转基因水稻抗纹枯病性的杂种优势与配合力

用2个雄性不育系和5个转几丁质酶基因抗病品系按NCП设计配制10个杂交组合,研究了转基因杂交水稻的杂种优势和配合力效应.结果表明,转基因水稻各抗性指标的一般配合力达极显著水平, 但一般配合力的高低与其抗病性的强弱并不完全相关,而与其组合抗性呈极显著正相关;转基因杂交稻抗纹枯病性的超亲优势强度小,但组合间抗性差异极显著,病级和病情指数的特殊配合力也达极显著水平;转基因杂交稻抗纹枯病性遗传力高,受加性和非加性遗传共同控制,以加性遗传较为重要,源于转基因父本的加性效应明显高于不育系母本的加性效应.转基因水稻E 14-1和Pin 4具有较好的一般配合力效应,在抗病育种中有较大的利用价值;杂交组合Hai 3 S/Pin 4和GD 1/E 14-1特殊配合力效应突出,是初步筛选出的优良抗性组合.     

玉米自交系小斑病抗性鉴定及遗传参数分析

以8份玉米自交系及其组配的28个杂交组合为试验材料,采用人工接种方法,对小斑病病株率进行调查,计算病情指数,并对病情指数配合力及遗传力等遗传参数进行分析,为供试玉米自交系在抗小斑病种质改良、品种选育等方面的应用提供理论依据。结果表明,不同玉米自交系对小斑病的抗性总体上存在显著差异,其中,浚313表现高抗,Mo17表现抗,浚50X、丹340、浚SN12E表现中抗,B73表现感,鲁9801、昌7-2表现高感;浚313所组配的组合抗性表现相对较好,昌7-2组配的组合抗性相对较差。8份玉米自交系一般配合力效应差别较大,一般配合力和特殊配合力均呈现正负两向效应;浚SN12E作母（父）本组配的杂交组合特殊配合力效应值均为负（正）值;亲本及组配方式对杂交后代的小斑病抗性有极显著影响。小斑病病情指数的广义遗传力为89.73%,狭义遗传力为56.61%;该性状的遗传以加性效应为主,存在一定的非加性效应;该性状受环境因素影响不明显,可在早期世代进行重点选择。     

玉米自交系灰斑病抗性配合力及遗传分析

[目的]分析CML系列玉米自交系的灰斑病抗性配合力并进行遗传参数估计,为进一步选育抗灰斑病玉米新品种提供参考.[方法]以6份CML系列玉米自交系(CML373、CML390、CML442、CML488、CML489和CML204)为材料,按Griffing双列杂交试验设计方法Ⅳ组配15个杂交组合,对玉米自交系及其配置的杂交组合的灰斑病抗性进行配合力分析.[结果]6份玉米自交系一般配合力(GCA)效应差异极显著(P<0.01,下同),自交系CML373和CML390的GCA效应为负向效应,以CML390的负向效应最大;CMLA42、CML488、CML489和CML204的GCA效应为正向效应,CML204的正向效应最大.15个杂交组合特殊配合力(SCA)效应差异极显著,组合CML373×CML204的SCA负向效应最大,组合CML442×CML204的SCA正向效应最大.玉米灰斑病抗性遗传加性方差为3.63,显性方差为0.21,广义遗传力为93.74%,狭义遗传力为88.52%.[结论]CML390组配的各组合抗性表现及SCA效应均较优.玉米灰斑病的抗性遗传以加性效应为主,同时存在一定的非加性效应,性状表现受环境影响较明显.     

两系杂交水稻糙米率的配合力研究

选用8个籼型光温敏不育系作母本,30个恢复系品种作父本,共配制两系杂交水稻组合74个,进行两系杂交水稻糙米率配合力遗传研究.结果表明:1)两系法杂交水稻杂种F1谷粒的糙米率与父本(恢复系)和双亲平均的谷粒糙米率呈极显著正相关,相关系数为0.3123和0.3068;与母本(不育系)谷粒糙米率相关不显著,相关系数为0.1031.2)6×6不完全双列杂交法配合力分析结果表明,两系杂交水稻糙米率性状的表现在组合间差异极显著;父、母本的一般配合力效应和组合的特殊配合力效应差异显著;父、母本的一般配合力作用大于组合的特殊配合力作用,一般配合力方差占总个基因型方差的65.02%,特殊配合力方差占34.98%;一般配合力作用,父本的作用(基因型方差为63.70)大于母本的作用(基因型方差为55.34).     

马铃薯植株主要性状的遗传效应分析

通过对mira等10个马铃薯品种的22个杂交组合无性一代的植株生长势等7个植株性状的群体遗传参数和配合力效应的研究,结果表明：晚疫病抗性的亲本加性遗传效应达90．6％;开花性、茎色分离、株高分离、株形分离等4个植株性状的亲本非加性遗传效应分别为72．3％、80．1％、81．5％、93．0％;植株生长势和花色分离的亲本加性和非加性效应均很重要,其加性效应分别为45．2％、47．9％,非加性遗传效应分别为54．8％、52．1％。两个亲本(至少有一个)一般配合力高的杂交组合后代的群体表现优于双亲具有一般配合力平均值的杂交组合;而双亲具有一般配合力平均值的杂交组合的群体表现优于双亲一般配合力都很低的杂交组合。根据亲本配合力可以有效预测杂交组合后代群体的遗传表现。     

杂交水稻光合作用以及产量性状的配合力分析

为探明杂交水稻亲本光合作用以及产量相关性状的配合力与遗传力,为杂交水稻高光效育种提供理论依据,以3个恢复系和5个不育系为亲本,采用3×5NCII遗传设计,对光合作用相关的6个指标和5个产量性状进行配合力方差分析。结果表明:在组合间除胞间CO_2浓度差异达显著以外,其余指标和性状差异均达极显著水平;除有效穗和穗长等性状受组合特殊配合力影响外,其余性状主要受亲本一般配合力的制约;光合作用相关指标的一般配合力与狭义遗传力差异不大,加性效应遗传较大,遗传稳定。恢复系RM222、R8319和GR8206多数性状的一般配合力效应和特殊配合力效应较高,通过杂种优势的分析,GR8206的杂种优势较强,具有较好的应用前景。     

玉米抗茎腐病育种的研究

对由腐霉菌引起的玉米茎腐病的抗性遗传研究结果表明：玉米对茎腐病的抗性存在极显著差异。正反交差异不明显，属于核遗传，为不完全显性。杂种Ｆ１代的抗性受双亲抗性的形响。基因加性效应大于显性效应，属于数量性状遗传，抗性遗传力较高。１０个抗感性稳定的玉米自交系间一般配合力（ＧＣＡ）和特殊配合力（ＳＣＡ）存在极显著差异。在玉米抗茎腐病的育种中，要重视抗原的筛选和抗性配合的测定。只有选用高抗腐病，且一般配合力较高的亲本，才能选配出理想的抗病杂交种。     

红菜薹主要矿质元素的配合力分析 

利用不完全双列杂交法,对新育成的红菜薹胞质雄性不育系Eru-3、Eru-5和16个父本材料配制的32个杂交组合进行主要矿质元素Ca、Mg、Fe、Zn的配合力和遗传力分析。结果表明:雄性不育系Eru-5和父本D、E、F和H的一般配合力较高,是提高杂种一代矿质元素含量的理想亲本;组合Eru-5×G、Eru-5×H和Eru-3×L具有较好的特殊配合力效应,是矿质营养价值较高的优良杂交组合。遗传力分析表明:Ca主要受基因加性效应控制,Mg、Zn的遗传由加性和非加性基因效应共同控制,Fe主要由非加性基因效应控制。     

籼型三系杂交水稻产量及生育期的配合力分析

用4个湖南近年审定的三系不育系与湖南农业大学水稻所育成的具有代表性的5个籼型三系恢复系配组,采用p×q不完全双列杂交(NCⅡ),对获得的20个组合进行单株产量、生育期的一般配合力和特殊配合力效应以及杂种F1优势表现分析。结果表明:(1)单株产量、全生育期的一般配合力和特殊配合力均达显著或极显著水平,由可遗传的基因加性效应和不可遗传的非加性效应共同控制。(2)单株产量、全生育期的一般配合力和特殊配合力不育系三香A较好,恢复系以416较好。(3)亲本单株产量、全生育期的一般配合力与特殊配合力之间没有明显的对应关系。(4)综合评价20个杂交组合,三香优416、丰源A/283,丰源A/502有生产利用价值。     

抗虫棉杂交种(F1)品质性状配合力及遗传参数分析

利用5个具有抗虫基因的棉花品种(系)做母本,6个常规棉花品种(系)做父本,采用NCⅡ遗传交配设计进行杂交组配,研究抗虫杂交棉品质性状配合力、配合力效应与亲本及杂种一代相关性和遗传参数,结果表明:母本中的D17和父本中的百农527具有较高的一般配合力效应,4个组合具有较高的特殊配合力效应;F1与双亲一般配合力效应及总配合力效应呈极显著正相关,亲本一般配合力与组合特殊配合力没有必然联系;亲本的5个品质性状主要以加性遗传为主,有些性状伴有微弱显性,且环境对它们都有一定的影响.     

转几丁质酶基因水稻抗纹枯病性及农艺性状遗传特性

[目的]揭示转基因水稻的纹枯病抗性及其非目标变异性状的遗传特性,为合理利用转基因水稻进行抗病育种提供理论指导.[方法]以海转A为父本、竹籼B为母本杂交,通过对杂交F1和F2代的抗病性状进行分析,揭示海转A的纹枯病抗性和部分非目标变异性状的遗传特性.[结果]转基因海转A除抗纹枯病性较非转基因亲本竹籼B有显著提高外,还存在穗粒数和千粒重两个非目标性状的变异,穗粒数较竹籼B增加44.2%,而千粒重降低12.1%.海转A的抗纹枯病性表现为存在主效基因的多基因数量遗传特性,而穗粒数和千粒重表现为典型的数量性状遗传;此外转基因海转A的抗病性、穗粒数和千粒重3个性状的变异系数均显著大于竹籼B,说明其稳定性较低.[结论]外源抗病基因的导入提高了水稻的抗病性,这种影响以主效基因的形式表达;而外源基因导入引起非目标性状的变异,但没有改变其原有的典型数量性状遗传特征.     

玉米PEPC基因和抗白叶枯病基因Xa25的水稻聚合育种

利用转玉米PEPC基因水稻HPTER(高感水稻白叶枯病)和抗白叶枯病水稻HX-3(具有抗白叶枯病基因Xa25)杂交,获得F1杂种,并对F1杂种进行花药培养,获得42株二倍体植株。通过对这些植株后代进行抗白叶枯病性鉴定,PEPC酶活性和光合速率测定及PCR检测,最后获得同时具有玉米PEPC基因和抗白叶枯病基因Xa25的水稻聚合株系7个,这些株系的农艺性状较HPTER有较大改善,可作为培育高产、抗白叶枯病水稻新品种的种质资源。     

两系杂交水稻整精米率的配合力研究

选用6个籼型光温敏不育系作母本,6个恢复系作父本,配制两系杂交水稻组合36个,进行两系杂交水稻整精米率性状配合力遗传研究。相关性分析结果表明,两系杂交水稻杂种F1谷粒整精米率与父本(恢复系)和母本(不育系)的谷粒整精米率呈显著正相关,相关系数分别为0.233 2和0.264 1。6×6不完全双列杂交配合力分析结果表明,两系杂交水稻F1谷粒组合间整精米率差异有统计学意义;父、母本的一般配合力效应和组合的特殊配合力效应差异有统计学意义;父、母本的一般配合力作用大于组合的特殊配合力作用,一般配合力方差占总基因型方差的65%,特殊配合力方差占35%,一般配合力作用中,父本的作用(基因型方差为63.70)大于母本的作用(基因型方差为55.34)。     

无抗性选择标记转AP1基因抗病水稻新品系的选育

 为获得无任何抗生素抗性基因的抗病转基因水稻新品系，将克隆自甜椒的两亲性蛋白AP1基因与潮霉素抗性选择标记基因（HPT）分别构建位于同一农杆菌双元载体上的两个独立的T-DNA区中，并经农杆菌介导，将其导入江苏省推广的两个粳稻品种广陵香粳和武香粳9号中，获得了一批转基因水稻植株。PCR和Southern杂交分析表明，AP1基因和HPT基因已同时导入受体基因组中，并从共转化植株的自交后代中筛选到了无HPT基因的转AP1基因水稻植株。结合田间农艺性状考察，选育了多个无抗性选择标记基因的纯合转AP1基因水稻新品系；抗病性鉴定结果表明，转AP1基因水稻对稻白叶枯病的抗性与未转化对照相比有显著提高，部分转基因水稻对纹枯病的抗性与未转化对照相比也有一定程度的提高。     

4个水稻纹枯病新抗源品系的抗病性遗传分析

[目的]对中大304、MR1400、T1006和大区50等4个抗源进行稻纹枯病抗性遗传分析,为利用这些资源进行基因定位与育种提供依据.[方法]用感稻纹枯病的粳稻品种中野1211作母本,4个籼稻抗源品种中大304、MR1400、T1006和大区50分别作父本,组配4个杂交组合,获得F1和F2群体.用广西稻纹枯病菌优势致病型菌株AG-I-IA、GX-2以牙签嵌入法对F1和F2进行接种鉴定和遗传分析.[结果]抗源中大304、MR1400、T1006和大区50均表现中抗纹枯病,中野1211高感纹枯病;4个杂种F1植株对纹枯病的抗病等级为4.0～8.0级,表现为中抗～高感,平均为5.1～6.1级,为中感,群体抗性呈连续性分布;F2群体纹枯病抗性分离谱较广,抗性等级变化范围为2.0～9.0（R～HS）,群体抗性呈连续单峰分布.抗源中大304、MR1400、T1006和大区50对水稻纹枯病的抗性遗传率分别为15.4％、31.1％、47.7％和43.8％.[结论]4个杂交组合的F1群体对纹枯病的抗性均介于其双亲之间,抗源中大304、MR1400、T1006和大区50对水稻纹枯病的抗性均为数量性状,受微效多基因控制.     

Breeding of Selectable Marker-Free Transgenic Rice Lines Containing AP1 Gene with Enhanced Disease Resistance

In order to obtain marker-free transgenic rice with improved disease resistance, the AP1 gene of Capsicum annuum and hygromycin-resistance gene （HPT） were cloned into the two separate T-DNA regions of the binary vector pSB130, respectively, and introduced into the calli derived from the immature seeds of two elite japonica rice varieties, Guangling Xiangjing and Wuxiangjing 9, mediated by Agrobacterium-mediated transformation. Many cotransgenic rice lines containing both the AP1 gene and the marker gene were regenerated and the integration of both transgenes in the transgenic rice plants was confirmed by either PCR or Southern blotting technique. Several selectable marker-free transgenic rice plants were subsequently obtained from the progeny of the cotransformants, and confirmed by both PCR and Southern blotting analysis. These transgenic rice lines were tested in the field and their resistance to disease was carefully investigated, the results showed that after inoculation the resistance to either bacterial blight or sheath blight of the selected transgenic lines was improved when compared with those of wild type.     

Rice transformation with cell wall degrading enzyme genes from Trichoderma atroviride and its effect on plant growth and resistance to fungal pathogens

Three genes encoding for fungal cell wall degrading enzymes (CWDE), ech42, nag70 and gluc78 from the biocontrol fungus Trichoderma atroviride were inserted into the binary vector pCAMBIA1305.2 singly and in all possible combinations. The coding sequences were placed downstream of the rice actin promoter and all vectors were used to transform rice plants. A total of more than 1,800 independently regenerated plantlets in seven different populations (for each of the three genes and each…     

杂交稻恢复系白叶枯病(Xathonas campestris pv.oryzae)抗性改良研究

利用携有白叶枯病抗性基因 Xa-5,Xa-7的抗源 DV_(85)衍生而来、但经济性状明显改善的 TD-1、TD-2为抗病供体亲本,与对白叶枯病感染的杂交稻优良恢复系明恢63杂交,在对目标性状——抗白叶枯病持性的强烈选择压下,与轮回亲本回交2次。然后自交,以便于其它有利基因重组,通过按产量与抗性进行鉴定与选择,目前所选育的抗18、抗21、抗25用白叶枯病强菌株浙173接种为高抗(HR),且抗病性状在与感病不育系配组的杂种 F_1中呈完全显性表达。这此抗系与珍汕97A 杂交的 F_1杂种农艺性状都近似于汕优63——珍汕97A/明恢63,在江、皖、豫、鄂等白叶枯病病区的杂交稻生产上有应用前景。再继续回交1～2次,可望获得进行白叶枯病抗性研究的近等基因系遗材料。     

转拟南芥NPR1基因水稻253 T3代株系对水稻

【目的】获得高抗水平的转拟南芥NPR1恢复系水稻253株系,比较转基因水稻与其非转基因野生型抗病性和农艺性状的差异,以期为转基因抗病育种提供材料。【方法】以通过连续自交获得的转AtNPR1基因253 T3代纯合株系和非转基因253为材料,于分蘖期采用剪叶法接种白叶枯病菌菌株13751于水稻叶片,14 d 后,对稻株发病情况进行调查;收获期考查6个转基因株系的农艺性状。【结果】6个转基因T3代株系植株的抗病性可稳定表达,其病斑长度均显著短于非转基因野生型253;253-3的抗病能力比野生型253增强50%以上,其他 5个株系253-4、253-7、165、166、167对水稻白叶枯病表现出高抗水平,抗病能力增强90%以上。与野生型253相比,转基因株系植株生长正常,不同株系间部分农艺性状无明显变化规律,而部分农艺性状显著升高或降低;株系166的株高、穗长、有效穗数、一次枝梗数、每穗总粒数、每穗实粒数和单株产量等显著优于非转基因恢复系253。【结论】拟南芥NPR1基因可作为培育广谱抗病作物的热门候选基因,株系166可作为水稻抗病育种的新种质。