小麦温敏雄性不育系BNS366小孢子发育和花粉育性检测方法研究

为了建立温敏雄性不育小麦BNS366小孢子发育和花粉育性的检测方法,以郑麦366作为对照,采用I₂-KI法、醋酸洋红法、苏木精法和改良苯酚品红法染色观察小孢子发育过程,进行花粉可育率和自交结实率统计。结果表明,BNS366小孢子败育时期为单核靠边期至二核期。I₂-KI法能清晰反映淀粉积累情况,但郑麦366在三核期和开花期看不到细胞核,其花粉可育率极显著高于自交结实率,操作最简便。醋酸洋红法能清晰显示细胞核,郑麦366花粉可育率与自交结实率一致,能够看到内容物的积累,但不清晰,操作简便。苏木精法在单核期和二核期染色效果最好,操作较复杂。改良苯酚品红法对细胞核和内容物的染色效果均不理想。因此,观察淀粉的积累情况以I₂-KI法最好,观察细胞核的变化和检测花粉育性均以醋酸洋红法最好。     

水稻亚种间杂种不育性的遗传分析

 利用4个亚种间亲和性品种(ICV)配制单交(F₁和F₂)及三交组合，研究了水稻籼粳杂种不育性(亚种间亲和性) 的遗传。结果表明： 籼稻IR58和二九丰之间、粳稻秀水117和T8340之间存在不育座位的分散(或不等位)分布。不同类型三交组合结实率的变异表明，亚种间亲和性基因具有重组和累加效应，无论F1结实率高低，其F₂群体均存在较大的育性分离，含有3个ICV的三交组合F₁亦如此，这种分离可能是由于亲本中不育座位分数分布及基因重组的结果。3对糯-非糯近等基因系与ICV 的三交组合分析表明，亚种间亲和性基因与糯质基因间不存在明显的连锁关系， 认为籼粳亚种间F1的不育性(亚种间亲和性)由多基因控制，基因的加性和上位性效应可分别用于解释两种类型的亲和性——一般(广谱)亲和性和特殊(狭谱)亲和性。     

籼粳亚种F1的分类及其与杂种优势关系的研究

 采用程氏指数分类法对籼粳交亲本及其F₁分类结果，28个亲本基本可分籼粳两大类，广亲和品种多属偏籼偏粳型，与爪哇型品种接近。以籼稻为母本的籼粳交F1籼型较多，约占73.1%， 以粳稻为母本的籼粳交F₁粳型较多，约占72.4%。92个籼粳交组合F₁偏籼、偏粳型比例为73.9%，这说明F₁分类既受细胞质影响，也受双亲遗传背景影响。双亲程氏指数差值与F₁结实率呈极显著的负相关，而与F₁的生物产量呈极显著正相关，双亲程氏指数差值大小适合(6-13)时， 生物产量与结实率均较高，其经济优势较强。     

水稻品种T984和Pecos的广亲和性及其利用价值

 通过广泛测交筛选，发现浙江台州地区农科所的籼粳复交后代T984和美国粳型品种Pecos具有亚种间杂交的广亲和性。T984与8个籼型和7个粳型测验种的测交F₁杂种的平均结实率分别为75.8% 和76.8%，表现广谱型的亲和性。Pecos与2个籼型和2个粳型测验种测交F₁杂种的平均结实率分别为66.4%和77.9%， 属偏粳型的广亲和性品种。T984对籼、粳型测验种杂交F₁和Pecos对籼型测验种杂交F₁在单株生产力、单株穗数、株高等性状上存在着较强的正向超亲优势。Pecos对粳型测验种杂交F₁除了株高和穗长外，其余性状投有超亲或表现负向优势。     

籼型两用核不育系水稻培矮64S的育性表达——幼穗发育过程中的NAD+-MDH和AP同工酶的变化

 以籼型两用不育系水稻培矮64S和常规稻粳籼89为材料，采用PAGE分析同工酶的方法，比较水稻幼穗发育过程中花粉母细胞形成期、减数分裂期和花粉完熟期NAD+-MDH和AP同工酶的变化，以期了解不育系的育性转换与表达机理。结果表明，在1993年2月25日、3月10日和3月30日三期播种的水稻培矮64S均表现不育，花粉不育度在99.7%以上，结实率在0.3%以下，1994年8月1日播种的培矮64S表现可育，结实率在19%以上，而同期播种的常规稻粳籼89均能得到正常结实，结实率在68%以上。同时发现1993年培矮64S的不育性在花粉完熟期与颖花及花药的NAD⁺-MDH活性的显著降低关系较大。在花粉母细胞形成期—减数分裂期与颖花AP的活性及同工酶组成的变化关系较密切。1994年表现可育的培矮64S与粳籼89相比不存在这种差异。由此可认为培矮64S育性表达可能与花粉发育前期的脂肪代谢以及花粉发育后期的呼吸代谢有关。     

水稻亚种间杂种后代Pgi-1同工酶的异常分离

 采用籼稻品种与粳稻品种或偏粳型广亲和性品种的杂交后代F₂集团8个，分析了位于第3染色体上的Pgi-1同工酶的分离情况。其中4个F₂集团表现为显著或极显著偏离正常的孟德尔分离比例，带粳稻标记基因Pgi-1的配子明显减少，只占总受精配子的41.4%±2.8%。而另4个F₂集团则保持正常分离比例。分析结果表明， Pgi-1的异常分离与雌性育性无关，也不是由于花粉形态性败育而致，在第3染色体Pgi-1附近，存在一个独立于ga-2和ga-3的新的配子体基因，控制花粉的受精竞争。在该配子体基因位点上，一些粳稻品种或偏粳型广亲和性品种具有的等位基因可以消除籼粳交后代中由于受精竞争而导致的粳配子败育。     

籼型两用核不育系水稻培矮64S的育性表达──幼穗发育过程中的NAD~ -MDH和AP同工酶的变化

以籼型两用不育系水稻培矮645和常规稻粳籼89为材料，采用PAGE分析同工酶的方法，比较水稻幼穗发育过程中花粉母细胞形成期、减数分裂期和花粉完熟期NAD＋-MDH和AP同工酶的变化，以期了解不育系的育性转换与表达机理。结果表明，在1993年2月25日、3月10日和3月30日三期播种的水稻培矮645均表现不育，花粉不育度在99.7％以上，结实率在0.3％以下，1994年8月1日播种的培矮645表现可育，结实率在19％以上，而同期播种的常规稻粳籼89均能得到正常结实，结实率在68％以上。同时发现1993年培矮645的不育性在花粉完熟期与颖花及花药的NAD＋-MDH活性的显著降低关系较大。在花粉母细胞形成期一减数分裂期与颖花AP的活性及同工酶组成的变化关系较密切。1994年表现可育的培矮645与粳籼89相比不存在这种差异。由此可认为培矮645育性表达可能与花粉发育前期的脂肪代谢以及花粉发育后期的呼吸代谢有关。     

温敏雄不育小麦花粉育性和结实率的观察

本文对温敏雄不育小麦 C4 9S的花粉育性和结实率做了观察。发现随着播期的延迟 ,C4 9S花粉育性和结实率由低向高 ,早播 (第一期 )不育 ,晚播 (第六期 )可育 ,肯定 C4 9S为一优异温敏材料。同穗不同部位小穗的花粉育性和结实率不同 ,上部 <中部 <下部 ,并且 C4 9S同一小穗不同位次小花的花粉育性和结实率也有差异。     

温敏雄不育小麦花粉育性和结实率的观察

本文对温敏雄不育小麦Ｃ４９Ｓ的花粉育性和结实率做了观察,发现随着播期的延迟,Ｃ４９Ｓ花粉育性和结实率由低向高,早播不育,晚播可育,肯定Ｃ４９Ｓ为一优异温敏材料,同穗不同部位小穗的花粉育性和结实率不同,上部－中部－下部,并且Ｃ４９Ｓ同一小穗不同位次小花的花粉育性和结实率也有差异。     

农垦58S／农垦58 F2群体育性分离模式的年度间差异

 分别于1989和1992年盛夏在杭州（30°05' N）自然条件下观察了农垦58 F₂群体的育性分离情况。结果表明，该组合F₂群体育性分离模式年度间差异大，在1989年凉夏期间群体内育性分离偏于可育部分，而在1992年炎夏期间则偏于不育侧。斯米尔 诺夫检验表明，上的育性分布差异明显（P＜0.01）。这种育性分离模式的年度间偏差被归为环境温度等条件对光敏雄性不育遗传表达影响的结果。认为在自然条件下应用经典遗传学方法研究光温敏雄性不育的遗传是不合适的，提出了深入研究光温敏雄性不育遗传的可能性。     

温度对亚种间杂种花粉育性的影响

以17个不同类型的籼、粳、爪哇型品种及其杂种为材料,通过分期播种,研究了温度变化对花粉育性的影响。结果表明,当花粉母细胞减数分裂期的日平均气温低于22~23℃时,亚种间杂种的花粉育性显著降低,不同组合花粉育性存在明显差异,而品种间杂种和常规品种的花粉育性受影响较小;当花粉母细胞减数分裂期的日平均气温低于20℃时,常规品种和品种间杂种的花粉发育也受到不同程度的影响,不同品种与组合间存在差异。花粉母细胞减数分裂期的日平均温度与花粉育性的相关性分析表明,温度与花粉育性呈显著正相关,亚种间杂种与常规品种的相关系数存在极显著差异。说明减数分裂期的花粉育性受温度影响,温度对亚种间杂种花粉育性的影响较常规品种大。关键词     

Effect of Temperature on Pollen Fertility in Inter-Subspecific Rice Hybrids

Seventeen rice varieties and hybrids of different types (indica, japonica, javanica, indica hybrid, japonica hybrid and inter-subspecific hybrid) were evaluated to determine the effect of temperature on pollen fertility in inter-subspecfic hybrids. The pollen fertility of inter-subspecific hybrids was greatly reduced when average daily temperature dropped to 22.0 - 23.0℃at meiosis stage, and the extent of pollen fertility reduction varied greatly with respect to different hybrids. However, the pollen fertility reduction of indica and japonica hybrids and conventional varieties was not obvious under the same regime of temperature conditions. When the average daily temperature dropped to 20℃, the pollen development of conventional varieties and hybrids was also affected. Correlation analysis revealed that there existed a positive correlation between pollen fertility and average daily temperature. A significant difference (P<0.01) was also found between the two correlation coefficients i.e. inter-subspecific hybrids and conventional varieties. Temperature at meiosis stage of pollen mother cell was a key factor in pollen developing, and the pollen fertility of inter-subspecific hybrids was more sensitive to low temperature than that of traditional variety.     

水稻籼粳杂种育性的QTL分析

 以籼稻保持系珍汕97B和粳稻保持系辽91B为亲本,构建了一个包含176个单株的F2群体及123个SSR标记的遗传图谱,在3种环境下联合检测控制花粉育性和小穗育性的QTL。共检测到3个控制花粉育性的主效应（加性效应和显性效应）QTL（qPF3、qPF5和qPF6）和4个控制小穗育性的主效应QTL（qSF3、qSF5、qSF6和qSF8）,其中qPF5与qSF5、qPF6与qSF6均为同一个QTL,为重要的育性QTL。另外,检测到3对花粉育性和4对小穗育性QTL间互作,说明上位性效应对籼粳杂交后代的育性具有重要作用。     

两系杂交稻杂种低温下育性稳定性的初步研究

考察了水稻常规品种及两系杂交稻在低温影响后的花粉育性变化。结果表明：ａ）低温是影响水稻常规品种育性稳定性的重要生态,且受低温影响后不同品种表现出育性稳定性的明显差异;ｂ）在常温下杂种Ｆ１均能基本恢复正常可育,但在低温下Ｆ１的花粉育性都有所下降,且下降幅度在组合间差异明显;ｃ）Ｆ１的育性的稳定性与父本对低温的敏感程度有关;ｄ）母本对Ｆ１的育性稳定性也有重要影响。     

叶枕距标记法研究低温对粳型光温敏核不育系育性转换的影响

用日均温20℃低温处理3个采用剑叶叶枕距标记幼穗发育时期的粳型光温敏核不育系G317S、G321S和G326S,研究低温对不同发育时期粳型光温敏核不育系育性的影响.结果表明:用20℃低温处理3d,3个粳型光温敏核不育系花粉不育度明显降低,平均自交结实率为66.41％;3个粳型光温敏核不育系育性敏感期所对应的剑叶叶枕距为-4 ～4 cm,而剑叶叶枕距＜-4 cm或＞4 cm时,各不育系育性稳定;剑叶叶枕距为-4～ -2 cm和2～4 cm时各不育系不同穗位颖花的花粉不育度比较接近,而剑叶叶枕距为-2～2 cm时,各不育系不同穗位颖花的花粉不育度表现为穗上部＜穗中部＜穗下部.     

籼粳稻之间的亲和性及其杂种优势

 发现粳稻品种秀水117和籼稻品种IR58分别表现亚种间杂交的亲和性。秀水117与IR58、二九丰的杂种一代结实率分别为85.9%和88.4%;IR58与T8340及粳型不育系双百A、农六209A和六千辛A的杂种一代结实率分别为81.1%、76.5%、74.5%和67.0%”秀水117/IR58”的F_1在株高、穗长、每穗粒数和单株稻谷产量等性状上均存在很强的正向超亲优势。该组合的亲和性在F_2及回交世代中仍可表现。试验结果表明,在籼、粳稻内各存在着亚种间杂交的亲和性材料,但其亲和性的表现范围可以不同。讨论了籼粳稻亚种间杂种优势利用的一些问题。     

中熟类型甬优籼粳杂交稻组合产量优势形成及其形态生理特征

以中熟类型甬优籼粳杂交稻组合甬优2640、甬优1640为材料,常规粳稻镇稻11、武运粳30和杂交籼稻丰两优香1号、新两优6380为对照,比较各类型品种在干物质积累、穗部特征、叶片形态及茎秆特性上的差异。结果表明,甬优籼粳杂交稻两年平均产量为11.3 t/hm~2(11.1、11.4 t/hm~2),较常规粳稻和杂交籼稻分别高6.6%和13.0%;产量构成上,甬优籼粳杂交稻的每穗粒数和群体颖花量显著高于对照,有效穗数、结实率和千粒重低于对照;甬优籼粳杂交稻抽穗期、成熟期的干物质量及抽穗至成熟期的干物质积累量依次为13.4 t/hm2、21.6 t/hm~2、6.9 t/hm~2,均显著高于对照;穗部特征上,甬优籼粳杂交稻的单穗质量和着粒密度高于对照,穗长略低于杂交籼稻,近80%的籽粒集中于中上部,而常规粳稻75%的籽粒集中于中下部,杂交籼稻籽粒分布相对匀称;甬优籼粳杂交稻上3叶的叶宽和卷曲率高于对照,叶长和叶基角处于对照之间(以杂交籼稻最大),披垂度最低,上部1、3叶差异显著;株高、穗高、秆长及穗下节间占秆长的比例以杂交籼稻甬优籼粳杂交稻常规粳稻;成熟期单茎茎干质量、单茎鞘干质量及基部节间单位长度干质量以甬优籼粳杂交稻最高。中熟类型甬优籼粳杂交稻组合产量优势特征为足穗基础上,主攻大穗,并保持较高的结实率和千粒重;形态生理特征表现为籽粒集中于中上部,上3叶大小适宜,叶片内卷且直立,株高及穗下节间占秆长的比例适中,成熟期茎秆充实度好。     

Agronomic Performance of F1 Hybrids of Rice (Oryza sativa L.) in Japonica-Indica Crosses

Summary

Generally F₁ hybrids from crosses between japonica and indica rice show variable degrees of sterility. Previous studies revealed that among the indica rice, the Aus type has sexual affinity with japonica cultivars giving higher fertility in F₁ hybrids. Therefore, we made an effort to obtain higher grain yield by producing F₁ hybrids between japonica and Aus-type indica. A field experiment was conducted to investigate the heterosis in these F₁ hybrids for dry matter accumulation, spikelet fertility, yield and yield attributes, to find cross combinations with higher grain yield, and examined the relationships of grain yield with some agronomic characters. F₁ hybrids flowered earlier than their parent cultivars. Heterosis for dry matter accumulation was positive at the panicle initiation stage, at heading and at maturity. The average heterosis for number of panicles, grain and straw yield per plant, number of spikelets per panicle and 1000-grain weight was positive. A few F₁ hybrids showed positive heterosis for number of filled grains per panicle, spikelet fertility and harvest index; but the average heterosis for these traits was negative. Among the yield components, a higher number of panicles per plant and higher number of spikelet per panicle contributed to higher grain yield in F₁ hybrids. A significant and positive relationship existed between spikelet fertility and grain yield per plant. The higher grain yield was attributed to higher dry matter production rather than higher harvest index in F₁ hybrids, although low spikelet fertility limited yield potential in some F₁ hybrids.     

水稻品种8504的广亲和性及其利用价值

对原产澳大利亚的品种８５０４的广亲和性进行了测交验证，并分析和评价了该广亲和品种的利用价值．该品种广亲和性好、亲和谱广，熟期适宜，米质较好，中抗稻瘟病，与籼、粳杂交，杂种优势均较强，且广亲和性遗传简单．     

水稻粳型亲籼系亲和性的测定

通过研究建立了粳型亲籼系的检测方法和鉴定标准,以6个籼型和6个粳型品种作为亲和性测验种,凡与籼型测验种杂交F1的平均花粉育性达85%以上,且平均小穗育性达80%以上者,为亲籼系。利用测验种对10个待测粳型亲籼系的亲和性进行了测定,结果表明, G2416-3、G2417-2-1、G2605和G3004-4与籼型测验种的亲和性高,达到或基本达到亲籼性的标准,其中G2416-3和G2417-2-1与粳型测验种的亲和性低,为特异亲籼系,G2605和G3004-4与粳型测验种的亲和性高,为广亲和系。