水稻亚种特性与经济性状相关性的研究

采用程氏指数法研究的结果表明:水稻亚种特性与经济性状有一定相关性,其中与结实率呈极显著正相关,与株高、穗数、穗重呈显著相关;亚种特性特别是与一次枝梗的各项性状如个数、千粒重、粒数、结实率,二次枝梗的二次粒率有密切相关性。亚种特性与穗颈大维管束数、小维管束数均呈极显著相关。     

亚种间重穗型杂交稻穗颈维管束与穗部性状的关系

本文对亚种间重穗型杂交稻穗颈维管束特征及籽粒充实进行了研究。结果表明：亚种间重穗型组合的维管束数目、单个维管束面积、维管束总面积、韧皮部总面积、木质部总面积均明显高于品种间杂交稻汕优63,从而促进了二次枝梗数、二次枝梗籽粒数的大量增加,这是其大穗的生物学基础;亚种间重穗型组合的维管束颖花负荷量及韧皮部的籽粒充实物的日流量的负荷量均低于汕优63,因而不仅其穗大,而且籽粒充实良好,单穗重提高,克服了籼粳亚种间杂交稻穗大而流不畅导致籽粒充实度差这一主要生理障碍;结果证明亚种间重穗型杂交稻选育方法为籼粳亚种间超高产育种提供了一条可行的技术途径。     

亚种间杂交水稻维管束性状及其与籽粒充实度关系的初步研究

采用徒手切片结合直观对应调查法研究了籼粳亚种间杂种F_1雏管束性状及其与籽粒充实度的关系,结果表明:1.伸长节间与穗颈维管束数目和大小,亚种间杂交稻>品种间杂交稻>常规稻。亚种间杂交稻籽粒充实度差主要与其输导组织的颖花负荷量过重有关。2.籽粒充实度差的亚种间杂交稻穗基部一次枝梗维管束性状优于穗项部,与对照表现一致;但其单个大维管束的韧皮部横切面积穗基部的远小于穗顶部。3.亚种间杂交稻伸长节间的大维管束数目,上部<下部,与品种问杂交稻相同但与常规稻相反。     

籼粳亚种间杂交后代穗颈维管束数与穗部性状关系的研究

籼粳亚种间杂交后代穗颈大维管束数与穗颈小维管束数、１次枝梗数、１次枝梗粒数、２次枝梗数、２次枝梗粒数和穗粒数均呈显著或极显著的正相关；穗颈小维管束数与１次枝梗数、２次枝梗数、２次枝梗粒数和穗粒数亦呈显著或极显著的正相关；穗粒数主要由２次枝梗粒数决定，而２次枝梗粒数主要由２次枝梗数决定，穗颈大、小维管束数和１次枝梗数通过２次枝梗数影响穗粒数；穗颈维管束性状主要受遗传因素控制，环境条件的影响较小     

辽宁杂草稻亚种特性及其与经济性状的关系的研究

为了分析辽宁稻区杂草稻的亚种特性和经济性状及其相互关系,在田间栽培条件下,观察杂草稻的生长情况、亚种特征性状和经济性状;分析了杂草稻亚种特征性状和经济性状的相互关系.结果发现杂草稻程氏指数总体呈连续变异,大部分为粳型和偏粳型,只有极少数为偏籼型或籼型,在亚种属性上并无明显分开的界限,但有偏向粳型的趋势.程氏指数采用的6个亚种特征性状之间并无较多必然联系,它们是相互独立的,从总体上影响到杂草稻的亚种特性.杂草稻穗节长和穗长、株高、芒长都达到极显著关系,籽粒长宽比也和穗长、株高、芒长达到极显著关系,叶毛却和一枝数达到极显著的负相关,程氏指数和抽穗期、穗长、株高等各项经济性状都没有达到显著关系.总体来说杂草稻是一种生物学多样性相当丰富可利用特异稻种遗传资源.     

水稻籼粳交主要性状遗传规律的研究

通过对水稻籼粳交 10个主要性状的配合力和遗传力的分析研究 ,结果表明 :各组合间一般配合力和特殊配合力都存在极显著差异。广义遗传力大小排序为 :抽穗期、株高、主穗千粒重、主穗结实率、穗长、主穗总粒数、主穗单穗重、穗颈大维管束数、剑叶面积、有效分蘖。狭义遗传力高的性状为株高、主穗千粒重和主穗结实率     

籼粳杂种不育的遗传分析和候选基因鉴定

【目的】籼粳亚种间杂交F₁的育性问题严重阻碍了亚种间杂种优势的利用,探究籼粳杂种不育的遗传机理,挖掘新的籼粳杂种不育调控基因,为促进籼粳杂种结实率遗传改良提供理论依据。【方法】粳稻品种Sasanishiki和籼稻品种Habataki杂交后,采用单粒传法自交10代,获得包含95个株系的稳定遗传重组自交系(RIL),基于Illumina平台,对双亲和RIL进行高通量测序,在全基因组水平分析RIL中Habataki血缘的分布与比例,进而鉴定偏分离区域作为潜在的籼粳杂种不育位点。同时,剖析“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”中典型籼粳稻基因组变异数据,对群体水平进一步验证并趋近目标育性基因区域。最终通过序列比对锁定籼粳杂种不育候选基因。应用CRISPR基因编辑技术进行定点基因敲除,对目标基因进行功能验证。【结果】Habataki和Sasanishiki的杂交F₁在穗数、每穗粒数和千粒重上体现出明显的杂种优势,但其结实率显著降低,I₂-KI镜检发现F₁花粉育性显著降低。RIL的全基因组高通量测序在第1...     

籼粳稻杂交后代亚种特性表现与分类研究

 应用程氏指数法研究了籼粳稻杂交后代穗壳色、叶毛、稃毛、穗节长、籽粒长宽比、酚反应等 6个亚种特征性状的表现。结果表明 ,F1表现为偏籼型 ,F2 接近正态分布 ,籼型和母本的影响略大于粳型和父本 ;亲本及其F1的上述特征性状与程氏指数之间及相互之间大多呈显著或极显著正相关 ,F2 特征性状相互之间相关性大多不显著 ,但与程氏指数的相关性仍然达到极显著水平 ;F2 这 6种特征性状均为连续变异 ,有相当比例的个体表现超亲遗传 ,正反交趋势一致 ;叶毛和稃毛接近双峰曲线 ,其余性状均呈单峰曲线分布 ,穗壳色、酚反应和穗节长呈现偏态分布 ,前两者粳型个体比例大 ,后者籼型个体比例大 ,籽粒长宽比接近正态分布     

水稻穗颈维管束及其相关性状的遗传效应分析

以包括籼、粳不同类型的6个亲本按Griffing交配设计方法Ⅱ配制的15杂种F1为材料,采用加性-显性遗传模型分析水稻11个穗颈维管束及相关性状的基因效应。结果表明,11个穗颈维管束及相关性状的加性效应均达极显著水平,仅茎壁厚、单个大维管束面积、小维管束总面积和维管束总面积4个性状还存在显性效应,茎壁厚、单个大维管束面积、小维管束总面积的显性效应大于加性效应。籼、粳亚种维管束性状的遗传行为有明显差异,粳型亲本11个穗颈维管束及相关性状的加性效应均为负值。相关分析表明,穗颈粗和茎壁厚与穗颈维管束性状的加性效应呈显著正相关,可以通过对这2个性状的正向选择来达到间接改良穗颈维管束性状的目的。缙恢12号是改良穗颈维管束性状的优良亲本。     

水稻籼粳交F_1、F_2代及杂交育成品种分类的研究

利用程氏形态指数分类法对水稻籼粳交F1、F2 代及籼粳杂交育成品种进行分类。研究结果表明 :程氏形态指数分类法能较好地对籼粳亚种及其杂交后代进行分类 :籼粳交F1代大多数分类性状均偏向于籼稻特性 ,类型上划分为偏籼型 ;F2 代呈正态分布 ,4种类型均有 ,以中间类型为最多 ,F2 代类型丰富 ;在参试杂交育成品种中 ,尽管各个品种 (系 )都或多或少地带有籼稻和粳稻的血缘 ,但就程氏指数 6个亚种特性而言 ,除穗节长外 ,其它 5个性状仍然基本保持典型粳稻特性 ,在分类地位上仍然属于粳稻     

Subspecies characteristics in filial generation of cross between indica and japonica rice under different environments

The recombinant inbred lines (RILs) population derived from the cross between “Zhongyouzao8” (hsien or indica) and “Fengjin” (keng or japonica) was grown in Liaoning and Sichuan Provinces to compare the subspecies characteristics under different environments. The results showed that the distribution of Cheng’s index was japonicalinous. The population was more japonicalinous in Sichuan than that in Liaoning as a whole. Further analysis indicated that indica and indica-cline in Sichuan were more indicalinous than those in Liaoning, japonica and japonica-cline in Sichuan were more japonicalinous than those in Liaoning. The effects of environment on six characteristics of Cheng’s index were different because of different characters, as well as on the correlations between the six characters, the Cheng’s index and the vascular bundle traits. For example, the length of the first and second rachis and leaf pubescence were more japonicalinous in Sichuan than in Liaoning, while the length/width ratio of spikelets and glume color at heading time were more indicalinous in Sichuan than in Liaoning. The vascular bundle characteristics of RILs in different environments changed remarkably. The number of large vascular bundles in panicle neck was less in Sichuan than in Liaoning, while the number of small vascular bundles in panicle neck and second top stem was greater in Sichuan than in Liaoning. The ratio of large to small vascular bundles in panicle neck decreased and the ratio of large vascular bundles between the second top stem and panicle neck increased in Sichuan. Though total trend was the vascular bundle ratio of large to small in indica was greater than that in japonica and the ratio of large vascular bundles in indica was less than that in japonica, it is not appropriate that the vascular bundle ratio of large to small and the ratio of large vascular bundles are regarded as the parameters for subspecies classification in rice. The vascular bundles characteristics from typical indica or japonica were recombined in the population derived from indica and japonica crossing. Translated from Acta Agronomica Sinica, 2007, 33(3): 370–377 [译自: 作物学报]     

籼粳稻区重组近交系孕穗期耐冷性研究

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。     

籼粳稻维管束性状关系研究

选用5份粳稻和4份籼稻材料,对不同品种水稻维管束的数量进行比较研究,同时结合程氏指数调查,探讨了籼稻和粳稻之间的维管束差异。结果表明:籼稻穗颈维管束数明显高于粳稻,其大维管束效率较高;籼稻的穗颈维管束数与穗一次枝梗数之比(V/R)也显著高于粳稻,大小维管束比也较高。籼稻程氏打分均较低,而粳稻的较高。     

谷子杂交种与亲本性状的遗传相关性

【目的】探讨谷子杂交种与亲本性状间的遗传相关性,为筛选亲本材料、组配优异杂交种提供理论依据。【方法】用6个谷子高度雄性不育系和10个抗拿捕净除草剂恢复系组配60个组合,2017年种植60个杂交组合及其亲本,通过农艺性状和产量的初步鉴定和统计分析,从中筛选出用4个母本（谷3A、晋29A、51A和910A）、7个父本（K34、M22、K650、K154、K410、K391和K47）组配的7个优势组合。2018年种植7个优势组合及其亲本,测定其10个农艺和产量性状（分蘖数、株高、穗茎长、穗长、穗粗、穗重、粒重、千粒重、出苗至抽穗的天数和小区产量）,对杂交种与亲本在相同性状上进行遗传相关分析,并对父母本各性状与杂交种产量性状（穗重、穗粒重）进行遗传相关分析。【结果】杂交种在穗茎长、抽穗期上有超亲优势,在穗长上超亲优势明显;杂交种与亲本的相关分析表明,杂交种与母本在株高、抽穗期、穗长等性状上存在显著的正相关关系,据2018年分析遗传相关系数分别为0.8841、0.9117和0.8263,前两项达极显著水平;杂交种与父本在分蘖数、株高、穗茎长、穗粗、千粒重等性状上存在显著的正相关关系,据2018年分析遗传相关系数分别为0.8267、0.9618、0.8234、0.7770和0.8404,其中在株高上达极显著水平;母本的分蘖数、株高、抽穗期与杂交种的单株穗重、穗粒重存在显著的正相关关系,其中与单株穗重的相关系数分别为0.3327、0.5439和0.4436,与单株穗粒重的相关系数分别为0.4238、0.4642和0.3487,母本的穗长与杂交种的单株穗粒重存在显著的相关关系,相关系数为0.3698;父本的分蘖数、株高、抽穗期和穗粗与杂交种的单株穗重、穗粒重存在显著的正相关关系,其中与单株穗重的相关系数分别为0.4986、0.4598、0.3367和0.5348,与单株穗粒重的相关系数分别为0.5568、0.4253、0.3659和0.4236,父本分蘖数与杂交种单株穗重、穗粒重的相关性达极显著水平。【结论】父母本与杂交种在分蘖数、株高、穗茎长、穗粗、千粒重等性状上均存在一定的正相关关系,可以通过对亲本这些性状的选择来间接选择杂交组合的优良农艺性状和产量性状,从而选育出优异高产杂交种。     

水稻籼爪交重组自交系穗部性状变异分析

为研究四川水稻高产理想株系穗部性状的遗传特性,并筛选出高产且综合农艺性状好的新材料,利用籼稻CG133R与爪哇稻22号构建的重组自交系(RIL)群体,对其单株有效穗、一次枝梗数、穗长、每穗着粒数和千粒重等9个性状的遗传变异进行考查和相关性分析;对其单株产量与各农艺性状进行逐步回归分析与通径分析;对单株产量位列前8名的优系分析其穗部性状表现,并根据单株产量高低分成2组深入进行性状间的相关分析。结果表明,RIL群体穗部性状上发生了极广泛的变异。逐步回归分析和通径分析发现,水稻单株产量的主要贡献因素为有效穗实粒数千粒重。经过对其优系分析,初步确立四川稻区高产理想株系穗部性状的指标为有效穗数7~9个、一次枝梗数18~20个、穗长27.0~30.0cm、着粒数320粒、实粒数290粒、着粒密度120粒/10cm、结实率81%~92%、千粒重20.0~27.0g。进一步对RIL群体中单株产量位列前4名的株系分析发现,其有效穗数和着粒数呈显著正相关(P0.001)。表明打破了有效穗数和着粒数间的不利连锁关系,出现了优良变异。这些优系可作为新种质进行深入分析和利用。     

利用InDel标记鉴定浙优系列杂交稻籼粳属性和预测杂种优势

【目的】准确鉴定水稻材料的籼粳属性及利用遗传距离预测杂种优势,为开展水稻超高产育种和籼粳亚种间杂种优势利用提供基础。【方法】利用19对籼粳稻特异插入/缺失（Insertion/Deletion,InDel）引物,对12个浙优系列杂交稻及其双亲的籼粳属性进行了InDel分子标记鉴定,根据被检测水稻样品在多个InDel 位点上的籼型或粳型基因频率,参考卢宝荣的方法,将供试样品分别判定为“籼稻”、“偏籼”、“中间偏籼”、“中间偏粳”、“偏粳”和“粳稻”。采用Nei的方法求算13个亲本间（1个不育系和12个恢复系）的InDel遗传距离,用UPGMA法进行遗传相似性聚类,用SPSS 17.0统计分析软件对InDel条带赋值进行主成分分析, 依据第一和第二主成分的特征向量的平均分量值作平面散点图。统计杂种F1稻谷产量、每穗总粒数、每穴有效穗、结实率、千粒重及单穗重各产量性状的对照优势,以此分析InDel遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】（1）参试材料籼粳属性的判别：不育系浙04A被鉴定为“粳稻”,8个恢复系被判定为“籼稻”或“偏籼”,由其所配组的8个杂交组合被判定在“中间偏籼”到“偏粳”之间,证实了这8个组合为典型的籼粳交组合;另外4份恢复系被判定为“偏粳”,所配组的4个杂交组合被判定为“粳稻”。（2）参试材料的聚类分析：当GS 为0.350时,35份试验材料被分为“粳稻”和“籼稻”2个主群,GS为0.638时,粳稻主群又被划分为“粳稻/偏粳”和“中间偏粳”2个亚群。其中,粳稻/偏粳亚群包括不育系浙04A、4个粳粳交恢复系及粳粳交杂种F1、3个粳稻对照种和粳稻秀水09;中间偏粳亚群包括8个籼粳交杂种F1。籼稻主群则包括8个籼粳交组合的恢复系、3个籼稻对照种和籼杂组合汕优63。（3）InDel遗传距离与杂种优势的相关性：在以粳粳交、籼粳交组合整体作为分析对象时,InDel遗传距离与稻谷产量、每穗总粒数、单穗重呈极显著正相关,与结实率呈显著负相关;仅以籼粳交组合为研究对象时,InDel遗传距离仅与单穗重和千粒重呈显著正相关。【结论】供试的12个浙优系列中的8个组合被证实为典型的粳不/籼恢型籼粳交组合,这些组合的双亲间具有较远的遗传距离;InDel遗传距离在不同类型品种间具有较好的杂种优势预测能力,可用于单穗重的优势预测,即随着InDel遗传距离的扩大,杂种优势主要体现在单穗重的增加上。     

日本晴/中嘉早17重组自交系产量性状QTL定位

【目的】对产量相关性状进行多年、多环境的QTL分析,寻找能够稳定遗传的产量性状主效QTL,剖析超级早籼稻中嘉早17的高产机理,为选育高产新品种提供有用信息。【方法】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体为研究材料。筛选亲本间多态性SSR标记,对群体各家系进行基因型分析,利用Mapmarker/exp 3.0构建分子遗传连锁图谱。群体于2015—2016年,两地三季种植于杭州、海南和杭州,成熟期考察有效穗数、每穗粒数、单株产量、结实率、千粒重、粒长、粒宽和粒厚等产量相关性状。运用Windows QTL Cartographer 2.5检测产量相关性状QTL,运用QTL Network 2.2检测QTL与环境互作效应。【结果】构建的连锁图谱共包含163对SSR标记,73%的标记父母本基因型比例符合1﹕1理论分离比,23%标记显著偏分离,主要偏向父本中嘉早17,图谱总图距约1 479.4 cM,标记间平均距离约为9.08 c M。3个环境下共检测到46个QTL,分布于除第11染色体外的其他染色体上,贡献率变幅为3.78%—25.45%。共有10个QTL在3个环境下能被重复检测到,分别是控制有效穗数的qEP1、qEP2、qEP4a,控制每穗粒数的qNGPE1、qNGPE7,控制结实率的q SRT7,控制千粒重的q TGW2,控制粒长的qGL3和qGL9,控制粒宽的q GW2b;其中qEP1、qEP2、qNGPE7、qTGW2和q GW2b的增效等位来自亲本日本晴;而qEP4a、qNGPE1、qSRT7、qGL3和qGL9的增效等位来自亲本中嘉早17;除此之外,所检测到的每穗粒数、结实率、粒长和单株产量QTL中大部分增效等位基因均来自中嘉早17。产量性状与环境互作分析显示,控制每穗粒数qNGPE1和qNGPE7、控制结实率的q SRT1a和q SRT7、控制单株产量的q YPP1和q YPP7等6个QTL与环境互作效应显著或极显著。此外,在第1、2、7染色体某区段多个与产量相关的QTL成簇分布。【结论】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体连锁图谱具有丰富的多态性标记,覆盖水稻基因组的93.64%,可较好地满足水稻重要农艺性状QTL定位要求。利用该套群体检测到多个产量相关性状QTL,其中,多数控制每穗粒数、结实率、粒长和单株产量的QTL的增效等位基因均来自中嘉早17。该结果与中嘉早17的每穗粒数、结实率、单株产量、千粒重和粒长等性状显著明显优于日本晴的结果一致,这些产量增效QTL可能是中嘉早17高产、稳产的遗传基础。     

利用基础导入系分析粳稻基因的遗传效应

 【目的】为了有效地评价粳稻等位基因在籼稻遗传背景中的遗传效应，为籼粳亚种间优良基因的利用提供理论和实践依据。【方法】以粳稻品种日本晴（Nipponbare）为供体亲本、籼稻品种珍汕97B（Zhenshan 97B）为受体亲本，经过杂交、回交，结合分子标记辅助选择，构建了88个基础导入系, 每个导入系具有相同的籼稻遗传背景，且只含有一个或少数粳稻的导入片段，每个导入系的导入片段叠加起来能覆盖整个粳稻的染色体。利用基础导入系群体进行单株产量、有效分蘖数、千粒重和每穗实粒数的数量性状基因（QTLs）定位和遗传效应分析。【结果】共检测到29个具有显著遗传效应的位点（QTLs）。其中6个QTL具有正向的加性效应和超显性效应，其余23个QTL具有负向的加性效应和超显性效应。【结论】一些粳稻基因导入到籼稻中能表现出不同程度的增产效应；超显性效应对水稻籼粳杂种优势起重要作用。     

大穗型杂交粳稻产量构成因素协同特征及穗部性状

【目的】旨在探讨大穗型杂交粳稻库容构成特征及其穗部性状,探索其群体生产力增长途径。【方法】采用大田试验,以具有代表性的8个大穗型杂交粳稻品种（A18/F7562、A2/F7563、A20/F7501、A5/F9249、A2/F7513、A20/F7503、甬优8号和甬优13号）和2个中等穗型常规粳稻品种（武运粳7号和武粳15）为材料,对大穗型杂交粳稻产量构成特征、群体颖花量、库容量、穗部性状等进行系统的研究。【结果】大穗型杂交粳稻产量、群体颖花量、库容量、穗长、着粒密度、单穗重、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数和每穗二次枝梗总粒数显著或极显著高于中等穗型常规粳稻,穗数、结实率、千粒重、一次枝梗结实率和二次枝梗结实率极显著低于中等穗型常规粳稻。随着每穗粒数的增加,大穗型杂交粳稻产量、群体颖花量、库容量和二次枝梗结实率先增后减,穗长、着粒密度、单穗重、每穗一次枝梗数、一次枝梗单枝梗着粒数、每穗一次枝梗总粒数、每穗二次枝梗数、二次枝梗单枝梗着粒数和每穗二次枝梗总粒数不断增加,穗数、结实率、千粒重、一、二次枝梗数比值、一、二次枝梗总粒数比值和一次枝梗结实率不断降低,除产量、库容量和二次枝梗结实率外其它与每穗粒数的相关均达到显著或极显著水平。每穗粒数的提高由中等穗型到偏大穗型,主要依靠一次枝梗的贡献,而由偏大穗型到大穗型以及特大穗型和超大穗型,则主要依靠二次枝梗的贡献。在满足一定穗数和具备稳定的结实率的基础上,提高千粒重,是充分利用大穗型杂交粳稻获取超高产的关键;提高群体颖花量是增加产量的基础,而提高库容量是增加产量的重点,在提高群体颖花量的同时还需兼顾千粒重的稳定。【结论】在本试验条件下,大穗型杂交粳稻每穗粒数250左右时穗粒结构合理,群体颖花量高,库容充实足,产量最理想。随着水稻品种和栽培技术的不断进步,其最适值还将可能更高。