普通野生稻红色种皮遗传分析及育种利用初探

利用4份红色种皮的广西普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）与白色种皮籼稻品种93-11杂交,获得F1群体,再自交构建F2群体,对种皮颜色进行遗传分析,发现4份普通野生稻的红色种皮对来自93-11的白色种皮性状均表现为显性遗传。通过杂交、回交和多代自交后,将来自普通野生稻的红色种皮性状导入水稻品种93-11,获得多个农艺性状遗传稳定的红色种皮水稻品系。结果表明,通过常规育种手段可以打破红色种皮与不良农艺性状的连锁,利用野生稻红色种皮特性培育营养丰富具有保健功能的有色稻米品种是可行的。     

水稻恢复系187R重组自交系的亲和性分析

【目的】对水稻恢复系187R的18个重组自交系进行亲和性测定,为选配水稻新品种（组合）提供依据。【方法】利用籼稻天B、粳稻白R56和辽粳224作为测验种,分别与187R的18个重组自交系杂交,考察分析杂交F1小穗结实率。【结果】对天B、白R56和辽粳224均表现较高亲和力的自交系有WC26、WC69、WC187、WC209、WC217、WC219、WC246,属于中间型,具有一定广亲和性;对籼稻天B有特殊亲和力的重组自交系有WC65、WC70、WC191、WC203、WC225、WC228、WC350、WC373,表现亲籼性;对粳稻有特殊亲和力的重组自交系有WC22和WC25,表现亲粳性。【结论】具有广亲和特性的重组自交系可作为研究材料和育种材料,有较高利用价值;而具有亲粳性和亲籼性的重组自交系可作为育种中间材料或与粳或籼稻配组,筛选出优势强的组合用于水稻生产。     

普通野生稻苗期耐冷性QTL的鉴定与分子定位

 以两份普通野生稻核心种质资源DP15和DP30为供体、9311为受体构建染色体片段代换系鉴定苗期耐冷性QTL;利用苗期耐冷性最强的1个代换系构建QTL作图群体,用SSR标记对其主效QTL进行定位。研究结果表明,两个抗源DP15和DP30所含的苗期耐冷性QTL的数量、位点及耐冷性效应均存在明显的差异。在基本上覆盖两个亲本全基因组的230份BC4F2代换系中共发现19个苗期耐冷性QTL,分布在水稻12条染色体上,第3和第8染色体上有比较密集的苗期耐冷性QTL分布。这19个分布于全基因组的苗期耐冷性QTL被分别分离到不同的野生稻染色体片段代换系里,效应最小的微效QTL位点所在的代换系在苗期耐冷性鉴定中的活苗率仅为8%,而效应最大的主效QTL位点所在代换系的活苗率达到74%。这个主效QTL qSCT 3 1被定位在第3染色体着丝点附近长臂上的RM15031―RM3400区间,距离最近的标记RM15040、RM1164的遗传距离为1.8 cM。     

改良水稻对稻褐飞虱的抗性研究

稻褐飞虱是危害水稻的主要虫害之一,近年来在我国南方稻作区大发生,对我国的粮食安全构成了严重威胁。选育和利用抗虫品种是控制稻褐飞虱为害的最经济、有效的方法之一。对来源于普通野生稻的5个抗稻褐飞虱(BPH)基因进行了分子标记开发,通过杂交、回交和分子标记辅助选择转育和聚合BPH抗性基因到杂交水稻亲本中,获得了与抗BPH基因bph25(t),bph26(t),bph22(t),bph23(t),Bph24(t)紧密或较紧密连锁的SSR分子标记,这些标记的选择正确率达到60%～90%。成功地转育和聚合3～5个BPH抗性基因到5个杂交水稻亲本获得抗性基因聚合系。对其中9个抗性基因聚合系进行遗传背景分析和性状调查表明,遗传背景回复率已达90%以上,苗期和成株期(即全生育期)表现对BPH高抗性,主要经济性状与受体亲本(轮回亲本)基本没有差异。这些抗性基因聚合系在抗BPH水稻品种培育中具有重要的利用价值。研究结果为最终培育出一系列对BPH具有高抗性和持久抗性的水稻品种提供了物质基础和技术支持。     

普通野生稻苗期耐冷性QTLs的互作和聚合效应分析

【目的】普通野生稻Oryza rufipogon Griff.蕴含丰富的遗传多样性,对其进行耐冷性数量性状位点(QTLs)的挖掘和效应分析,可为水稻耐冷性分子育种提供宝贵的基因资源和理论支持.【方法】以籼稻品种9311为受体亲本、普通野生稻品系DP15和DP30为供体亲本,构建染色体片段代换系,鉴定了18个水稻苗期耐冷QTLs,将其中分别包含4个耐冷QTL且遗传背景一致的4个代换系qSCT-1-CSSL、qSCT-4-CSSL、qSCT-8-CSSL和qSCT-12-CSSL分别两两杂交得到2个聚合系(qSCT-1/qSCT-12)-CSSL和(qSCT-4/qSCT-8)-CSSL,对聚合系中各耐冷QTL的互作效应及聚合效应进行研究.【结果和结论】4个耐冷QTL对水稻耐冷性有加性效应;互作分析显示各耐冷QTL间在聚合系中均存在正向互作.聚合效应在qSCT-4与qSCT-8间表现为QTL间明显的累加效应,而qSCT-1与qSCT-12间聚合的累加效应不明显,表现为qSCT-12对qSCT-1有上位作用.     

水稻低温白化转绿突变系ds93的形态生理特性及基因定位

白化转绿突变体是研究植物叶绿素的生物合成、叶绿体的结构功能与发育以及克隆叶绿素生物合成途径中相关基因的重要材料.在以广西普通野生稻品系DP30为供体亲本,9311为受体亲本构建染色体片段代换系中发现一个低温白化转绿突变系ds93,研究其表型特征、温敏特性,对叶绿体的超微结构进行观察,并以白化转绿突变系与9311的正反交F2群体对其进行遗传分析.结果表明:突变系ds93转绿白化性状与温度有关,在16、18和20℃时幼苗白化,温度高于23℃时幼苗为正常绿色,推断其转绿临界温度为20℃左右.该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制,利用SSR分子标记将ds93初步定位在水稻第9染色体上的RM5777与RM7390标记之间,其遗传距离分别为2.2和3.5 cM.白化转绿突变体F2代与9311比较,突变基因对植株成熟期株高、穗长、单株穗数、粒宽、结实率、千粒重、单株产量均无显著影响,而对穗实粒数和粒长的影响显著.     

4个水稻纹枯病新抗源品系的抗病性遗传分析

[目的]对中大304、MR1400、T1006和大区50等4个抗源进行稻纹枯病抗性遗传分析,为利用这些资源进行基因定位与育种提供依据.[方法]用感稻纹枯病的粳稻品种中野1211作母本,4个籼稻抗源品种中大304、MR1400、T1006和大区50分别作父本,组配4个杂交组合,获得F1和F2群体.用广西稻纹枯病菌优势致病型菌株AG-I-IA、GX-2以牙签嵌入法对F1和F2进行接种鉴定和遗传分析.[结果]抗源中大304、MR1400、T1006和大区50均表现中抗纹枯病,中野1211高感纹枯病;4个杂种F1植株对纹枯病的抗病等级为4.0～8.0级,表现为中抗～高感,平均为5.1～6.1级,为中感,群体抗性呈连续性分布;F2群体纹枯病抗性分离谱较广,抗性等级变化范围为2.0～9.0（R～HS）,群体抗性呈连续单峰分布.抗源中大304、MR1400、T1006和大区50对水稻纹枯病的抗性遗传率分别为15.4％、31.1％、47.7％和43.8％.[结论]4个杂交组合的F1群体对纹枯病的抗性均介于其双亲之间,抗源中大304、MR1400、T1006和大区50对水稻纹枯病的抗性均为数量性状,受微效多基因控制.     

普通野生稻抗源对细菌性条斑病的抗性遗传分析

用感细菌性条斑病品种9311为母本,4个普通野生稻抗源DY3、DY16、DY17、DY20为父本,组配了9311/DY3、9311/DY16、9311/DY17和9311/DY204个组合的F1、F2和B1C1群体。在水稻分蘖期,用广西细菌性条斑病菌优势致病型菌株JZ28,以针刺法对各世代进行接种鉴定和遗传分析。结果表明,对DY3,F2群体抗感分离比为39∶544,卡方测验x2=0.1245x02.05,1,符合1R∶15S的理论比例;对DY16,F2群体抗感分离比为94∶343,卡方测验x2=2.655x02.05,1,符合1R∶3S的理论比例;对DY17,F2群体抗感分离比为41∶501,卡方测验x2=1.382x20.05,1,符合1R∶15S的理论比例;对DY20,F2群体抗感分离比为43∶489,卡方测验x2=2.745x02.05,1,符合1R∶15S的理论比例。结合各个组合F1和B1C1植株对细菌性条斑病表现为感至高感,据此推知DY3、DY17、DY20的抗性由2对隐性抗性基因控制;DY16的抗性由1对隐性抗性基因控制。     

粳稻为背景的普通野生稻单片段代换系群体的初步构建

以粳稻日本晴（O. sativa L. subsp. Japonica cv. Nipponbare）为受体和轮回亲本,以广西普通野生稻核心种质DP15为供体,通过连续回交和SSR标记辅助选择的方法构建普通野生稻单片段代换系群体（Single segment substitution lines, SSSLs）。用覆盖水稻全基因组的563对SSR引物检测供体（DP15）和受体（日本晴）的多态性,从中挑选212对分布在水稻12条染色体上的多态性引物跟踪供体基因型。结果表明,在BC3F1代获得79个代换片段,这些片段基本上能相互重叠并覆盖水稻12条染色体,其中第1、第2条染色体含有的代换片段数最多,均为9个,第9、第10和第12条染色体含有的代换片段数最少且均为5个。79个代换片段长度为12．65—113．55cM,平均长度为54．3cM,总覆盖长度为4285．28cM,是水稻整个染色体组长度的2倍多,覆盖野生稻全基因组达98．89％。随机选取其中的6个代换株系用96个多态性引物检测其遗传背景,发现供体DNA残留率为7．3％－15．6％。今后将继续通过回交和标记辅助选择,以获得一整套覆盖普通野生稻全基因组的SSSLN,这将有助于研究稻种的起源、演变和分化以及普通野生稻的功能基因组。     

分子标记辅助聚合抗褐飞虱基因选育杂交水稻抗性品种初步研究

以携带有bph2NBph3的水稻品系ME1为抗褐飞虱供体亲本,以保持系盟B、先B、天B,不育系RT300、RT181和恢复系R29等6个常用的杂交稻亲本为轮回受体亲本,通过杂交、回交和自交,并结合分子标记辅助选择,将bph2和Bph3基因导入到各杂交稻亲本中。结果6个回交组合在BC2F1代共获得13株双基因杂合株系;结合成型株农艺性状,选取其中6份的BC2F1代自交种子播种进行苗期抗虫鉴定,结果显示,各株系对褐飞虱均表现中抗水平;标记全部309个抗性植株的基因型,共获得21个聚合两个抗性基因的纯合株系。这些纯合材料将可用于组配抗褐飞虱杂交水稻。