水稻DNA限制性片段长度多态性的初步研究

 应用19个不同的探针／限制性内切酶组合，测定了8个不同基因型水稻间的DNA限制性片段长度多态性(RFLP)。结果表明：RFLP在水稻中普遍存在，同一亚种内的RFLP较少，而在不同亚种间则较大；栽培稻与野生稻间的RFLP较多，而以粳稻和野生稻之间RFLP最多，达58％－68％。用IBM ／PC计算机分析了这些基因型之间的遗传距离，粳稻和籼稻可明显地分成二组，野生稻与籼稻的亲缘大于与粳稻的亲缘。具有广亲和能力的爪哇型品种Ketan Nangka偏向籼型。     

水稻广亲和系的选育

水稻广亲和基因的发现及其遗传研究 ,揭开了籼粳稻亚种间杂种一代半不育现象的遗传本质 ,为利用水稻亚种间杂种优势指明了方向。但是 ,已知的广亲和材料 ,绝大多数为古老的农家品种 ,农艺性状不良 ,如植株太高 ,株叶形披散和生育期很长等 ;不能直接作为选配优良组合的亲本加以利用。因此 ,培育具有优良农艺性状和经济性状、可供实用的水稻广亲和系就显得非常重要 ,这是开展亚种间杂种优势育种的首要任务之一。普通栽培稻有籼稻、粳稻和爪哇稻三个亚种 ,所以亚种间的杂交可分为籼粳交、籼爪交和粳爪交三种形式。初步研究表明 ,水稻杂种优势强弱的程度 ,具有籼粳交 >籼爪交 >粳爪交 >籼籼交 >粳粳交的一般趋势。也就是说 ,亚种间的杂种优势一般要强于品种间的。为了能充分利用各种形式的亚种间杂种优势 ,提高育成强优组合的几率 ,就有必要建立籼、粳、爪三个亚种类型的优良广亲和系。我们在以前工作的基础上 ,近年来开展了水稻广亲和系选育的研究 ,已取得一些进展和结果 ,育成了粳型广亲和系培C3 11,爪哇型广亲和系轮回 4 2 2 ,籼型广亲和系培矮 64以及广亲和光敏核不育系培矮 64S。     

“47”粳的广亲和性研究及杂种优势利用

多年来,育种家们一直致力于籼粳亚种间的杂种优势利用研究。由于亚种间的进化不同而产生的生殖隔离使其F_1的结实率低或近似不育。IKEHASHI·H(1982)研究籼粳不亲和性及由此引起的杂种结实率低的原因,强调“中间型”在克服水稻籼粳杂种低结实的作用,提出了“水稻广亲和现象”。筛选具有广亲和性的品种,成了育种极为重要的工作。1988年发现47粳与籼、粳杂交,F_1结实正常。1990年用广亲和标准测验种对47粳进行鉴定,现将结果报导     

应用RFLP标记研究水稻的广亲和基因

 选用45个分布于10条染色体上的DNA探针，结合4种限制性内切酶，检测了广亲和品种Pecos和测验种南京11、秋光之间DNA限制性片段长度多态性(RFLP)。发现其中15个探针能在Pecos、南京11和秋光之间表现多态性。进一步选用14个表现多态性的探针和色素原基因C分析了三交群体（Pecos／南京11//秋光）中单株结实率的分离。结果表明第6染色体上的RFLP标记RG138、RG64 RG456以及色素原基因C与籼粳杂交亲和性有显著的连锁关系；位于第12染色体上的标记RG81也与三交群体单株结实率显著相关，根据标记与性状的共分离资料，初步绘制了第6染色体上该籼粳杂交亲和性座位的RFLP连锁图。此外。还发现第12染色体上的两个标记RG81和RG323在三交群体中两种基因型的分离比例不符合1∶1。     

栽培稻中间型品种和籼粳交DH株系的亲和性鉴定

以籼、粳标准测验种为母本，对栽培稻一些中间型材料、籼粳交DH株系及籼粳对照品种在内的共95份材料进行杂交亲和性鉴定，结果显示：全部材料的亲和性分化呈连续分布，可分为亲籼(ICV)、亲粳(JCV)、广亲和(WCV)及非亲和(NCV)4种类型；共鉴定到55份广亲和性材料，主要为中间型(18份)和籼粳交DH株系(34份)；亲本具有广亲和性的籼粳交DH株系几乎全部具有广亲和性(占96．2％)，且广亲和性强于对照品种零轮，而亲本不具有广亲和性的籼粳交DH中也能产生广亲和株系(占25．0％～57．1％)，但广亲和性略差。认为水稻广亲和性的产生可能是由籼粳分化决定的，选育中间型广亲和系是广亲和品种选育的主要方向。     

水稻广亲和品种的研究利用

水稻广亲和品种的研究利用,在国内外方兴未艾,本文对国内外水稻广亲和品种材料的筛选,分布和存在,基因的遗传,研究及利用动态进行综述,并将水稻广亲和品种主要材料与籼粳交的结实率列表供参考。一、水稻广亲和现象及其概念 Katol928将栽培水稻划分为籼亚种和粳亚种,1939年,1985年 Terao H Mop-inaga.H等发现印尼和印度的AnS,bulu生态型品种对籼粳都存在一定的亲和力,1967年Heu·M·H发现美国的CPSLO-17     

不同类型籼粳亚种间杂种F1可利用和非可利用杂种优势的评价和利用

 搜集典型籼粳品种、广亲和品种、偏籼或偏粳品系及恢复系并进行杂交。选取25个籼粳亚种间杂种F1，将其划分为5类。以这5类25个组合的生物产量、茎叶重、秆高、出穗期、每穗颖花数、实粒数、结实率等性状为基本资料，分别计算其超亲优势与竞争优势。结果指出：籼粳亚种间杂种F1茎叶重与结实率存在负相关，杂种优势含可利用与非可利用两部分，典型籼粳F1杂种优势是难以利用的，利用广亲和系与偏籼或偏粳恢复系及其派生系或者偏籼广亲和系和偏粳广亲和系配组，实现部分利用亚种间杂种优势，应作为当前亚种间杂种优势利用育种战略的重要措施。     

水稻广亲和性的研究与利用

水稻育种的突破关键是种质资源。进一步提高产量的关键将是籼粳亚种间杂种优势的利用，但结实率低是籼粳亚种间杂交育种的障碍之一，近年来利用广亲和品种是一个有效途径。本文对广东和遗传特性作了解释，评介了广亲和品种的筛选与选育方法，特别是就本院选育的广亲和中粳品系０２４２８的利用与研究作了详细论述。     

利用微卫星标记分析浙江省近年来主要水稻品种的遗传多样性

 利用12个DNA微卫星标记分析了浙江省近年来主要的44个常规水稻品种和54个杂交水稻组合,共检测到等位基因68个,每个标记2~10个;带型数共127种,每个标记3~18种;平均多态性频率0.752,变幅为0.567~0905。常规品种和杂交组合均表现为亚种间遗传差异明显、亚种内遗传差异较小,籼型遗传多样性高于粳型。平均遗传相似系数,常规品种籼型为0.672,粳型为0.711,籼粳间为0.103,杂交组合籼型为0.636,粳型为0.669,籼粳间为0.343。聚类分析显示,以遗传相似系数0.618为阈值将常规品种分成6类,以0.601为阈值将杂交组合分成7类,且多数同类型品种或组合聚为同一类。     

4份籼粳中间型广亲和恢复系的生物学特性及其杂种优势利用

 通过籼粳杂交、广亲和特性鉴定以及育性恢复能力测定等手段,选育出CH58、CH59、C18和C84四个籼粳中间型广亲和恢复系。生物学特性研究结果表明,CH58、CH59、C18和C84的程氏指数分别为11、13、13和15,其中CH58、CH59和C18的籼粳属性为偏籼,C84为偏粳。广亲和特性鉴定和育性恢复能力测定结果表明,四个恢复系具有良好的广亲和性,且都能恢复滇型、BT型、矮败型等粳稻不育系以及野败型、印水型等籼稻不育系的育性,恢复谱广。花时特性研究表明,籼粳中间型广亲和恢复系的开花高峰要明显早于粳稻不育系春江16A。粳不籼恢亚种间杂交稻在单株产量、每穗粒数、二次枝梗数、株高、一次枝梗数和剑叶宽等性状上表现出明显的中亲优势和竞争优势。利用CH58等四个籼粳中间型广亲和恢复系与粳稻不育系配组,已选育出春优58、春优658、春优59、春优618等粳不籼恢亚种间杂交稻,已通过国家、浙江省等品种审定。CH58等四个籼粳中间型广亲和恢复系广亲和性好,恢复谱广,在三系法籼粳亚种间杂种优势利用中具有良好的应用前景。     

水稻亚种间杂种优势利用中广亲和性的研究

从1986年始对水稻广亲和性的资源筛选,亲和谱,遗传和利用进行了研究。试验结果表明：1）在籼粳杂种后代材料及美国稻品种中存在较丰富的广亲和品种,如T984,嘉40,Pecos和L201等均表现有良好的亲和性。2）各广亲和品种亲和谱存在明显的差异。T984,中国91,热研1号和嘉40的亲和谱较宽;而Dourada Percos和中作180的亲和谱较窄,即所谓的特写亲和性品种。3）广亲和品种的亲和性遗传亦有不同的表现。热研1号的广亲和性（以南京11和76-27bB作为籼粳测验种）受一对S_n⁵基因控制,其位于第6染色体山,与色素原基因C的交换值为4.71%;Pecos和L201的广亲和性（以南京11和秋光为测验种）除受色素原基因C连锁的主效基因控制外,还存在微效基因的修饰;T984的广亲和性（以辐8-1和秋光为测验种）与色素原基因C相互独立。此外,广亲和品种/粳型测验种的F2植株的亲和性强弱与相应的F3株系的平均结实率高低存在一定的关系。     

水稻亚种间杂种优势利用中广亲和性的研究

 从1986年始对水稻广亲和性的资源筛选，亲和谱，遗传和利用进行了研究。试验结果表明：1）在籼粳杂种后代材料及美国稻品种中存在较丰富的广亲和品种，如T984，嘉40，Pecos和L201等均表现有良好的亲和性。2）各广亲和品种亲和谱存在明显的差异。T984，中国91，热研1号和嘉40的亲和谱较宽；而Dourada Percos和中作180的亲和谱较窄，即所谓的特写亲和性品种。3）广亲和品种的亲和性遗传亦有不同的表现。热研1号的广亲和性（以南京11和76-27bB作为籼粳测验种）受一对S_n⁵基因控制，其位于第6染色体山，与色素原基因C的交换值为4.71%；Pecos和L201的广亲和性（以南京11和秋光为测验种）除受色素原基因C连锁的主效基因控制外，还存在微效基因的修饰；T984的广亲和性（以辐8-1和秋光为测验种）与色素原基因C相互独立。此外，广亲和品种/粳型测验种的F2植株的亲和性强弱与相应的F3株系的平均结实率高低存在一定的关系。     

水稻粳型亲籼系亲和性的测定

通过研究建立了粳型亲籼系的检测方法和鉴定标准,以6个籼型和6个粳型品种作为亲和性测验种,凡与籼型测验种杂交F1的平均花粉育性达85%以上,且平均小穗育性达80%以上者,为亲籼系。利用测验种对10个待测粳型亲籼系的亲和性进行了测定,结果表明, G2416-3、G2417-2-1、G2605和G3004-4与籼型测验种的亲和性高,达到或基本达到亲籼性的标准,其中G2416-3和G2417-2-1与粳型测验种的亲和性低,为特异亲籼系,G2605和G3004-4与粳型测验种的亲和性高,为广亲和系。     

水稻亚种间的亲和性研究

对160个亚种间F_1结实率的分析表明,籼稻 IR58和二九丰、粳稻秀水117和T8340具有较好的亚种间亲和性。43个粳稻品种分别与 IR58和二九丰测交,其成对 F_1的结实率随粳稻品种不同而出现 IR58/粳高于二九丰/粳、二九丰/粳高于 IR58/粳或两者相似的情形,其最大差值可达72.6个百分点。10个籼稻品种分别与秀水117和 T8340杂交,其F_1结实率均以秀水117/籼较高,成对F_1结实率的最大差值可达39.6个百分点。这表明不存在对亚种间品种均表现亲和性的“广亲和”品种,亲和性的广与狭只是相对的,既有一般亲和性,又有特殊亲和性。本研究发现4个受测品种的亲和性与色素基因之间不存在连锁或相关关系。     

我国常规稻主栽品种的遗传变异分析

 采用40个SSR标记,分析了329份我国近50年来常规稻主栽品种的遗传变异。结果显示,39个SSR标记具有多态性,在多态性位点共检测到223个等位基因,每个位点2～11个,平均57个;平均Nei基因多样性指数（He）为0632。籼粳亚种间的SSR变异差异明显,籼稻平均等位基因数（Na）和Nei基因多样性指数（Na = 54,He = 0440）均高于粳稻品种（Na = 44,He = 0397）。Nei遗传相似系数表明总体样本具有较小的遗传相似度（I = 0366）,而骨干亲本具有较高的遗传相似度（籼:I = 0590;粳:I = 0590）。这导致了籼粳亚种内较高的遗传一致性（籼:I = 0558;粳:I = 0600）。早、中、晚稻各类型遗传相似度差异明显,晚籼和早粳类型具有较高的遗传变异。籼粳稻品种尤其是粳稻的聚类结果显示出较强的季节型和地域特征。这些均提示育种家应选择更广泛的亲本源以拓宽选育品种的遗传基础。     

Genetic Characterization of Indigenous Rice Varieties in Eastern Himalayan Region of Northeast India

The eastern Himalayan region of Northeast （NE） India is home to a large number of indigenous rice varieties, which are traditionally classified as Oryza sativa subspecies indica, japonica or intermediate types. The classification based on traditional Cheng’s index is often inconclusive due to phenotypic plasticity of morphological characters, which are influenced by environmental conditions. We used molecular markers specific for indica and japonica subspecies to assess the degree of genetic relatedness of indigenous rice varieties in NE India. The results revealed that majority of upland （jum） and glutinous rice varieties, traditionally considered as japonica, were genetically close to the subspecies indica. All varieties of boro ecotype were found to be indica type, and only a few varieties cultivated in lowland and upland areas were japonica type. Some of the lowland varieties of the sali ecotype were intermediate between indica and japonica, and they showed a closer genetic affinity to O. rufipogon.     

利用系谱分析探讨水稻广亲和性的遗传

 就水稻恢复系T984及其7个系谱亲本C57、京引35、300号、 科情3号、IR26、IR24和IR8的亲和性进行了测定分析。结果表明受测的7个系谱亲本均不具有广亲和性，而T984却具有广亲和性，其与南京11、秋光和早沙粳测交F1的结实率分别为72.84%、74.42%和67.24%。从而证实了非广亲和性的籼粳亚种间杂种后代也可产生广亲和的品种．     

水稻显性半矮秆突变体及其衍生系的广亲和性鉴定

分别以水稻显性半矮秆突变体Y98149及其衍生系D3、D4、D5与4个籼稻和4个粳稻品种测交进行广亲和性鉴定。结果表明,D5与标准籼稻测验种(IR36、南京11号)测交F1结实率均值为78.7%,与标准粳稻测验种(巴利拉、秋光)测交F1结实率均值为77.9%,具有较好的广亲和性;且D5与籼、粳品系测交在产量性状上均表现出较强的杂种优势,而株高较矮,具有负向超亲优势。     

水稻广亲和恢复系的选育及其途径探讨

对几个基本育成的广亲和恢复系的广亲和性和恢复力进行了验证；总结出广亲和恢复系可通过广亲和系／恢复系（粳或籼）的途径育成的结论；同时，还对广亲和恢复系在亚种间杂种优势利用中的有关问题作了讨论。