矮败蓝标型小麦的选育

利用蓝粒太谷核不育硬粒小麦附加系89—2343(AABB 4D／4E)与普通小麦7739—3(2n=42)杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交，育成了一份矮败蓝粒小麦附加系(2n=43)。选用13份遗传背景不同的白粒普通小麦与之杂交、回交，育成了13份矮败蓝粒小麦。对13份矮败蓝粒后代的粒色和育性分离进行分析，蓝粒矮败不育株占22.1％，白粒非矮秆可育株占77．7％．可能表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上，且连锁紧密；但不同轮回亲本，矮败蓝粒的传递率有差异。     

普通小麦与硬粒小麦种间杂交培育抗干热风新种质研究

对普通小麦(T·aestivum)与硬粒小麦(T·durum)的正反杂交后代进行了连续7a的研究。结果表明:(1)普通小麦、硬粒小麦间具有一定的可杂交性。正交(普通小麦/硬粒小麦)结实率为24·35%,反交(硬粒小麦/普通小麦)结实率为33·33%,与品种间杂交结实率80·2%相比,差异达极显著水平。F1发芽率分别为19·64%和22·06%,大部分杂交种因种子瘪瘦或败育无发芽力。(2)无论正交及反交,F1表现较大的生长繁茂性和100%不育。小孢子发育可通过四分体阶段,败育主要发生在单核细胞期,分别占82·37%和88·62%,其余为二核期败育的圆败花粉细胞。(3)普通小麦/硬粒小麦//普通小麦回交F1群体82株,育性全部恢复,后代无不育株出现。硬粒小麦/普通小麦//普通小麦回交BC1群体52株,8株表现不育,继续回交,BC2育性全部恢复。(4)对可育自交后代进行选择,获得株高45~120cm、穗长5~12·5cm、主茎穗粒数60~105粒、千粒重33~61·22g,矮秆、大穗、多小花、高千粒重的优质变异株系370个。(5)对变异后代进行干旱胁迫处理,并在自然干热风条件下进行选择,培育出319个籽粒饱满度1级、千粒重40~61·22g、高抗干热风的种质资源。     

普通小麦扬麦1号(Tal-)×矮变1号杂交的连锁遗传研究(初报)

为了研究普通小麦显性雄性核不育基因(Tal)的连锁遗传规律,分别以回交转育3次和4次的同型系扬麦1号(Tal—)、为母本与10种具有不同标志性状(钩芒、黑颖、毛颖、紫花药,紫粒、复粒、密穗、分枝穗、矮秆、紫叶耳)的父本进行了杂交及F1与双亲的分别测交。研究结果表明,扬麦1号(Tal—)×矮变1号的杂交组合F_2和BC_1表现育性与株高有较密切的连锁倾向。连锁规律有待进一步深入研究。     

硬粒小麦-簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种BC_1和F_2的细胞遗传学研究

BC_1和F_2植株的染色体数目变异分别为35～49和31～51,基本接近理论分布。其花粉母细胞的平均二价体数较F_1明显上升,分别为16.13和18.10,可见F_2比BC_1上升更多,因而平均自交结实率F_2比BC_1高,但与普通小麦回交结实率基本一致。这说明BC_1和F_2的可育雌配子数相近,而可育雄配子数F_2比BC_1多。因此认为二价体数目对雄配子可育性的影响比较明显,而对雌配子可育性影响比较弱。获得了一批可望产生异附加系和异代换系的2n=49(AABB DDV)、51以及43、44的抗白粉病植株的后代材料。     

普通小麦与簇毛麦杂种后代的细胞遗传学研究

本研究直接用普通小麦作母本与簇毛麦杂交并用普通小麦回交,成功地获得了它们的F_1、BC_1和BC_2。F_1植株的体细胞染色体数与理论值相符:2N_(F1)=N♀+N♂。来自双亲的染色体在PMC的MI以单价体构型为主,但在DV中还可看到棒状甚至环状二价体,在ABV、AGV和ABDV中的二价体、三价体和四价体数均高于其母本物种的单倍体AB、AG和ABD中的相应数值,从而推测可能存在V组与A、B、D组染色体间的同源转化配对。虽然普通小麦比四倍体小麦更难与簇毛麦杂交,但以普通小麦作原初杂交母本的BC_1,中已出现部分可育植株,并出现了一些2n等于或接近49的植株,它们的PMC在MI有20个左右二价体和5—7个单价体。在BC_2中,2n数迅速趋近42,其育性及农艺性状迅速恢复,并已较快地分离出在整套普通小麦染色体上添加了个别簇毛麦染色体或与簇毛麦个别染色体发生了置换或易位的植株。因此,为将簇毛麦种质较快地导入普通小麦,用普通小麦作原初杂交母本比用四倍体小麦更为有利。     

粳稻优势生态型不同世代恢复系的恢复效果

利用粳型优势生态型台湾粳‘嘉农428’和‘嘉农育251’为受体材料,粳稻骨干恢复系‘C418’为供体材料,连续回交到BC_1F_1和BC_2F_1代,选择具有恢复基因的植株与不育系‘秋光A’‘宁粳16A’‘216A’‘552A’‘宁粳23A’‘宁粳24A’和‘花43A’测交,F1代均表现出一定的杂种优势,超对照优势最高达62.0%,超对照优势10%的比例最高达71.0%。BC_1F_1代与各不育系杂交F1较BC2F1代与各不育系杂交F1有更高的单株产量,有效穗数多,每穗粒数多。BC_1F_1代具有更高的配合力,与各不育系杂交F1杂种优势更明显。     

小麦品种对土传小麦黄色花叶病毒病抗性遗传的初步研究

本试验通过杂交、回交和抗病性鉴定等方法,测定了14个组合的F_1代对土传小麦黄色花叶病毒病的抗性遗传。根据双亲正反杂交表现型一致的结果,可以确定控制小麦品种对该病毒病的抗性为细胞核遗传。通过对F_1、F_2、BC_1及BC_2各代群体抗病株和感病株分离比值的分析,初步确定有关土传小麦黄色花叶病毒病的抗性遗传可能受两对致病显性基因(S_1、S_2),和一对抑制基因(I)所控制,作者并对这一问题与前人工作作了比较和讨论。     

普通小麦种内杂交新雄性不育型研究初级

从1976年开始了探索非T型新三系。初期做了大量圆锥、硬粒、东方小麦种与普通小麦杂交组合,所得不育类型甚少。1979年冬在南繁春麦育种圃(F_1代)中发现了一批普通小麦种内杂交雄性不育株。当代自交保种,后经多代姊妹交保种和数个世代的父本回交,得以保持并培育出五个不育类型(组合)。前后共经历七年十一个世代。其中79527(7405—16红×74B)、79567(7505×7405—16红)两个不育类型达到了高不育水平。两个新不育类型培育过程如下:     

将巨大冰麦草种质转移给普通小麦的研究——Ⅱ.BC_1、BC_2的细胞遗传学研究和赤霉病抗性鉴定

获得了(普通小麦×巨大冰麦草)×普通小麦BC_1、BC_2F_1,第1、2次回交结实率分别为2.7％和21.2％。BC_2F_1部分可育,未经人工授粉的56株结实5232粒。BC_1、BC_2F_1和BC_2F_2的2n分别为54～56,40～53和39～52、BC_2F_1和BC_2F_2植株用强菌株JF-1,7,11,12的混合菌液或F-4,15,17,34的混合液接种鉴定,均分离出赤霉病抗性明显高于对照品种的植株。表明将巨大冰麦草的赤霉病抗性导入普通小麦是可能的,由此而创建比现有普通小麦抗病品种更加抗赤霉病的育种材料也是有希望的。文章还对赤霉病抗性转移过程中怎样防止抗性减弱或丢失进行了讨论。     

油菜品质育种的研究——Ⅳ. 甘蓝型油菜种子中硫代葡萄糖甙总量的遗传及与主要农艺性状的相关

用甘蓝型胜利油菜和Tower进行正,反交和回交,分析了亲本,F_1,F_2,F_3和BC_1F_1,BC_1F_2种子中的硫代葡萄糖甙总量,发现F_1种子主要由母体植株的基因型控制,F_2和BC_1F_1受母体种子硫代葡萄糖甙含量的影响、F_3和BC_1F_2呈连续分布,硫代葡萄糖甙总量受3对基因控制,高含量对低含量为部分显性,硫代葡萄糖甙的遗传力为89.9%(h~2B)和72.7%(h~2N),F_2代硫代葡萄糖甙植株与较差的农艺性状相联系。     

大白菜异源胞质雄性不育遗传规律及其恢复性的研究

用大白菜异源胞质雄性不育系CMS3411-7与其4个恢复源,分别配制了F₁、F₂及回交一代(BC₁),观察了雄性不育的分离.结果表明,CMS3411-7的不育性由不育胞质(S)和隐性核基因(rfrf)共同决定.后代育性的分离有2种情况:(1)F₁雄蕊完全可育,F₂可育株与不育株按3:1分离,BC₁为1:1分离,表明为一对显性恢复基因.(2)F₁表现为不育性部分显性,且受环境影响大,F₂和BC₁雄蕊育性从完全可育到完全不育呈连续变化,方差分析表明符合加性-显性模型,以加性效应为主,有效基因对数为2～3对.同时分析讨论了雄性不育恢复基因的多型性以及Rf雄配子和Rf雄配子相对受精率的差异.     

利用回交和标记辅助选择快速培育高油酸花生品种及其评价

【目的】高油酸育种是花生品质改良的重要方向,利用回交育种结合标记选择可快速实现现有推广品种的高油酸化改良,探讨利用这一技术体系进行花生高油酸遗传改良的实践和效率。【方法】以目前推广的优质高产抗病品种中花16、中花21、泉花551、徐花13为轮回亲本（母本,基因型AABB）,以高油酸材料冀花13为非轮回亲本（父本,基因型aabb）配制4个杂交组合,一年种植两季并进行人工杂交或自交,夏季在武汉种植,冬季在湛江南繁基地种植,通过1次杂交、4次回交和1次自交得到BC₄F₂后代。利用PCR产物测序方法,鉴定杂交和回交后代的基因型：根据回交后代基因型分离规律及ahFAD2A与ahFAD2B序列高度同源性的特点,用引物F0.7/R3在一个PCR反应内同时高效扩增F₁和回交后代（BC₁F₁-BC₄F₁）的ahFAD2A和ahFAD2B片段,并利用R3作为测序引物进行反向测序,读取测序峰图判别基因型,在回交后代中筛选基因型AaBb的后代作为下代回交父本。自交后代（BC₄F₂-BC₄F₃）基因型鉴定采用KASP分型,获得高油酸（基因型aabb）后代。对获得的基因型为aabb的高油酸后代与其对应轮回亲本进行重要农艺性状、品质和重要抗病性的调查和SSR标记检测。【结果】在3年时间内,4个组合分别获得10、5、6、8株BC₄F₂高油酸纯合隐性基因型（aabb）单株,通过一代自交获得相应的BC₄F₃株系,对获得的高油酸株系与轮回亲本进行植物学、农艺性状、品质和青枯病抗性的考察,最终,4个组合均获得了与轮回亲本综合性状最接近的株系,分别为ZJ019、ZJ109、ZJ160和ZJ805,其油酸含量为82.54%、79.85%、79.22%、和78.94%,可作为轮回亲本对应的高油酸新品种。另外,本研究还对中花16回交组合中获得的高油酸株系的遗传背景进行了SSR分子检测,发现ZJ019株系的回复率达94.8%,在该组合中回复率最高,这一结果与植物学、农艺性状鉴定的结果一致。【结论】利用连续回交、南繁加代和分子标记辅助选择等技术可在3年内快速实现现有推广花生品种的高油酸化改良。     

早花基因（FT）介导的烟草快速回交改良研究

【目的】针对常规回交育种周期较长的问题,以烟草为模式植物,探索快速回交改良作物的有效方法。【方法】以对TMV免疫的烤烟品种Fc8作为抗性供体亲本,以综合性状优良但感TMV的中烟100为受体亲本进行回交改良及种质创新。首先从拟南芥中克隆早花FT,将其连接到植物表达载体P22上,并转入农杆菌中,采用叶盘法转化烟草Fc8,创建含FT的Fc8阳性植株。阳性植株分别与中烟100杂交,根据F₁后代群体中早花基因的分离比例,鉴定筛选含单拷贝FT的阳性植株。接下来,从含单拷贝FT的阳性植株的F₁群体中选择早花植株,与中烟100回交,根据回交分离群体中FT早花基因与TMV抗性N基因的分离比例,筛选FT与N基因不连锁的阳性植株。选择该阳性植株与中烟100连续回交。在每一回交分离世代中,选择早花且含有TMV抗性标记的植株连续回交,当后代遗传背景大部分与中烟100相近,并保留TMV抗性时选择非早花且含N基因标记的植株,鉴定无FT、Ubi启动子、Nos终止子和Hyg筛选标记等转基因元件后,连续自交纯化,筛选改良的创新种质。【结果】通过转基因技术共获得8株含FT的Fc8阳性植株,经鉴定获得一个含单拷贝FT,且FT和TMV抗性N基因不连锁的Fc8植株。用该植株作为TMV抗性的供体亲本回交改良中烟100,一年多时间已回交加代到BC₄F₁,比常规回交育种时间缩短450-500 d。早花基因在杂交、回交各世代均能稳定表达,早花植株在苗龄50-60 d现蕾开花,早花植株现蕾开花时,一般有3-4片叶,株高平均约35 cm,同期非早花植株高约27 cm,仍然处于营养生长阶段。非早花植株在苗龄130-140 d现蕾开花,平均株高约120 cm,叶片数18-20片。FT能使植株花期提前70-90 d,缩短世代周期约一半时间;早花加代结合TMV分子标记筛选得到了BC₁、BC₂、BC₃代TMV抗性烟草新种质。【结论】借助FT介导的早花及抗TMV基因分子标记,能有效地缩短烟草TMV抗性回交育种周期、加快回交育种进程,虽利用转基因技术但可获得不含有任何转基因元件的创新种质。     

Characterization and fine mapping of RTMS10, a semi-dominant reverse thermo-sensitive genic male sterile locus in rice

The discovery and application of environment-sensitive genic male sterile (EGMS) rice germplasm provide an easy method for hybrid rice breeding and have made great contributions to hybrid rice production. Typically, the photoperiod- and thermo-sensitive GMS (P/TGMS) lines utilized in two-line hybrid systems are male sterile under long day or/and high temperature but fertile under short day or/and low temperature conditions. However, YannongS (YnS), a reverse TGMS (rTGMS) line, is sterile under low temperature (<29°C) and fertile under high temperature (>29.5°C). Here, we report a genetic study on the rTGMS trait in YnS. Interestingly, the F₁ plants of the cross between YnS and a cultivar, L422, were male sterile at 22°C and completely fertile at 27°C. Moreover, the segregation ratio of fertile and sterile individuals in YnS/L422 F₂ populations changed from 1:3.05 to 2.95:1 when the ambient temperature increased, showing that the rTGMS trait exhibits semi-dominance in YnS. We further found a locus on chromosome 10, termed RTMS10, which controls the rTGMS trait in YnS. We then finely mapped RTMS10 to a ～68 kb interval between markers ID13116 and ID1318 by YnS/L422 BC₆F₂ populations. A near iso-genic line (NIL) NL1 from the BC₆F₃ generation was developed and the pollen of NL1 became abnormal from the meiosis stage under low temperature. In summary, we identified an rTGMS locus, RTMS10, and provided co-segregated markers, which could help to accelerate molecular breeding of rTGMS lines and better understand the rTGMS trait in rice.     

矮败小麦利用的研究Ⅲ．株高遗传评价

以矮败小麦为母本经姊妹交，测交、回交以及轮回群体中开放授粉获得有关分离世代群体。通过计算其群体株高平均数、方差和遗传力，以及亲子间株高相关系数，对矮败小麦株高遗传特性进行研究。结果表明：矮败小麦株高表现出较高的遗传力，但不育株、可育株间株高差异显著，不育株一般４０ｃｍ左右，且株高遗传变异相对较小。不同遗传背景对可育株株高影响显著，而对不育株影响甚微。对可育株株高选择，早代进行效果较好。矮败小麦不育株与不同株高的父本杂交，后代可育株株高呈现偏父正态分布，且半矮秆植株的分离频率相对较高。回交世代中，回交父本对后代可育株影响较大，而对不育株影响较小。随着回交世代增加，可育株株高越来越接近父本。经４～５代回交后，两者之间几乎无甚差别。由于矮败不育株有利于接受群体中较矮植株的花粉，在轮回选择中，应用矮败小麦能够有效地控制群体株高。     

抗除草剂转基因油菜与野芥菜的抗性回交3代子3代的适合度

【目的】抗除草剂转基因油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)的抗性基因一旦成功漂移到近缘杂草中,将会给农田杂草防除带来很大的困难。转基因油菜的近缘杂草野芥菜(wild B.juncea,AABB,2n=36)广泛分布于中国西部地区并沿长江流域扩散,因此有必要深入研究抗除草剂转基因油菜与野芥菜回交后代的适合度,为抗性基因是否能成功漂移到近缘杂草中提供试验依据。【方法】在田间以不同密度(低密度为15株/区,高密度为30株/区)单种和混种(野芥菜与回交后代以4﹕1、3﹕2、1﹕1比例混种)野芥菜及抗性回交3代子3代(抗草甘膦转基因油菜及抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的抗性正反回交3代子3代分别表示为BC_3mF_4R、BC3p F4R和BC_3mF_4L、BC_3pF_4L,m表示以野芥菜为母本的回交后代,p表示以野芥菜为父本的回交后代),测定抗性正反回交3代子3代的营养生长(株高、茎粗、一次分枝数、地上部单株干生物量)和生殖生长(单株有效角果数、单株种子质量、角果长、每角果饱粒数)的适合度成分,并比较供试回交后代的总适合度与野芥菜的差异。【结果】在单种条件下,BC_3mF_4R和BC_3pF_4R的各适合度成分及总适合度均与野芥菜无显著差异;尽管在高密度下BC_3mF_4L和BC3p F4L的茎粗、地上部单株干生物量和单株有效角果数显著低于野芥菜,但BC_3mF_4L和BC_3pF_4L的总适合度仍与野芥菜无显著差异;因此,在单种条件下,抗草甘膦或抗草丁膦的回交3代子3代在低密度和高密度均具有与野芥菜相当的总适合度。当回交后代与野芥菜混种时,在低密度3种比例混种下,抗草甘膦和抗草丁膦的回交3代子3代的总适合度与野芥菜无显著差异;在高密度3种比例混种下,BC_3 F_4R与野芥菜的各适合度成分及总适合度无显著差异,但BC_3 F_4L的株高、茎粗、一次分枝数、地上部单株干生物量、单株有效角果数、单株种子质量及总适合度均显著低于野芥菜。相关性分析结果表明,BC_3 F_4的各适合度成分仅与种植密度相关。【结论】抗草甘膦或抗草丁膦的正反回交3代子3代都具有在野外生存定植的可能性,且抗草甘膦的回交3代子3代比抗草丁膦的回交3代子3代的可能性更大。因此,在防范转基因油菜的基因逃逸时不仅要防范转基因油菜与近缘杂草的初始杂交,而且要防范杂交后代与近缘杂草的不断回交,以免产生适合度较高的回交后代。     

红麻雄性不育细胞质相关的cSNP位点发掘

在前期已获得红麻atp9基因编码区的基础上,以红麻细胞质雄性不育系P3A、保持系和F1代为材料,随机选取不同材料的3个atp9独立gDNA克隆子进行测序和序列比对。结果显示:具有不育细胞质的不育系和F1代与具有可育细胞质的保持系在第290位点处存在碱基差异,具有不育细胞质的材料均为碱基T,而具有可育细胞质的材料在相应位点为碱基A;atp9基因第290位点处T/A碱基转换的cSNP位点经已知细胞质的红麻种质资源的进一步检测,同时结合这些资源的田间育性进行分析发现,红麻种质资源UG93-2MS-1、UG93-2MS-2、UG93-2MS-3、UG93-2-22、KN250、KN142、ZB90在第290位点处为碱基T,能扩增出319bp条带,在田间对应的育性除品种UG93-2-22为可育外,其余均为不育或半不育;而福红992在第290位点处为碱基A,未能扩增出319bp条带,在田间对应的育性为可育。因此,位于atp9基因的第290位点处的T/A碱基转换的cSNP位点与红麻不育细胞质相关或连锁,为红麻不育细胞质鉴定提供了新的检测手段。     

Inheritance and molecular markers for the seed coat color in Brassica juncea

To elucidate the inheritance of seed coat color in Brassica juncea, Sichuan Yellow inbred (PY) was crossed with the Ziyejie inbred, and their F₁, F₂ and BC₁ and BC₂ progenies, derived from backcrossing to PY, were phenotyped for seed coat color. Results showed that the yellow seed coat was controlled by two independent recessive loci. Seven brown-seeded near-isogenic lines were developed by successive backcrosses to PY and by selfing. One of the BC₆F₂ populations segregated for a single locus controlling seed coat color was used for mapping. Using the 88 primer pairs from sequence-related amplified polymorphism and the 500 random primers, two markers were found to be linked to the gene for brown seed coat, which were designated as SCM57 and SCM1078. The crossover between these markers and the brown seed coat loci was 2.35% and 7.06%, respectively. A sequence characterized amplified region (SCAR) marker according to Negi et al. (2000), designated as SZ1-331, was found to be linked to the gene for brown seed coat, with a crossover estimate of 2.35%. The markers were located on the same side of the brown seed coat loci and 2.41, 7.51 and 2.41 cM away from the brown seed coat locus. The seven brown-seeded near-isogenic lines were classified into two groups by three DNA markers. They were located at the same linkage group of the marker RA2-A11 previously published by Padmaja et al. (2005).     

Ae.ovata细胞质小麦的核质杂种优势研究

利用恢复系 R_(113)同10种不同细胞质的异质小麦雄性不育系 Selkirk(或 chris)进行了杂交,以鉴定 R_(113)对这些雄性不育系的恢复力。其中有7种细胞质的雄性不育性在不同程度上为 R_(113)所恢复,证明了 R_(113)恢复性的广泛性。特别值得注意的是 R_(113)对Ae.ovata细胞质不育的恢复度极高(118.6%—根据穗粒数除以两侧小花数计算)。其恢复性可能由两对恢复基因控制。根据杂交种与其亲本之间以及同质 Selkirk 与异质 Sel-kirk 品种之间的比较,大多数所测性状(如株高、抗倒伏、每穗小穗数,每穗粒数每穗粒重等)在 Ae.ovata 细胞质背景下都有明显的优势。试验证明,在小麦中确实存在着两种杂种优势:即核间杂种优势和核质间杂种优势。Ae.ovata 细胞质的缺点是较晚熟,然而,延长春化时间可以提早抽穗;同时在其同早熟亲本杂交的后代中,可以选出早熟植株。本试验的意义在于:①证实了核质杂种优势的存在;②Ae.ovata 细胞质具有明显的核质杂种优势;③发现了恢复系 R_(113)可以完全恢复 Ae.ovata 细胞质的雄性不育性,④Ae.ovata 细胞质的晚熟性可以改良。因此,在小麦常规育种中或在杂种优势利用上,可以应用 Ae.ovata 细胞质研究把上述两种杂种优势结合起来,选育优良小麦核质杂种品种或杂种小麦的可能性。特别是在冬麦区,自然春化就可部分克服 Ae.ovata 细胞质的晚熟缺点。     

K型小麦雄性不育体系育性恢复的遗传分析

选用两个K型小麦雄性不育系K7859A和K80(6)A分别与6个恢复系杂交,F₁自交并与母本不育系回交得到12个F₂和回交一代群体.分离群体的育性反应可划分成完全可育、中度可育、低度可育和完全不育4级,比例分别为10:3:2:1和1:1:1:1.结果表明,K型小麦雄性不育体系的育性恢复受两对非等效基因控制,恢复作用较强的基因定为Rfk₁,较弱者定为Rfk₂.它们的显性作用都不完全,具有累加效应,基因型为Rfk₁rfk₁Rfk₂rfk₂时即表现完全可育.