水稻光温敏核不育系育性波动的解决途径和方法

光温敏核不育系的不育性受温度影响而波动是困扰两系法杂交水稻的一个重要问题,就怎样解决这一问题提出了看法,从育种途径上来看,可以采用选育低不育临界温度的光敏核不育系,选育抗除草剂的恢复系、选育对除草剂敏感的光温敏核不育系和选育四环素诱导不育的光温敏核不育系来保证杂种纯度,从制种技术措施上来看,必须严格遵守光温敏核不育系核心种子生产程序,选择适宜的制种地区和季节、在盛夏低温来临时采取灌水保温措施。     

聚合水稻温敏核不育基因和反温敏核不育基因创制永久核不育系

【目的】制种安全是影响两系杂交稻持续健康发展的关键问题。本研究旨在探索解决两系杂交水稻的制种安全隐患途径。【方法】以16个(光)温敏核不育系与4个反温敏核不育系配组并对F1育性进行观察,选择矮紫S(温敏核不育系)和矮雁s(反温敏核不育系)为构建永久核不育系的供源亲本。通过回交将矮紫S和矮雁s的育性基因导入到桥梁亲本天丰B中,分别育成天丰B的近等基因系天丰S和天丰s。【结果】天丰S和天丰s杂交获得的天丰Ss即为永久核不育系。对天丰Ss的育性、可恢性等特性的研究表明,天丰Ss在自然长日高温和短日低温下均表现不育;天丰Ss及其3个亲本与5个恢复系杂交的F1组合结实率无明显差异。【结论】永久核不育系的创制有望从根本上解决两系杂交水稻的制种安全问题。     

苯达松致死标记两用不育系8077S选育及其应用

８０７７Ｓ是采用水稻光温敏雄性不育系Ｗ６１５４Ｓ经辐射诱变选育的一个具有苯达松第三致死标记的水两用不育系，其自交种苗能被对普通水稻安全的除草剂苯达松杀死，杂交种苗则对该药剂安全。对８０７７Ｓ的遗传行为、农艺性状、育性特点、药剂反应以及配组优势的研究表明，该不育系所具有的致死标记由隐性单基因控制，并且这一标记基因对农艺性状无明显不良影响。运用８０７７Ｓ建立了一种针对杂交水稻的标记技术，能够简便而有效     

水稻籼型光温敏核不育系天源903S的选育与利用

水稻籼型光温敏核不育系天源903S是以早籼型光温敏核不育系HD9802S为母本、中籼型光温敏核不育系华201S为父本杂交,经多代选育和低温筛选育成的水稻早籼型光温敏核不育系,2015年8月通过湖北省种子管理局组织的技术鉴定.该不育系育性转换特性稳定,开花习性和品质性状好,繁殖和制种产量高.利用其配制的杂交晚稻组合天两优...     

籼型光温敏两系不育系H153S的选育及应用

光温敏核不育系转育起点温度的高低是决定两系杂交水稻制种能否安全的关键因素之一,选育起点温度较低的光温敏核不育系可以显著提高两系杂交水稻制种纯度。本课题组利用系谱选育法,将播始历期较短、不育起点温度较高、农艺性状较好的两系不育系中间材料7HS006与播始历期较长、育性转换温度较低的绿102S进行杂交,选育出籼型两系不育系H153S,该不育系的不育起点温度较低,育性稳定,可繁性、农艺性状较好。H153S将在两系杂交水稻制种和推广中起重要的实际应用价值。     

实用籼型水稻温敏核不育系种质创制进展及未来主攻方向

不育系是杂交水稻的“芯片”,不论三系法还是两系法,品种的不断突破都取决于不育系种质的发现与持续创新。自水稻光敏核不育种质农垦58S被发现以来,水稻两系法杂种优势利用研究已历经50年,目前两系法杂交水稻已占据我国杂交水稻半壁江山。作者通过总结我国水稻光温敏两用核不育系选育历程、取得的主要成就,以及作者团队在制种安全实用籼型水稻温敏两用核不育系创制方面取得的一系列进展,提出未来实用型水稻两用核不育系育种的主攻方向。     

水稻温敏核不育系育性转换因素及生理生化特性

综述了对水稻温敏核不育系育性转换特性及其生理生化特性的相关研究成果：光温条件、生长发育阶段、遗传背景是水稻光温敏不育系育性转换的内外因素,脯氨酸和可溶性蛋白质含量及相关酶活性变化是育性转换的主要生理生化特性表现。水稻实用型温敏核不育系不仅要求育性转换临界温度较低,同时要求具有适宜繁殖的可育温度范围,选育育性转换临界温度和生理不育温度均较低,即＂双低＂不育系,是降低两系杂交水稻制种和不育系繁殖风险的保障。     

温敏核不育基因在籼型三系遗传背景下的育性表达

用3个温敏核不育系培矮64S、6311S和360S与7个籼型质核互作型水稻雄性不育系及相应的保持系、3个恢复系配组,观察了51个组合的F1、19个F2及6个BC1的育性表现。结果表明：培矮64S温敏核不育性状由2对隐性基因控制,具有对质核互作型雄性不育系育性的强恢复基因;6311S温敏核不育性状由1对隐性基因控制,同时具有1对弱恢复基因;360S温敏核不育性状由1对隐性基因控制,但没有恢复基因。进一步利用4个细胞质雄性不育系/6311S组合F2群体中4个温敏核不育株与5个细胞质雄性不育系CMS配组,研究了杂交F1的育性,表明在可育细胞质背景下,三系恢复基因对温敏核不育基因的表达没有影响;在不育细胞质背景下,三系恢复基因是温敏核不育基因表达的关键。由此提出了选育不育细胞质背景的光温敏核不育系和温敏核不育背景的质核互作型不育系的策略。     

水稻光温敏核不育系秋杰S的选育与利用

海南波莲科技有限公司采用日本粳稻品种秋光为母本，以引自美国的籼稻品种Jefferson为父本进行杂交，再用温敏核不育系C815S为母本进行杂交、隔代回交，于2017年育成水稻光温敏核不育系秋杰S。该不育系不育性稳定，不育起点温度低，异交习性好，株叶形态优良，具广亲和性，米质达部标2级优质标准，于2020年8月通过福建省农作物品种审定委员会技术鉴定，与抗稻瘟病恢复系莲恢1616配制的杂交中稻组合秋两优1616于2022年7月通过福建省品种审定。     

水稻温敏核不育系本S的选育

本S是以光温敏核不育系广占63S为母本与保持系天丰B杂交,F3代选择优良不育单株为母本与天丰B回交,后经多代目标性状定向选择而育成的新水稻温敏核不育系。该不育系综合农艺性状优良,不育起点温度较低,开花习性好,异交结实率高,配合力强,2018年7月通过广东省技术鉴定。     

恢复基因的渗入对红莲型不育系粤泰A纯度的影响

通过模拟生物学混杂试验,于2004-2006年在江苏南京和海南陵水调查粤泰A的纯度并分析其杂株类型及成因。结果表明,粤泰A不育性稳定,生物学混杂导致恢复基因的渗入是粤泰A纯度迅速下降的主要原因。常用的保持系、恢复系和温敏核不育系等的恢复基因可直接渗入粤泰A,或者间接通过对粤泰B的渗入而渗入到粤泰A,产生F1杂株及其“同质恢”后代。粤泰A、B异交结实率高,抽穗扬花期与生产上常用品种同步,是它容易发生生物学混杂的重要因素。排除恢复基因后严格隔离是确保粤泰A、B纯度的主要技术措施。     

F型小麦雄性不育系恢复性研究

F型小麦雄性不育系（FA）是我国近年来发现的新型普通小麦细胞质雄性不育系,该不育系通过小麦品种间近缘杂交获得,具有良好的不育性和恢复性。为了解FA的生态适应性,本研究通过FA与116份恢复性材料进行组合配制,在北京和河南南阳两个试验区进行种植,筛选高恢复性材料和强优势组合。研究发现,FA的花粉粒在两地都表现为瘦小、空瘪,花药成熟后不能完全开裂,主要通过开颖授粉,且在南阳种植的植株花粉碘染率低于北京。通过对FA杂交组合结实率的分析,在北京和南阳分别筛选出结实率大于90%的高恢复性组合72个和25个,分别占比62.07%和21.55%;进一步筛选出北京和南阳两地结实率均大于90%的高恢复性组合22个,占比18.97%,说明FA具有较好的恢复性。比较FA和杂交组合F₁代在北京及南阳两地的结实率,发现在南阳结实率小于5%的低恢复性杂交组合12个,且这些组合在北京的结实率显著高于南阳,推测FA及部分FA的杂交组合具有一定的光温敏特性。将FA与小麦光温敏核雄性不育系BS366具有相同父本的20个组合进行比较,发现FA与BS366的恢复源存在差异,其育性恢复机制存在一定差异。     

两系法杂交水稻研究和应用中若干问题的思与行

指出了当前我国两系法杂交水稻研究和应用中面临的主要问题,即两系法杂交水稻体系中不育系的称谓和分类不规范,生产上利用的水稻两用核不育系育性温光反应特性研究不清楚,水稻两用核不育系繁殖和两系法杂交稻制种基地选择不当等。针对当前情形,结合多年育种实践,提出了解决这些问题的对策及措施。建议将水稻两用核不育系分为长光高温不育型、高温不育型、短光低温不育型、低温不育型等四种类型。提出了水稻光温不育机理设想,即水稻光温敏核不育系育性转换是主效不育基因与其位置相近的发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果,微效不育基因可影响两用核不育系的不育起点温度。只有深入研究光温敏型不育系育性的光温组合效应,且获得具体的光温指标,才能更好地指导两系法杂交水稻制种和不育系繁殖。提出了水稻两用核不育系育性光温特性的鉴定方法以及两系法杂交稻种子生产应根据不育系育性温光特性和历史气象资料来合理安排基地和时段。     

应用基因芯片分析短日低温条件下新型粳稻光温敏核质互作不育系育性相关基因

为了解具有三系和两系两套不育机制的新型粳稻光温敏核质互作不育系2310SA分子水平上的育性机理,同时也试图对水稻雄性不育现象做进一步探讨,利用水稻基因芯片,以2310SA及其保持系两系光温敏不育系2310S为材料,在安徽合肥秋季自然短日低温条件下,比较了稳定不育的2310SA和恢复可育的2310S(对照)减数分裂期、单核期、二核期和三核期等4个穗发育时期花药基因表达谱的变化差异。减数分裂期(上调表达基因1938个,下调表达基因1635个)和三核期(上调表达基因2220个,下调表达基因2656个)差异表达基因数目多于单核期(上调表达基因752个,下调表达基因693个)和二核期(上调表达基因1025个,下调表达基因886个),三核期下调表达基因比上调表达基因多,其他3期上调表达基因比下调表达基因多。所有差异表达基因聚类显示,单核期和二核期差异表达基因聚为一类,减数分裂期和三核期差异表达基因独立成为第2类和第3类。筛选出147个在4个穗发育时期都差异表达的基因。这些共有差异表达基因也只有在三核期下调表达基因比上调表达基因多。这些共有差异表达基因,参与了生物合成、刺激反应、光合作用、信号传导、大分子的新陈代谢、运输、转录调节、碳水化合物的代谢、花的发育和细胞死亡等11类生物学过程。所得共有差异表达基因中存在与脂类代谢有关的细胞色素P450家族蛋白和β-环羟化酶,与热激反应有关的热激转录因子、热激蛋白DnaJ家族蛋白及热激蛋白70等相关基因。这些基因与细胞死亡有直接或间接的关系,它们的异常表达可能与不育花粉的形成有关。     

水稻实用光温敏核不育系培矮64S不育性稳定化研究

 在人工气候室的人控光温条件下，通过1997～1999年3年22.0～23.0℃的低温处理，对水稻实用光温敏核不育系培矮64S进行了育性稳定化研究。结果表明：1)在人工气候室的低温条件下，采用“株系(再)鉴定、(再)筛选单株”的方法，对稳定高世代光温敏核不育系培矮64S的不育性是可行的，并筛选出套袋自交结实率和花粉不育度两级水平均已稳定的3个株系9862、103-1和103-2，而且其不育起点温度已降至22.5℃，比原始株系降低了近1℃。2)现有高世代光温敏核不育系培矮64S仍然存在育性的不稳定性，表现在受低温影响后其后代不同株系间花粉不育度和套袋自交结实率存在明显差异，说明对现有高世代光温敏核不育系的育性提纯很有必要。     

Influence of Genetic Drift of Restoring Gene (Rf) on Seed Purity of Yuetai A, a Honglian-Type Cytoplasmic Male Sterile Line in Hybrid Rice

The seed samples of Yuetai A, a Honglian (HL) type cytoplasmic male sterile (CMS) line in hybrid rice were investigated to assess the seed purity and to analyze the cause of off-type plants by imitating the biological contaminant to Yuetai A in Nanjing, Jiangsu Province and Lingshui, Hainan Province during 2004–2006. The seed impurity of Yuetai A mainly resulted from the genetic drift of restoring fertility gene (Rf) after biological contamination but not from its sterility unstability. All of the ten maint...     

Thoughts and Practice on Some Problems about Research and Application of Two-Line Hybrid Rice

The main problems about research and application of two-line hybrid rice were reviewed, including the confusing nomenclature and male sterile lines classification, the unclear characteristics of photoperiod and temperature responses and the unsuitable site selection for male sterile line and hybrid rice seed production. In order to efficiently and accurately use dual-purpose genic male sterile lines, four types, including PTGMS (photo-thermo-sensitive genic male sterile rice), TGMS (thermo-sensitive genic male sterile rice), reverse PTGMS and reverse TGMS, were proposed. A new idea for explaining the mechanism of sterility in dual-purpose hybrid rice was proposed. The transition from sterile to fertile was involved in the cooperative regulation of major-effect sterile genes and photoperiod and/or temperature sensitive ones. The minor-effect genes with accumulative effect on sterility were important factors that affected the critical temperature of sterility transfer. In order to make better use of dual-purpose lines, the characterization of responses to photoperiod and temperature of PTGMS should be made and the identification method for the characterization of photoperiod and temperature responses of PTGMS should also be put forward. The optimal ecological site for seed production could be determined according to the historical climate data and the requirements for the meteorological conditions during the different periods of seed production.     

水稻小粒型两系不育系卓201S的选育与利用

为选育适合机械化制种的水稻不育系,以H155S作母本、C815S与七桂B的F1代为父本进行杂交,通过自然气候条件和人工低温对育性增压选择,经过5a10代的定向培育而育成的稻米品质优、株型理想、不育起点温度低、异交习性好、配合力强的小粒型两系不育系卓201S,2016年通过海南省农作物品种审定委员会审定.通过其与大粒型父本配组,已选育出一批适合父母本混播混收机械化制种的杂交稻组合,其中卓两优581于2018年通过国家审定.