水稻光温敏雄性核不育系的系谱分析

近年来, 我国两系杂交水稻快速发展, 截止2010年底, 共有427个两系组合通过审定。两系杂交水稻已经奠定了在我国水稻生产中的重要地位, 而光温敏核不育系是两系杂交水稻的基础。本文从实用性角度研究了1994年以来通过审定和获得新品种保护权的两系组合所涉及的130个光温敏核不育系, 分析了光温敏核不育系的基本来源和其中126个不育系的系谱。以原始光温敏核不育系为起点演绎了不育系之间的衍生关系, 介绍了大面积应用及获得新品种保护权的73个不育系的系谱, 归纳了新光温敏核不育系的育成途径。讨论了不育系育性转换的光温反应类型与其核不育基因来源的关系。提出利用光温敏核不育系开展分子生物学研究过程中, 有必要通过系谱分析不育系之间的衍生关系, 对不育系材料进行有针对性的选择。强调了促进光温敏核不育资源的开放与共享, 对加快实用性光温敏核不育系的选育, 积极应对两系杂交稻制种环境的变化具有重要的意义。     

开颖促进剂在水稻大规模商业制种中的应用效果

杂交水稻种子生产是优质品种推广的关键,制种是种子生产中最为重要的环节。制种产量受到环境、父母本花期和花时等因素的影响。在适宜环境和父母本花期相遇的前提下,花时则是影响制种产量的关键。为了研究以茉莉酸甲酯为主要成分的一种新型开颖促进剂在杂交水稻大田制种应用中的效果,以 4 种制种杂交稻不育系母本为试验材料,根据亲本特点,前期喷施赤霉素结合抽穗期喷施开颖促进剂,对不育系花时、开颖数量、结实率和产量进行分析。结果表明：此开颖促进剂在籼稻两系不育系和三系不育系以及粳稻三系不育系的制种中,能够有效提前花时,提高颖花开放数量,促进集中开花,在不影响 杂交种质量的前提下通过提高不育系的结实率,显著提升制种产量,采用无人机进行大规模商业制种,其产量提升效果明显。     

光温敏核不育系Y58S群体育性转换临界温度的提纯研究

本研究选用光温敏核不育系Y58S生产用良种为材料,通过光温敏、温敏核不育水稻的繁殖和鉴定装置进行人工控温低温筛选。研究表明,群体中单株间育性转换的临界温度存在明显分离,随着筛选温度的降低和胁迫时间的延长,群体中仍保持稳定不育的单株减少,而育性恢复正常的单株急剧上升,说明群体中单株间对低温胁迫的耐受能力也存在差异。通过人工低温胁迫筛选可以有效地降低光温敏核不育系育性转换的临界温度和提高育性稳定性。     

自然生态法鉴定水稻光温敏核不育系雄性不育起点温度的研究

本试验是将8个新水稻光温敏核不育系置于湖南怀化进行分期播种,让其在自然条件下充分表现,以选育出雄性不育起点温度低、育性稳定、综合农艺性状好、易于繁殖制种的水稻光温敏核不育系.结果表明:糯S、粳38S、C40S、9771S、德早S、H155S、怀4S雄性不育起点温度在23.5℃左右,而德es雄性不育起点温度在23.5℃～24℃之间.文章对水稻光温敏核不育系鉴定方法进行了探讨.     

具紫色标记性状光温敏水稻核不育系紫红10 S的育性特征及应用研究

为了更好地利用具有紫色标记性状光温敏水稻核不育系紫红10 S,对其育性特征及制种进行研究.结果表明,该不育系育性稳定,转换起点温度低,符合水稻两系不育系的标准要求;其生育特征易于异交结实,制种易实现高产.通过大田繁种和制种实践表明,紫红10 S易于繁殖且具有较优的配合力.     

北方粳型光温敏核不育系开花习性分析

为了提高北方粳型光温敏核不育系的实用价值及两系杂交粳稻的制种产量,以6个不育系为研究对象,对其开花习性进行研究分析。结果表明,不育系间开花习性差异明显,其中G 067 S单穗和单株开花期最短,LY 056 S的单穗和单株开花期最长;G 09 S、G 153 S、G 067 S、LY 056 S、LY 201 S花期和花时比较集中,G 178 S花期和花时都较为分散;G 153 S开闭颖时间最长,G 067 S最短;G 09 S开颖角度最大,G 178 S最小;G 067 S柱头外露率最高,LY 056 S柱头外露率最低;LY 056 S不包颈,其余不育系均存在不同程度的包颈。相关分析表明,不育系包颈与开闭颖时间和柱头外露间存在显著或极显著正相关,不育系颖花开颖角度与其他性状间相关不显著。     

反光温敏雄性核不育水稻选育的思考

反光温敏不育水稻是与长光高温敏不育水稻育性转换特性相反的新型两用不育系，包括短光敏雄性不育、低温敏雄性不育等多种类型。本文描述了反光温敏不育水稻的光温作用模式。提出以“短光敏不育性典型、光敏温度范围较宽，即诱导不育上限温度较高”为反光温敏不育水稻的选育目标，采用当地和异地、正季和异季自然生态条件与人工光温控制相结合的目标性状鉴定方法选育短光（低温）敏不育系。     

影响温敏核不育水稻育性转换的低温敏感度QTL定位

光温敏核不育水稻的育性光温敏感度对两系杂交水稻的繁殖与制种有重要影响。为了定位影响温敏核不育水稻育性转换的低温敏感度QTL,以冷繁结实率存在明显差异的2个温敏核不育水稻N38S和N727S为亲本构建的F_2群体为作图群体,利用人工气候箱的低温处理和SSR标记技术,结合Mapmaker 3.0及WinQTLCart 2.5软件分析,检测低温敏感度QTL位点。结果显示,共检测到3个低温敏感度QTL,其中QTL1位于水稻第1染色体的PSM12与RM583之间,QTL2和QTL3分别位于第4染色体的PSM194与RM273之间和RM273与PSM103之间,它们加性效应均为负值,对育性转换的贡献率分别为7%,16%,3%。基于分子标记的位置信息可知,3个QTL位点与已定位的光温敏核不育水稻育性相关基因不等位。综上,QTL1、QTL2和QTL3可能是新基因位点,N727S携带的等位基因起到提高繁种产量的作用,在利用分子标记辅助选择时,应选择N727S的标记类型。这3个低温敏感度QTLs的定位可能对于温敏核不育水稻进行易于转育繁种的分子标记辅助选择具有重要意义。     

紫叶标记釉型光一温敏核不育系中紫S的选育及其配组的杂种优势

带标记的光一温敏核不育系在制种后对其F1能籍标记性状在苗期检出假杂种,减少在生产应用中的风险。本研究采用中国水稻研究所保存的一份带紫叶标记的釉型紫叶稻(CN-pl>和湖北省农科院粮作所育成的温敏核不育系W6154S杂交,在F2代选择紫叶稻回交一次后,以系谱法逐代选择而育成了带紫叶标记的光一温敏核不育系一中紫S0在杭州(     

水稻雄性核不育的类型及各生态区选育两用核不育系的技术策略

水稻核雄性不育可分为显性核雄性不育和隐性核雄性不育两大类。隐性核雄性不育可分为普通核雄性不育、光敏核雄性不育、温敏核雄性不育和光温互作核雄性不育四类。光敏核雄性不育有长日不育型和短日不育型两种。温敏核雄性不育有高温不育型和低温不育型两种。华南地区以选育不育临界低于２４℃的高温不育型温敏核不育系为主,长江中下游地区应以选育不育临界低的长日不育型光敏核不育系为首选育种目标,而北部地区宜选用低温不育型温敏核不育系。     

The transformation of the photo-thermo sensitive genic male-sterile line 261S of rice via an expression vector containing the anti-Waxy gene

Transgenic photo-thermo sensitive genic male sterility Oryza sativa L. cv. “261S” plants with the anti-Waxy gene were successfully obtained using an Agrobacterium tumefaciens-mediated co-transformation method. Marker-free homozygous transgenic lines with the anti-Waxy gene were obtained. The setting seed rates of the transgenic plants via self-pollination or via crossing with the restorer line WX99075 rice and the 1000-grain weight of the transgenic plants and the F₂ hybrid seeds obtained by crossing the transgenic or non-transgenic plants with the restorer line WX99075 rice, and the number of panicles of the transgenic plants and yields of the F₂ hybrid rice, were analysed. Quality indexes of the transgenic plants and of the F₂ hybrid seeds were analysed. Our researches results indicate that hybrid female and hybrid descendant edibility could be improved via the introduction of the anti-Waxy gene, but the grain yields of the reserve seeds via self-pollination of the transgenic photo-thermo sensitive genic sterile lines and of the hybrid rice were not affected.     

两系法杂交水稻制种不安全问题的解决途径

制种安全问题已严重制约两系法杂交水稻健康持续发展。水稻两用核不育系不育起点温度偏高、两系杂交稻制种基地和时段选择不当以及不育起点温度漂变是导致两系杂交稻制种不安全的主要原因。本研究表明,选育不育起点温度低和耐受低温时间长的水稻两用核不育系能降低制种风险;根据历史气象资料和两系杂交稻制种“三个安全期”对气象条件的要求,利用计算机技术,研制了两系杂交稻制种基地和时段气象决策支持系统,解决了以往生产上盲目选择两系杂交稻制种基地和时段的问题;研创了株系育性鉴定方法和一季加再生冷水串灌繁种技术,采用该方法生产原种能降低原种生产世代数,防止水稻两用核不育系不育起点温度漂变。通过以上研究可从种性、种源和制种地三方面提高两系法杂交水稻制种安全性。     

粳稻超优1号背景回交导入系的耐热性筛选与评价

全球气候变暖不可避免地影响水稻的生产。本研究以粳稻品种超优1号为轮回亲本与9个来自不同国家的供体品种杂交培育的BC₂F₄回交导入群体为材料, 通过开花期高温胁迫, 共初筛到124个耐高温单株; 以粳稻为供体的回交导入群体出现耐热个体的频率高于籼稻供体的导入群体, 表明粳稻资源中同样存在耐热有利基因。经对初筛后代的耐热性重复鉴定和在正常条件下的性状评价, 发现有80个株系的结实率显著高于轮回亲本, 耐热性选择效率为64.5%, 这些耐热导入系的产量及其相关性状在高温胁迫和正常条件下均出现广幅分离, 从中鉴定出耐热性和产量性状均显著好于轮回亲本的8个优良导入系。在3个耐热导入系的聚合F₂群体中, 筛选出耐热个体的平均结实率在80%以上, 极显著高于轮回亲本和最高聚合亲本, 从中获得106株耐热性极显著好于聚合亲本的单株, 显示出较理想的耐热性聚合效果。通过对耐热导入系和轮回亲本在正常和高温胁迫条件下的产量以及相关性状的表型比较分析, 有助于提高对水稻耐热性状筛选中的供体选择、选择效率和筛选方法等一些重要问题的认识。本研究获得的高产耐热聚合系, 将为水稻耐热有利基因发掘和耐热性标记辅助选择聚合育种提供宝贵材料。     

杂交水稻制种母本结实对高温的敏感性

一般认为,杂交水稻制种对环境条件的要求比水稻大田生产更为严格,但确实的证据一直较少。2013年长江流域出现罕见连续高温天气,中国国家级杂交水稻制种基地江苏盐城的高温一直持续到常年的制种授粉适宜期。本研究以同一杂交水稻制种组合不同播期批次所经历的不同温度条件为处理,探讨其经历不同气温历期后的结实率差异,及其与高温等气象条件的关系。结果表明,3批次父本和母本在结实敏感生育阶段经历了不同程度的高温逆境。其中,3批次父本的结实率较常年略有降低,但批次间的结实差异不显著;而3批次母本的结实率较常年降低30%~40%（绝对值）,且其在不同批次间差异极显著。此外,母本结实率与其经历的危害温度天数呈极显著相关。本研究表明,杂交水稻制种可能确实比普通水稻生产对高温反应明显更敏感。进一步测定各关键不育系及杂交水稻制种的高温受害条件,确立即时性高温御防技术将是中国杂交水稻研究中的重要课题。     

水稻高温胁迫的生理响应及耐热机理研究进展

自国际水稻所最先开展耐热水稻品种选育至今近三十几年来,国内外大批学者对于高温灾害评估与预测,耐热水稻品种选育及高温胁迫抗性鉴定,高温胁迫水稻形态发育、产量、品质、生理生化响应及其防御与调控,耐高温胁迫水稻品种遗传改良等方面开展了大量研究,并取得了很大的进展。该综述简要回顾了国内外水稻高温胁迫研究进展,重点评述了高温胁迫对水稻生长的影响,水稻高温胁迫下的生理响应,高温肋迫下其他环境因素对水稻生长的综合效应,以及水稻耐热/热响应的可能分子机制,以期为水稻耐热性研究提供参考。     

成都市两系杂交水稻制种气候适宜性区划

为解决成都市两系杂交水稻就地制种难题,运用基于风险的气象诊断方法,笔者分析成都13 个区（市）县制种的3 个关键时期（两系不育系育性敏感期,亲本抽穗扬花期和种子成熟收获期）的安全性和适宜性,得到其两系杂交水稻制种适宜区域与时段。结果表明,多数分析时间段的抽穗扬花综合风险指数小于4.0,时长为44~95 天,为两系杂交水稻制种抽穗扬花安全期时段的选择提供了充裕的区间,因此制种基地适宜性主要由育性敏感期决定。在22.5℃阈值条件下,两系水稻最适制种区为金堂、龙泉驿、邛崃、蒲江、双流和新津;在23℃阈值条件下,两系水稻适宜制种区为新津、金堂、新都、大邑和双流;在23.5℃和24.0℃温度阈值条件下,成都适宜开展两系水稻制种的地区极少。如果在成都开展两系杂交水稻制种,应尽量选用不育起点温度低于23.0℃,并且育性敏感期时段较短的两系不育系,以减少制种纯度风险。     

水稻抽穗期高温胁迫对不同品种受粉和受精作用的影响

水稻抽穗期高温障碍导致结实性降低已经成为长江中下游水稻的重要自然灾害之一。以现代常规粳稻、三系杂交籼稻和两系法杂交籼稻为试料,研究了抽穗期高温处理对现代水稻品种和组合受精率的影响。现代粳型品种表现出较好的抽穗期高温耐性;杂交稻特别是两系杂交稻抽穗期高温耐性相对较弱,抽穗期39℃的高温胁迫下,受精率几乎接近于零;在杂交稻中,汕优63在较轻高温胁迫下表现较好耐性,但在较强的高温胁迫下高温耐性迅速下降。相同处理下抽穗期高温耐性在品种间有较大差异。2个两系超级杂交稻的单药花粉数均在1750粒以上,数量最多,宁粳1号数量最少,为979.8粒药^-1。总体趋势为杂交稻多于常规稻,籼型品种多于粳型品种,分析表明单药花粉数与高温耐性不相关。高温胁迫导致花药开裂系数显著下降,宁粳1号在较强的高温胁迫条件下还能维持一定程度的纵裂率,开花后柱头上花粉数量相对较多。可见水稻抽穗期高温耐性与花粉生产能力无关,与花药开裂和柱头捕获的花粉量关系较大。     

Interaction between the eui gene and thermo-sensitive genic male sterility in rice

Panicle enclosure is a typical phenotype of almost all male-sterile rice lines. An elongated uppermost internode (eui) mutant exhibited notably rapid elongation of the uppermost internode at the heading stage; this is considered as a potential mechanism to eliminate panicle enclosure. We developed thermo-sensitive genic male-sterile (TGMS) eui mutants that were characterized by notably elongated uppermost internodes. The elongation of the uppermost internode in the TGMS eui mutant Changxuan 3S (CX) is mainly attributed to an increase in cell number and cell elongation, the latter being the more significant process. Temperature treatments revealed that the effects of temperature on panicle exsertion were similar to those on fertility and that the most temperature-sensitive stage coincides with the period from the formation of the pollen mother cell to meiosis during panicle initiation. These results indicate that elongation increases as temperature decreases and that the expression of the eui gene is more efficient at low temperatures than at high temperatures. In hybrid rice seed production using the TGMS eui mutant, the temperature range should be optimized at 24–28°C in order to preserve the development of completely male-sterile pollen and to eliminate panicle enclosure. Consequently, by using TGMS eui rice lines, gibberellin application can be avoided, thereby reducing the cost of hybrid seed production. Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

陆两优996种子纯度的SRAP指纹图谱鉴定

利用270对SRAP引物对陆两优996和2个亲本的DNA指纹图谱，获得能在父、母本间表现出多态性的特异SRAP标记引物有54对，其中差异性条带136个。利用Me3Em8引物，条带在杂交种完全互补，对200株样本进行了纯度鉴定，结果鉴定纯度为97.50%，与田间种植鉴结果97.50%(海南鉴定)一致，表明SRAP标记技术适用于种子纯度鉴定。