两系杂交籼稻糙米镉积累特性研究

通过对3个两系不育系和12个恢复系不完全双列杂交所配制的36个组合在镉污染土壤环境下进行糙米镉积累特性研究,结果表明,湘钰668S为一个具有稻米镉低积累配合力的早籼两系不育系,华611为一个具有稻米镉低积累配合力的早稻两系恢复系。在所有参试组合中,湘钰668S/华611稻米镉含量最低,在土壤镉含量为0.65和0.78 mg/kg的2种条件下,其糙米镉含量都稳定低于0.2 mg/kg,是一个稳定的镉低积累组合。     

水稻籽粒镉和砷含量的遗传效应分析

选取4个不育系、6个恢复系进行不完全双列杂交,研究了水稻籽粒中重金属Q(Cd)和砷(As)含量的遗传效应.结果表明:不同基因型水稻的糙米Cd和As含量存在显著的差异;不育系和恢复系Cd含量的一般配合力效应及二者的特殊配合力效应均达极显著水平,说明选育籽粒低Cd含量的组合,双亲的遗传改良和组合的评价筛选都很重要;不育系和恢复系As含量的一般配合力效应不显著,而特殊配合力效应达极显著水平,说明低As含量组合的选育关键在于组合的评价筛选;培育Cd低吸收的杂交稻组合,不育系遗传改良的效果最好,恢复系改良和组合评价筛选的效果相对较差.     

基于MAGIC群体的水稻镉含量全基因组关联分析

【目的】基于水稻MAGIC-Hei(Multi-parent advanced generation inter-cross)群体,在多环境下挖掘镉含量相关新位点/基因,并筛选含有低镉等位基因的优良株系,为选育低镉积累品种提供新的基因和种质资源。【方法】将由8个亲本衍生的MAGIC群体分别于2017、2018、2019和2020年度种植于湖南长沙并开展稻米镉含量表型测试分析。利用GBS(genotyping by sequencing)简化基因组测序获得基因型数据,对稻米镉含量开展全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS),发掘QTL位点,解析其遗传机制。【结果】检测到了14个镉积累相关的QTL位点,除了第8染色体之外,其他11条染色体上均有分布。其中6个位点与已报道基因一致,8个为新发现位点。另外,这8个位点分布在第2、4、7、9和12染色体上,均可以在两个及以上环境中检测到,效应较为稳定,可用于下一步精细定位及功能研究。结合基因注释和基因表达分析结果,推测LOC_Os02g37160、LOC_Os02g49560、LOC_Os04g39010和LOC_Os06g46310为镉含量相关位点候选基因,这些基因与重金属转运和积累等功能相关。另外,我们筛选到10个携带有利等位基因的优良株系,可用于低镉积累水稻材料的创制。【结论】发掘了8个水稻镉积累相关性状的QTL位点和低镉优异材料,对于镉积累相关遗传研究和利用分子标记辅助选育低镉积累品种具有一定意义。     

两系杂交水稻千粒重的遗传研究

对8个籼型光温敏不育系母本与30个恢复系品种父本配制所获得的74个两系杂交水稻千粒重性状配合力遗传进行了分析。结果表明:(1)两系法杂交水稻杂种F1谷粒千粒重与父本(恢复系)、母本(不育系)和双亲的平均谷粒千粒重均呈显著正相关,相关系数分别为0.4308、0.3523和0.5656。(2)6×6不完全双列杂交法配合力分析结果表明,两系杂交水稻千粒重性状的表现在组合间差异达极显著水平。父、母本的一般配合力效应和组合的特殊配合力效应均达显著差异;在籽粒千粒重表现中,一般配合力方差和特殊配合力方差分别占整个基因型方差的93.98%和6.02%,说明一般配合力对籽粒千粒重的作用远大于特殊配合力;在其双亲的一般配合力作用中,母本对籽粒千粒重的作用大于父本。(3)两系杂交水稻千粒重性状遗传的广义遗传率为99.40%,狭义遗传率为93.41%,说明千粒重性状的遗传以基因的加性效应为主。     

OsNRAMP5基因突变低镉型臻两优8612的试验示范及关键栽培技术

在利用重离子诱变结合M₁TDS技术,培育出低镉型臻两优8612(国家镉低积累品种区试中的名称为“莲两优1号”,以下简称“莲两优1号”)基础上,2021—2022年进行多点试验。结果表明：莲两优1号具有稳定的镉低积累特性,在轻中度镉污染大田种植,稻米镉(Cd)不超标;锰(Mn)的吸收下降对其生长和产量没有明显影响;当土壤有效磷(P)极端缺乏时,莲两优1号在黄熟期开始出现叶尖落色变化,但其产量与对照差异不大。基于研究结果提出,推广OsNRAMP5基因突变型镉低积累水稻品种,首先要进行测土分析,选择轻中度镉污染大田(土壤总Cd含量≤1.5 mg/kg)种植;在水稻生长中后期,特别是对有效磷严重缺乏的田块,应结合病虫害防治喷施磷酸二氢钾,以促进壮籽增产;除种子公司提供高纯度种子和大田生产要注意田间除杂外,即便是镉低积累常规稻品种,也不建议农户自留种,以免因种子纯度问题造成稻谷Cd超标。     

杂交稻淀粉RVA谱特征值的配合力及杂种优势研究

以6个籼型三系杂交稻不育系和5个恢复系按不完全双列杂交配制的30个杂交稻组合及其亲本为材料,对其淀粉RVA谱特征值进行了测定和分析。结果表明:淀粉RVA谱特征值在各组合间均存在极显著遗传差异,其加性效应和非加性效应对杂交稻淀粉RVA谱特征值均存在极显著的影响,并以加性效应为主;杂交稻亲本RVA谱特征值一般配合力(GCA)效应高的,其后代特殊配合力(SCA)效应不一定高;杂交稻母本RVA谱特征值GCA方差在总的基因型方差中所占比重远远大于父本和组合SCA方差,表明杂交稻淀粉RVA谱特征值主要受不育系的影响;杂交稻淀粉RVA谱特征值的竞争优势与母本的GCA极显著正相关,且决定系数较高,表明杂交稻母本的一般配合力高,其所配杂交稻组合的竞争优势也强;杂交稻淀粉RVA谱特征值的峰值黏度存在明显的超高亲优势;糊化开始温度存在超低亲优势;其他性状存在中亲优势。     

马铃薯品种块茎性状的遗传分析

对Mira等 10个马铃薯品种的 2 2个杂交组合无性一代的块茎产量等 8个块茎性状的群体遗传参数和配合力效应进行了试验研究 ,结果表明 :淀粉含量的遗传受母本加性效应和亲本间非加性效应控制 ;单个块茎重的遗传受父本加性效应的控制 ;皮色、结薯数和块茎产量的遗传受非加性效应控制 ;薯形、肉色和块茎外观的加性和非加性效应同等重要。两个亲本 (至少有一个 )的一般配合力高的杂交组合后代的群体表现优于双亲具有一般配合力平均值的杂交组合 ;而双亲具有一般配合力平均值的杂交组合的群体表现优于双亲一般配合力都很低的杂交组合。根据一般配合力选择亲本配制大量杂交组合 ,并从中筛选优良单株和优良TPS组合的方法非常适合于马铃薯育种     

稻田镉污染VIP+n修复技术模式大面积示范效果

2016年在衡东县三才村进行了稻田镉污染VIP+n修复技术模式标准化大面积示范和对比试验。结果表明:VIP+n技术能降低稻米镉含量,早稻稻米合格率94.0%,晚稻稻米合格率70.0%。比对试验中,VIP+n技术模式效果最显著,早、晚稻米镉含量分别降低0.330、0.191 mg/kg,降低92.4%和72.1%。在大面积示范中,施用生石灰和土壤调理剂降低稻田土壤有效态镉含量不明显,但比对试验中可降低稻田土壤有效态镉含量27.3%,并提高土壤p H值11.0%~12.5.0%。因此,中、轻度镉污染稻田采用VIP+n修复技术,可有效降低稻米镉含量。     

江华县重金属镉污染农田控制技术初探

试验于2018年在江华县桥头铺镇下蒋村进行,早稻以低镉品种株两优819、株两优189及当地主栽品种株两优08为供试材料,晚稻以低镉品种金优59、湘晚籼12号和当地主栽品种五优103为供试材料,研究不同降镉技术对重金属镉污染农田稻米镉含量的控制效果。结果表明:种植低镉水稻品种可以降低稻米镉含量,成本较低;采用“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰”处理、“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰+土壤钝化剂/叶面阻隔剂”处理可以明显降低稻米镉含量50%~80%。说明“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰”控制技术能够有效降低稻米中镉的含量。     

小黑麦花药培养力的遗传模式分析

为探讨小黑麦花药培养特性的遗传特点和规律,以2个高花药培养特性和4个低花药培养特性的小黑麦为材料,用不完全双列杂交法对小黑麦花药培养力进行基因差异及配合力分析.结果表明,花药愈伤组织诱导率和绿苗分化率的基因型差异均达极显著水平,一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)都是相互独立的.对于花药愈伤组织诱导率而言,其父本和母本的GCA及父本×母本的SCA方差均达显著或极显著水平,该性状的遗传差异既包括加性效应,也包括显性效应,但加性效应更为重要;对其绿苗分化而言,父本×母本的SCA方差达极显著水平,而父本和母本的GCA均不显著,该性状的遗传差异除包括加性和显性效应外,还包括上位性效应,但以非加性效应更为重要.因而对小黑麦花药培养力而言,在GCA效应高的基础上选配SCA高的组合,通过杂交可以选育出花药培养力高的基因型.     

不同组配方式下大豆异黄酮含量的遗传分析

选用野生大豆、栽培大豆及种间高世代材料按异黄酮含量不同配制杂交组合,对亲本和后代大豆籽粒异黄酮含量进行遗传分析.结果表明:大豆母本配合力F值均达到显著水平,将方差分解成母本组P1(高、中、低)和父本组P2(高、中、低)亲本的一般配合力及特殊配合力方差并进行F测验后发现,母本组一般配合力方差F测验达到了显著水平,表明杂交...     

湖北省早稻主栽品种中镉含量差异性研究

为了解湖北省早稻镉污染情况,以湖北省主要种植的31个早稻品种(包括19个常规稻,9个三系杂交稻,3个两系杂交稻)为研究对象,通过对839份稻米样品的镉含量进行检测,分析不同早稻品种镉含量的差异性。结果表明,湖北省早稻镉超标率为6.3%,低于全国平均水平;常规稻的镉含量明显高于杂交稻(P=0.031);湖北省种植面积较大的早稻品种是两优287、金优402和鄂早18,金优402对应样品镉超标率为1.2%,其余2个品种超标率分别为4.0%和6.5%。     

新型改良剂“良田宝”对土壤有效镉及稻米镉含量的影响

为探明新型改良剂"良田宝"的降镉效果,明确其适宜用量,以湖南省岳阳市湘阴县镉污染水稻土进行盆栽试验,研究其对土壤有效镉含量与水稻镉积累的影响。结果表明:添加改良剂"良田宝"可以显著降低土壤有效Cd含量及水稻地上部Cd含量,较CK最高降幅分别为27.33%和78.26%。"良田宝"不同施用量对糙米Cd含量影响不同,施用0.6、1.2、1.5 g/kg土,其米镉含量分别比CK降低50.0%、33.3%、16.7%;施用0.3、0.9 g/kg土,其米镉含量分别比CK提高了150%、50%,但各处理糙米Cd含量均低于食品安全国家标准中的限量值(0.2 mg/kg)。施用适量土壤改良剂能有效促进水稻干物质的积累,当改良剂施用量超过一定范围时水稻各部分生物量反而降低。考虑水稻产量、稻米镉含量和土壤修复效果,潮泥田镉污染土壤上施用"良田宝"1.2 g/kg土左右为宜。     

富铁玉米自交系的筛选及配合力研究

以30个玉米自交系以及从中随机抽取的16个自交系按Griffing方法4组配的120个杂交组合为供试材料,在春、夏播中对玉米子粒铁含量、铁含量的配合力进行了分析。结果表明:①供试玉米自交系铁含量变幅为14.98～26.83mg/kg,春、夏播杂交组合铁含量变幅分别为12.39～24.43mg/kg和14.18～27.25mg/kg;②铁含量除受遗传控制外,还明显受播期、基因型与播期互作的影响;③铁含量的GCA(一般配合力)、SCA(特殊配合力)、播期、GCA与播期互作、SCA与播期互作均达到显著或极显著水平;④多数铁含量SCA效应值较高的组合,至少有一个亲本的GCA效应值较高,但也有部分铁含量SCA效应值较高的组合,其双亲的GCA效应值却较低,表明在选育杂交组合时,应在选择铁性状GCA较高亲本基础上,通过广泛测交加强SCA选择;⑤亲本铁含量的表型值与GCA效应呈极显著正相关,相关系数r=0.70,在一定程度上可通过亲本铁含量表型值的水平来预测亲本GCA效应值的高低。     

“作物镉污染防控技术研讨会”在长沙召开

镉（Cd）,一种生物蓄积性强、毒性持久、具有“三致”作用的剧毒元素。摄入过量的镉对人体的危害极其严重。许多研究表明,我国部分地区的稻米镉含量超标（02 mg／kg）。如何消减稻米中镉的积累,现已成为保障粮食质量安全的一项首要科学任务。〈br〉 2014年3月3日,湖南省作物学会组织相关领域的专家在湖南农业大学召开了“水稻镉污染防控技术研讨会”,来自全省的20多位专家教授出席会议。会上代表们讨论了辐污染防控技术,如阻断污染源、低镉型水稻品种的筛选与培育、降低土壤中镉的有效性、采用农艺措施调控水稻植株对镉的吸收与在籽粒中的积累等。代表们认为镉污染治理是一项世界性难题,需摸清其影响机理,采用协同研究攻关,做好长期探索的规划。     

硫对水稻镉吸收的影响机理

随着工农业生产的高速发展和环境污染问题的凸显,耕地土壤环境质量和农产品安全质量已成为人们关注的焦点。南方稻作区农田土壤镉污染导致稻米镉超标的问题,严重影响了该区域水稻产业的发展,对人们的身体健康亦造成一定的威胁。研究和调控水稻镉(Cd)的吸收过程,探究控制和减少水稻镉吸收和转运的技术与方法,对保证我国粮食安全具有十分重要的意义。通过总结国内外有关文献,系统阐述了硫对水稻镉吸收的影响及其机理,并展望未来主要的研究方向。     

利用功能基因标记分析杂交稻亲本宜香1A的特性

宜香1A是由四川省宜宾市农业科学院选育的高配合力、优质D型胞质不育系,已组配50个杂交稻组合79次通过国家和省级审定。本研究利用与功能基因紧密连锁的分子标记分析了宜香1A及其部分杂交组合父本的特性和遗传多样性。结果表明,宜香1A在产量功能基因位点遗传多样性程度高,进一步研究与杂种优势相关分析表明,并非遗传差异越大杂种优势越大,还应看产量功能基因的遗传效应、贡献率、功能特性等。抗性分子标记分析表明,抗性基因在宦香1A中的分布与在恢复系中的分布差异显著,遗传多样性丰富。     

水稻籽粒镉低积累资源挖掘及其新材料创制

稻米镉超标已经成为引起社会广泛关注的食品安全问题,生产上迫切需要选育适宜在镉污染地区种植的低镉积累水稻新品种。通过对国内外275份水稻资源进行筛选,挖掘到在重度镉污染田籽粒镉低积累材料珞红3A和珞红4A。全基因组高通量测序结果表明,在珞红4A的第7号染色体上有一段长度为408481 bp的片段(Org)缺失,且在该缺失处插入了一段长度为2980 bp的序列(Tons)。共分离试验发现,Tons与水稻籽粒镉低积累存在紧密关联。本研究建立了Tons分子标记检测体系,进一步利用该体系在珞红4A与IR28杂交的F2群体中获得了低镉新材料Tonys,并提出了一套选育籽粒镉低积累水稻新品种的方法。     

高温对OsNRAMP5基因突变杂交稻及其父本结实率的影响

在前期已获得华占背景的OsNRAMP5基因突变材料P7及其与隆科638S背景的OsNRAMP5基因突变材料低镉1S配制的镉低积累杂交稻组合DG801的基础上，通过在衡阳和株洲两地进行分期播种试验，研究了高温对OsNRAMP5基因突变杂交稻及其父本结实率的影响。结果表明，孕穗期和开花期同时遇高温（日最高温度≥35℃），父本P7的结实率显著低于对照，而组合DG801与对照无显著性差异，说明OsNRAMP5基因突变材料对高温的耐受性可能与遗传背景相关，杂种优势的利用可能是提高OsNRAMP5基因突变材料对高温耐受性的有效途径。研究结果对通过突变OsNRAMP5基因培育镉低积累水稻及其生产应用提供了参考。     

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.