利用广亲和基因S5-n的功能标记鉴定水稻资源和检测杂交种纯度

为开发利用水稻广亲和基因S5-n的功能标记筛选了部分资源以及鉴定了以培矮64S不育系为母本的杂交种种子纯度。应用广亲和基因S5-n的功能标记S5136从不育系中筛选出携带广亲和基因S5-n的不育系粤泰A,并利用测序证实,同时发现在缺失下游有1个单碱基的突变,与来源于印度的广亲和材料相同;对以培矮64S为母本的杂交稻两优986的种子中不育系自交结实情况进行了判定,从233棵苗中发现4株培矮64S,自交结实率为1.72%。同时比较了SDS方法和简易DNA快速提取方法的PCR结果,发现利用简易方法提取的DNA当天扩增也可以获得较好的PCR结果,但常温保存2周后,以简易方法提取的DNA为模板难以获得PCR产物。因此,S5-n基因的功能标记S5136可以用于广亲和基因的资源鉴定以及鉴定以培矮64S为母本的杂交种自交结实率。     

两系亚种间杂交粳稻育种策略探讨

育种实践证明 ,以广谱广亲和光温敏核不育系培矮 64S为母本 ,性状优良的典型粳稻为父本 ,选育产量高、品质优、抗性好的两系亚种间杂交粳稻组合是可行的。并从利用籼粳中间型光温敏核不育系 ,加强广亲和系的选育和引进理想株型育种方面对选育两系亚种间杂交粳稻进行了探讨     

籼粳超级杂交稻育种技术创新与品种培育

【目的】针对籼粳亚种间杂种优势利用存在的生育期偏长、结实率偏低、制种产量较低等问题,开展籼粳亚种间超级杂交稻育种技术创新与实践。【方法】通过籼粳渐渗杂交,选育花时早、柱头外露高的粳型保持系,进一步转育高异交率粳型不育系。通过籼粳渐渗杂交、广亲和基因分子标记辅助选择、籼粳成分定向选择等技术手段,选育穗型大、茎秆粗壮、广亲和性好、恢复谱广的籼粳中间型广亲和恢复系,并比较与普通粳稻恢复系在主要农艺性状、程氏指数、广亲和特性、广亲和基因、恢复谱等方面的差异。采用"粳不籼恢"和"籼不粳恢"2种配组方式,比较两者的光温反应类型表现与异交结实率差异。利用粳型不育系春江16A、籼型不育系五丰A与CH58、C84、C927等籼粳中间型广亲和恢复系配组,选育"粳不籼恢"或"籼不粳恢"籼粳亚种间杂交稻。【结果】在高异交率粳型不育系创制方面,转育出早花时粳型不育系春江16A以及春江99A、春江23A等早花时、高柱头外露率粳型不育系,制种产量明显提高;在籼粳中间型广亲和恢复系创新方面,选育出CH58、C84、C927等穗型大、茎秆粗壮、广亲和性好、恢复谱广的籼粳中间型广亲和恢复系。晚粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为较强的感光特性,中粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为感温特性,早籼不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代光温反应类型则表现不一。无论是"粳不籼恢"还是"籼不粳恢"配组,父母本的花时差小、不育系柱头外露率高,则有利于提高制种的异交结实率。采用"粳不籼恢"和"籼不粳恢"的配组方式,利用粳型不育系春江16A、籼型不育系五丰A与C84等籼粳中间型广亲和恢复系配组,选育出春优84、五优84等籼粳亚种间杂交稻并通过品种审定,表现出穗型大、杂种优势强、增产潜力大、抗倒性强、结实率高、后期耐寒性好等优点。【结论】通过籼粳渐渗杂交,成功转育出花时早、柱头外露率高的高异交率粳型不育系。籼粳中间型广亲和恢复系携带有S5-n,恢复谱广,明显不同于普通粳稻恢复系。中粳不育系/籼粳中间型广亲和恢复系的杂种一代表现为感温特性,有利于缩短全生育期。不育系柱头外露率高、父母本的花时差小,有利于提高籼粳亚种间杂交稻制种的异交结实率;选育出春优84等籼粳超级杂交稻组合。     

灰关联熵分析在选配杂交水稻新组合中的应用

运用灰关联熵分析方法,对品种比较试验中11个以籼型温敏核不育系培矮64S为母本的籼粳亚种间杂交水稻新组合的农艺性状与小区产量的灰关联熵进行分析,得出该组合的产量与农艺性状的熵关联度,其熵关联序为:结实率＞实粒数＞成穗率＞总粒数＞有效穗＞株高＞穗长＞千粒重＞全生育期,并以此确定了以籼型温敏核不育系培矮64S为母本的籼粳亚种间杂交水稻新组合的选配及以籼型温敏核不育系培矮64S为母本的粳型恢复系的选育方向.     

粳型特殊广亲和品种GC9的特性及其利用价值研究

用粳籼糯多元杂交选育而成的粳稻品种GC9具有下列特点：①早粳型,茎秆粗壮、穗大粒多、大粒,经济性状较好;②对粳型测验种和个别籼型测验种杂交育性正常,亚种间亲和谱窄。故特称之为特殊广亲和品种(Special wide compatibility variety,SWCV);③对培矮64S等部分籼型两用核不育系有专化性的亲和力和强恢复性,配制出的亚种间杂交稻组合表现高而稳定的结实率和充实度以及良好的产量结构和高产潜力,可作为亚种杂交稻的优良粳型恢复系开发利用。此类SWCV拓宽了亚种间杂交稻粳型恢复基因源和选育途径。     

聚合亚种间育性亲和基因的广谱亲和性水稻品系选育与初步利用

为克服亚种间杂交稻的各种生殖障碍,从Akihikari//IR36/Dular杂交后代中选育出在ga11和S5、S7、S8、S9、S15、S16位点上聚合有不同育性亲和基因的品系.经测交分析,2个品系聚合可改良亚种间杂交稻花粉育性的雄配子亲和基因ga11-n和6个雌配子亲和基因S5-n、S7-n、S8-n、S9-n、S15-n和S16-n,另2个品系聚合了6个雌配子育性亲和基因.育成品系与测验种杂交F1的育性检测表明,这些品系能消除各种雌、雄配子导致的败育障碍.2个粳型育成品系与籼型两用核不育系S27配制的杂种与汕优63相比具有明显的产量优势.这些品系可用作亚种间杂交稻育种的亲本或有利基因供体.     

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。     

水稻粳型亲籼系的创建及其在超级稻育种上的利用

水稻杂种的不育性是一个复杂的现象。20年来,本实验室一直从事水稻杂种不育性的遗传研究,共鉴定出6个F1花粉不育基因座位,或称特异亲和基因座位,其中的5个基因座,S-a、S-b、S-c、S-d和S-e已完成分子定位,这些基因座的基因模式为"单基因座孢子体-配子体互作"模式。在此基础上,提出了通过培育"粳型亲籼系"来克服水稻籼粳亚种间杂种不育性的设想,利用特异亲和基因人为创建了"粳型亲籼系"的水稻新种质,并建立了粳型亲籼系分子育种的技术体系。利用粳型亲籼系克服了水稻籼粳亚种间的杂种不育性,为水稻籼粳亚种间杂种优势利用开辟了新的途径。     

两系三系亚(品)种间杂交水稻亲本的亲和性研究

以粳S、籼S、粳A、籼A四类共8个不育系作母本,以包括广亲和系和恢复系的9个材料为父本,采用8×9NCⅡ设计交配,获得72个组合杂交种,依据F_1杂种结实率,对亲本亲和性进行了研究.结果表明,不育系中_(7001)S、_(8801)S、协青早A、_(80-4)A具有较好的亲和性或可恢复性.根据父本与四类不育系的亲和性,将其分成四类:广亲和恢复系,广亲和选择性恢复系,广亲和系,恢复系.报道了培矮64、CPSDO_(17)具有恢复BT型粳A育性的能力;讨论了它们在长江中下游地区杂交粳稻强优组合选育中的应用价值.     

利用InDel标记鉴定浙优系列杂交稻籼粳属性和预测杂种优势

【目的】准确鉴定水稻材料的籼粳属性及利用遗传距离预测杂种优势,为开展水稻超高产育种和籼粳亚种间杂种优势利用提供基础。【方法】利用19对籼粳稻特异插入/缺失(Ins6rtion/Deletion,InDe1)引物,对12个浙优系列杂交稻及其双亲的籼粳属性进行了InDe1分子标记鉴定,根据被检测水稻样品在多个InDe1位点上的籼型或粳型基因频率,参考卢宝荣的方法,将供试样品分别判定为"籼稻"、"偏籼"、"中间偏籼"、"中间偏粳"、"偏粳"和"粳稻"。采用Nei的方法求算1 3个亲本间(1个不育系和12个恢复系)的InDe1遗传距离,用UPGMA法进行遗传相似性聚类,用SPSS 17.0统计分析软件对InDe1条带赋值进行主成分分析,依据第一和第二主成分的特征向量的平均分量值作平面散点图。统计杂种F_1稻谷产量、每穗总粒数、每穴有效穗、结实率、千粒重及单穗重各产量性状的对照优势,以此分析InDe1遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】(1)参试材料籼粳属性的判别:不育系浙04A被鉴定为"粳稻",8个恢复系被判定为"籼稻"或"偏籼",由其所配组的8个杂交组合被判定在"中间偏籼"到"偏粳"之间,证实了这8个组合为典型的籼粳交组合;另外4份恢复系被判定为"偏粳",所配组的4个杂交组合被判定为"粳稻"。(2)参试材料的聚类分析:当GS为0.350时,35份试验材料被分为"粳稻"和"籼稻"2个主群,GS为0.638时,粳稻主群又被划分为"粳稻/偏粳"和"中间偏粳"2个亚群。其中,粳稻/偏粳亚群包括不育系浙04A、4个粳粳交恢复系及粳粳交杂种F_1、3个粳稻对照种和粳稻秀水09;中间偏粳亚群包括8个籼粳交杂种F_1。籼稻主群则包括8个籼粳交组合的恢复系、3个籼稻对照种和籼杂组合汕优6 3。(3)InDe1遗传距离与杂种优势的相关性:在以粳粳交、籼粳交组合整体作为分析对象时,InDe1遗传距离与稻谷产量、每穗总粒数、单穗重呈极显著正相关,与结实率呈显著负相关;仅以籼粳交组合为研究对象时,InDe1遗传距离仅与单穗重和千粒重呈显著正相关。【结论】供试的12个浙优系列中的8个组合被证实为典型的粳不/籼恢型籼粳交组合,这些组合的双亲间具有较远的遗传距离;InDe1遗传距离在不同类型品种间具有较好的杂种优势预测能力,可用于单穗重的优势预测,即随着InDe1遗传距离的扩大,杂种优势主要体现在单穗重的增加上。     

水稻雄性不育突变体802A的遗传分析及基因定位

 【目的】对雄性不育突变体802A进行表型鉴定和遗传分析，并对不育突变基因进行分子标记定位。【方法】调查802A突变体的花粉育性、形态特征和主要农艺性状，同时对其不育性状进行遗传分析，并以802A/Ⅱ-32B F2和802A/02428 F2为定位群体，运用SSR、InDel等分子标记进行基因定位。【结果】802A突变体的花药瘦小、干瘪、不开裂，外观呈乳白色，花粉以典败为主，属于普通雄性不育类型。同时，该突变体还表现颖壳变细、扭曲，剑叶变短、变窄、内卷，穗颈包颈等特征。遗传分析表明，802A的雄性不育性状由1对隐性核基因控制。该不育突变基因定位于第3染色体长臂的SSR引物RM3513附近，InDel标记S2和S5之间，该基因与这2个InDel标记的遗传距离分别为0.6和0.3 cM，并且与InDel标记S3和S4在167株F2不育单株中共分离。【结论】通过与迄今已报道的水稻雄性不育基因比较，认为802A所携带的突变基因是一个新的水稻隐性核不育基因，暂命名为ms92(t)。     

Studies on the Photoperiod Sensitive Characters of Male Fertility Alteration of Peiai64S‘ Main Male Genic Sterile Gene

Peiai64S, an indica male sterile rice with a male fertility alteration under different environments, is selected from the offspring of indica rice crossed with Nongken58S. Nongken58S, a japonica photoperiod sensitive genic male sterile rice (PGMS), deriving from a natural mutant plant individual of normal japonica rice variety, Nongken58, is used as a male sterile gene donor of Peiai64S. But Peiai64S is not a typical PGMS rice, the male fertility is sensitive to temperature just as thermo-sensitive genic male sterile rice (TGMS). We have selected typical PGMS plants in F2 population of Peiai64S × Nongken58, whose ratio of fertile plants to sterile plants is nearly 3:1. The sterility inheritance conformed to one pair of gene segregation model. The result indicates the main male sterile gene in Peiai64S is not other than the PGMS gene, and comes from Nongken58S. The genetic background affects effective expression of the PGMS gene. This suggests that we ought to focus on optimizing the genetic background of the PGMS gene in PGMS rice breeding, and select an ideal genetic background as a transgenic background in molecular breeding.     

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.     

两系杂交稻亲本籼粳程度与配合力及杂种优势的关系

为了提高两系杂交稻亚种间杂种优势利用的预见性，以籼粳程度不同的4个两用核不育系和11个优良父本品系为材料，研究和分析了亲本灿粳程度与配合力效应及杂种优势的关系。结果发现，亲本籼粳程度与杂种超亲优势和特殊配合力效应三者之间两两相关显著，而亲本籼粳程度、杂种超亲优势与双亲一般配合力总效应相关不显著。     

籼粳重组自交系亲本籼粳特性与杂种优势的关系

为了提高两系杂交稻亚种间杂种优势利用的预见性,以5个两用核不育系和9个籼粳程度不同的重组自交系为材料,研究了亲本籼粳特性与杂种优势的关系。结果表明,F1杂种产量优势与亲本籼粳特性之间以第1~2穗节长鉴定的籼粳特性较好地表现出籼粳差异与产量优势的关系,父本籼粳特性是以籼性越强的杂种优势越大,母本则以粳性越强的杂种优势越大;粳性的增强是有利于每穗实粒数、有效穗数、结实率和千粒重优势的提高,而籼性的增强是有利于每穗总粒数和着粒密度优势的提高;籼粳亚种杂种优势的利用应以培育粳型亲籼系不育系和优良的籼型恢复系(父本系),采用粳母籼父配组方式的利用途径。     

水稻籼型光敏核不育系湖农5S的选育与研究

通过农垦５８Ｓ／激光４号／／献党转育成的湖农５Ｓ，经研究属于籼型光敏核不育系。该不育系的主要特点是：不育起点温度低，达到了粳型光敏核不育系Ｎ５０８８Ｓ的水平，制种安全可靠；转为可育的临界光长要求比Ｎ５０８８Ｓ更短，在湖北不能繁殖，需在低纬度地区冬季繁殖；它柱头外露率高，开花习性较好，有利制种；配合力强，其杂种米质好，抗性较强，可以这配出强优势组合。     

水稻两用不育系的籼粳类型、发育感光性和光敏核不育性的相互关系

两系稻育种实践显示 ,以农垦 58s为光敏核不育基因源转育成的籼稻两用不育系大多是温敏型的 ,而光敏型籼稻两用不育系又大多表现为发育的感光性 ,在籼粳类型、发育感光性与育性转换的光敏特性三者之间似乎存在一定联系 .为探索这一问题 ,以杂种 F1花药培养获得的 2个光温敏不育系群体 [一个为随机选育的不育系群体 ,记为 DHS;另一个为育种获得的 (偏 )籼型不育系群体 ,记为 Hs]为材料 ,对上述 3种特性及其相互关系进行了初步研究 .结果表明 ,所有 Hs株系皆为 (偏 )籼型 ,而 DHS株系籼型和粳型皆有 ,但以中间型居多 .DHS和 Hs中约有一半株系表现出一定程度的发育感光性 ,且绝大多数株系的育性转换特性为光温互作型 .在总共 39个株系中 ,仅发现 3个为光敏型 .其中 Hs- 9和 DHS- 2 4的育性光敏效应极显著 ,其温敏和光温互作效应几乎不存在 ,表现为单纯的光敏型 ;DHS- 38的光敏和温敏效应显著 ,但互作效应不显著 ,表明其育性转换可能同时受到光长和温度的独立控制 .未发现单纯的温敏不育型以及发育感温的光敏不育型 .在DHS和 Hs群体中 ,3种特性间相互独立 ,但发育感光性和育性转换的光敏性之间存在一定程度的正相关 .以上研究结合育种实践表明 ,将光敏核不育基因重组到籼稻背景中是可行的 ,而培育早籼光敏不     

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     

大粒香基因组重测序分析

大粒香(DLX)是贵州省水稻研究所从籼粳交后代选育出来的优质常规稻,是优异的亲本资源。尽管通常认为大粒香属于粳型偏籼材料,但是从基因组水平阐释其籼粳型还未见报道。本研究选择粳稻日本晴基因组和籼稻R498基因组作为参考基因组,对大粒香基因组进行重测序分析。结果显示,大粒香基因组与籼稻R498基因组SNP差异位点数为1840811,InDel差异位点为395399。大粒香基因基因组与粳稻基因组SNP差异位点数为586123,InDel差异位点为129578。综上所述,大粒香与粳稻日本晴之间无论是SNP差异位点,还是InDel差异位点,都要比与籼稻R498的少,表明大粒香与粳稻遗传关系较籼稻更近,该研究将为大粒香理论研究和育种应用提供理论依据。