水稻穗部性状的QTL定位及上位性分析

水稻穗部性状与产量直接相关,定位克隆穗部性状相关QTL对探究穗部性状分子机制及分子植物育种具有重要意义。以粳稻TY319和籼稻保持系8B的F3群体为作图群体,对穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗总粒数和着粒密度进QTL定位与上位性分析。采用完备区间作图,共检测出14个穗部相关性状QTL,分别位于第1、第2、第7、第8、第9、第10染色体,LOD值介于2.56~4.96,表型变异贡献率介于6.90%~31.99%。控制二次枝梗数的qSB-1、及控制着粒密度的qSD-1和qSD-2未见报道,可能是新的QTL,上位性分析检测到69个互作。     

播期对机插杂交籼稻不同茎蘖部位稻穗枝梗数和颖花数的影响

为探究播期对机插杂交籼稻不同茎蘖部位稻穗枝梗数和颖花数的影响,以穗型差异较大的杂交籼稻品种F优498和宜香优2115为材料,通过分期播种试验研究机插杂交籼稻不同播期下不同茎蘖部位稻穗的枝梗数和颖花数。结果表明,(1)每穗一次、二次颖花数及二次枝梗数为:主茎一次分蘖二次分蘖,主茎和一次分蘖的一次、二次颖花数及二次枝梗数随播期推迟呈增加趋势,且平均一次、二次颖花数及二次枝梗数也随播期推迟而增加。每穗总枝梗数及总颖花数表现出了相同趋势。平均每穗总枝梗数和总颖花数也随播期推迟呈增加趋势。(2)相关分析表明,主茎、一次分蘖和二次分蘖的每穗总枝梗数及总颖花数与平均每穗总枝梗数及总颖花数呈极显著正相关,相关系数表现为主茎一次分蘖二次分蘖,且通径分析表明,主茎和一次分蘖的每穗总枝梗数及总颖花数对平均每穗总枝梗数及总颖花数的贡献率远大于二次分蘖。(3)主茎、一次分蘖和平均每穗大部分枝梗及颖花性状与穗分化期最高温度、平均温度和平均日照时数呈显著或极显著的正相关。综合看来,不同播期下主茎、一次分蘖和二次分蘖的枝梗数和颖花数有较大差异,选择大穗型籼稻品种进行机插更有利于获得较高的稻穗枝梗数和颖花数,同时根据播期确定相应的高产策略,早播机插在保证较高一次分蘖数的基础上,应注重提高每穗枝梗数和颖花数以提高产量,迟播机插在保证较高每穗颖花数的基础上,应注重提高结实率、千粒重。     

孕穗—灌浆期低温对水稻穗部性状的影响

为研究不同时期低温对水稻穗部性状影响程度,以千重浪2号和润宇1号为试材,在盆栽条件下研究孕穗期和灌浆期低温对穗部性状的影响.结果表明,孕穗期低温使参试品种的穗长、一次枝梗长、一、二次枝梗数、穗粒数、着粒密度和结实率都有不同程度的下降,其中叶龄余数为1.0时的低温处理对上述穗部性状的影响最大.孕穗期低温主要降低了穗中部和穗下部的二次枝梗数、粒数和结实率,对一次枝梗的影响相对较小.灌浆期低温则使结实率明显下降,穗粒重降低.     

增施腐殖酸及减量施肥对盐碱地水稻穗部性状与产量的影响

基于盐碱地土质差、水稻产量低的问题,开展增施腐殖酸及减量施肥对水稻穗部性状与产量影响的研究。采用二因素完全随机设计,盆栽试验,共计12个处理,每个处理16盆,3次重复,设置腐殖酸3个水平,施肥量4个水平。结果随着腐殖酸施用量的增加,垦粳7号穗部性状中穗重、穗长、每穗一次枝梗数、一次枝梗穗粒数、二次枝梗结实率明显增加,一次和二次枝梗千粒重明显降低,理论产量明显增加,A2、A3较A1分别增加2.45、4.97g/穴;减量施肥对穗部性状影响不明显。腐殖酸通过增加垦粳7号穗粒数和每穴穗数,从而增加水稻的理论产量;随着腐殖酸施用量的增加,千粒重随之下降;减量施肥通过增加垦粳7号每穴穗数和穗粒数,B3理论产量较B2和B4分别高出0.90、1.29g/穴,从而保证理论产量。因此,增施腐殖酸及减量施肥通过增加垦粳7号每穴穗数与穗粒数提高和保证理论产量。以腐殖酸A3（31.68g/盆）配合B3（常规用肥量减量20%）组合即可保证理论产量,又可降低肥料使用量。     

大穗型杂交水稻穗部性状及其影响

通过对几个大穗型杂优组合的穗部性状分析研究结果表明：一次枝梗数/二次枝梗数比例高的大穗型组合易形成高产。其原因主要在于一次枝梗着粒的千粒重高于二次枝梗着粒的千粒重,一次枝梗着粒的结实率高于二次枝梗着粒的结实率;并且其库源关系协调,粒/叶、实粒/叶、实粒重/叶均较高。提出以选育穗长较长、一次枝梗发达、着粒密度较稀的大穗组合来实现高产的育种策略。     

杂交水稻不同季别与不同粒位结实的差异性分析

以18个水稻杂交组合为材料,通过大田条件下的分期播种,于成熟期考查稻穗一次枝梗、二次枝梗并将稻穗结实性状划分成上、中、下部,分析各性状不同季别的变异,结果表明:(1)所有组合一次枝梗和二次枝梗实粒数、总粒数、结实率等性状存在较大的季别间变异,同一季别单穗下部、中部及上部结实特性差异亦较大。(2)总体上,不同季别下二次枝梗各结实性状的变异性强于一次枝梗,而实粒数、结实率等性状的变异性以下部最大,中部次之,上部最小。(3)不同杂交组合结实对季别和粒位的反应差异大。(4)通过对异季稻穗不同枝梗、不同部位结实的观察,有助于提高杂交组合单穗产量选择的效果;栽培上应以改良二次枝梗及稻穗下部的结实为目标。     

杂交籼稻穗部性状的配合力及遗传力研究

选用不同来源的5个籼型细胞质雄性不育系和7个恢复系,按NCⅡ设计配制35个组合,研究了穗长、穗颈长、结实率、每穗总粒数、每穗实粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒重等8个穗部性状的配合力及遗传力.结果表明:(1)所研究的8个穗部性状的加性效应与非加性效应都具有重要作用.但穗长这一性状加性效应占主导地位,二次枝梗数、一次枝梗数、千粒重等3个性状则是非加性效应占主导地位.(2)不育系对所研究8个穗部性状的大多数性状都有重要影响,恢复系对穗长、穗颈长、每穗总粒数等三性状亦有很大的作用.(3)参试的不育系以G 46 A为优良,恢复系以绵恢725为优良,明恢63是一个配制生育期较长高产组合的优良亲本.(4)亲本的自身表现与其一般配合力关系密切,在育种实践中必须注意加强对亲本自身性状的改良.(5)遗传力方面,8个穗部性状的广义遗传力由大到小的顺序是:千粒重>穗颈长>穗长>结实率>每穗实粒数>一次枝梗数>每穗总粒数>二次枝梗数,狭义遗传力由大到小的顺序为:穗长>穗颈长>结实率>每穗总粒数>一次枝梗数>每穗实粒数>二次枝梗数>千粒重.     

水稻籼粳交重组自交系群体穗部性状的相关和遗传分析

利用由大穗籼稻品系1126与粳稻品种日本晴构建的包含216个株系(F7)的重组自交系群体为材料,调查每穗总粒数、穗长、一次枝梗数和二次枝梗数的表型分布,对4个穗部性状进行了相关分析和主基因+多基因混合遗传模型分析.相关分析表明,除穗长与一次枝梗数以外,其余性状均呈1%显著水平的两两正相关,其中二次枝梗数对于增加每穗总粒...     

籼粳稻杂交后代维管束性状与穗部性状的关系

以籼稻中优早8号和粳稻丰锦杂交育成的重组自交系F6代群体为试材,研究了水稻维管束性状与穗部性状的关系.结果表明,水稻穗颈和倒二节间大小维管束数、大维管束效率和一次枝梗效率与一二次枝梗数、一二次枝梗总长度、一二次枝梗实粒数、一二次枝梗总粒数、二次粒率、穗颈粗、穗长、穗重、着粒密度、穗实粒数、穗总粒数和单株产量都呈极显著正相关,而与穗数呈极显著负相关,且与二次枝梗性状关系更为紧密.倒二节间大小维管束数比、大维管束数比、小维管束数比与穗部性状关系却相反.维管束性状与结实率、千粒重、穗型指数和第1节位长度关系不大.逐步回归及通径分析表明:一次枝梗效率对穗总粒数、一二次枝梗数、一二次枝梗总粒数的直接作用都较大,对单株产量直接作用最大;而大维管束效率对穗部性状的间接作用都较大,对单株产量间接作用最大.籼型和偏籼型水稻大维管束效率＞1/2,而粳型和偏粳型＜1/2.粳型和偏粳型水稻一次枝梗效率接近1,而籼型和偏籼型在1/2左右.大维管束效率和一次枝梗效率与穗部性状和单株产量关系密切,在亲本及杂交后代中所分化的程度明显不同,能反映出穗部性状良好的形态和机能,可以作为选择良好穗部性状的参考指标.     

水稻穗颈维管束和穗部性状的遗传分析

采用籼、粳亚种间杂种F1花药培养获得的DH群体对水稻穗颈和倒2节间维管束等性状进行了数量遗传分析. 结果表明, 颖花数、一次枝梗数、二次枝梗数和穗颈大、小维管束数的遗传力在70%以上, 倒二节间大、小维管束数的遗传力则在50%以上; 颖花数、一次枝梗数、二次枝梗数和穗颈、倒二节间大小维管束数这类性状均受多基因控制, 决     

水稻穗大小决定基因PS1的遗传分析及克隆

穗大小是影响水稻产量的重要农艺性状之一。本研究在水稻粳稻品种"中花11号"T-DNA插入突变体库中鉴定了一个植株略矮、穗长变短25%、一次枝梗和二次枝梗数目分别减少33%和80%、且粒型变异的突变体。T-DNA标签共分离检测表明:该突变体的表型与T-DNA插入无关。通过与籼稻品种"珍汕97"配置杂交组合构建遗传作图群体,F2杂合后代符合经典孟德尔遗传分离比3:1,证明突变性状受一对隐性基因PS1(Panicle Size 1)所控制。采用图位克隆的方法,将基因PS1初步定位在第11号染色体短臂上的IN44和IN50标记之间,两标记物理图距为105 kb。对候选基因进行进一步的表达量分析、比较扩增及测序发现基因LOC_Os11g12740(即SP1)可能是本研究的PS1基因。本研究为进一步分离克隆PS1基因及对水稻穗大小发育的深入研究提供依据。     

水稻穗结构的定量特征与虚拟表达的初步研究

连续观察了不同品种和不同氮肥处理条件下水稻穗结构,并对其进行了定量分析及参数化处理。结果表明,一次枝梗长与穗长之比随穗轴节位呈两次函数变化,不同品种类型之间的参数变异较大;一次枝梗上的二次枝梗数与一次枝梗长度呈线性变化;一次枝梗基本均匀着生于穗轴上,一次枝梗和二次枝梗的节间距离变化不大。进一步利用水稻生长模型输出的穗粒数和一次枝梗数分析了二次枝梗的空间分布。最后结合上述结构特征,进行了水稻穗结构的计算机模拟。     

乙烯与水稻细胞质雄性不育的关系

从幼穗发育的IV到VII期,水稻细胞质雄性不育系(珍汕97A)幼穗和叶片的ACC含量和乙烯释放速率均高于其保持系(珍汕97B)。外施乙烯释放剂乙烯利使保持系花粉可育度明显下降;外施ACC合成酶抑制剂AVG引起两系幼穗ACC含量和乙烯释放速率下降,并使不育系花粉育性得以部分恢复,而在外施AVG的同时再施以乙烯利则AVG的恢复作用消失。     

广谱抗稻瘟病基因d12的遗传分析及分子标记辅助选择应用

本研究利用一个广谱抗稻瘟病基因d12（来源于武育粳2号）,通过分子标记辅助选择改良珍汕97B抗稻瘟病性。首先利用以珍汕97B为背景构建一个包含236个单株的d12近等基因系BC2F2群体,通过遗传分析,将抗稻瘟病基因d12定位于水稻第12染色体的遗传距离为2.7cM的2个SSR标记RM27792-RM28089之间。QTL分析结果表明,在分蘖期Ⅰ（TL58,播种后第58天考察的叶瘟）和分蘖期Ⅱ（TL75,播种后第75天考察的叶瘟）检测到的d12的LOD值和VAR值（遗传方差/表型方差）分别为：31.7、47.1%以及24.1、37.9%,d12的加性效应和显性效应分别为1.2608、-1.0475以及0.7326、-0.7689;当水稻进入抽穗期（HL98,播种后第98天考察的叶瘟）时,检测不到d12。由此可见,d12对稻瘟病抗性随着水稻的分蘖进程可能由强到弱,当进入生殖生长时期对稻瘟病的抗性没有了贡献。这可以表明d12对稻瘟病的抗性受到发育时期的影响。以上结果可能对稻瘟病持久抗性的育种和受发育影响的抗病性的理解有非常重要的意义。     

不同穗型水稻剑叶光合特性及叶绿素荧光参数的研究

环境对光合作用影响可以通过叶绿素荧光的变化反应出来,农艺措施中以种植密度和施N量的变化对光合作用的影响尤为明显。本研究以不同穗型水稻品种（穗重型品种‘龙粳27’和穗数型品种‘龙粳25’）为材料,设4个密度处理和4个施肥时期处理,研究密度和氮肥运筹对不同穗型水稻光合指标及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,穗重型水稻‘龙粳27’的叶绿素含量、光合速率、光合功能期均显著高于穗数型品种‘龙粳25’。适当稀植和氮肥后移对水稻剑叶的光合特性有明显的促进作用,穗重型品种‘龙粳27’在D2 (29.7 cm×13.2 cm)密度处理下,穗数型品种‘龙粳25’在D3 (33 cm×9.9 cm)密度处理下,N肥后移会显著提高二者产量。     

不同施肥时期对不同穗型水稻品种群体结构及产量的影响

通过不同施肥时期试验,研究不同施肥时期对不同穗型水稻品种群体结构及产量的影响。结果表明,穗数型品种牡丹江19群体结构、产量最佳的处理为分底肥、蘖肥和粒肥三次施入的处理,比其他处理增产17.9%～34.3%。穗重型品种系选1号群体结构、产量及产量构成因子最佳的处理为分底肥、蘖肥、穗肥和粒肥四次施入的处理,比其他处理增产8.3%～22.6%     

小麦K-CMS保持系主要农艺性状的系统聚类分析

通过对21 个小麦K-CMS保持系品种的农艺性状进行调查,旨在分析这些品种的遗传多样性。以2 年田间试验得到的株高、穗长、小穗数、穗下节长、穗粒草重、穗粒数、穗粒重、旗叶长等农艺性状为依据,计算21 个品种间遗传距离,采用类平均分析法(UPGMA)对供试材料进行聚类分析。结果表明：供试的21 个品种共划分为6 个类群,Ⅰ类为‘大作1 号’、‘国育101’、‘濮麦6311’、‘中育1211’、‘焦麦268’、‘长育918’、‘泛麦526’;Ⅱ类为‘锦科2 号’、‘安农12’;Ⅲ类为‘经科168’;Ⅳ类为‘偃农27’、‘农科668’;Ⅴ类为‘存麦15’、‘上麦1号’、‘聊麦18’、‘囤麦127’、‘科林04177’、‘光泰54’、‘郑麦1290’、‘耕麦787’;Ⅵ类为‘昌麦9 号’。划分结果与系谱分析基本一致,并把系谱来源不清的品种划分到相应的杂种优势群。小麦K-CMS保持系品种形状检测是研究保持系品种间遗传差异的一种方法,可为小麦“三系”选育提供初步的理论依据。     

两种穗型粳稻穗上不同粒位籽粒几个营养和蒸煮品质性状的比较分析

选用典型的直立穗型和弯曲穗型粳稻品种, 研究了穗上不同粒位籽粒的几个重要营养和蒸煮品质性状差异及其分布特点。结果表明, 穗型特征与蛋白质含量、直链淀粉含量和食味值高低无直接必然的联系, 但是对穗不同部位间这些指标及其粒位顺序有较大影响。对3个直立穗型品种而言, 蛋白质含量、直链淀粉含量表现为穗下部＞中部＞上部, 食味值则相反, 而对3个弯曲穗型品种而言, 蛋白质含量、直链淀粉含量的表现规律不明显, 食味值表现为穗上部＞中部＞下部; 同一稻穗不同枝梗间相比, 着生在二次枝梗上的稻米蛋白质含量相对较高、直链淀粉含量和食味值相对较低, 而着生在一次枝梗上的稻米蛋白质含量相对较低、直链淀粉含量和食味值相对较高; 同一枝梗间的不同着粒部位相比, 下部二次枝梗第2、3粒位的蛋白质含量较高、食味值较低, 中上部一次枝梗1~6粒位的蛋白质含量较低、食味值较高, 而直链淀粉含量在粒位间规律不明显; 直立穗型品种单一稻穗不同粒位间的差异大于弯曲穗型品种, 其主要原因可能是直立穗型品种着粒密度过大。     

利用东乡普通野生稻染色体片段置换系定位产量相关性状QTL

以东乡普通野生稻和日本晴为亲本构建的染色体片段置换系为研究材料, 2019年分别在北京、山东临沂和江西南昌对分蘖数、穗粒数和粒形等11个产量相关性状进行多环境鉴定,结合染色体片段置换系基因型数据定位水稻产量相关性状QTL。3个环境共检测到68个QTL,包括株高4个、穗长5个、分蘖数2个、一次枝梗数7个、一次枝梗粒数8个、二次枝梗数8个、二次枝梗粒数10个、每穗粒数6个、千粒重7个、粒长8个和粒宽3个; LOD值介于2.50～12.66之间,贡献率变幅为4.67%～27.79%,15个QTL的贡献率大于15%;24个QTL与已报道位点/基因位置重叠,44个QTL为新发现位点; 6个QTL在2个环境能被检测到, 1个QTL qTGW2能在3个环境检测到,且是还未报道的新位点。最后,利用BSA法验证了qPH7、qPBPP8-2和qGW10三个QTL的可靠性。本研究将为后续产量相关性状基因克隆以及进一步解析其遗传基础和分子调控机制奠定基础。