Agronomic traits and rice bacterial blight disease resistance in T3 generation lines of rice cultivar 253 over-expressing Arabidopsis thaliana NPR1 gene

[目的]获得高抗水平的转拟南芥NPR1恢复系水稻253株系,比较转基因水稻与其非转基因野生型抗病性和农艺性状的差异,以期为转基因抗病育种提供材料.[方法]以通过连续自交获得的转AtNPR1基因253 T3代纯合株系和非转基因253为材料,于分蘖期采用剪叶法接种白叶枯病菌菌株13751于水稻叶片,14d后,对稻株发病情况进行调查;收获期考查6个转基因株系的农艺性状.[结果]6个转基因T3代株系植株的抗病性可稳定表达,其病斑长度均显著短于非转基因野生型253;253-3的抗病能力比野生型253增强50％以上,其他5个株系253-4、253-7、165、166、167对水稻白叶枯病表现出高抗水平,抗病能力增强90％以上.与野生型253相比,转基因株系植株生长正常,不同株系间部分农艺性状无明显变化规律,而部分农艺性状显著升高或降低;株系166的株高、穗长、有效穗数、一次枝梗数、每穗总粒数、每穗实粒数和单株产量等显著优于非转基因恢复系253.[结论]拟南芥NPR1基因可作为培育广谱抗病作物的热门候选基因,株系166可作为水稻抗病育种的新种质.     

利用分子标记辅助选育抗稻瘿蚊水稻新品系

【目的】通过分子标记辅助选育结合抗性鉴定培育抗稻瘿蚊水稻新品系,为水稻抗虫育种提供新的种质资源。【方法】以广西高抗稻瘿蚊水稻种质GXM-002-1为抗源供体亲本,以优质恢复系R553为受体(轮回亲本),采用杂交、回交,结合分子标记辅助选择方法,选育抗稻瘿蚊水稻新品系。【结果】经分子标记M12-29检测,获得4个稻瘿蚊抗性基因纯合改良株系R553GM-15、R553GM-19、R553GM-31和R553GM-47,其中R553GM-47对稻瘿蚊的抗性达抗水平,其余3个改良株系对稻瘿蚊表现为中抗水平;在农艺性状表现方面,4个改良株系的有效穗数与千粒重均无显著差异(P0.05,下同),在株高、穗长、每穗总粒数、结实率、粒长和粒宽等性状中,至少有1个株系与轮回亲本R553无显著差异。【结论】利用分子标记辅助选择结合抗性鉴定方法,可从高抗稻瘿蚊材料GXM-002-1与高感稻瘿蚊水稻优质恢复系R553杂交后代中筛选出抗稻瘿蚊新品系。     

转几丁质酶基因水稻抗纹枯病性及农艺性状遗传特性

[目的]揭示转基因水稻的纹枯病抗性及其非目标变异性状的遗传特性,为合理利用转基因水稻进行抗病育种提供理论指导.[方法]以海转A为父本、竹籼B为母本杂交,通过对杂交F1和F2代的抗病性状进行分析,揭示海转A的纹枯病抗性和部分非目标变异性状的遗传特性.[结果]转基因海转A除抗纹枯病性较非转基因亲本竹籼B有显著提高外,还存在穗粒数和千粒重两个非目标性状的变异,穗粒数较竹籼B增加44.2%,而千粒重降低12.1%.海转A的抗纹枯病性表现为存在主效基因的多基因数量遗传特性,而穗粒数和千粒重表现为典型的数量性状遗传;此外转基因海转A的抗病性、穗粒数和千粒重3个性状的变异系数均显著大于竹籼B,说明其稳定性较低.[结论]外源抗病基因的导入提高了水稻的抗病性,这种影响以主效基因的形式表达;而外源基因导入引起非目标性状的变异,但没有改变其原有的典型数量性状遗传特征.     

分子标记辅助选育抗褐飞虱和抗稻瘟病的水稻恢复系

【目的】通过分子标记辅助选择培育兼抗褐飞虱和稻瘟病的水稻新恢复系,为杂交水稻抗病虫害育种提供新的种质资源。【方法】利用常规回交育种、分子标记辅助选择和抗病虫鉴定相结合的手段,将广谱高抗稻瘟病基因Pi9导入携带抗稻褐飞虱基因Bph14和Bph15的优良恢复系桂恢1561中。【结果】在BC_2F_3中检测到17个株系聚合了Bph14、Bph15和Pi9的纯合基因,其中GH18-1、GH18-7、GH18-10和GH18-18等4个株系农艺性状与轮回亲本桂恢1561相似,褐飞虱及稻瘟病抗性均达到抗级水平。【结论】通过常规的回交选育、分子标记和抗性鉴定相结合的方法,筛选获得4份聚合了褐飞虱抗性基因(Bph14、Bph15)和抗稻瘟病基因Pi9的抗性水稻中间材料,为选育新的双抗病虫害水稻恢复系提供种质资源。     

盐胁迫下OsDSR2RNAi转基因水稻的主要农艺性状分析

为探究盐胁迫下 OsDSR2 抑制表达后对水稻主要农艺性状和产量的影响,进一步阐明 OsDSR2 参与调控水稻耐盐机制,以野生型植株中花11(ZH11)和 OsDSR2 RNAi转基因水稻不同株系DR14和DR20为试验材料,植株幼穗分化期进行0.15mol/L盐胁迫处理,待植株完熟后测定穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、单株穗数、单株粒质量、千粒质量等主要农艺性状,并进行相关性和主成分分析。结果表明,盐胁迫后 OsDSR2 RNAi转基因水稻的单株穗数、结实率均显著高于野生型ZH11,正常条件下, OsDSR2 RNAi转基因水稻单株粒质量均显著低于野生型ZH11,盐胁迫后二者均降低但无显著性差异。与正常条件下相比,盐胁迫处理后 OsDSR2 RNAi转基因植株的千粒质量与每穗实粒数呈显著负相关性,单株粒质量与穗长、结实率、千粒质量呈负相关性,单株穗数与穗长、结实率呈负相关性,单株粒质量与每穗总粒数呈正相关性;结实率与穗长、每穗总粒数呈负相关性。盐胁迫处理后 OsDSR2 RNAi转基因水稻第一、二主成分中,分别是单株粒质量和结实率特征向量最大。综上,盐胁迫下 OsDSR2 的抑制表达主要通过抑制水稻植株的单株穗数、结实率和单株粒质量的降低,协调单株粒质量与单株穗数、结实率、千粒质量的关系以及结实率与千粒质量、单株穗数的关系,从而调控盐胁迫下水稻的产量。     

籼型杂交水稻恢复系粒长及粒重的分子改良

【目的】通过分子标记辅助选择培育长粒型新恢复系,为杂交水稻长粒型育种提供新的种质资源。【方法】利用常规回交育种、分子标记辅助选择和抗病鉴定,结合粒型和低垩白等形态性状选择,将长粒型基因gs3导入短粒型优良恢复系中间材料R33947中。【结果】培育出了4个新的长粒、低垩白和产量较高的改良系。他们的基因位点没有差异,但粒形和产量性状有明显不同。其中,RGL3株系配合力较好,后定名为成恢637。利用该恢复系与优质香稻不育系川康606A配制的杂交水稻新组合"川康优637"在长江上游区域试验中比对照F优498增产4.7%,米质优良。【结论】通过常规的回交选育、分子标记辅助选择和抗病鉴定,结合优良形态选择的方法,筛选获得4份gs3纯合的优质抗病改良系,为选育新的优质水稻恢复系提供种质资源。育成优良恢复系成恢637,其与优质香稻不育系川康606A配制的新组合"川康优637"具有品质优良、丰产性好、抗病性强等特点。     

转OsCYP2基因水稻后代的遗传分析及农艺性状观察

通过对转OsCYP2基因水稻(Oryza stativa L.)吉农大30后代的PCR检测,发现转基因后代中大部分株系分离比率符合3∶1的遗传比率,依此推断该部分植株中插入片段的遗传分离方式符合孟德尔遗传规律;对转基因植株及对照植株(吉农大30)的农艺性状进行观察比较后发现转基因植株的平均穗长、穗粒数、结实率、株高以及千粒重等性状表现低于对照,但是分蘖数明显增加,生育期延长,而且转基因株系之间变异性较大.     

杂交水稻重要亲本农艺性状配合力遗传力分析

【目的】分析杂交水稻常用的4个优质骨干不育系和5个骨干恢复系在农艺性状上的配合力和遗传力。【方法】选用生产上常用的骨干不育系、恢复系配制不完全双列杂交组合,对后代的产量性状和粒形性状进行统计并进行遗传力和配合力分析。【结果】杂交水稻产量的狭义遗传力小于50%且与广义遗传力的差值较大,受非加性效应影响较大,易受环境因素影响;穗着粒数和有效穗数对产量影响较大,如宜香1A产量GCA效应值为8.02、穗着粒数GCA效应值为1.47,西科恢4761产量GCA效应值为8.37、有效穗数GCA效应值为8.74;粒形受加性效应影响较大,且恢复系影响大于不育系,其中长宽比和粒长的恢复系亲本方差贡献率分别为89.68%、63.75%,不育系和恢复系亲本对粒宽的方差贡献率皆为40.68%,粒长和长宽比大的组合其粒形更长。【结论】配置长粒形的杂交组合可选择粒长和长宽比一般遗传力高的亲本尤其是恢复系,改善产量可选择在穗着粒数和有效穗数上一般遗传力高的亲本。研究获得了一个在水稻粒形上的Ⅰ类亲本雅恢2115,可用于配粒形大而饱满的组合;验证了一个粒形大而饱满的杂交组合宜香1A/雅恢2115,一个高产量的杂交组合宜香1A/蜀恢498。     

花粉管介导的转bar基因水稻后代主要农艺性状的变异

对花粉管介导获得的4个转bar基因水稻植株稳定后代主要农艺性状的变异进行研究。结果表明,外源基因的导入可引起受体植株后代农艺性状可遗传的变异,与对照相比,多数转基因系的株高、穗长、粒长、千粒重等性状有增加的趋势;而一次枝梗数、二次枝梗数、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率和粒宽则有减少的趋势;外源基因的导入对穗数和单株产量的影响则较小。     

聚合回交法选育抗褐飞虱水稻恢复系

【目的】挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗褐飞虱水稻恢复系。【方法】利用高抗褐飞虱的抗源材料HS204作抗源供体,以恢复系明恢65作轮回亲本,通过回交,进行苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择。【结果】抗褐飞虱材料HS204的抗性基因为显性。经聚合回交选育,抗褐飞虱显性基因被成功转育到轮回亲本中,从11个回交组合后代中选择获得4份配合力高、高抗褐飞虱纯合恢复系,其中M204-8-2-3-6-5、M204-8-8-14-9-9均来源于M204-8株系,其新配的7个组合抗性都在3级以上,并具有较强的恢复力。【结论】采用聚合回交法,通过抗性筛选,用抗性纯合的株系与轮回亲本回交,可加快选育目标性状纯合株系。     

栽培稻再生性遗传及育种技术探讨

[目的]分析栽培稻再生性的遗传规律,为创新再生稻育种材料奠定基础.[方法]通过把普通野生稻再生性导入栽培稻和籼粳杂交诱变,获得再生性强的材料,考查其F1和F2中与再生性相关的性状表现,分析栽培稻再生性的遗传规律.[结果]在野栽交品系96-82的两个F1中,再生稻的株高、分蘖数、每穗粒数及产量均为部分显性,两个组合的再生性分别达2级和3级;3个籼粳杂交组合F1再生稻的株高、分蘖数、每穗粒数及产量均明显超过双亲,再生性均达1级.把普通野生稻再生性导入栽培稻和籼粳杂交诱变,育成地下再生分蘖性较强的3个新品系,再生稻1号(桂D1号/96-82)、再生稻2号(明恢63//桂99/96-82)及以陆稻中旱3号作亲本育成再生稻3号(桂99/中旱3号/明恢63).[结论]野栽交品系96-82再生性的遗传传递力较强,表现为部分显性,再生性从F2起出现分离,属于数量遗传.选育的3个新品系具有应用潜力.     

利用分子标记辅助选择育种(MAS)技术改良水稻恢复系粤恢826

[目的]改良杂交稻恢复系粤恢826,以提高其稻瘟病和白叶枯病抗性,改良米质,为选育抗病、优质的杂交稻组合提供良好亲本材料.[方法]以含稻瘟病抗性基因Pi1和Pi2、白叶枯病抗病基因Xa23及蜡质基因Wx的中间材料Z1103为供体亲本,杂交水稻强恢复系粤恢826为受体亲本,利用分子标记辅助选择(MAS)技术和系谱选育方法,聚合4个外源基因以改良粤恢826的抗病性和米质,并进行稻瘟病和白叶枯病抗性及米质鉴定.[结果]经SSR分子标记检测、田间抗病性及米质鉴定,获得以粤恢826为遗传背景且含有目标基因的6个改良株系,通过农艺性状筛选与恢复力测试,优选到一个含有Pi1、Xa23和Wx基因的纯合株系,其恢复力好,农艺性状优良,2014年早造定名为粤恢88,其田间鉴定稻瘟病抗性3级,白叶枯病抗性1级,米质为软米.2014年晚造与两系不育系Y58S配制杂交稻组合Y两优88,其在品比试验中产量达6543 kg/ha,比对照深两优58香油占增产4.97%,未达显著水平(P>0.05),且抗稻瘟病,中抗白叶枯病,米质鉴定为国优3级和省优3级.[结论]MAS技术可有效聚合多基因(Pi1、Xa23和Wx基因),使粤恢826的稻瘟病和白叶枯病抗性及米质明显改良,获得抗稻瘟病、高抗白叶枯病、米质为软米的新恢复系粤恢88,为选育抗病优质的杂交稻组合提供良好亲本材料.     

转基因水稻恢复系对其杂种F1主要农艺性状的影响

用8个转抗真菌蛋白基因恢复系,与3个不育系按8×3不完全双列杂交配制24个组合,分析了转基因恢复系对其杂种F1主要农艺性状的影响。结果表明:转基因恢复系在10个研究性状中均对杂种F1存在极显著效应;转基因恢复系所配杂种F1优势普遍存在,但组合间和性状间有所变化,不同受体亲本的转基因恢复系对杂种F1的优势效应也存在一定差异;杂种F1的株高、剑叶长、剑叶宽、穗长、有效穗数及千粒重与转基因恢复系对应性状呈极显著或显著正相关,而穗实粒数和结实率与恢复系关系甚微,对转基因恢复系主要农艺性状的合理选择可提高其杂种F1的遗传选育效率。     

转双基因(Bt /NPR1)水稻杂交后代新品系农艺性状的比较及抗性鉴定

采用随机区组设计,对3个高世代(T5)的转基因杂交后代及供体亲本进行农艺性状及抗性的分析比较。结果表明,品系BN4和BN8的每穗实粒数、总粒数、结实率均极显著高于对照,品系BN10的每株有效穗数和结实率显著或极显著增加。3个参试品系对白叶枯病的抗性达到3～5级,显著高于对照,纹枯病发病率也明显低于对照;各参试品系对二化螟和稻纵卷叶螟都具有很高抗性,抗虫效果十分显著。因此,综合各品系的农艺性状和产量性状、抗病性和抗虫性,以BN4的表现较好,其次是BN8和BN10。     

野生稻种质在高大韧稻选育中的应用与展望

[目的]概述野生稻种质在水稻育种上的应用。[方法]在提出高大韧稻的育种理论和发展阶段的基础上,回顾了野生稻种质资源在水稻育种上的应用,重点阐述了1980~1997年高大韧课题组直接利用优异野生稻种质进行高大韧稻育种的主要研究成果。[结果]利用野生稻选育高大韧稻,首次成功向恢复系大规模地导入野生稻细胞核基因,获得野栽型强优恢复系。共获得测25、测253、测781、测258、测1012等5个优良恢复系,育成17个杂交水稻新组合,其中博优253为国家审定品种。将野生稻细胞核基因通过远缘杂交引入恢复系,拓宽恢复系遗传背景。选育遗传背景特异的优良恢复系是新恢复系选育的有效途径。[结论]高大韧稻育种是今后水稻育种的重要方向。     

携带显性半矮杆基因水稻的耐肥抗倒性研究

摘要[目的]为矮化杂交稻的育种提供参考。[方法]对具显性半矮杆基因SD,d（t）的水稻SD9311-1、SD9311-2及其两系不育系为母本配制的杂交一代组合进行耐肥抗倒性研究。以轮回亲本9311为对照,对含有SD—d（t）基因的显性半矮杆材料的农艺性状进行研究。[结果]显性半矮杆能够显著降低F1代的株高,提高组合的抗倒性,株高与产量间相关性不显著。降低株高的同时,并没有使产量降低。显性半矮秆材料还能促进有效穗、结实率的提高,使显性矮杆的产量潜力高于高秆类型。显矮配组16个组合倒伏指数随肥力的增加而增大,抗倒能力减小。[结论]SD9311-1、SD9311-2组合能够在产量不变的情况下显著降低株高,从而降低了倒伏的风险。     

优质杂交晚稻新组合龙优268的选育与应用

[目的]介绍优质杂交晚稻新组合龙优268。[方法]综述龙优268的选育过程、产量情况、主要特征特性、栽培技术要点和制种技术要点。[结果]龙优268是由不育系龙A与恢复系R268选配而成的三系杂交水稻新组合,2007年4月通过广西区农作物品种审定(桂审稻2007035号)。该组合株型适中,平均全生育期115 d,穗大粒多,丰产性好,稻米品质符合部颁食用籼稻品种品质3级标准,苗叶瘟6~7级,穗瘟发病率9级,穗瘟损失率9级,稻瘟病抗性指数8.3~8.5,白叶枯病IV型5级,V型9级,2006年参加生产试验平均产量达7 620kg/hm2,比博优253增产2.5%。[结论]龙优268适宜在广西桂南稻作区和桂中稻作区南部种植博优桂99的地区作晚稻种植。     

转稻瘟病抗性基因Pi-d2水稻的主要农艺性状和米质研究

[目的]对农杆菌介导转化获得的稻瘟病抗性基因Pi-d2的水稻植株稳定后代的主要农艺性状和米质进行了分析,以期为转基因水稻的生态学和安全性评价提供依据。[方法]在田间调查了转Pi-d2基因水稻植株的主要农艺性状,并对转基因水稻稻米理化特性和氨基酸含量进行测定。[结果]外源基因Pi-d2的导入可引起受体植株后代农艺性状可遗传的变异。大部分转基因植株生长正常,整齐一致,与对照相比,一半左右植株株高表现显著差异;分蘖数、穗长、有效穗、结实率和千粒重与对照相比无明显差异,少部分表现增加或减少的趋势。稻米的氨基酸测定结果表明转抗病基因水稻改变了原亲本的总氨基酸含量,呈下降趋势,但淀粉含量、胶稠度和糊化温度并未改变。[结论]将Pi-d2基因转入水稻中对植株株高影响明显,但对稻米的理化特性影响不大。     

广西野生稻稻瘟病抗性鉴定及抗源地理分布

[目的]明确广西野生稻对稻瘟病的抗性,为水稻抗瘟育种和挖掘抗瘟基因提供抗源材料.[方法]采用人工接种鉴定方法分别在苗期和孕穗期对广西野生稻进行稻瘟病混合菌株(ZA1、ZB1、ZB15和ZC15)接种,调查不同野生稻材料对叶瘟和穗颈瘟的抗性级别,统计抗感材料,并依据抗病材料地理来源进行统计分析.[结果]从普通野生稻中鉴定出抗叶瘟材料188份、抗穗颈瘟材料9份,占比分别为11.85%和0.58%;从药用野生稻中鉴定出抗叶瘟材料73份、抗穗颈瘟材料5份,占比分别为36.68%和2.54%;从普通野生野和药用野生稻中分别鉴定出兼抗叶瘟和穗颈瘟的材料9和4份,占比分别为0.58%和2.03%.贵港和梧州等地是广西野生稻抗稻瘟病材料最多的地区.[结论]广西野生稻抗叶瘟资源较丰富,但抗穗颈瘟或兼抗叶瘟、穗颈瘟的资源较匮乏,需进一步挖掘抗穗颈瘟及兼抗叶瘟和穗颈瘟材料.