云南地方老品种水稻中恢复基因位点遗传差异分析

目前生产上使用的水稻恢复系之间的遗传基础过于狭窄,应积极开发水稻新恢复系的选育工作。云南地理气候条件特殊,地方老品种资源丰富,是筛选新恢复系的理想材料。以61份云南地方老品种水稻资源为父本,通过测交筛选到6份可以恢复野败型不育系的品种。再利用5对特异引物,对这6份恢复材料和7份恢复系的恢复基因位点遗传差异进行分析。结果表明：5对特异引物对6份恢复材料的扩增结果各不一样,而与对照恢复系仅有2.8 kb的一条扩增带型一致。说明云南地方老品种水稻中蕴藏的恢复基因与目前生产上应用的恢复基因的亲缘关系较远。从云南地方老品种水稻中发掘利用新型恢复基因和资源,是突破水稻恢复基因遗传基础狭窄、筛选新质源恢复系的一种有效策略。     

小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析

选用K型不育系豫麦3号、S43及其相应的保持系,与恢复系豫麦2号和豫麦49组配了不育系//保持系/恢复系、不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系三种回交群体,对小麦K型不育系育性恢复基因进行了遗传分析。结果表明,不同恢复力的恢复系携带的恢复基因对数不同,恢复力较强的豫麦2号携带2对主效基因,恢复力较低的豫麦49仅携带1对主效基因。此外,还有微效基因对育性恢复起作用,这种基因不仅存在于恢复系中,也存在于不育系（保持系）中。在K型细胞质背景下,不携带恢复基因的雄配子的传递率很低,而雌配子传递正常。     

近等基因导入系对生物和非生物胁迫的抗性筛选初报

以籼稻恢复系成恢448和保持系川香29B为受体品种,从全球水稻分子育种计划的核心种质中选择100～110个材料做供体品种,构建了成恢448、川香29B近等基因导入系各2500份。将这些回交后代在生物和非生物胁迫环境中进行大规模筛选,获得了一批对低磷、干旱、稻瘟病和白叶枯病有较强抗、耐性的导入系,以及产量配合力好、高抗稻瘟病的新恢复系。     

棉花细胞质雄性不育恢复基因Rf_1候选区域SSCP标记开发与候选基因表达分析

【目的】棉花细胞质雄性不育恢复基因Rf_1的定位对于研究恢复基因的作用机制和改良恢复系具有重要意义。前期研究结果表明在恢复基因Rf_1所在Scaffold 333上的目标区间内有9个PPR(Pentatricopeptide repeat)基因成簇分布在160 kb区间内,此区间内还包括另外9个其他类型的基因。为进一步丰富恢复基因目标区域内标记数目,并了解相关基因的表达模式。【方法】利用这18个基因的序列设计出覆盖全部基因的引物共155对,通过单链构象多态性(Single-strand conformation polymorphism,SSCP)技术对可育池和不育池进行筛选,利用荧光定量聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)对目标区域内的8个非PPR基因在不育系、保持系、恢复系的花蕾不同发育时期的表达模式进行了分析。【结果】共得到15对多态性引物,结合前期的3个简单重复序列标记(Simple sequence repeats,SSR)标记对F_2群体进行基因型分析,结果表明这些标记分布在4.8 cM范围内。受恢复基因或不育胞质的影响,在花蕾4个发育时期,大部分基因表达存在明显差异。【结论】本研究获得了与恢复基因紧密连锁的SSCP标记,并初步了解了目标区间内部分基因的表达模式,为进一步开展恢复基因精细定位和候选基因的筛选提供了基础。     

Rf-1位点CAPS标记对水稻不同胞质雄性不育育性恢复系的关系分析

水稻育性恢复基因Rf-1是目前水稻上克隆的唯一恢复基因.通过位于Rf-1位点的两个特异性CAPS(cleavable amplified polymorphic sequences)标记对滇I型、野败型、红莲型及BT型恢复系基因型分析,发现这四种不同胞质的恢复系在Rf-1位点具有相同的带型,滇I型的两个保持系具有不同的带型.结果表明这四种不同胞质系统的恢复系均具有Rf-1基因.该结论与从恢复系选育的系谱分析的结果相一致的.     

杂交早稻恢复系中恢复基因的遗传

分析了2个早稻恢复系(R402和测48-2)对水稻矮败型细胞质雄性不育恢复性的遗传.结果表明,恢复系R402中存在一对显性恢复基因R1R1;而测48-2中有两对显性恢复基因R1R1R2R2,R1和R2间表现显性上位作用.追溯恢复基因R1和R2的来源,它们分别来自我国晚籼品种仙那和印度品种SLO17.     

广亲和粳稻恢复系选育方法

广亲和粳稻恢复系的选育除采用ＷＡ型恢复与广亲和粳稻杂交选育和不同广亲和恢复系间杂交选育外,本研究提出以粳稻为父本杂交选育的４种办法：１、以型杂交稻Ｆ１为母本转育同质广亲和恢复系;２、以ＷＡ型下育系为母本筛选同质广亲和恢复系;３、以ＷＡ型广亲和不育系为母本,筛选同质广亲和恢复系;４、以同质广亲和恢复系为母本转育新的恢复系。用上述方法已育成０２４２８等广亲和恢复系,并可同时恢复ＷＡ型和ＢＴ型胞质不育系     

小麦K型不育系的易恢性及育性恢复的稳定性研究

利用2个K型不育系与不同K型恢复系组配测交组合，研究了不同不育系的易恢性及其遗传机理，恢复系在年份间恢复度的稳定性以及播期、播量对育性恢复度的影响。结果表明, 2个K型不育系易恢性有明显差异，其易恢性受2对主基因和微效多基因共同控制，不育系易恢性与恢复系恢复力差异的机理是相同的。大多数K型杂交组合的恢复度在不同年份间有较大差异，但恢复度高的组合稳定性较好，异常年份鉴定恢复系的恢复力是最有效的。播期对恢复度的影响较大，播量影响较小。抽穗至开花期间的异常高温是恢复度不稳定的主要外部原因。     

外引高粱品种资源的筛选与创新利用

通过对外引高粱资源的抗病性、耐瘠性、多抗性等鉴定,筛选优良的种质资源,利用这些抗源对中国类型恢复系和常用保持系进行改良,获得一批单抗、多抗性基础材料,拓宽了中国高粱资源的利用范围。     

分子标记辅助选择聚合棉花Rf1育性恢复基因和抗虫Bt基因

胞质雄性不育恢复系0-613-2R与转Bt基因抗虫棉R019(轮回亲本)杂交、回交产生BC2群体。利用CMS恢复基因Rfl紧密连锁的3个SSR标记和Bt基因的PCR标记开展分子标记辅助选择培育聚合有Rfl和Bt的转基因抗虫棉恢复系。在分析的59个BC2单株中55株存在恢复基因标记，54株存在Bt基因；综合标记分析结果，共获得54个同时具Rfl与Bt基因的聚合单株；这些聚合单株自交后，通过标记辅助选择，获得10株含Bt基因且Rfl纯合的单株。为棉花优良恢复系的快速培育提供了重要基础。     

甘蓝型油菜双低萝卜质不育恢复系快速改良技术研究

通过采取不同的常规育种策略和小孢子培养、分子标记辅助选择等现代生物技术,研究了提高甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系改良效率的方法。结果表明,在甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系杂交转育过程中,采用杂交后代与萝卜质不育系杂交,可使杂交后代分离群体中不具备恢复基因的单株在花期表现出来,无须测交即可进行选择;杂交后代通过小孢子培养,可将稳定纯合时间由传统自交8个世代缩短到3个世代;通过萝卜特异分子标记辅助选择可大大提高选择的精度,减少筛选所需的人力、土地和时间,选择效率提高90%。试验筛选出19个在萝卜质不育恢复系中能够扩增出单一、易于辨别的谱带的SCAR标记引物,其中10个引物在现有的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系中均能检测出特异标记。筛选出的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系的特异分子标记与前人研究存在差异,标记相似系数为48.28%~93.10%。通过分子标记无法区分高硫甙和低硫甙恢复系,选育低硫甙萝卜质不育恢复系还需要借助品质分析仪。成功筛选得到6个甘蓝型油菜低芥酸、低硫甙、抗寒、结角正常、农艺性状优良的萝卜质不育恢复系,为将甘蓝型油菜萝卜质不育杂种优势应用于我国油菜生产奠定了基础。     

Identification of restorers and maintainers for developing basmati and non-basmati hybrids in rice, Oryza sativa

Twenty‐seven improved aromatic lines of germplasm and 18 non‐aromatic disease‐resistant genotypes of rice were test‐crossed with four cytoplasmic male‐sterile lines (IR 58025A, IR 62829A, PMS 3A and PMS 10A). Thirteen aromatic and 10 non‐aromatic genotypes were selected based on pollen fertility, and crosses were repeated to confirm sterility‐maintaining and fertility‐restoring ability. Genotypes were categorized as effective restorers (> 80% spikelet fertility), partial restorers (21‐79% spikelet fertility) and maintainers (< 1% spikelet fertility). The effective basmati restorers identified were Basmati 385, Chandan, P1031‐8‐5‐1, HKR 241‐IET‐12020, SAF Khalsa 7 and Karnal Local. The basmati maintainers identified were Basmati 370, Pusa basmati 1, P615‐K‐167‐13 and P1173‐4‐1. The frequency of restorers obtained was higher for the non‐aromatic than the aromatic basmati type. The performance of restorers varied with cytoplasmic male‐sterile (CMS) line, location and season of testing. The differential ability to restore fertility in the CMS lines that have the wild abortive (WA) cytosterile system could result from different nuclear backgrounds of the CMS lines. These restorers and maintainers possess acceptable grain dimensions, a desirable degree of aroma, volume expansion through linear kernel elongation and cooking quality characteristics of basmati rice. These genotypes will contribute to developing basmati hybrids and provide restorers and maintainers with acceptable key basmati quality characteristics.     

不同时期水稻主要恢复系、不育系的遗传差异变化研究

用AFLP技术分析了我国不同年代广泛应用的野败型杂交水稻19个恢复系和13个不育系的遗传差异,同时基于其农艺性状进行了聚类,结果表明:（1）基于标记和性状两种聚类在不育系和恢复系的区分上一致,而在恢复系内和不育系内的遗传差异检测上有较大差异;（2）我国水稻亲本间的遗传差异较大,且在不育系与恢复系间>恢复系内>不育系内;（3）恢复系内的遗传差异以早期小于中期、近期,其与不育系间的遗传差异也存在同样的关系,这与20世纪80年代中、后期我国杂交水稻产量大幅度提高,90年代后一直徘徊不前的变化趋势一致;（4）不育系内的遗传差异后期大于前期,但它与恢复系间的遗传差异前、后期不显著;（5）不同年代恢复系的分子标记遗传差异变化趋势与杂交水稻产量变化趋势一致,分子标记揭示的遗传差异可为杂交育种中恢复系的选择提供参考。     

粳稻三系亲本的性状特征与杂种优势分析

收集具有代表性的BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个,共配制229个杂交粳稻组合,就三系亲本的性状特征、粳稻的杂种优势、不同性状亲子间的相关性进行了研究。结果表明：(1) 恢复系和保持系的潜在库容相近,但恢复系分蘖性较弱、结实率和千粒重较低,单株产量显著低于保持系。恢复系的垩白度显著高于保持系,直链淀粉含量极显著低于保持系。改良外观品质和提高结实率是今后恢复系选育的主要目标。(2) 杂交粳稻普遍存在较强的中亲优势,多数性状的超亲优势不强,但在生长势上则表现非常明显的竞争优势。杂交粳稻大穗优势突出,但结实率多表现负向优势,是目前制约杂交粳稻产量优势发挥的主要限制因素。(3) 杂种的多数性状由不育系和恢复系共同决定,杂种与中亲值的相关性最好。比较而言,抽穗期、穗总粒数等性状与不育系关系较为密切,株高、穗实粒数、结实率、品质性状与恢复系关系较为密切。     

Cytoplasmic male sterility in barley. III. Maintenance of sterility and restoration of fertility in the msml cytoplasm

Summary 58 varieties, strains or mutants of barley were tested in the msml cytoplasm in Finland, location ca. 61 N. Three (5%) were found to be partial restorers, the rest being maintainers of sterility. 31 Israeli strains of wild barley (ssp. spontaneum) were tested. About one third were maintainers of sterility, the majority partial restorers, and two strains were full restorers. There is probably polymorphism of the restorer gene in Israeli wild barley. Partial restoration displays an environmental response. The physiology of partial restoration is discussed.     

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。     

四个带有标记性状的棉花CMS恢复系的主要农艺与光合生理特性

为了克服细胞质雄性不育恢复系恢复基因鉴定难和保纯难的问题,选育了丛生铃恢复系、鸡脚叶恢复系、海岛棉恢复系和无腺体恢复系。对这4个标记恢复系进行了产量、品质和光合生理特性的比较。结果表明,丛生铃恢复系的产量、品质和光合生理特性总体表现最优;鸡脚叶恢复系具有早熟、通透好、烂铃少和纤维品质较好的特点;海岛棉恢复系的纤维品质最优,铃数最多;无腺体恢复系除了棉副产品综合利用的优势外,在光合生理特性、产量和品质性状上表现仅次于丛生铃恢复系。4个恢复系的标记性状明显,在三系杂交棉育种、制种和繁种中具有良好的利用价值。     

几个水稻新恢复系的应用前景分析

用8个新恢复系与川香29A(A1)、珍汕97A(A2)、Ⅱ-32A(A3)３个不育系按不完全双列杂交配组24个杂交组合，通过24个组合12个性状的主要性状观测值、配合力及遗传力对几个新恢复系的应用前景进行分析，进而作亲本与组合的优势评价，结果：新恢复系以R9最为理想亲本，R8、R7为较理想亲本；从特殊配合力效应值来看，组合中A2R2、A1R5、A3R9这3个组合较为理想。从性状观测值来看，A2R9、A3R9、A1R3、A1R9、A1R8这5个组合较为理想     

Establishment of a random-mating population of 'Polima' CMS restorers in Brassica napus by use of dominant genie male sterility

Five restorers of ‘polima’ cytoplasmic male sterility (pol CMS) cannot restore the fertility in dominant genie male sterility (DGMS). A dominant male sterility gene from both, a DGMS line Rs l046AB and DGMS hybrid ‘Zhongza No. 3’, was successfully introduced into Polima cytoplasm. A random-mating population of pol CMS restorers was established by using many double-low pol CMS restorers as pollinators to cross continuously to the DGMS plants which had Polima cytoplasm.     

高粱新胞质雄性不育遗传机理及三系配套的研究

研究了A1至A7胞质不育与1000余种品种资源的育性反应，从而建立了A1与A7种胞质不育恢保体系的创新体系，研究了A1，A2，A3，A5，A6胞质不育育性恢复基因的遗传机制，找到了A1，A2，A5，A6胞质不育的育性恢复基因的差异和有许多共同恢复系和保持系的原因，研究了A3甩质不育杂交种F2分离比率，分析了A3不育系育性恢复基因的遗传方式。