栽培稻种间杂种不育性初步研究

栽培稻种间杂种不育是从非洲栽培稻向亚洲栽培稻转移有利基因及利用栽培稻种间杂种优势的最大生殖障碍,为克服栽培稻种间杂种不育障碍以充分、合理利用非洲栽培稻的有利基因,1999年至2001年在海南三亚用9个粳型亚洲栽培稻品种与2个非洲栽培稻品种杂交的17个F1组合,及与相应亚洲栽培稻回交的BC1F1为基本材料研究表明,F1所有组合均高度不育,回交一代花粉育性也很低,为0%～5.75%;在群体较大的BC1F1组合IRGC 102203/IRAT 216∥IRAT 216中选育性最高的1株(32.10%)自交得76株BC1F2,平均花粉育性为89.2%,之后种成76个BC1F3株系,每株系随机取1株自交至BC1F5,BC1F5的花粉及小穗育性基本正常,再随机取23个株系与IRAT 216测交,BC2F1的花粉和小穗育性均表现为半不育.说明这23个株系均带有来自非洲栽培稻亲本IRGC 102203的不育基因,不育基因同时作用于雄配子和雌配子,杂种不育的遗传模式主要表现为"单位点孢子体-配子体互作不育",经一代的选择和淘汰,育性基本恢复正常.大规模的回交转育育性基因及回交高世代QTL分析(AB-QTL)以更好地研究杂种不育的遗传规律及克服对策的研究工作正在进行中.     

栽培稻种间杂种不育性初步研究

栽培稻种间杂种不育是从非洲栽培稻向亚洲栽培稻转移有利基因及利用栽培稻种间杂种优势的最大生殖障碍,为克服栽培稻种间杂种不育障碍以充分、合理利用非洲栽培稻的有利基因,1999年至2001年在海南三亚用9个粳型亚洲栽培稻品种与2个非洲栽培稻品种杂交的17个F1组合,及与相应亚洲栽培稻回交的BC1F1为基本材料研究表明,F1所有组合均高度不育,回交一代花粉育性也很低,为0％—5．75％;在群体较大的BC1F1组合IRGC 102203/IRAT 216//IRAT 216中选育性最高的1株(32．10％)自交得76株BClF2,平均花粉育性为89．2％,之后种成76个BC1F3株系,每株系随机取1株自交至BClF5,BC1F5的花粉及小穗育性基本正常,再随机取23个株系与IRAT 216测交,BC2F1的花粉和小穗育性均表现为半不育。说明这23个株系均带有来自非洲栽培稻亲本IRGC 102203的不育基因,不育基因同时作用于雄配子和雌配子,杂种不育的遗传模式主要表现为“单位点孢子体一配子体互作不育”,经一代的选择和淘汰,育性基本恢复正常。大规模的回交转育育性基因及回交高世代QTL分析(AB—QTL)以更好地研究杂种不育的遗传规律及克服对策的研究工作正在进行中。     

栽培稻种间育性S1基因桥梁亲本培育及分子验证研究

栽培稻种间杂种的高度不育是从非洲栽培稻向亚洲栽培稻转移有利基因的最主要障碍.用携带非洲栽培稻的不育基因S1,以亚洲栽培稻为背景的桥梁亲本与非洲栽培稻杂交,可望大大缓解种间杂种的不育.以亚洲栽培稻合系39和非洲栽培稻IRGC104049为材料,培育出一批BC2F10中间材料,其表现型与轮回亲本表现型一致,供体遗传背号占14.18%.用其与合系39回交培育出的BC3F1花粉和小穗均为半不育,BC3F2群体的花粉育性和小穗育性呈双峰分布,分成半不育和可育两类.第六染色体的RM589、RM588、RM190、RM7639、RM586标记与目标性状相关极显著,并把控制育性的位点定位在RM190和RM7639间,距离分别为3.2cM、4.8cM,说明非洲栽培稻的不育基因S1已导入合系39,紧密连锁的SSR标记RM190和RM7639可用于分子标记辅助选择,S1在合系39背号下的配子消除作用达到79.61%,遗传基本符合单位点孢子体配子体互作模式.     

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。     

云南光壳稻与籼粳测验种间三交F1育性表达研究

对南京 11,光壳稻和巴利拉或秋光配制的单交、测交 2 8个组合F1,F2 及其亲本在云南籼粳交错区的宜良县进行育性鉴定分析表明 :(1)云南光壳稻与籼粳杂种F1易受低温影响 ,其广亲和基因难以表达。南京 11与矮嘎、明子谷、木帮谷、毫秕、镰刀谷、末烈谷等光壳稻杂种F1和F2 代的育性表达基因不同 ,F1的育性表达基因易受环境影响 ;但F2 育性表达符合广亲和基因的遗传模式 ;并受主基因控制。 (2 )南京 11,光壳稻与巴利拉测交组合F1单株多数为不育株 ,不育株与可育半不育株比例符合X2 检验 1∶1理论值的分界以 5 %和 10 %居多。 (3)云南光壳稻与籼粳杂种育性基因的表达与环境因子密切相关 ,秋光的S - 8育性恢复基因与该基因属于等位基因     

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。     

水稻亚种间亲和性的研究进展

文章概述了涉及亚洲栽培稻亚种间亲和性而进行的广亲和基因S-5n的遗传育种学研究;S-5非等位不育位点及其中性亲和基因研究和配子体基因及其中性亲和基因的研究,并对中性亲和基因的利用提出了基本设想.     

水稻籼粳亚种间杂种优势利用的理论与实践

水稻是我国杂种优势利用最成功的作物,对世界粮食增产贡献巨大.亚洲栽培稻包含籼稻和粳稻2个亚种,籼粳亚种间的远缘杂种优势尤为突出,可作为提高水稻单产的重要途径.但是籼粳亚种间的杂种育性普遍较低,是利用远缘杂种优势的最大限制因素.本文剖析了水稻籼粳杂种不育的遗传基础,揭示了系列杂种不育位点的分子机制;在此基础上解析了广亲和...     

籼粳杂种不育的遗传模式及亲和基因的研究进展

克服杂种不育性是有效利用籼粳杂种强大优势的关键。为此 ,众多水稻遗传育种学家对水稻亚种间杂种不育性的遗传基础开展了广泛而深入的研究 ,并在利用亲和基因提高杂种F1育性方面取得突破。总结了控制籼粳杂种不育的基因作用模式 ,并详细综述了“广亲和基因理论”和“特异亲和基因理论”的最新研究进展     

云南光壳稻与籼粳测验种间三交F1育性表达研究

 对南京11，光壳稻和巴利拉或秋光配制的单交、测交28个组合F₁，F₂及其亲本在云南籼粳交错区的宜良县进行育性鉴定分析表明：（1）云南光壳稻与籼粳杂种F₁易受低温影响，其广亲和基因难以表达。南京11与矮嘎、明子谷、木帮谷、毫秕、镰刀谷、末烈谷等光壳稻杂种F₁和F₂代的育性表达基因不同，F₁的育性表达基因易受环境影响；但F₂育性表达符合广亲和基因的遗传模式；并受主基因控制。（2）南京11，光壳稻与巴利拉测交组合F₁单株多数为不育株，不育株与可育半不育株比例符合X₂检验1∶1理论值的分界以5％和10％居多。（3）云南光壳稻与籼粳杂种育性基因的表达与环境因子密切相关，秋光的S－8育性恢复基因与该基因属于等位基因。     

Prospects of utilization of inter-subspecific heterosis between indica and japonica rice

The Asian cultivated rice(Oryza sativa L.) grown worldwide is divided into two subspecies, indica and japonica. It is well known that the heterosis of inter-subspecies is usually stronger than that of intra-subspecies. Since the 1970 s, indica hybrid rice, an intra-subspecific hybrid rice, has being widely used in China and even in the world. However, the inter-subspecific hybrid rice between indica and japonica is still unavailable. The major obstacle is the hybrid sterility of the inter-subspecies. In recent decades, the genetic and molecular basis of indica-japonica hybrid sterility was understood more and more clearly. Some breeding approaches for overcoming inter-subspecific hybrid sterility were proposed and used to develop the indicajaponica hybrid rice. The updated understanding will offer new approaches for development of breeding lines for overcoming indica-japonica hybrid sterility, which facilitates developing of inter-subspecific hybrid rice.     

Detection of Distorted Segregation in Genotype of Pollen Calli Derived from Hybrid F1 of Cultivated Rice (Oryza sativa L.) Using SSR Markers

S-a, S-b and S-c are three loci for F1 pollen sterility in cultivated rice (Oryza sativa L.). Taichung 65 (T65) is all Sj/Sj at these three loci, while its F1 pollen sterile near-isogenic lines, TISL2 (S-b), TISL4 (S-a) and TISL5 (S-c) is Si/Si according to their respective sterility locus. Using SSR molecular marker to detect the segregation of the allele Si and Sj in pollen calli population induced from different hybrid F1, which have different pollen sterility locus, showed that the segregation of allele Si and Sj was distorted. The distorted direction of pollen calli population in vitro was not the same as F2 population in vivo. The quantities of pollen callus carrying Sj were much more than that of carrying Si at S-a and S-c locus, the ratio of Si and Sj were 1:4.81 and 1:1.96 respectively. But the opposite tendency was observed at S-b locus, the ratio of Si and Sj being 1:0.35. At the same time, all these results were undisturbed by either culture medium or culture period.     

水稻籼粳亚种间杂种广亲和基因与不育基因

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。总结了目前已定位的籼粳亚种间杂种的广亲和基因、雌配子败育座位、雄配子体败育座位及花粉不育座位等,并提出了把"广亲和基因"和"特异亲和基因"结合利用的设想。     

安徽省籼型两系不育系育性不稳的原因及对策

安徽省是水稻种植大省 ,年种植两系杂交籼稻 18.7万hm2 。近年由于制种期低温造成籼型两系不育系育性不稳杂交种不纯 ,使得两系籼稻的推广严重受挫。笔者分析了导致籼型两系不育系育性不稳的育性转化起点温度漂变的成因 ,指出该漂变是由籼型两系不育系内在遗传机制决定的 ,只可减弱 ,不可避免 ;并且提出了在生产上应对籼型两系不育系育性不稳的几项对策。     

栽培稻远缘杂种育性遗传问题评述

评述了种间杂种和亚种间杂种不育性的遗传。它们可能存在共同的基因系统。讨论了克服栽培稻远缘杂交育种障碍的途径。在籼粳亚种间杂种中,有证据表明在S—5附近存在一个控制杂种染色体联会的ds基因,S—5与ds的非等位互作使染色体交叉频率和亲和性同表达。     

野生稻在种间杂交育种中利用的研究进展

 野生稻在漫长的进化过程中，受复杂的自然环境和生态选择的共同作用，拥有了极其丰富的遗传多样性，蕴藏着许多优良特性，如抗病虫害、高蛋白含量、雄性不育等，是水稻育种重要的基因库。通过野生稻与栽培稻种间杂交，可以把野生稻的优异基因转移到栽培稻中，提高栽培稻的育种和生产水平。本文综述了稻属种间杂交在育种上的成就、利用的主要途径、杂交的困难、解决方法及今后的研究展望。     

SSR分子标记技术在杂交水稻研究上的应用进展

综述了SSR标记的特点及其在杂交水稻亲本遗传多样性分析、雄性不育性及其恢复基因的定位、组合杂种优势预测和杂交水稻种子纯度鉴定等方面的应用情况；认为，SSR标记可用来高效、准确地检测生物体中的遗传变异，在杂交水稻育种中具有良好的应用前景，必将在杂交水稻育种理论研究和实践应用中发挥巨大作用。     

Cytological Behavior of Hybridization Barriers Between Oryza sativa and Oryza officinalis

Oryza officinalis is one of the important wild species in the tertiary gene pool of Oryza sativa.It has a number of elite genes for rice breeding in resistance or tolerance.However,breeding barriers are so serious that the gene transfer is much difficult by sexual cross method between O.sativa and O.officinalis.Characteristics of the breeding barriers were systemically studied in this paper.When both the diploid (AA,2n=2x=24) and autotetraploid (AAAA,2n=4x=48) cultivated rice were crossed as maternal parents with O.officinalis (CC,2n=2x=24),none F1 hybrid seeds were obtained.The young hybrid ovaries aborted at 13-16 d after pollinations (DAP).By rescuing hybrid embryos,in vitro F1 plantlets were obtained in 2x×2x combinations with the crossabilities lower than 0.5％.Lower rates of double-fertilization and abnormal development of hybrid embryo and endosperm were mainly observed in both combinations of 2x×2x and 4xx2x.Free endosperm nuclei in hybrid degenerated early at 1 DAP in a large scale.Almost no normal endosperm cells formed at 3 DAP.Development of a lot of embryos ceased at globular- or pear-shaped stage as well as some degenerated gradually.The hybrid plantlets were both male and female sterility.Due to the abnormal development,a diversity of abnormal embryo sacs formed in hybrids,and hybrid pollen grains were typically abortive.It showed that conflicts ofgenome A and C in hybrid induced abnormal meioses of meiocytes.