粳稻上部三叶形态性状的遗传效应分析

【目的】分析粳稻上部三叶形态性状的遗传效应,评价亲本的利用途径。【方法】利用3个粳稻BT型不育系和6个粳型恢复系配制不完全双列杂交组合,测量其上部三叶的叶长、叶宽、叶厚并计算叶面积,采用加性-显性-上位性遗传模型,计算分析上述性状的遗传效应。【结果】剑叶面积、倒二叶厚、倒三叶长主要受基因加性效应的影响,剑叶长、剑叶宽、剑叶厚、倒二叶宽、倒三叶厚主要受基因显性效应的影响,倒二叶长、倒二叶面积、倒三叶宽、倒三叶面积主要受基因加性×加性上位性效应的影响,基因加性×加性上位性效应仅在部分组合中存在显著效应。【结论】94FR30是改良剑叶宽、剑叶面积、倒三叶面积、倒三叶长性状的优良亲本。     

籼粳交F1主要株型性状的遗传相关分析

采用具有不同株型性状的６个籼稻和６个粳稻品种（系）按不完全双列杂交配成３６个籼粳杂交组合，研究结果表明：籼粳交Ｆ１的８个主要株型性状遗传，除剑角之外，都具有明显的杂种优势，并且相互之间有一定遗传相关，籼粳交Ｆ１的剑叶长、剑叶面积与穗长和每穗总粒数呈极显著或显著遗传正相关，而株高、剑叶宽、倒二叶宽和倒二叶面积与单株有效穗数呈现显著或极显著负相关。     

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。     

杂交水稻叶片形态性状配合力分析

选择具有不同株型特征的3个不育系和15个恢复系,采用NCⅡ交配设计分析水稻上3叶叶长等15个叶片形态性状的配合力。试验结果表明:倒2叶叶宽、剑叶叶宽等12个性状均以基因加性效应为主,而倒1～2叶叶枕距、剑叶披垂角和剑叶比叶重等3个性状以基因的非加性效应为主。多数叶片形态性状受恢复系的影响更大,其中以剑叶叶长、叶宽和剑叶面积以及倒2叶叶长等4个性状最为突出;倒2～3叶叶枕距则受不育系的影响更大;剑叶披垂角等性状以不育系与恢复系互作效应为主。就塑造杂交稻理想叶型而言,培矮64S为最佳不育系,热研1号为最好的恢复系,其次是密阳23、三不吃、9311等,以这些材料为亲本容易配制超级杂交稻理想株型模式所要求的叶片形态。     

籼稻骨干亲本产量相关性状遗传效应

【目的】研究水稻产量相关性状的遗传效应、遗传率和遗传相关,旨在加深理解水稻产量相关性状遗传体系。【方法】以几个重要的恢复系和不育系为材料,采用加性-显性-母体效应遗传模型(ADM模型)和统计分析方法研究水稻产量相关性状遗传效应、遗传率和遗传相关。【结果】研究表明水稻产量相关性状同时受加性效应、显性效应和母体效应的控制,穗总粒数、单株总粒数、千粒重和单株重以加性效应占主导,株高和单株有效穗则由显性效应和母体效应共同控制;狭义遗传率以千粒重的表现最高,单株重次之;不育系中粤泰A能增加单株有效穗,Y58S和中9A能增加单株总粒数;恢复系中绵恢725能增加穗总粒数、单株粒数、单株重和千粒重;此外,遗传相关研究表明通过增加穗总粒数和单株总粒数可以达到增加单株重的目的,而要选到穗总粒数较多的材料有效穗不能太多。【结论】在水稻产量相关性状育种实践中,应根据水稻产量相关性状的遗传方式不同采用不同的选育方法。穗总粒数、单株总粒数、千粒重、单株重和播始历期可在常规聚合育种上通过世代综合选择,使加性效应得以稳定遗传,而株高和单株有效穗在杂种优势利用上有一定的潜力。千粒重和单株重早期世代选择效果较好,株高和单株有效穗高代选择比较适宜。     

水稻植株农艺性状与水稻品质的遗传相关性分析

以35个水稻杂交组合为材料,研究了一些属于不同遗传类型性状间的相关性。结果表明,控制植株农艺性状的遗传效应与影响水稻品质性状的遗传效应间存在较强的相关性。其中,以加性效应间的相关性最为明显;有效穗数、剑叶长宽比和谷粒宽等性状与品质性状间存在正相关,而株高、剑叶长、穗长、每穗粒数、谷粒长和谷粒长宽比等性状与水稻品质性状间存在负相关;有效穗数与糙米率等成对性状间的显性效应相关。     

大麦剑叶形态生理性状的遗传分析

1986-1989年间,用8个大麦品种建立完全双列杂交,对剑叶长、宽、面积、开张角、叶基角和披垂度等形态生理性状进行遗传分析。对F#-1代的双列分析表明,除披垂度外,其余5个性状均符合加性一显性模型。其中,加性效应起着主要作用;叶基角以低值为部分显性,其余性状均以增值为部分显性;剑叶长的狭义遗传力较高,在80%左右,其余性状在50%-60%之间。各性状在F#-2群体中均表现出连续分布,测定值基本分布在双亲值的范围内,超亲优势不明显。剑叶长和宽均匀与面积呈极显著正相关,其中长与面积的关系更为密切;开张角、叶基角和披垂度之间呈极显著正相关,三者与叶长和叶宽分别呈极显著正相关和负相关。     

北方杂交粳稻亲本选择的研究

选用辽宁省20世纪80年代和90年代有代表性的杂交水稻及亲本，采用多种统计方法．重点研究了北方杂交粳稻亲本主要产量性状、农艺性状、品质性状在F1代的遗传表达。结果表明：(1)杂交水稻的结实率主要受母本控制，呈正相关关系，接近显水平，与父本关系不大，且呈负相关关系。杂交水稻的千粒重主要受父本影响。(2)杂交水稻剑叶的叶周长和叶长主要与恢复系相关，叶宽和长宽比主要与不育系相关。倒二叶的叶周长、叶长、叶面积主要与恢复系相关．长宽比与父母本相关均显。倒三叶叶面积、叶长、叶周长与恢复系楣关显，叶宽与不育系相关显。在杂交水稻组合选育过程中，应注重对不育系的穗长和经济系数进行选择．而对恢复系更应注意株高和穗长两性状。(3)对恢复系应重点选择籽粒外部形状、糊化温度和垩白米率，对不育系应重点选择粗蛋白含量和垩白米率，其他性状父母本应平衡协调选择。     

烤烟叶片性状的遗传研究

对8个烤烟亲本及其配制的28个杂交组合的叶片性状进行了遗传分析。结果表明：（1）杂交组合叶数性状的平均值与其双亲平均值呈显著正相关关系,在一定程度上可用双亲均值估计F1群体叶数性状值。（2）烤烟叶数性状主要受加性效应控制,腰叶长、腰叶宽和叶面积主要受显性效应控制。（3）亲本P2（K326）,P3（云烟87）和P1（G80）的叶数加性效应值较高,P8（红花大金元）的腰叶长、腰叶宽和叶面积状表现出较高的加性效应,因而可作为亲本来改良这些性状。P6（净叶黄）在叶数、腰叶宽和叶面积3个性状中,均表现出较高的负向加性效应,表明该品种不宜作为这些性状改良的亲本。     

烤烟叶片性状的遗传研究*

 对8个烤烟亲本及其配制的28个杂交组合的叶片性状进行了遗传分析。结果表明：（1）杂交组合叶数性状的平均值与其双亲平均值呈显著正相关关系,在一定程度上可用双亲均值估计F1群体叶数性状值。（2）烤烟叶数性状主要受加性效应控制,腰叶长、腰叶宽和叶面积主要受显性效应控制。（3）亲本P2（K326）,P3（云烟87）和P1（G80）的叶数加性效应值较高,P8（红花大金元）的腰叶长、腰叶宽和叶面积状表现出较高的加性效应,因而可作为亲本来改良这些性状。P6（净叶黄）在叶数、腰叶宽和叶面积3个性状中,均表现出较高的负向加性效应,表明该品种不宜作为这些性状改良的亲本。     

水稻窄叶突变体Narrow leaf 11(nal11)的基因定位

[目的]定位和分析水稻窄叶突变体基因,为水稻叶片发育调控及株型育种提供参考依据.[方法]用甲基磺酸乙酯(EMS)诱导泸恢17,获得稳定的窄叶突变体(Narrow leaf 11,nal11),调查其与野生型泸恢17抽穗期功能叶的长和宽、分蘖数及成熟期株高.对nal11和绵恢727正反交获得的F2代进行遗传分析及基因定位.[结果]nal11抽穗期剑叶、倒2叶和倒3叶的宽度与野生型泸恢17存在显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)差异,分别为野生型泸恢17的60.7%、57.9%和75.8%,但长度无显著差异(P>0.05);nal11株高为野生型泸恢17的90.3%,存在显著差异;nal11分蘖数极显著增加,为野生型的150.0%.nal11和绵恢727正反交后,F1代均表现正常叶宽,F2代叶宽发生性状分离,正常叶宽与窄叶植株数比例经χ2检验均符合3:1,表明nal11是受核单基因控制的隐性突变.利用SSR标记将nal11定位在水稻第4号染色体RM7290和RM16720标记之间约322 kb范围内,其与2个标记的遗传距离均为0.8 cM,覆盖了32.236 kb的物理区域,在定位区域内有5个注释基因,即Os04g26834、Os04g26850、Os04g26870、Os04g26880和Os04g26841,其序列与前人克隆的窄叶基因无重复.[结论]获得一个新的水稻窄叶突变体(nal11),其窄叶性状由1个隐性核基因控制,定位于水稻第4号染色体RM7290和RM16720标记之间,对功能叶、株高和分蘖数的表型有明显影响.     

重穗型水稻株型特性研究

 【目的】对重穗型杂交籼稻的一些主要的株型因子及其与产量和产量构成的关系进行研究。【方法】以15个不同穗重型籼稻品种为材料，随机区组设计。【结果】重穗型品种的LAI比中、轻穗型品种有适当降低，但齐穗后其LAI和高效叶面积的衰减较慢，高效叶面积率、比叶重、粒叶比有显著提高。重穗型品种上部3叶的长度、宽度、厚度和面积均显著大于中、轻穗型品种，且它们均与每穗粒数、实粒数、单穗重、籽粒产量呈显著正相关；重穗型品种剑叶叶角小而挺直，倒2、3叶叶角顺次适当增大；重穗型品种的株高有所增加，上部3叶叶位均有所提高，尤其是剑叶。【结论】这种较优的叶层结构利于形成较为理想的受光姿态，提高光能利用率，是重穗型品种的特性及其理想株型因子配置。     

水稻窄叶突变体nal 11的遗传分析

窄叶突变体的遗传分析,为其基因定位和水稻株型育种提供参考。经甲基磺酸乙酯诱导泸恢17获得的窄叶突变体(nal 11),分别与绵恢727、R30和辐恢838等3个亲本正反交,构建F2群体,考察抽穗期nal 11和绵恢727功能叶的叶宽和叶长,并进行nal 11遗传分析。结果表明:nal 11剑叶长度比杂交亲本绵恢727略短,差异显著,其倒二叶和倒三叶长度则与亲本无差异;该突变体3片功能叶宽度分别仅为绵恢727的63%、61%和79%,明显窄;该突变体与3个杂交亲本正反交,F_1叶片均表现正常宽度,6个F2群体均发生性状分离,正常和窄叶植株比例均符合3:1,说明nal 11是细胞核单基因隐性突变,研究结果为其定位奠定基础。     

水稻矮化剑叶卷曲突变体dcfl1的鉴定与基因精细定位

【目的】对一个水稻矮化剑叶卷曲突变体进行鉴定与基因定位,为水稻等禾谷类作物剑叶形态发育及分子改良奠定基础。【方法】在籼型水稻恢复系缙恢10号的甲基磺酸乙酯(EMS)突变库中筛选到一个隐性矮化剑叶卷曲突变体,命名为dcfl1(dwarf and curled flag leaf 1)。田间小区种植,全生育期内观察dcfl1和野生型的株型变化。苗期利用扫描电镜观察叶鞘内表皮细胞大小;孕穗期和抽穗期利用石蜡切片观察剑叶基部形态;开花期测定剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素含量;成熟期考查株高、有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重等主要农艺性状。配制西农1A/dcfl1杂交组合,利用F1和F2群体进行遗传分析,并利用F2隐性群体进行基因定位。【结果】生育期内,突变体dcfl1都表现出矮化性状。dcfl1叶鞘内表皮细胞长度明显比野生型要短,达到了极显著水平。与野生型相比,穗长、倒1节间和倒2节间均显著变短,倒3节间和倒4节间无显著变化。抽穗期dcfl1剑叶的叶片和叶鞘连接处硬化,剑叶基部展开受阻,半边叶片向内卷曲,剑叶上部和中部正常,其他叶片也正常。农艺性状调查发现,dcfl1的有效穗数为14.24,极显著高于野生型的11.62,穗粒数、实粒数、结实率和千粒重等则无显著变化。此外,dcfl1的叶色略深,剑叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素a含量均极显著高于野生型,类胡萝卜素含量也略有升高,但仅剑叶达到极显著差异水平,叶绿素b的含量则无显著变化。西农1A/dcfl1的F1群体中,株高和剑叶表型与野生型一致。F2群体中分离出正常和突变两种表型,突变表型与dcfl1类似,植株株高变矮,剑叶基部特异卷曲,说明矮化和剑叶基部特异卷曲是一对共分离性状。且两种表型分离比符合3﹕1,表明dcfl1突变型受1对隐性核基因控制。利用620株F2隐性单株,最终将DCFL1精细定位在第3染色体短臂In Del标记Ind03-11和Ind03-6之间78 kb的物理范围内,包含15个注释基因,为DCFL1的克隆和水稻剑叶形态发育机理研究奠定了基础。【结论】dcfl1是一个水稻矮化剑叶基部特异卷曲突变体,基因精细定位在第3染色体78 kb的物理范围内。     

高低氮处理下小麦旗叶性状的遗传分析

【目的】旗叶是小麦光合碳固定的重要场所,对小麦产量起十分重要的作用。研究小麦旗叶在高、低氮环境下的遗传特性,分析其遗传机制,为优异株型育种、高产育种提供参考依据。【方法】以科农9204和京411为亲本所构建的188个RIL群体为材料,分别种植在6个不同的高、低氮环境下,通过对群体旗叶性状调查并进行遗传分析,从而确定控制各性状的基因数目,估计遗传效应值及遗传率,并对小麦旗叶性状与产量之间的关系进行分析。【结果】在遗传估测中,低氮环境下：旗叶长在E3环境的最适遗传模型为2MG-CE,即2对互补作用主基因遗传模型,其加性×加性上位性互作效应值为1.098,主基因遗传率为31.35%,在其他低氮环境下均表现为多基因遗传;旗叶宽均表现为多基因遗传;旗叶面积（除E5）的最适遗传模型均为2MG-CE,加性×加性上位性互作效应值为1.884,主基因遗传率为36.7%,在E5为多基因遗传。高氮环境下：旗叶长（除E4）的最适遗传模型为2MG-CE,加性×加性上位性互作效应值为1.133,主基因遗传率为32.6%,在E4环境的最适遗传模型为2MG-ER,即2对隐性上位主基因遗传模型,其第一对主基因的加性效应值为1.431,第二对主基因的加性效应值为1.108,主基因遗传率为51.77%;旗叶宽（除E2）的最适遗传模型为2MG-CE,加性×加性上位性互作效应值为0.119,主基因遗传率为37.29%,在E2表现为多基因遗传;旗叶面积的最适遗传模型为2MG-CE,加性×加性上位性互作效应值为3.067,主基因遗传率为44.42%。旗叶性状在不同环境的遗传模型不同,在高氮环境下遗传较为稳定,在低氮下受环境影响较大。在旗叶与产量性状的相关性分析中,旗叶性状与穗粒数、穗粒重、单株产量之间呈显著正相关,且在不同环境下的影响程度不同。【结论】旗叶性状易受外界环境影响,在高、低氮环境下的表现不同。旗叶在低氮环境下表现为不同的主基因遗传和多基因遗传;在高氮环境下大多表现为主基因遗传,由2对基因控制,并且存在基因之间的相互作用,且可能存在效应较大的主效QTL。改善旗叶性状可以提高小麦的单株产量、穗粒重等产量性状。     

利用染色体片段置换系(CSSLs)群体检测水稻剑叶形态性状QTL

2007和2008年对以粳稻Asominori为受体、籼稻IR24为供体的染色体片段置换系(chromosome segment substitu-tion lines,CSSLs)群体的剑叶形态性状(剑叶长、宽、长宽比及叶面积)进行了相关性分析和QTL检测。结果表明:不同剑叶形态性状间存在极显著的正相关性,剑叶形态性状与单株产量间也存在极显著的正相关性。利用基于完备复合区间作图方法的QTL检测软件(QTL IciMapping V2.0)进行QTL的联合定位分析,两年共定位到17个控制剑叶形态性状的QTL,分布在第1、2、4、6、7和8等多条染色体上,贡献率为5.30%～32.22%。其中位于第2染色体RM262标记位点控制剑叶长宽比性状的qRFLW2的贡献率最大,对改良剑叶长宽比性状具有重要的育种价值,而在第1染色体RM5496标记、第2染色体RM262标记、第7染色体RM248和RM455标记附近以及第8条染色体RM331位置上存在同时控制剑叶长、宽和叶面积的QTL簇,可为协同改良水稻剑叶形态性状的分子育种提供有用信息。     

促花肥施氮对超级杂交稻冠层叶片生长及光合速率的影响

以超级杂交稻两优培九和国稻6号为材料,研究了促花肥不同施氮量(0,45,90,135,180kg/hm2)对超级杂交稻冠层功能叶片生长和光合速率的影响.结果表明:1)穗分化初期,施氮量对倒1叶(剑叶)和倒2叶的叶片形态影响较大,但对倒3叶生长影响较小.剑叶和倒2叶的长和宽随施氮量的增加而增加,从而增加叶面积,提高上部功能叶的叶面积比率,且对叶长的影响大于叶宽,但叶片过长也易造成开花后叶片的挺直度下降,叶片披散,群体的通风透光性差.2)随着施氮量的增加,叶片的SPAD值相应增加,剑叶的SPAD值在叶片展开后约20d达到最大,随后下降;高氮处理下,倒2叶和倒3叶在开花后期SPAD值下降加剧,衰老加快.3)促花肥增加施氮量能提高水稻剑叶的光合速率.齐穗后剑叶的SPAD值和光合速率呈正相关,功能叶片的光合速率从大到小依次为剑叶、倒2叶、倒3叶.     

精确定量栽培对高海拔寒冷生态区水稻株型及产量的影响

 【目的】研究高寒水稻产量构成和株型特征的关系,明确精确定量栽培对高寒水稻增产的机理。【方法】以当地品种传统粳稻品种大白谷和新品种丽粳10号为试验材料,对抽穗期不同株型特征指标与产量及产量构成的相关分析,研究高海拔地区水稻生长发育特性及其生理生态特点,探讨高寒生态区水稻增产的主攻目标,以精确定量栽培和常规栽培相比较,分析精确定量栽培对高寒生态区水稻株型和产量的影响。【结果】不同产量群体之间株型方面以及有效穗、颖花量等产量构成因子方面都存在着差异,高产群体的显著特征是植株上部三叶叶长较长;上部三叶叶角较小;抽穗期叶片的比叶重大,且与叶片、茎秆及穗部性状关系密切;茎秆各节间配置合理,基部节间短,穗下节间较长;一次枝梗数、二次枝梗数和产量呈显著正相关。【结论】扩库(增加总颖花量)和强源(增加抽穗后LAI,提高比叶重)均可提高高寒生态区水稻产量,水稻精确定量栽培的氮肥运筹、水分管理方面与高产水稻器官建成同步,提高叶面积指数的同时,促进总颖花量的增长,可显著地提高该生态区水稻的产量。     

增香栽培对香稻香气和产量的影响及其相关生理机制

【目的】探明增香栽培技术对香稻香气含量和产量形成的影响及其机理。【方法】以常规香稻品种桂香占、美香占2号、中香1号、饶平香为材料进行大田对比试验,设置香稻增香栽培技术与香稻常规栽培技术（对照）2个处理,测定水稻分蘖期、孕穗期、抽穗期和灌浆成熟期的生物学指标、糙米香气2-乙酰基-1-吡咯啉（2-AP）含量、产量及其构成因素。【结果】与常规栽培技术比较,增香栽培技术显著提高了香稻糙米和精米的香气含量,齐穗后剑叶和籽粒的游离脯氨酸含量和脯氨酸氧化酶活性;分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期的叶片（剑叶）叶绿素含量（SPAD）、叶面积指数（LAI）和地上部分干物质积累量,抽穗至成熟期的茎鞘物质输出率和群体光合势;有效穗数、群体总颖花量、结实率和收获产量,但对千粒重均无显著影响。【结论】增香栽培技术能显著提高香稻叶片和籽粒的游离脯氨酸含量和脯氨酸氧化酶活性,从而显著增加其糙米2-AP的含量;同时增香栽培技术显著提高了香稻生育前中期的地上部分干物质积累和生育后期的茎鞘物质转运率和群体光合能力,从而促进了香稻有效穗数、群体总颖花量、结实率和收获产量的增加,最终表现为增香栽培技术能协同提高香稻糙米和精米的2-AP含量与籽粒产量。     

Natural Variation of Leaf Thickness and Its Association to Yield Traits in indica Rice

Leaf thickness is an important morphological trait in rice. Its association to the yield potential, as of now has not been documented because of the shortage of the equipment which could conveniently measure the leaf thickness in rice. In this study, the thickness of top three leaves of 208 cultivars had been determined by a nondestructive rice leaf thickness instrument for the research of the natural variation of leaves thickness and its association to yield traits in indica rice. The results showed that the flag leaf was the thickest, and the 2nd leaf was thicker than the 3rd leaf. Analysis of variance indicated the existence of wide genetic diversity of leaf thickness among the investigated indica rice genotypes. The tight correlation among the thicknesses of the top three leaves means that the leaf thickness traits share one genetic control system. Leaf thickness had a significant positive correlation with leaf length and a positive correlation with leaf width, indicated that thicker leaf was beneficial to increasing the single leaf area. The results of correlation analysis revealed that thicker leaf should be profitable to the leaf erection, higher numbers of grains per panicle and higher grains weight per panicle. However, the significantly negative correlation between leaf thickness and number of panicles per plant counteracted the profitability from increased grains weight per panicle, so that the correlations of the thicknesses of the top three leaves to yield and biomass were positive but not significantly. It has made great progress in the genetic improvement of leaves thickness in inbred indica rice breeding in Guangdong Province, China, since the 1990s.