寒地粳稻耐冷害育种概述

冷害是寒地粳稻生产极其重要的限制因素。培养耐冷害品种,是防御低温冷害的根本手段。从耐冷水稻资源的挖掘、水稻耐冷性基因定位、相关基因的转基因工程及耐冷性遗传等方面综述耐冷害育种的相关进展,为耐冷害育种奠定基础。     

水稻耐冷基因研究进展

冷害是水稻减产的主要原因之一,也是全世界普遍关注的问题。从水稻耐冷相关基因的定位和克隆角度对水稻耐冷性研究做了阐述,并对今后水稻耐冷研究和育种工作提出了应该重视对地下部根系耐冷性的评价;培育耐冷品种;寻找到各种环境下出现儿率较高和较稳定的QTLs,以供水稻耐冷性分子标记辅助选择等建议。     

水稻苗期耐冷性研究进展

低温冷害严重威胁水稻生产,加快水稻耐冷性状的改良、选育耐冷品种对促进水稻高产、稳产具有重要的意义。概述了水稻苗期冷害的鉴定方法与评价指标、苗期耐冷QTL定位、苗期耐冷相关基因克隆和低温胁迫的信号转导等方面的研究进展,并对今后水稻耐冷性研究提出了建议和展望。     

水稻低温冷害研究进展

低温冷害是影响水稻生长发育的自然灾害因素之一,研究低温对水稻生长发育的影响机理,对提高水稻耐冷性具有重要意义。从水稻低温冷害类型、耐冷性鉴定方法、低温冷害的生理机理方面进行了综述,提出了几点防御措施,以期为耐冷性水稻育种与高产栽培提供参考。     

水稻冷胁迫响应基因OsSADMC功能标记的开发和利用

通过对95份水稻种质资源进行苗期耐冷性鉴定,筛选出10份苗期耐冷(存活率≥60%)和9份冷敏感的材料(存活率为零),并对水稻冷胁迫响应基因OsSADMC进行了表达分析,发现对照和冷胁迫处理条件下该基因在耐冷品种中的表达量都显著高于冷敏感品种。对耐冷材料丽江新团黑谷(LTH)和冷敏感材料IR29的基因编码区域进行了克隆和测序分析,在两个品种间鉴定了10个SNP位点,其中第749碱基处存在的一个碱基变异(C突变为T),从而使丝氨酸变为亮氨酸。根据其中一个SNP位点设计了OsSADMC的功能标记SADMC-CAPS1,该标记可以准确地鉴定出19份耐冷性不同水稻种质资源OsSADMC的基因型和耐冷性。     

水稻开花期的冷害研究

水稻如在减数分裂期和开花期遇几天冷温(<15℃和≤20℃),便会产生“障碍型冷害”,严重影响水稻受精结实。由于我国长江以南的秋季“寒露风”冷害对晚稻生产威胁很大,因此,研究水稻开花期的冷害机理,找寻简易可行的耐冷性鉴定指标,以提高选育耐冷     

粳稻02428×02428c重组自交系孕穗期耐冷性QTL分析

 利用孕穗期弱耐冷性品种02428和强耐冷性品种02428c构建了一个包含336个株系的F5：6重组自交系群体。采用自然低温冷害鉴定法,以实粒数、秕粒数、总粒数和结实率作为孕穗期耐冷性状的表型值,用486对SSR标记初步构建分子连锁图谱,对孕穗期耐冷性进行QTL定位。结果表明,标记RM6092、RM6702、RM5954、RM1095、RM1183、RM7643及RM3411与孕穗期耐冷性状连锁;利用QTLMapper 1.6软件检测到位于第1染色体上的3个耐冷性QTL位点。     

水稻耐冷育种研究进展

从水稻耐冷资源的挖掘利用、耐冷相关基因的定位以及水稻耐冷育种等几个方面对水稻耐冷性研究作了阐述。     

吉林省中晚熟水稻品种耐冷性鉴定结果与分析

低温冷害是造成水稻减产的重要因素。通过测定不同温度下21个水稻品种丙二醛(MDA)含量、叶绿体色素含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性等生理生化指标的变化,筛选出耐冷性强的品种,为吉林省耐冷水稻品种选育提供理论依据和生产实践支撑。经低温处理后,所有供试水稻品种MDA含量均明显增加;多数品种(品系)叶绿体色素均有增加的趋势,但不显著,表明水稻幼苗叶绿体色素在低温逆境胁迫下并没有发生显著损伤;测定了6个品种经低温处理后的抗坏血酸过氧化物酶(APX)与谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,活性均显著增加,表明这2种酶对水稻耐冷性起重要作用。MDA与叶绿体色素、APX及GPX之间的相关性未达到显著水平,需要进一步研究。经鉴定,宏科67、通禾16-8037、通科27、宏科87和辉粳7等5个品种耐冷性较强,可作为耐冷育种的亲本;吉玉粳、铁19、廪实698、吉粳507和秋田小町等5个品种耐冷性较弱。     

水稻生长后期耐冷性研究综述

水稻生长后期低温冷害一直是亚寒带、热带及亚热带高海拔地区的主要危害之一。本文简要阐述了水稻生长后期耐冷性的评价方法,低温冷害时生物膜的结构与功能、叶绿素含量及其酶活性的变化,水稻耐冷性的遗传机理和性状相关关系,并提出了水稻耐冷性研究的展望。     

云南地方稻核心种质孕穗期耐冷性及其地理分布

 以云南16个地州和5个稻作区为单位，对477份云南稻种核心种质进行了耐冷性鉴定及其地理分布研究。结果表明：（1）低温条件下花药长与结实率呈极显著正相关（0.588[sup]**[/sup]），温室条件下两者关系不大（0.080）。（2）低温条件下不同稻作区云南稻种核心种质孕穗期耐冷性差异较大，滇西北高寒粳稻区的稻种核心种质孕穗期耐冷性最强，南部边缘水陆稻区最弱。而温室条件下基本未受到冷害，结实率接近或超过70%。因此，耐冷育种目标和品种因稻区而异。（3）低温条件下不同地州云南稻种核心种质孕穗期耐冷性差异十分明显，而温室条件下基本未受到冷害，结实率均大于65%。根据稻种核心种质的结实率降低率及其地州间的自然气候差异，可将16个地州划分为重冷害区、冷害区和轻冷害区。（4）不同稻作区或不同地州间云南稻种核心种质孕穗期耐冷性的差异，进一步揭示了由海拔和纬度差异引起的温度变化不仅是籼粳分化的主导因子,也是造成籼粳两个亚种六大生态群之间差异和云南稻种遗传多样性大的根本原因，同时也是耐冷基因形成的关键因素，孕穗期耐冷性是云南地方稻种与地州或稻作区低温长期协同进化的结果。     

籼粳稻区云南稻种耐冷性状遗传变异研究

 用5个不同耐冷级别品种按1/2p（p-1）配制15个组合及其亲本在籼稻区（F1）、籼粳交错区（F2）和温凉粳稻区（F1、F2、F3）进行云南稻种颖壳、花药大小和结实率的遗传变异研究,结果表明：（1）耐冷稻种在冷害条件下颖壳变窄、花药大小相对稳定、结实率较高,花药长缩短与结实率呈负相关或极显著负相关; 极弱耐冷品种十和田则呈极显著正相关(0.924**)。（2）极强耐冷的昆明小白谷、丽粳2号耐冷性状的GCA较高,用它们作耐冷基因供体、十和田作轮回亲本已获得一批耐冷性近等基因系。（3）不同世代同一稻区和同世代不同稻区的耐冷性状及SCA在不同稻区存在明显差异。（4）籼粳杂种后代在温凉粳稻区粳型性状变异同时伴随着耐冷基因的累积;而在籼粳交错区和籼稻区则有利于籼型性状的遗传进化。     

云南稻核心种质孕穗期耐冷性状间的相关性与生态差异

以548份云南地方稻核心种质为材料在昆明自然低温平均18℃(冷害)和温室23℃条件下进行了孕穗期耐冷性状间的相关性及其生态差异分析。 冷害条件下云南稻核心种质形态性状均与孕穗期耐冷性有关,耐冷指标性状每穗实粒数、穗颈长、每穗秕粒数、穗下节长、花药长及其体积、1~2节长与结实率呈较高的(≥0.549**)极显著(n=548, R0.01=0112**)相关;相反,温室条件下仅有每穗实粒数、秕粒数与结实率相关系数较高。 冷害条件下云南稻核心种质的每穗实粒数、花药体积、穗下节长、穗颈长与结实率大小在5个稻作区间的变化规律呈现一致性,这种差异既与株高、穗下节长、穗颈长和1~2节长等耐冷性状有关,又与地州或稻区间的气候和生态差异相联系;而温室条件下云南稻核心种质耐冷性状5个稻作区间差异不大,地州间结实率差异是每穗实粒数和秕粒数差异所致,而与耐冷性状关系不大。     

东北粳稻分蘖期耐冷性鉴定及SSR标记关联分析

 以140份东北粳稻品种（系）为材料进行分蘖期耐冷鉴定,用84个SSR标记对耐冷性差异较大的96份材料进行基于SSR标记的关联分析。结果表明,供试材料强耐冷品种（系）占20%,中间型（系）占30.71%,不耐冷品种（系）占49.28%;分蘖期耐冷性与结实率和单株穗重呈极显著正相关,与生育期呈极显著负相关;关联分析得到18个位点与分蘖期耐冷性关联,其中标记RM214,RM445,RM506,RM106,RM215,RM182,RM270和RM229与前人研究获得的水稻耐冷性QTL定位结果吻合。这些标记可作为东北粳稻耐冷性资源筛选重点选择的标记。 还通过优异等位基因的挖掘,得到一系列的优异等位变异及载体材料。     

几种杂交水稻及其亲本三系幼苗抗冷特性的比较

根据杂交水稻抗冷性选育种的需要,我们研究了低温对五个杂交水稻组合的影响从低温对幼苗根系电解质泄漏,黄化幼苗转绿和幼苗存活率的影响来看:根系外渗液的相对电导率增加,叶绿素合成能力的降低与幼苗存活率具有一致性,其抗冷顺序为粳稻型的秀优57>籼稻型的青优早>汕优63、汕优64和成优64。杂交水稻F_1的抗冷性与母本近似,与父本关系不大,保持系的抗冷性相似于不育系。本文对该结果在杂交水稻抗冷性选育中的意义进行了讨论。     

几种杂交水稻及其亲本三系幼苗抗冷特性的比较

 根据杂交水稻抗冷性选育种的需要，我们研究了低温对五个杂交水稻组合的影响。从低温对幼苗根系电解质泄漏，黄化幼苗转绿和幼苗存活率的影响来看：根系外渗液的相对电导率增加，叶绿素合成能力的降低与幼苗存活率具有一致性，其抗冷顺序为粳稻型的秀优57>籼稻型的青优早>汕优63、汕优64和威优64。杂交水稻Fl的抗冷性与母本近似．与父本关系不大。保持系的抗冷性相似于不育系。本文对该结果在杂交水稻抗冷性选育中的意义进行了讨论。     

水稻耐冷性遗传及基因定位研究概况与展望

综述了水稻低温发芽力,幼苗期、孕穗期和开花期耐冷性等遗传研究概况和近年来在水稻耐冷性数量性状基因定位(QTLs)研究方面所取得的进展,并展望了今后的水稻耐冷性研究方向。     

杂交晚稻新组合及其恢复系耐冷性生理生化指标分析

以威优６４及其恢复系测６４－７为对照，对６个杂交晚稻新组合及其恢复系乳熟期受低温冷害后叶绿素含量等７项耐冷性生理生化指标进行了测定分析。结果表明，６个新组合及其恢复系耐冷性较对照均有不同程度的增强，且杂种的耐冷性与恢复系呈显著的正相关。同时，结合田间耐冷性的观察和生理生化指标的分析，确定了叶绿素含量等几个可作为水稻后期耐冷性鉴定的指标。     

东方市腰果寒害影响因素分析

2008年1～2月海南省遭遇罕见的低温阴雨天气,对腰果造成严重寒害。本文调查东方市腰果寒害情况,分析其影响因素。结果表明,东方市腰果受寒害严重,新龙镇三个果园的腰果花穗全部受寒害干枯,板桥镇果园的腰果花朵被冻死干枯,部分腰果植株被冻死干枯遥腰果植株受寒害程度与腰果品系、果园管理水平、温度以及施肥等因素有关。种植腰果无性系、加强果园管理以及合理施肥都有助于提高腰果植株的耐寒力。在正交设计的9个施肥处理中,以N3P3K2处理[N800g/(a窑株),P2O5300g/(a窑株),K2O300g/(a窑株)]的干枯植株比例最低。     

水稻生长早期耐冷性QTL分析

 以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2：3代200个家系为作图群体，构建分子连锁图谱，并进行了F3代家系的生长早期耐冷性鉴定和QTL分析。结果表明，幼苗期耐冷性、分蘖期耐冷性和低温下幼苗生长能力等生长早期耐冷性在F3代表现为近似正态的连续分布，是由多基因控制的数量性状。在第1、5、9染色体上分别检测到与幼苗期耐冷性相关的QTL各1个，其中qCTS1对表型变异的解释率最大，达15.5%；在第2、3、7、9、11染色体上分别检测到与分蘖期耐冷性相关的QTL各1个，而每个QTL对表型变异的解释率均较低；在第1、2、11、12染色体上分别检测到与低温下幼苗生长能力相关的QTL各1个，其中qGAS2和qGAS12对表型变异的解释率分别为26.6%和42.9%，是主效基因。