世界水稻核心种质的耐储藏特性鉴定

通过人工老化方法(温度42℃,相对湿度RH 88%),对来自3K基因组中的456份世界水稻核心种质进行耐储藏特性鉴定。结果初步表明,世界水稻核心种质耐储藏特性差异很大,基本呈连续分布。不管是籼稻还是粳稻,热带或亚热带起源的水稻材料均比温带起源的水稻材料更耐储藏,来自印度尼西亚、孟加拉国和菲律宾等亚洲热带国家的水稻材料最耐储藏,来自非洲热带的马达加斯加的水稻材料耐储藏性居中,来自中国的水稻不耐储藏,而来自日本的粳稻最不耐储藏。籼稻总体上比粳稻耐储藏,而且籼稻和粳稻都有极端耐储藏的材料。筛选出了19份极端耐储藏的籼稻和3份极端耐储藏的粳稻材料。研究结果为水稻耐储藏的遗传育种提供了种质资源。     

水稻耐热性鉴定技术体系的研究

水稻抽穗扬花期遭受高温胁迫会严重限制其高产和稳产,选育优良的耐热品种是解决水稻热害最直接有效的方法。批量且有效地鉴定品种耐热性是耐热品种选育的重要环节,但目前水稻耐热性鉴定技术体系中界定温度的设置却不尽相同。结合历史气象数据,模拟田间高温,以高温结实率(HT_x)为指标,对耐热性鉴定体系中界定水稻品种耐热性差异的温度进行研究。结果表明,基于标准化温度区间设置8组试验,分别处理第1批材料,处理组最高温度为39.0℃时,各品种高温结实率差异最明显;在温室设定3组不同的温度,分别处理第2批材料,在第2组处理(39.0℃)中,各品种高温结实率差异最明显;综上,筛选出区分水稻品种耐热性的最高界定温度为39.0℃。     

不同施氮水平对水稻根系生理特性的影响

以粳稻品种秋光和籼稻品种密阳23为试验材料,研究了不同施氮水平对不同类型水稻根系生理特性的影响。结果表明,较高的氮素水平促进根系生长,迅速提高水稻根干重,但同时降低根冠比。除生育前期外,籼稻根系吸收面积均大于粳稻根系吸收面积,籼粳稻比表面积比较接近。     

不同施氮水平对水稻根系生理特性的影响

以粳稻品种秋光和籼稻品种密阳23为试验材料，研究了不同施氮水平对不同类型水稻根系生理特性的影响。结果表明，较高的氮素水平促进根系生长，迅速提高水稻根干重，但同时降低根冠比。除生育前期外，籼稻根系吸收面积均大于粳稻根系吸收面积，籼粳稻比表面积比较接近。     

不同类型水稻品种(系)钵苗机插综合生产力研究

以25个常规粳稻、杂交籼稻、杂交粳稻品种(系)为试材,开展钵苗机插综合生产力比较研究。结果表明,不同类型水稻品种(系)钵盘育苗秧苗素质杂交籼稻类好于杂交粳稻类,杂交粳稻类好于常规粳稻类;最终成穗数以常规粳稻类最高,杂交籼稻类其次,杂交粳稻类最低,分蘖成穗率以杂交粳稻类最高,常规粳稻类次之,杂交籼稻类最低;经济产量以杂交粳稻类平均产量最高,分别较常规粳稻类和杂交籼稻类平均增产8.43%和9.00%,常规粳稻类和杂交籼稻类平均产量差异较小,常规粳稻类较杂交籼稻类平均增产0.53%,从产量结构来看,钵苗机插更有利于大穗型水稻品种产量优势的发挥。     

水稻萌发耐淹性鉴定评价方法研究及种质资源筛选

低氧胁迫下出苗率下降是限制直播稻安全生产的关键问题之一。建立准确、高效的水稻萌发耐淹性鉴定方法，并筛选强萌发耐淹性的水稻种质对直播稻新品种选育具有重要意义。本研究以20份水稻品种为供试材料，设置不同淹水深度（3 cm、6 cm、9 cm、12 cm、15 cm和18 cm）、不同处理温度（20℃、25℃和30℃）和不同淹水天数（3 d、5 d、7 d、9 d、11 d、13 d和15 d）进行萌发耐淹性鉴定，以胚芽鞘长度为指标进行萌发耐淹性评价，旨在明确水稻萌发耐淹性的评价方法。结果表明，水稻种质在淹水临界深度上存在籼粳间差异，粳稻的淹水临界深度为6 cm，而籼稻的淹水临界深度为9 cm；在温度梯度处理中，30℃时种质间的胚芽鞘长四分位差最大，因此认为30℃是水稻种质萌发耐淹性鉴定的最适温度；调查时期梯度试验表明，淹水11 d时参试种质的胚芽鞘长四分位差最大，因此认为淹水11 d是水稻萌发耐淹性调查的最适时期。本研究建立了一种以纯水隔绝空气，在温度30℃、淹水深度9 cm以上、第11 d调查胚芽鞘长度进行水稻萌发耐淹性鉴定的简便方法，为水稻种质资源的大规模鉴定提供了方法基础。依据上述确...     

玻利维亚野生稻种质资源苗期耐冷性鉴定

本试验利用人工气候箱鉴定了玻利维亚阔叶野生稻和普通野生稻种质资源以及广东省籼稻品种的苗期耐冷性。结果表明,玻利维亚阔叶野生稻苗期耐冷性较强,可作为新的耐冷性种质供育种应用。     

苏北地区籼粳稻生态性状比较试验总结

采用裂区试验,以品种生态类型为主区,品种为副区,选择5个中熟中粳水稻品种为材料,以杂交籼稻为对照,研究籼粳稻生态性状在苏北睢宁县的表现。结果表明:粳稻的株高显著低于杂交籼稻;粳稻叶片短而挺,稻穗直立且着粒密,表现较强的抗倒能力;粳稻大田期的出叶速度明显快于杂交籼稻,同期抽穗的粳稻主茎叶片数多于杂交籼稻;粳稻的分蘖力明显弱于杂交籼稻,但成穗率显著高于杂交籼稻。在产量构成性状上,粳稻大部分是中穗型品种,有效穗明显多于杂交籼稻,千粒重与杂交籼稻相当,正常情况下结实率高于杂交籼稻,属穗粒兼顾型品种,在精确定量栽培下容易取得高产。产量结果分析表明粳稻比杂交籼稻具有产量优势。在现行价格下,试验中的粳稻每667 m2收入比杂交籼稻多166.6元,可见,在苏北推广"籼改粳"能增加种植者的收入。     

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。     

水稻种质资源光合速率及光合功能期的研究

 对230份水稻种质资源进行了光合速率及光合功能期测定，结果显示水稻种质资源的光合速率及光合功能期的品种内变异系数分别集中在2.0%～11.0％和3.5%～9.5％，而其品种间变异系数分别为11.1%和11.2%。统计分析表明，水稻品种间光合速率和光合功能期存在极显著差异，但籼、粳亚种间差异不显著。进一步分析籼粳亚种间品种分布，发现籼稻光合速率偏高者居多，而粳稻光合功能期偏长者居多，且其变异幅度大于籼稻。根据聚类结果，42个水稻品种可分别划分为光合速率高、中、低类和光合功能期长、中、短类3个类群。对供试水稻种质资源光合速率及光合功能期进行二维排序并将坐标分成4个象限。籼稻和粳稻分别在象限Ⅱ和I的分布频率最大，分别为33.4％和33.3％。从4个象限中选出一些具有特异光合性状的典型材料，如协优9308、轮回422、武育粳8号、NPT、汕优129等，可用于优化水稻杂交配组及光合遗传改良研究。     

QTL Analysis for Yield Traits Related to Low Nitrogen Tolerance Using Backcrossing Recombinant Inbred Lines Derived from Dongxiang Wild Rice (Oryza rufipogon Griff.)

【Objective】Dongxiang wild rice (Oryza rufipogon Griff.) has strong low nitrogen tolerance and is an important germplasm for low nitrogen tolerance improvement. Identification of genes responsible for low nitrogen tolerance in Dongxiang wild rice is of great importance to understand molecular mechanisms of low nitrogen tolerance and develop rice varieties with low nitrogen tolerance. 【Method】Quantitative trait loci (QTLs) for plant height and yield traits under low and normal nitrogen conditions was identified using backcrossing recombinant inbred lines (BC1F12) derived from an interspecific cross Xieqingzao B // Dongxiang wild rice/Xieqingzao B and its genetic linkage. 【Result】A total of 57 QTLs were detected in 33 regions on all chromosome, except chromosome 4 and 8. They explained individually 3.17%~63.40% phenotypic variation, and 32 QTLs of them had favorable alleles derived from Dongxiang wild rice. Nineteen QTLs were simultaneously detected under both nitrogen treatments, and 38 QTLs were only identified under single nitrogen treatment, suggesting various genetic mechanisms in rice growth and yield formation under low and normal nitrogen conditions. 【Conclusion】Fourteen QTL clusters, 43 QTLs included, scattered on seven chromosomes, indicating the common genetic-physiological mechanisms behind different traits, and the QTL pyramiding for low nitrogen tolerance can be achieved by molecular marker-assisted selection.     

应用东乡野生稻回交重组自交系分析水稻耐低氮产量相关性状QTL

目的 东乡野生稻低氮耐性强,是水稻耐低氮育种的重要资源。鉴定东乡野生稻耐低氮基因对研究耐低氮遗传机制、培育耐低氮水稻品种具有重要意义。方法 利用协青早B//东乡野生稻/协BBC₁F₁₂回交重组自交系及其遗传图谱,应用Windows QTL Cartographer 2.5分析施氮肥和不施氮肥下的株高和产量相关性状QTL。结果 共检测到57个控制株高和产量性状的QTL,分布于10条染色体上的33个区域,单个QTL表型贡献率为3.17%~63.40%,其中32个QTL的增效等位基因来自东乡野生稻。19个QTL在施氮和未施氮条件下均检测到,38个QTL仅在单一环境下检测到显著效应,表明不同施氮水平下水稻性状的遗传机制不同。结论 43个QTL分别聚集于7条染色体上的14个QTL簇,表明不同性状涉及到共同遗传机制,并可通过分子标记辅助选择方法进行耐低氮有利等位基因的聚合育种。     

利用QTL-Seq定位粳稻整精米率QTL

【目的】稻米整精米率是加工品质的重要评价指标之一,其QTL定位将为提升稻米品质提供理论依据。【方法】通过两个粒型相近、整精米率差异极大的粳稻材料构建的F₂分离群体为材料,利用QTL-Seq方法对分离群体中的高整精米率单株和低整精米率单株进行混池重测序以定位粳稻整精米率QTL位点。【结果】经过QTL-Seq分析发现在第8和第12染色体区间存在控制粳稻整精米率的QTL位点。进一步通过200个F₂分离群体单株对第8和12染色体进行InDel分子标记QTL作图,发现粳稻中控制整精米率的QTL位点：qHRR8.1、qHRR8.2和qHRR12。其中,位于第8染色体21.8-23.2 Mb的qHRR8.1表型贡献率达到10.80%,其他两个QTL的贡献率较小。qHRR8.2位于第8染色体24.2-25.2 Mb,表型贡献率为3.26%。位于第12染色体的2.9-4.5 Mb的qHRR12表型贡献率为4.06%。【结论】本研究定位了1个控制粳稻整精米率的主效QTL位点qHRR8.1,对克隆粳稻整精米率控制基因以及在品质育种中提高粳稻整精米率有一定的参考价值。     

非洲栽培稻垩白粒率耐热性QTL的定位

【目的】本研究旨在定位一个稻米垩白粒率高温耐性QTL,为外观品质育种及解析垩白粒率高温耐性的遗传机制提供依据。【方法】以非洲栽培稻耐热品种IRGC102309(Oryza glaberrima Steud.)和籼稻品种R9311(O. sativa L. subsp. indica Kato.)为亲本构建的栽培稻种间染色体片段导入系CSIL05-23为材料构建次级分离群体,结合人工气候室模拟灌浆期高温胁迫处理,采用垩白粒率高温钝感值为评价指标,对非洲栽培稻垩白粒率高温耐性 QTL 进行检测。【结果】 在BC₆F₂分离群体,利用单标记分析,发现第5染色体上的SSR标记RM1200与垩白粒率耐热性状极显著正相关（P=0.0005）。进一步利用BC₆F₃和BC₆F₄分离群体,采用QTL Cartographer 2.5软件和复合区间作图法在水稻第5染色体上的SSR标记RM1200-RM5796区间重复检测到一个灌浆期垩白粒率耐热性QTL, 命名为qHTCGR5,分别解释11.4%和17.5%表型变异。根据BC₆F₄分离群体的纯合重组体表型分组,利用置换作图方法将目标QTL同样定位在SSR标记RM1200-RM5796之间,遗传图距为1.3 cM,物理图距约为333.4 kb。【结论】 控制垩白粒率耐热性的qHTCGR5是一个能够用于稻米外观品质育种的新QTL。     

水稻回交群体剑叶性状综合评价及QTL定位

【目的】通过对水稻剑叶性状的综合评价,明确剑叶相关性状间及与6个农艺性状的关系。检测剑叶相关性状的QTL,为优良株型品种选育,剑叶性状基因的精细定位和克隆奠定基础。【方法】以日本优质粳稻品种越光和葡萄牙粳稻地方种Bertone构建的回交群体两个世代为实验材料,利用BC₃F₁群体基因型构建遗传连锁图谱;测定亲本和BC₃F₂群体各株系剑叶SPAD、剑叶长、剑叶宽,计算剑叶长宽比、剑叶面积;利用隶属函数和标准差系数赋予权重法获得剑叶性状综合评价值(D值),分析其与6个农艺性状间的关系。分别利用单标记分析(SPA)和区间作图(IM)检测水稻剑叶相关性状QTL。【结果】在抽穗灌浆期,两亲本剑叶SPAD值呈现先升高后降低的动态变化。BC₃F₂群体的5个剑叶相关性状变异丰富,总体表现趋向轮回亲本越光。4个剑叶形态性状间相关性均达到极显著水平,与剑叶SPAD的相关性不显著。主成分和逐步线性回归分析表明剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长、剑叶面积是影响剑叶综合评价值(D值)的主要因子。高D值株系的株高、穗长、茎基粗和单株产量均极显著高于低D值株系,两者的分蘖数和有效穗数差异不显著。共检测到18个控制剑叶性状的QTL,分布在水稻第1、4、7和8染色体上,贡献率分布范围为4.00%~28.00%(SPA)和3.41%~27.00%(IM),除qFLSPAD1之外的17个QTL增效基因均来自Bertone。在第8染色体上的RM22720-RM404区间发现1个QTL簇,含6个主效QTL,分别为qFLL8.1、qFLL8.2、qFLA8.1、qFLA8.2、qD8.1和qD8.2。【结论】获得了剑叶宽、剑叶SPAD、剑叶长和剑叶面积4个评价剑叶性状的关键指标;明确了剑叶性状与单株产量之间的正相关关系;检测到18个剑叶相关性状QTL,位于第8染色体RM22720-RM404区间的QTL簇,是影响剑叶性状的1个重要染色体区域。     

水稻耐金属离子胁迫的QTL分析

【目的】 本研究旨在筛选与水稻苗期耐不同金属离子连锁的分子遗传标记,为探讨水稻耐不同金属离子胁迫的遗传研究提供参考。【方法】 以典型籼粳交(春江06/台中本地1号)双单倍体(DH)群体为材料,系统考查该群体及其双亲耐4种金属离子(Fe²⁺、Cd²⁺、Al³⁺、Na⁺)胁迫的情况,利用业已构建并完善的该群体加密的分子连锁图谱,对耐这4种金属离子胁迫的QTL进行检测分析。另外,利用实时定量PCR技术检测处理前后相关基因的表达变化情况。【结果】 发现耐各种金属离子胁迫的QTL共8个,分别位于水稻第1、2、4、6、9、10和11染色体上,其中Fe²⁺处理后检测到的QTL贡献率最大,达到24.47%(阈值为7.78),位于第1染色体上RM1297–RM1061,同时对该区间与耐胁迫相关基因的表达分析发现这些基因在处理前和处理后表达水平存在不同程度的差异;Cd²⁺处理后检测到1个QTL,位于第1染色体上;Al³⁺处理后检测到QTL共5个,分别位于第2、4、6、10、11染色体上;Na⁺处理后检测到QTL有1个,位于第9染色体上。【结论】 根据不同金属离子胁迫处理后DH群体的表型差异进行QTL分析,发现耐各种金属离子胁迫的QTL共8个,并初步定位于各染色体的遗传标记区间,这为精细定位并克隆相应QTL,进而探明水稻耐金属离子胁迫QTL的分子调控机制奠定了基础。     

不同生态环境下水稻穗部性状QTL鉴定

【目的】发掘与产量相关的穗粒性状QTL对进一步克隆和利用高产基因具有重要意义。【方法】以超级粳稻龙稻5号和典型高产籼稻中优早8号杂交衍生的重组自交系群体为试材,在4种环境下对穗部性状进行比较和QTL分析。【结果】共检测到63个穗部性状QTL,分布于除第9染色体外的11条染色体上。在4个环境下分别检测到27、27、18和35个QTL。其中,16个QTL能在2个环境下被检测到,12个在3个以上环境下稳定表达,分别占QTL总数的25.40%和19.05%;第1、3、4和5染色体的多效QTL簇能在不同环境下稳定表达,对穗部性状具有明显的调控作用。【结论】第3染色体STS3.3-STS3.6区间的qSNP3、第4染色体RM5688-RM1359区间的qSNP4.1是2个新的稳定表达的多效性QTL簇。此外,上位性效应是调控穗部性状的重要组分。     

稻米垩白性状对高温耐性的QTL分析

【目的】本研究旨在筛选与稻米外观品质高温耐性连锁的分子标记,为稻米品质育种提供参考。【方法】以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为亲本构建的重组自交系为材料,采用垩白粒率耐热指数、垩白大小耐热指数和垩白度耐热指数为评价指标,对水稻垩白性状的高温耐性QTL进行检测。【结果】采用复合区间作图法两年共检测到垩白性状高温耐性QTL 24个,包括垩白粒率高温耐性QTL 8个,垩白大小高温耐性QTL 12个,垩白度高温耐性QTL 4个。其中,第6染色体上的2个垩白粒率高温耐性QTL和第7染色体上的2个垩白度高温耐性QTL在两年中重复检测到,且这2个稳定表达的垩白度位点与2015年检测到的第7染色体上的垩白粒率位点重合。另外,发现有4个QTL一因多效,同时影响垩白粒率、垩白大小及垩白度。【结论】控制垩白粒率耐热指数的q HTCGR6.1和控制垩白度耐热指数的q HTCD7.1是新的QTL。     

不同环境下稻米品质性状QTL的检测及稳定性分析

【目的】挖掘新的稻米品质性状QTL并利用分子育种技术改良稻米品质。【方法】利用构建的一套以籼稻香型恢复系昌恢121为背景亲本，以优质粳稻越光为供体亲本的染色体片段代换系（CSSLs）为材料，在4个环境下对稻米品质性状进行QTL检测及稳定性分析。【结果】在4个环境下共检测到44个QTL，其中6个QTL能在多个环境下被检测到；第2、3、5、6和10染色体上存在多效QTL簇，对稻米品质性状具有明显的调控作用；第1、6和12染色体上7个QTL能在不同环境下稳定表达。【结论】第1染色体RM3143−RM1117区间qPGWC1和第12染色体RM3331−RM5479区间qPaT12是两个新的稳定表达QTL。     

不同环境下稻米品质性状QTL的检测及稳定性分析

【目的】挖掘新的稻米品质性状QTL并利用分子育种技术改良稻米品质。【方法】利用构建的一套以籼稻香型恢复系昌恢121为背景亲本,以优质粳稻越光为供体亲本的染色体片段代换系（CSSLs）为材料,在4个环境下对稻米品质性状进行QTL检测及稳定性分析。【结果】在4个环境下共检测到44个QTL,其中6个QTL能在多个环境下被检测到;第2、3、5、6和10染色体上存在多效QTL簇,对稻米品质性状具有明显的调控作用;第1、6和12染色体上7个QTL能在不同环境下稳定表达。【结论】第1染色体RM3143-RM1117区间qPGWC1和第12染色体RM3331-RM5479区间qPaT12是两个新的稳定表达QTL。