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。     

应用主基因-多基因混合模型研究昆明小白谷孕穗期耐冷性的遗传

以耐寒的昆明小白谷与农艺性状好但不耐寒的十和田杂交并以十和田为轮回亲本回交培育的耐寒的近等基因系(NIL)不同单株(BC4F6)与轮回亲本杂交再自交的4个F2代群体,2003年在海拔为2150m用冷泉水(18℃～19℃)灌溉的阿子营乡种植,利用主基因-多基因混合遗传模型分析了4个F2代群体的耐冷基因效应,结果表明4个组合中耐冷基因是受一对主效基因控制,其主效基因的遗传率为59.10%～81.04%.     

普通野生稻染色体片段代换系的孕穗期耐冷性研究

为筛选出在苗期和孕穗期都具有强耐冷性的种质以供水稻耐冷研究与育种利用,本研究利用人工低温胁迫的方法,对20份苗期耐冷的普通野生稻染色体片段代换系进行了孕穗期耐冷性鉴定评价。结果表明:(1)在20份代换系材料中,孕穗期耐冷性表现强(3级)、中(5级)和弱(7级)级别的材料为2份、15份和3份,分别占供试材料的10%、75%和15%;(2)水稻苗期和孕穗期的耐冷性呈显著正相关(p0.05),所鉴定出的2份抗性3级材料(DC907和DC866)不但可以作为苗期耐冷性抗源,同时也可以作为孕穗期耐寒性抗源;(3)可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸、丙二醛和超氧化物歧化酶等各项生理指标与相对结实率之间均无显著的相关关系,因此均不适宜作为孕穗期耐冷性的鉴定评价指标。     

十和田/丽粳2号回交重组自交系糙米Zn含量与其他元素和农艺性状间相关性

用ICP-AES法测定了十和田/丽粳2号/十和田BC4F5回交重组自交系264个株系糙米Zn含量及其在株型间的遗传变异,分析了糙米Zn含量与16种元素(K、P、S、Mg、Ca、Mo、Ni、Fe、Cr、Na、Al、Cu、Sn、B、Mn和Sr)、9个农艺性状(结实率、实粒数、秕粒数、穗长、有效穗、花药长度、花药宽度、穗茎节间长和倒2叶长)、MDA(丙二醛)含量、3种酶(POD、SOD、CAT)活性间相关性,旨在揭示糙米Zn与其他元素、稻米产量、稻耐冷性等关联性。结果表明:回交重组自交群体糙米Zn含量为正态分布,有超亲优势株系;糙米Zn含量与8种元素(K、S、P、Mg、Ca、Fe、B、Mn)含量呈极显著相关,与5种元素(S、Mg、Ni、Cr、Al)含量呈显著偏相关;初步认为糙米Zn含量与稻米产量及耐冷性为负相关,与酶活性相关性不显著。     

粳稻孕穗期耐冷性NILs的形态评价和分子验证

2004年在海拔1916m昆明两种冷害（水温19.5±0.7℃,低田温冷泉水温17.8±1.1℃)、阿子营冷害(海拔2150m,水温18.2±0.22℃)条件下对5个亲本及其25个近等基因系进行耐冷性鉴定,用Statistica对17个农艺性状进行形态聚类和SSR分子标记聚类分析。结果表明：(1)已培育的穗期耐冷性NILs与轮回亲本十和田的形态极为相似,但与耐冷性相关的性状(穗颈长、实粒数、结实率、花药长和花药体积)有明显的差异;(2)从78个SSR标记筛选出了7个标记在十和田和NILs间存在多态性, 其中RM7452标记与耐冷基因连锁,各个近等基因系间遗传背景相似,但与十和田耐冷性差异大,证明了这些NILs是水稻穗期耐冷基因精细定位和克隆的理想材料。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

中国水稻微核心种质不同生育时期耐冷性鉴定及其相关分析

以204份中国水稻微核心种质为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、幼苗期、孕穗期等耐冷性鉴定及其相关性分析。结果表明,水稻各生育时期耐冷性在籼粳亚种间、各种质之间存在明显的差异。粳稻种质的耐冷性明显强于籼稻种质,但籼稻种质中也存在耐冷性较强的种质。高阳淀稻大红芒、肥东塘稻、木樨球、卫国、兴国、山酒谷、中花8号等粳稻种质和包选21号、红米三担白、寸谷糯、红谷等籼稻种质在水稻各生育时期均表现较强的耐冷性,在水稻耐冷性育种及耐冷基因发掘研究中应加以利用。自然低温和冷水胁迫下水稻结实率与低温下发芽率呈显著或极显著正相关,而与死苗率呈显著负相关,即低温下发芽期耐冷性和芽期耐冷性强的水稻种质一般表现为较强的孕穗期耐冷性。认为低温下发芽率和芽期低温处理后的死苗率可以作为孕穗期耐冷性早期鉴定的间接指标。     

粘类非1BL／1RS小麦雄性不育系恢复性遗传规律的研究

系统考察了粘、易、偏和二角型4种异质非1BL／1RS小麦雄性不育系的育性恢复性,结果表明：(1)供试4种异质非1BL／1RS小麦雄性不育系均属易恢复、易保持不育类型;(2)以4种异质非1BL／1RS不育系为母本与同一父本或不同父本测交,其F1平均结实率与单株间结实率的变异系数呈显著负相关;(3)4种异质非1BL／1RS小麦雄性不育系,各自不育细胞质源对杂种F1的平均结实率影响程度不同,但不育胞质问恢复度差异不显著;(4)4种异质非1BL/1RS小麦雄性不育系,虽然育性载体相同,但粘、易型的育性位点、偏型育性位点和二角型育性位点各自在同一连锁群中的位置可能不同;(5)4种异质非1BL／1RS不育系和恢复系基因除主效育性基因外,亦在不同核型中存在有不等量的育性微效基因和抑制基因,其组成形式和杂交后的结合方式是粘类不育系育性恢复度高低的主要判别。     

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.     

普通小麦D2型CMS系恢复基因的遗传分析

在育性基因遗传特征研究的基础上,通过测交筛选出遗4060,M8003,6D／6R,GR1,960789,保769－22－6等几个高恢复系,F2代,F1BC1代的遗传分析结果和等位性测验,F1代自交可育株的连续选择结果证明这些恢复系的育性恢复受两对独立遗传的主效基因控制,同时存在剂量不等的微效基因,建议将这两对主效恢复基因定名为D^2Rf1,D^2Rf1,D^2Rf2,D^2Rf2。恢复系的选育应以模式C2（主效恢复基因＋微效恢复基因）为首选。     

中国粳稻地方品种孕穗期耐冷性评价及聚类分析

用原产于中国18个省的329份粳稻地方品种为材料,分析了自然低温和冷水胁迫下不同省份粳稻地方品种孕穗期耐冷性及主要农艺性状表型差异和聚类特点。结果表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份粳稻地方品种的孕穗期耐冷性状及主要农艺性状有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,天津、四川和台湾品种的结实率及冷水反应指数均较高,表现较强的孕穗期耐冷性和迟钝的冷水反应。云南品种在自然低温下表现为较强的孕穗期耐冷性（结实率）,而在冷水胁迫下播种至抽穗天数和株高的冷水反应指数较高,表现为迟钝的冷水反应。从总体趋势上看,自然低温和冷水胁迫下,除个别省份外,纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性（结实率）强于纬度相对较低的南方省份品种。此外,在自然低温和冷水胁迫下,各省粳稻地方品种的聚类结果总体上与各省品种的地理位置及其耐冷性有密切的联系,而在冷水胁迫下品种的聚类结果与品种地理位置的关系比自然低温下更为密切。     

水稻单株有效穗数主基因＋多基因混合遗传分析

选择单株有效穗数差异大的3个亲本CB1（15.3）、CB4（6.4）和CB7（11.8）,配制CB1×CB4和CB7×CB4组合,建立了相应的P_1、F_1、P_2、B_1、B_2、F_2群体,将其分为中、晚两个生产季节种植,考察了有效穗数性状.利用主基因＋多基因混合遗传模型理论的Akaike信息准则（AIC）在B_1、B_2、F_2代中鉴定影响数量性状的主基因存在与否,主基因存在时通过分离分析估计主基因和微效基因的遗传效应及所占总变异的分量.结果表明该性状在所有B_1、B_2、F_2中均符合2对加性-显性-上位性主基因＋加性-显性-上位性多基因的遗传模式,主基因遗传率为30.64%-72.26%,多基因遗传率为3.41%-28.20%,总基因遗传率为45.96%-87.29%;相同组合种植季别主基因遗传率及一阶参数对比表明,杂交亲本的选择及种植季别对该性状遗传率影响较小,h_a、h_b、j_（ab）、j_（ba）值均为负值表明显性效应和加性显性互作对该性状表达具有抑制作用.     

A point mutation in LTT1 enhances cold tolerance at the booting stage in rice

The cold tolerance of rice at the booting stage is a main factor determining sustainability and regional adaptability. However, relatively few cold tolerance genes have been identified that can be effectively used in breeding programmes. Here, we show that a point mutation in the low-temperature tolerance 1 (LTT1) gene improves cold tolerance by maintaining tapetum degradation and pollen development, by activation of systems that metabolize reactive oxygen species (ROS). Cold-induced ROS accumulation is therefore prevented in the anthers of the ltt1 mutants allowing correct development. In contrast, exposure to cold stress dramatically increases ROS accumulation in the wild type anthers, together with the expression of genes encoding proteins associated with programmed cell death and with the accelerated degradation of the tapetum that ultimately leads to pollen abortion. These results demonstrate that appropriate ROS management is critical for the cold tolerance of rice at the booting stage. Hence, the ltt1 mutation can significantly improve the seed setting ability of cold-sensitive rice varieties under low-temperature stress conditions, with little yield penalty under optimal temperature conditions. This study highlights the importance of a valuable genetic resource that may be applied in rice breeding programmes to enhance cold tolerance.     

低温胁迫下粳稻选育品种耐冷性状的鉴定评价

选取来源于中国11个省份和其他9个国家的347份粳稻选育品种作为试验材料,分析了自然低温和冷水胁迫下,不同来源粳稻选育品种孕穗期的耐冷性及主要农艺性状的表型差异和聚类特点。研究表明,在自然低温和冷水胁迫下各省份或国家粳稻选育品种主要农艺性状及其冷水反应指数有明显的差异。在自然低温和冷水胁迫下,云南和日本品种的孕穗期结实率及其冷水反应指数均较高,表现出较强的孕穗期耐冷性。从总体趋势上看,在自然低温下,除个别省份外,我国纬度相对较高的北方省份品种的孕穗期耐冷性强于纬度相对较低的南方省份品种;而在冷水胁迫下,品种的耐冷性与其来源地的关系并不密切,没有呈现出一定的规律性。此外,聚类结果表明,不同省份或国家粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源均有一定的相关性,而与自然条件相比,冷水胁迫下粳稻选育品种的聚类结果与其品种的地理来源的相关性更为密切。     

QTLs of cold tolerance-related traits at the booting stage for NIL-RILs in rice revealed by SSR

QTLs for cold tolerance-related traits at the booting stage using balanced population for 1525 recombinant inbred lines of near-isogenic lines (viz.NIL-RILs for BC5F3 and BC₅F₄ and BC₅F₅) over 3 years and two locations by backcrossing the strongly cold-tolerant landrace (Kunmingxiaobaigu) and a cold-sensitive cultivar (Towada) was analyzed. In this study, 676 microsatellite markers were employed to identify QTLs conferring cold tolerance at booting stage. Single marker analysis revealed that 12 markers associated with cold tolerance on chromosome 1, 4 and 5. Using a LOD significance threshold of 3.0,compositive interval mapping based on a mixed linear model revealed eight QTLs for 10 cold tolerance-related traits on chromosomes 1, 4, and 5. They were tentatively designatedqCTB-1-1, qCTB-4-1, qCTB-4-2, qCTB-4-3, qCTB-4-4, qCTB-4-5, qCTB-4-6, andqCTB-5-1. The marker intervals of them were narrowed to 0.3-6.8 cM. Genetic distances between the peaks of the QTL and nearest markers varied from 0 to 0.04 cM. We were noticed in some traits associated cold tolerance, such asqCTB-1-1 for 5 traits (plant height, panicle exsertion, spike length, blighted grains per spike and spikelet fertility),qCTB-4-1 for 8 traits (plant height, node length under spike, leaf length, leaf width, spike length, full grains per spike, total grains per spike and spikelet fertility),qCTB-4-2 for 3 traits (spike length, full grains per spike and spikelet fertility),qCTB-5-1 for 5 traits (plant height, panicle exsertion, blighted grains per spike, full grains per spike and spikelet fertility). The variance explained by a single QTL ranged from 0.80 to 16.80%. Three QTLs (qCTB-1-1, qCTB-4-1, qCTB-4-2) were detected in two or more trials. Our study sets a foundation for cloning cold-tolerance genes and provides opportunities to understand the mechanism of cold tolerance at the booting stage.     

广适性光温敏不育系Y58S幼穗分化期耐冷性表现及生理机制

为了阐明水稻光温敏不育系幼穗分化期耐冷的形态生理机制,以耐冷不育系Y58S和4个生产上常用光温敏不育系为试验材料,研究了低温胁迫(17.5℃,10 d)下结实率、穗部形态、株高、光合特性以及抗氧化物酶系统等的变化。结果表明,低温胁迫下Y58S的幼穗分化期耐冷性在5个不育系中最强,与敏感的C815S和株1S相比,Y58S表现为株高和穗长降低幅度较小,保持较高结实率;光合作用受低温影响不显著,SPAD值、光合速率等光合指标无显著变化;SOD、POD活性降低幅度较小,MDA含量、相对电导率增幅较小。     

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。