稻米碾磨品质性状遗传主效应及其与环境互作的遗传分析

采用包括遗传主效应和基因型与环境互作效应的种子三倍体遗传模型,分析了不同环境条件下籼稻稻米碾磨品质的遗传特性。结果表明,各碾磨品质性状除了受制于种子基因效应、细胞质效应和母体植株基因效应等遗传主效应外,还会明显受到各遗传效应与环境互作效应的影响。其中精米重和精米率两个性状的表现主要是以遗传主效应为主,而糙米重和糙米率则以基因型ｘ环境互作效应为主。在各遗传体系中,除了精米率性状的种子直接遗传效应与环境的互作效应略大于母体植株遗传效应与环境的互作效应外,其他碾磨品质性状的母体植株基因的表达受环境条件的影响程度要大于种子基因。细胞质ｘ环境互作效应对精米重和糙米率的影响也较为重要。遗传效应预测值结果表明,Ｐ７和Ｐ８两个亲本的遗传主效应表现突出,可以明显改良杂交后代多数碾磨品质性状。Ｐ１和Ｐ２两个亲本的碾磨品质性状预测值在两年中的环境互作效应较为－致,不易受到外界条件的影响。上述亲本在水稻品质育种中可加以利用。     

不同环境条件下粳型杂交稻米碾磨品质性状的遗传效应分析

采用包括基因型×环境互作效应的种子遗传模型,对粳型杂交稻稻米碾磨品质性状进行了遗传研究.结果表明:各碾磨品质性状除了受制于种子直接效应、细胞质效应和母体效应等遗传主效应外,还明显受到各基因型×环境互作效应的影响.其中糙米率性状以遗传主效应为主,而精米率、整精米率性状以基因型×环境互作效应为主.在遗传主效应中,糙米率性状主要受种子直接加性效应、母体加性效应的控制;在基因型×环境互作效应中,精米率和整精米率性状都是以种子直接加性×环境互作效应和母体加性×环境互作效应为主,细胞质×环境互作效应也起着较为重要的作用.大部分稻米碾磨品质性状的狭义遗传率均较高,其中糙米率性状以普通狭义遗传率为主,而精米率和整精米率性状则以互作狭义遗传率为主.另外,根据性状的遗传效应预测值对各亲本的育种利用价值作了评价.     

籼粳交稻米蒸煮品质性状的遗传效应分析

以2个粳型光温敏核不育系和4个籼稻品种为材料,配制籼粳交组合,用包括基因型×环境互作效应的胚乳性状遗传模型对3个蒸煮品质性状(直链淀粉含量、胶稠度、碱消值)进行了遗传研究,结果表明:直接加性和母体加性效应对三个性状的遗传变异起主要作用.基因型×环境互作主要表现为显性×环境以及细胞质×环境互作.直链淀粉含量的普通遗传率都不显著,只有较高的互作母体遗传率;胶稠度具有显著的普通直接遗传率和互作细胞质遗传率;碱消值的普通直接遗传率和普通母体遗传率都极显著.根据遗传效应预测值对供试亲本的利用价值作了评价。     

分子标记遗传效应预测杂交水稻产量性状

选用13个水稻不育系和19个恢复系按NCⅡ设计配制两套不完全双列杂交组合151个,2005年分别在重庆和泸州种植,结合AFLP和SSR标记位点的遗传效应,预测7个产量性状值。用两套组合F1产量性状对标记多态性位点进行筛选,获得阳性位点和增效位点及其加性和(或)显性效应值,通过逐步回归构建分子标记遗传效应预测产量性状模型,并对不同亲本组合(套间预测)及固定亲本组合产量性状进行了预测。结果表明:(1)阳性和增效位点进行套间预测的效果,绝大多数不理想(预测值与实际值的相关系数为-0.55~0.45),且预测效果不稳定;(2)阳性和增效位点对第二套固定亲本组合的预测效果相近,均优于套间预测,其中对固定恢复系组合的预测好于对固定不育系;(3)对固定亲本组合大部分产量性状的预测达到较理想水平,其中增效位点对固定不育系组合结实率、固定恢复系组合有效穗数、阳性位点对固定恢复系组合穗着粒数、单穗重的预测在0.6以上。用分子标记遗传效应预测产量性状,只需少数标记,应用方便,特别是对水稻育种亲本选配具有重要指导意义。     

稻米蛋白营养品质及其遗传改良

稻米富含淀粉,贮藏蛋白易被消化吸收,是人类和牲畜能量及蛋白的主要来源;但其蛋白质和赖氨酸等含量偏低,因而营养不够全面。文章简要介绍了稻米蛋白质与氨基酸营养品质及其遗传改良的研究进展。     

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.     

稻米外观品质性状遗传与分子定位研究进展

稻米外观品质主要是指稻米的粒形、垩白、透明度和籽粒色泽等,它不仅直接影响到人们的喜好,还与其他品质性状诸如蒸煮食用、加工等密切相关。因此,外观品质对稻米的商品价值有着十分重要的影响。本文从经典遗传与现代分子生物学两个方面对稻米主要外观品质的遗传研究进展进行了较全面的综述,包括粒长、粒宽、长宽比、粒厚、垩白、透明度和籽粒色泽等。综合近年来的遗传研究结果发现,大多数稻米外观品质性状都是由数量基因控制的。利用分子标记技术已将控制外观品质的QTL（qualitative trait locus）定位在不同的染色体上,为下一步的稻米外观品质改良提供了有利条件。     

稻米蒸煮营养品质性状的遗传研究进展

稻米品质越来越成为我国稻米市场的决定因素。本对包括稻米直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、蛋白质含量和氨基酸的遗传,以及对上述品质性状间及其与某些农艺性状间的相关性进行了综述。     

籼稻稻米碾磨与外观品质性状的QTL定位

文章利用籼籼交组合特青/IRBB衍生的重组自交系群体, 在2个环境下对稻米碾磨品质和外观品质进行QTL定位。共计检测到控制稻米碾磨品质的QTL 12个和控制外观品质的QTL 18个, 包括糙米率8个、精米率2个、整精米率2个、粒长7个、粒宽5个和长宽比6个, 这些QTL分布于除第4和12染色体外的其他10条染色体上。其中, 第3染色体涵盖粒形基因GS3的区域对粒长、长宽比、糙米率和整精米率具有较大效应, 其献率分别为56.71%、42.23%、10.05%和4.91%; 第5染色体涵盖粒宽基因GW5的区域对粒宽、长宽比、糙米率和精米率具有较大效应, 表型变异贡献率分别为59.51%、36.68%、19.51%和4.56%。此外, 第6染色体涵盖直链淀粉含量基因Wx的区域对糙米率和精米率具有较小效应。GS3和GW5对糙米率和粒形具有重要作用。     

籼型杂种稻米品质性状的数量遗传分析

应用新近提出的ｐ＾＋ｑ＾＋ｐｑ交配设计的种子性状遗传表达鉴别方法,分析了籼型水稻３个不育系和１０个恢复系配组的３０个杂种Ｆ１植株上的Ｆ２种子及其亲本的９个稻米品质性状。结果表明：（１）粒长、粒宽、粒重、糙米率和完整精米率５个性状在Ｆ２米粒间没有发生遗传分离,它们的遗传受二倍体母体基因型（Ｆ１植株）控制。（２）垩白率、直链淀粉含量、糊化温度和胶稠度４个性状则在Ｆ２米粒间有极显著的遗传分离,帮主要受三     

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。     

籼稻稻米蛋白质含量与外观品质性状间不同遗传体系的条件遗传相关分析

选用稻米蛋白质含量等品质差异较大的7个籼型不育系(A)及相应的保持系(B)与5个籼型恢复系(R)杂交,组成7×5不完全双列杂交组合。应用包括胚乳、细胞质和母体植株基因的遗传主效应以及基因型×环境互作效应的数量性状遗传模型及非条件和条件分析方法,研究了籼稻稻米蛋白质含量与外观品质性状间的遗传相关性,进一步揭示了籼稻糙米重、稻米直链淀粉含量对稻米蛋白质含量与外观品质性状间遗传相关性的影响。非条件分析的结果表明,除了与糙米厚的相关性未达到显著水平以外,蛋白质含量与其它稻米外观品质性状间的遗传相关性均达极显著水平,其中与糙米宽间的相关性表现为正值,其余为负向相关。条件分析的结果显示,糙米重和直链淀粉含量对稻米蛋白质含量与外观品质性状间的遗传相关性均可产生较大的影响。糙米重主要通过基因型×环境互作效应影响蛋白质含量与外观品质性状间的遗传相关性,其中对蛋白质含量与糙米长、糙米宽、糙米厚间遗传相关性的影响主要表现为负向作用,而对蛋白质含量与糙米长宽比、糙米长厚比间遗传相关性的影响则表现为正向作用。稻米直链淀粉主要通过细胞质遗传主效应和母体加性效应影响蛋白质含量与糙米长、糙米长宽比、糙米长厚比间的遗传相关性,而对蛋白质含量与糙米宽间的相关性影响主要表现为负向作用。     

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％。     

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%。     

Identification of Quantitative Trait Loci for Rice Quality in a Population of Chromosome Segment Substitution Lines

The demand for high quality rice represents a major issue in rice production. The primary components of rice grain quality include appearance, eating, cooking, physico-chemical, milling and nutritional qualities. Most of these traits are complex and controlled by quantitative trait loci (QTLs), so the genetic characterization of these traits is more difficult than that of traits controlled by a single gene. The detection and genetic identification of QTLs can provide insights into the genetic mechanisms underlying quality traits. Chromosome segment substitution lines (CSSLs) are effective tools used in mapping QTLs. In this study, we constructed 154 CSSLs from backcross progeny (BC3F2) derived from a cross between 'Koshihikari' (an Oryza sativa L. Ssp. Japonica variety) as the recurrent parent and 'Nona Bokra' (an O. Sativa L. Ssp. Indica variety) as the donor parent. In this process, we carried out marker-assisted selection by using 102 cleaved amplified polymorphic sequence and simple sequence repeat markers covering most of the rice genome. Finally, this set of CSSLs was used to identify QTLs for rice quality traits. Ten QTLs for rice appearance quality traits were detected and eight QTLs concerned physico-chemical traits. These results supply the foundation for further genetic studies and breeding for the improvement of grain quality.     

Identification of Quantitative Trait Loci for Grain Appearance and Milling Quality Using a Doubled-Haploid Rice Population

Improving grain quality, which is composed primarily of the appearance of the grain and its cooking and milling attributes, is a major objective of many rice-producing areas in China. In the present study, we conducted a marker-based genetic analysis of the appearance and milling quality of rice （Oryza sativa L.） grains using a doubled-haploid population derived from a cross between the indica inbred Zhenshan 97 strain and the japonica inbred Wuyujing 2 strain. Quantitative trait locus （QTL） analysis using a mixed linear model approach revealed that the traits investigated were affected by one to seven QTLs that individually explained 4.0%-30.7% of the phenotypic variation. Cumulatively, the QTL for each trait explained from 12.9% to 61.4% of the phenotypic variation. Some QTLs tended to have a pleiotropic or location-linked association as a cause of the observed phenotypic correlations between different traits. Improvement of the characteristics of grain appearance and grain weight, as well as an improvement in the milling quality of rice grains, would be expected by a recombination of different QTLs using marker-assisted selection.     

粳稻和籼稻D1蛋白光抑制敏感性的差异与其编码基因序列结构特征的相关性分析(英文)

粳稻 (OryzasativaL .ssp .japonica)和籼稻 (O .sativassp .indica)对光抑制的敏感程度存在差异 ,它们的叶绿体光反应中心Ⅱ核心蛋白D1的稳定性不同。以菌落原位杂交法克隆了粳稻“95 16”和籼稻“籼优 6 3”叶绿体D1蛋白的编码基因psbA。核苷酸序列同源比较显示 :两者在启动子区和 5′_UTR完全相同 ;编码区存在着个别碱基的差异 ,但均位于三联体密码的第三位 ,不影响氨基酸编码特性 ,在蛋白质氨基酸序列上没有差异 ;在 3′_UTR内存在寡聚U长度的差异。因此 ,粳稻和籼稻D1蛋白对光抑制作用敏感性的差异与其蛋白质的氨基酸序列结构无关 ,可能与调控psbA基因表达的上游因子或光保护机制的差异有关。     

稻米营养品质种子效应和母体效应的遗传分析

采用谷类作物种子数量性状的遗传模型,以珍汕９７Ａ等６个籼型不育系与测早２－２等,３个早籼恢复系进行不完全双列杂交,对籼型杂交稻稻米营养品质性状进行了遗传分析。结果表明：稻米蛋白质含量和蛋白质指数主要受制于母体遗传效应,但亦受到种子基因效应的影响;赖氨酸含量和赖氨酸指数则主要与种子基因效应有关,其中赖氨酸含量还受到母体加性效应的影响。除赖氨酸指数外,其它营养品质性状的种子直接遗传率和母体遗传率均已达到极显著水平。遗传效应预测值表明,选用浙南１号Ａ和２６７１５较易获得稻米营养品质较为理想的籼型杂交稻组合。