水稻剑叶部分形态生理特性QTL分析以及它们与产量、产量性状的关系

光合产物是水稻产量的主要来源,因此对水稻后期功能叶片尤其是剑叶形态生理性状的遗传分析对水稻高产育种很重要。利用来源于籼／粳交后代的重组自交系群体为材料对水稻剑叶形态（叶片长、宽、面积）和生理性状（叶绿度、持绿性）进行了QTL定位,并对这些性状与产量、产量性状的相关性进行了分析。两年分别定位了17、6和14个与剑叶形态性状、叶绿度和持绿性有关的QTL,其中10个QTL在两年中共同检测到。相关分析表明,较大的剑叶可以增加穗粒数并显著增加产量,然而叶绿度和持绿性与产量、产量性状无关或呈显著负相关。叶绿度与剑叶大小呈显著负相关以及籼／粳交群体后代半不育是叶绿度和持绿性与产量、产量性状无关或呈显著负相关的可能原因。染色体4上的RM255-RM349区域同时控制3个剑叶形态性状并且解释的变异也较大,该区域可用于遗传改良以提高水稻产量。染色体3上的RM422-RM565区域重叠了3个与持绿性有关的QTL,它们对产量的贡献有待于通过构建近等基因系进行深入研究。     

水稻亚种间杂种基因效应和性状间相关性分析

以6份籼型型不育系和6份粳型或偏粳型广亲和系配制成不完全双列杂交,将杂种F1及其亲本在三个播期（5／20,6／10,6／30）试验,应用加性、显性与环境互作摸型,分析籼粳交杂种八个主要农艺性状的遗传方差组成、杂种优势的表现以及性状间的相关性等．结果表明：1）参试性状不仅加性方差和显性方差极显著,并且加性×环境或显性×环境互作方差也显著存在;但控制不同性状的基因效应稳定性尚有明显的差异．2）基因型×环境互作效应的结果,使杂种在多数性状上其群体平均优势和群体超亲优势均随播种推迟而呈下降的趋势;F1性状的平均基因型预测值显示了早播常出现植株偏高、剑叶较披和生育期相对延长,而迟播导致主穗总粒数减少3）性状间的加性和显性相关是决定遗传相关的主要因素;在株高、抽穗天数、剑叶长、主穗长和主穗总粒数等五个性状间,杂种的表型相关和遗传相关与遗传相关的四种分量间方向相同,均为显著正相关,所以要选育大穗高产的杂交组合及其配组材料,都应保证适宜的株高、生育期和剑叶长.     

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%。     

籼粳稻杂交后代的剑叶气孔性状与亚种特性的关系

水稻品种‘秋光’和‘七山占’的杂交后代F9群体,用TM1000台式扫描电镜观察水稻剑叶气孔各种性状的结果表明：籼粳杂交后代剑叶的气孔性状间变化规律不同,背部气孔密度大于腹部,背部气孔长度小于腹部,而气孔宽度则是背部大于腹部。杂交后代按照程氏指数分为籼稻、偏籼稻、偏粳稻、粳稻4种类型,它们的叶片背部气孔密度大小依次为粳型〉偏籼型〉偏粳型〉籼型;腹部和背部气孔密度的变化规律相一致。背部气孔长度依次为偏粳型〉偏籼型〉籼型〉粳型;腹部气孔长度变化为籼型〉偏粳型〉偏籼型〉粳型;背部气孔宽度变化为粳型〉偏粳型〉偏籼型〉籼型;腹部气孔宽度变化为偏粳型〉偏籼型〉粳型〉籼型。     

水稻广亲和性遗传的主基因一多基因混合模型分析

籼、粳亚种间的F1一般表现为半不育,这限制了籼、粳杂种优势的利用。广亲和基因的发现及其遗传研究有助于揭示这种半不育现象的遗传本质,使克服籼、粳亚种间F1的半不育成为可能。本研究采用主基因－多基因混合遗传模型,分析了籼、粳杂交组合3037/02428的P1、P2、F1、B1、B2和F2六世代材料。研究结果显示：广亲和性的遗传除受单个主基因控制外还受多基因的影响。在利用广亲和基因克服亚种间的半不育性时不仅要考虑主基因对育性的作用,也不能忽视多基因对育性的影响。     

籼粳交组合培矮64S/日本晴F2、F3及F6代主要农艺性状分析

采用方差分析和相关分析等方法对籼粳交组合培矮64S／日本晴F2、F3及F6代分蘖数、有效分蘖数和株高等7个主要农艺性状进行了研究。结果表明,7个农艺性状在双亲之间均存在显著或极显著差异,亲本在不同年份和不同地点表现出较大差异,株高表现变异系数较大,分别为14．4％和22．8％。各性状在3个世代中除了F2分蘖率、F3齐穗期和F6株高,其余各性状均呈连续变异,分布频率大致接近正态分布,同时存在双向超亲分离现象。各性状不同世代相关系数有一定的变化,但不改变其方向。这些结果可以为水稻数量性状基因座分析提供有价值的信息,也可为水稻遗传改良提供理论依据：本文还对选用测序水稻品种为亲本构建群体进行农艺性状研究的意义进行了讨论。     

籼粳交组合培矮64S/ 日本晴F2、F3 及F6 代主要农艺性状分析

采用方差分析和相关分析等方法对籼粳交组合培矮64S/日本晴F2、F3及 F6代分蘖数、有效分蘖数和株高等7个主要农艺性状进行了研究。结果表明, 7个农艺性状在双亲之间均存在显著或极显著差异, 亲本在不同年份和不同地点表现出较大差异, 株高表现变异系数较大, 分别为14.4%和22.8%。各性状在3个世代中除了F2分蘖率、F3齐穗期和F6株高, 其余各性状均呈连续变异, 分布频率大致接近正态分布, 同时存在双向超亲分离现象。各性状不同世代相关系数有一定的变化, 但不改变其方向。这些结果可以为水稻数量性状基因座分析提供有价值的信息, 也可为水稻遗传改良提供理论依据; 本文还对选用测序水稻品种为亲本构建群体进行农艺性状研究的意义进行了讨论。     

利用双单倍体群体剖析水稻产量及其相关性状的遗传基础

主效QTL、上位性效应和它们与环境的互作(QE)都是数量性状的重要遗传因素。利用籼粳交珍汕97／武育粳2号F1植株上的花药进行组织培养得到的190个双单倍体群体和179个微卫星标记,通过两年两重复田间试验,采用混合线性模型方法分析了9个控制水稻产量及其相关性状的遗传效应,得到57个主效QTL,41对上位性互作,8对QTL与环境的互作和7对上位性效应与环境的互作。单个主效QTL解释这些性状1．3％～25．8％的表型方差。各性状QTL的累积表型贡献率达11．5％～66．8％。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较高的性状之间常具有较多共同或紧密连锁的QTL。结果表明,基因的多效性或紧密连锁可能是性状相关的重要遗传基础。     

不同遗传背景下杂交籼稻功能叶与产量构成因素的相关性

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1套组合中,其相关系数均为负值,且相关均不显著;而第2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1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2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,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教等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％。     

空间诱变创造克服灿粳杂种半不育性新种质和新恢源研究

利用高空气球搭载 ,使 2个对胞质雄性不育育性保持的粳稻品种“中作 59”和“海香”干种子处于海拔高度 3 0～ 3 5Km的高宽 8h后回收种植 ,从 SP2 代群体中 ,获得二类突变体 :一类为粳型亲籼并对胞质雄性不育具恢复能力的突变体 ,其突变频率依次为 8× 1 0 -3 和 6× 1 0 -3 。这类突变体的后代稳定株系与典型籼稻品种杂交 F1的结实率在 70 %以上 ,但与典型粳稻品种杂交 F1的结实率只有 3 0 %左右 ,与籼、粳不育系交配 F1的结实率也是如此。另一类为亲籼、粳并对胞质雄性不育具恢复能力的突变体 ,其突变频率依次为 3× 1 0 -3 和2× 1 0 -3 。这类突变体的后代稳定株系与典型籼、粳品种杂交 F1结实率均在 70 %以上 ,与籼、粳不育系测定 F1的结实率也是如此。从这二类突变体后代选出的生育期不同、综合农艺性状和米质均好的粳型亲籼恢复系和亲籼、粳恢复系 ,经 3年 6季与多个籼型不育系测交 F1,不仅表现出明显的籼粳杂种优势 ,而且结实率达 80～ 90 % ,籽粒充实度良好 ,千粒重在 2 3～ 3 2 g之间。本项研究结果表明 ,利用空间诱变创造新恢源和改变粳稻亲和性 ,克服籼粳杂种 F1的不孕性和籽粒充实度差的难题 ,是一条可行的新途径。     

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.     

辽宁和江苏两省杂草稻植物性状多样性

辽宁和江苏两省是我国杂草稻(Oryza sativa f. spontanea)发生最为严重的地区之一, 为明确两省杂草稻识别特征和类型, 我们在两省14个市29个样点采集样品, 与当地栽培水稻品种一并在南京种植, 观测了营养生长期和生殖生长期的23个植物性状。结果表明, 两省杂草稻在营养生长期的1月株高、1月和2月分蘖数, 在生殖生长期的果皮色、谷粒长/宽比、百粒重、落粒性、秆硬度、剑叶宽、剑叶长、有效穗数、50%黄熟、50%黄熟–50%抽穗和全黄熟等性状与相应的当地栽培稻存在差异;主成分1和主成分2组成的二维散点图(累计贡献率达43.24%)也显示出两省杂草稻间以及与栽培稻间的差异性。采用欧氏距离对两省杂草稻进行系统聚类可以将杂草稻分为籼型和粳型。其中辽宁省杂草稻全部聚在粳型类群中, 它们又可细分为两类; 江苏省杂草稻既有粳型, 又有籼型, 其中粳型与辽宁省杂草稻聚在粳型类群中, 籼型又可分为3类。这6个类群分别具有如下突出特点: 第1类为强落粒、粒轻、秆矮、早熟、偏粳等; 第2类为无芒、穗多、强休眠、剑叶窄、偏粳等; 第3类为长芒、弱分蘖、穗少、弱落粒、偏粳等; 第4类为硬秆、剑叶宽、迟熟、强休眠、偏籼等; 第5类为红果皮、粒长、软秆、粒重、偏籼等; 第6类为无芒、株高、穗长、剑叶长、偏籼等。上述杂草稻的形态学指标和类型的研究将为两省开展杂草稻危害防治工作提供理论依据。     

粳稻支链淀粉合成相关基因的遗传组成及其对品质的影响

摘要：淀粉的组成和结构是决定稻米品质的主要因素。利用17个淀粉合成相关基因位点的分子标记鉴定67个粳稻品种的淀粉合成相关基因的籼粳来源,检测表明67个品种均带粳型Wx基因,GBSSⅡ、SSⅡ-2和SSⅣ-1位点没有发生重组,其他13个支链淀粉合成相关基因位点有籼型等位基因的渗入,渗入频率在1.9%-46.27%之间,其中SSⅠ籼型等位基因渗入到粳稻品种中最高;逐步回归分析表明有7个基因对10个淀粉理化指标有效应,其中Isa对最高粘度、崩解值、回复值、消减值和峰值时间有效应,其它基因只对1-4个性状有明显的遗传效应。说明在支链淀粉合成相关基因座上籼粳等位基因已经发生了明显的分化,具有不同的遗传功能,为水稻优质品种培育提供了参考依据。     

水稻亚种间杂交粒重及加工品质性状的遗传效应分析

用4个广亲和粳型品种和5个籼型品种为材料,按NCⅡ设计配制杂交组合,获得同一环境下的亲本及F_1植株上的籽粒群体(F_2),对其稻谷千粒重、糙米千粒重、出糙率、总精米率以及整精米率等粒重和加工品质性状进行测定,并按胚乳性状遗传模型和混合线性模型的分析方法对籼粳亚种间杂交稻粒重及加工品质性状的遗传效应进行了研究,结果表明:籼粳交籽粒的粒重及各加工品质性状同时受到胚乳直接基因效应、母体基因效应以及微弱的细胞质效应的影响,但其主要受制于母体加性效应,并且存在一定的胚乳杂种优势和母体杂种优势;不同亲本品种对于粒重及加工品质性状的遗传改良具有不同的作用.     

粳稻米粒延伸性的QTL剖析

考察粳稻品种‘沈农265’和‘丽江新团黑谷’为亲本的F23,群体及双亲的米粒延伸率相关性状,并用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析,共检测到8个与稻米延伸性有关的QTL,包括1个米粒型QTL、1个饭粒型QTL、2个延伸率QTL、3个膨胀率QTL和1个延伸指数QTL,分别位于第1、2、6和11染色体,单个QTL对性状表型贡献率在15．4％-37．5％之间。与其他研究结果比较表明,主效QTL在不同群体和不同环境中的重演性较好,这些QTL受水稻籼粳分化这一演化过程的影响较小。     

33份杂交稻亲本的SSR指纹图谱构建及遗传相似性分析

选用分布在12条染色体上84对SSR引物,对6个粳型和4个籼型核质互作雄性不育系、14个籼型和9个粳型父本,共33份杂交稻亲本材料进行遗传相似性分析,并建立SSR指纹图谱数据库.结果表明:在33份材料中能够扩增出多态性的引物有54对,占所用引物的64.3％;33 份材料间遗传相似系数变异范围为0.429～0.988,在遗传相似系数0,65处,33份材料被聚为籼、粳2个大类群;利用14对引物能将33份材料区分,引物RM264能将‘Ⅱ-32A'、‘协青早A'、‘冈46A’和‘K17A'4个籼型不育系与籼型恢复系区分开,引物RM432能区别5个粳型不育系与粳型可育品种,引物RM6、RM13、RM16、RM240、RM247和RM248均能鉴别籼、粳亚种.利用这6对引物的共显性标记可以鉴别籼粳亚种间杂交组合.     

云南稻核心种质BC1F2代形态性状的遗传变异

在昆明孕穗期平均温度18.1℃的自然低温下,以云南当家品种滇屯502和合系35作轮回亲本,以548份云南稻核心种质为供体亲本配制的杂种BC1F2(458份)为材料,按籼粳、稻作区进行云南稻核心种质杂种后代形态性状遗传变异研究。结果表明:(1)杂种BC1F2具有丰富的形态多样性,结实率、实粒数、秕粒数、穗颈长等形态性状都表现出较大的变异,平均多样性指数也较高。(2)籼粳间、稻作区间单一性状变异趋势基本一致,但多样性指数存在一定差异。     

水稻亚种间杂种F1 光合特性研究

用绵恢725、蜀恢527和蜀恢881三个籼型恢复系、1个美国稻Lemont和1个爪哇稻香大粒作母本, 与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交, 研究了5个杂种F1及其亲本的光合生理表现。结果表明, 在高光通量密度(Photosynthetic flux density, PFD)条件下, 5个杂种F1净光合速率(Pn)明显高于双亲或双亲之一, 推测亲本与杂种F1之间不同的Pn同叶片中Rubsico活性有关。杂种F1的比较中, 在表观量子效率(j)、羧化效率(CE)、CO2补偿点(G)等方面, 籼粳亚种间杂种F1(绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake、蜀恢881/Kitaake)对2个亚种内杂种F1香大粒/Kitaake(粳爪交)、Lemont/Kitaake(不同生态型的粳粳交, 美国稻属于特殊粳稻)具有明显的优势, 而蜀恢881含有粳型血缘, 蜀恢881/Kitaake也比典型籼粳亚种间杂种F1 绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake优势稍逊一筹。5个杂种F1因为具有不同的遗传差异而表现出不同的光合优势, 在这方面, 典型籼粳亚种间杂交蜀恢527/Kitaake、绵恢725/Kitaake要优于其他杂交种, 说明亲本间遗传差异越大, 其杂种F1的光合优势越强。     

空间环境对区分籼粳类型一些性状的诱变作用研究

利用高空气球搭载 ,使粳稻品种中作 59的干种子处于海拔 3 0～ 3 5Km高空 8H后回收种植 ,并对SP1 4代的 60个稳定株系 ,调查了区分籼粳类型有关的 6个性状的变异情况。结果表明 :谷壳苯酚染色反应 ,秧苗 KCl O3 抗性、稃尖茸毛长度、谷粒长宽比、种子萌发天数等均出现连续性变异 ,在变幅的两端 ,可明确区分出具籼特征和粳特征两种类型。而与典型籼稻品种杂交 F1,可育花粉也出现连续性变异 ,变幅在 0 .72 %～96.2 2 %之间。在 60个株系中有 8个株系 ,在所调查的 6项指标上 ,均出现籼型特征 ,有一些株系为籼 -粳中间类型突变。因此认为 ,在空间环境条件下 ,能诱发粳类型突变为籼类型或中间类型突变     

水稻亚种间杂种F1光合特性研究

用绵恢725、蜀恢527和蜀恢881三个籼型恢复系、1个美国稻Lemont和1个爪哇稻香大粒作母本,与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交,研究了5个杂种F1及其亲本的光合生理表现.结果表明,在高光通量密度(Photosynthetic flux density,PFD)条件下,5个杂种F1净光合速率(Pn)明显高于双亲或双亲之一,推测亲本与杂种F1之间不同的Pn同叶片中Rubsico活性有关.杂种F1的比较中,在表观量子效率(ψ)、羧化效率(CE)、CO2补偿点(T)等方面,籼粳亚种间杂种F1(绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake、蜀恢881/Kitaake)对2个亚种内杂种F1香大粒/Kitaake(粳爪交)、Lemont/Kitaake(不同生态型的粳粳交,美国稻属于特殊粳稻)具有明显的优势,而蜀恢881含有粳型血缘,蜀恢881/Kitaake也比典型籼粳亚种间杂种F1绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake优势稍逊一筹.5个杂种F1因为具有不同的遗传差异而表现出不同的光合优势,在这方面,典型籼粳亚种间杂交蜀恢527/Kitaake、绵恢725/Kitaake要优于其他杂交种,说明亲本间遗传差异越大,其杂种F1的光合优势越强.