利用程氏指数分析两系杂交粳稻亲本籼粳成分与产量及其构成因素的关系

为了研究北方粳型两系杂交水稻亲本籼粳成分与杂种产量和杂种优势的关系,以北方粳型两系杂交水稻亲本及组合为材料,利用程氏指数法对亲本和杂种进行籼粳分类比较。结果表明,北方粳型两系杂交水稻亲本程氏指数为16.92,偏粳;杂种的籼粳成分与父本呈极显著正相关;父本的籼粳成分与杂种的产量及其构成因素相关不显著,母本的籼粳成分与产量杂种优势和穗粒数呈显著和极显著负相关,亲本籼粳成分差异与产量及产量杂种优势呈显著和极显著正相关;父母本的籼粳成分与杂种产量杂种优势呈二次曲线关系,存在临界极值。因此,北方粳型两系杂交水稻要获得产量杂种优势,父母本的籼粳成分要适度搭配。     

利用ILP标记分析水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化

 【目的】揭示水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化度,为培育实用型籼粳亚种间杂交稻提供理论和实践依据。【方法】以通过不断聚合和累加不同广亲和基因与恢复基因的方法,历时21年,4个育种阶段,涉及18个籼粳杂交亲本和39个衍生系为研究材料,采用籼粳特异ILP分子标记（水稻内含子长度多态性分子标记）和程氏形态指数法进行籼粳分化度检测。【结果】57个供试材料基因组DNA在所检测位点上均存在籼粳分化。18个亲本共检测出4个粳稻、5个偏粳、8个偏籼和1个籼稻类型。在18个亲本中, 明恢63和9308的粳稻成分分别为12.50%和33.33%;粳型恢复系C418的粳稻成分仅有31.25%。39个籼粳杂交衍生系共检测出1个粳稻、11个偏粳、20个偏籼和7个籼稻类型。其中,粳型衍生系明恢502的粳稻成分仅占10.42%。ILP标记法与形态指数法判定籼粳分类结果的吻合度较好,粳稻成分指数、籼稻成分指数与程氏指数综合值的相关系数分别为r=0.794**和r=-0.7662**。【结论】ILP标记具有准确检测籼（粳）成分比例的功能;研究籼粳分化可以合理解释籼粳型恢复系配组的杂交稻表现明显杂种优势的原因,对有效利用籼粳亚种间优良基因具有重要作用。     

水稻亲本籼粳分化程度与杂种优势的相关性

[目的]分析水稻亲本籼粳分化程度与杂种优势的相关性,为研究双亲籼粳分化最佳配比及组配籼粳交强优势组合提供理论参考.[方法]采用ILP分子标记和程氏形态指数法对51份水稻亲本材料进行籼粳分化程度检测,基于23个ILP分子标记进行系统聚类分析,分析两种方法的相关性.按籼/籼、偏籼/偏籼、籼/偏籼、籼/偏粳、偏籼/偏粳和偏粳/偏粳6种类型配制150个杂交组合,综合分析亲本籼粳分化程度与杂种优势的相关性.[结果]采用程氏形态指数法从51份水稻亲本材料共检测出籼型20份、偏籼型19份、偏粳型6份和粳型6份;利用23对扩增结果稳定、条带清晰且只有两种等位基因的ILP引物从51份供试亲本材料中共检测出籼型14份、偏籼型20份、偏粳型11份和粳型6份,不存在100%纯籼或纯粳类型.ILP分子标记法与程氏形态指数法的籼粳分类结果均与系统聚类分析结果具有较高的吻合度,但仍在差异.51份供试亲本的粳稻成分指数与穗轴第1~2节长和抽穗时稃色呈显著正相关(P<0.05),与谷粒长宽比、酚反应和程氏指数总分呈极显著正相关(P<0.01),其中与程氏指数总分的相关系数最高,为0.81.随着组配双亲粳稻成分的增加,6种组配类型杂交组合的生育期、株高和每穗总粒数总体呈增加趋势,但单株有效穗数、结实率和千粒重总体呈下降趋势,单株重则呈先增加再下降的变化趋势.[结论]利用ILP分子标记可有效区分亲本的籼粳属性,是一种有效的水稻籼粳分类工具.采用籼/偏籼方式配组较易筛选到强优组合;虽然采用籼/偏粳方式配组获得高产组合的概率较低,但有机会获得极高产组合,在育种中亦可大胆尝试.     

水稻双亲亲缘关系的远近与F1杂种优势的关系

采用程氏指数分类法对亲本分类,28个亲本基本可分籼、粳两大类,广亲和系多属偏籼、偏粳类型,与爪哇型接近。按双亲程氏指数差值大小把杂交组合划为三种类型,即差值大于14的为Ⅰ型,小于5的为Ⅱ型,在6～13之间的为Ⅲ型。Ⅰ型的程氏指数差值过大,亲缘关系太远,生育期延迟,株高过高,生物优势极强,但为不可利用优势。Ⅱ型的程氏指数差值过小,亲缘关系太近,结实率高,但株高较低,生物优势较低,因此经济优势也不高。Ⅲ型程氏指数差值大小适中,其生物优势比较强,同时结实率达一定水平,从而有较高的经济优势。     

水稻品种籼粳属性的鉴定方法研究

水稻籼粳亚种间杂种优势的利用是提高水稻单产的重要途径之一,正确鉴别育种材料的籼粳属性是有效利用亚种间杂种优势的先决条件。多种方法可以检测籼粳分类,目前常用的有依赖于籼粳间形态性状变异的程氏指数法和基于DNA序列差异进行分类的分子标记检测法。程氏指数法具有简便、易于观测和受环境条件影响大等特点,而分子标记检测法具有准确、可定量及对试验条件的要求相对较高等特点。在多数情况下,在籼粳亚种水平上程氏指数和分子标记检测分类结果趋于一致。     

两系法籼粳亚种间杂种一代优势与亲本遗传差异关系的研究

以遗传力较高且与产量密切相关的性状，以及反映籼粳稻遗传差异的部分籼粳分类性状，估测亲本间遗传距离。同时研究了代表双亲遗传差异的遗传距离与籼粳亚种间杂种一代优势的关系。结果表明：随着亲本间遗传距离增大，亚种间Ｆ１的株高、播种至抽穗日数、穗长、每穗颖花数、每穗实粒数和单株草重显著增加；在广亲和基因参预下，随着亲本间遗传距离增大，亚种间Ｆ１的千粒重、结实率和充实系数等结实特性变差但并不严重，遗传距离较大的亚种间Ｆ１平均单株粒重优势显著大于品种间Ｆ１，但遗传距离与亚种间Ｆ１，单株粒重优势的相关系数（－０．０１９）不显著。本文还就遗传距离在预测预报籼粳亚种间杂种一代优势方面的应用进行了讨论。     

水稻粳型亲籼系籼粳型属性的程氏指数鉴定

为了提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性，用程氏指数鉴定了待测粳型亲籼系及其杂交后代的籼粳型属性。结果表明：用程氏指数鉴定粳型亲籼系的籼粳型属性的结果准确率较高，且年度间和季度间的稳定性好；偏粳型品种与籼型或偏籼型品种杂交，其F1多为籼型和偏籼型。用程氏指数法从15个待测粳型亲籼系中鉴定出1个粳型品系和4个偏粳型品系。另外，秧苗的KClO3抗性可作为鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的一个指标，改良程氏指数能提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性。     

两系法杂交水稻籽粒充实度与双亲亲缘差异的相关性

为了弄清两系法杂交水稻籽粒充实度与双亲亲缘差异的关系，确定两系杂种优势利用的最适遗传距离，选用10个籼型光温敏核不育材料作母本，6个籼型材料作父本，配制两系品种间杂交组合20个，研究两系杂交水稻籽粒充实度与双亲亲缘关系。结果表明，两系品种间（籼型）杂种F1的籽粒充实指数与其本身的程氏指数呈负相关，但相关不显著，相关系数仅为－0.1092；两系品种间（籼型）籽粒充实指数与双亲的亲缘距离（程氏指数差值）呈显著负相关，相关系数为－0.4113。     

籼粳杂种F1结实率稳定性研究

以品种间Ｆ１为对照，观察籼粳交杂种Ｆ１在不同播期下的结实率。结果表明：由于广亲和基因的作用，籼粳杂种Ｆ１的结实率可达７０％以上，但６７％的Ｆ１结实率对环境敏感，９月中旬抽穗的亚优２号等出现高度不育，结实率仅为１０％左右，而同期的汕伏６３等品种间杂种结实率仍达８０％以上。籼粳杂种Ｆ１结实的稳定性在组合间差异很大，０２４２８／特青等５个组合稳定性较好。结实率的稳定性与亲本选择有关，０２４２８等与中国籼     

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。     

华南地区不同父母本行比对棉花天然制种的影响

[目的]探索棉花天然制种合适的父母本比例,提高制种产量,降低制种成本。[方法]利用核不育两型系进行杂交棉天然制种,设置1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9的父母本行比,研究行比对异交结铃率和单株产量的影响。[结果]父母本行比为1∶6的平均结铃率最高,1:5的次之,1∶9的平均结铃率最低,平均结铃率从高到低的排列顺序为1∶6>1∶5>1∶7>1∶8>1∶9。各个父母本行比间的平均结铃率在0.01水平上存在差异,单株产量在0.05水平上存在差异。父母本行比为1∶6与1∶9的结铃率和单株产量的差异达到极显著水平。[结论]在供试的各父母本行比中,父母本行比为1∶6的结铃率、单株产量最高,父母本行比为1∶9的结铃率和单株产量最低。     

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。     

六倍体(A~nA~nC~nC~nC~oC~o)与白菜型油菜杂交可交配性及后代菌核病抗性

【目的】利用亲本种遗传资源是改良甘蓝型油菜的重要手段。以甘蓝型油菜与菌核病抗性甘蓝杂交合成的六倍体为桥梁,与大量的白菜型油菜杂交,合成杂种,探索改良甘蓝型油菜菌核病抗性的策略。【方法】采用菌核病抗病甘蓝(C01)与甘蓝型油菜(中双9号)杂交合成六倍体,通过分析六倍体的育性、菌病抗性和减数分裂行为来分析其作为桥梁材料转移菌核病抗性的可能性;将六倍体与110份白菜型油菜杂交,通过考察杂种发育和可交配性来分析六倍体与白菜型油菜杂交的可行性;通过鉴定杂种的苗期表型特征、自交结实率及离体茎秆的菌核病抗性来分析杂种在改良甘蓝型油菜遗传背景上的利用潜力。【结果】该六倍体的花粉育性为90.6%—92.7%,自交结实率为3—7粒/角果;菌核病抗性显著高于对照品种(中双9号);处于减数分裂后期I的花粉母细胞中,68.80%(86/125)的染色体分离比为28﹕28。110份春性、冬性和半冬性的白菜型油菜与六倍体杂交,授粉15 d后的胚珠发育正常,并且都能收获成熟种子,平均可交配性为(4.25±3.91)粒/角果。尽管不同基因型之间的可交配性存在显著差异,但是不同生态型的白菜型油菜与六倍体杂交的可交配性无显著差异(半冬性:(4.35±3.77)粒/角果,春性:(4.34±4.51)粒/角果,冬性:(4.01±3.43)粒/角果;P=0.44)。六倍体作为母本或者父本与白菜型油菜杂交都能结籽,而且没有显著性差异(六倍体为母本:平均结实率为4.27粒/角果;六倍体为父本:平均结实率为3.95粒/角果;P=0.69)。六倍体与白菜型油菜杂交创建的杂种,苗期形态似甘蓝型油菜,但是表型变异丰富;杂种都能自交结籽,平均自交结实率为(7.72±4.45)粒/角果;来自不同生态型的白菜型油菜与六倍体合成的杂种自交结实率无显著性差异(冬性白菜型油菜合成的杂种平均自交结实率:(8.07±3.43)粒/角果,半冬性:(7.88±4.64)粒/角果,春性:(6.41±3.00)粒/角果,P=0.95)。经过两年的离体茎秆菌核病抗性鉴定,6份杂种的菌核病发病程度两年均显著低于中双9号(P0.05)。【结论】以六倍体为桥梁能有效地将甘蓝型油菜亲本种的优良性状导入到甘蓝型油菜中。     

水稻反向温敏不育系在寒地稻区的育性表现

反向温敏不育系雁农S具有高温可育和低温不育特性,该研究对雁农S及其转育而来的粳型反向温敏不育系在黑龙江哈尔滨地区的育性表现进行了探讨.多年的田间观察结果表明,水稻反向温敏不育系雁农S在黑龙江哈尔滨地区的全年最高温时段[7月下旬至8月下旬)败育彻底,不会发生育性转换,自交结实率为0,推测其不育起点温度高于28℃;由雁农S转育而来的大多数粳型反温敏不育株系在7～8月都能完全败育而不发生自交结实现象,表明雁农S来源的不育系在寒地稻区的不育安全期长,不育特性相对稳定,为推动寒地杂交粳稻发展及实现原地制种提供了理想的遗传工具.     

两系法杂交稻两优培九育种的理论与实践

两系法超级杂交稻两优培九是中国独创的两系法杂交稻育种中形成的品种,是中国超级稻育种计划完成第一步目标的标志性品种,是继三系杂交稻汕优63之后种植面积最大的杂交稻,在国内外具有重大影响。两优培九的育种实践经历了艰苦曲折的科研攻关和推广过程。最初是尝试通过化学杀雄制种的方法利用典型籼粳杂种的优势,在亚优2号的育种实践失败后,技术路线调整为通过光温敏两系法将部分亚种间杂种优势与江淮生态区的水稻理想株型相结合,克服杂交稻结实率不高、不稳等弱点,达到高产、优质、多抗、适应性广泛并能安全制种的目标。通过分析多个水稻光温敏不育系与不同生态型父本配组的杂种F1的性状表现,确定以带有1/4爪哇稻亲缘的培矮64S为重点母本,选择优势生态群中的合适类型父本重点配组,避开生育期超长和植株偏高等障碍性问题,并根据江淮流域一季稻区的常年气候特点进行生态育种。通过大量筛选,育成两优培九,达到遗传、形态和功能“三优”的统一,将优质、超高产、多抗性状聚集于一体。通过对培矮64S育性转换、开花授粉有危害的高温、低温指标的研究和对各生态区常年气候中出现这些温度频率的分析,提出适宜制种区域和相应的父母本安全抽穗期。研究培矮64S育性转换的植株温度指标,提出遭遇低温危害时“以水调温”的制种纯度保障技术。通过对两优培九的生物学特性和适宜生长条件的研究,提出适宜种植区、各种植区的适宜齐穗期和主要种植方式的播栽期等生产指导性指标,分析生产上可能发生的问题并提出相应的预防措施和解决对策,研发提高结实率及其稳定性的栽培技术。通过配套生产技术的系统研究和应用,两优培九在南方稻区多年大面积成功种植。通过全程回顾育种战略的形成、研究思路和技术路线、品种培育和核心配套技术的研发及示范推广过程,论述了两优培九育成和大面积应用的意义;补充了水稻理想株型中的茎秆分布性状,提出“渔叉型”茎秆分布的概念;认为可以利用籼粳米质性状的互补选择各种适口性的稻米;大面积成功推广一个品种,尤其要加强应用技术研究,前瞻性地研究品种的最适生长条件,然后根据各地的气候条件规划最适种植区,并制定相应的最优栽培措施,还要储备可能发生问题的预防措施和解决对策。     

玉米自交系结实性和籽粒产量的配合力

用9个玉米自交系及其完全双利杂交的36个组合对玉米自交系结实性和籽粒产量的配合力进行了研究,结果表明,自交系结实性的一般配合力和特殊配合力均达到极显著差异。F_1的结实性与其亲本系呈极显著正相关(r=0.7008)。自交系籽粒产量的一般配合力差异不显著,所配组合的特殊配合力差异极显著。F_1的籽粒产量与亲本系结实性呈正相关(r=0.534),但未达显著水平。F_1的籽粒产量与结实性的相关也不显著(r=0.0155)。     

一种简化的油菜杂交F1种子的生产方法

安全有效的制种方法是油菜杂交种应用的关键。通过回交转育获得抗（耐）磺酰脲类除草剂的自交不亲和系,将其作为杂交种父本。父本因其具有自交不亲和特性,自交不结实;因其具有抗（耐）磺酰脲类除草剂特性,在用磺酰脲类除草剂进行母本化学杀雄时,不受化学杀雄剂影响。因此,可以将父本与不育系或者化学杀雄的母本材料混合播种,实现杂交种父、母本的混播混收。通过本文提出的杂交制种方法,只要选育出兼有抗（耐）磺酰脲类除草剂和自交不亲和特性的父本,即可进行杂交种的快速组配。该方法将父、母本混播混收,操作简单,节约了劳动成本,提高了杂交种制种效率。     

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.     

籼型三系杂交稻产量及其构成因素分析

通过对在华南生产上大面积推广应用或新选育的5个不育系和6个恢复系进行不完全双列杂交产生的杂种,2003年晚造种植杂种和其亲本(保持系和恢复系)并在收获后进行考种,对三系杂交稻亲本与其系列的产量及产量构成因素进行相关分析和对组合产量构成因素与产量进行通径分析。结果表明:保持系的每株穗数、每穗粒数、千粒重与其不育系系列组合对应性状分别呈显著、显著和极显著正呈显著正相关,每穗粒数与其不育系系列组合单株产量呈显著正相关;恢复系每株穗数与其系列组合每株穗数呈极显著正相关,结实率与其系列组合千粒重,千粒重与其系列组合每穗粒数均呈显著负相关。对于杂交稻组合选育,选育高产组合本身首先结实率要高,出于优质考虑千粒重较小,选择穗数适中的大穗型。