矮败基因源在东北小麦育种中的应用探讨

黑龙江省农科院作物育种所采用定向回交转育和轮回选择的方法将矮败小麦基因转育到黑龙江省优良小麦品种（系）的群体或个体中,结合生化标记和早世代品质跟踪测试等方式,简化和加速了小麦种质创新和新品种选育的进程,拓建了小麦动态基因库,为小麦育种开辟了一条新途径。本文对矮败小麦基因源的冬、春麦代换、骨干亲本的矮败小麦不育基因的定向回交转育及轮回选择群体中的亲本选用、混合互交和轮回选择等关键技术环节进行了详尽阐述。     

利用矮败小麦进行轮回选择的几个问题

矮败小麦具有Ta（即MS2）显性核不育基因与Rht1。显性矮秆基因紧密连锁遗传的特点，与高秆亲本杂交，后代高秆株可育，矮秆株不育，故可用植株高度作为育性的标记性状鉴别不育株和可育株，在轮回选择育种上具有重要意义。我院于1989年秋引入矮败小麦，采取边研究这育种的策略，经8年9代的选育，获得一批综合性状较好的株系及具特殊优点的料科，积累了轮回选择育种的经验，为改进小麦育种提出了新方法和新经验。现将轮回选择育种的几个问题初步总结分析如下。一、轮选亲本的选配效果引进矮败小麦的第一年用本省代表性品种晋麦2148控制授粉…     

“矮败”小麦株高与育性关系观察初报

“矮败”小麦是中国农科院作物所新近研制成的太谷核不育小麦新种质,具有太谷核不育小麦Tal显性不育基因和矮变、与小麦Rht_10显性矮秆基因连锁遗传的特点。在高秆品种为父本与之杂交的子代群体中,矮秆株不育,高秆株可育,这种遗传行为对以株高作为标记性状判别不育株和可育株,用于常规育种或轮回选择都是极为有利的。为充分认识“矮败”小麦这一特性,并尽快用于育种,我们对这一新种质株高和育性的关系进行了初步研究。材料和方法“矮败”小麦种子37粒,其上代父本为晋麦2148,1989年11月15日播种于盆钵中,盆栽管理和观察记载按常规进行。自1月12日起(多数单株开始拔节)挂标鉴定株号,     

矮败小麦在轮回选择上的应用

矮败小麦具有Ｔａ1显性核雄性不育基因与Ｒｈｔ10 显性矮秆基因紧密连锁遗传的特点 ,它与高秆品种杂交 ,后代高秆株表现可育 ,矮秆株表现不育 ,二者比例接近 1∶1,这种特性可以稳定遗传 ,故可利用植株高度作为育性的标记性状鉴别不育株和可育株 ,大大提高育种效率[1～ 3] 。福建农大作物学院于 1989年秋季引入该种质 ,连续多年进行了育性和株高的关系、不育株开花结实特性、苗期ＧＡ3处理预测植株育性及雄性败育过程的细胞形态学等基础和应用基础研究 ,同时也开展了轮回选择育种 ,对其性状进行改良 ,提高了矮败群体的抗赤霉病性和白粉病性 ,…     

Col和DMSO诱导矮败小麦孤雌生殖的研究

在设置的隔离区内，种植矮败小麦轮回选择群体，以不育株为供试亲本，用秋水仙素（Ｃｏｌ）和二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）诱导孤雌生殖。试验结果表明，Ｃｏｌ和ＤＭＳＯ均具有诱导不育株孤雌生殖的作用，并且二者之间存在极显著的互作效应。同一药剂不同的诱导方法，其诱导效果存在差异．小穗剪颖后再将药液滴入颖花内的孤雌生殖结实率较高；用药处理时间和用药后穗子套袋与否对孤雌生殖结实率影响不显著。经鉴定，孤雌生殖纯系在纯度和遗传稳定性方面均接近于对照品种（丰抗８号）．本文从遗传理论和育种实践的角度，对药物诱导矮败小麦孤雌生殖的可行性及在小麦育种中的应用价值进行了讨论。     

玉米自交系丹1324的选育与应用研究

丹1324玉米自交系于1985年以NN14B^Ht2为抗源亲本、以Mo17为轮回亲本组建的材料，经过Ht2基因定向回交转育技术、基因诱变技术、不育节养增产技术和田间扩大选择群体与轮回选择等方法选育而成，使多个优良性状集中于一体并使其遗传性得以稳定。丹1324玉米自交系为玉米种质资源创新提供了宝贵的基因资源及应用研究。     

粘类小麦CMS恢复基因Rfv1快速定向转育体系的研究

为了实现粘类小麦雄性不育恢复基因Rfv1的定向转育,创制优良的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育新恢复系,以携有粘类小麦雄性不育恢复基因Rfv1的恢复系亲本5253、5383为供体,以西农Mp1、西农Mp2(化杀杂交小麦新品种西杂1号、西杂5号的父本)为受体,采用定向回交转育方法,结合根尖细胞学镜检、复合引物多重PCR等技术,进行了恢复基因Rfv1的定向转育与检测,育成既携有Rfv1恢复基因,又具有西农Mp1、西农Mp2核基因背景的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育新恢复系.本研究表明:(1)根尖体细胞随体鉴定和复合引物PCR分析,不仅能准确地鉴定出1BL/1RS纯合易位系,而且可以鉴定1BL/1RS·1BL/1BS R~(fv1)易位杂合体.其中复合引物PCR更适合于回交后代中大量目标种子的筛选;(2)恢复基因转育后代定株与不育系测交,依据测交恢复度可准确确定恢复基因在回交后代的延续,恢复基因定株定向转育与性状选择结合可大大提高转育后代的实际应用效果;(3)本研究提出的粘类小麦雄性不育恢复基因Rfv1定向转育体系,可有效地实现小麦由化控强优势组合向三系强优势组合的定向转化,即生理型不育途径向遗传型不育途径的定向转化,进而建拓一套杂交小麦强优势组合多途径利用新体系.     

“矮败”小麦回交群体若干重要性状的相关分析

用矮败小麦不育株为母体，40个普通小麦品种（系）为父本连续回交三次，共衍生出120份后代群体，通过对各群体的不育株，可育株的株高，穗长，千粒重等性状的相关分析，探讨了“矮败”基因回交转育的效应。不育株：连续注入父本遗传种质，对其各性状素现影响较小。其株高一般45cm左右，回交几代后，高秆父本衍生的后代略高于中矮秆父本的后代。与可育株相比，其穗子较长，小穗数多，但千粒重较低，开花一般迟2－14d，而早花父本衍生的后代花期也早，迟花父本后代花期较迟。可育株：性状表现与父本关系密切，并随回交世代的增加而逐渐接近父本，其F1，BC1F1，BC2F1各世代群体株高依父本株高的直线回归方程分别为：YF1＝56.210 0.3194X,YBC1F1=40.435 0.5119X,YBC2F1=21.F687 0.7759X.大穗多花多粒的父本衍生的可育株一般也是大穗多花多粒，千粒重大都表现超父优势，早花父本衍生的可育株花期早于迟花父本后代。     

广东常规稻的回交育种

杂交育种是广东常规稻育种中应用最广泛、成效最显著的方法,但回交育成品种的数量占比低。在简述玉香油占、美香占2号等6个品种及丰矮占1号回交导入系培育进程的基础上,分析了回交品种及导入系的相关情况,提出并阐述了回交育种的合理程序,包括:采用"多受体,少(一)供体"的杂交育种模式、受体亲本作父本、回交次数控制在3次及以下,回交育种要具备一定大的规模,回交后代的分离群体要种植大群体,并要施加选择压。     

双向轮回选择为核心的玉米育种体系构建

玉米是我国第一大粮食作物，玉米生产取得的巨大成就与品种改良密切相关，种质的合理利用，杂种优势群和杂优模式的应用起到了关键作用。本文根据国内形成的玉米选系理论，结合选系实践经验，提出双向轮回选育体系，其核心在于“双向”和“轮回”，把二环系选育、动态基因池选育、双单倍体育种、回交转育、分子辅助育种以及转基因检测和功能基因的开发等玉米选育方法有机结合。构建玉米群体双向轮回选育体系，有利于促进玉米育种工作的系统化和流程化。     

高异交率籼稻不育系中协A的选育及应用

中协A是中国水稻研究所和浙江农科种业有限公司利用杂交组合"协青早B//中9B/协青早B"的后代材料,以矮败型籼稻不育系协青早A为不育质源,通过杂交配组、定向回交、特性鉴定等手段转育而成的矮败型籼稻不育系,2009年9月通过浙江省农作物品种审定委员会鉴定。中协A育性稳定,不育株率为100%,镜检花粉败育率为99.99%,柱头外露率高,异交结实率高,繁茂性好,配合力好。利用中协A配制的杂交稻新组合表现出繁茂性好、杂种优势强、抗倒伏能力强、米质较好等优点。     

常规育种条件下玉米种质扩增的途径

我国玉米种质遗传基础狭窄,缺少培育综合抗性优良、高产、优质杂交种的种质资源.通过分析常规育种条件下地方种质资源筛选、种质引进、群体轮回选择在玉米种质扩增中的研究与利用,概述了热带、亚热带种质混合选择、温带与热带种质渗入杂交或回交选择、温带与热带复合群体相互轮回选择,群体改良在丰富品种的遗传基础上的应用;总结了黑龙江省玉米育种现状并提出发展建议.     

黄淮南部麦区小麦品种赤霉病抗性的快速改良

小麦赤霉病已发展成为危害黄淮南部麦区小麦生产的主要病害，快速提高黄淮南部麦区小麦品种的赤霉病抗性是解决赤霉病问题的重要途径。本研究采用回交和分子标记辅助选择技术，将抗赤霉病主效基因Fhb1和Fhb7导入黄淮南部麦区3个优异小麦品种中。结果发现，在基本保持原有丰产性和品质特性的基础上，3个小麦品种回交后代群体的赤霉病抗性提高了38.38%~52.87%。通过对主要农艺性状和抗病性选择，从以郑麦1860为受体亲本的回交后代群体中，选育出6个与受体亲本产量水平相当、主要品质特性相似、赤霉病抗性显著提高的小麦新品系。在回交过程中采用人工气候室加代技术加快育种进程，每世代平均需要112 d。本研究的育种方法可用于今后黄淮南部麦区小麦品种的赤霉病抗性快速改良。     

贵州省小麦稀特名优种质的选育进展

本文介绍了贵州农科院在小麦特早熟、特大粒、特大穗、穗分枝、矮秆、抗病等稀特资源的创新及选育方面的主要进展,分析了出特种质利用中存在的问题及克服的方法,介绍了矮败小麦纯系转育的概况.     

分子标记辅助选择Pi9基因改良R288的稻瘟病抗性

根据已克隆的广谱持久抗瘟基因Pi9的DNA序列设计功能标记Clon2-1,通过分子标记辅助选择开展回交育种实践,定向改良水稻恢复系R288的稻瘟病抗性。获得如下结果:Clon2-1为共显性标记,在Pi9基因供体亲本75-1-127和受体亲本R288之间多态性明显且稳定;Clon2-1标记基因型对稻瘟病抗性表型的选择效率达100%。通过分子标记辅助选择和连续回交自交,获得了含Pi9基因的BC6F3群体,在此基础上筛选鉴定出1个高抗稻瘟病水稻新品系‘R288-Pi9’,用其与培矮64S配组获得的杂交组合同样表现出高水平稻瘟病抗性。     

转溶菌酶基因水稻回交转育籼型杂交稻亲本

以抗稻瘟病的粳稻中花9号转溶菌酶基因材料D2 1 2与籼型杂交稻两优培九的恢复系9311及不育系培矮64S、汕优63的恢复系明恢63分别杂交和多代回交,进行外源溶菌酶基因的转育。对获得的转育回交后代B39311、B3MH63、B2PA64S和回交自交后代B2F29311、B2F2MH63、B1F2PA64S进行了PCR分析,表明外源基因在回交后代中呈1∶1分离,而在回交的自交后代中呈3∶1分离,证明外源溶菌酶基因是以单拷贝稳定传递给后代的。2003年和2004年对转育后代和测交组合进行了稻瘟病抗性调查,结果表明,转育后代抗性与轮回亲本相比、测交组合抗性与对应杂交稻组合相比都有了较大提高。随着转育回交世代的增加,抗性增强得越明显。研究表明通过回交转育方法将外源溶菌酶基因导入杂交稻亲本是选育抗稻瘟病杂交稻新组合的一条简便有效的途径。     

蓝标型小麦核不育、保持系的遗传改良

为改善蓝标型小麦核不育、保持系的农艺性状，使其能够应用于杂种小麦生产，利用轮回选择、标记及育性分离鉴定方法对原蓝标型小麦核不育、保持系进行了遗传改良，初步转育出了新型蓝标型不育、保持系。试验结果表明，改良后的不育、保持系育性稳定，农艺性状较好，生长发育正常。这说明利用轮回选择、标记及育性分离选择是蓝标型小麦核不育、保持系转育和遗传改良的有效途径。     

显性矮秆基因Rht10亚染色体水平导入“中国春”的研究

以4D染色体上携有Ms2-Rht10连锁基因的“矮败”小麦为模拟育种目的基因Rht10的供体,以“中国春”为受体,通过中国春与矮败小麦的杂交、回交,利用同源染色体片段间“交换”的功能,解除Rht10与Ms2（太谷核不育基因）的连锁,将Rht10与其所在的一个染色体片段导入中国春4D染色体相应的部位。测得Rht10与Ms2连锁解除时的交换值为0.12%,验证了Rht10与Ms2属密连锁的基因。Rht10导入中国春后,最初获得的是株高为72cm左右的半矮秆可育的“初级目标植株”,以其自交及中国春回交的后代所得的分离比例证实了Rht10通过交换在初级目标植株中处于杂合状态。初级目标植株自交分离出了Rht10纯合、株高为29.3cm左右（与“矮变1号”株高相当）的模拟育种的“目标植株”。Rht10导入中国春后所得的初级目标植株结实率较中国春原种显著降低,而目标植株则是雄性不育的,这表明Rht10在中国春核遗传背景条件下对普通小麦的育性有明显的负面效应。由于Ms2Rht10连锁中的Rht10基因可以在亚染色体水平上被操作,因此可以利用Ms2所标记的普通小麦染色体作为目的基因载体进行小麦属内染色体工程育种。     

蓝标型小麦核不育系在轮回选择育种中的应用

轮回选择作为群体改良的一条重要途径已在许多作物上广泛应用。作物的雄性不育又为轮回选择提供了有效的杂交工具。蓝标型不育系为隐性核基因控制的小麦不育材料。它具有矮秆、优质、生态适应性强等特点。但它的抗条锈病能力差 ,遗传背景较单一。利用轮回选择既可以改良它的背景基因型 ,同时又可以将多亲本的优良性状聚集、累加 ,从而选择出优良的重组体。本文从理论上探讨了蓝标型核不育的轮回选择育种途径和方法。     

MAS育种改良籼稻恢复系‘E32’及其杂交种的稻瘟病抗性

利用已克隆的广谱抗稻瘟病基因Pi9的DNA序列,设计功能分子标记Ins2-3,通过标记基因型辅助选择和连续回交育种实践,定向改良籼稻恢复系E32及其两系杂交种培矮64S/E32的稻瘟病抗性。获得以下结果:Ins2-3是一个高效共显性DNA标记,在Pi9供体亲本75-1-127和受体亲本E32基因组中分别扩增出一条793bp和2 kb的稳定条带,Ins2-3的辅助选择效率达100%;利用Ins2-3开展分子标记辅助选择育种,通过连续多代回交自交,育成了苗瘟和穗瘟抗性均显著提高的新恢复系E32-Pi9,其遗传背景与受体亲本E32一致;用E32-Pi9配制的两系杂交种培矮64S/E32-Pi9的稻瘟病抗性,比对照培矮64S/E32显著提高,而主要农艺性状及杂种优势表现非常相似。