栽培稻杂种不育性的遗传研究——Ⅲ.不同类型品种F_1花粉不育性的等位基因分化

以台中65等基因F_1不育系为遗传测验种,测定了栽培稻(O.sativa)45个品种在3个F_1不育基因座的基因型和等位基因的分化度。在S-E3基因座上,除Dular带有S_i/S_i基因型外,其余被测品种均带有S_i/S_i基因型。在S-E2和S-E5基因座上,籼型品种带有高频率的S_i基因,而粳型品种带有高频率的S_i基因。S_i和S_i均具有不同的分化度。籼型品种携带的S_i基因和粳型品种携带的S_i基因具有较高的分化度。中间型品种和广亲和品种的等位基因分化在S-E2基因座上与粳型品种相似,而在S-E5基因座上与籼型品种相似。此外,分析了各类型品种相互杂交F_1杂种在S-E2和S-E5基因座的杂合率、杂合度和杂合性。与籼/粳杂种相比,中间型品种(包括广亲和品种)与籼型和粳型品种杂交,F_1杂种均具有较低的平均杂合性,从而表现出较高的亲和性。因此,无论是杂种不育性还是杂种亲和性均由花粉不育基因控制。花粉不育基因也称为特异亲和基因。     

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。     

水稻籼粳亚种间杂种低温花粉不育的QTL分析

为探明籼粳杂种低温花粉不育的遗传基础,以籼稻品种3037和粳型广亲和品种02428的F2分离群体进行了低温花粉不育的遗传分析。推迟播种后,F2群体各单株孕穗期的日平均温度为21～23℃,调查了F2群体各单株的花粉育性。利用108对SSR引物构建了包含157个F2单株,覆盖12条染色体的分子标记连锁图谱。该连锁图的总长度为1857．8cM,标记间平均距离为16．26cM,标记较均匀地分布在12条染色体上。采用区间作图法对F2群体花粉不育进行QTL分析,共检测到2个低温花粉不育QTLS,即qLTSPS2和qLTSPS5,分别位于第2、5染色体,其加性效应分别为0．021、0．045,显性效应分别为-0．246、-0．251,显性度分别为11．7和4．8,具有超显性效应．超显性是QTL作用的主要方式,这2个位点杂合基因型在低温环境下具有降低花粉育性的作用,分别解释表型变异的15．6％、11．9％。另外,两因素的方差分析表明这两个QTL之间不存在互作。     

黑龙江省水稻空壳率与孕穗期低温的关系

对黑龙江省6个主要水稻品种(龙稻3号、垦稻12号、空育131、龙稻7号、龙粳16号和松粳6号)进行孕穗期低温(处理温度分别为15℃、17℃、19℃,低温持续时间分别为2、4、6和8d)处理,采用线性内插和统计回归方法,分析了水稻单穗空壳率与孕穗期低温的关系.结果表明:研究区敏感性水稻品种和耐冷性较强水稻品种的障碍型冷害临界温度分别为17℃和16℃;孕穗期水稻对低温最敏感的时期为抽穗前14～18d.15℃低温处理8d时,松粳6号、垦稻12号的空壳率明显增加,空育131空壳率小幅升高,表明松粳6号和垦稻12号对低温反应较敏感、耐冷性较弱,而空育131对低温反应迟钝,耐冷性较强;垦稻12号、龙粳16号、空育131的冷积温与空壳率存在显著的相关关系(P0.01),随着冷积温的增加,水稻空壳率明显升高,但品种间的增幅不同.     

栽培稻杂种不育性的遗传研究：Ⅲ.不同类型品种F1花粉不育性的等位…

以台中６５等基因Ｆ１不育系为遗传测验种,测定了栽培稻４５个品种在３个Ｆ１不育基因座的基因型和等位基因的分化度,在Ｓ－Ｅ３基因座上,除Ｄｕｌａｒ带有Ｓ＾ｉ／Ｓ＾ｉ基因型外,其余被测品种均带有Ｓ＾ｉ／Ｓ＾ｉ基因型。在Ｓ－Ｅ２和Ｓ－Ｅ５基因座上,籼型品种带有高频率的Ｓ＾ｉ基因,而粳型品种带有高频率的Ｓ＾ｉ基因。Ｓ＾ｉ和Ｓ＾ｉ均具有不同的分化度,籼型品种携带的Ｓ＾ｉ基因和粳型品种携带的Ｓ＾ｉ基因具有较高的     

籼粳稻光合作用的光抑制特性及在正反交F1杂种中的表现

用稻０２４２８、０２９和籼稻３０３７、Ｐａｌ－ｇｈａｒ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比母本籼稻耐光抑制,因其ＱＢ蛋白维持能力     

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.     

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。     

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。     

水稻广亲和性遗传的再研究

水稻广亲和基因的利用是克服亚种间杂种不育性的重要途径。但在广亲和性的遗传上不同研究者的结论不尽一致。以3种有广亲和品种参加的三交组合为研究材料,研究了品种Ketan Nangka的广亲和性遗传。结果表明水稻亚种杂交F1同时存在着雄性不育和雌性不育,但雄性不育对小穗育性的作用大小因组合而异;无论是在雄性不育位点还是雄性不育位点上,Ketan Nangka均具有相对应的中性基因（广亲和基因）;广亲和性的遗传特点与所用的籼粳测验品种间的杂种不育性密切相关;S－5位点的广亲和基因遗传符合单位点孢子体－配子体互作模型。     

籼型光敏感核不育系花药培养的研究

用籼型光敏感核不育系8902s(双8-14/珍汕97//珍汕97)与5个材料(两个籼型不育系8912s 和 W6154s,一个中间型广亲不育系8925s,以及粳广亲品系69024和 PC311)的杂种F1花药作外植体,将穗子置8—10℃下进行低温处理,然后分别接种在三种不同组成的培养基上进行培养,主要结果如下:     

水稻杂种F1结实率与亲本程氏指数差异和同工酶遗传距离的关系及其预测研究

以4个籼粳测验种做母本按NCII(4×90)设计配置的360个杂交F1组合为材料,研究亲本的程氏指数差异(ID)、同工酶遗传距离(GD)与杂种F1结实率的关系.结果显示ID、GD与杂种F1结实率呈极显著负相关(r=-0.540,p＜0.01;r=-0.316,p＜0.01),但决定系数不高,分别是0.2916、0.0999.D、GD与F1结实率的相关性受父本和母本影响,其中对非广亲和品种测交F1结实率的预测效果较好,对广亲和品种及南京11的测交F1的预测则无效.因此,在利用ID和GD对水稻杂种F1结实率进行预测时,宜在一定的亲本类型之间进行,ID比GD的预测效果更好.     

杂草稻红色果皮基因的遗传分析

以江苏扬中红色果皮杂草稻W16、粳型广亲和品种02428(S5n)及以它们为亲本的衍生世代F1、F2和F3为材料,研究了杂草稻红色果皮性状的遗传特征;根据已克隆的普通野生稻(O.rufipogen)红色果皮Rc与白色果皮rc等位基因第6外显子的差异,设计了InDel标记RID14,利用RID14标记对F2群体、江淮流域所收集到的24份红色果皮杂草稻、3份普通野生稻以及423份品种资源进行了标记基因型分析;选取5份江淮流域杂草稻的RID14标记PCR产物进行测序分析.结果显示:以白色果皮02428为母本的杂交种F1的颜色为白色,而以红色果皮杂草稻W16为母本,杂交种F1的果皮颜色为红色;正反交杂种F1所结F2种子都是红色,F2植株所结F3种子果皮颜色发生分离,符合3∶1分离比例;在F2群体中,RID14标记与果皮颜色共分离,在450份材料中,红色果皮均为非缺失带型,而白色果皮和紫色果皮为缺失带型;5份江淮流域杂草稻的RID14标记PCR产物序列与已登录的普通野生稻序列完全一致.研究表明,扬中杂草稻红色果皮为单基因控制的显性性状,并由母体基因型决定,是典型的延迟遗传,由Rc基因控制;在白色果皮材料资源中都存在14 bp缺失的等位基因rc,RID14标记可以作为准确鉴定红色果皮杂草稻的分子标记.     

水稻广亲和性和胞质雄性不育恢复性的遗传分析

对经花培育成的广亲和恢复系ＴＧ７、ＴＧ８的遗传分析表明：ＴＧ７、ＴＧ８均带有１对广亲和基因,与ＣＰＳＬＯ１７、０２４２８的广亲和基因等位。广亲和基因与雄性不育恢复基因表现为独立遗传,野败型（籼）和滇－Ｉ型（粳）不育胞质的育性恢复基因非等位。ＴＧ７和ＴＧ８分别带有２对野败不育胞质和１对滇－Ｉ型不育胞质的恢复基因,分别来自亲本明恢６３和ＣＰＳＬＯ１７。     

三系和二系籼粳交杂种F1农艺性状遗传表现的比较

通过6个籼型三系不育系（A）和3个籼型光温敏核不育系（S）分别与7个粳型广亲和系（W）的不完全双列杂交试验,对两类不同配组模式（即AW和SW）的杂种优势的表现、农艺性状遗传特点及参试亲本基因效应值的差异进行了比较,结果表明,在多数性状上,AW比SW型具有更强的群体平均优势和群体超亲优势;而两者农艺性状遗传方差分量除主穗总粒数等外,在抽穗期、着粒密度和剑叶长的遗传分量则较为一致;参试亲本的加性效应预测值,是D汕A具有降低株高的效应,红突A、W6llls和浙南1号A具有明显地缩短生育期的效应,红突A、D汕A和协青早A有显著地增加每株穗数的效应,而02428、T984和轮回422则有增加主穗总粒数的效应．     

水稻新种质明恢86及其系列组合的选育研究

通过选用籼粳交中间材料与籼型强恢材料杂交导入广亲和基因的育种方法,将粳稻基因渗入籼稻恢复系,育成的三系及二系新种质明恢86,具有广亲和性、恢复力强、恢复谱广、米质优、配合力好、抗稻瘟病、制种产量高等特点.明恢86与野败型、矮败型、K型败、印尼水田谷型、冈型败、D型败、两用不育系、新质源不育系(岳4A)等多个不育系配组,均表现出强优的杂种优势和优良的综合性状,其中汕优明86、福两优2186、Ⅱ优明86已先后通过福建省或三明市农作物品种审定委员会审定.目前,正在福建和全国南方稻区大面积推广应用.     

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.     

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。     

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.