水稻粒重遗传研究进展

水稻是全球重要的粮食作物,粒重是水稻产量的构成因子之一,增加粒重对提高水稻产量具有重要作用.文章综述了现阶段有关水稻粒重的遗传效应特点,粒重与粒型及稻米品质性状间的关系,粒重数量性状基因座(QTL)定位与基因克隆的研究进展,并对水稻粒重基因在分子育种中的应用进行了展望.同时提出加强开发易受多环境因素影响、效应较小的千粒重QTL,挖掘与水稻其他性状如抽穗期、稻米品质等相关联的粒重QTL等方法将是提高水稻育种效应的有效途径.     

水稻粒重遗传与育种研究进展

水稻粒重是影响产量及品质的重要性状之一。通过对水稻粒重性状的遗传特点,粒重QTL、基因的定位与克隆研究进展,粒重与粒型、品质之间的关系及其在选育中的应用现状进行分析综述,提出水稻粒重性状在早期世代进行选择,易获得目标株系,在适当粒重范围内,提高产量与改善米质可以同步进行,利用和改造控制粒重基因是未来提高水稻产量的有效方法。     

水稻粒重遗传与育种研究进展

水稻粒重是影响产量及品质的重要性状之一。通过对水稻粒重性状的遗传特点,粒重QTL、基因的定位与克隆研究进展,粒重与粒型、品质之间的关系及其在选育中的应用现状进行分析综述,提出水稻粒重性状在早期世代进行选择,易获得目标株系,在适当粒重范围内,提高产量与改善米质可以同步进行,利用和改造控制粒重基因是未来提高水稻产量的有效方法。     

杂交水稻稻米外观品质性状间相关性及遗传分析

用IR75589-31S、IR60、IR70和90个籼粳成分不同的株系进行不完全双列杂交,以获得的270个杂交组合为材料,对杂交稻米外观品质遗传及性状间的相关进行了研究。结果表明:垩白度、粒长、粒宽及粒长宽比间的相关系数均达极显著水平,粒长、粒长宽比与垩白度呈显著负相关,粒宽与垩白度显著正相关;粒长、粒宽和粒长宽比对垩白度的直接通径系数分别为-1.9409、2.1738和2.7805。杂交稻外观品质性状主要受遗传控制且遗传效应均以加性效应为主。粒长、粒宽和粒长宽比以种子加性效应为主,母体效应也起到一定的作用,垩白度主要受到种子效应和母体效应控制,同时还受到细胞质的影响。粒长、粒宽和粒长宽比三性状的狭义遗传率都在80%以上,其中以粒宽为最高,达89.90%,垩白度的遗传率相对较低,为72.94%。     

冬小麦粒重性状的遗传特性研究

采用Griffing方法Ⅰ,利用6×6完全双列杂交,对冬小麦单株粒重、单穗粒重和千粒重三个性状的配合力、基因效应及遗传组成进行了研究.结果表明这三种粒重的遗传同时受基因加性、非加性和母体效应的共同作用;千粒重、株粒重、穗粒重的狭义遗传力分别为72%、63%和45%,前两个性状以基因加性效应为主,后一性状基因加性、显性效应相当;细胞质作用对千粒重影响较小,株粒重和穗粒重则存在明显的核质互作     

水稻粒重的粒位效应及遗传分析

选用6个粒重差异较大的粳稻亲本,按完全双列杂交方式配制30个杂种F1、2个F2及部分回交组合,研究了同一稻穗不同粒位粒重的变异度和籽粒谷粒性状的遗传,结果表明:上部籽粒粒重的变异度极显著地小于中、下部;不同粒位粒重的变异度随着粒重的增高而增大,这一特征在下部小穗表现明显,而上、中部小穗,粒重在30g以下时,粒重的变异度没有显著差异。不同粒位的小穗结实率存在极显著差异,上、中部明显高于下部。粒重相关性状具有较高的遗传力,环境对这些性状的影响很小,表明粒重的变异主要受遗传控制。在遗传作用中,基因的加性作用是主要的,因而谷粒性状可以在早代进行选择。杂交后代群体随着世代增加、基因纯合度提高,其平均粒重有下降的趋势。     

强弱势粒的稻米垩白度差异及其与谷粒粒重的关系

６个早籼品种的分期播种度试验结果表明：（１）强势粒与弱势粒的稻米垩白度差异，有强势粒显高于弱势粒，强势粒显低于弱势粒和强势粒与弱势粒无显差异３种类型。（２）相同的温度变化对强势粒和弱势粒垩白度的影响不同，强势粒到达垩白最小时的温度可能高于弱势粒。（３）垩白与粒重之间的关系相当复杂，并受到供试品种和实验条件的强烈影响。     

水稻粒形相关性状的QTL分析

利用Nipponbare(粳)/Kasalath(籼)//Nipponbare(粳)的98个BC1F5回交重组自交系群体及其对应的包含245个分子标记的连锁图谱,于2009年和2010年分别在日本筑波和中国沈阳对水稻粒形相关性状(粒长、粒宽和粒厚)进行数量性状基因位点(Quantitative trait loci,QTL)分析。共检测到16个控制粒形相关性状的QTL,包括在日本筑波检测到的13个QTL和在中国沈阳检测到的9个QTL。它们分布在第1,2,3,5,6,9,10和12号染色体上,其中有6个QTL在2个环境下被同时检测到,分别是控制粒长的qSL3-1和qSL12;控制粒宽的qSW5;控制粒厚的qST3、qST5和qST6-1。这些QTL为粒形相关性状在不同环境条件下的相对稳定遗传提供了理论支持,而其余的在特定环境下表达的QTL也反映了粒形相关性状遗传的复杂性。     

水稻穗粒数及相关性状的遗传研究进展

大穗是水稻高产品种选育的主攻方向,揭示大穗形成遗传机制是品种选育的理论基础。综述水稻穗粒数基因/QTL定位和克隆以及与穗粒数有关的穗长、一次枝梗数和二次枝梗数等性状的遗传研究进展。     

利用水稻籼粳重组自交系群体研究粒型性状与千粒重的相关性

以240个株系组成的TD70(粳稻)/Kasalath(籼稻)F7重组自交系群体为材料,对其千粒重按≤25.0g、25.1～30.0 g、30.1～35.0 g、35.1～40.0 g、≥40.1 g进行分组,并对各组进行粒型性状间的相关分析。结果表明:整个RIL群体中,粒长、粒宽、粒厚和千粒重4个性状之间都存在极显著的正相关,在不同的千粒重范围内,粒型性状对千粒重作用的大小顺序不同。当千粒重≤25.0 g时,粒重的增加主要是靠增加粒长和粒厚,随着粒重的增加,粒长对粒重的作用逐渐变小,而粒宽和粒厚的作用逐渐增大,尤其当千粒重在35.1 g以上时,粒重的增加主要依靠粒宽和粒厚的增大。     

巨胚稻胚重与糙米粒形的关系

分别选取57个粒形差异较大的籼型巨胚稻品系和籼型非巨胚品系,对其糙米的绝对胚重和相对胚重与粒长、粒宽、粒厚、长宽比、粒重诸粒形性状进行相关和通径分析.结果表明:巨胚稻相对胚重与粒长、粒宽、粒厚和粒重有显著关系,选择粒重较小、粒长较短而粒厚适中的粒形可提高巨胚稻胚的相对重量;对非巨胚稻的相对胚重起显著作用的是粒长、粒宽、粒厚和长宽比.对巨胚稻,粒重的作用极显著,长宽比的作用不显著;而对非巨胚稻,粒重的作用则不显著,长宽比的作用极显著.本文还就巨胚稻及小胚稻的遗传改良及育种应用作了讨论.     

不同粒形宁夏水稻种质遗传多样性分析

针对宁夏粳稻粒形逐渐变长的趋势,本研究以75份宁夏不同粒形的粳稻种质为材料,利用31对SSR标记研究不同粒形材料的粳稻种质的遗传多样性及其亲缘关系,为拓宽宁夏水稻遗传基础,培育优新品种提供依据。宁夏水稻粒形有阔卵形(1.80~2.20)、椭圆形(2.20~3.00)、中长形(3.00~3.30)和细长形(3.30以上)4种类型,虽然大多数为椭圆形(61份),占参试材料的81.3%,但粒形表现多样化。按籽粒长宽比把参试材料分为6个组群进行遗传多样性分析,Nei’s基因遗传多样性指数(He)表现为籽粒长宽比2.20~3.20之间的4个群体较高,均在0.5481~0.5768之间;籽粒长宽比2.20以下和3.20以上群体的He较小,且与其它4个群体呈显著差异性。结果表明遗传多样性相对较丰富的宁夏水稻种质资源主要集中在籽粒长宽比2.20~3.20的椭圆形和中长形之间。聚类分析表明,籽粒长宽比在3.20以上群体单独聚为1类,籽粒长宽比2.80~3.20群体也单独聚为1类,其余4个群体聚为1类,表明粒形性状的多样化对拓宽宁夏稻种资源具有一定的作用。     

水稻粒形与千粒质量的QTL分析

【目的】挖掘控制水稻粒形和千粒质量的QTL位点,为水稻高产育种提供有利资源。【方法】以水稻大粒品种大粒稻和小粒品种东北小粒种杂交获得的256个单株F2群体为材料,利用124对亲本间多态性SSR标记对控制粒长、粒宽、长宽比和千粒质量等性状进行QTL分析。【结果】F₂群体粒形性状均呈现连续变异的双峰分布,且粒长、长宽比和千粒质量分布均偏向于大粒亲本。相关分析表明,粒长、粒宽和千粒质量性状间均呈极显著正相关。共检测到17个QTL位点,与粒长、粒宽、长宽比和千粒质量有关的QTL位点分别为6,3,5和3个,分布于水稻第2、3、4、5、9、10号染色体上,贡献率为4％~18％。贡献率大于10％的主效QTL位点有4个,分别为qGL-2-1、qGW-2-2、qGW-2-3和qL/W-2-1,其中qGW-2-2、qGW-2-3和qL/W-2-1与克隆的粒宽基因GW2在同一区间内,可能为同一基因,qGL-2-1可能是新的控制粒形的主效QTL位点;其余贡献率小于10％的位点也可能有新位点。【结论】检测到的QTLs具有稳定性,可用于控制水稻粒形性状表现的基因精细定位及克隆。     

早籼稻谷粒性状遗传效应的分析

以广陆矮４号等８个粗短粒品种和湘早籼３号等５个细长粒品种进行不完全双列杂交，采用加－显遗传模型，对早籼谷粒性状进行了遗传分析。结果表明，谷粒性状属于多基因控制的数量遗传。粒长、粒宽、粒厚、长宽比、粒重和穗重等性状主要受制于基因的加性效应，其狭义遗传率为５０．９％—９５．０％，均达极显著水平。相对遗传进度表明，长宽比性状的选择效果好于其它性状。亲本和杂交组合遗传效应预测值表明，在长粒品种中容易选出谷粒长宽比大和宽度小的亲本，而在谷粒厚度大的品种中则易选出粒重和穗重高的亲本。浙农９２１、湘８６－７０和湘早籼３号等亲本在粒形和产量性状改良中具有很大的增值作用，其中浙农９２１／湘８６－７０、中１５６／湘８６－７０和浙农９２１／湘早籼３号等组合能够显著降低粒宽、增加粒长和长宽比以及提高粒重和穗重。     

水稻粒长遗传及其功能基因研究进展

随着人民生活水平的提高,稻米需求呈现多样化趋势,在产量仍作为重要指标的同时,稻米品质也越来越受到重视.提高产量、改良稻米品质是现代水稻育种的两个主要目标,而水稻粒长不仅是影响水稻产量的重要农艺性状,还与外观品质性状密切相关,细长粒稻米通常表现较好的外观品质,且世界上的大多数地区的消费者更偏爱于长粒型的稻米.因此,改良水...     

水稻谷壳充实程度对籽粒接受灌浆物质能力的影响

以常规粳稻盐粳2号、常规籼稻扬稻4号、亚种内杂交稻汕优63、亚种间杂交稻02428/明恢63为供试材料,将成熟期谷粒分成不同比重等级谷粒,研究水稻谷壳充实程度对籽粒接受灌浆物质能力的影响.结果表明:无论是常规籼、粳稻、还是亚种内和亚种间的杂交稻,其不同比重等级谷粒的糙米重、谷壳重、单位谷粒面积糙米重、单位谷粒面积谷壳重的差异较大.谷壳面积的差异较小.用单位谷粒成积的谷壳重作为谷壳充实程度的指标,用单位谷粒面积所形成的糙米重作为籽粒接受灌浆物质能力的指标,成熟期单位谷粒面积的谷壳重与单位谷粒面积所形成的糙米重呈极显著正相关.研究结果表明,增加谷壳的充实程度有利于提高籽粒接受灌浆物质的能力.     

Superior grains determined by grain weight are not fully correlated with the flowering order in rice

Rice panicles are composed of many branches with two types of extreme grains,the superior and the inferior.Traditionally,it has been well accepted that earlier flowers result in superior grains and late flowers generate inferior grains.However,these correlations have never been strictly examined in practice.In order to determine the accurate relationship between superior and inferior grains and the flowering order,we localized all the seeds in a panicle in four distinct rice species and systematically documented the rice flowering order,flower locations and the final grain weight for their relationships.Our results demonstrated that the grain weight is more heavily determined by the position of the seeds than by the flowering order.Despite earlier flowering has a positive correlation with the grain weight in general,grains from flowers blooming on the second day after anthesis generally gained the highest weight.This suggests earlier flowers may not result in superior grains.Therefore,we concluded that superior and inferior grains,commonly determined by grain weight,are not fully correlated with the flowering order in rice.Following the order of the grain weight,the superior grains are generally localized at the middle parts of the primary branches,whereas inferior grains were mainly on the last two secondary branches of the lower half part of the panicle.In addition,the weight of inferior grains were affected by spikelet thinning and spraying with exogenous plant growth regulators,indicating that physiological incompetence might be the major reason for the occurrence of the inferior grains.