复粒稻种质资源及其遗传育种利用

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一, 也是单子叶植物发育分子生物学研究的理想模式植物。穗部形态是影响水稻产量的重要因素, 也是当前水稻遗传改良和发育生物学研究的热点之一。复粒稻是发生于水稻穗粒部的一种突变体材料, 在形态上可分为小穗簇生型和颖壳多雌型两种, 有自然突变、杂交变异和理化诱变等多种来源途径。作为一种特异的水稻种质资源, 复粒稻在水稻新材料创建、复粒型新品种选育、改善杂交制种结实性及探讨单子叶植物成花机理等方面具有重要的研究价值, 对创造复粒新型育种材料、提高穗着粒密度及穗粒数、有效缩短穗长度、改良水稻植株性状及提高产量等都具有重要意义。该文综述了复粒稻的资源类型、来源途径、遗传分析、基因定位及其育种利用价值等方面的研究进展, 并提出了今后的研究方向, 以期为水稻遗传育种提供参考。     

东乡野生稻BILs群体耐低氮性表型性状指标筛选及其综合评价

为了鉴定东乡野生稻及其后代群体的耐低氮性,研究低氮和正常氮2种处理下“协青早B//东乡野生稻/协青早B”BC₁-F₁₂回交重组自交系株高、抽穗期、穗长、有效穗数、穗实粒数、穗总粒数、着粒密度、结实率、千粒重和单株产量等10个表型性状,利用主成分分析和模糊隶属函数对BILs群体的耐低氮性进行综合评价.结果表明： 株系116、143和157的耐低氮性强,可作为东乡野生稻耐低氮性遗传研究和水稻耐低氮性育种的中间材料.采用逐步回归分析法建立了耐低氮性最优回归方程,筛选到株高、穗总粒数、结实率、千粒重和单株产量等5个性状相对值可作为水稻全生育期耐低氮性的综合评价指标.因此,在水稻耐低氮性遗传改良中,应注重对这5个性状,尤其是穗总粒数和单株产量相对值的选择.
     

重离子辐射诱导玉米突变体I478的特性研究

通过田间试验,对玉米自交系掖478和经重离子辐射掖478干种子所获得的突变体1478的主要农艺性状和配合力进行了比较分析,结果表明：（1）1478植株形态发生明显改变,主要表现出株高、穗位高显著增加,气生根颜色发生改变;（2）1478的果穗性状总体变好,果穗长度、行粒数、穗粒数、穗粒重等性状极显著优于自交系掖478,但其果穗穗行数显著少于自交系掖478;（3）1478的主要生育时期如抽雄期、开花期、成熟期显著迟于自交系掖478;（4）自交系掖478配制组合的穗行数、穗粗、出籽率的平均值大于突变体1478配制组合的相应性状的平均值,突变体1478配制组合的单穗重、穗长、行粒数、百粒重、秃顶长度大于自交系掖478配制组合的相应性状的平均值。突变体1478一般配合力好,组合1478×N172单穗重量极显著高于临奥1号,单穗重量比临奥1号增加9．6％,可继续对该组合进行鉴定。     

太湖流域晚粳稻地方种资源的表型遗传多样性

对368份太湖地区晚粳稻地方种材料的植株及品质性状进行分析与测定,结果表明种质问的性状均有极显著差异。植株形态及穗粒特性中,株高的变化从120．5～160．5cm,每穗总粒数变化在69．9～144．0粒／穗,千粒重的极差达10．7g。在品质性状上,整精米率变化在50．05％～77．05％间,垩白率、垩白度平均48．31％、5．36％,直链淀粉含量、蛋白质含量分别变化在12．8％～25．8％、7．55％～14．55％,平均分别为17．5％、9．42％,总体加工、蒸煮品质较优,外观品质较差。不同级分的种质资源数量的分布总体上亦呈正态分布的特征,如株高主要集中在137cm左右,占41．7％,每穗总粒数主要分布在92．3～110．0粒／穗间,占57．2％,千粒重主要在27．0～28．0g间,占41．7％。种质材料的植株及品质性状均具有较高的遗传多样性,穗粒性状、品质性状、植株形态性状的遗传多样性指数分别为2．02、1．87、1．54。种质资源材料中共有15个大穗型种质,穗粒数超过了140粒／穗,如天下第一种、千斤稻、晚慢种等,还有一些穗粒数低于70粒／穗的小穗型品种,如白叠谷、硬头颈、绿种等,直链淀粉含量≤15％的种质有22个,如来自吴江的田鸡青、野凤凰,也有一些高直链淀粉含量的种质材料,如矮土种、红芒种、木樨球和野稻。优质加工、外观品质的种质资源数量较少,吴江的晚洋稻、野凤凰两个材料属于低直链淀粉含量并且加工、外观品质为优质的种质资源。     

小麦-冰草衍生后代 3558-2 穗部相关性状的遗传分析和QTL定位

从普通小麦Fukuho与冰草(Agropyron cristatum,2n=4x=28,PPPP)Z559的衍生系中发现3558-2具有小穗数、小穗粒数和穗粒数多的优异性状.为了揭示衍生系3558-2优异性状的遗传特征,本研究对其与小麦品种京4841间的282个F2单株的穗长、小穗数、小穗粒数、穗粒数等穗部相关性状进行了遗传分析和QTL定位.主基因+多基因混合遗传模型分析结果显示小麦穗部相关性状都符合数量性状特征.利用单标记分析将穗部相关性状的QTL主要定位于小麦1 A染色体上,同时发现在小麦的2A、5B和5D染色体上也有QTL分布.通过加密标记重点构建了1 A染色体短臂的遗传连锁图,利用复合区间作图法解析了小麦1AS染色体上的穗部相关性状的QTL效应,发现在1A染色体上存在与穗长、小穗数、小穗粒数和穗粒数相关的重要QTL各1个,解释变异度分别为14.41%、5.15%、14.84%和10.87%.本研究发现在3558-2的1 AS染色体上成簇分布着涉及穗长、小穗教、小穗粒数和穗粒数重要性状的QTL,这一结果对指导进一步研究与利用3558-2具有重要意义.     

大豆滞绿(stay-green)突变体诱变后代表型性状变异分析

本文利用大豆滞绿突变体Z-94320经60Co-γ射线诱变的突变体后代M5、M6代为材料,进行两年的田间性状观察记录统计,用相关性分析、主成分分析、聚类分析对其17个主要表型性状统计分析。结果表明:诱变后代产生了丰富的变异,出现了多种种皮色和子叶色,产生了非滞绿性状,形成了各种生育周期,且分离出晚熟性状。通过相关性分析发现,单株粒重与株重、茎粗、主茎荚数、分枝荚数、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数、瘪粒荚数、虫食数呈极显著正相关,这些性状可以对产量进行预测;主成分分析在M5代提取出“产量因子”、“株型因子”、“粒荚因子”、“茎荚因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到70.50%,M6代提取出“产量因子”、“虫害因子”、“株型因子”、“茎杆因子”四个主成分,对农艺性状累计贡献率达到71.54%;聚类分析将M5、M6代材料分别划分为6类,发现同代中各类群农艺性状情况大致相似,但是各农艺性状在两代之间的变化明显,在株重、结荚高度、单株粒重等方面M6代显著高于M5代,并筛选出两株高产品系和一株特色滞绿品系。本研究逐步完善了对滞绿大豆突变体库的构建,为滞绿大豆诱变后代的遗传多样性研究提供了基础的数据分析。     

水稻穗长基因PAL3的克隆及自然变异分析

穗型是决定水稻(Oryza sativa)产量的关键因素之一。我们从粳稻品种圣稻808 (SD808)的EMS诱变突变体库中发现4份短穗突变体,这些突变体的穗长、一级枝梗数、二级枝梗数和穗粒数发生不同程度的降低。基因定位和图位克隆表明,这些突变体的表型受同一基因控制,将该基因命名为PAL3 (PANICLE LENGT...     

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％。     

浅绿叶水稻突变体的特性与遗传分析

在簇生稻与粳稻日本晴杂交后代F8世代中发现一个能稳定遗传的浅绿叶色突变体(pgl,pale green leaf).与野生型相比,突变体pgl株高、剑叶宽、主穗粒数和千粒重均显著下降.从幼苗开始,突变体pgl叶片都表现为浅绿色.在苗期和抽穗期突变体叶片的叶绿素含量都极显著低于野生型,其中叶绿素b的含量极低,仅为0.00...     

60Co-γ射线诱变连麦2号M3代主要农艺性状的变异及多元分析

用60Co-γ射线诱变小麦连麦2号,对M3代292个穗行进行了主要农艺性状的变异及多元分析.结果表明:各性状的变异幅度是不同的,变异系数从大到小依次为:穗数＞千粒重＞穗长＞小穗数＞株高＞行粒重＞退化小穗数＞穗粒数＞穗粒重;变异率从大到小依次为:穗数＞千粒重＞株高=行粒重＞穗粒数＞穗长＞穗粒重＞小穗数＞退化小穗数.穗数、...     

粳稻穗部性状遗传分析

从粳稻（Oryzasativassp.japonica）RIL群体中选取每穗颖花数极端少的品系丙堡3201和丙堡3205及每穗颖花数极端多的品系丙堡3145和丙堡3214,配制丙堡3201×丙堡3145和丙堡3214×丙堡3205两个组合的P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代,调查每穗颖花数、每穗实粒数、穗长、一次枝梗数和二次枝梗数的表型分布,并运用主基因＋多基因混合遗传模型,对这5个性状进行了遗传分析。结果表明,每穗颖花数性状在2个组合的各分离世代均未出现超亲分离,而其它4个性状均有不同程度的超亲分离。一次枝梗数受1对主基因＋多基因控制;其余4个性状均受2对主基因＋多基因控制。每穗颖花数、每穗实粒数、穗长和二次枝梗数4个性状以主基因遗传为主,一次枝梗数性状以多基因遗传为主。     

粳稻穗部性状遗传分析

从粳稻(Oryza sativa ssp. japonica)RIL群体中选取每穗颖花数极端少的品系丙堡3201和丙堡3205及每穗颖花数极端多的品系丙堡3145和丙堡3214, 配制丙堡3201×丙堡3145和丙堡3214×丙堡3205两个组合的P₁、P₂、F₁、B₁、B₂和F₂ 6个世代, 调查每穗颖花数、每穗实粒数、穗长、一次枝梗数和二次枝梗数的表型分布, 并运用主基因+多基因混合遗传模型,对这5个性状进行了遗传分析。结果表明, 每穗颖花数性状在2个组合的各分离世代均未出现超亲分离, 而其它4个性状均有不同程度的超亲分离。一次枝梗数受1对主基因+多基因控制; 其余4个性状均受2对主基因+多基因控制。每穗颖花数、每穗实粒数、穗长和二次枝梗数4个性状以主基因遗传为主, 一次枝梗数性状以多基因遗传为主。     

江苏省直立穗型粳稻品种主要农艺性状和品质性状分析

通过对江苏省淮北稻区种植的主要粳稻品种品质状况和近十年来育成的直立穗型粳稻品种(系)主要品质和农艺性状的分析,发现前期育成直立穗型粳稻品种相时半直立穗型粳稻品种加工品质低,垩白率高和垩白度大,蛋白质含量高;而近期育成直立穗型粳稻品种在上述品质指标上有了较大改进,食味品质也有了显著提高.在主要农艺性状中,近期育成品种呈现每穗总粒数上升、穗长变长、着粒密度下降趋势,产量水平的提高与每穗粒数的增加有着紧密相关.     

γ-射线辐射诱导水稻黄化转绿叶色突变体X611的特性研究

利用60Coγ-射线辐照粳稻秀水11愈伤组织,在诱变后代中发现了一份黄化转绿叶色突变体X611,并对其表型特征、温度敏感性、生理特性以及农艺性状进行研究。在较低温度17℃条件下,该突变体X611幼苗叶色呈浅黄绿色;在温度为25℃时,X611幼苗叶色呈黄绿色;温度升高至30℃,突变体叶色转为浅绿色。突变体的这种叶色变化特性说明其叶色性状具有低温敏感性。在不同播种时期,突变体X611幼苗期叶片光合色素含量均较野生型秀水11明显下降;但在抽穗期突变体与野生型叶片光合色素含量相接近,净光合速率也表现出同样的趋势。与野生型相比,突变体X611株高平均值降低;剑叶长、剑叶宽、穗长、有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重差异不显著。此叶色突变体农艺性状良好,在水稻育种中有较好的育种利用价值。     

高粱浅绿叶突变体sll1的农艺性状和生理生化特性

通过EMS诱变野生型高粱BTx623种子获得浅绿叶突变体sll1(Sorghum Light-green Leaf 1)。以野生型BTx623为对照,进行成熟期农艺性状调查和苗期生理生化指标测定。结果表明,突变体sll1茎粗和穗柄长与BTx623相比没有显著差异,而株高、穗长、粒数和千粒重均低于BTx623,存在极显著差异,且抽穗期延迟15~20 d。苗期叶片叶绿素测定结果显示,突变体sll1叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均极显著低于BTx623,其中叶绿素b含量只有野生型的1/10,推测该突变体是叶绿素b减少型突变体。突变体sll1蛋白总量显著低于BTx623,但脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均极显著高于BTx623,说明突变体sll1具有较强的渗透调节能力和清除活性氧的能力以维持自身正常生长。     

不同土壤类型对北方粳稻穗部性状及产量构成的影响

以北方粳稻品种“长白9”、“东稻4”为试材,研究了水稻土(pH =7.25,ESP=7.60)、苏打盐碱土壤(pH=9.11,ESP=32.80)条件下两品种穗部性状及产量构成的变化规律.结果表明:与水稻土相比,在苏打盐碱土壤条件下,两品种大部分穗部性状有显著变化,枝梗数、枝梗长度、枝梗粒数均显著下降;各产量构成因素也发生显著变化,尤其是穗粒数显著减少(“东稻4”减少30.0％,“长白9”减少30.5％);单株产量与穗部性状相关分析表明,穗粒数较结实率、千粒重对产量的贡献率最大;每穗一次枝梗总粒数的减少主要受每穗一次枝梗数减少的影响,每穗二次枝梗总粒数的减少受每穗二次枝梗数及二次枝梗单枝着粒数减少共同影响;在苏打盐碱土壤条件下,相对一次枝梗来说,二次枝梗粒数更容易受环境影响.     

水稻穗部性状的QTL与环境互作分析

分别在两年收集珍汕97／明恢63的重组自交系群体的表现数据,运用混合线性模型的QTL定位方法,联合分析穗部5个性状的QTLs7及QTL与环境互作关系。每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、穗长和穗着密度分别检测到10、3、6、8和7个QTLs分别解释各性状变异的29．13％、19．2％、29．46％、26．39％和35．76％。对于同一性状,高值亲本和低值亲本中均存在增效和减效QTL。相关性状QTL的位置表现相同或相似,高值亲本和低值亲本中均存在增效和减效QTL。相关性状QTL的位置表现相同或相似,成族分布。1个穗长QTL,2个每穗颖花数QTL3,3个结实率QTLs表现与环境显著互作,QTL与环境互作效应的贡献率比相应的QTL贡献率略大。遗传力稍高的每穗实粒数和穗着粒密度的DQTL与环境不互作。     

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%。     

人工合成小麦Am3大穗多粒QTL的发掘与利用

穗粒数是小麦的重要产量性状之一,本研究以人工合成双二倍体小麦Am3为供体,普通小麦品种莱州953为受体,培育出了高穗粒数BC5F1导入系,以导入系后代75个BC5F1为材料,利用复合区间作图法对其进行穗部性状的QTL定位。共检测到2个控制穗长、4个控制小穗数、2个控制穗粒数的QTL位点,贡献率分别为1％～22％、1％～9％和1％～15％。其中穗长和穗粒数分别有1个QTL能在两年重复检测到。并且在1A染色体上检测到同时控制小穗数和穗粒数的QTL,穗长和小穗数的QTL被定位在4A染色体上同一个区域,表明这2个位点是与穗部性状有关的热点区域。本研究发现的QTL多为来自Am3的新位点,对于小麦改良将具有重要价值。     

原、异位保存东乡野生稻主要农艺性状的比较研究

为了解原、异位保存东乡野生稻主要农艺性状的变化,对庵家山普通野生稻原、异位群体进行了考察和比较分析。结果表明,原、异位保存的东乡野生稻在每穗总粒数、每穗实粒数、结实率等方面存在较大的差异,如异位保存的东乡野生稻每穗总粒数平均为58.28粒,比原位多11.44粒,但其每穗实粒数却较少,为9.89粒,结实率降低了45.43%。从种植环境可以发现,异位保存圃的环境不适宜东乡野生稻的生长,应该选择与原生境相类似的种植环境,以便于东乡野生稻的保存、研究与利用。