高产三系杂交水稻新组合旌优华占

旌优华占是四川省农业科学院水稻高粱研究所、广西万川种业有限公司、中国水稻研究所用优质三系不育系旌9A和强优恢复系华占配组育成的优质高产稳产籼型三系杂交水稻新组合,2017年通过广西壮族自治区农作物品种审定委员会审定.     

水稻低氮胁迫下产量性状表现及相关QTL定位

以中优早8号×丰锦籼粳交组合衍生的水稻重组自交系的167个株系及其亲本为材料,在正常施氮和不施氮2种处理下对其每穗总粒数、穗长、单株有效穗、结实率、千粒重和单株产量6个产量相关性状进行比较分析和相关QTL定位,结果表明,在不施氮条件下每穗总粒数、穗长、单株有效穗和单株产量可作为水稻耐低氮材料的筛选指标;在2种氮处理下共定位到11个产量相关性状QTL,表型贡献率为3.84%~22.47%,其中2个QTL在2种氮水平下同时检测到。此外,还定位到2个氮肥农学利用效率QTL,表型贡献率分别为7.54%和6.67%。     

水稻早衰叶突变体PLS2的遗传分析与基因定位

叶片早衰引起叶绿素和其他大分子被降解, 叶片光合能力降低。这个过程常伴随着活性氧(ROS)的积累, 以及细胞中抗氧化酶(SOD、CAT和APX)活性的降低, 衰老相关基因(SAG)表达量上调, 最终导致整个植株过早成熟, 产量降低。因此, 研究水稻早衰遗传机制和基因功能对于水稻的遗传改良具有重要的作用和意义。PLS2是通过航天育种工程经空间辐射诱变得来的突变体, 在孕穗期表现早衰。与野生型相比, PLS2的光合能力降低, 株高变矮, 节间和穗长缩短, 分蘖数和有效分蘖数减少, 穗粒数和结实率明显下降, 千粒重降低, 穗发育不良, 灌浆不充分; 叶片的CAT活性显著降低、H₂O₂积累、死亡细胞增加, 叶绿体结构变差, 叶绿体中淀粉和嗜锇颗粒增多。黑暗处理加速突变体叶片衰老, 叶绿体超微结构球状化。利用PLS2/蜀恢527和PLS2/02428的隐性定位群体, 将pls2定位在第3染色体标记RM14704 (8674283 bp)与SL-I-5 (8758394 bp)之间, 物理距离84.11 kb, 区间内包括14个基因, 测序发现在LOC_Os03g15840第9个外显子第41位的C被替换为T, 导致精氨酸(R)替换为半胱氨酸(C), LOC_Os3g15840编码水稻中的一个糖基转移酶(glycosyltransferases, GTs), 可能是pls2的候选基因。为下一步调控基因的克隆和功能研究奠定了基础。     

利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性

【目的】利用功能基因标记分析三系杂交稻亲本的遗传多样性。【方法】利用44个根据文献共同报道的QTL位点或者已经被精细定位或已克隆的与水稻产量性状基因紧密连锁的功能基因标记,以及29个覆盖水稻12条染色体的在三系杂交水稻亲本间多态性高、带型清晰、重复性好的SSR标记分析76个三系杂交水稻亲本的遗传多样性。按POPGEN32分析软件要求将PCR扩增产物的凝胶电泳结果数字化,将数字化的矩阵数据转换为基因型数据,在POPGEN32软件下计算等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、多态性位点百分率（P）、Nei’s遗传多样性指数（He）,用于评价所有亲本材料的基因多样性;计算遗传分化系数（Fst）、Nei遗传距离（D）,进行遗传结构和遗传关系检测。利用NTSYS-pc2.10e软件计算品种间遗传相似系数（GS）,并根据GS按非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析,绘制品种间遗传聚类树状图。【结果】44个功能基因标记中有37个标记具有多态性,多态性位点百分率（P）84.09%,共检测到86个等位基因位点,平均每个位点2.32个,变化范围2-4个;其中有效等位基因（Ne）62.95个,占73.2%,Nei’s遗传多样性指数（He）变幅为0.049-0.831,平均值0.585。76份材料间的遗传相似系数（GS）变幅为0.323-0.973,平均值0.650。聚类分析表明在遗传相似系数0.618处分为保持系和恢复系两类。保持系和恢复系间的遗传分化系数（Fst）为0.151,属高度遗传分化,Nei遗传距离（GD）0.185,类群内遗传距离相对较小,类群间遗传距离相对较大。29个SSR标记共检测到72个等位基因位点,平均每个位点2.48个,变化范围2-4个;聚类分析表明未能将保持系和恢复系分为两类,部分保持系聚类在了恢复系群,部分恢复系聚类在了保持系群。【结论】相对于普通分子标记,功能基因标记具有较高的DNA多态性检测效率,用于类群划分和种质资源的多样性分析等方面更具准确性和可靠性;三系杂交稻亲本在44个产量功能基因位点的亲缘关系较近,遗传基础狭窄,同源性较高。但保持系群和恢复群系间在这些功能基因位点的遗传差异较大,遗传分化程度较高,杂交水稻骨干亲本在产量性状上仍具有较高的杂种优势利用空间。     

水稻籼粳交F8、F2群体穗长QTL比较分析

【目的】对水稻F8重组自交系群体穗长QTL进行检测,并比较分析相同亲本衍生的不同群体的遗传图谱、QTL位置、QTL效应的异同,鉴定稳定表达的穗长QTL,以期增加对穗长遗传行为的了解,且有助于通过分子聚合育种手段改良穗长性状。【方法】以籼稻品种泸恢99和粳稻品种日本晴（基因组测序）为亲本构建的F8重组自交系群体中的188个家系为研究材料,利用包含207个标记的遗传连锁图谱,采用基于混合线性模型的QTL定位软件QTLNetwork 2.0,对水稻穗长QTL进行定位和效应分析,并比较分析F8、F2群体的QTL定位和遗传图谱异同。【结果】在F8群体中检测到7个与穗长性状相关的QTL,分别位于第2、3、6、7、8、10染色体上,QTL对表型变异的贡献率为3.38%—14.8%,总贡献率为52.5%。F8、F2群体在5条相同染色体上都定位到了穗长QTL,这些QTL所在标记区间物理位置大部分是重叠和包含关系。F8、F2图谱在定位标记数、标记的位置顺序、遗传距离、平均图距等方面发生了变化。【结论】在F8、F2群体检测到一个稳定遗传的主效应QTL位点,位于第6染色体,并发现了4个尚未报道的穗长QTL。     

基于抗病功能基因标记的中国三系杂交水稻骨干亲本遗传多样性研究

为探究实现水稻广谱持久抗性育种,以及水稻病害的有效防治,本研究利用文献中报道的与抗稻瘟病及白叶枯病相关的43个功能基因相关标记,研究了76个中国籼型(Oryza sativa ssp.indica)三系杂交水稻骨干亲本的遗传多样性。结果显示,36个标记具有多态性,多态性位点百分率(P)81.81%,共检测到87个等位基因位点;其中有效等位基因(Ne)61.96个,占71.22%,Nei’s遗传多样性指数(He)变幅为0.358~0.974,平均值0.629。76份材料间的遗传相似系数(Gs)变幅为0.341~0.925,平均值0.550。采用UPGMA法进行聚类分析,在遗传相似系数0.624处分为保持系和恢复系两类。保持系和恢复系间的遗传分化系数(Fst)为0.158,呈高度遗传分化,Nei遗传距离(D)0.201。结果显示,功能基因相关标记具有较高的DNA多态性检测效率,用于类群划分和种质资源的多样性分析等方面更具准确性和可靠性;中国三系杂交稻骨干亲本在43个功能基因位点的亲缘关系较近,遗传基础狭窄,同源性较高。但保持系群和恢复群系间在这些功能基因位点的遗传差异较大,遗传分化程度较高。研究结果提示,所研究材料在DNA水平存在丰富的杂种优势利用空间,特别随着更多更细的功能基因位点的发掘,为水稻分子辅助抗性选育以及病害防治提供了有效的实现途径。     

利用基础导入系群体定位氮胁迫下水稻产量性状QTL

水稻产量性状的遗传机制复杂,在低氮胁迫下进行QTL定位,可为产量性状遗传机制的解释、基因的精细定位和克隆提供参考价值,也可为筛选耐低氮水稻材料提供有价值的参考.本研究以66个水稻籼粳交片段导入系群体[粳稻(Oryza sativa ssp,japonica)楚粳12是供体亲本,籼稻(O.sativa ssp,indica)蜀恢527是受体亲本,采用回交和分子标记辅助选择相结合的方法构建]为定位群体,利用单标记作图法,对正常与低氮胁迫条件下水稻有效穗、单株产量、株高和生物学产量等性状进行QTL定位.共检测到24个QTLs,20个为新检测出的QTL,而qph-1、qpn-1、qby-2、qby-4与前人研究结果相似,另外,qph-1a和qph-1b为在不同处理下均能影响株高的位点;生物学产量的QTL仅在低氮处理下被检测到;qpn-2b与qyd-2具有共同的连锁标记RM521;qpn-1b、qpn-2a、qpn-2b等加性效应值都小于1.结果表明,低氮胁迫明显影响单株有效穗、单株产量和生物学产量,且导入系群体检测微效QTL的能力较强.     

中国与南亚水稻恢复系资源产量性状的配合力分析

[目的]分析中国与南亚水稻恢复系资源产量及其构成要素的一般配合力差异,为引进与利用南亚资源提供参考.[方法]按照NCⅡ设计,将来自中国和印度等国的37份恢复系材料分别与46A、泸98A和德香074杂交,获得111份杂交种作为试验材料.在四川泸州和德阳两个环境下,分析8个产量性状的配合力.[结果]在两种环境下,8个性状在组合间、恢复系间、不育系间、不育系×恢复系间均达到显著或极显著差异水平,说明各组合间基因效应确实存在着遗传差异;亲本一般配合力方差均大于特殊配合力方差,表明这些性状受到基因加性效应的影响.恢复系对杂种一代性状的影响大于不育系.来自印度和孟加拉的9份材料的有效穗一般配合力在两个环境中都排在前15位.[结论]中国与南亚恢复资源产量性状配合力有一定的差异,印度和孟加拉资源有效穗配合力好于中国资源,中国资源其他性状一般配合力优于南亚来源材料.     

籼型三系杂交稻稻米中重金属镉含量的杂种优势效应及配合力、遗传力分析(英文)

本文采用5个不育系与6个恢复系进行不完全双列杂交,配制了30个杂交组合,研究籼型杂交稻稻米中重金属Cd含量的杂种优势表现及配合力、遗传力。结果表明:稻米中Cd含量有明显的杂种负优势效应;Cd含量的不育系和恢复系的一般配合力效应及二者的特殊配合力效应均达极显著水平,说明低Cd组合的选育,双亲的遗传改良和组合的评价筛选都很重要。Cd含量的广义遗传力与狭义遗传力均较高、相差较小,分别为97.73%和80.10%,说明稻米Cd含量以基因加性作用为主,亲本改良在早期世代选择的效果较好。     

水稻功能基因标记遗传距离与杂种优势的相关性研究

 利用与产量性状相关的功能基因标记分析了29个杂交水稻组合亲本间（18个不育系和11个恢复系）的遗传差异,结合29个亲本所配组合（47个）的F1表现,研究了功能基因标记遗传距离与杂种优势的相关性。结果表明,功能基因标记遗传距离与产量杂种优势呈显著正相关（r=0.29*）,而与其他主要产量构成因素的杂种优势相关不显著。说明功能基因标记有可能应用于杂交水稻杂种优势预测,但得到的相关系数偏小,还不足以预测杂种优势。