水稻亚种间亲和性研究进展

概述了水稻籼粳亚种间亲和性的研究进展,介绍了广亲和概念,广亲和测验种,广亲和基因的遗传研究,新的杂种不育基因的发现及分子定位,以及广亲和系的选育进展等,并就如何利用这些亲和基因进行了讨论。     

水稻广亲和性的遗传机制及其利用

水稻籼粳亚种间杂交具有强大的杂种优势,但杂种F1的育性问题严重阻碍其杂种优势的利用,水稻广亲和性被广泛认为是籼粳亚种间杂种优势利用的关键。本文重点概述了近年来水稻籼粳亚种间广亲和性的遗传学研究以及杂种不育基因的定位、克隆及其分子机制研究进展,并探讨了水稻亚种间杂种优势育种利用中存在的问题及解决思路。     

介绍两个广亲和抗病虫粳稻品系

水稻广亲和基因的发现,使籼粳亚种间的杂种优势应用于生产成为现实,从而开创了一条超高产的新途径。现在一些优良组合的试验试种表明,亚种间杂种有很大的增产潜力及产量形成的生物学基础,一般可较常规稻增产20％左右。因而广亲和性水稻品种的筛选、鉴定与研究,引起了水稻育种工作者的广泛重视。目前,在我国云南地区的籼粳中间类型稻种、美国的推广品种及籼粳杂交的后代中,都先后筛选到一些广亲和材料。然而,除少数新选育的广亲和系如江苏     

水稻籼粳亚种间杂种不育性的研究进展

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。由此对水稻亚种间杂种不育性的原因、细胞学基础及两种主要基因遗传模式进行了总结,并详细综述了利用“亲和基因”克服籼粳杂种不育性的两种有代表性的学说-广亲和基因和特异亲和基因分子定位的最新研究进展,并提出了两“亲和基因”共同利用的初步设想:将聚合了Si等位基因的粳型亲籼系与聚合了不同广亲和基因(中性亲和基因的广亲和力强、亲和谱广泛的粳型品种进行杂交和回交,选育出聚合不同广亲和基因和Si等位基因的粳型亲籼系,再与籼稻品种杂交,真正实现直接利用籼粳亚种间杂种优势。     

水稻籼粳杂种不育性的遗传机理及杂种优势利用

籼稻和粳稻是亚洲栽培稻的两个亚种,两者在形态、生理以及基因水平上存在显著差异,亚种间的遗传差异将会产生强大的杂种优势,能进一步提高水稻的产量潜力,但是,籼粳亚种间的 F1 杂种不育性严重阻碍了杂种优势的利用。杂种不育性是一种合子后生殖隔离,具有普遍性和复杂性,受多个不育基因座控制。广亲和品种的发现为克服亚种间杂种不育提供可能,该材料无论与籼稻还是粳稻杂交,F1 杂种都能正常结实或结实率较高。概述了籼稻与粳稻间差异,剖析了水稻籼粳亚种间杂种不育的遗传基础、已鉴定的杂种不育主效QTL 与基因,分析了已克隆杂种不育基因的分子作用机制及广亲和基因的功能。据此提出利用籼粳架桥培育亚种间渗入水稻、聚合育种培育广亲和系和粳型亲籼系,以及应用基因编辑技术创制广亲和系等途径,能够克服籼粳亚种间杂种不育性,精准化改良籼粳杂种的结实率,从而实现亚种间杂种优势的利用。籼粳亚种间杂交水稻的推广应用,将会推动水稻产业的又一次重大变革。     

水稻不育系的广亲和基因检测及籼粳型分析

为鉴定部分水稻不育系的广亲和性和籼粳型,根据籼粳亚种间广亲和基因S5-n在第6染色体存在136 bp片段缺失的特征,设计InDel标记S5136,对培矮64S、广占63S等不育系进行广亲和基因鉴定。利用与栽培稻籼、粳遗传分化密切相关的34个InDel标记,对这些不育系PCR产物的电泳结果进行判读和分析,计算其籼型或粳型基因频率(InDel分子指数法)。结果表明:①三系不育系粤泰A具有广亲和基因S5-n。②两系不育系培矮64S、N111S、C815S等11个不育系具有广亲和基因S5-n。③目前广泛应用于生产的不育系培矮64S、广占63S、Y58S等的籼型基因频率均为0.76～0.91,据此认为具有10%～25%左右粳稻血缘的籼型不育系可能更有利于亚种间杂种优势利用。     

水稻广亲和性研究与野败型粳三系配套

水稻广亲和性研究与野败型粳三系配套张爱国，徐乐斌，李焕宏，宁会琴，吴险峰（广德县农科所，广德２４２２００）实现水稻籼粳亚种间优势利用，首先要解决亚种间杂交不亲和的问题，采用具有广亲和性的亲本。多年来，我们在进行野败型粳三系研究和亚种优势利用研究过程中...     

水稻籼粳杂交衍生系不同衍生世代产量相关性状改良效果评价

长期以来,水稻育种家就试图利用籼粳杂种优势来提高水稻产量。但在育种实践中发现,由于杂种一代存在植株过高、结实率低、生育期太长和籽粒充实度不好等四大难题,选育实用的强优势籼粳亚种间杂交稻在技术上的难度很大。本研究所用水稻籼粳亚种间杂交衍生系谱,是通过广亲和基因和恢复基因的不断聚合和累加而创制的。     

水稻籼粳杂种不育性和亲和性

籼粳稻杂种不育性存在花粉败育和胚囊败育两种主要形式 ;在籼粳稻品种中存在一些具有广亲和性的种质 ,资源广亲和性基因主要是单基因遗传 ,存在育性非等位基因 ;育性控制的解释主要有非等位基因互作理论、等位基因互作理论和广亲和基因理论。广亲和性在水稻籼粳杂交育种和籼粳杂种优势利用上具有十分重要的应用价值。本文对上述领域的研究进展进行了综述。     

水稻粳型亲籼系的鉴定

培育水稻粳型亲籼系是克服水稻籼粳亚种间杂种不育性,实现籼粳亚种间杂种优势利用,促进水稻产量进一步提高的一条有效地途径.利用88对SSR标记多态性分析的资料,采用Dj值分析法对42个待测粳型亲籼系进行粳型性鉴定,从中筛选出18个偏粳型材料;利用4个籼型和4个粳型测验种对其中13个偏粳型待测粳型亲籼系进行亲和性测定,结果鉴定出5个偏粳型特异亲籼系和6个偏粳型广亲和系.     

我国现用水稻广亲和性测验品种的亲和性分析

 通过我国现用水稻广亲和性测验品种间杂种F#-1以及测验品种与其它籼、粳稻品种间杂种F#-1的育性测验，分析了水稻各个亲和性测验品种的亲和性。初步确定，粳型测验品种与一般籼稻品种的亲和性以巴利拉为最低，其次为秋光和有芒早沙粳；籼型测验品种与一般粳稻品种的亲和性以南特号为最低,其次为南京11号和IR36。籼、粳测验品种亲和性的高低可作为该品种对粳、籼品种鉴别力的一个指标。     

贵州高原粳广亲和性与等位性初步分析

以IR36为籼型测验种,秋光为粳型测验种,研究贵州高原粳稻黄壳粳粘和白壳粳粘的广亲和特性;同时调查了黄壳粳粘和白壳粳粘与7个已知广亲和品种杂种F1的小穗育性和花粉育性。结果表明:黄壳粳粘和白壳粳粘在S5位点具有广亲和基因S5-n;依据小穗育性和花粉育性为指标,可将本研究中的杂种F1分为4个类型,即小穗育性和花粉育性均高;小穗育性正常,花粉育性低;小穗育性低,花粉育性正常;小穗育性和花粉育性都低。     

华北两系杂交粳稻优势生态型初步研究

以４个光（温）敏核不育系培矮６４ｓ、Ｎ４２２ｓ、１０８ｓ、ＬＳ２ｓ分别与１２个生态型材料配组,对Ｆ１进行产量及产量构成因素的分析,结果发现,培矮６４ｓ与爪哇稻、华北育成粳、韩国地方粳、韩国育成粳、南方育成粳、东北育成粳、东北地方粳等为强优势配对模式;南方地方籼、华北地方粳、韩国地方粳、新株型灿稻等是１０８ｓ的优势生态型;ＬＳ２ｓｚ与爪哇稻、华北地方粳、华北育成粳等配组优势较强。探讨了水稻优势生态型的筛选问题和这４个不育系及这１２个不同生态型材料在北方两系杂交粳稻中的应用。认为培矮６４ｓ、Ｎ４２２ｓ、１０８ｓ这３个不育系具有较好的广亲和性和配合力,在华北两系杂交粳稻育种中有一定的利用价值;ＬＳ２ｓ不具备广亲和性,配合力也较差,在育种中可间接利用其大粒的优势。华北粳是４个不育系的优势生态型,因此在水稻优势生态型的研     

早晚稻混栽(播)技术体系及综合效益研究——Ⅱ.混栽条件下早晚稻品种的生育特性及与产量的关系

为了便于选用适宜的早晚稻品种,在前报的基础上,本报从品种的生长发育特性上,阐明了混栽高产的品种适宜生育期以及混栽条件下品种生长发育的变化特点.并得到如下结果:(1)混栽的早种品种在长沙地区宜用中熟品种,在郴州地区宜用迟熟品种;晚稻只能用感光性较强的晚稻品种,9月15日左右齐穗.晚稻的生育期太短,则穗数不足,不易提高产量.(2)混栽延长了晚稻品种的生育期.(3)混栽晚稻的总叶数,较之同期播种单插者多1.6叶,比连作晚稻栽培者多3～4叶.(4)混栽晚稻有2次分蘖高峰.(5)混栽晚稻郴晚3号的穗型比单作的小.     

水稻广亲和基因S5 n新功能标记的设计与验证

广亲和基因S5n可恢复籼粳杂种育性,是亚种间优势利用的重要资源.S5n已经克隆,分子标记技术成为了鉴定其是否存在的快速有效手段.根据S5n存在136 bp碱基的缺失,设计均可在聚丙烯酰胺凝和琼脂糖凝胶这两种介质上电泳检测的S5n基因功能标记InDel-S5n,其扩增片段大小为224 bp(基因S5n)或360 bp(基因S5i或S5j).通过10个常规水稻品种及1个F2群体230单株对InDel-S5n进行验证,结果表明,所设计标记均能较好地在琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶中进行检测,且能准确地鉴定供试材料是否包含目的基因及基因类型(纯合或杂合型),可见该标记可以用于S5n基因资源筛选、分子标记辅助选择育种.     

“东乡野生稻”及“02428”、“8504”、“CPSL017”广亲和性遗传的研究

以水稻“东乡野生稻”、“02428”、“8504”、“CPSL017”为材料,分别与籼型测验种南京11、IR36、测49;粳型标准测验种巴利拉、秋光、丰锦测交,杂种一代的小穗育性在77.1％～97.9％之间,其平均值“东野”为86.0％,“02428”为90.9％,“8504”为82.5％,“CPSL017”为91.7％。以CPSL017”为对照,研究了这四个品种的广亲和性遗传,结果表明;它们的广亲和性都是由一简单基因,即广亲和基因控制的,它仿的广亲和基因与色素原基因C~+连锁,位于第Ⅰ连锁群上,遗传规律符合单位点孢子体——配子体互作模式,也受微效基用的修饰作用。这四份广亲和性种质资源均为偏粳品种。     

云南光壳稻广亲和性与等位性研究

对云南光壳稻与籼粳测验种,广亲和品种间配制的单交,三交组合Ｆ１和Ｆ２及其亲本共１８１个材料在云南籼粳交错区,海南三亚和武汉进行育性鉴定表明,从１９个云南光壳稻中鉴定出１４个广亲和品种,尤其是花二早、花二早、,矮嗄,扎那嗄,扎那嗄１等品种的广亲和性较好,耐冷性也强于０．２４２８和Ｄｕｌａｒ,矮嗄一个生态适应性较好的广亲和品种,云南光壳稻与意大利粳稻巴利拉的生态地理远缘差异较大,花二早,末烈谷,木帮谷     

美国稻的广亲和性及其遗传研究

对13个美国稻的亲和性研究表明:美国稻与粳稻杂交亲和性较好,F_1结实基本正常,但与籼稻的亲和性较差,说明随机所取的所有供试美国水稻品种均为偏粳类型。根据亲和性测验结果,从美国稻中筛选出 Cpslo,Cpslol 7,Calbelle 三个 WCVS,同时也鉴定出籼稻品种光辉稻为 WCV。酯酶同工酶分析结果表明,美国稻中亲和性较好的品种基本上都有7A 酶带,无7A 的品种亲和性都较差。因此,在鉴定美国稻的广亲和性时可采取先用酯酶同工酶淘汰不具7A 的品种然后用籼稻作测验种与其测交的方法。本文对一般 WCV 的筛选提出了先观察后测交的简便方法。讨论了 WCVS 的分级标准。另外还提出了广亲和基因的遗传作用模式假说,即几个位点的广亲和原始基因累加作用假说。     

水稻(O. sativa)亲和势的表现及亲和力的基因效应分析

本研究采用不完全双列杂交设计,探讨了02428、三磅七十箩等水稻品种亲和性表现的特点。提出水稻亲和势的概念并阐明其生物学意义。运用Hayman方法,分析水稻亲和力资料表明:该性状的遗传符合加性——显性模型;平均显性度为1.3368>1,可能系广亲和基因离散分布引起。讨论了水稻广谱亲和性与特异亲和性的遗传及杂交选育广亲和系应注意的问题。     

新育水稻广亲和品系的综合评价:Ⅰ.亲和性及主要农艺性状

从广亲和品种与籼稻或粳稻的杂交组合中选育了120个高代稳定品系，以其作母本，分别与2～4个籼或粳测验种杂交配组，共配制约600个组合，以鉴定它们的亲和性，通过检测F1的小穗育性，从这120个稳定的品系中筛选出47个广亲和品系。另外，其它15个品系也初步鉴定为广亲和品系。主要农艺性状的评价表明这。47个广亲和品系绝大多数在亚种间F1代杂种优势利用中是有用的。