12个粳稻新不育系的配合力及利用价值评价

以12个新育成的BT型粳稻不育系和8个恢复系为亲本,采用p×q不完全双列杂交(NCⅡ)设计,对其F1代13个农艺性状的配合力进行了分析。除单株穗数的特殊配合力方差不显著外,所有性状的一般配合力方差和特殊配合力方差均达到极显著水平。所测性状主要受亲本一般配合力的影响,主穗实粒数、结实率、单株产量和收获指数受组合特殊配合力的作用较突出。穗长、穗颈长、结实率和收获指数受不育系的影响较大,其余性状均受恢复系的影响较大。亲本一般配合力和组合特殊配合力是相互独立的。一般配合力和特殊配合力与杂种优势呈极显著正相关。不育系以六盐A、丹阳941A、98G26A、99 9A、香粳8016A和95122A较好,有较大的应用潜力;恢复系以C418、J16、晚161和C76较好。     

不同香味等位基因粳稻的分子和香味特性研究

利用水稻甜菜碱醛脱氢酶Badh2基因的两个外显子缺失标记引物从60份优质常规粳稻中筛选到11份香稻材料,对其分子基础和香味特性进行分析。追踪香稻系谱,发现外显子7缺失的材料其香味可能与籼稻种质有关。进一步利用第8染色体上37对SSR引物分析11份材料遗传基础,结果有20对呈现多态且检测到64个等位基因变异,平均等位基因数目为3.2个。聚类分析发现苏香粳1号和苏香粳2号归为一类且与其他材料遗传距离较远;对两品种感官评价发现幼苗植株和米饭香味特性均表现突出。利用半定量RT-PCR检测幼苗植株香味基因的表达量,发现不同品种幼苗地上部表达各异,且根部有香味基因不同程度的表达。研究结果为了解粳稻品种的香味特性和香稻育种提供了一定依据。     

水稻穗顶端退化突变体paa21的表型分析及基因克隆

【目的】水稻穗顶端退化严重影响产量,鉴定与克隆水稻穗顶端退化相关基因,可以丰富水稻穗发育调控的分子机理,为水稻高产分子设计育种提供理论基础和基因资源。【方法】从粳稻品种武运粳30号EMS突变体库筛选到一份稳定遗传的穗顶端退化突变体panicle apical abortion 21（paa21）。对退化一次枝梗比例、每穗退化粒数占比、每穗粒数、株高、穗长、单株产量等农艺性状进行统计。使用台盼蓝和伊文思蓝染色检测顶端小穗是否发生程序性细胞死亡。测定WT和paa21不同发育时期幼穗和不同穗部位的H₂O₂含量。paa21分别与籼稻II-32B、9311正反交进行遗传分析。利用paa21与籼稻II-32B杂交构建的F₂群体进行基因定位和克隆。使用SWISS-MODEL网站预测野生型和突变体蛋白的三维结构。利用RT-qPCR分析ROS响应标志基因、程序性细胞死亡相关基因、过氧化氢酶相关基因的表达量。【结果】paa21突变体发生严重的穗顶端退化,统计paa21所有一次枝梗退化情况,发现退化小穗主要位于顶端的一次枝梗上。与WT相比,paa21的株高、每穗粒数、穗长和单株产量均降低。通过观察不同发育时期的幼穗,发现在paa21突变体幼穗发育至12 cm时,可见穗顶端退化表型。台盼蓝和伊文思蓝染色结果表明突变体顶端小穗发生程序性细胞死亡。在退化的paa21顶端小穗中观察到更强烈的DAB染色;H₂O₂含量测定结果表明,与WT相比,paa21穗中积累更高水平的ROS。遗传分析表明paa21突变表型受一对隐性核基因控制。图位克隆结果发现paa21中Os02g0673100第二外显子发生一个C到T的突变,导致丙氨酸突变为缬氨酸。该基因编码一个铝激活的苹果酸转运蛋白ALMT7。突变位点位于第4个跨膜螺旋上。SWISS-MODEL预测结果表明,该突变位点并未对突变体蛋白三维结构造成明显影响。RT-qPCR结果表明,在幼穗发育至10 cm时,paa21中ROS响应标志基因Os01g0826400、Os05g0474800和Os02g0181300,程序性细胞死亡相关基因VPE2和VPE3,过氧化氢酶编码基因CATA、CATB、CATC的表达量较WT大幅升高。此外,paa21 10 cm幼穗中过氧化氢酶（CAT）的活性较WT明显下降。【结论】paa21幼穗在发育后期顶端小穗中积累过量的ROS,产生程序性细胞死亡,最终导致顶端小穗发生退化。     

优良食味粳稻新品种南粳9108产量及其构成因素的通径分析

为研究优良食味粳稻新品种南粳9108高产群体特征,以及大面积推广应用提供依据,对南粳9108产量及其构成因素进行了分析。结果表明:南粳9108从中产到高产主要通过每穗总粒数的增加实现,从高产到超高产主要通过有效穗和千粒重的增加实现。相关分析表明,南粳9108产量与每穗总粒数和千粒重呈显著正相关,与有效穗数和结实率呈不显著正相关。通径分析显示,每穗总粒数对产量的直接作用最大,其次是有效穗数,每穗总粒数通过有效穗数对产量的负效应最大,生产上应协调好每穗总粒数和有效穗数的关系;结实率和千粒重对产量的影响虽然没有每穗总粒数和有效穗数明显,但各因素之间仍存在相互协调作用。     

粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记的开发与应用

 为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574 bp的碱基插入/缺失,设计出功能标记InDel Rf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测,结果表明所有的常规籼稻品种、恢复系及保持系在Rf1a位点并不存在缺失,其基因型为Rf1aRf1a。这些材料对粳稻BT型细胞质雄性不育系具有恢复育性的作用;而绝大多数常规粳稻品种（爱知106和伊粳12号除外）在该位点存在缺失,其基因型为rf1arf1a,它们对BT型细胞质雄性不育系具有保持不育的能力。同时,为进一步验证该标记对不同基因型的检测效果,利用其对粳稻恢复系、不育系、杂交组合以及863A/宁恢 8号 F2分离群体的DNA进行扩增,根据其电泳带型可准确区分出Rf1a位点的3种基因型。     

水稻RIL群体高密度遗传图谱构建及粒型QTL定位

【目的】水稻粒型是与产量直接相关的重要农艺性状,影响稻米的外观品质和商品价值。挖掘新的水稻粒型相关基因,对揭示水稻粒型调控的遗传机理研究有重要意义,同时可为水稻粒型分子育种提供新的基因资源。【方法】以极端粒型差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath,以及杂交构建的186个家系的重组自交系群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL株系进行深度测序。统计186个RIL基因型数据,利用滑动窗法（SNP/InDel数目为15）,将窗口内SNP/InDel信息转换成窗口的基因型,预测染色体上的重组断点构建RIL群体的BinMap遗传图谱,结合2年的粒长、粒宽、粒厚和千粒重的表型数据,运用QTL IciMapping软件,采用复合区间作图法对RIL群体的4个性状进行QTL定位。【结果】构建了一张包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱,该图谱各染色体Bin标记数为763—1 367个,标记间平均物理距离为30.26 kb。粒长、粒宽、粒厚和千粒重4个性状在RIL群体中呈近正态连续分布,且2年间的变化趋势相似,符合QTL作图要求。2018年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,共检测到40个粒型QTL,其中,粒长12个,粒宽9个,粒厚8个,千粒重11个,2019年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,检测到56个籽粒相关的QTL,粒长15个,粒宽11个,粒厚13个,千粒重17个。分析定位到的96个粒型QTL位点,连续2年都能检测到的QTL位点有11个,其中7个为已克隆的粒型基因位点,4个为未知的新位点,分别分布于第1、3、4、5染色体上,分别为粒长qGL-1-2和qGL5-2、粒厚qGT-3-2、粒宽qGW-4-1。【结论】构建了一张包含12 328个Bin标记的分子遗传连锁图谱,解析大粒粳稻资源的粒型基因,获得了qGW-4-1、qGL5-2、qGT-3-2、qGL-1-2等4个新的粒型QTL,可用于后续粒型调控基因的精细定位及克隆研究。     

抽穗扬花期极端自然高温胁迫对水稻结实率的影响

利用2013年极端自然高温的有利条件,调查198份在极端自然高温期间抽穗扬花的水稻材料结实率,分析了抽穗扬花期极端自然高温胁迫对不同类型水稻结实率的影响。结果表明,持续高温对供试材料的结实率存在一定的影响,且品种(系)间存在明显差异。对杂交籼稻组合的亲本进行分析发现,不同不育系或恢复系所配F1组合的结实率存在明显差异,不育系和恢复系对杂交F1组合的耐高温性存在一定的影响。相关分析表明,高温期间抽穗的常规籼稻恢复系和常规粳稻结实率与日最高温度均呈负相关,相关不显著,杂交籼稻F1组合结实率与恢复系结实率呈显著正相关。初步筛选出"宁恢广抗占"、"蜀恢527"、"成恢3203"和"籼引-8"4份籼稻恢复系和"武引粳恢"(B2)、"南粳44//W3660/南粳44"(B11)、"南粳44//W3660/南粳44"(B12)和"武运2330/JD6011"(B22)4份常规粳稻新品系,其结实率均接近90%,基本达到正常水平,表现出较好的耐高温性。     

稻米淀粉黏滞性(RVA谱)特征值的遗传及QTL定位分析

利用武育粳3号/Aichi 106构建的F2 群体,研究了精米粉RVA谱8个特征值: 最高黏度(peak viscosity,PKV)、热浆黏度(hot paste viscosity,HPV)、冷胶黏度(cool paste viscosity,CPV)、崩解值(breakdown viscosity,BDV)、消减值(setback viscosity,SBV)和回复值(consistence viscosity,CSV)、峰值时间（peak time, PeT）、糊化温度（pasting temperature, PaT）的遗传规律。结果表明, PKV为由微效基因控制的数量性状;HPV、CPV、SBV、BDV、CSV可能是由一对主基因和微效多基因共同控制的数量性状;PeT可能由两对主基因控制,并且还受微效多基因的影响。用热研2号/密阳23构建重组自交系群体,于2005-2006年对稻米淀粉RVA谱8个特征值进行了数量性状基因座QTL定位和分析,两年试验共检测到34个QTL,分布在第1、2、3、4、6、7、8共7条染色体上;两年同时检测到的QTL共8个,其中qHPV6、 qCPV6、 qCSV6、 qSBV6、qBDV6位于第6染色体的Wx基因附近;qHPV2、qCSV2位于第2染色体RM341与RM475标记之间,qCPV2位于RM573与RM250标记之间。第2染色体上与支链淀粉合成有关的两个基因与RVA谱特征值有密切关系。     

优质高产糯稻新品种南粳糯2号特征特性与栽培技术要点

南粳糯2号是江苏省农业科学院粮食作物研究所以优质高产粳稻新品系C08作母本、优质抗病糯稻品种镇糯19号为父本杂交配组，利用常规育种与分子标记辅助选择相结合育成的迟熟中粳糯稻新品种，具有株高适中、抗倒性好、丰产稳产性好、品质优、综合抗病性强、熟相好等优点。南粳糯2号在江苏省水稻区域试验中平均产量672.4 kg/667 m²，稻米品质达农业行业标准1级，中感稻瘟病和条纹叶枯病，中抗白叶枯病。2021年通过江苏省农作物品种审定委员会审定，适宜江苏省苏中及宁镇扬丘陵地区种植。