳交稻米蒸煮品质性状的遗传效应分析

以2个粳型光温敏核不育系和4个籼稻品种为材料,配制籼粳交组合,用包括基因型×环境互作效应的胚乳性状遗传模型对3个蒸煮品质性状(直链淀粉含量、胶稠度、碱消值)进行了遗传研究,结果表明:直接加性和母体加性效应对三个性状的遗传变异起主要作用.基因型×环境互作主要表现为显性×环境以及细胞质×环境互作.直链淀粉含量的普通遗传率都不显著,只有较高的互作母体遗传率;胶稠度具有显著的普通直接遗传率和互作细胞质遗传率;碱消值的普通直接遗传率和普通母体遗传率都极显著.根据遗传效应预测值对供试亲本的利用价值作了评价。     

籼粳亚种间杂交稻米脂肪含量的遗传分析

用包括基因型×环境互作效应的种子性状遗传模型,研究了籼粳亚种间杂交稻米脂肪含量的遗传特性,结果表明：在籼粳杂种中,脂肪含量的遗传表达主要受控于种子直接加性效应和母体加性效应,以前者为主．基因型X环境互作主要表现为显性（包括直接显性和母体显性）X环境以及细胞质X环境工作．直接近传率和母体遗传率都极显著．此外,根据遗传效应预测值对供试条本的利用价值作了评价．     

水稻籼粳交DH群体收获指数及源库性状的QTL分析

以 1个水稻籼粳交 (圭 6 30 0 2 4 2 8)来源的DH群体为材料 ,利用 1张含有 2 32个标记的RFLP连锁图谱和基于混合线性模型的定位软件QTLMapper1 0对水稻收获指数及生物量、籽粒产量、库容量和株高 5个性状进行QTL分析 ,共检测到 2 1个主效应QTLs和 9对上位性互作位点。其中 ,控制籽粒产量的 3个QTLs合计贡献率为 4 2 % ,LOD值为 7 10 ;这 3个QTLs或者与收获指数的QTL同位 ,或者与生物量的QTL同位 ,且加性效应的方向一致 ,从而揭示了“籽粒产量 =生物量×收获指数”的遗传基础所在。控制收获指数的 4个QTLs合计贡献率为 4 6 % ,LOD值为 10 3;控制生物量的 4个QTLs合计贡献率为 6 4 % ,LOD值为 14 0 9;收获指数的 4个QTLs与生物量的 4个QTLs均不同位。因此 ,通过基因重组 ,可能实现控制收获指数和生物量的增效基因的聚合 ,由此获得收获指数和生物量“双高”的基因型。检测到 5个株高QTLs,其合计贡献率为 6 4 % ,LOD值为 11 6 2 ;其中 ,有 3个效应较小的QTLs与生物量、库容量和 或籽粒产量QTLs同位 ,且同位QTLs的加性效应方向一致 ;未发现株高QTLs与收获指数QTLs的同位性。由此表明 ,株高与“源 流 库”概念中的“源”和“库”在遗传上有一定程度的关联 ,而与“流”无关联。此外还发现 ,在上述同位性QTL     

影响水稻籼粳亚种间杂交构建回交自交系的花药培养效果的2个因素

水稻籼粳亚种间杂交构建的回交自交系（BIL）的10个株系在3种诱导培养基、1种分化培养基以及样株剪叶与否处理的结果表明,通用培养基（GM）不适合于籼粳交后代BIL的花药培养。N6和SK3都有较高的出愈率,但N6的绿苗发生率比SK3高,说明N6的愈伤组织质量和诱导效果更优于SK3。无论N6还是SK3,剪去样株叶片的绿苗发生率显著下降,显示花药培养过程中绿叶的作用很重要。完善籼粳亚种间杂交构建BIL的花药培养体系和从较多的株系中取材可保证花药培养的后代有较大的二倍体群体以供选择。     

云南稻籼粳亚种间功能性成分含量差异

对111份云南改良稻种和77份元阳地方稻种采用程氏指数法进行籼粳分类,比色法测定抗性淀粉、γ-氨基丁酸和总黄酮含量,并用SPSS软件对数据进行统计分析,结果表明:(1)总体抗性淀粉含量籼型偏籼偏粳粳型,γ-氨基丁酸含量则相反,黄酮含量与籼粳分化的关系不明显;(2)抗性淀粉、总黄酮含量有色米无色米,γ-氨基丁酸含量无色米有色米。总体功能性成分含量有色米无色米,籼稻粳稻,糙米精米,地方种改良种,有色、籼型糙米功能性成分最高,揭示了籼粳分化和米色与抗性淀粉、γ-氨基丁酸与总黄酮含量的关系。     

Comparison of Photoperiodic Effects of Panicle Development After Panicle Initiation Between Late Japonica and Early Indica Photoperiod sensitive Genic Male sterile Rice (PGMR) Lines

For understanding the mechanism of photoperiodic-sensitive male sterility in rice ( Oryza sativa L. ). The authors have studied the day-length effects on the rice panicle development after the initiation of the secondary branch primordia (SBP). It was found that the long-day illumination after the initiation of SBP not only delayed heading, but also affected the panicle morphology of late japonica rice lines. These effects were not seen in the early indica dee lines. The similarity of the day-length effects after SBP and before the panicle initiation, as well as the synchronization between the above-mentioned effects and the one caused male sterility of PGMR, supported the hypothesis that the photoperiodic-sensitive male sterility in PGMR is consequent upon the failure of male organ development response to the long-day stress by the mutation.     

水稻穗顶部退化基因PAA2的精细定位

鉴定和克隆水稻穗顶部退化突变体新基因,对研究小穗顶部退化的分子机制及克服育种和生产实践中因穗顶部退化引起的产量损失具有重要的理论和现实意义。本研究报道了一个来源于中花11的穗顶部退化突变体,暂命名为Panicle Apical Abortion 2(paa2)。该突变体的穗顶部小穗发育异常、退化,后期退化部分脱落,稻穗形成秃尖,使穗粒数减少。遗传分析表明该突变体受1个显性基因控制。利用群体分离分析法(BSA,bulked segregation analysis)将PAA2基因定位在2号染色体的长臂端L2-33和L2-50之间,物理距离为80 kb的范围内。该研究结果为PAA2基因的图位克隆奠定了基础。     

籼爪交水稻F_2群体的蒸煮食味品质研究

分析了籼型高直链淀粉恢复系CG133R与糯性爪哇稻22号杂交衍生的F2群体的蒸煮品质变异及其与淀粉粘滞性特征间的相关性,以及F2群体颗粒结合淀粉合成酶(Wxa基因)和可溶性淀粉合成酶(SSⅡ-3基因)主效基因的遗传。结果表明:蒸煮品质指标和RVA谱特征值在F2群体中广泛分离,其中变异最大的是消减值,其次为胶稠度、直链淀粉含量。高直链淀粉材料各理化指标与RVA谱特征值的相关性不显著;RVA谱特征值在中、低直链淀粉含量和糯稻群体中与各理化指标存在显著或极显著相关;在中、低直链淀粉材料中,RVA谱特征值与糊化温度(GT)也存在显著或极显著相关。用Wxa基因和SSⅡ-3基因的分子标记检测到这两个基因在F2群体中存在偏分离,分别指向两个亲本类型。除高直链淀粉材料外,可以通过RVA谱特征值来辅助筛选优质水稻品种。     

籼粳稻杂交后代花时性状的QTL分析

研究典型籼稻品种‘七山占’和典型粳稻品种‘秋光’杂交衍生的重组自交系群体及其双亲的花时性状,并用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析,共检测到6个与水稻花时性状相关的QTL,包括1个始花时QTL、3个盛花时QTL和2个终花时QTL,分别位于第1、2、7、8、10和12染色体,单个QTL的贡献率在7.08%～26.95%之间。有4个增效等位基因来源于粳型亲本‘秋光’,2个来源于籼型亲本‘七山占’。     

Distribution of the genes causing F2 chlorosis in rice cultivars of the Indica and Japonica types

Summary Chlorotic plants were segregated in F₂ populations in varietal crosses of common rice. The genetic basis and distribution of the genes causing F₂ chlorosis in native cultivars were studied to examine the role of the F₂ chlorosis in varietal differentiation of rice. It was proven that this F₂ chlorosis was controlled by a set of duplicate genes, hca-1 and hca-2. The hca-2 gene was widely distributed in native cultivars of the Japonica type, while many Indica types carried its dominant allele hca-2 ⁺. Japanese cultivar J-147 carried hca-2. The hca-1 gene was frequently distributed in cultivars containing the Hwc-2 gene for F₁ weakness. We concluded that F₂ chlorosis does not cause or promote varietal differentiation in rice.     

籼粳稻光合作用的光抑制特性及在正反交F_1杂种中的表现

用粳稻０２４２８、０２９和籼稻３０３７、Ｐａｌｇｈａｒ进行杂交,探索籼粳亚种光抑制特性在Ｆ１杂种中的遗传表现。结果表明：通常粳稻表现耐光抑制,籼稻表现对光抑制敏感。杂种Ｆ１的光抑制特性因正反交有明显差异。粳／籼Ｆ１光合光抑制与其母本粳稻相似,因其来自母本质基因编码的ＱＢ蛋白与１４Ｃ－Ａｔｒａｚｉｎｅ结合的Ｋｂ值和光抑制条件下ＱＢ蛋白维持能力接近;籼／粳Ｆ１比母本机稻耐光抑制,因其ＱＢ蛋白维持能力有所增加,这可能与来自核编码的ＳＯＤ诱导活性增加有关。杂种稻光抑制特性受双亲核质基因互作调控．其中质基因影响较大。因此选择耐光抑制的母本是杂优育种中选亲配组的重要原则之一。     

水稻籼粳亚种间rDNA的ITS(internal transcribed spacer,ITS)序列分析

为探讨水稻亚种间的遗传背景及亲缘关系,运用PCR技术扩增并测序了水稻籼亚种的南京11号,9311、广陆矮4号三个品种和粳亚种的秋光、日本晴、爪哇稻三个品种的完整ITS区（包括5.8S区）。供试材料的5.8S rDNA的长度和G/C含量完全一致。ITSI的长度为193-195bp、G/C含量为72.31%-74.38;ITS2的长度为224-232bp,G/C含量为74.46%-76.86%。序列的相似性为94.4%-99.3%。CLUSTAL.W软件排序及分析表明;1）存在4个信息位点把6个品种分为籼粳两大类群;2）籼稻之间的ITS序列的同源性小于粳稻之间的同源性,由此可见,水稻核糖体DNA的ITS序列的变化规律与其传统的分类具有高度的一致性。     

增效位点在稻米碾磨品质分子预测中的效应及其与遗传效应的关系

利用重庆和泸州两个环境下种植的两套杂交水稻不完全双列组合（按NCII设计）,结合SSR和AFLP标记,按照单向分组的方差分析法筛选与凡碾磨品质表现相关的阳性位点和增效位点,分别就此两类位点建立相应的预测模型,同时采用包括基因型×环境互作效应的种子遗传模型对这两套材料进行遗传效应分析,旨在分析水稻碾磨品质的分子预测效果及其与遗传效应之间的关系．结果表明：（1）增效预测模型较阳性预测模型稳定性好,精确度高．糙米率、精米率和整精米率的增效预测模型可决系数分别为0．6467、0．6516和0．7265,而阳性预测模型则为0．4053、0．4981和0．6897;增效预测模型的剩余平方和分别为0．8104、0．8011和4．4508,而阳性预测模型则为0．9826、0．9673和6．2676;增效预测模型的预测变异系数为6．79％、7．27％和5．02％,而阳性预测模型则为9．12％、8．13％和6．09％．（2）增效预测模型预测效果因材料和性状的不同存在差异,套内预测好于套间预测,固定不育系预测好于固定恢复系预测;预测效果以整精米率最好,精米率次之,糙米率稍差;（3）不同性状和材料自々预测效果受环境互作自々影响不同,糙米率受环境互作影响大干精米率大干整精米率．因此,可根据不育系和恢复系材料特性,在一定环境条件下建立碾磨品质性状的预测模型,或者选择遗传主效应表现良好,同时环境互作效应表现较为稳定的亲本建立预测模型,可能将会获得较为理想的预测效果．     

不同遗传背景下杂交籼稻功能叶与产量构成因素的相关

为明确水稻功能叶与产量构成因素间的相关性,以不同遗传背景下籼稻的10个不育系和16个恢复系为亲本,按照NCII设计配制两套双列杂交组合,对水稻12个功能叶性状与8个产量性状构成因素进行了相关分析,结果表明：3片功能叶叶长与叶面积、剑叶宽、倒2叶宽等性状之间均存在极显著正相关,功能叶夹角之间也存在极显著正相关,但不同遗传背景对夹角性状与9个形态性状之间的相关性则存在明显差异,在第一套组合中,其相关系数均为负值,且相关均不显著;而第二套组合则相反。8个产量构成因素中,单株穗数与平均穗长、着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数之间存在极显著负相关,平均穗长与穗着粒数、结实率与单株产量呈显著或极显著正相关,遗传背景对产量组成上有较大影响,在第一套组合中单株产量主要由结实率、单株穗数以及穗实粒数等性状决定,而在第二套中则主要由穗实粒数和结实率等性状决定。在功能叶与产量构成因素的相关中,功能叶叶长、叶面积、剑叶宽、倒2叶宽与着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数等3个性状之间存在显著或极显著正相关。12个水稻功能叶性状与8个产量构成因素之间的主成分分析表明,在不同的遗传背景下,产量构成因素均主要受叶面积和叶夹角影响,两种不同遗传背景中其累积贡献率分别为69.8%和84.0%。     

Quantitative Trait Locus Mapping for Yield-Associated Agronomic Traits in a BC2F6 Population of Japonica Hybrid Rice Liaoyou 5218

Journal of Plant Growth Regulation - RAD-seq method is a recently developed, cost-effective, and high-throughput approach for detecting genetic variability based on single-nucleotide polymorphisms...