水稻品种广亲和基因等位关系的遗传分析

通过双列杂交研究了8个广亲和水稻品种广亲和基因的等位关系。研究表明:水稻品种Calotoc、Cpslo-17、Ketan Nangka、02428和轮回422之间相互杂交F_1代的花粉育性和小穗育性均达到正常育性水平。F_2分离不明显,推测这些品种间广亲和基因相互等位,品种02428和轮回422的广亲和性受S_5位点的广亲和基因S_5~n控制。广亲和品种Ketan Nangka与Aus 373或Dular杂交,F_1花粉均出现部分不育现象。轮回422与Aus 373杂交,F_1花粉和小穗育性均显著低于正常水平;     

水稻广亲和基因的遗传及其利用

利用广亲和基因可以有效地克服水稻籼、粳亚种间杂种所表现的不育现象。广亲和基因的发现,为实现籼、粳亚种间杂种优势利用,大面积提高水稻单产展示了广阔前景。栽培水稻不同类群之间亲和性的分化与生态型的分化有着密切联系。已经发现的广亲和水稻品种,其广亲和性受单个主效基因S_(-g)~n控制。本文对广亲和基因在育种上的利用途经亦作了讨论。     

论水稻广亲和品种应用的地理局限性

现在发现的广亲和品种不是万能的,池桥宏的 S_5~n 模型由于不能解释籼粳杂交所产生的不育到可育连续分布的复杂现象,因而其局限性。我们根据栽培稻分类进化与起源中的研究结果,认为广亲和基因与地理分布相联系,广亲和品种主要分布在起源演化的中心地区,它们很可能是籼粳没有完全分化,栽培稻进化初级阶段的产物。广亲和酯酶谱的特征是7A10A,7A11A 和7A13A。     

水稻广亲和基因在RFLP图谱上的初步定位

以02428/Balilla//南京11三交F_1群体为材料,对利用染色体特异的RFLP标记进行水稻广亲和基因的定位作了初步尝试。结果表明:该群体中单株小穗可育率呈双峰分布,高结实株与低结实株之比符合1:1分离规律,说明水稻广亲和性受一对显性核基因控制;所用7个已定位于第6染色体的探针中,RG213和RG138在02428与另两个亲本之间表现多态性;广亲和基因与Est-2、RG213、RG138、C基因4个位点间均表现极显著连锁关系,交换值分别为5.9%,7.9%,9.7%和10.3%。广亲和基因在RFLP图上位置的初步确定为进行该基因的精细定位、克隆以及该基因的有效利用奠定了基础。     

利用广亲和基因S5-n的功能标记鉴定特殊配组类型杂交种纯度研究

“粳不育系/广亲和恢复系”配组方式在浙江省得到了越来越多的应用。广亲和基因S5-n的功能标记可快速检测种子纯度。为验证水稻广亲和基因S5-n功能标记鉴定粳不育系/广亲和恢复系配组方式杂种一代的效果,我们分别将长粳1A和6个恢复系获得的F₁代进行大田统计和分子标记鉴定,结果显示,由于广亲和基因S5-n分子标记不能特异性检测出串粉形成的异形株,导致其鉴定结果较大田统计鉴定结果高1.0~2.0百分点。未来还需要进一步优化广亲和基因分子标记技术的特异性,进而提高分子检测的准确性,这将有助于杂交稻的安全生产。     

水稻广亲和恢复系H921对三种胞质雄性不育系恢复性的遗传

广亲和恢复系H921分别与野败不育系珍汕97A、矮败不育系协青早A及印尼水田谷胞质的不育系II-32A配置杂种F1,其BCF1代的育性分布证明H921的恢复性由两对恢复基因控制,但F2的育性分布与此有矛盾,分析表明广亲和基因S5^n对恢复基因的作用产生了影响,排除广亲和基因的作用后可以推测,H921对3种胞质的恢复性由两对恢复基因控制。     

杂交水稻亲本亲和性改良研究初报

[目的]对广西杂交水稻亲本进行亲和性改良,使之携带广亲和基因,为水稻亚种间杂种优势利用奠定理论依据,为水稻育种提供种质资源.[方法]通过杂交把强广亲和基因S5n或f5导入广西主栽杂交水稻亲本中,经过复交、回交和连续多年自交获得一批亲和性改良株系.利用籼稻和粳稻对改良株系进行亲和性鉴定.将亲和性改良株系与目前生产上常用的不育系测交,测定其育性及其配合力.[结果]10份亲和性改良株系均具有广亲和性,其中NL3和NL4属于广亲和保持株系,NL1、NL2、NL5和NL7属于广亲和恢复株系,NL1和NL2的恢复力较强,各个性状的一般配合力和特殊配合力效应较高.NL6、NL9和NL10对不育系盟A保持不育,但可以恢复龙特浦A、博A和广信A的育性,恢复力较弱;NL8对不育系广信A保持,但可恢复盟A、博A和龙特浦A的育性,恢复力较弱.[结论]广亲和保持株系NL3和NL4可转育出广亲和不育系,广亲和恢复株系NL1和NL2可与本课题组培育的有粳稻血缘的不育系组配,有望获得杂种优势强的新组合.     

不同水分环境下小麦株高性状QTL定位分析

为了发掘控制小麦抗旱节水相关性状的基因位点,为抗旱节水品种选育提供指导,本研究利用洛旱2号/潍麦8号的F8∶9群体的302份材料,在6个不同水分环境条件下进行试验,对小麦抗旱相关株高性状进行了QTL分析。结果显示,在所有环境中共检测到17个控制株高的加性QTL,主要分布在2B、3A、3B、4A、5A、5D、6B、7A和7B染色体上,加性效应值为1.9196~5.3828 cm,可解释3.3160%~26.9489%的表型变异。在充分灌溉条件下的E1、E2和E3三个环境中共有14个QTL位点,25次被检测到;在干旱胁迫环境下的E4、E5和E6三个环境中共有5个QTL位点,7次被检测到。在所有检测到的17个QTL位点中,有12个位点只在灌溉环境下被检测到,有3个位点只在干旱胁迫环境下被检测到,只有2个位点在灌溉和干旱胁迫环境下同时被检测到。表明基因的表达受环境条件的影响较大,在QTL水平上表明基因与环境之间存在互作。定位在7A染色体上位于Xbarc049和Xgwm273之间的q Ph-WL-7A.3,在三个水分胁迫环境下稳定表达,能增加株高2.4815~3.6972 cm,加性效应贡献率在8.6426%~10.0711%,是一个与水分高效利用密切相关的QTL,可用于小麦抗旱基因改良及分子标记辅助育种。     

利用分子标记辅助选择培育水稻广亲和保持系

[目的]利用分子标记辅助选择培育水稻广亲和保持系,为水稻籼粳亚种杂种优势利用提供参考.[方法]用4个不育系博A、天A、青A、62A与24个水稻姊妹系杂交,测定其恢保性;同时利用与Sn5紧密连锁的SSR标记GXR6对24个姊妹系进行检测;再通过籼粳测交验证其亲和性.[结果]24个姊妹系中除B11、B13、B14、B15外,其余B1～B10、B12、B 16～B24等20个姊妹系花粉不育度均达100.0％,对4个不育系博A、青A、天A、62A均保持不育.SSR分子标记检测结果显示,B1、B2、B4～B7、B10～B12、B14～B16、B 18～B20、B22、B23等17个姊妹系均携带187R的广亲和基因Sn5;但与日本晴和巴利拉测交验证结果显示,仅B1、B4具有亲和性,B9虽未携带Sn5却具有亲和性,其测交组合F1代植株结实率极显著高于桂B测交的结实率(P＜0.01)而低于测验种自身的结实率(桂B结实率79.79％,日本晴76.87％,巴利拉73.65％),B1、B4和B9属于中亲和力品系.[结论]筛选获得的广亲和保持系B1、B4和B9,可用来改造现有不育系,充分发挥籼粳亚种杂种优势,提高杂交水稻产量,具有较好的应用前景.     

水稻品种广亲和基因等位关系的遗传分析

 通过双列杂交研究了8个广亲和水稻品种广亲和基因的等位关系。研究表明：品种Calotoc、Cpslo-17、Ketan Nangka、02428和轮回422之间相互杂交F#-1代的花粉育性和小穗育性均达到正常育性水平。F#-2代分离不明显，推测这些品种间广亲和基因相互等位，品种02428轮回422的广亲和性受S#-5位点的广亲和基因S#+n#-5控制。 广亲和品种Ketan Nangka与Aus373或Dular杂交，F#-1花粉均出现部分不育现象。轮回422与Aus373杂交，F#-1花粉和小穗育性均显著低于正常水平；与Dular杂交的F#-1花粉育性接近正常水平，但小穗育性显著偏低。以上组合F#-2代群体均出现明显的育性分离，可育株与部分不育株的分离符合7∶2的分离比，说明品种Aus373和Dular的广亲和性在遗传上受与S#-5位点不等位基因的控制，表现配子体不育的遗传特点。在品种Aus373和Dular分别与Calotoc、Cpslo-17、02428之间的杂种F#-1育性正常，F#-2代有少数半不育株出现。推测在这些组合中，杂种育性的表达除了受主基因控制以外，还有微效基因参与作用。     

利用花药培养快速选育广亲和水稻材料

以籼粳交品种甬优4949为材料进行花药培养,建立了籼粳交DH群体,并对丰产性较好的DH系进行广亲和基因S5n的PCR检测,获得了含有广亲和基因S5n的DH系材料。     

白叶枯病抗性水稻广亲和恢复系的鉴定和筛选

【目的】为采用分子标记辅助选择利用野生稻抗性基因提供科学依据,并为选育超级杂交水稻提供目标亲本和选育新的恢复系提供亲本。【方法】以白叶枯病抗性水稻中野5112为供体亲本、广亲和恢复系桂649为受体亲本进行有性杂交,将在分离群体中筛选的35份优良目标品系进行田间接菌鉴定,并用与水稻抗白叶枯病基因Xa23紧密连锁的SSR标记引物RM206对中野5112、恢复系桂649及其35份优良杂交后代F4材料进行分子检测。【结果】从桂649×中野5112杂交后代的35个F4品系中,筛选出13个同时具有白叶枯病抗性和广亲和性潜力及其他优良农艺性状的品系,其中属偏粳型11个,属偏籼型的仅有两个;供体材料中野5112及其13份杂交后代材料携有Xa23的抗性等位点,受体材料桂649及其他22份杂交后代材料未携带Xa23的抗性等位点。田间接菌鉴定结果表明,在37个检测材料中,除中野5112外,对白叶枯病表现中抗以上的有18个品系,进一步证明这部分材料已携带有Xa23基因。将13份携有Xa23抗性等位点的材料与籼、粳稻品种及不育系配组,根据其F1代的育性表现,证明其中12个品系具有广亲和性。此外,与对照汕优63相比,初步鉴定出适合广西种植的具有超高产潜力的杂交稻组合3个,即龙特甫A×100-1-4、龙特甫A×08262-2-1和龙特甫A×08278-1-1。【结论】采用SSR标记引物与PCR检测方法进行Xa23基因分子标记检测是可行的,这为采用分子标记辅助选择利用野生稻抗性基因提供科学依据。筛选出的13份优良品系可用作选育超级杂交水稻的目标亲本或选育新恢复系的亲本。     

聚合亚种间育性亲和基因的广谱亲和性水稻品系选育与初步利用

为克服亚种间杂交稻的各种生殖障碍,从Akihikari//IR36/Dular杂交后代中选育出在ga11和S5、S7、S8、S9、S15、S16位点上聚合有不同育性亲和基因的品系.经测交分析,2个品系聚合可改良亚种间杂交稻花粉育性的雄配子亲和基因ga11-n和6个雌配子亲和基因S5-n、S7-n、S8-n、S9-n、S15-n和S16-n,另2个品系聚合了6个雌配子育性亲和基因.育成品系与测验种杂交F1的育性检测表明,这些品系能消除各种雌、雄配子导致的败育障碍.2个粳型育成品系与籼型两用核不育系S27配制的杂种与汕优63相比具有明显的产量优势.这些品系可用作亚种间杂交稻育种的亲本或有利基因供体.     

新育三系杂交稻亲本的稻瘟病抗性基因分子标记检测研究

【目的】了解不同抗病基因在育种亲本材料上的分布,为选育抗病品种提供参考。【方法】利用与抗稻瘟病基因ppi2、pikm和pita紧密连锁的分子标记检测分析新育成的杂交水稻亲本材料32份,同时进行田间抗性鉴定。【结果】含有pi2、pikm和pita的有2份材料;含有pi2和pita的有12份材料;含有pikm和pita的有2份材料;含有pita的有1份材料。田间鉴定抗稻瘟病的有34份材料。【结论】新育三系不育系德5A和恢复系泸恢37可作为抗病品种选育的骨干亲本应用。     

利用分子辅助选择聚合抗稻瘟病基因选育黑糯稻新品系

水稻稻瘟病是福建稻区的主要病害,选育多基因抗稻瘟病品种是防治稻瘟病最有效的方法。以同时含有稻瘟病抗病基因Pi-1、Pi-2和Pi-b的中组14为基因供体与岩紫糯配置杂交、回交组合。利用Pi-1、Pi-2和Pi-b的基因紧密连锁的分子标记对分离世代进行基因位点的检测,结合田间多代选育、抗性鉴定将3个抗病基因同时转育到岩紫糯杂交后代中,选育出优质、高抗水稻新品系龙黑198。     

两系三系亚(品)种间杂交水稻亲本的亲和性研究

以粳S、籼S、粳A、籼A四类共8个不育系作母本,以包括广亲和系和恢复系的9个材料为父本,采用8×9NCⅡ设计交配,获得72个组合杂交种,依据F_1杂种结实率,对亲本亲和性进行了研究.结果表明,不育系中_(7001)S、_(8801)S、协青早A、_(80-4)A具有较好的亲和性或可恢复性.根据父本与四类不育系的亲和性,将其分成四类:广亲和恢复系,广亲和选择性恢复系,广亲和系,恢复系.报道了培矮64、CPSDO_(17)具有恢复BT型粳A育性的能力;讨论了它们在长江中下游地区杂交粳稻强优组合选育中的应用价值.     

02428和籼粳品种杂交杂种的育性与酯酶同工酶谱型的关系

同工酶是生物体内催化同类生化反应而分子结构不同的酶蛋白,其产生受一个或多个基因位点和等位基因所控制。同工酶的组成结构差异,主要来源于基因的差异,带有不同基因的植株,其酶分子在电泳中迁移率不同(Brettell等,1986),故可用同工酶电泳酶谱中同源带(迁移率或等电点相同的带)的比例,作为基因同质性的一个指标,分析不同品种间的亲缘关系。本文从水稻广亲和品种及籼、粳品种的酯酶同工酶谱型上分析它们与杂种F_1育性的关系,根据F_2酶谱型分离趋势阐明广亲和基因的遗传规律。     

水稻广谱广亲和系的选育策略

 选育广谱广亲和系对于利用水稻亚种间杂种优势具有极其重要的意义。根据现有的研究结果，初步假设水稻亚种间亲和性基本上可以分为四大类：广谱广亲和性、部分广亲和性、弱亲和性和非亲和性。决定亚种间亲和性的基因可能有两类：一类是广亲和基因Wc，另一类是辅助亲和性基因Sc。这种辅助亲和性基因既有可能是几个主基因，也有可能是一系列微效多基因。广谱广亲和系可能同时完全具备Wc和Sc基因；部分广亲和系可能只具备Wc基因；弱亲和系可能只具备Sc基因；非亲和系则两者都不具备。选育广谱广亲和系的途径有二个，一是利用现有的广谱广亲和种质直接转育，二是利用部分广亲和系与弱亲和系杂交，组合广亲和基因与辅助亲和性基因。筛选广谱广亲和系可以分三步进行：初选，即在低世代用两个具有代表性的品系进行测交鉴定；复选，即在中世代增加测交品系个数，进一步作亲和性鉴定；决选，即用更多的非亲和品系与当选株系测交，在进一步确定广谱广亲和性的同时筛选优势组合。     

前沿动态

水稻籼粳亚种间生殖隔离机理被揭示由中国科学院院士张启发教授率领的课题组最新研究成果揭示了水稻籼粳亚种间生殖隔离的机理。水稻科研工作者在20世纪80年代就发现,S5可能是控制水稻籼粳杂种不育,并导致广亲和现象的主效基因位点。此次发表的最新成果表明,两个与S5的5号基因紧密连锁的3号和4号基因与5号基因     

甘蓝型油菜细胞核雄性不育材料9012A的发现与初步研究

作者在甘蓝型油菜中发现了一类新的细胞核雄性不育材料9012A,其不育性状受两对隐性重叠不育基因和一对隐性上位可育基因互作控制,上位可育基因呈纯合隐性状态时,对隐性不育基因起上位抑制作用。根据其遗传原理,可选育到两类育性分离比稳定在1:1的核不育两用系,实现二系法制种,同时,还可选育到上位临时保持系,实行核不育三系制种。在甘蓝型油菜中至少存在两套不同的隐性重叠不育基因,彼此独立控制不育性。本文还讨论了存在于9012A 中的纯合隐性上位可育基因的广义性。9012A 恢复源广,品质性状,农艺性状优良,可望成为优质杂交油菜选育的重要基础材料。