旱稻渗入系的构建与分析

以优良水稻品种沈农265为轮回亲本,以农家旱稻品种毫格劳为供体亲本,通过多代回交和连续自交的方法,构建了一套包含180个家系的旱稻渗入系.用GGT2.0绘制了旱稻渗入系的图示基因型,获得了2个亲本在渗入系中的比例和长度.该套渗入系覆盖了整个旱稻毫格劳基因组,标记间平均距离为8.37 cM,覆盖水稻基因组1566cM,90.5%的渗入片段长度集中在10～20 cM之间,单个最小渗入片段长度为1 cM,渗入片段平均长度为13 cM.说明该渗入系的构建非常有利于目标性状的定位.     

旱稻渗入系抽穗期根系性状定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理,发掘旱稻有利基因,从水旱稻杂交中选育高产耐旱的稻作品种提供理论基础和研究材料.以强抗旱的旱稻毫格劳为供体亲本,超高产水稻品种沈农265为受体亲本,利用187个SSR标记构建了一套具有180个家系的旱稻渗入系群体,并采用单标记分析法,对抽穗期根系6个性状:最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重进行OTL定位.抽穗期共检测到QTL38个,其中影响上述6个性状的QTL数目分别是6、6、4、6、4和12个,它们的总贡献率分别为29%、27%、21%、33%、23%和61%.此外,在粗根数和总根数中分别检测到3个和1个来自毫格劳的等位基因的加性效应为负,其余均为正.除平均根粗外,其他5个性状的加性效应都较大.89.5%的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的6个性状根系有促进作用;定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇、集中分布;RM3853附近定位到影响4个性状的QTL,推测是一个在抽穗期与根系性状和抗旱密切相关的基因或基因簇.     

早稻渗入系抽穗期根系性状QTL定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理，发掘旱稻有利基因，从水旱稻杂交中选育高产耐旱的稻作品种提供理论基础和研究材料。以强抗旱的旱稻毫格劳为供体亲本，超高产水稻品种沈农265为受体亲本，利用187个SSR标记构建了一套具有180个家系的旱稻渗入系群体，并采用单标记分析法，对抽穗期根系6个性状：最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重进行QTL定位。抽穗期共检测到QTL38个，其中影响上述6个性状的QTL数目分别是6、6、4、6、4和12个，它们的总贡献率分别为29％、27％、21％、33％、23％和61％。此外，在粗根数和总根数中分别检测到3个和1个来自毫格劳的等位基因的加性效应为负，其余均为正。除平均根粗外，其他5个性状的加性效应都较大。89．5％的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的6个性状根系有促进作用；定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇、集中分布；RM3853附近定位到影响4个性状的QTL，推测是一个在抽穗期与根系性状和抗旱密切相关的基因或基因簇。     

利用选择回交导入群体进行粳稻优良恢复系抗旱性改良与QTL定位

以C418为轮回亲本,与供体亲本C71和早籼14分别进行杂交和2次回交,对BC2F2混合群体进行严格的干旱筛选,共得到16个抗旱导入系.在海南和北京的干旱和灌溉条件下对抗旱导入系BC2F5家系及其亲本进行抗旱性综合评价.结果表明,选择的导入系群体抗旱性平均表现与轮回亲本没有明显差异,不同组合在不同地点不同水分处理条件下的表现不尽一致,其中一些株系的抗旱性和产量均显著高于轮回亲本.产量构成因素中,单株有效穗数和每穗粒数与产量的关联密切,且最易受到干旱胁迫的影响,从而造成较大的产量损失.利用106个均匀分布的SSR标记对抗旱回交导入系进行基因型分析,通过导入频率的卡方检验共定位到16个抗旱QTLs(P＜0.0005),分布在除2、7号染色体外的10条染色体上,大部分导入的供体等位基因显示出正向加性效应.本研究结果说明,回交导入结合目标性状极端选择的策略改良水稻抗旱性并发掘和定位有利抗旱基因/QTL是可行的.     

成恢448近等基因导入系的稻米延伸性分析

对列入全球水稻分子育种计划的38个水稻供体品种及其与轮回亲本成恢448（CH448）不同回交后代的稻米延伸性（CRE）进行了测试和分析。因子分析结果表明，在38个供体亲本与轮回亲本CH448的BC3F2群体中，不同回交组合内稻米延伸性的变异有所不同；该世代各群体之闻在CRE性状上的变异情况的不同之处，主要表现在主园子2（变异系数、最小值）和主因子3（平均值、最大值）上；这主要取决于亲本组合的不同；在这38个BC3F2群体中．CH4448分别与沈农365、冈46B和OM1706的亲本组合比较理想；选择适当的群体有利于CRE的QTLs聚合与遗传改良。在4个亲本（沈农365、x23、Palung2和x22）分别与轮回亲本CH448的BC3F2、BC3F3以及Basmati370与CH448的B（≥F3、BC2F4和13GFs群体中，随自交世代的增加，CRE的变异趋势和幅度也随供体亲本不同而有所差异，CRE．QTLs聚合程度与供体亲本有较大关系；自交有利于CRE的QTLs进一步聚合；通过育种对稻米CRE进行遗传改良．需要选择适当的亲本，用轮回亲本与之连续回交．并结合自交使该性状的QTLs进一步纯合。讨论了通过回交方法聚合CRE有关OTb和改良稻米CRE等蒸煮品质的育种策略。     

干旱胁迫对水稻叶片气孔密度的影响

通过对沈农265和秋光两个水稻品种在不同干旱胁迫下剑叶气孔密度变化情况的研究,发现抗旱试材沈农265除在LDS处理时剑叶气孔密度小于秋光外,在其他处理时,其气孔密度均大于秋光。同时结果表明:秋光和沈农265,在干旱胁迫轻度发展时,叶片各个部位气孔密度分布差异不大,而干旱胁迫达到一定程度后,其气孔密度在整个叶上的分布即出现严重紊乱。     

旱稻渗入系拔节期根系性状QTL定位

研究稻作抗旱的根系特征及其遗传机理,在作物育种程序上改良作物根系性状,提高作物抗旱性,为水旱稻杂交选育抗旱高产品种提供理论依据。本研究利用187个SSR标记和1套具有180个家系的旱稻渗入系群体BC3F7构建遗传连锁图,采用单标记分析法,对拔节期根系的6个性状(最长根长、粗根数、总根数、平均最粗根粗、根干重、总干重)进行QTL定位。拔节期检测到QTL共56个,其中影响上述6个性状的QTL数目分别是9、10、3、12、9和13,其总贡献率分别为43%、44%、19%、70%、39%和68%。另外,在检测到的QTL中除与总根数有关的有2个来自毫格劳的等位基因降低性状值以外,其位点毫格劳的等位基因均增加性状值。92.8%的渗入位点对以沈农265为遗传背景的渗入系的根系6个性状有促进作用;定位到的影响不同根系性状的QTL多数成簇排列;在RM1261附近定位到影响3个性状的QTL,推测是一个与根系抗旱性状密切相关的基因区域。     

孕穗期水稻叶片生理性状与抗旱性相关分析

研究以不同类型的水稻与旱稻品种为试验材料,比较了干旱胁迫下孕穗期各稻作类型与典型水稻叶片水势(压力势)、中脉粗、叶肉厚和叶片相对含水量差异。对水旱处理条件下各观测性状指标与产量抗旱指数、孕穗期生物量抗旱指数和收获期生物量抗旱指数进行相关分析,结果表明:1)干旱胁迫条件下叶片水势(压力势)、中脉粗、叶肉厚和叶片相对含水量差异在耐旱稻作品种与典型水稻间存在显著差异,可以作为鉴定稻作品种抗旱性指标,但是少数抗旱材料易被遗漏;2)叶片水势、叶肉厚在干旱胁迫下与干物质合成与积累有关,且叶片水势与最终产量形成有一定关联;3)育种工作中叶片水势和叶肉厚可作为主要筛选指标,其他试验指标可用于辅助筛选鉴定,综合判断材料的抗旱性和生产应用价值。     

不同土壤水分含量下水稻、旱稻品种产量和生理生态性状研究

选用需水较多的中浙优1号、甬优9号2个水稻品种和需水较少的中旱221、中旱3号2个旱稻品种为试验材料,在浅水层(0 k Pa)、轻度土壤水分胁迫(-20 k Pa)、中度土壤水分胁迫(-40 k Pa)3种土壤水分处理下,比较水稻、旱稻穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒质量、单株生物量等产量性状以及叶片角度、叶片长度、叶片宽度、叶鞘长度、节间长度、节间粗度、节间壁厚、株高等生理生态性状的差异。结果表明,土壤水分胁迫程度越重,水稻、旱稻的单株生物量均减少,穗长性状表现比较稳定,叶片长度、宽度、厚度均下降,其中叶片长度变化差异显著;水稻的叶片长度、叶片宽度、叶鞘长度、节间粗度、节间壁厚均大于旱稻;品种间叶鞘长差异显著,水分处理间稻的节间宽度差异显著。因此,可以通过测定叶片长度来判断稻作品种的抗旱性强弱。     

大豆抗旱性状的探讨及应用

种植在干旱半干旱地区的大豆,高产稳产的关键是要有适应本地区的抗旱品种,因此培育抗旱高产品种亲本的选择很重要。那么亲本的哪些性状与干旱有关呢?近年来国内外学者对大豆的研究不尽相同,本研究是在年降雨量不足100毫米的甘肃省张掖地区玉米原种场进行的。利用自然水分胁迫与灌水处理下各性状的干旱指数(即干旱与非干旱性状数值之比),经电算机计算各性状的差异标准差、变异系数、相关系数的结果,可看出所测性状相关系数均达到极显著水平,差异标准差除有效荚以外,其它性状也达显著标准。可见大豆表现型性状均不抗旱,但性状间数值差异很大,因     

云南稻核心种质及其杂种后代形态性状的遗传多样性

以云南稻核心种质和云南主栽籼稻品种滇屯502、粳稻品种合系35配制的杂种BC1F3(448份)和亲本为材料,在昆明地区生态条件下,对供体亲本及其杂种BC1F3世代的形态性状遗传多样性进行分析.结果表明:1) 供体亲本的11个数量性状的平均值、标准差、变异系数等与回交后代差异明显.回交使其后代的性状逐渐趋于轮回亲本,变异系数呈下降趋势,籼粳基本一致.2) 供体亲本及其杂种BC1F3的11个形态性状Shannon-weaver遗传多样性指数的t测验表明,除剑叶宽和1～2节长外,亲本与后代其他性状差异不显著,并具有丰富的形态多样性,籼粳一致.3) 主成分分析表明,株高、剑叶长、穗颈长、穗下节长、1～1节长、穗长、实粒数、秕粒数和结实率等9个性状是解释云南地方稻种和杂种后代多样性的重要依据.     

利用高代回交导入系定位水、旱条件下影响水稻根系及产量的QTL

 严重的水资源危机使得水稻耐旱性的遗传与育种研究成为当今的研究热点之一。【目的】鉴定与水稻耐旱性直接相关的根系性状QTL,为通过根系性状QTL的标记辅助选择培育耐旱水稻品种提供标记信息。【方法】以从供体Lemont（粳稻）导入到特青（籼稻）背景的254个高代回交导入系中筛选出覆盖供体全基因组的55个回交导入系为材料,采用PVC管栽培,定位了灌溉（对照）与干旱（胁迫）条件下影响根系及产量性状的QTL以及胁迫与对照间性状差值的QTL。【结果】共检测到25个影响根长（RL）、根数（RN）、根重（RW）和单株粒籽产量（GY）的主效QTL,根据在不同环境下的表达情况,将其分为3类,第1类4个,在两种环境下均被检测到;第2类12个,只在对照条件下检测到;第3类9个,受干旱胁迫诱导,只在胁迫条件下被检测到。此外还检测到11个影响胁迫与对照条件下性状差值的QTL。【结论】在水、旱两种条件下均检测到的相对稳定的3个QTL（QRl2b、QRl8b、和QRn12）及影响两种条件下性状差值（即性状稳定性）的11个QTL可能对耐旱性有直接贡献。     

水稻耐旱资源的产量结构分析

本研究使用携带空心莲子草DNA片段的变异系旱H8和H10,巴西陆稻和国审旱稻沪旱3号、水稻原受体6527为实验材料,采用随机区组试验设计,分析了在旱作条件下4个耐旱品种(品系)的农艺性状特性。结果表明,1变异系旱H8比巴西陆稻显著增产834.55 kg/hm2,比国审旱稻沪旱3号增产466.09 kg/hm2,但没有显著差异。旱H10比巴西陆稻增产228.41 kg/hm2,但差异不显著。2耐旱品种的产量主要取决于多实粒数和高结实率。研究结果对于水稻耐旱品种的培育具有一定的参考价值。     

旱稻干旱敏感突变体的筛选与鉴定

本研究将常规旱稻品种旱稻616(HD616)经60Coγ射线200 Gy辐射诱变处理,从其变异后代获得对干旱十分敏感的突变体M616。采用田间不同程度干旱胁迫试验和根系培养试验,考察了二者的与抗旱相关的地上地下部形态、水分生理指标和产量性状。结果表明,干旱胁迫下,粒小、根细、细根多、单株产量低是M616区别于亲本HD616的基本特征,而叶片损伤度、主茎基粗、叶宽、根长、根粗、根干重是M616地上地下部对干旱反映最敏感性状。相对于亲本HD616,突变体M616根系性状发生了一系列有害变异,表现为根明显变短、变细、细根增多,因而对干旱胁迫表现十分敏感,使地上部植株明显变矮,茎秆变细弱,叶片变细窄,保水性差,因严重失水而枯萎,生物量减低,结实率下降,最终导致谷物产量严重降低,这也表明根系的生长状况与地上部的生长发育密切相关,并最终影响生物产量和谷物重量。该材料的获得为栽培稻抗旱性及其分子机理研究提供了稻种资源抗旱鉴定敏感指示品种。     

BT型节水抗旱不育系‘沪旱2A'的选育

‘沪旱3号'为抗旱性供体亲本与‘寒丰B'杂交结合连续回交,分离世代分别在水分胁迫条件下进行抗旱性筛选,并在水田条件下进行产量性状选择,育成粳型节水抗旱保持系‘沪旱2B'和不育系‘沪旱2A'。     

水旱条件下水旱稻品种叶面积、茎节长度与抗旱性的关系

选用92份水稻和旱稻品种，在旱作及水田栽培两种处理下研究茎节长度和叶面积的变化规律及与旱作产量的关系。研究表明：旱作条件下除倒一叶叶面积增大外，其它性状均呈下降趋势，其中穗下节长度对干旱表现最为敏感。相关分析表明，穗下第一节与旱作产量差异达到极显著水平。可以认为，旱作时穗下第一节可作为抗旱性鉴定的一个重要指标。     

冬小麦品种干旱胁迫后的恢复能力与水分利用效率的关系（英文）

为探讨营养生长期干旱胁迫-复水后的恢复力作为品种群体水平水分利用效率(WUE)鉴定指标的可能性,以冬小麦品种‘晋麦47’和‘京411’及其34个近等基因系为材料,利用半自动防雨棚与渗漏池开展模拟干旱实验,于拔节初期干旱较严重时复水,测定复水后的生物量积累作为恢复力,同时测定营养生长期末的株高以及品种/系的群体WUE,分析材料之间恢复力、株高、和群体WUE之间的差异,以及恢复力与群体WUE之间的相关性。结果发现,部分冬小麦品种/系之间恢复力达到显著差异,恢复力受基因型和生长环境共同影响,并且两者存在一定程度的互作。34个近等基因系与亲本在株高和群体WUE上均存在显著差异,品种/系的恢复力与株高之间呈显著的正相关关系,恢复力与株高分别与群体的产量水平的WUE呈极显著正相关关系。该研究结果初步表明,胁迫-复水后的恢复力可以作为品种在干旱条件下群体WUE鉴定评价的指标。     

华南籼稻丰矮占1号回交导人系群体性状的研究

研究了以华南籼稻丰矮占1号为遗传背景的2套回交导入系群体在水种和旱种条件下农艺性状,方差分析结果表明:2套回交系群体的所有考察性状均存在显著差异,产量分布较分散,并有高于轮回亲本丰矮占1号和低于供体亲本的导人系,而且产量的变异系数最高,株高的变异系数最小.2套回交系群体的结实率均表现为常规水种显著低于旱种,其他性状则表现为常规水种显著高于旱种.相关分析结果表明,Khazar衍生导入系群体的旱种产量与水种产量显著相关,而IR58025B衍生导入系群体的旱种产量与水种产量相关不显著,说明IR58025B带有较多或效应较大的抗旱基因/QTLs.     

水陆稻不同生育期干旱适应性研究

选用3个水稻品种和2个陆稻品种,在正常水分管理、分蘖期及抽穗期水分胁迫下调查产量及产量相关性状的变化来评价各个材料对水分胁迫的反应.结果表明:水稻和陆稻在不同生育期水分胁迫条件下都表现出不同程度的减产,但陆稻品种较水稻品种更能在水分胁迫条件下保持高产、稳产,说明通过水稻品种改良以提高水稻品种在水分胁迫条件下的高产性、稳产性是可能的.     

元江普通野生稻渗入系籽粒镉评价及与农艺性状的相关性分析

为探讨云南普通野生稻渗入系籽粒积累镉的能力,并分析其籽粒镉含量与田间农艺性状的相关性,于2019年3—10月在滇南某镉污染农田种植120份元江普通野生稻渗入系BC3F4株系,测定其籽粒镉含量,并就籽粒镉含量与渗入系材料主要农艺性状展开相关性研究。结果表明:120份渗入系材料籽粒镉含量差异极显著,籽粒镉含量在0.05～3.57 mg·kg-1范围内,存在广泛的遗传多样性,从中筛选出镉低积累材料54份,高积累材料3份。120份渗入系材料含3种水稻类型(籼稻、粳稻及彩色稻),3种水稻类型籽粒镉含量在种内差异显著,变异系数大;在种间,籽粒镉含量彩色稻与籼稻、粳稻间均存在显著差异,而籼稻与粳稻间差异不显著。籽粒镉含量与渗入系株系产量及结实率间存在正相关性,相关系数分别为0.411和0.300,与其他性状无相关性。籼稻类、粳稻类产量与籽粒镉含量的相关系数分别为0.446和0.672,籼稻类、粳稻类结实率与籽粒镉含量的相关系数分别为0.362和0.634。研究表明,渗入系后代各株系间镉积累差异极显著,可从中筛选出低积累和高富集株系;渗入系株系籽粒镉含量与产量及结实率存在相关性,可作为田间判别株系镉含量的依据,并为镉积累相关基因挖掘提供理论依据。