水稻亚种间杂种F_1的籼粳属性鉴定

采用程氏指数法对用4个籼稻和3个粳稻按完全双列杂交设计配制24个籼粳杂交组合的F_1进行籼粳属性鉴定,结果表明,所有水稻亚种间杂种F_1都表现偏籼和偏粳,并且偏籼多于偏粳,但没有一个完全表现为粳型和籼型的。母本的亚种类型对杂种F_1的籼粳属性有一定影响,也就是说,用籼稻母本容易获得(偏)籼型亚种间杂交水稻,反之亦然。该文还对用作鉴定籼粳属性的6个鉴别性状在亚种间杂种F_1表现进行探讨。     

利用InDel分子标记分析海南山栏稻品种籼粳特性

为明确海南山栏稻品种的籼粳分化特性与遗传变异规律,利用34个籼粳特异InDel分子标记和24个SSR分子标记对22个海南山栏稻品种的籼粳特性与遗传变异进行分析。InDel分子标记鉴定结果表明,供试品种粳型基因频率变幅在0.68~0.83,以粳型品种为主,占到总品种的63.6%,未发现籼型或偏籼型品种。海拔梯度分析表明,海南山栏稻中粳型品种分布范围更为广泛,具有更强的环境适应能力。遗传变异分析表明,在供试群体中共检测到191个等位基因,其中稀有等位基因(基因频率≤0.05)数为86个,占到总等位基因数的45.03%。在供试的3个地理来源中,琼中县的遗传多样性最为丰富。     

籼粳稻杂交育成品种的亚种特征性状及其与经济性状的关系

采用程氏指数法研究的结果表明:95个籼粳杂交育成水稻品种均划入粳型或偏粳型；6项亚种特征性状中穗壳色、酚反应、稃毛、叶毛及籽粒长宽比全部或大多表现典型粳型特性，少量为中间型或偏向籼型，穗节长表现中间类型最多，极少数为籼型和粳型；籼粳杂交F1和育成品种的程氏指数和亚种特征性状与经济性状关系不密切，而F2的相关     

利用程氏指数法对173份水稻材料籼粳属性的鉴别

为提高鉴定水稻籼粳属性的准确性,用程氏指数法从稃毛,酚反应,第1.2穗节间长度,抽穗时壳色,叶毛和粒形等6项指标对173分水稻材料的籼粳属性进行分析,各项指标的分数加起来后,0～8分为籼(H),9～13分为偏籼(H'),14～17分为偏粳(K'),18～24分为粳(K),以典型籼稻冈46为对照,将供试材料分为籼、偏籼、粳、偏粳四类.     

杂交水稻育种的新赛道

回顾了国内外早期关于水稻雄性不育性研究的关键突破,简要概述了水稻雄性不育性的遗传机理和分类,统计了近50年来我国育成审定的各类不育系及对应的杂交种数量,认为水稻亚种内品种间杂种优势利用遭遇"天花板"效应,指出亚种间杂种优势利用即籼粳交杂交种是杂交水稻育种的新赛道。籼粳交杂交种基于母本的不同有"粳母籼父"和"籼母粳父"两种模式,"三系法"BT型"粳母籼父"模式已由宁波市农业科学院率先突破,"籼母粳父"模式及其他"粳母籼父"模式基本上属于空白,是杂交水稻育种的新赛道。     

基于四引物扩增受阻突变体系PCR快速鉴定水稻 S5基因的籼粳属性

四引物扩增受阻突变体系PCR是一种快速简便检测SNP的方法。基于该技术原理,结合籼型S5i与粳型S5j基因存在的单核苷酸差异设计特异性引物,并用8个籼稻,8个粳稻及4个籼粳杂交后代F1进行PCR扩增检测验证。依据产物的电泳谱带类型,能准确区分出SSi纯合基因型、SSj纯合基因型及杂合基因型3种类型,其扩增带型与基因型完全吻合。这表明所设计引物能很好地对S5基因的籼粳属性进行区分,可广泛应用于水稻种质资源相应目的基因的鉴定,为籼粳杂种优势利用的亲本有效选择和籼粳分化研究提供重要参考。     

水稻籼粳交偏籼后代材料花药培养研究

试验利用水稻籼粳交偏籼后代的10份材料进行了花药培养效果研究,结果如下:不同株系间培养效果存在较大差异,出愈率和绿苗分化率之间没有必然联系;N6、SK3培养基对籼粳交偏籼后代材料的培养效果明显优于通用培养基,N6又稍优于SK3培养基;花培材料在预冷处理之前不宜剪叶;从试验中筛选到了2份具有较高培养力的株系,为今后遗传育种工作和分子遗传研究提供了合适的遗传工程材料。     

水稻粳型亲籼系的分子标记辅助育种

分子标记辅助聚合育种是累加有利基因的有效手段。培育粳型亲籼系是有效克服水稻籼粳亚种间杂种不育性，从而利用水稻亚种间杂种优势的重要途径之一。本研究利用以PCR为基础的分子标记进行辅助选择，对不同粳型亲籼系中不同分化度的特异亲和基因进行了聚合，并将4个抗白叶枯病基因和来源于IR24的两个恢复基因导入粳型亲籼系中。主要结果如下：1、以粳型亲籼系G2417-2-1和粳型广亲和系G2605为亲本构建分离群体，利用本研究筛选的与S-b，S-c,S-d三个F1花粉不育基因座位紧密连锁的PCR标记进行辅助选择。在F2共选择到特异亲籼聚合植株6株，它们分别是58号，93号，94号，115号，139号，200号；广亲和聚合植株4株，它们分别是11号，14号，121号，177号。2、对当选聚合系的亲籼性和亲粳性综合分析表明：各个特异亲籼聚合系的亲粳性之间及各个广亲和聚合系的亲籼性之间都有显著差异。特异亲籼聚合系的平均亲籼性和平均亲粳性与亲本G2417-2-1相比都没有显著差异。广亲和聚合系的平均亲籼性高于亲本G2605，平均亲粳性显著低于亲本G2605。这些聚合系的亲和性与其MAS基因型相一致。3、利用四类粳型亲籼系与携带有2个恢复基因和4个抗白叶枯病基因的品系构建回交群体，应用本研究筛选的以PCR为基础的分子标记进行辅助选择。在BC1F1共选择到2个恢复基因和4个抗白叶枯病基因全杂合的植株19个，其中以IC31为受体的5株，以IC32为受体的11株，以IC33为受体的2株，以IC34为受体的1株。4、当选的19个单株自交繁殖BC1F2，利用与目标基因紧密连锁的单一分子标记进行MAS。共选择到各类可供进一步利用的材料393株，其中携带有两个纯合恢复基因的植株158株，同时携带有两个纯合恢复基因和两个纯合显性抗白叶枯病基因的植株40株。5、从上述158个植株中选出两个显性抗性基因均纯合或者任意三个抗性基因均纯合的植株共45株，通过标记加密进一步验证其基因型。结果表明，在Rf3，Rf4，Xa4，Xa21，xa5和xa13等六个基因座位上均带有纯合基因型的植株有3株。本研究通过粳型亲籼系不同分化度的特异亲和基因的聚合获得了新粳型亲籼系；通过聚合恢复基因和抗白叶枯病基因到粳型亲籼系中，使粳型亲籼系不仅能解决亚种间杂种不育性，用于两系杂交稻育种，而且由于具有抗白叶枯病基因，可以改善其对白叶枯病的抗性；由于有恢复基因而具有恢复能力，从而可以实现籼粳亚种间的三系配套。     

北方杂交粳稻发展的思考与展望

回顾了“籼粳架桥”育成粳型恢复系Ｃ５７以来我国北方杂交粳稻的发展历程。通过总结经验,进一步认识到“籼粳架桥”对亚种间杂种优势利用的的指导意义,以及广亲和基因单一位点的局限性难以解决籼粳杂种复杂的生理障碍问题。提出了籼粳亚种有利基因集团的构建一配组,偏高秆偏长穗抗倒株型改良以及高产性与抗逆性,适应性相结合的超高产育种思路等问题。     

适于陆地棉品种身份鉴定的SNP核心位点筛选与评价

利用全基因组SNP信息, 筛选陆地棉品种特异的核心SNP位点组合, 可为陆地棉品种身份鉴定提供准确高效的检测手段。本研究利用棉花CottonSNP80K芯片对326份不同来源的陆地棉种质进行SNP分型。以南京农业大学陆地棉TM-1基因组Gossypium hirsutum (AD1) genome NBI v1.1版本为参考序列, 对SNP位点进行注释。结果表明, 93.85% (72 990/77 774)的位点检出率超过99%, 61 595 (79.20%)个SNP位点具有多态性, 其中76.32% (47 009)的位点最小等位基因频率(MAF)大于0.1。基于位点检出率大于0.99、位点具多态性、MAF大于0.2、杂合率小于0.05、每条染色体的SNP密度为400 kb/SNP左右等要求, 最终获得4857个覆盖全基因组的高质量核心SNP位点组合。这些核心SNP位点组合平均检出率接近100%; 平均MAF值为0.34; 平均杂合率为0.02; 99%以上的陆地棉材料均能够被准确鉴定。统计分析表明利用核心SNP位点组合与CottonSNP80K的鉴定结果呈极显著相关。本研究提供了包含4857个SNP位点, 适于陆地棉品种指纹图谱绘制的核心SNP位点组合, 可实现陆地棉品种身份鉴定和品种确权。     

水稻核心种质资源的苗期耐冷性鉴定与评价

苗期冷害是一种影响水稻群体建成和生长发育的延迟性冷害,最终导致水稻减产。筛选苗期耐冷性强的种质资源可以为水稻耐冷育种提供亲本资源。本研究采用3000份全球水稻核心种质资源中的1542份在人工气候箱进行苗期耐冷鉴定及评价,以存活率为评价指标。发现种质资源苗期耐冷性变异非常丰富,筛选出存活率80%以上的苗期耐冷资源材料73份,其中籼稻9份,温带粳稻47份,热带粳稻4份,粳稻混合型8份,籼粳中间型和香稻类型各1份,籼粳混合型3份,XI-B、XI-2和亚热带粳稻中未筛选到苗期耐冷材料。耐冷材料主要集中在温带粳稻中,但亦有部分籼稻材料表现出较强的耐冷性。多数苗期耐冷资源材料的综合农艺性状较差,结合株高、生育期性状等筛选出14份半矮秆和生育期适中的强耐冷性材料,可作为水稻苗期耐冷育种亲本应用。对利用种质资源开展苗期耐冷基因挖掘和选育全生育期耐冷品种进行了讨论。本研究初步阐明了水稻耐冷种质资源的分布,为水稻耐冷育种提供了优异的供体亲本材料。     

四引物分子标记鉴定水稻光合效率基因TAC1的不同基因型

水稻(Oryza sativa)的株型含株高、分蘖、穗型和叶型等性状,其表现与光合效率直接相关。一般地,籼稻(Oryza sativa ssp.xian)株型松散,而粳稻(Oryza sativa ssp.geng)更为紧凑。松散型的籼稻自身遮蔽少,通风好,植株光合效率高;紧凑株型的粳稻适应密植,通过提高单位面积植株数量提高总体光合效率。控制籼粳稻分蘖角度差异的主效基因是TAC1基因。相比TAC1xian,发生在tac1geng的3'非翻译区(3'UTR)的A→G突变导致mRNA稳定性下降,从而影响了粳稻的株型。2个等位基因分别属于单株高光效基因型和整体高光效基因型,处于杂合状态下还可互补,因此建立可精确选择TAC1等位基因的分子标记在育种实践中意义重大。本研究利用扩增受阻突变系统(amplification refractory mutation system,ARMS)的原理,开发出包含4条引物的共显性分子标记,鉴定TAC1的功能单核苷酸多态性(functional nucleotide polymorphism,FNP)。该分子标记命名为tac1fnp,同TAC1完全连锁,一次PCR反应即可精确区分2种等位基因及杂合基因,有助于水稻的高光效分子标记辅助选择育种。     

栽培稻种内核糖体基因的ITS序列比较研究

以普通野生稻(O. rufipogon)为外类群,对栽培稻(O. sativa)籼亚种(O. sativa ssp. indica)和粳亚种(O. sativa ssp. japonica)18个材料的核糖体基因(rDNA)内转录间隔区（internal transcribed spacers, ITS）全序列进行比较分析。供试材料中有籼亚种品种(系)9个,粳亚种品种(系)6个,爪哇稻2个和陆稻1个。结果发现,栽培稻种内总变异位点23个,占总碱基数的5.41%;8个信息位点,占总碱基数的1.82%。籼亚种ITS全序列的长度为425~430 bp,G+C含量为74.25%~75.59%;粳亚种ITS序列总长度为425 bp,G+C含量为74.25%~75.59%。以ITS全序列构建的系统树能将栽培稻区分为籼、粳2个亚种群,爪哇稻与籼稻有较近的亲缘关系,这对研究栽培稻的演化有一定的指导意义。     

栽培稻与普通野稻杂交杂种优势和农艺性状的遗传分析

按不完全双列杂交方式组配了12个栽培稻与普通野稻种间杂交组合,定量分析其杂种优势和利用加性-显性模型对11项农艺性状进行遗传分析。结果表明：12个栽野交组合的平均杂种优势为-0.608~3.031,穗数和籽粒长宽比表现强优势是其主要特征。栽野交的穗数、籽粒长宽比、结实率和抽穗期的优势显著高于籼粳交。各性状具有较高的广义遗传力(0.50~0.92);狭义遗传力为0.24~0.84,籽粒长宽比和抽穗期的狭义遗传力较高,其它性状中等偏低。各项农艺性状间具有显著或极显著水平的表型相关和遗传相关,可作为育种间接选择时的有效参考指标。     

栽培稻种内rDNA基因IGS序列分析及系统学意义

以普通野生稻为对照, 将rDNA基因间区(IGS)序列用于栽培稻种内不同亚种以及亚种内不同品种的亲缘关系分析。结果表明, 栽培稻种内IGS序列长度为2 130~2 145 bp, G+C含量为74.59%~75.29%, 变异位点229个, 占10.70%, 信息位点76个, 占3.51%。IGS序列中籼亚种和粳亚种之间有38个亚种标志性碱基差异, 主要分布在IGS 5′ 端近400 bp的序列中。用IGS序列构建的系统树能将栽培稻的籼亚种和粳亚种分为两大类, 亚种内不同亲缘关系的品种也能区分开。本研究结果支持爪哇稻为栽培稻中一个独立亚种的观点。     

水稻抗性淀粉相关SSR标记的初步研究

将高抗性淀粉（resistantstarch,RS）突变体RS111与中等和低直链淀粉含量水稻品种II-32B和宜香B杂交,构建F2群体,发现位于第8染色体上的RM72和RM547和位于第6染色体上的RM217和RM225与RS相关。在杂交组合II-32/RS111的F2群体中,RM72和RM547与抗性淀粉和直链淀粉含量关系密切,出现了低亲本、杂合及高亲本3种基因型,且不同基因型间RS和AAC达1%显差异;在杂交组合宜香B/RS111的F2群体中,按标记RM217和RM225基因型可区分低与中高RS含量,其中RM225杂合型和高亲本类型间RS含量达5%差异水平。     

用Rim2超级家族分子指纹鉴别杂交水稻及预测杂种优势

选用5对Rim2引物对21份籼稻和20份粳稻材料进行了DNA指纹扩增,共扩增出38条谱带,其中多态性谱带26条,多态性水平为69.64%;粳稻平均多态性水平为56.67%,明显高于籼稻。根据Nei’s遗传距离计算获得的聚类树状图表明,参试21份籼稻材料聚为6组,20份粳稻材料聚为7组。亲缘关系分析表明,Rim2分子指纹可以区分多数的籼稻或粳稻材料,且显示出材料的遗传特征。考察部分籼稻和粳稻杂交组合的产量对照优势与双亲间遗传距离的关系,发现杂交粳稻的遗传距离与杂交优势表现出相关性,而杂交籼稻无此相关性。     

湖南澧县彭头山遗址陶片中水稻稃壳双峰乳突印痕的研究

以籼稻、粳稻和普通野生稻作为参照系, 用扫描电镜对彭头山遗址陶片中的水稻稃壳双峰乳突印痕进行观察拍照, 根据双峰乳突的纵距、横距及其纵横比分析了古栽培稻的属性, 认定8000年BP的彭头山古栽培稻的双峰乳突性状已向粳稻类型方向演化.     

水稻叶鞘相关性状的遗传分析

本研究以典型釉粳交(春江06/台中本地1号)的F1代花药加倍的DH群体为材料,系统考察了DH群体及其双亲在抽穗期的叶鞘长、叶鞘重、叶鞘厚等性状上的分布情况.结果表明,叶鞘长度的遗传力较高,受环境的影响相对较小,叶鞘长与叶鞘厚及叶鞘干重间大多呈极显著的正相关.QTL分析共检测到31个与叶鞘有关的QTL,分布于水稻第1、第...     

水稻单倍体诱导基因Os MATL突变体的创制与分析

MTL基因是玉米中控制单倍体诱导性状的关键基因,该基因在作物中的功能高度保守。OsMATL是MTL在水稻中的同源基因,已有研究证实该基因的突变可以诱导水稻单倍体产生,但不同遗传背景下,OsMATL基因的突变效应有待明确。本研究以日本晴(粳稻)和华航48(籼稻)为材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsMATL基因启动子区和编码区的不同位点进行编辑,成功获得OsMATL基因不同遗传背景系列突变体。分析了不同突变位点对结实率的影响,发现OsMATL基因编码区突变后结实率为2%~15%,且存在不同类型的败育籽粒,而启动子区域的大片段缺失对结实率没有显著影响;此外,籼稻背景突变体的结实率高于粳稻突变体。本研究创制的不同类型OsMATL突变体为进一步研究水稻孤雌生殖单倍体诱导的机制提供了基础材料。