基于“多基因聚合-早世代组配”策略的水稻分子改良研究

传统水稻育种技术最主要瓶颈是选择效率低和周期长。为了提高水稻优异材料选育和杂交稻组配效率,创新水稻分子育种策略,利用分子标记辅助选择多基因聚合和早世代杂交组配,展开水稻恢复系分子改良和杂交新组合的调查评价。供体亲本H318与恢复系亲本华占进行杂交,通过选择和设计关键有利基因的分子标记,利用毛细管电泳基因分型技术,将Wxb、fgr、Xa23、Pi2、Pi46以及Pita 6个稻米品质、香味、抗白叶枯病和抗稻瘟病相关功能基因进行聚合利用。通过多世代的田间生物学性状调查,米质、抗性等表型鉴定,获得14份以恢复系华占为遗传背景,目标基因纯合的优质、双抗和香型稳定的水稻株系。依据材料稳定遗传特性,将改良后代株系与生产应用的不育系进行测配和组合的调查评价,筛选获得潜在优良杂交稻。在育种进程中采用"多基因聚合-早世代组配"策略,实现多个有利基因快速聚合,定向改良稻米品质和抗病性等关键性状,并且促进杂交水稻组合的高效选育。     

空间诱变泰航68突变体稻瘟病抗性研究

利用致病谱较广的稻瘟病代表菌株GD0193于水稻品种泰航68空间诱变当代(SP1代)群体中筛选抗病突变体,并对其作初步的抗性遗传分析、抗病基因定位及苗期抗谱、田间穗颈瘟抗性分析。结果表明:空间诱变可对泰航68的稻瘟病抗性进行有效诱变,研究获得的抗病突变体TH1及TH2于SP2代对菌株GD0193分别表现抗性不分离及抗性分离,且TH2的抗性分离比例符合显性单基因抗性遗传规律,并已将该抗病基因初步定位于第11染色体长臂上;TH1及TH2的抗性可稳定遗传至后代,其苗期抗谱及田间穗颈瘟抗性均较原种对照表现显著提高,且其抗性较华南稻区的部分主栽品种具不同程度的提高。     

优质高抗水稻新品种华航丝苗的选育

华航丝苗是利用航天育种特优质新种质H-61与胜巴丝苗系列中间材料杂交选育而成的感温型优质高抗籼稻新品种,其米质达到国标优质一级,高抗稻瘟病,米粒晶莹剔透,饭香浓郁,食味极佳。该品种2006年5月通过广东省农作物品种审定,适宜广东省各稻作区早、晚造种植。     

优质高抗水稻新品种金航丝苗选育报告

金航丝苗是利用航天育种特优质新种质H-86与“金华占/胜泰1号//泰湖占/澳山丝苗“复交组合的后代材料杂交选育而成的感温型优质高抗籼稻新品种,其米质达到国标优质一级,高抗稻瘟病,米粒晶莹剔透,饭香浓郁,食味极佳.2006年1月通过广东省农作物品种审定,适宜广东省各稻作区早、晚造种植.     

水稻重离子诱变早熟突变体M85S特征特性及配合力遗传力分析

为了利用水稻光温敏核不育系重离子诱变早熟突变体M85S的潜在育种价值,对水稻光温敏核不育系早熟突变体M85S的特征特性及其所配组的F_1代产量构成性状体现的配合力及遗传力进行分析。利用2个光温敏水稻不育系和8个恢复系按2×8不完全双列杂交(NCⅡ)设计配组,对亲本配合力及遗传力进行分析,结果表明,12个农艺性状及产量相关性状区组间差异不显著,组合间差异极显著,说明组合间存在真实的遗传差异,12个性状的遗传受基因加性效应和非加性效应的共同影响,遗传关系复杂。M85S播始历期一般配合力的相对效应值为负值(-2.40%),单株产量一般配合力的相对效应值为正(0.18%),表现为正效应。播始历期、有效穗数、一次枝梗数、穗长、千粒重和粒长的群体一般配合力方差占绝对高的比例,基因的遗传效应占主导作用;株高、总粒数、实粒数和单株产量的群体特殊配合力方差占绝对高的比例,环境效应占主导作用。12个性状的广义遗传力从大到小依次为:粒长播始历期千粒重总粒数穗长实粒数粒宽一次枝梗数有效穗数单株产量结实率株高。综合两个条件,在试验中所组配的16个杂交F_1代中,根据各性状的特殊配合力与一般配合力可知,M85S/创香5号与M85S/航恢1179两个组合较符合早熟与丰产的要求,可见M85S是水稻育种中具有较高应用价值的早熟种质资源,可从遗传上间接协调早熟与丰产矛盾。     

水稻耐淹成苗率相关性状全基因组的关联分析

背景 耐淹成苗率低是限制直播稻产量的重要因素,挖掘高种子活力、低氧萌发能力强的水稻材料是提高耐淹成苗率的关键,但控制耐淹成苗率的遗传位点的挖掘仍然比较有限。目的 利用来源广泛的自然种质,分析影响耐淹成苗率的关键表型性状,挖掘相关的遗传位点和候选基因,为直播稻耐淹成苗机理研究提供一定的理论和材料基础。方法 以200份来源广泛的水稻种质为材料,在有氧环境下进行发芽试验,测量种子发芽率、发芽指数和活力指数;在低氧条件下测量芽鞘长和芽鞘直径;进行耐淹成苗试验,水深10 cm,20 d后测量耐淹成苗率。分析各性状间的相关性,挖掘影响耐淹成苗率的关键性状;利用简化基因组测序对以上6个表型进行全基因组关联分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点,并在关联区间内筛选候选基因;对02428和YZX 2份材料进行有氧、无氧以及氧气含量转换条件下的转录组检测,结合全基因组关联分析结果,分析候选基因的表达模式差异。结果 种子活力、芽鞘表型和耐淹成苗率在200份材料间存在广泛的遗传变异,其中,芽鞘长和活力指数的变异系数最大;相关分析结果表明,芽鞘长、活力指数与耐淹成苗率呈极显著正相关;通过全基因组关联分析,共鉴定出8个与活力指数显著关联的位点,15个与芽鞘长显著关联的位点;结合基因组注释,在关联区间筛选出6个与活力指数相关的候选基因,7个与芽鞘长度相关的候选基因;进一步比较13个基因在有氧、无氧及氧气转换条件下的表达模式以及表达量的变化,发现Os02g0657000、Os03g0592500、Os08g0380100表达量变化显著,表现出对氧气处理的敏感性。结论 种子活力、芽鞘长与耐淹成苗率密切相关,可作为筛选高耐淹成苗水稻材料的重要性状。全基因组关联分析、转录组分析与基因表达模式比较的联合应用可提高候选基因的筛选效率。水稻耐淹成苗过程可能受到与逆境胁迫、光合作用相关基因的调控。     

一个控制水稻叶色白化转绿及多分蘖矮杆性状基因hw-1(t)的鉴定

通过空间诱变从光身稻品种Francis的M₂群体中发现一株叶色白化转绿、多分蘖矮秆突变体hfa-1。hfa-1在三叶期之前完全白化,随后转绿。白化转绿表型受生长发育和温度调控。亚细胞结构观察发现hfa-1叶绿体发育异常抑制叶绿素合成,造成光合效率降低,产生白化表型。hfa-1的多分蘖表型是由于高节位分蘖芽激活所致,初步鉴定与苗期叶片IAA (吲哚乙酸)含量无关。hfa-1的矮生性则由节间长度缩短所致,与苗期GA (赤霉素)的合成和信号传导无关。遗传分析表明hfa-1的白化转绿、多分蘖矮秆表型受单隐性核基因hw-1(t)控制。利用hfa-1与粳稻品种02428杂交获得的F₂群体将hw-1(t)定位在水稻第4染色体长臂上两个InDel标记HW27和HW7间46.9 kb的物理距离内,该区域有13个阅读框架,其中LOC_Os04g57320编码IMMUTANTS蛋白,推测为hw-1(t)的候选基因。     

水稻叶色白化转绿及多分蘖矮秆基因hw-1(t)的图位克隆

通过增加作图群体的样本量, 将控制水稻白化转绿和多分蘖矮秆的基因hw-1(t)定位在第4染色体长臂2个InDel标记HW36和HW7之间24.9 kb的物理距离内, 该区域含有5个阅读框架。测序及酶切分析表明, 突变体hfa-1仅在LOC_Os04g57320产生一个碱基(G→A)的突变, 导致翻译提取终止, 推断LOC_Os04g57320为hw-1(t)。进一步分析发现hw-1(t)在水稻基因组中为单拷贝, 与拟南芥im和番茄PTOX基因同源性较高, 但在转录子和蛋白质结构上存在一定差异;基因表达分析显示HW-1(t)属组成型表达基因, 表达不受光照影响。     

空间诱变水稻广谱恢复系航恢七号的选育及利用

航恢七号是利用航天育种技术,将特籼占13纯系干种子经返回式卫星搭载15d后,从地面种植的空间诱变处理后代群体中选育出的优良恢复系。它具有农艺经济性状好、恢复力强、恢复谱广、配合力好、花粉量大、制种产量高等特点。航恢七号与两系光温敏核不育系及三系胞质雄性不育系组配的一系列杂交水稻新组合表现出较强的杂种优势,其杂种培杂航七已通过广东省品种审定。     

优质抗病水稻新品种华航31号的选育与应用

利用航天诱变技术与品质抗性鉴定技术相结合,创建水稻育种新种质袁培育水稻优良品种。华航31号是利用航天诱变选育的优异新种质通过杂交选育出来的优良水稻新品,该品种表现为优质、高产、抗病等特点,米质为国标优质2级,稻瘟病总抗 性频率98.4%~100%,其中对中B群96.9%~100%、中C群100%,两年区试比对照平均增产6.95%,生产上每667m2最高产量达到727.5kg,2011-2012年列为广东省农业主导品种。