亚洲栽培稻的籼粳分化

籼粳分化是亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)遗传分化的主流。籼稻(Indica)与粳稻(Japonica)对生态环境的要求不同,在性状表型、生理生化以及基因组DNA分子水平上也存在明显的差异。这些差异使得籼粳杂种后代表现出强大的杂种优势,因而是水稻超高产育种的1种重要途径。亚洲栽培稻发生籼粳分化的可能机理主要有选择压力、渐渗杂交以及非连锁基因或性状之间的非随机组合等。     

海南普通野生稻籼粳分化的SSR分析

利用可区分籼粳亚种的22对SSR特异引物对海南普通野生稻的8个自然居群的51份材料进行了SSR分析.这些引物在海南普通野生稻中能扩增出籼稻带型、粳稻带型及不同居群海南普通野生稻特有的带型.研究结果表明,海南普通野生稻具有一定的籼粳分化,其中偏粳型多于偏籼型.研究结果为进一步明确海南普通野生稻在中国栽培稻起源演化上的地位提供分子生物学证据,对海南普通野生稻资源的发掘利用具有一定的参考价值.     

栽培稻的籼粳分化与杂交育种研究进展

籼粳稻杂交后代易产生超亲变异和优势,蕴藏着巨大的遗传潜力.水稻产量的进一步提升寄希望于籼粳亚种间杂种优势的直接利用,但实现这一目标还面临着许多困难,解决途径有赖于对籼粳分化与杂种优势机理的深入研究.对亚洲栽培稻的起源与分化、籼粳稻分类的方法与评价、籼粳稻杂交育种的历史、存在的主要问题与解决途径、籼粳分化程度与杂种优势的关系、籼粳稻杂交后代中亚种特性与经济性状的关系及生态环境对籼粳交后代的影响等方面的研究进展进行了回顾与展望,为超级稻选育中籼粳亚种间杂种优势的直接利用提供科学依据与参考.     

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。     

广西普通野生稻籼粳性状研究

采用程倪声亚洲稻籼粳亚种六项性形质性状鉴别方法，对普通野生稻进行籼粳性状分化的调查研究，了解作为栽培稻近缘祖先种的普通野生稻各生态类型的籼粳性状分化情况。结果表明，普通野生稻各生态类型在叶毛、穗轴１、２节长、谷粒长宽比等性状目已有籼粳性状表现的差异，在同一性状中各生态类型群体上表现也有差异。     

云南元江普通野生稻分化的研究：Ⅰ.形态及酯酶,过氧化氢…

元江普野（普通野生稻）栖生地远离栽培稻，生活周期属多年生野生稻，套袋自交后代不分离，酯酶同工酶ＥＳＴ－Ｘ位点分析显示为纯合型普野。多数形态特征分析属典型普野，未见明显的灿粳分化。同工酶分析结果则不同。酯酶上偏灿，过氧化氢酶上则偏粳。两种同工酶上表现不一致似乎表明，元江普野具有灿粳分化的可能性。元江普野在酯酶上接近南亚与东南亚普野，其过氧化氢酶又类似中国其他各省的普野，使它在追溯中国栽培稻的原与演化     

水稻籼粳亚种分化关联性状的QTL分析

亚洲栽培稻分为籼粳两个亚种,程氏形态指数法已经广泛应用于籼粳分类的研究和生产实践中,但籼粳分化相关性状的遗传基础还多不清楚.本研究以典型粳稻牡丹江8号和典型籼稻明恢63的杂交F2群体为材料,构建遗传连锁图,检测到了11个籼粳分化相关性状(稃毛长、粒长、粒宽、倒一节间长和抽穗期)的QTL.同时定位了13个与这些性状高度相关的株高、穗长和护颖长的QTL.结果表明,检测到5个控制稃毛长的QTL,最大贡献率为25.57%;4个控制穗长的QTL,总贡献率为47.13%;4个控制抽穗期的QTL,分别位于第3、第7染色体上;控制粒长和控制粒长的QTL各检测到1个,贡献率分别为38.03%、20.56%.本研究为相关性状基因的克隆打下了基础,并加深了人们对籼粳分化的认知.     

水稻亲本籼粳分化程度与杂种优势的相关性

[目的]分析水稻亲本籼粳分化程度与杂种优势的相关性,为研究双亲籼粳分化最佳配比及组配籼粳交强优势组合提供理论参考.[方法]采用ILP分子标记和程氏形态指数法对51份水稻亲本材料进行籼粳分化程度检测,基于23个ILP分子标记进行系统聚类分析,分析两种方法的相关性.按籼/籼、偏籼/偏籼、籼/偏籼、籼/偏粳、偏籼/偏粳和偏粳/偏粳6种类型配制150个杂交组合,综合分析亲本籼粳分化程度与杂种优势的相关性.[结果]采用程氏形态指数法从51份水稻亲本材料共检测出籼型20份、偏籼型19份、偏粳型6份和粳型6份;利用23对扩增结果稳定、条带清晰且只有两种等位基因的ILP引物从51份供试亲本材料中共检测出籼型14份、偏籼型20份、偏粳型11份和粳型6份,不存在100%纯籼或纯粳类型.ILP分子标记法与程氏形态指数法的籼粳分类结果均与系统聚类分析结果具有较高的吻合度,但仍在差异.51份供试亲本的粳稻成分指数与穗轴第1~2节长和抽穗时稃色呈显著正相关(P<0.05),与谷粒长宽比、酚反应和程氏指数总分呈极显著正相关(P<0.01),其中与程氏指数总分的相关系数最高,为0.81.随着组配双亲粳稻成分的增加,6种组配类型杂交组合的生育期、株高和每穗总粒数总体呈增加趋势,但单株有效穗数、结实率和千粒重总体呈下降趋势,单株重则呈先增加再下降的变化趋势.[结论]利用ILP分子标记可有效区分亲本的籼粳属性,是一种有效的水稻籼粳分类工具.采用籼/偏籼方式配组较易筛选到强优组合;虽然采用籼/偏粳方式配组获得高产组合的概率较低,但有机会获得极高产组合,在育种中亦可大胆尝试.     

水稻不同籼粳分化类型的光合特性比较与遗传分析

本文比较分析了水稻不同籼粳分化类型材料在抽穗期和成熟期的净光合速率、水分蒸腾速率、气孔导度等反映光合作用特性的性状指标.本研究基于分子聚类结果选出8个育成恢复系,与生产上大面积推广应用的8个水稻不育系,按不完全双列杂交设计(8×8)组配成一套包括亲本和F1代在内的2个世代遗传材料,采用加性—显性遗传模型(AD模型)系统分析了不同类型材料光合特性表现的遗传效应及与产量性状间的遗传相关性.结果表明:(1)不同籼粳分化类型品种的光合生理特性存在差异,籼型品种在齐穗期光合速率较高,成熟期光合作用明显减弱;粳型品种在成熟期仍然保持一定的光合作用,光合功能期较长.(2)不同分化类型的恢复系亲本及所配组合F1产量和主要光合特性的性状指标的表型值存在较大差异,受基因加性和显性效应的影响.(3)主要光合特性的遗传率分析表明,除成熟期的水分利用率不显著外,其余光合特性指标均达到显著或极显著差异水平.     

甬优系列籼粳杂交稻株高变化对氮素利用率的影响

研究常规施肥条件下,甬优系列籼粳杂交水稻株高变化对产量及氮肥利用效率的影响,以期为甬优系列杂交稻的品种选育和氮素高效管理提供指导。于2016年在浙东沿海单季稻区(象山县泗洲头镇)开展田间小区试验,以高秆型(甬优12和甬优15)、矮秆型(甬优538和甬优1540)和中高秆型(甬优7850和甬优2640)为材料,设置N₀(0 kg·hm^-2)和N₂₇₀(270 kg·hm^-2)2种施氮水平,比较不同株高水稻产量和氮素利用率差异。结果表明:不同施肥水平下,水稻产量均表现为甬优7850>甬优2640>甬优538>甬优1540、甬优12>甬优15,产量与最大分蘖数、有效穗呈显著正相关;施氮能显著提高各品种的株高、最大分蘖数和有效穗。不同品种氮肥当季利用率、氮肥农学利用率和偏生产力趋势不同,甬优12和甬优15的氮肥当季利用率分别达37.4%和36.4%,显著高于其他品种(<30%),而氮肥偏生产力显著低于甬优7850、甬优2640和甬优538,水稻氮收获指数以甬优12最低,植株中有较多的氮素成为奢侈吸收。施氮处理下,所有水稻品种均出现氮素盈余,甬优1540、甬优538、甬优15和甬优7850氮盈余量均大于60 kg·hm^-2,显著高于甬优2640和甬优12。因此,在浙东沿海地区常规栽培条件下,高秆型甬优系列水稻品种氮素当季利用率高于矮秆型和中高秆型,但由于生物量大、秸秆“奢侈”吸氮较多,产量反而低于中高秆型和矮秆型品种。     

减氮对甬优籼粳杂交稻产量和氮肥利用率的影响

于2017—2019年在浙东单季稻区2种类型土壤(象山淡塘泥田和鄞州青紫泥田)上开展定位试验,以4个甬优籼粳杂交稻品种(甬优1540、甬优7850、甬优12、甬优538)和2个常规粳稻品种(宁84和秀水134)为材料,设置HN(农民习惯施氮量,杂交稻折纯N 240 kg·hm-2、常规稻折纯N 200 kg·hm-2)...     

利用RFP标记进行水稻籼粳杂种偏分离的遗传分析

为了研究水稻籼粳杂种偏分离的遗传基础,用转化红色荧光蛋白(RFP)的7个粳稻株系与籼稻杂交,以整合在不同基因组位点的RFP为可视遗传标记,对F1花粉及F2植株进行遗传分析。根据‘7F5’转基因系的研究结果,在粳稻‘日本晴’和籼稻‘9311’杂交的遗传背景中,水稻基因组chr02:33465170位置附近存在一个花粉偏分离位点。‘9A2’转基因系组配的籼粳杂种产生1∶1(RFP+∶RFP-)比例的花粉,并且其F2植株群体发生偏分离,说明相应RFP位点(chr04:29587748)附近有一个控制F2植株偏分离的连锁位点,该位点的遗传机制与F1的花粉比例无关。RFP标记提高了籼粳杂种花粉及后代植株的研究效率,为探索偏分离遗传机理提供了新的研究手段。     

利用分子标记辅助选择培育水稻广亲和保持系

[目的]利用分子标记辅助选择培育水稻广亲和保持系,为水稻籼粳亚种杂种优势利用提供参考.[方法]用4个不育系博A、天A、青A、62A与24个水稻姊妹系杂交,测定其恢保性;同时利用与Sn5紧密连锁的SSR标记GXR6对24个姊妹系进行检测;再通过籼粳测交验证其亲和性.[结果]24个姊妹系中除B11、B13、B14、B15外,其余B1～B10、B12、B 16～B24等20个姊妹系花粉不育度均达100.0％,对4个不育系博A、青A、天A、62A均保持不育.SSR分子标记检测结果显示,B1、B2、B4～B7、B10～B12、B14～B16、B 18～B20、B22、B23等17个姊妹系均携带187R的广亲和基因Sn5;但与日本晴和巴利拉测交验证结果显示,仅B1、B4具有亲和性,B9虽未携带Sn5却具有亲和性,其测交组合F1代植株结实率极显著高于桂B测交的结实率(P＜0.01)而低于测验种自身的结实率(桂B结实率79.79％,日本晴76.87％,巴利拉73.65％),B1、B4和B9属于中亲和力品系.[结论]筛选获得的广亲和保持系B1、B4和B9,可用来改造现有不育系,充分发挥籼粳亚种杂种优势,提高杂交水稻产量,具有较好的应用前景.     

普通野生稻遗传分化及水稻起源关系研究进展

目的研究云南元江普通野生稻及其后代的籼粳属性及籼粳分化程度,为探索普通野生稻的起源演化、遗传分化及育种利用等提供理论依据。方法利用程式指数法和InDel分子指数法从表型到分子水平对云南元江普通野生稻(Oryza rufipogon)、栽培稻合系35号及354份渗入系后代进行粳籼属性分析。结果程式指数法分析结果表明：普通野生稻总分11分,为偏籼型;合系35号总分24分,为粳型;354份渗入系中有籼型材料179份、偏籼型76份、粳型25份和偏粳型74份;经InDel分子指数法鉴定发现：普通野生稻和合系35号的籼型基因频率分别为0.32和0.04,分别属于偏粳型和典型粳稻;在354份渗入系中有典型籼稻113份、籼稻84份、偏籼36份、中间类型29份、偏粳21份、粳稻24份和典型粳稻47份。综合程式指数法和InDel分子指数法分析结果表明：2种方法的拟合度高达92.42%,仅普通野生稻及26份渗入系的籼粳类型划分结果存在偏差。结论程式指数法和InDel分子指数法鉴定稻属资源籼粳属性的结果基本一致,2种方法结合应用可有效分析普通野生稻及其渗入系后代的籼粳属性;普通野生稻籼粳属性在表型和分子水平上存在一定差异,可能与普通野生稻籼粳分化不彻底有关。云南元江普通野生稻渗入系后代的籼粳类型丰富、分化明显,是重要的育种材料,也是研究普通野生稻起源、进化及分类的宝贵资源。     

栽培稻与高州普通野生稻耐铝性的比较研究

【目的】研究栽培稻品种耐铝性及高州普通野生稻耐铝性的特点,明确供试品种中的耐铝品种和铝敏感品种,以及野生稻中的耐铝材料,为定位来自高州普通野生稻的耐铝基因奠定材料基础。【方法】以Al3+浓度为25、50和100μmol·L-1的简单钙溶液处理1d后的苗期种子根或野生稻离蘖茎新生根相对根伸长量(relative root elongation,RRE)的大小评价材料的绝对耐铝性,以各材料的RRE与耐铝性对照品种日本晴的RRE之比作为相对根伸长比衡量材料的相对耐铝性。【结果】供试品种间、不同Al3+浓度、不同处理时间对水稻种子根相对根伸长量RRE的影响均存在显著差异(P0.0001);综合来看,日本晴、L202、辽粳944和88B等为耐铝品种;以Al3+浓度为50μmol·L-1的简单钙溶液处理1d后的RRE为指标衡量不同基因型材料的耐铝性是可靠的。广东高州普通野生稻种子根在Al3+浓度为50μmol·L-1简单钙溶液处理1d后RRE值表明,材料之间的耐铝性存在极显著差异(P0.0001)。有55个编号材料的RRE≥0.50,为耐铝性材料。与栽培稻耐铝对照品种日本晴相比较,以50μmol·L-1Al3+浓度的简单钙溶液处理1d后RRE值大于日本晴(RRE=0.6198)的供试野生稻有37个编号(GZW020的RRE最大,为1.8730)。对高州普通野生稻离蘖茎新生根以Al3+浓度为50μmol·L-1溶液处理1d后RRE的比较,发现RRE≥0.50的耐铝性材料有13个。相关性分析表明,相同编号的野生稻其种子根RRE和离蘖茎新生根的RRE之间具有极显著的相关性(R=0.76012,P=0.0041)。认为高州普通野生稻材料蕴藏有耐铝的基因,随后在以栽培稻铝敏感品种华粳籼74为受体、耐铝野生稻GZW087为供体的BC3F2世代19个株系的耐铝性检测中发现2个株系具有耐铝性,表明来自野生稻亲本的耐铝性传递到了回交后代。【结论】水稻品种间耐铝性存在显著差异,广东高州普通野生稻有丰富的耐铝特性,这为定位其耐铝基因及创新水稻耐铝资源奠定了重要的材料基础。     

水稻根系育种研究进展

水稻(Oryza sativa L.)根系对水稻的生长发育及产量形成具有至关重要的作用.根据目前水稻根系育种的研究现状,分析了水稻根系育种对提高产量、改变形态特征和生理特性的重要性,并对其研究前景进行了分析和展望.