利用InDel标记鉴定浙优系列杂交稻籼粳属性和预测杂种优势

【目的】准确鉴定水稻材料的籼粳属性及利用遗传距离预测杂种优势,为开展水稻超高产育种和籼粳亚种间杂种优势利用提供基础。【方法】利用19对籼粳稻特异插入/缺失（Insertion/Deletion,InDel）引物,对12个浙优系列杂交稻及其双亲的籼粳属性进行了InDel分子标记鉴定,根据被检测水稻样品在多个InDel 位点上的籼型或粳型基因频率,参考卢宝荣的方法,将供试样品分别判定为“籼稻”、“偏籼”、“中间偏籼”、“中间偏粳”、“偏粳”和“粳稻”。采用Nei的方法求算13个亲本间（1个不育系和12个恢复系）的InDel遗传距离,用UPGMA法进行遗传相似性聚类,用SPSS 17.0统计分析软件对InDel条带赋值进行主成分分析, 依据第一和第二主成分的特征向量的平均分量值作平面散点图。统计杂种F1稻谷产量、每穗总粒数、每穴有效穗、结实率、千粒重及单穗重各产量性状的对照优势,以此分析InDel遗传距离与杂种优势的相关性。【结果】（1）参试材料籼粳属性的判别：不育系浙04A被鉴定为“粳稻”,8个恢复系被判定为“籼稻”或“偏籼”,由其所配组的8个杂交组合被判定在“中间偏籼”到“偏粳”之间,证实了这8个组合为典型的籼粳交组合;另外4份恢复系被判定为“偏粳”,所配组的4个杂交组合被判定为“粳稻”。（2）参试材料的聚类分析：当GS 为0.350时,35份试验材料被分为“粳稻”和“籼稻”2个主群,GS为0.638时,粳稻主群又被划分为“粳稻/偏粳”和“中间偏粳”2个亚群。其中,粳稻/偏粳亚群包括不育系浙04A、4个粳粳交恢复系及粳粳交杂种F1、3个粳稻对照种和粳稻秀水09;中间偏粳亚群包括8个籼粳交杂种F1。籼稻主群则包括8个籼粳交组合的恢复系、3个籼稻对照种和籼杂组合汕优63。（3）InDel遗传距离与杂种优势的相关性：在以粳粳交、籼粳交组合整体作为分析对象时,InDel遗传距离与稻谷产量、每穗总粒数、单穗重呈极显著正相关,与结实率呈显著负相关;仅以籼粳交组合为研究对象时,InDel遗传距离仅与单穗重和千粒重呈显著正相关。【结论】供试的12个浙优系列中的8个组合被证实为典型的粳不/籼恢型籼粳交组合,这些组合的双亲间具有较远的遗传距离;InDel遗传距离在不同类型品种间具有较好的杂种优势预测能力,可用于单穗重的优势预测,即随着InDel遗传距离的扩大,杂种优势主要体现在单穗重的增加上。     

水稻粳型亲籼系籼粳型属性的程氏指数鉴定

为了提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性，用程氏指数鉴定了待测粳型亲籼系及其杂交后代的籼粳型属性。结果表明：用程氏指数鉴定粳型亲籼系的籼粳型属性的结果准确率较高，且年度间和季度间的稳定性好；偏粳型品种与籼型或偏籼型品种杂交，其F1多为籼型和偏籼型。用程氏指数法从15个待测粳型亲籼系中鉴定出1个粳型品系和4个偏粳型品系。另外，秧苗的KClO3抗性可作为鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的一个指标，改良程氏指数能提高鉴定粳型亲籼系籼粳型属性的准确性。     

水稻籼粳交亲籼型不育系的杂种优势利用

采用珍汕97B/秀水13的后代为材料,通过回交转育,育成系列亲籼型不育系.以Ⅱ-32A为对照,按8×6不完全双列杂交,分析各不育系产量性状的遗传效应与杂种优势,评价其育种价值.结果表明:(1)产量主要性状大多受加性效应和显性效应共同控制.单株重是一个复杂性状,受显性效应控制.株高、总粒数、生育期和有效穗与结实率的表型、遗传、加性和显性相关均呈负显著或极显著相关,育种上应注意上述性状的选择,提高后代结实率.(2)株高、主穗长、粒重及生育期的狭义遗传力较高,早期选择有效;而单株重、有效穗、总粒数及结实率的狭义遗传率低,分离世代长,需高世代鉴定.(3)42个籼粳交F1中有18个组合结实率高于80%,16个组合单株重超过Ⅱ优63,杂种优势表现在单株重、株高、穗粒数等性状.     

利用特异性分子标记进行籼粳分类研究

籼稻和粳稻是在植物学上亲缘关系较远的两种类型,即现在的粳型和籼型,奠定了稻种分类的基础。目前,已有的籼粳分类方法有形态指数法、杂交亲和力法、同工酶法、数值分类法以及分子标记分类法等。而最常用的有形态指数法和分子标记分类法两种。本研究正是以形态和分子标记两种分类方法为基础,选用39份     

利用InDel标记量化中国栽培水稻微核心种质的籼粳成分

利用34对鉴定籼粳指数的InDel标记对184份栽培稻微核心种质的籼粳指数进行量化与评价.结果表明,微核心种质中典型籼稻、籼稻、偏籼、中间型、偏粳、粳稻和典型粳稻的比例分别为53.26％、9.24％、1.63％、1.09％、3.26％、9.78％和21.74％,偏籼粳中间型的材料较少.     

利用籼粳稻特异InDel标记分析云南糯稻品种的籼粳特性

利用籼粳杂种优势是实现水稻超高产育种目标的重要途径之一。利用根据粳稻日本晴和籼稻93-11基因组序列设计的34对特异性插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)引物,对采自云南省7个地州17个县的181份糯稻品种进行籼粳性分析。通过对这些糯稻品种DNA样品在这34个InDel位点上的籼型或粳型基因频率,确定各个糯稻品种的籼、粳性。结果表明:141份测试品种被鉴定为典型籼稻,18份为籼稻,8份为典型粳稻,13份为粳稻,1份为偏粳稻。主成分分析表明,云南糯稻籼粳分化明显。     

基于InDel分子标记的云南地方稻籼粳属性与表型性状相关分析

[目的]明确云南地方稻资源的籼粳属性及籼粳基因频率与表型性状间的相关性,为有效利用云南地方稻资源改良水稻品种提供理论依据.[方法]利用39对InDel籼粳特异性标记对来自云南12个地州69个县区的406份云南地方稻资源进行籼粳属性分析,通过计算云南地方稻资源在39个InDel位点上的籼粳基因频率,确定其籼粳类型;并对倒伏性、芒长、颖尖色、谷粒形状、株高、穗颈长、穗长、有效穗数、剑叶长、剑叶宽、每穗总粒数、每穗实粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒重、结实率、谷粒长和谷粒宽等18个表型性状进行调查,分析籼粳基因频率与表型性状的相关性.[结果]406份云南地方稻资源中有303份籼型稻(典型籼稻、籼稻和偏籼),占74.63%,其中典型籼稻77份、籼稻214份、偏籼12份;中间型资源11份,占2.71%;粳型稻(典型粳稻、粳稻和偏粳)有92份,占22.66%,其中典型粳稻36份、粳稻54份、偏粳2份.籼粳基因频率与表型性状的相关分析结果表明,粳型基因频率与穗颈长、谷粒宽、芒长、穎尖色、穗长、剑叶长、每穗总粒数、一次枝梗数、二次枝梗数、谷粒长和谷粒形状等11个表型性状呈极显著相关(P<0.01,下同),其中与谷粒宽(r=0.374)的正相关性最高,与谷粒形状(r=-0.429)的负相关性最高.[结论]云南地方稻资源存在明显的籼粳分化,InDel分子指数法所划分的7种籼粳类型在406份资源中均有出现,且其籼粳属性的分化与多个表型性状存在极显著相关性,尤其与谷粒宽(极显著正相关)和谷粒形状(极显著负相关)的相关性最高.因此,利用云南地方稻资源进行籼、粳稻定向改良及选育时应综合考虑谷粒宽和谷粒形状2个表型性状.     

基于InDel分子标记的籼粳杂交稻与粳粳杂交稻的杂种优势比较研究

【目的】随着籼粳杂交稻育种技术的发展与完善,直接利用籼粳亚种间杂种优势培育高产的水稻品种已成为可能。利用InDel分子标记及其成熟的技术,准确地分析品种的籼粳基因型频率、籼粳稻属性、品种类型与竞争优势水平,对籼粳杂交稻的育种与品种类别的甄别具有重要的意义。【方法】征集浙江省多家育种单位培育的24个籼粳杂交组合和粳粳杂交组合,选用18对InDel分子标记引物,采用王林友等报道的方法,检测水稻样品在InDel位点上的粳型基因频率,判别参试品种的籼粳属性。采用Nei的方法求算参试品种的InDel遗传距离,用UPGMA法进行遗传相似性聚类,用SPSS 17.0统计分析软件对InDel条带赋值进行主成分分析,依据第一和第二主成分特征向量的平均分量值作平面散点图。调查或考察全生育期、株高、每穗总粒数、千粒重等10项主要农艺性状,测定小区籽粒产量及产量的竞争优势。测定InDel遗传距离与籼粳杂交组合和粳粳杂交组合竞争优势的相关性。【结果】18对InDel引物可扩增获得每个材料的籼稻特异带、粳稻特异带和籼粳杂合带型,经计算粳型基因频率,所有参试材料准确地判别出籼粳属性,并归为6类,其中12个为籼粳杂交组合,另外13个为粳粳杂交组合。经InDel标记的聚类分析,验证了上述判别的正确性。PCA分析把所有品种归入3个不重叠的区域,即籼稻区、典型粳稻与粳稻区、偏粳型与中间型区。籼粳杂交稻品种的2年小区籽粒产量分别比粳粳杂交稻品种增产12.47%和14.89%,表现十分明显的产量竞争优势。对比2类组合的10项农艺性状,籼粳杂交稻组的每穗总粒数2年分别比粳粳杂交稻品种增加32.0%和37.1,每穗实粒2年分别增加26.8%与34.4%,说明大穗是籼粳杂交稻增产的主要贡献因子。分析参试组合与嘉优2号的遗传距离（GD）及其各性状的竞争优势的相关性,结果粳粳杂交稻组合未发现有相关性,籼粳杂交稻表现为穗长和千粒重极显著呈正相关,着粒密度呈现为显著负相关。【结论】InDel分子标记技术可以有效地测定各种类型品种的粳型基因频率,并判别参试品种的籼粳属性,甄别品种的类型。籼粳杂交稻籽粒产量的竞争优势十分明显,其主要贡献因子是较大的每穗粒数。     

利用ILP标记分析水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化

 【目的】揭示水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化度,为培育实用型籼粳亚种间杂交稻提供理论和实践依据。【方法】以通过不断聚合和累加不同广亲和基因与恢复基因的方法,历时21年,4个育种阶段,涉及18个籼粳杂交亲本和39个衍生系为研究材料,采用籼粳特异ILP分子标记（水稻内含子长度多态性分子标记）和程氏形态指数法进行籼粳分化度检测。【结果】57个供试材料基因组DNA在所检测位点上均存在籼粳分化。18个亲本共检测出4个粳稻、5个偏粳、8个偏籼和1个籼稻类型。在18个亲本中, 明恢63和9308的粳稻成分分别为12.50%和33.33%;粳型恢复系C418的粳稻成分仅有31.25%。39个籼粳杂交衍生系共检测出1个粳稻、11个偏粳、20个偏籼和7个籼稻类型。其中,粳型衍生系明恢502的粳稻成分仅占10.42%。ILP标记法与形态指数法判定籼粳分类结果的吻合度较好,粳稻成分指数、籼稻成分指数与程氏指数综合值的相关系数分别为r=0.794**和r=-0.7662**。【结论】ILP标记具有准确检测籼（粳）成分比例的功能;研究籼粳分化可以合理解释籼粳型恢复系配组的杂交稻表现明显杂种优势的原因,对有效利用籼粳亚种间优良基因具有重要作用。     

水稻籼粳交育种研究综述

明确了水稻籼粳交育种与籼粳杂种优势利用的不同内涵,评述了水稻籼粳交相关的科学术语、育种理论和育种实践,分析了籼粳交杂种不育基因座位研究结果对籼粳交育种的指导作用,简述了广东的籼粳交育种现状,提出了以大群体筛选籼粳交后代的育种方法并应用于育种实践。     

Analysis of Indica-Japonica Differentiation in Rice Parents and Derived Lines Using ILP Markers

Revealing the indica-japonica differentiation in parents of hybridization between indica and japonica rice and their derived lines can provide theoretical and practical bases for the breeding of practical inter-subspecific hybrid rice. Using subspeciesspecific molecular markers ILP （intron length polymorphism） and Cheng＇s index, the indica-japonica differentiation was analyzed with special materials including 18 indica-japonica hybrid parents and 39 derived lines, which accumulated different wide compatibility and restoring genes by convergent cross method in 21 years spanning four breeding phases. The indica-japonica differentiation was detected on all tested loci in 57 materials. Among the 18 parental lines, 4 were japonica type, 5 japonicaclinous type, 8 indicaclinous type and one indica type. The japonica proportion indexes in indica restorer lines Minghui 63 and 9308 were 12.50 and 33.33 %, respectively, while that in japonica restorer line C418 was only 31.25%. Among the 39 derived lines from indica-japonica hybridization, one was japonica type, 11 japonicaclinous type, 20 indicaclinous type and 7 indica type. The japonica proportion index in Minghui 502 was only 10.42%. The results of indica and japonica classification by ILP molecular markers and Cheng＇s index were relatively consistent. The correlation coefficient between the japonica proportion index and morphology index was 0.794＊＊, while that between the indica proportion index and morphology index was -0.7662＊＊. ILP markers could be used to accurately detect the proportion of indica/japonica content in the genome of a rice variety. The results of indica-japonica differentiation analysis could make reasonable explanation for that the hybrids obtained from indica-japonica type restorer lines had obvious heterosis. This conclusion would provide important guidance in efficient use of beneficial genes of inter-subspecific hybrid rice.     

籼粳稻杂交分类性状遗传研究初报

应用程氏指数法研究了不同类型杂交组合。结果表明粳×籼F     

Subspecific Characteristics and Classification of Rice Varieties Developed Through Indica and Japonica Crossing

Six characteristics, i.e., hull color, chaff and leaf pubescences, length of 1st and 2nd rachis, grain length/width ratio and phenol reaction, of rice progenies from indica and japonica crossing were studied using the Cheng's index classification method. The results indicated that F1 generations performed more like indica, while F2 generations were approximately in a normal distribution. Both of the rice progenies were more affected by indica and female parents than by japonica and male parents. Among the six Cheng's index traits of the parents and F1 generations, and between the traits and Cheng's indexes, significant correlations (both at α=0.05 and α=0.01) were found in most cases. No significant correlations were found among the 6 Cheng's index traits of F2 generations in most cases, but significant correlations (α=0.01) existed between these traits and Cheng's indexes. The six Cheng's index traits of F2 ranged successively, and many individuals showed over-parent genetics, with the same trends in both direct cross and reciprocal cross. Among the 6 index traits,chaff and leaf pubescences almost presented in a two-peak value, while the others in a mono-peak value. The hull color,phenol reaction and length of 1 st and 2nd rachis were distributed in deviation, with the first two traits presented more in japonica individuals and the last trait more in indica. The grain length/width ratios were nearly in a normal distribution.     

籼粳稻杂交后代亚种特性表现与分类研究

 应用程氏指数法研究了籼粳稻杂交后代穗壳色、叶毛、稃毛、穗节长、籽粒长宽比、酚反应等 6个亚种特征性状的表现。结果表明 ,F1表现为偏籼型 ,F2 接近正态分布 ,籼型和母本的影响略大于粳型和父本 ;亲本及其F1的上述特征性状与程氏指数之间及相互之间大多呈显著或极显著正相关 ,F2 特征性状相互之间相关性大多不显著 ,但与程氏指数的相关性仍然达到极显著水平 ;F2 这 6种特征性状均为连续变异 ,有相当比例的个体表现超亲遗传 ,正反交趋势一致 ;叶毛和稃毛接近双峰曲线 ,其余性状均呈单峰曲线分布 ,穗壳色、酚反应和穗节长呈现偏态分布 ,前两者粳型个体比例大 ,后者籼型个体比例大 ,籽粒长宽比接近正态分布     

籼粳稻杂交后代穗部性状变异及其相互关系研究

为了探讨籼粳稻杂交后代穗部性状表现规律,为综合亚种优点充分利用亚种间优势提供理论依据,分析了典型籼粳稻杂交后代穗部性状的变异及其相互关系,并依穗型指数分类比较穗部性状差异。试验结果表明:穗部性状在F1代多表现超亲优势,F6代呈现连续变异,出现很多超亲值和中间性状。穗粒重由3个主成分决定,粒数因子、穗型因子和粒重因子分别贡献了45.49%,17.6%和12.22%,穗长有使粒数增多、粒重增加的趋势。RIL群体内绝大多数株系穗型属于中、下部优势型,结实率等穗部性状在不同穗型的分布既有交叉又有重合。因此籼粳稻杂交可以创造大量变异,其后代具有较强的杂种优势,可以实现穗部性状的重新组合,群体内多数株系穗型属于下部优势型,依据穗型很难判别穗部性状的优劣。     

水稻籼粳交主要性状遗传规律的研究

通过对水稻籼粳交 10个主要性状的配合力和遗传力的分析研究 ,结果表明 :各组合间一般配合力和特殊配合力都存在极显著差异。广义遗传力大小排序为 :抽穗期、株高、主穗千粒重、主穗结实率、穗长、主穗总粒数、主穗单穗重、穗颈大维管束数、剑叶面积、有效分蘖。狭义遗传力高的性状为株高、主穗千粒重和主穗结实率     

籼粳杂种不育的遗传模式及亲和基因的研究进展

克服杂种不育性是有效利用籼粳杂种强大优势的关键。为此 ,众多水稻遗传育种学家对水稻亚种间杂种不育性的遗传基础开展了广泛而深入的研究 ,并在利用亲和基因提高杂种F1育性方面取得突破。总结了控制籼粳杂种不育的基因作用模式 ,并详细综述了“广亲和基因理论”和“特异亲和基因理论”的最新研究进展     

利用基础导入系分析粳稻基因的遗传效应

 【目的】为了有效地评价粳稻等位基因在籼稻遗传背景中的遗传效应，为籼粳亚种间优良基因的利用提供理论和实践依据。【方法】以粳稻品种日本晴（Nipponbare）为供体亲本、籼稻品种珍汕97B（Zhenshan 97B）为受体亲本，经过杂交、回交，结合分子标记辅助选择，构建了88个基础导入系, 每个导入系具有相同的籼稻遗传背景，且只含有一个或少数粳稻的导入片段，每个导入系的导入片段叠加起来能覆盖整个粳稻的染色体。利用基础导入系群体进行单株产量、有效分蘖数、千粒重和每穗实粒数的数量性状基因（QTLs）定位和遗传效应分析。【结果】共检测到29个具有显著遗传效应的位点（QTLs）。其中6个QTL具有正向的加性效应和超显性效应，其余23个QTL具有负向的加性效应和超显性效应。【结论】一些粳稻基因导入到籼稻中能表现出不同程度的增产效应；超显性效应对水稻籼粳杂种优势起重要作用。     

Resistance Evaluation of Some Hybrid Rice, Conventional Early Indica and Late Japonica Rice to Magnaporthe grisea

Thirty isolates of Magnaporthe grisea collected from 18 provinces/cities representing 21 pathotypes and 9 different lineages were inoculated to rice varieties with known resistance genes and some hybrid rices,conventional early indica and late japonica varieties cultivated recently in China.Virulence spectrum of the 30 isolates was very different,showing that they recognize numerous different resistance genes.Varieties also revealed very different resistance patterns showing that they carry different resistance genes or combinations of resistance genes.On the basis of comparisons with international differential varieties with known resistance genes,resistance genes in certain Chinese varieties could be speculated.The results indicated that some of them were resistant to most of the isolates tested and that they could be of interest as resistance sources for hybrid parents or to be planted in the field directly.