杂交稻抗白叶枯病的遗传机制

8种不同胞质类型的不育系及其保持系与9个恢复系按P×Q交配设计分别配制不育系杂种和保持系杂种, 接种白叶枯病(Xoo)“强”致病力菌系ZHE-173和“弱”致病力菌系KS-6-6, 研究杂交稻抗白叶枯病的遗传机制。 结果表明： (1) 不育系或保持系、 恢复系以及不育系或保持系与恢复系间的互作对不育系杂种或保持系杂种抗性的影响均     

杂交稻“三系”繁育技术(二)

第二讲“三系七圃”原种生产技术恢复系和保持系自花授粉的繁殖方式,不育系依赖于保持系授粉回交而繁衍,构成“三系”稳定的遗传基础。也为长期保持“三系”的优良性状提供了可能。杂交稻的杂种优势,取决于恢复系和保持系的配合力,不育系则起着使两者结合的“桥梁”作用。由于恢复基因和不育基因都有稳定传递的特点,所以恢复系和保持系同常观品种并没有实质性     

水稻抗白叶枯病基因Xa21转基因水稻及其杂交稻研究

用基因枪转基因技术将高抗白叶枯病的Xa21基因导入中国三系杂交稻恢复系(明恢63)和保持系(皖B)中，获得转基因水稻系，其中4个株系只含有Xa21基因，不含选择标记潮霉素抗性基因hph。筛选抗白叶枯病转基因纯合系，在田间种植6代，用PCR检测证明，Xa21基因能稳定遗传表达。用转基因水稻配制两系杂交稻，杂交组合F1含有Xa21基因     

杂交稻“三系”繁育技术(一)

水稻雄性不育系及其保持系和恢复系,通称为杂交稻的“三系”。不育系在繁殖田里接受保持系的花粉,繁殖不育系种子。然后,不育系在制种田里接受恢复系的花粉,产生杂交稻种子。繁殖田和制种田的父本,即保持系和恢复系都是自花授粉,自行结实留种。所以在一般情况下,通过繁殖田和制种田两个生产环节,即可完成“三系”的繁育和配制杂交稻种子的全过程。实践证明,长期连续应用繁殖田和制种田里的“三系”种子,会使配制的杂交稻纯度下降,有     

新质源CMS-FA杂交稻系统的亲本资源筛选

用新质源雄性不育系金农1A(CMS-FA)作母本, 分别与来自10个国家和国内13个省份的220个水稻品种组配成杂交种, 考察F₁代的花粉染色率、套袋结实率和自然结实率。在F₁代中, 当这3项育性指标均≤10%时, 显示父本品种具有雄性不育保持能力, 因而将其划分为保持系资源; 当3项育性指标均≥80%时, 显示父本品种具有雄性不育恢复能力, 将其划分为恢复系资源; 此外的其他父本品种, 即3项育性指标中任何一项指标>10%或<80%, 既不能作为保持系, 也不能作为恢复系, 被划分为非杂交稻亲本资源。在220个水稻品种中, 可作为金农1A保持系的有122个, 占55.5%; 未发现恢复系亲本; 非杂交稻亲本品种有98个, 占44.5%。CMS-FA型的杂交稻亲本资源利用率为55.5%。对照野败型不育系珍汕97A(CMS-WA)的保持系亲本品种有44个, 占20.0%; 恢复系亲本品种42个, 占19.1%; 非杂交稻亲本品种134个, 占60.9%。CMS-WA型的杂交稻亲本资源利用率为39.1%。CMS-FA系统比CMS-WA系统的亲本稻种资源利用率高16.4个百分点, 尤其是保持系资源利用率高35.5个百分点(近1.8倍)。国外品种的育性普遍低于国内品种。     

野生稻（Oryza rufipogon）新质源雄性不育恢复系的研究

发掘野生稻（O. rufipogon）新型雄性不育细胞质源,育成新质源优质米不育系的基础上进一步研究新质源雄性不育恢复系的育种技术—FA型细胞质雄性不育恢复系定向育种。用野生稻（非轮回亲本）与籼稻品种明恢63（轮回亲本）杂交和多次回交,后代再经过自交,将野生稻中的可育基因分离、转移、重组、整合到明恢63遗传背景中,获得农艺性状似明恢63,花粉和小穗全可育不分离的野生稻新质源恢复系金恢1号。用新质源不育系与金恢1号组配两个组合,其花粉和小穗育性都恢复到正常可育水平,产量高,米质优,实现了新质源不育系三系配套应用和大幅度提高杂交稻稻米外观品质的目的。这项育种新技术可以将水稻可育基因（恢复基因）转移到任一水稻品种中育成细胞质雄性不育恢复系,突破了新质源恢复系育种的技术瓶颈,极大地提高了恢复系利用稻种资源的育种潜力,为FA型新质源优质米不育系的杂交稻育种开辟了一条崭新的途径。新型（FA）细胞质源杂交稻可能对丰富杂交稻细胞质遗传多样性、提高杂交稻亲本对稻种资源的利用潜力、以及实质性提高杂交稻的稻米品质和产量水平都将产生积极和深远的影响。     

野生稻（O.rufipogon）新胞质改良不育系稻米品质的研究

通过核置换回交，获得一种普通野生稻（O. rufipogon）雄性不育细胞质，称为FA细胞质，育成新质源不育系金农1A。研究表明，FA细胞质不育系与WA和HL不育系的恢保关系不同，野败型的保持系和恢复系、红莲型的保持系和恢复系都可以作为FA细胞质的保持系，而不能成为FA细胞质的恢复系。这是一种新发掘的水稻雄性不育细胞质源。FA细胞质突破了WA和HL细胞质恢保关系的遗传局限，扩大了保持系育种范围，可以用品质优良的栽培品种培育成优质稻米不育系。新质源不育系金农1A不育度高，不育性稳定，农艺性状优良，抗稻瘟病和白叶枯病，开花时间早，稻米12项品质指标全部达到农业部颁发的优质米一级或二级标准，实质性地提高了不育系的稻米品质和综合水平，为培育优质米杂交稻奠定良好的遗传基础。     

杂交水稻主要亲本材料的垩白性状及其胚乳结构电镜扫描

【研究目的】针对杂交稻米品质问题，研究杂交稻亲本垩白形成与胚乳细胞形态结构和发育以及与淀粉粒之间的关系，为进一步研究杂交稻米高垩白形成机理奠定基础；【方法】对几个应用面积较大的杂交稻主要亲本和两个米质对照品种，按GB/T17891-1999方法调查其垩白性状，对其米粒胚乳结构和淀粉粒的采用扫描电镜观察分析；【结果】亲本材料间垩白性状差异首先表现在垩白率上，其次为垩白度，最后为垩白面积。高垩白的保持系和桂朝2号垩白主要发生在中、腹部，而相对低垩白的恢复系主要在中部，腹白少或无。垩白度与垩白率间存在明显的线性关系，与垩白面积无明显相关性。淀粉粒在米粒横断面上分布的均匀性与垩白率和垩白度有较大的相关性，分布越均匀则垩白率和垩白度越小；而长方柱状细胞层数和多少与垩白率和垩白度有一定的相关性但不明显。5个恢复系和3个保持系垩白米粒的背部淀粉粒普遍发育良好而中部较差；保持系与恢复系的差异主要表现在腹部淀粉粒的发育形态上。【结论】杂交稻保持系与恢复系的垩白发生部位有所差异，垩白形成与其淀粉粒的分布有重要关系；中、腹部淀粉粒发育异常容易产生垩白，主要受胚乳细胞生理发育规律的影响。     

野生稻（Oryza rufipogon）新质源雄性不育恢复系的研究

发掘野生稻（O. rufipogon）新型雄性不育细胞质源，育成新质源优质米不育系的基础上进一步研究新质源雄性不育恢复系的育种技术—FA型细胞质雄性不育恢复系定向育种。用野生稻（非轮回亲本）与籼稻品种明恢63（轮回亲本）杂交和多次回交，后代再经过自交，将野生稻中的可育基因分离、转移、重组、整合到明恢63遗传背景中，获得农艺性状似明恢63，花粉和小穗全可育不分离的野生稻新质源恢复系金恢1号。用新质源不育系与金恢1号组配两个组合，其花粉和小穗育性都恢复到正常可育水平，产量高，米质优，实现了新质源不育系三系配套应用和大幅度提高杂交稻稻米外观品质的目的。这项育种新技术可以将水稻可育基因（恢复基因）转移到任一水稻品种中育成细胞质雄性不育恢复系，突破了新质源恢复系育种的技术瓶颈，极大地提高了恢复系利用稻种资源的育种潜力，为FA型新质源优质米不育系的杂交稻育种开辟了一条崭新的途径。新型（FA）细胞质源杂交稻可能对丰富杂交稻细胞质遗传多样性、提高杂交稻亲本对稻种资源的利用潜力、以及实质性提高杂交稻的稻米品质和产量水平都将产生积极和深远的影响。     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,在组配成强优势杂交稻组合的基础上,研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传.采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F1和F2代种子.用F1分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体.同时种植P1、P2、P3、F1、F2、B1F1和B2F1等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度.结果表明,不育系与恢复系杂交F1代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传.F2代分离出可育:不育适合3:1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制.B1F1和B2F1代2个测交群体的可育:不育都适合1:1分离规律,验证了F2代育性恢复(可育)单基因的遗传模式.暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF).     

2009-2015年北京市冬小麦区域试验品系的DNA指纹分析

以2009-2015年参加北京区域试验的小麦品系为材料,利用SSR标记进行指纹分析,旨在为小麦品种管理和品种改良提供参考。在130个参试品系中,共检测出一致性和稳定性较差的品系30个、疑似品系28个、两年度间更换样品的品系2个,其中2013-2015年检测出的有问题品系相对较少。遗传多样性分析结果显示,参试品系间存在着一定的遗传差异,但骨干亲本的高频率使用降低了群体的遗传多样性;不同年度间的遗传多样性无明显变化。在今后小麦育种工作中,应尝试在育种资源、育种模式以及育种方向上进行改变,提高北京市小麦品种的遗传多样性,拓宽品种的遗传基础。     

120份大豆种质资源遗传多样性和亲缘关系分析

采用覆盖20条染色体的68对多态性引物在120个大豆品种（系）[包括67个中国大豆品种（系）和53个引自美国的品种（系）]进行遗传多样性及亲缘关系分析。结果表明,120份大豆材料具有丰富的遗传多样性（N_a=1.9852,N_e=1.4343,H=0.2776,I=0.4361）;中国大豆比美国引进大豆遗传多样性水平高;7个群体遗传多样性由高到低为,黄淮海地区组>引种资源组>热带亚热带地区组>长江流域地区组>北方春大豆组>西南山区组>鲜食大豆组;7个群体间总遗传多样度（H_t）为0.2807,群体内遗传多样度（H_s）为0.2361,群体间遗传分化系数（G_st）为0.1589,基因流（N_m）为2.6468,群体间存在中低度遗传分化,遗传变异主要存在于群体内部,群体间N_m较丰富;以群体和单个品种（系）为单位进行UPGMA聚类的结果基本一致,部分材料相互交错。大豆种质遗传多样性与地理来源具有一定相关性的同时,不同地区间存在丰富的基因交流;黄淮海地区、西南山区、热带亚热带地区和长江流域地区的大豆材料遗传距离较近;引进大豆、北方春大豆和鲜食大豆与其他群体遗传距离较远,可作为拓宽中国栽培大豆遗传背景的物质遗传基础。     

Genetic diversity among parental lines of Indica hybrid rice (Oryza sativa L.) in China based on coefficient of parentage

Genetic diversity constitutes the raw material for plant improvement, and provides protection against genetic vulnerability to biotic and abiotic stresses. Diversity of parental lines of indica hybrid rice in China is not well‐characterized. The major objective of this study was to quantify genetic diversity of Chinese parental lines of hybrid rice via coefficient of parentage (COP). All 100 parental lines of hybrid rice widely used in hybrid breeding and commercial production during 1976–2003 were studied by COP analysis. The mean COP for the 100 parental lines was low (0.056), indicating a potentially high degree of diversity in Chinese hybrid rice breeding. Forty‐nine percent of all pairs of parental lines were completely unrelated by pedigree data. The low mean COP for the parental lines was attributed to a continual incorporation of exotic germplasm (wild rice, japonica and javanica etc.) into the genetic base over time, to the introduction of foreign germplasm from the Philippines (International Rice Research Institute), Korea, the United States, Thailand, and Guyana as breeding stock. The mean COP from 1976 to 1990 was twice as much as that from 1990 to 2003. Cluster analysis was an effective method to discriminate diversity, ten clusters were identified, and maintainer lines, restorer lines and other parental lines with special genetic background were clearly grouped. In addition, restorer lines were further divided into 11 sub‐clusters, which basically was in agreement with hybrid rice breeding. Among ten provinces, Hunan, Sichuan and Fujian were outstanding for breeding 54 of 100 parental lines in hybrid rice production, and the genetic diversity of parental lines in Fujian, Sichuan,Guangxi, Hunan and Jiangsu were all narrower than that in Hubei, Guangdong, Zhejiang and Jiangxi. The result of coefficient of parentage analysis for 100 parental lines may promote the management of parental diversity and hybrid rice breeding in China.     

Genetic diversity in the parental lines and heterosis of the tropical rice hybrids

Genetic diversity within and between the maintainer (B) and restorer (R) lines used in hybrid breeding programs of the Philippine was investigated with information from analysis of pedigree record, quantitative traits and SSR assays. Mean coefficients of coancestry were calculated as 0.11 within R lines, 0.27 within B lines, and 0.04 between R and B lines, indicating greater diversity among R lines than among B lines, and the significant divergence between B and R lines. These results are consistent with those obtained from quantitative trait analysis and SSR marker assays. Relative gene diversity for 37 random SSR markers averaged 0.20 within B lines,0.28 within R lines, and 0.52 between two groups of lines. There were no consistent associations among various genetic diversity measures. Random sets of SSR marker and pedigree based diversity measures had no significant correlation with mid-parent heterosis for grain yield and biomass, indicating that prediction of heterosis for complex traits based on these two genetic diversity estimates is difficult. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

基于SNP分子标记的泰山/泰科麦系列小麦遗传解析

对不同年份育成的21个小麦品种（系）进行全基因组扫描,通过分析遗传距离和染色体区段/位点,明确其亲缘关系远近和遗传差异。分析可知,获得的2029个SNP基因位点在B基因组拥有较高的遗传多样性,其次是A和D基因组;在7个同源群中,第3和第6同源群呈现出较高的遗传多样性,而第1和第4同源群的遗传多样性较低;21条染色体中,3A、1B、6B染色体的遗传多样性较高,而1A、6A的遗传多样性偏低。对21份供试材料依据审定（育成）年份分析其群体的平均遗传距离,不同年份品种间的平均遗传距离先增大后减小,遗传多样性逐渐降低;21份供试材料间的遗传相似系数在0.69~0.99之间,大致可聚为4个类群,同一年份的品种一般聚在一起,与其系谱关系吻合。构建并分析供试材料的基因型图谱发现,00s、10s和现在育成的小麦品种（系）共有SNP和共有染色体区段分别主要在A、D和B基因组,对应已发表性状同不同年份育种目标吻合。同时发现21份供试材料均含有25个共同SNP位点,分布在1A、5A、6A、7A、2B、3B、6B、1D、2D、3D和7D染色体上,且每条染色体上分布的SNP位点数目均不相同,通过对应已发表性状进一步证实在品种（系）组配与选育过程中注重产量、株高、分蘖数、抽穗期、灌浆速率和抗病等性状的选择。以上研究结果可为今后小麦新品种组配和选育提供参考依据。     

不同甜菜单胚细胞质雄性不育系与保持系的遗传多样性分析

利用35对SSR引物分析40对不同的甜菜单胚细胞质雄性不育系与保持系的遗传多样性。结果表明：每对引物扩增得到的条带数在2~12之间,有效等位基因数(Ne)、Shannon’s信息指数(I)、Nei’s基因多样性指数(H)的平均值分别为2.306、0.891和0.519。采用类平均法(UPGMA)进行聚类分析并计算遗传距离。聚类结果显示,除供试材料22与其他材料的遗传距离较大,亲缘关系较远,单独为一类群;其余的供试甜菜品系可分为4个类群;共有14对甜菜单胚细胞质雄性不育系与保持系完全聚合在一起,说明经过回交后,不育系和保持系的细胞核基因组之间几乎达到一致,纯度较高,今后可以直接应用于甜菜育种中;另有26对纯度较低,遗传距离较大,还需要继续进行回交至纯合。80份供试材料的遗传距离最大为0.462,最小为0.120。14对聚合在一起的原配组中的不育系之间遗传距离各不相同,今后可选择14对中遗传距离较大的不育系和其异型保持系配制二元不育系,用于杂交种中的母本。加大培育出甜菜新品种的可能性,同时减少了育种工作中的盲目性,有效的提高了甜菜育种效率。     

Genetic analysis of tropical quality protein maize (<Emphasis Type="Italic">Zea mays</Emphasis> L.) germplasm

Maize (Zea mays L.) is an important source of carbohydrates and protein in the diet in sub-Saharan Africa. The objectives of this study were to (i) estimate general (GCA) and specific combining abilities (SCA) of 13 new quality protein maize (QPM) lines in a diallel under stress and non-stress conditions, (ii) compare observed and predicted performance of QPM hybrids, (iii) characterize genetic diversity among the 13 QPM lines using single nucleotide polymorphism (SNP) markers and assess the relationship between genetic distance and hybrid performance, and (iv) assess diversity and population structure in 116 new QPM inbred lines as compared to eight older tropical QPM lines and 15 non-QPM lines. The GCA and SCA effects were significant for most traits under optimal conditions, indicating that both additive and non-additive genetic effects were important for inheritance of the traits. Additive genetic effects appeared to govern inheritance of most traits under optimal conditions and across environments. Non-additive genetic effects were more important for inheritance of grain yield but additive effects controlled most agronomic traits under drought stress conditions. Inbred lines CKL08056, CKL07292, and CKL07001 had desirable GCA effects for grain yield across drought stress and non-stress conditions. Prediction efficiency for grain yield was highest under optimal conditions. The classification of 139 inbred lines with 95 SNPs generated six clusters, four of which contained 10 or fewer lines, and 16 lines of mixed co-ancestry. There was good agreement between Neighbor Joining dendrogram and Structure classification. The QPM lines used in the diallel were nearly uniformly spread throughout the dendrogram. There was no relationship between genetic distance and grain yield in either the optimal or stressed environments in this study. The genetic diversity in mid-altitude maize germplasm is ample, and the addition of the QPM germplasm did not increase it measurably.     

利用SSR标记分析黑龙江水稻区域试验品系的遗传多样性

利用20个表型性状和51个SSR标记分析25份黑龙江省一积温带区域试验品系、20份21世纪推广品种和14份21世纪以前推广品种的的遗传多样性,共检测到92个表型变异和166个SSR等位基因,其中21世纪区试品系表型变异数和SSR等位基因数分别为64,142个(平均2.78个),21世纪推广品种表型变异数和等位基因数分别为78,126个(平均2.47个),21世纪以前推广品种表型变异数和等位基因数分别为82,127个(平均2.49个)。遗传变异主要存在于品种间(94%),群体之间(6%)差异较小。聚类分析将供试材料分为4类,21世纪区试品系形成了独立的类群,其SSR遗传多样性极显著高于21世纪以前和21世纪推广品种,但是黑龙江水稻遗传多样性相对于其他地区仍处于较低水平,应进一步拓宽遗传基础。     

甘肃部分玉米自交系SSR遗传多样性分析

分析甘肃省部分骨干玉米自交系的遗传多样性并划分群体结构。利用全自动DNA分析仪荧光SSR-PCR技术和66 对核心SSR引物研究了148 份玉米(Zea mays L.)自交系的遗传多样性,并分别使用模型结构聚类和遗传距离聚类法进行群体结构分析。在148 份自交系中,66 对SSR标记共检出279 个等位变异,每对引物检测到等位基因2~8 个,平均4.2273 个。多态性信息量(PIC)和标记指数(MI)的平均值分别为0.4879 和2.1808。模型结构聚类将148 份自交系分为SS 群和NSS群;遗传距离聚类分为5 个类群,根据常规测验种自交系可将5 个类群归并为SS 群和NSS群。2 种聚类方法所得结果与材料的系谱信息基本一致。甘肃省部分玉米自交系在育种实践中正在向2 个相对独立的优势类群转化,2 个类群之间的遗传多样性水平存在一定的差异。     

东北地区水稻种质资源遗传多样性分析

以能够代表东北地区水稻当前育种动态的区域试验品种(系)为试材,利用SSR标记分析了东北稻区水稻种质资源地区问和品种间的遗传多样性差异以及亲缘关系.结果表明,东北稻区整体的遗传多样性狭窄,明显低于国内其他稻区水平.在103个多态性位点上共检测到303个等位基因,平均每个位点只有2.94个,并且等位基因分布也极不均匀.不同染色体问的遗传多样性分析结果表明,Chr.6、Chr.9、Chr.11三条染色体的多态性位点分布较均匀且多态性信息含量也较多,整体遗传多样性丰富程度高于其他染色体.结果还发现,三个省份中黑龙江地区的品种整体纯合程度最高的,吉林次之,辽宁最低.东北三省水稻遗传多样丰富程度排序是:黑龙江>吉林>辽宁.通过遗传聚类分析显示,吉林与黑龙江的整体亲缘关系较近,相对地与辽宁较远.