籼粳RILs孕穗期耐冷性研究

以昆明小白谷和大理早籼杂交培育的孕穗期耐冷性重组近交系(RIL)为材料进行籼粳稻区水稻耐冷性研究.结果表明(1)籼粳稻区株高、穗下节长、穗长和总粒数均呈数量性状的分布特征.(2)籼粳稻区一些性状间的相关性存在一定的差异,冷凉粳稻区株高与结实率等性状密切关性;相反高温粳稻区穗颈长与穗部4个性状达极显著或显著相关.(3)遗传研究表明对低温和高温均敏感的穗颈长和结实率受主效基因控制,多数弱耐冷单株的耐热性相对较强.     

昆明小白谷近等基因系杂种后代孕穗期边际耐冷性研究

以十和田×(十和田5/昆明小白谷BC4F6)配制的杂种BC5F4系统群为材料,在昆明自然低温平均18℃冷害条件下,进行孕穗期边际耐冷性研究.结果表明(1)边际效应主要影响有效穗、秕粒数,其边际效应指数值分别为1.6564和1.4034;而对株高、剑叶长、剑叶宽、穗颈长、穗下节长、1～2节长、穗长、实粒数、总粒数和结实率影响较小,边际效应指数为0.9 708～1.2 371;(2)内部与边际群体一些性状间的相关性存在一定的差异,即内部群体不论是耐冷性状株高、穗长,还是耐冷指标性状穗颈长、穗下节长、1～2节长、实粒数、总粒数和结实率间均达极显著相关,且相关性大于边际群体;(3)内部与边际群体株高、穗颈长、穗下节长、1～2节长、穗长、实粒数、总粒数和结实率分布的总趋势是一致的,即均呈数量性状的分布特征;不同之处在于内部群体主峰值区间小于边际群体,尤其耐冷指标性状差异较大.     

冷水胁迫对云南粳稻育成品种农艺性状的影响

以11个云南粳稻育成品种为试验材料,研究冷水胁迫对水稻农艺性状的影响以及品种耐冷性与农艺性状冷水反应的关系。结果表明,农艺性状的冷水反应不仅与品种有关,也与具体的农艺性状有关。冷水胁迫使株高、穗实粒数、结实率、单株产量和着粒密度极显著降低(P0.01),穗长和剑叶长极显著缩短(P0.01),剑叶宽度极显著变窄(P0.01),剑叶与穗下节间的夹角极显著变小(P0.01),一次和二次枝梗数极显著减少(P0.01),有效穗极显著增加(P0.01),而千粒重不因冷水胁迫发生明显变化(P0.05)。相关分析表明,水稻成熟期综合耐冷性与结实率呈极显著负相关(P0.01),而结实率又与株高和单株产量冷水反应呈显著正相关(P0.05)。综合考虑供试品种的耐冷性,云粳19号、云粳20号、云粳优1号和云粳优15号耐冷性较强,可作育种亲本利用,以提高水稻品种的耐冷性。     

杂草稻后代主要耐冷性状相关关系

以红长芒杂草稻/龙粳11组合的F2系统为试材,探讨了杂草稻后代孕穗期耐冷性遗传变异以及与后代主要性状冷水反应指数CRI的相关关系。结果表明:F2系统群的孕穗期耐冷性表现为近似正态的连续分布,是由多基因控制的数量性状。杂草稻对冷水的反应较迟钝,优势在于冷水处理下结实率高、成穗率高、后熟快。通过杂草稻的利用,可以培育出孕穗期耐冷性较好的后代材料。在耐冷育种中,冷水处理下狭义遗传力高的性状为株高、千粒重和结实率等,容易通过对亲本的选择获得所期望的后代,低世代选择效果好。株高的冷水反应较迟钝的材料,一般其结实率和穗颈长的冷水反应也较迟钝;穗颈长的冷水反应较迟钝的材料,一般其结实率也较迟钝,在耐冷育种的性状选择上,在注重选择结实率高的同时,要注意选择在低温处理下株高和穗颈长冷水反应指数较高的组合和单株。     

昆明小白谷耐冷性近等基因系耐冷性状的相关性及遗传研究

用孕穗期耐冷性极强的昆明小白谷作供体亲本,十和田作轮回亲本配制的孕穗期耐冷性近等基因系(NIL),同时在两种冷害条件下对其耐冷性状进行相关及遗传分析,结果表明(1)昆明冷害条件下,研究了13个性状,78对性状间的相关性,在群体1中,有51对性状达极显著相关,在群体2中,有47对性状达极显著相关,尤其是主穗结实率与花药长、花药宽、花药体积、实粒数、秕粒数之间达极显著相关;极端冷害的阿子营条件下,研究了13个性状,79对性状间的相关性,其中31对性状达极显著相关,尤其是主穗结实率与花药长、花药宽、花药体积、实粒数、秕粒数之间达极显著相关,揭示了结实率、花药长、花药宽、实粒数、秕粒数可作为耐冷性的评价指标,在培育NIL初期可把穗颈长作为耐冷性间接指标.(2)昆明小白谷孕穗期耐冷性NIL的耐冷基因属于主效基因;花药长可能是受微效多基因控制.(3)主穗结实率可直接作为孕穗耐冷性的评价指标,花药长、花药体积可间接作为孕穗期耐冷性指标.     

粳稻十和田/昆明小白谷重组自交系群体主要农艺性状的低温反应

【目的】培育重组自交系群体是发掘或定位水稻孕穗开花期耐冷性QTL的重要基础。本研究通过培育“十和田/昆明小白谷”重组自交系群体（RIL）,在云南自然低温条件下,分析RIL的株高、穗长、穗伸出度、单株结实率、特定结实率和穗粒数等主要农艺性状低温反应,为耐冷性相关性状的遗传分析及QTLs定位等提供研究材料和参考。【方法】以由230个家系组成的“十和田/昆明小白谷”RILs及其亲本为试验材料,2001年在昆明和呈贡,2002年在昆明和剑川,2003年在昆明进行了孕穗开花期耐冷性自然低温鉴定,并对株高、穗长、穗伸出度、单株结实率、特定结实率和穗粒数等性状进行方差和相关分析。【结果】株高、穗伸出度和穗粒数3性状以基因型控制为主,穗长以基因型×环境互作为主,单株结实率和特定结实率以试点环境控制为主。在5种生长环境下,上述6个性状F值为4.019～97.284,株系间均具有极显著差异。在每个试点环境条件下,单株结实率与特定结实率都表现出极显著的正相关关系,相关系数为0.826～0.885;株高与穗长和穗伸出度均表现出极显著的正相关关系。在5种不同生长环境下6个性状变异系数大小顺序依次是特定结实率（66.3%）＞穗伸出度（57.4%）＞单株结实率（37.2%）＞穗粒数（16.2%）＞株高（9.6%）＞穗长（6.4%）;特定结实率、穗伸出度和单株结实率反应最敏感,穗粒数、株高和穗长不太敏感。【结论】本研究培育的“十和田/昆明小白谷”RIL可作为水稻孕穗开花期耐冷性研究的遗传材料;特定结实率、穗伸出度和单株结实率是孕穗开花期自然低温胁迫反应最敏感的性状指标,株高、穗长和穗粒数的变异与孕穗开花期低温胁迫的相关程度还有待进一步研究;在水稻孕穗开花期耐冷性自然鉴定评价中,必须进行多年多点的鉴定评价。     

水稻大白稻F7世代主要农艺性状的遗传分析

以合系41×大白稻的杂交后代F7为材料,采用单因素方差分析和相关分析法研究了该群体主要农艺性状的遗传变化规律。研究表明：①株高、穗颈长、穗下节长和剑叶长4个性状的次数分布呈正态,而穗长、实粒数、总粒数、结实率的次数分布呈明显的偏态分布,均属数量性状遗传;②对F7进行选择时,株高、穗颈长、穗长、结实率的遗传潜力最大,可作重点选择,其次为穗下节长、剑叶长和总粒数,而对实粒数的选择遗传进展将很小;③该群体的株高、穗颈长、总粒数、结实率具有中等以上的遗传变异系数和遗传进度,对其选择有一定的效果;④该群体的主要农艺性状间存在一定的相关性,尤其实粒数与结实率,穗下节长与穗颈长、株高、穗长、剑叶长,穗长与株高、总粒数,株高与穗颈长间呈极显著相关关系。     

冷水胁迫对云南粳稻育成品种农艺性状的影响*

 以11个云南粳稻育成品种为试验材料,研究冷水胁迫对水稻农艺性状的影响以及品种耐冷性与农艺性状冷水反应的关系。结果表明,农艺性状的冷水反应不仅与品种有关,也与具体的农艺性状有关。冷水胁迫使株高、穗实粒数、结实率、单株产量和着粒密度极显著降低（P＜0.01）,穗长和剑叶长极显著缩短（P＜0.01）,剑叶宽度极显著变窄（P＜0.01）,剑叶与穗下节间的夹角极显著变小（P＜0.01）,一次和二次枝梗数极显著减少（P＜0.01）,有效穗极显著增加（P＜0.01）,而千粒重不因冷水胁迫发生明显变化（P＞0.05）。相关分析表明,水稻成熟期综合耐冷性与结实率呈极显著负相关（P＜0.01）,而结实率又与株高和单株产量冷水反应呈显著正相关（P＜0.05）。综合考虑供试品种的耐冷性,云粳19号、云粳20号、云粳优1号和云粳优15号耐冷性较强,可作育种亲本利用,以提高水稻品种的耐冷性。     

强耐冷性籼粳亚种间杂种后代孕穗期的耐冷性研究

以云南稻种资源昆明小白谷与大理早籼配制的杂种F2 、F3、F4 、F5和F6等为材料 ,分别在高原粳稻区、籼粳交错区和冬季籼稻区进行强耐冷性籼粳亚种间杂种后代孕穗期的耐冷性研究。结果表明 :(1)昆明小白谷×大理早籼F3、F4 分离群体在不同稻作区每穗实粒数、总粒数与结实率均呈极显著的正相关 ,尤其是昆明点高达 0 .5 86 ～ 0 .776 。 (2 )遗传研究表明 ,可能有 1～ 2对基因影响着籼粳杂种结实率 ,其中有 1对主效基因控制着耐冷基因的表达。利用该群体已选育出了稳定的耐冷性籼粳重组近交系。 (3)不同稻作区不同世代育性分布规律的总趋势是一致的 ,即随着世代的增加耐冷主效基因有累加趋势 ;不同之处在于不同世代的耐冷主效基因和微效基因表达上有差异。 (4 )同世代昆明小白谷×大理早籼杂种后代结实率分布规律为籼粳交错区与冬季籼稻区相似但与与高原粳稻区差异较大。     

低温胁迫下粳稻近等基因系形态性状与糙米功能成分间的关联性

以粳稻近等基因系(十和田4//丽江新团黑谷/十和田)BC4F7群体105个家系及亲本为材料,在自然低温和冷水胁迫下进行形态性状与糙米γ-氨基丁酸、抗性淀粉、总黄酮和生物碱间关联分析。结果表明,白邑冷水胁迫下该群体8个形态性状的平均值及其变异系数与昆明自然低温下相近,但主穗实粒数、秕粒数和结实率3个耐冷指标性状的平均值及其变异系数差异较大。自然低温下有29对形态性状呈显著或极显著相关(0.209*~-0.992**),而冷水胁迫下仅有23对达到显著或极显著相关(0.228*~-0.895**),2种鉴定所得孕穗期耐冷性结果呈极显著正相关。糙米总黄酮和生物碱在该群体家系间变异较大。相关和回归分析表明,株高、穗颈长、穗下节长、实粒数和结实率对总黄酮作用较大,而秕粒数和结实率对生物碱影响明显。     

四种诱导粳稻雄性不育的细胞质对粳籼和 粳粳杂种一代的遗传效应分析

用BT型、红莲型、印水型、野败型4种胞质的粳稻不育系六千辛A及相应的保持系六千辛B分别与8个粳型恢复系和12个籼型恢复系配成的100个组合对4种细胞质的遗传效应进行分析。结果表明:不育细胞质对粳籼杂种F1的株高、每穗总粒数和播抽历期有显著的平均负效应,对穗长、单株有效穗的平均负效应不显著;不育细胞质对粳粳杂种F1的5个性状没有显著遗传效应。对于粳籼杂种F1的5个性状,4种胞质之间遗传效应存在极显著差异;对于粳粳杂种F1的每穗总粒数、株高、播抽历期,4种胞质之间遗传效应差异极显著。根据4种胞质平均相对效应秩次总和排序,无论是粳籼还是粳粳杂种F1,都是印水型细胞质最好。     

水稻粳爪交杂种优势和配合力研究

以３个粳型光敏核不育系、１个保持系为母本，以３个粳型、４个偏粳型、１个籼型恢复系或广亲和系为父本，按ＮＣⅡ设计配组３２个Ｆ１杂种，以汕优６３为对照，采用程氏指数分类法对１２个亲本分类。研究了播始历期、株高、穗长及产量因素等８个性状的杂种优势和配合力。结果表明：Ｆ１每穗总粒数的优势最强，中亲优势１．０９％～１０７．８６％，平均３３．４６％，竞争优势－１７．０９％～８２．７０％；单株产量竞争优势－３６．８２％～３３．５８％，平均－２．３８％；而结实率的竞争优势仅３个组合为正向，变幅为－２３．４７％～３．４１％，平均为－７．４４％；杂种播始历期、株高、穗长、有效穗４个性状中亲优势和竞争优势都表现为粳×粳＜粳×偏粳＜粳×籼，每穗总粒数的中亲优势也表现为上述趋势，而竞争优势则是粳×粳＜粳×籼＜粳×偏粳；这５个性状的中亲优势和竞争优势都很明显。父本变量对杂种抽穗期、株高、穗长、有效穗、每穗总粒数、结实率及产量的影响大于母本和互作变量。母本变量对千粒重的影响大于父本和互作变量的总和。光敏核不育系４００８Ｓ和恢复系培矮６４、广亲和系ＹＨ１０１具有较好的产量一般配合力，产量特殊配合力最好的是８０－４Ｂ／ＹＨ１０１，其次是８０?     

不同海拔产生的水稻F2群体形态性状遗传参数分析

以具有籼稻细胞质背景的改良品系南34和云南海拔2 650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小白谷分别作母本和父本,分析比较了在400、1 200、1 860、2 200 m等4个不同海拔下产生的杂交F2群体在同一地点种植其形态性状的遗传参数。结果表明:播始历期、株高和剑叶宽等性状均随产生F2群体海拔的升高而增加,而剑叶长、有效穗数、穗长、穗节长、总粒数和小穗育性等性状均随产生F2群体海拔的升高而降低。此外,在不同海拔产生的F2群体中不同性状的变异系数、遗传率、遗传进度和偏度系数等遗传参数的表现也存在极为明显的差异。基于形态性状计算的遗传距离分析结果表明,在不同海拔产生的4个F2群体发生了明显的遗传分化,海拔对形态性状的表现具有非常明显的效应。     

籼粳超级杂交稻育种技术创新与品种培育

【目的】针对籼粳亚种间杂种优势利用存在的生育期偏长、结实率偏低、制种产量较低等问题,开展籼粳亚种间超级杂交稻育种技术创新与实践。【方法】通过籼粳渐渗杂交,选育花时早、柱头外露高的粳型保持系,进一步转育高异交率粳型不育系。通过籼粳渐渗杂交、广亲和基因分子标记辅助选择、籼粳成分定向选择等技术手段,选育穗型大、茎秆粗壮、广亲和性好、恢复谱广的籼粳中间型广亲和恢复系,并比较与普通粳稻恢复系在主要农艺性状、程氏指数、广亲和特性、广亲和基因、恢复谱等方面的差异。采用“粳不籼恢”和“籼不粳恢”2种配组方式,比较两者的光温反应类型表现与异交结实率差异。利用粳型不育系春江16A、籼型不育系五丰A与CH58、C84、C927等籼粳中间型广亲和恢复系配组,选育“粳不籼恢”或“籼不粳恢”籼粳亚种间杂交稻。【结果】在高异交率粳型不育系创制方面,转育出早花时粳型不育系春江16A以及春江99A、春江23A等早花时、高柱头外露率粳型不育系,制种产量明显提高;在籼粳中间型广亲和恢复系创新方面,选育出CH58、C84、C927等穗型大、茎秆粗壮、广亲和性好、恢复谱广的籼粳中间型广亲和恢复系。晚粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为较强的感光特性,中粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为感温特性,早籼不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代光温反应类型则表现不一。无论是“粳不籼恢”还是“籼不粳恢”配组,父母本的花时差小、不育系柱头外露率高,则有利于提高制种的异交结实率。采用“粳不籼恢”和“籼不粳恢”的配组方式,利用粳型不育系春江16A、籼型不育系五丰A与C84等籼粳中间型广亲和恢复系配组,选育出春优84、五优84等籼粳亚种间杂交稻并通过品种审定,表现出穗型大、杂种优势强、增产潜力大、抗倒性强、结实率高、后期耐寒性好等优点。【结论】通过籼粳渐渗杂交,成功转育出花时早、柱头外露率高的高异交率粳型不育系。籼粳中间型广亲和恢复系携带有S5-n,恢复谱广,明显不同于普通粳稻恢复系。中粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为感温特性,有利于缩短全生育期。不育系柱头外露率高、父母本的花时差小,有利于提高籼粳亚种间杂交稻制种的异交结实率;选育出春优84等籼粳超级杂交稻组合。     

生态环境对籼粳稻杂交后代穗部性状的影响及其与亚种特性的关系

 【目的】探讨生态环境对籼粳稻杂交后代穗部性状的影响及其与亚种特性的关系。【方法】以辽宁育成的两个典型的籼粳交重组自交系F6群体（RIL1：中优早8号/丰锦、RIL2：七山占/秋光）为试材,分别在四川和辽宁同年种植,研究穗部性状和亚种特性变化规律及其相互关系。【结果】穗部形态、解剖性状与亚种特性都发生了极显著的变化。从辽宁到四川,穗颈粗和穗颈大维管束数极显著减少,第二节间小维管束数和大维管束比极显著增加,结实率特别是二次枝梗结实率极显著下降,程氏指数更加偏粳。穗颈大维管束数、大小维管束比、大维管束比、结实率和千粒重在亚种类型间差异显著。穗颈节间维管束数目与穗“库”结构性状呈极显著正相关,与籽粒充实特性相关不显著;相反,亚种特性与穗“库”结构性状相关不显著,而与籽粒充实特性呈极显著的正相关。【结论】生态环境对籼粳交后代的穗部性状有极显著的影响。依穗颈粗去选择维管束性状是一条切实可行的途径。穗颈大维管束数、籽粒充实特性、程氏指数三者之间互相制约,北方的育种者要在实践中统筹兼顾。     

水稻籼粳亚种分化关联性状的QTL分析

亚洲栽培稻分为籼粳两个亚种,程氏形态指数法已经广泛应用于籼粳分类的研究和生产实践中,但籼粳分化相关性状的遗传基础还多不清楚.本研究以典型粳稻牡丹江8号和典型籼稻明恢63的杂交F2群体为材料,构建遗传连锁图,检测到了11个籼粳分化相关性状(稃毛长、粒长、粒宽、倒一节间长和抽穗期)的QTL.同时定位了13个与这些性状高度相关的株高、穗长和护颖长的QTL.结果表明,检测到5个控制稃毛长的QTL,最大贡献率为25.57%;4个控制穗长的QTL,总贡献率为47.13%;4个控制抽穗期的QTL,分别位于第3、第7染色体上;控制粒长和控制粒长的QTL各检测到1个,贡献率分别为38.03%、20.56%.本研究为相关性状基因的克隆打下了基础,并加深了人们对籼粳分化的认知.     

Studies on Heteroses of Pei‘ai 64S／Javanica Rice

Agronomic traits and heteroses of javanica varieties and the indica/javanica hybrids in Changsha are reported. Javanica rice exhibits long panicles, big grains, less panicles per plant, a long growth duration and high plant height in Changsha. The hybrid of Pei'ai 64S/javanica possesses positive heterobeltiosis in culm height, panicle length, panicles per plant, spikelets per panicle, grains per panicle, yield per plant, theoretic yield per hectare and actual yield per hectare; performs negative heterobeltiosis in days to flower, seed setting rate and 1000-grain weight. There are significant linear regression relations between culm height of the hybrid and panicle length of its male parent, panicle length of the hybrid and that of its male parent, spikelets per panicle of the hybrid and spikelets per panicle and panicle length of its male parent, grains per panicle of the hybrid and spikelets per panicle of its male parent, 1000-grain weight of the hybrid and spikelets per panicle of its male parent, respectively. In general, significant differences at 1% level are seen in most traits except grains per panicle and theoretic yield per hectare between the indica/javanica hybrid and Pei'ai 64S/Teqin (CK). Compared with the check, the indica/javanica hybrids have positive standard heterosis in culm height, panicle length, spikelets per panicle, grains per panicle and 1000-grain weight but negative standard heterosis in days to flower, panicles per plant, seed setting rate, theoretic yield per hectare and actual yield per hectare. For the individuals, 11.1% hybrids possess > 40% standard heterosis in theoretic yield per hectare, 3.7% possess >40% standard heterosis in actual yield per hectare. The javanica restorer line 770 derives from a single cross of Pei'ai 64S/Moroberekan B-51-4-9-2. The hybrid 43S/770 possesses an elite plant type and strong heterosis.     

不同生长环境下水稻主要农艺性状的QTL分析

 以籼粳交密阳23/吉冷1号200个F2：3家系作为作图群体，在北京（正常生长环境）、昆明（自然低温胁迫）、公主岭（冷水胁迫）、韩国春川（正常生长环境和冷水胁迫）等5种不同生长环境下进行了水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度等主要农艺性状的异地鉴定，并利用SSR标记进行了上述农艺性状的QTL分析。检测结果表明，5种不同环境下检测到与上述农艺性状相关的QTL共44个，分布于除第9染色体外的11条染色体上。qCL1a、qCL1b、qCL5a、qCL6b、qPL1a、qPL3a、qPL6b、qPL6c、qPL7b、qSP8b、qSP1c、qSP11a、qSP12和qPE1至少在2种不同生长环境下均检测到，受环境的影响较小，为较稳定的QTL。其中，qCL1a、qCL1b、qPL1a、qSP1c和qPE1对表型变异的解释率分别为24.2%～55.2%、22.7%～39.9%、12.5%～27.7%、14.4%～33.5%和26.6%～28.7%，为主效基因，主要表现为超显性。这些主效QTL在低温环境下对水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度有增效作用，与水稻耐冷性有一定的相关性。