新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状的遗传效应与杂种优势分析

【目的】研究水稻新质源(CMS-FA)不育系和恢复系的产量相关性状遗传效应和杂种优势水平,评价新型细胞质源杂交稻亲本的育种潜力。【方法】采用不完全双列杂交设计,以新质源(CMS-FA)杂交稻系统的5个不育系为母本,5个恢复系为父本配制25个杂交组合,种植亲本和F1获得产量相关性状的试验数据。利用加性-显性遗传模型和MINQUE(1)法对10个产量相关性状遗传方差分量比率、遗传率、亲本加性效应和组合显性效应以及杂种优势进行剖析。【结果】新质源杂交稻产量相关性状同时受加性效应和显性效应的控制,单株穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、剑叶长和生育期等性状以加性效应占主导,单株产量、株高和穗长等性状则以显性效应控制为主;狭义遗传率以千粒重表现最高,生育期次之,单株产量最低;加性效应最好的不育系是金农2A,恢复系是金恢3号和金恢1号;显性效应最强的4个组合为金农2A×金恢5号、金农2A×金恢2号、金农4A×金恢5号和金农5A×金恢5号;单株产量、株高、穗长3个产量相关性状F1具有很强的群体平均优势(7.351%—16.330%)和群体超亲优势(4.233%—10.507%),强优势组合杂种优势可达10.307%—49.462%。【结论】供试不育系以金农2A较好,恢复系以金恢3号和金恢1号最好,金恢5号在配制生育期较短的杂交稻高产组合中是一个很好的亲本。     

新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状的相关性分析

以新质源(CMS-FA)杂交稻遗传系统的5个不育系和5个恢复系进行不完全双列杂交,采用加性一显性遗传模型和MINQUE (1)法,对新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状进行多种相关分析.结果表明,新质源(CMS-FA)杂交稻产量相关性状间的相关性为;株高与结实率,剑叶长与生育期、结实率,生育期与每穗实粒数,结实率与千粒重,千粒重与单株产量等性状之间的遗传相关以基因的加性正相关为主;单株穗数与株高、剑叶长、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率,千粒重与每穗总粒数等性状之间的遗传相关以基因的加性负相关为主.株高与穗长、剑叶长、每穗总粒数、千粒重,穗长与每穗总粒数,每穗实粒数、单株产量等性状之间具有显著或极显著的显性相关.利用加性相关为主的性状进行间接选择可取得较好的育种效果.     

CMS-FA胞质不育恢复系金恢3号配制系列杂交稻组合产量结构分析

为了解金恢3号配组杂交稻的增产潜力,选用7个CMS-FA胞质不育系配制成的7个CMS-FA胞质杂交稻组合及对照汕优63为材料,分析金恢3号配制系列杂交稻组合产量与产量构成因素间的关系及各构成因素在产量中的作用。结果表明,金恢3号配制系列杂交稻组合产量水平平均达7 877.8kg·hm-2,多数组合产量显著或极显著高于对照;产量与每穗粒数呈显著的正相关,与有效穗数、结实率和千粒重之间相关不显著;每穗粒数对产量形成起正向直接作用最大,而有效穗数和千粒重对产量起较大的负向直接作用;利用金恢3号测配组合时,以选择具有一定有效穗数,千粒重不宜过大的不育系为宜。     

水稻雄性不育细胞质和核质互作的遗传表现

选用两个恢复系 IR_(24)、IR_(30),两个带有野败细胞质的置换系(W)IR_(24)、(W)IR_(30),以及由它们与雄性不育系(W)朝阳1号 A 和(G)朝阳1号 A 及其共同保持系朝阳1号 B 配制的16个F_1杂种,研究野败和冈型细胞质及核质互作的遗传表现。结果表明;①细胞核相同或类似而细胞质不同的核质组合,呈现出不同程度的细胞质效应。野败和冈型细胞质对单株产量、结实率、实粒数、着粒密度、穗颈长和株高有显著效应,对千粒重,最高分蘖数、有效穗数、抽穗期和穗长的影响不明显。相关分析揭示,这两种雄性不育细胞质对产量的负作用主要是通过实粒数而实现的。②在不同的核背景下,这两种细胞质的效应程度很不一样,涉及的性状包括产量、总粒数、实粒数、株高,穗颈长和结实率等。作者认为,这是核质互作现象。文中还对核质互作效应、雄性不育细胞质的副作用及解决的可能措施等问题进行了讨论。     

四种诱导粳稻雄性不育的细胞质对粳籼和 粳粳杂种一代的遗传效应分析

用BT型、红莲型、印水型、野败型4种胞质的粳稻不育系六千辛A及相应的保持系六千辛B分别与8个粳型恢复系和12个籼型恢复系配成的100个组合对4种细胞质的遗传效应进行分析。结果表明:不育细胞质对粳籼杂种F1的株高、每穗总粒数和播抽历期有显著的平均负效应,对穗长、单株有效穗的平均负效应不显著;不育细胞质对粳粳杂种F1的5个性状没有显著遗传效应。对于粳籼杂种F1的5个性状,4种胞质之间遗传效应存在极显著差异;对于粳粳杂种F1的每穗总粒数、株高、播抽历期,4种胞质之间遗传效应差异极显著。根据4种胞质平均相对效应秩次总和排序,无论是粳籼还是粳粳杂种F1,都是印水型细胞质最好。     

稻属（Oryza L.）的核质互作效应研究

用6个栽培稻品种为核供体亲本,以O. Barthii、O. Glaberrima野生稻种以及分别属于Indica、Javanica和Japonica亚种的6个品种为细胞质供体亲本,通过核置换回交8-12代,育成8×6个同核异质代换系。观察了全部代换系的11个农艺性状,研究其中7×6个代换系对20个稻瘟病菌株和15个白叶枯病菌株的感病性反应。结果表明,核质互作因素对所研究性状和两种病菌的反应都表现出显著的遗传效应;其中核质互作导致的雄性不育是一主导效应。研究的结果又一次为稻核质互作导致不育提供这样的证据：以进化上较低级的种质为胞质亲本更可能获得雄性不育。初步认为,胞质的多样性在杂交稻育种上较之在常规品种选育上更为重要和迫切。设想把细胞质导致核质互作雄性不育的这一胞质特性作为稻种分类的依据之一。     

水稻3种不育细胞质遗传效应的比较研究

利用粳稻品种六千辛、苏秋、苏蕾转育成的3套同核异质不育系研究不育细胞质在8个主要经济性状上的遗传效应。结果表明:①不育细胞质在结实率、每穗实粒、单株产量、株高4个性状上表现出显著的负效应,抽穗期、单株穗数、每穗总粒、千粒重4个性状的不育细胞质效应不显著。②不同不育细胞质的遗传效应存在差异,BT型不育系细胞质效应较小,红莲型不育系次之,野败型不育系细胞质效应最明显。因不育细胞质效应只表现在与不育性相关的性状上,选择可恢复性好的不育系与恢复力强的恢复系配组,可提高杂种F1的结实率,从而消除或减小不育细胞质负效应。     

杂交玉米几个数量性状的胞质效应初探

用两套包含3种不同雄性不育细胞质及正常可育胞质的同核异质系作母本,5个测验系作父本,配制成8×5不完全双列杂交,按再裂区设计分析胞质效应。结果表明:不育胞质对穗粗、穗粒重、株高产生负效应,对百粒重有正效应,对穗位高的影响不一。细胞质效应、核质互作效应(胞质与测验系核背景的互作效应、胞质与保持系核背景的互作效应、胞质与测验系、保持系的二级互作效应)对穗粒重、株高、穗位高的影响达到显著水平。     

T型细胞质对杂种小麦农艺性状的影响

用不育系与恢复系杂交得到的杂种aF_1同相应保持系与恢复系所得到的杂种bF_1差异所分析的细胞质效应结果表明,aF_1表现穗粒数明显减少,千粒重显著提高,其它性状没有明显差异。总的看来,T 型细胞质还是目前较为理想的不育胞质。     

高粱A_1A_2细胞质雄性不育系的配合力分析

按不完全双列杂交法对高粱 A_1A_2细胞质雄性不育系进行了株高、穗长、穗粗、茎粗、穗重、穗粒重、干粒重、穗粒数,生育期等9个主要农艺性状的配合力分析,一般配合力要受核基因控制,胞质基因对于核基因的表达也有一定的影响。A_2细胞质不育系与 A_1细胞质不育系在主要农艺性状上的一般配合力无显著差异。在全部被研究性状的遗传控制中,加性基因效应占主导地位。A_2细胞质较 A_1细胞质有着广泛的保持源。因此,A_2细胞质不育系可以在生产上利用.这不仅可以增加胞质多样化,而且为选育自身性状优良的不育系提供了较大的选择范围.     

杂交早稻农艺性状的配合力研究

为选育高产、优质且熟期适宜的杂交早稻组合，采用6个三系杂交稻不育系和10个父本品种，通过不完全双列杂交配置了60个杂交早稻组合，分析了在相同栽培环境条件下三系杂交早稻亲本及其所配组合12个农艺性状的配合力效应，结果表明：1)株高、穗长、有效穗数、最高苗数、成穗率、穗实粒数、穗总粒数、结实率、千粒重、生育期、理论产量、实际产量等性状的遗传以加性效应为主，2)亲本一般配合力与表型值关系不密切，且与所配组合的特殊配合力也无明显的对应关系，但与所配组合的竞争优势显著正相关，3)在组合选配时，要选择配合力好，且农艺性状优良或较多性状互补的亲本。     

水稻粳爪交杂种优势和配合力研究

以３个粳型光敏核不育系、１个保持系为母本，以３个粳型、４个偏粳型、１个籼型恢复系或广亲和系为父本，按ＮＣⅡ设计配组３２个Ｆ１杂种，以汕优６３为对照，采用程氏指数分类法对１２个亲本分类。研究了播始历期、株高、穗长及产量因素等８个性状的杂种优势和配合力。结果表明：Ｆ１每穗总粒数的优势最强，中亲优势１．０９％～１０７．８６％，平均３３．４６％，竞争优势－１７．０９％～８２．７０％；单株产量竞争优势－３６．８２％～３３．５８％，平均－２．３８％；而结实率的竞争优势仅３个组合为正向，变幅为－２３．４７％～３．４１％，平均为－７．４４％；杂种播始历期、株高、穗长、有效穗４个性状中亲优势和竞争优势都表现为粳×粳＜粳×偏粳＜粳×籼，每穗总粒数的中亲优势也表现为上述趋势，而竞争优势则是粳×粳＜粳×籼＜粳×偏粳；这５个性状的中亲优势和竞争优势都很明显。父本变量对杂种抽穗期、株高、穗长、有效穗、每穗总粒数、结实率及产量的影响大于母本和互作变量。母本变量对千粒重的影响大于父本和互作变量的总和。光敏核不育系４００８Ｓ和恢复系培矮６４、广亲和系ＹＨ１０１具有较好的产量一般配合力，产量特殊配合力最好的是８０－４Ｂ／ＹＨ１０１，其次是８０?     

RAPD分子标记水稻遗传距离及其与杂种优势的关系

用 12个水稻亲本按NCⅡ设计配组 32F1 杂种 ,以汕优 6 3为对照 ,研究播始历期、株高、穗长及产量因素等 8个性状的杂种优势。并以 12个亲本为DNA样品来源 ,通过随机引物PCR扩增基因组DNA的多态性 ,探索利用RAPD标记水稻亲本遗传距离预测杂种优势的可能性。由RAPD数据计算的Nei’s遗传距离创建聚类树状图。聚类分析结果表明 ,籼稻和粳稻容易被分开 ,普通粳稻又容易与光壳稻、爪哇稻分开 ,但光壳稻和爪哇稻混合聚在一起。F1 每穗总粒数的优势最强 ,中亲优势平均为 33.46 % ,竞争优势平均为 2 3.10 %。F1 播始历期、株高、穗长、有效穗 4个性状中亲优势和竞争优势均表现为粳×粳 <粳×偏粳 <粳×籼。每穗总粒数的中亲优势也表现上述趋势 ,而竞争优势则是粳×粳 <粳×籼 <粳×偏粳。全生育期、株高、穗长的中亲优势和竞争优势与遗传距离之间均达极显著相关。每穗总粒数的中亲优势与遗传距离之间达显著相关 ,而竞争优势则达极显著相关。根据聚类图发现普通粳稻亚群内杂种优势较弱 ,亚群间即生态群间的杂种优势较强 ,群间即籼、粳亚种间杂种优势更强。利用光壳稻、爪哇稻选育不同生态群方向的恢复系和不育系 ,配组超强优势的杂交稻组合。     

籼型三系杂交水稻亲本主要农艺性状配合力及遗传力分析

选用11个不育系和6个恢复系,采用不完全双列杂交试验设计(NCⅡ),对8个产量及其相关性状进行配合力和遗传力分析.结果表明:(1)这8个性状一般配合力和特殊配合力均达到显著或极显著水平,其中株高、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重等性状以基因加性效应为主,有效穗、穗长、单株产量等性状则以基因的非加性效应为主;(2)多数性状受恢复系的影响要比受不育系的影响大;(3)不育系中EBC502、宜香A、天丰A、龙特甫A和内香2A以及恢复系中R527、N175和TR239的性状的一般配合力和特殊配合力较好;(4)亲本的一般配合力和组合的特殊配合力之间没有明显的对应关系.不同性状间的狭义遗传力大小排列:千粒重>株高>结实率>单株产量>每穗实粒数>有效穗>穗长>每穗总粒数.     

籼型三系杂交水稻产量性状的相关及通径分析

[目的]为杂交水稻育种提供依据。[方法]以8个三系不育系与8个恢复系按不完全双列杂交(NCⅡ)配成的组合为材料,从产量性状上对所配成的38个组合进行杂种优势分析。[结果]杂种F1存在显著的杂种优势,在所考查的10个性状中尤以每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度、株高和单株产量的杂种优势表现明显;相关、通径分析结果表明,每穗实粒数、着粒密度、每穗总粒数和有效穗与单株产量的相关系数达极显著水平;且有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数对单株产量的直接作用均达显著或极显著水平。[结论]多穗、大穗均可作为籼型杂交水稻育种的方向,但不能片面地强调某一性状的提高,而应同时综合考虑其他性状的表现,优化穗粒结构,才能获得产量的最大潜力。     

杂交粳稻主要农艺性状的配合力及遗传力分析

[目的]分析杂交粳稻主要农艺性状的配合力及遗传力,探讨三系亲本的配合力、遗传力等规律及参数。[方法]以5个千粒重介于23.5～27.4 g的BT型不育系和40个千粒重介于18.7～31.2 g的三系粳稻恢复系,采用p×q不完全双列杂交(NCⅡ)设计,配制200个杂交F1为试验材料,对9个主要农艺性状的配合力进行分析。[结果]母本一般配合力方差除单株有效穗、每穗实粒数和单株谷重3个性状外,其他6个性状均达极显著水平;父本一般配合力方差和组合特殊配合力方差均达极显著水平。在组合的单株谷重性状中以非加性效应为主,而其余8个性状均以加性效应占主导地位。组合的所有性状受恢复系的影响比受不育系的影响大。各农艺性状狭义遗传力的大小顺序依次为千粒重>株高>播始历期>结实率>穗长>每穗总粒数>每穗实粒数>单株谷重>单株有效穗数。[结论]该研究可为进一步选择和利用这些不育系、恢复系及其配组F1杂种优势提供理论依据。     

新质源(CMS-FA)杂交稻育种技术探索与研究

依据“植物细胞质-细胞核多育性基因基础上的核质互作雄性不育”遗传学原理,通过系统探索研究,从野生稻中发掘一种与野败(CMS-WA)型、红莲(CMS-HL)型恢保关系不同的新型雄性不育细胞质,称为新质源(CMS-FA)。选育鉴定了系列新质源优质米不育系。育成首个新质源杂交稻金农2优3号参加福建省水稻新品种区域试验,2007-2008两年平均比对照增产9.07％,稻米品质符合三等食用籼稻品种品质规定要求。新质源杂交稻丰富了杂交稻细胞质遗传多样性,提高杂交稻稻米品质和产量潜力,实现杂交稻高产和优质统一,为继续推进杂交稻创新和发展提供了新的动力。     

水稻产量性状竞争优势QTL定位

【目的】检测与水稻产量性状竞争优势相关的数量性状座位（QTL）,探讨水稻竞争优势的遗传基础。【方法】以特青为母本、以基于IR24遗传背景的6个IRBB近等基因系为父本,配组衍生了由204个水稻恢复系株系组成的重组自交系（RIL）群体,并用各个RIL与不育系中9A杂交获得测交F₁群体。两年同地种植两套群体,相邻两列并列种植相应的RIL和F₁,设2次重复。成熟时每份材料每个重复混收中间4株,考查单株穗数、每穗实粒数、每穗总粒数、结实率、千粒重和单株产量,计算得出2次重复的平均值。在各个性状上,以同一年的数据为基础,将F₁表现型减除对应RIL表现型,获得1套衍生数据。以（F₁-RIL）数据为基础,应用QTLNetwork 2.0检测QTL;经1 000次Permutation计算,选用全基因组显著性水平P＜0.05为阈值。【结果】6个产量性状在RIL和F₁群体之间均呈极显著正相关,相关系数以千粒重最高,为0.903;以单株穗数和单株产量最低,分别为0.333和0.357;结实率、每穗实粒数和每穗总粒数居中,分别为0.406、0.448和0.680。结果还表明,随着RIL表型值的增加,F₁杂种优势强度逐步降低、杂种劣势强度逐步升高。未检测到控制单株穗数的QTL,但在其他5个性状上共检测到16个QTL,分布于水稻第2、3、5、6、8和10染色体,其中,3个控制每穗实粒数,4个控制每穗总粒数,3个控制结实率,4个控制千粒重,2个控制单株产量,单个QTL的贡献率为1.7 %-22.1 %。控制每穗实粒数的所有3个QTL全部表现为中9A/IR24的竞争优势优于中9A/特青,而在每穗总粒数、结实率和千粒重上,分别有3、2和2个QTL表现为中9A/IR24的竞争优势优于中9A/特青,有1、1和2个QTL表现为中9A/特青的竞争优势优于中9A/IR24。在控制单株产量的2个QTL中,qGY2与控制每穗实粒数和每穗总粒数的qNGP2和qNSP2位于同一区间,qGY10与控制每穗实粒数和结实率的qNGP10和qSF10位于同一区间,它们均表现为中9A/IR24的竞争优势高于中9A/特青。【结论】亲本性状表现和杂种优势均对F₁的产量表现具有重要作用,与竞争优势有关的QTL对杂交稻产量性状遗传控制具有重要作用。