广亲和性品种在籼粳杂交育种中应用的初步研究

杂交亲和力上的中间型(即广亲和性品种)可以显著提高籼粳杂交 F_1、F_2代结实率(部分组合接近或达到正常结实率水平),不是所有的广亲和性品种都能作籼粳稻杂交的桥梁品种,广亲和性品种作桥梁品种必须具备三方面的条件:(1)能显著提高籼粳杂交的结实率,(2)广亲和性品种本身具有优良的农艺性状,(3)杂交后代具有较强的优势。     

水稻亚种间杂种优势利用研究的现状和前景

早在本世纪30年代末40年代初,水稻遗传育种家们就进行了籼、粳性状与特性等方面的研究,并企图通过杂交育种途径把其优点结合起来培育成新型的水稻品种。由于籼粳两大亚种间亲缘关系较远,杂种F_1代结实率很低,加之后代性状不易稳定,未能取得成功。直至70年代中期,我国以及南朝鲜才成功地培育出籼粳稻杂交新品种。     

水稻籼粳杂交产生两系核不育株的初步研究

在水稻(Oryza sativa L.)两系核不育研究过程中,用S1325(母本,籼粳杂交偏籼材料)与9663-1(父本,粳型材料)杂交,在其杂交后代F_4中出现不育株,不育株花粉镜检为典败、套袋自交结实率为0,与同株系可育株杂交,其F_1可育株与不育株出现1∶1分离,与三系保持系杂交,其F_1结实正常,结实性表现完全恢复,不育株再生苗经21℃冷水处理,其花粉育性恢复正常并可正常结实,由此确定该不育株为两系不育株;又对双亲及其后代不育株进行6 K水稻全基因组芯片分析,排除不育株是来自外来花粉串粉的可能性,由此推测籼粳杂交后代可以产生新的两系核不育株。这是关于籼粳杂交可以创造新两系不育系的首次报道。     

籼粳交后代“系谱封闭育种法”探讨

本研究为籼粳交后代从F_1世代开始(包括对F_1世代的复交),直到选育出株高、生育期等主要农艺性状符合育种目标的稳定株系为止,其各世代均为封闭(套袋)自花授粉结实。目的是避免外界不明基因型花粉的介入而出现性状“高度分离”,并保证杂种后代的性状能在较低的世代得到纯合稳定。 经系谱封闭选育结果,杂种后代性状的纯合效果极为明显。与开放式授粉的系谱法选育相比,杂种后代性状的整齐度要高得多。整齐度封闭一代(F_1)达55.66％、封闭两代(F_1～F_2)达95.61％、封闭三代(F_1～F_3)达99.10％。 籼粳交性状稳定后代的结实率和种性整齐度,除受花粉育性偏低、子房育性较正常和柱头对花粉选择作用的制约外,还决定于相同基因型群体的大小。如群体较大、异花花粉能满足颖花柱头对花粉的要求度越高,则结实率越接近常值,后代性状的整齐度亦越高;否则相反。 本研究可为籼粳亚种间杂交快速选育提供一定的依据和方法。     

云南稻品种与普通稻品种杂交后代的遗传变异

用云南稻品种(籼粳各二)与普通稻品种(籼粳各一)杂交,其F_2的抽穗期、单株有效穗、株高、主穗总粒数、结实率和百粒重六性状均出现了广泛的分离,从中可以选择出综合性状较好的个体。     

籼粳稻杂交理想株型创造与超高产育种及其应用研究

几十年来在籼粳稻杂交育种、水稻理想株型及超高产育种领域完成了大量开拓性应用基础研究,首次提出了籼粳稻杂交育种的关键技术,即通过生物学方法克服籼粳杂交产生的疯狂分离、结实率低和后代不易稳定三大困难以及有利综合籼粳优点的亲本和杂交后代选择技术,使之成为行之有效的常规育种方法,使我国成为世界上籼粳稻杂交育种最成功的国家：在籼粳稻杂交育种基础上,首次明确提出通过籼粳稻杂交创造株型变异、进行理想株型育种的理     

粘糯杂交后代主要农艺性状遗传变异及相关性和主成分分析

[目的]分析粘糯杂交后代农艺性状的遗传变异,为选择植株性状与稻米品质兼优的粘糯杂交后代株系提供参考。[方法]采用相关分析和主成分分析等方法对粘糯交组合糯89-1/蜀恢527的F_2代株高、穗长、结实率、千粒重、有效穗数、每穗实粒数、每穗总粒数、着粒密度进行了研究。[结果] F_2代各农艺性状变异较大,除株高外,其他7个性状近似正态分布,株高、穗长、每穗总粒数、着粒密度表型值表现正向超亲优势;结实率与千粒重、每穗实粒数呈正相关,与株高呈负相关,千粒重与除着粒密度外的其他6个性状呈正相关;主成分分析将8个性状简化为4个主成分,即产量因子、结实率因子、有效穗数因子、千粒重因子,以上因子提供的信息量占总信息量的88.374%,能概括农艺性状的绝大部分信息。[结论]粘糯杂交后代农艺性状的遗传变异与籼粳交或品种间杂交相似。     

籼粳交后代“高分离”“低结实”的探讨

水稻籼粳亚种间杂交常规育种工作中,最棘手的两大难题:一是后代性状“高度分离”;二是后代”结实率低”。 本研究认为:形成籼粳杂交后代“结实率低”的原因有二:1.花粉的可育率低;2.柱头对自花花粉的不亲和性。 形成籼粳杂交后代性状“高度分离”的原因有四:1.子房的可育率接近常值,但花粉的可育率较低,尤以低世代子房的可育率极显著地高于自花花纷的可育率;2,柱头对异花花粉的亲和性;3.同花期不同基因型外界花粉的介入,即天然异交;4.误选。 本研究旨在为籼粳亚种间杂交后代性状的快速稳定,提供依据和方法。     

3个广亲和品种与籼粳稻的亲和力遗传分析

对3个广亲和品种02428、CPSLO_(17)和轮回422与籼、粳稻杂种亲和力和颖尖色的遗传研究表明,其杂交后代育性的遗传变异趋势相似.具有一个广亲和品种的组合,F_1花粉育性与结实率均在70%以上,F_2平均结实率为65.1%,呈连续的单峰分布,但60～80%的分离占绝大多数,F_3结实率提高较快;两个广亲和品种的杂交后代(轮回422×02428),育性明显提高,F_2结实率低于60%的单株很少,F_3群体育性已基本正常。不含广亲和品种的籼粳F_1为半不育,F_2呈正态分布.说明利用广亲和基因可有效地提高籼粳杂种的育性,广亲和力以主效基因控制外,微效多基因也有一定作用。颖尖色在F_2出现3:1或9:7分离,即受一对显性基因或两对互补基因控制,且与高结实率连锁.在某些杂交组合中,杂种早世代颖尖色可作为选择广亲和基因的标记性状。     

籼粳稻杂交新株型创造与超高产育种及其应用研究

此项成果首次提出了籼粳稻杂交的关键技术,即通过生物学方法克服籼粳稻杂交产生的疯狂分离、结实率低和后代不易稳定三大困难以及有利综合籼粳优点的亲本和杂种后代选择技术,使之成为行之有效的常规育种方法,使我国成为世界上籼粳杂交育种最成功的国家;在籼粳稻杂交育种基...     

我国现用水稻广亲和性测验品种的亲和性分析

 通过我国现用水稻广亲和性测验品种间杂种F#-1以及测验品种与其它籼、粳稻品种间杂种F#-1的育性测验，分析了水稻各个亲和性测验品种的亲和性。初步确定，粳型测验品种与一般籼稻品种的亲和性以巴利拉为最低，其次为秋光和有芒早沙粳；籼型测验品种与一般粳稻品种的亲和性以南特号为最低,其次为南京11号和IR36。籼、粳测验品种亲和性的高低可作为该品种对粳、籼品种鉴别力的一个指标。     

杉木雄性不育性遗传机理初步分析

对杉木雄性不育原株混合授粉子代的开花情况作了观测与分析，初步认为杉木雄性不育性属核质基因作用型，即雄性不育株的细胞核有５对控制育性的隐性纯合基因，细胞质有一种控制不育性的基因，构成雄性不育基因型──Ｓ（ｍｓ＿１ｍｓ＿１ｍｓ＿２ｍｓ＿２ｍｓ＿３ｍｓ＿３ｍｓ＿４ｍｓ＿４ｍｓ＿５ｍｓ＿５）。     

水稻品种广亲和基因等位关系的遗传分析

 通过双列杂交研究了8个广亲和水稻品种广亲和基因的等位关系。研究表明：品种Calotoc、Cpslo-17、Ketan Nangka、02428和轮回422之间相互杂交F#-1代的花粉育性和小穗育性均达到正常育性水平。F#-2代分离不明显，推测这些品种间广亲和基因相互等位，品种02428轮回422的广亲和性受S#-5位点的广亲和基因S#+n#-5控制。 广亲和品种Ketan Nangka与Aus373或Dular杂交，F#-1花粉均出现部分不育现象。轮回422与Aus373杂交，F#-1花粉和小穗育性均显著低于正常水平；与Dular杂交的F#-1花粉育性接近正常水平，但小穗育性显著偏低。以上组合F#-2代群体均出现明显的育性分离，可育株与部分不育株的分离符合7∶2的分离比，说明品种Aus373和Dular的广亲和性在遗传上受与S#-5位点不等位基因的控制，表现配子体不育的遗传特点。在品种Aus373和Dular分别与Calotoc、Cpslo-17、02428之间的杂种F#-1育性正常，F#-2代有少数半不育株出现。推测在这些组合中，杂种育性的表达除了受主基因控制以外，还有微效基因参与作用。     

水稻细胞质雄性不育育性恢复遗传及其环境效应研究

在江西环境条件下利用"协青早A/(协青早B/密阳46)F6"、"珍汕97A/(协青早B/密阳46)F6"、"协青早A/(珍汕97B/密阳46)F6"及"珍汕97A/(珍汕97B/密阳46)F6"4套测交群体,进行了水稻细胞质雄性不育育性恢复遗传研究。结果表明:水稻CMS的育性恢复表现为质量—数量性状;不同遗传背景对水稻育性恢复的影响可能主要表现在微效QTL的不同;不同环境条件对水稻育性恢复的影响不仅表现为微效QTL的变化上,主效基因的作用亦可能因环境而异。     

粳稻雄性不育恢复基因研究 Ⅲ.A/R分离世代植株自交结实率与恢复力的关系

用BT型六千辛A/羡见3号的68个F#-3分离植株与BT型六千辛A或L型平壤3号A测交,考察F#-3单株自交结实率与恢复力之间的关系。结果表明,F#-3植株的自交结实率和恢复力都呈连续性变异;与BT型六千辛A测交的,F#-3单株自交结实率基本上能代表单株恢复力,相关系数r=0.9130;与L型平壤3号A测交的,则不能代表单株恢复力,相关系数r=-0.060。由于L型不育系可恢复性好,虽然被测交的22个植株自交结实率变异范围为16.37-95.99%,但恢复力变异不大,21株在80%以上,1株为78.17%。还考察了该组合F#-3植株和相应F#-4株系自交结实率之间的关系,表明F#-4株系内平均自交结实率与F#-3单株自交结实率呈极显著正相关。一般地说,F#-3单株自交结实率越低,F#-4株系和tF#-1的变异系数越大,而F#-4株系的变异系数又大于tF#-1。     

美国稻的广亲和性及其遗传研究

对13个美国稻的亲和性研究表明:美国稻与粳稻杂交亲和性较好,F_1结实基本正常,但与籼稻的亲和性较差,说明随机所取的所有供试美国水稻品种均为偏粳类型。根据亲和性测验结果,从美国稻中筛选出 Cpslo,Cpslol 7,Calbelle 三个 WCVS,同时也鉴定出籼稻品种光辉稻为 WCV。酯酶同工酶分析结果表明,美国稻中亲和性较好的品种基本上都有7A 酶带,无7A 的品种亲和性都较差。因此,在鉴定美国稻的广亲和性时可采取先用酯酶同工酶淘汰不具7A 的品种然后用籼稻作测验种与其测交的方法。本文对一般 WCV 的筛选提出了先观察后测交的简便方法。讨论了 WCVS 的分级标准。另外还提出了广亲和基因的遗传作用模式假说,即几个位点的广亲和原始基因累加作用假说。     

披碱草和野大麦杂种F1及BC1代育性研究

本文对披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)和野大麦(Hordeum brevisubulatum Link)杂种F1及BG代的花粉可育率和结实率进行了测定。结果表明，亲本披碱草和野大麦的花粉可育率较高，分别为87．1％和89．2％，开放授粉的自然结实率分别为39．4％和34．8％。正、反交杂种F1代高度不育，花粉可育率分别为2．2％和1．1％，在开放授粉情况下均不结实。BC1代的花粉可育率和结实性有不同程度的恢复和提高。各株系间的花粉可育率和结实率有较大的变异，有的株系花粉可育率和结实率仍很低，花粉可育率只有0．3％。开放授粉不结实；有的株系花粉可育率和结实率较FI代有大幅度的提高，花粉可育率可达74．9％，自然结实率可达14．6％。回交是克服杂种F1不育的有效途径。     

植物显性核不育恢复性遗传的理论研究

植物雄性显性核不育的恢复基因已在甘蓝型油菜、谷子、水稻和大白菜等8种作物中发现。关于恢复性遗传机制的解释有复等位基因和显性上位作用两种假说。本文从理论上详细讨论了两种假说下共8种可能情况的遗传后果,并证明仅根据不育株×恢复系的F_1,F_2,F_3和回交世代的育性分离情况,很难准确区分这两种机制的各种可能。本文提出了准确区分这两种假说下各种情况的遗传设计。     

不同水稻杂交组合F_1育性表现及其遗传分析

本文对１６２个籼籼、粳粳、野栽、广亲和性品种与籼（粳）组合Ｆ１的小穗育性作了初步研究。结果表明，某一特定组合的Ｆ１育性（平均结实率）较为稳定，不同组合间的Ｆ１育性表现十分复杂。籼籼、粳粳、广亲和品种与籼（粳）杂交组合Ｆ１的平均结实率分别为６３．３％、５８．５ ％和５７． ８５％，而野栽组合、籼粳组合 Ｆ１育性分别为 ２９． ０５ ％和 ３４． ７９ ％。试验中还发现 ＩＲ３６／Ｄｕｌａｒ、广陆矮四号／南京 １１、秋光／勐宋 １号（云 ７）等杂交组合表现出异常杂交亲和性。广亲和性基因对Ｆ１的杂交亲和性有明显促进作用。在大量研究的基础上，本文作者提出了基于Ｆ１育性的Ｋ值、Ｌ值双向分布图，并对Ｋ值、Ｌ值指导下的稻种资源归类，搜集寻找及其利用等进行了分析。本文还对不同稻种遗传分化对杂交亲和性的影响，Ｆ１育性在不同稻种分类及其相关研究中的作用等进行了讨论。     

野败型杂交籼稻恢复基因的遗传研究

以花粉可育率作指标,野败恢复系具有两对恢复基因 R_1R_1R_2R_2。R_1表现完全显性作用,R_2表现不完全显性作用和累加作用,F_2群体的育性分离比为13:2:1。等位测验表明,太引1号的 R_1基因与 IR24的 R_1基因是等位的。以结实率作指标,恢复系具有两对恢复基因 F_1F_1F_2F_2。F_2群体的育性分离比为9:6:1,恢复基因表现积加作用而无数量效应。等位测验表明,太引1号的两对恢复基因 F_1F_1F_2F_2与 IR24的两对恢复基因 F_1′F_1′F_2′F_2′互为等位。花粉可育率与结实率是两种不等而有相关的育性性状。自交结实率高的植株花粉可育率也高,但花粉可育率高的植株未必都是结实率高的植株,花粉可育率为零的植株无自交结实能力。因此,在选育恢复系时应以结实率作为育性指标,在选育或“提纯”不育系时应以花粉可育率作指标。恢复基因的遗传与穗颈节间中的酯酶同工酶谱无明显关系,与过氧化物酶同工酶谱的关系也不明显。