光温敏雄性不育水稻不育临界温度性状的遗传分析

光温敏不育系不育临界温度性状的稳定非常困难,其根本原因在于对这一性状的遗传模式缺乏了解。从粳型光敏不育系N5088S中分离出仅存在临界温度差异的H5088S株系,以两者为亲本,构建了包括正反交、回交及F2分离群体在内的7世代群体。将每粒谷苗一分为四而形成基因型构成相同的4套材料,每套材料进行不同温度处理,以花粉育性为指标采用IECM算法进行遗传分析。结果表明：四种温度条件下,正、反交F1育性差异不明显,表现低临界温度特性;F2在不同温度下育性分离比例不同,23.5℃处理下低临界温度对高临界温度为显性;不育临界温度符合两对主效基因和微效基因共同作用的混合遗传模型,主效基因的遗传力为80％-97％。     

水稻核不育系6442S—7显性早熟性的遗传分析

研究了早籼核不育系6442S-7与明恢63等16个中迟熟品种杂交F1及其部分组成F2和B1F1的抽穗期遗传.结果表明,6442S-7具有完全显性早熟特性,主要受2对无连锁关系的显性早熟基因控制.同时,还对IR68,献国、9311和BG1639等其他4个迟熟品种与6442S－7杂交F1和F2代,以及三交F1代的抽穗期进行遗传分析,发现IR68、献国和BG1639等4个迟熟品种均含1对等位的不完全显性抑制基因,可部分抑制6442S－7显性早熟基因的表达。认为6442S－7携带的显性早熟基因对水稻遗传改良具有重要的应用价值。     

水稻光敏核不育系的选育

湖北光敏感核不育水稻的发现,为两系杂交稻奠定了基础。农垦58S为晚梗型,经济性状不理想,直接利用于生产较困难,必须将光敏核不育特性转育到优良的籼、粳品种中,选育出符合生产要求的光敏核不育系,才有生产利用价值。光周期诱导水稻雄性育性转换特性是由1—2对主效基因控制的,可以通过杂交转育。自八十年代以来,湖北和全国的水稻遗传育种学家开展了水稻光敏核不育系的选育,到1991年止,由农垦58S为源的通过省级以上鉴定的水稻光(温)敏核不育系18个,其中籼稻10个粳稻8个,由光、温敏核不育系配制的两系杂交稻组合开始用于生产。     

黄瓜雄花性状的遗传分析

为了解黄瓜雄花花器的遗传特性,该研究以雄花器官较小的华南型黄瓜二早子为母本,花器较大的加工型黄瓜NC-76为父本,构建4世代遗传群体,并采用多世代联合分离分析方法,分析黄瓜雄花花器性状的遗传特性。结果表明:分离群体的雄花花梗和花冠长2个性状均表现为单峰分布,表明两性状为数量性状且有主基因控制;花梗长性状符合2对完全显性主基因+加性-显性多基因(E-5)模型,花冠长性状符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因(E-1)模型;控制花梗长性状的两对主基因的加性效应相等,为0.573,多基因的加性效应和显性效应值相差不大,且均为负向;控制花冠长度性状的2对主基因的加性效应均为0,显性效应分别为-0.226和-0.472,在上位性作用中以加性×加性和显性×显性互作为主,多基因以显性效应为主,正向显性效应值为0.613,大于负向的加性效应值。花梗和花冠长度两个性状在F2群体中主基因遗传率分别为61.04%和69.60%,多基因遗传率均为0。由此看出黄瓜雄花花器性状为数量遗传,遗传率相对较高。该研究结果显示在黄瓜杂交育种中对花器大小选择可以在较早世代选择。     

辣椒果实性状主基因+多基因遗传分析

以果实性状差异较大的一年生辣椒材料C.annuum B9431(P1)和灌木辣椒材料C.frutescens H108(P2)为亲本,构建4世代群体(P1、P2、F1、F2),应用数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法对辣椒6个果实性状进行遗传分析,为辣椒果实性状QTL定位及分子标记辅助育种研究奠定理论基础。结果表明:6个果实性状均符合2对主基因+多基因遗传模型。其中,单果重量、果实纵径、果实横径、果形指数和果肉厚度5个性状均符合E-0模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型;果柄长度最佳遗传模型为E-5,即2对完全显性主基因+加性-显性多基因模型。单果重量、果实纵径、果实横径、果形指数、果肉厚度和果柄长度主基因遗传率分别为87.64%、37.67%、82.46%、94.82%、83.33%和40.00%,多基因遗传率分别为7.50%、54.56%、10.53%、0.27%、12.96%和37.78%。     

水稻紫色柱头的遗传分析与基因定位

rdh是四川农业大学水稻研究所通过组织培养和连续自交得到的一个具有红色籽粒和紫色柱头,遗传上稳定的籼稻材料。抽穗期在rdh与3个无色柱头品种蜀恢527、蜀恢368和蜀恢168之间分别做正反交,结果显示F1群体在柱头颜色上正反交之间没有明显区别,全部是紫色的。F2群体发生分离成为两组,一组具有紫色柱头,另一组具有无色柱头。每一个F2群体的紫色柱头对无色柱头均适合3：1的比例,表明rdh紫色柱头性状的遗传是由一对显性核基因控制的。组合rdh／蜀恢527 F2分离群体中40个具有紫色柱头的显性单株和284个具有无色柱头的隐性单株构成定位群体。从两个亲本rdh和蜀恢527提取的基因组DNA,用涵盖水稻整个基因组的252对微卫星标记作引物扩增片段。结果发现有78对微卫星标记在两亲本之间具有多态性。然后用这78对标记作引物,扩增亲本、F1、F2显性单株和F2隐性单株、,结果显示位于水稻第6染色体的RM276、RM253以及RM111与rdh紫色柱头基因有连锁关系。再用RM276、RM253以及RM111作引物扩增剩余的全部具有无色柱头的隐性单株。结果表明：在RM276的扩增产物中,有20个单交换和2个双交换;在RM253中有2个单交换：在RM111中有3个单交换。因此,rdh紫色柱头基因被定位于水稻第6染色体。根据公式P=（h＋2b）／2n,计算得到微卫星标记RM276,RM253和RM111与rdh紫色柱头基因的遗传距离分别是4．2cM、0．35cM以及0．53cM。根据已经发表的RM276、RM253和RM111在第6染色体上的位置以及计算得到的rdh与RM276、RM253和RM111之间的遗传距离,构建了部分连锁图谱,并暂时将这个紫色柱头基因命名为Ps-4。     

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析

萍乡显性核不育水稻(Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice,PDGMSR)是在水稻中首次发现的显性核不育材料,其育性由两对显性基因互作控制,一对是萍乡显性核不育基因Ms-p,另一对是显性上位恢复基因(dominant epistatic fertility restorer gene,Rfe)。两者共同存在时显性上位恢复基因能抑制不育基因的表达,从而使育性表现可育。本实验用一个对萍乡显性核不育水稻有恢复能力的水稻品种E823与萍乡显性核不育水稻配制杂交组合,将(萍乡核不育水稻/E823)F2作为定位群体,根据F3株系的育性分离,选择育性分离株系对应F2单株(基因型为Ms-pMs-pRefrfe和Ms-pms-pRferfe)构建可育池,用对应F2株系中的不育单株(基因型为Ms-pMs-prferfe或Ms-pms-prferfe)构建不育池,将显性上位恢复基因Rfe定位在水稻10染色体RM311和RM3152一侧,遗传距离分别为7.9cM和3.6cM。根据已有的Ms-p的定位结果,合成10染色体部分微卫星引物,对不育单株进行分析,发现RM171和RM6745位于Ms-p的两侧,距离分别为0.3cM和3.0cM。根据10染色体的测序结果,将Ms-p界定在约730kb的范围内,并构建了Ms-p的电子重叠群。植物显性核不育的育性恢复机理存在“复等位基因”和“显性上位互作”两种假说,贺浩华等用经典的遗传学方法证明了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。理论上认为,确定其遗传机理最为有效的方法是基因定位,如果不育基因和恢复基因位于同一位点,则其遗传机理属于“复等位基因”,否则为“显性上位互作”。本实验将不育基因和恢复基因定位在水稻10染色体不同的位点,用基因定位的方法证实了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。     

甜瓜远缘群体果实糖含量相关性状遗传分析

以栽培甜瓜0246为母本,野生甜瓜Y101为父本,构建了P1、P2、F1、F2、B1、B26个世代,运用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型进行多世代联合分析,探讨了甜瓜果实糖含量相关性状的遗传特性。结果表明:果糖含量、葡萄糖含量和总糖含量遗传均受两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型控制(E-0),主基因在F2中的遗传率分别达到90.32%、82.42%和94.66%。蔗糖含量受一对加性主基因+加性-显性多基因模型控制(D-2),主基因在F2中的遗传率达到83.76%。甜瓜果实糖含量相关性状遗传体系中主基因具有重要作用且环境方差所占比例较小,适宜早代选择。     

水稻温敏核不育系植株温度特征及应用研究

针对温度波动是两系杂交稻安全制种的制约瓶颈,进行了以水层灌溉和湿润灌溉为处理的分期播种试验。试验表明,20 cm高度的温度对温敏核不育系育性转换的指示作用更为可靠。对两种处理下不育系的茎温(20 cm)、叶温(40 cm)和冠层内气温(20 cm、40 cm)特征研究。结果表明,深水灌溉后,水层是稻田主要的热源,主要以长波辐射和对流方式导热,稻株比空气升温慢、增幅小,而且灌溉增温的有效高度在40 cm左右。水层灌溉后,日最高气温有TQ40>TQ20>TJ20>TY40,体现了太阳辐射对冠层特征面的重要影响;日最低气温有TQ20>TJ20>TY40>TQ40,体现了水层热源对冠层特征面的重要影响。由于育性敏感层温度与灌溉水温1、50 cm气温、20 cm相对湿度、200 cm风速密切相关,建立了可供实用的20 cm茎温与气温的统计模型。     

水稻白化苗性状的遗传分析

携有白化苗性状的水稻品种金龙与不含有白化苗性状的其它九个水稻品种杂交,F1苗期表现全绿,F2苗期绿叶苗与白叶苗的分离比经X^2测验完全符合3：1的遗传模式,从F2中选出的白苗F3仍表现为白化苗,从F2中选出的绿苗F3里面有的株系表现为全绿（即绿苗纯合体）,有的株系表现为分离,仍符合3：1的分离比。水稻白化苗性状由隐性单基因控制,不受细胞质的影响。结合两系杂交制种及杂交稻生产,利用杂交手段,已经成功地转育出含有纯合白化苗基因的不育系。     

水稻两用核不育系培矮64S花药培养条件的研究

研究了水稻培矮６４Ｓ花药培养的几个条件,认为低温预处理天数以７～８ｄ为宜,诱导愈伤组织的培养基宜采用Ｎ６或ＳＫ３．     

光敏核不育水稻农垦58S与其衍生不育系的叶绿体DNA的比较

扩增了光敏核不育系农垦58S及从它衍生出来的5个两用核不育系叶绿体DNA的ORF（open reading frame）100、ORF29-TrnC^GCA、rps16（ribosomal proteins16）基因内含子和TrnT^UGU-TrnL^UAA（tRNA^Thr（UGU）-tRNA^-Leu（UAA）等4个片段,并测定了其序列。研究结果表明,粳型光敏核不系农垦58S的叶绿体为粳型。农垦58S衍生的核不育系中,粳型核不育系7001S以及3个籼型核不育系1103S、培矮64S和广占63S的叶绿体DNA为粳型,与选育者提供的细胞质系谱一致。籼型核不育系W6154S的叶绿体DNA为籼型,与选育者提供的细胞质系谱不一致,推断选育者在选育过程中更换过细胞质（曾用不育系作过父本）。5个粳型叶绿体DNA的rps16基因内含子和TrnT^UGU-TrnL^UAA间区的序列相互之间有1-2个单核苷酸的变异。     

温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育的显微结构观察

采用石蜡切片和荧光显微技术观察了温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育过程中的显微结构变化, 结果显示: N28S 的小孢子母细胞形成后细胞质变得稀薄, 一部分不能进行减数分裂, 一部分减数分裂阻滞在细线期或胞质分裂异常, 最终所有细胞液泡化解体消失。在此过程中, 还观察到小孢子母细胞在细线期胼胝质壁不产生或提早消失, 以及小孢子发育后期花药壁绒毡层的异常解体。认为N28S 的无花粉败育是由小孢子母细胞的细胞质异常引起的, 胼胝质壁和绒毡层的异常是结果而不是原因。     

上位性对光敏核不育水稻不育性不稳定性的影响

以来源于农垦５８Ｓ的籼型光敏核不育水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｗａ Ｌ．）培矮６４Ｓ（长日低温下不育性稳定）和８９０２Ｓ（长日低温下不育性不稳定）及其人Ｆ１、Ｆ２群体为材料,通过长日低温和不同长日生态条件的７种处理,并结合ＲＦＬＰ分子标准记,研究了影响光敏核不育基因的育性不稳定性的遗传及其基因定位和基因互作对其育性不稳定性的影响。结果表明：影响光敏核不育基因的育性不稳定性表现为微效基因的作用,定位了     

上位性对光敏核不育水稻不育性不稳定性的影响

In this study the authors selected two indica photoperiod-sensitive genic male sterile (PSGMS) rice (Oryza sativa L.), Peiai 64S (the sterility is stable) and 8902S (the sterility is instable), and their F1,F2 populations. The genetic basis for sterile stability of PSGMS lines was studied under long-day low-temperature environments and different ecological conditions, and the genes which affected the sterile stability were mapped using RFLP analysis. The major results are as follows: The sterility instability of PSGMS lines was controlled by minor effective genes. The linkage map of Peiai 64S and 8902S has been constructed. According to Mapmaker/QTL program, seven QTLs were identified that influence the sterile stability for PSGMS lines under the long-day condition, such as L2, L3a, L3b, L5, L6, L7 and L10. They were located on the chromosomes 2, 3, 5, 6, 7, and 10 of the rice linkage map, respectively. The interaction was detected under different long-day conditions and affected the sterility stability of PSGMS. The major interactions were between additive and additive and between additive and dominance. The variances explained of epistasis were between 2.04% and 11.94%. The repeatability of the interaction was very high under different long-day conditions. The implications of these findings in hybrid rice development are also discussed.     

紫叶水稻光温敏核不育系及其杂种生育后期几种与叶片衰老相关生理指标的变化

测定紫叶水稻光温敏核不育系‘桂紫-(?)S’及其配组杂种生育后期与叶片光合及衰老相关生理指标、杂种产量和农艺性状的结果表明:‘桂紫-(?)S’剑叶的叶绿素含量、可溶性蛋白含量,光合速率和超氧化物歧化酶(SOD)活性均比对照绿叶水稻不育系‘GD-(?)S’高,丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性则较低,显示其未表现出早衰现象;其配组的杂种间叶片衰老生理指标差异较大,部分优于对照品种‘博优253’,也未出现早衰:籼粳中间型父本所配杂种的产量和主要农艺性状显著优于对照品种‘博优253’。     

温光敏核不育水稻N28S无花粉败育的显微结构观察

采用石蜡切片和荧光显微技术观察了温光敏核不育水稻N28S无花粉败育过程中的显微结构变化,结果显示：N28S的小孢子母细胞形成后细胞质变得稀薄,一部分不能进行减数分裂,一部分减数分裂阻滞在细线期或胞质分裂异常,最终所有细胞液泡化解体消失。在此过程中,还观察到小孢子母细胞在细线期胼胝质壁不产生或提早消失,以及小孢子发育后期花药壁绒毡层的异常解体。认为N28S的无花粉败育是由小孢子母细胞的细胞质异常引起的,胼胝质壁和绒毡层的异常是结果而不是原因。     

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。