标记辅助选择在作物育种中的应用

标记辅助选择能有效的提高作物育种效率。从标记辅助选择的应用中也看出，它比传统的表型选择效率要高，将会在育种中被广泛应用。     

控制水稻穗形相关性状的QTL定位

穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位.该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对水稻穗部性状进行了相关分析及其数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位.结果表明:穗部性状与单株产量存在极显著的正相关,并检测到影响5个相关性状的33个QTL,分布在第1、第3、第4、第6和第8条等染色体上,贡献率介于5.35%与37.59%之间,其中两年同时检测到的稳定表达QTL10个,约占30.3%;在第1染色体RM493和RM5496标记附近、第4染色体RM317标记附近、第6染色体RM217标记附近和第8染色体RM331及RM502标记位置均检测到能同时控制穗部多个性状的QTL,可能是因为基因的多效性或基因的紧密连锁所致.在育种中利用与这些QTL连锁的分子标记进行辅助选择,将有助于多个性状的协同改良.     

辽宁省代表性水稻品种食味特性及其与糙米粒质关系分析

为明确辽宁省不同年代育成水稻品种食味状况及其与糙米粒质的关系,以优质品种辽粳294为对照,通过品尝试验和食味计分析2种方法分析了直、弯2种穗型30份试材的食味,并分析了充实糙米类别.结果表明:品尝试验中弯穗品种的综合评定值与黏度明显优于对照,味道与外观也有优于对照的趋势,而直穗品种的外观、气味、味道、黏度、综合评定都有低于对照的趋势.直穗品种总体食味不如弯穗品种,其外观、黏度与弯穗品种有显著区别.日本静冈县生产的FOSS TECATOR1241型近红外谷物分析系统的味度值与品尝试验中综合评定值相关系数达显著水平(r=0.394).因此,可用食味计的味度值评价米饭口感的好坏.不论穗型如何,其糙米中均是整糙米占绝大比例.与直穗品种相比,弯穗品种有较高的整糙米率,较少的未熟粒、碎米和被害粒.弯穗品种在糙米粒质上好于直穗品种.但弯穗品种的整糙米率、未熟米率、碎米率品种间变异较大.相关分析表明,整糙米率与味度值呈显著正相关,未熟米率、被害米率与味度值呈显著、极显著负相关,因此,糙米中的整米越多、未熟粒等越少,食味越好.     

中国作物分子设计育种

分子设计育种通过多种技术的集成与整合,对育种程序中的诸多因素进行模拟、筛选和优化,提出最佳的符合育种目标的基因型以及实现目标基因型的亲本选配和后代选择策略,以提高作物育种中的预见性和育种效率,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化。分子设计育种主要包含以下3个步骤：(1)研究目标性状基因以及基因间的相互关系,即找基因(或生产品种的原材料),这一步骤包括构建遗传群体、筛选多态性标记、构建遗传连锁图谱、数量性状表型鉴定和遗传分析等内容;(2)根据不同生态环境条件下的育种目标设计目标基因型,即找目标(或设计品种原型),这一步骤利用已经鉴定出的各种重要育种性状的基因信息,包括基因在染色体上的位置、遗传效应、基因到性状的生化网络和表达途径、基因之间的互作、基因与遗传背景和环境之间的互作等,模拟预测各种可能基因型的表现型,从中选择符合特定育种目标的基因型;(3)选育目标基因型的途径分析,即找途径(或制定生产品种的育种方案)。本文评述近几年来我国在遗传研究材料创新、重要性状遗传分析、育种模拟工具开发和应用、设计育种实践、分子设计育种技术体系建设等方面取得的重要进展,结合国内外研究现状对分子设计育种的未来进行展望,最后指出我国近期应加强育种预测方法和工具、基因和环境互作、遗传交配设计、作物功能基因组学、生物信息学方法和工具、设计育种技术体系和决策支持平台等领域的研究,同时重视人才培养和团队建设。     

不同穗型粳稻胚乳发育过程研究

以直立和弯曲两种穗型粳稻品种为试材,采取花后分期取样,制作受精子房半薄切片的方法,用光镜观察比较其在结实过程中胚乳形态结构的变化。结果表明:直立穗型水稻受精后游离核增殖较弯穗型水稻慢,但胚乳细胞分裂增殖较快;淀粉粒均最先出现于边缘胚乳细胞,当边缘游离核细胞膜逐渐形成时,核的周围出现小的淀粉粒;直立穗型水稻胚乳形态约在花后11d内基本定型,较弯穗型水稻早,同时,其胚乳细胞分裂时间短于弯穗型水稻;水稻的胚乳结构未见有明显的粒间差异,但各籽粒之间的形态进程仍有1~2d差距;花后20d内,直立穗型胚乳细胞内物质的累积优于弯穗水稻的同期水平。     

粳稻糊化温度遗传研究

本文提出了测定粳稻米糊化温度的改进方法，并利用该方法，以父、母本各3个及按NC-Ⅱ设计配置的9个杂交组合为试材，采用朱军提出的包括种子效应、母体效应、细胞质效应的三倍体种子模型对粳稻糊化温度的遗传进行了研究。结果表明，粳稻米糊化温度的控制以遗传因素为主，三套遗传体系对糊化温度的表达都有影响，但以种子效应为主。基因效应以加性效应为主。对粳稻糊化温度的改良应从亲本入手，宜在早代进行选择。     

直立穗型水稻株型关联性状的比较研究

以辽宁省不同年代直立穗型代表品种为材料,比较研究了直立穗型粳稻齐穗期株型相关性状的表现及差异。结果表明,直立穗型粳稻存在多种穗型类型;品种间水稻茎叶绿叶数、叶长配置不同,叶宽变异较大,造成绿叶叶面积差异;植株叶片挺立,剑叶、倒2叶叶基角小于14°,从倒3叶开始下部茎叶叶基角、披垂度变大;少分蘖品种下部茎叶披垂度相对较大,叶片叶绿素含量高,株间透光率高,因此具备较好的干物质基础。     

不同环境下杂交粳稻直链淀粉含量的遗传分析

以粳稻三系材料组配的5×5不完全双列杂交亲本及F₂、F₃种子为试材, 应用包括胚乳效应、细胞质效应、母体效应的三倍体种子性状遗传模型, 对不同年份、不同穗位两种环境设计下的直链淀粉含量进行遗传分析。结果表明, 两种环境下, 直链淀粉含量的方差组成均以基因型方差为主。遗传主效应方差以胚乳加性方差为主。以穗位作为环境因子时, 能检测到显著的细胞质方差, 互作方差以直接显性×环境互作方差为主, 其次是细胞质×环境互作方差, 但对互作效应值的遗传预测表明, 绝大部分品种所有粒位均以细胞质×环境的互作效应值最大, 且细胞质×环境互作使不育系强、中势籽粒的直链淀粉含量降低、弱势粒直链淀粉含量提高, 恢复系则相反, 强、中势籽粒直链淀粉含量提高, 弱势粒直链淀粉含量降低。以年份作为环境因子时, 细胞质方差不显著, 互作方差以母体显性×环境互作方差为主。