亚洲栽培稻(Oryza sativa)分类研究的进展、问题与建议

亚洲栽培稻籼粳亚种间杂种优势的利用是水稻超高产育种的一项很重要的手段,直接利用籼粳间杂种优势已成为杂交育种的主攻方向。要进行籼粳亚种间杂种优势的超高产育种,首先是正确判别籼粳。籼粳中间型或非典型籼粳可能来源于籼粳的自然杂交或人工杂交,也可能来源于分化前的原始型过渡品种。这些品种中有很多是广亲和材料,如果能够正确认识其在分类系统中的地位,利用这些品种作为籼粳杂交的中间桥梁,运用科学的育种方法,减少或避免亚种间产生不育或育性较差的问题,对籼粳稻杂种优势的利用、广亲和材料的选育、分子标记及基因工程的顺利进行都…     

Bt转基因水稻“克螟稻”杂交后代二化螟抗性研究初报

利用室内叶片快速鉴定法结合田间抗性调查, 研究了粳型Bt转基因水稻“克螟稻”与籼、 粳稻杂交后代对二化螟(Chilo suppressalis)的抗性。 结果显示, 在与籼稻和粳稻的杂交后代(F1、 F2和BC1)中, 都出现了对二化螟表现高抗的植株。 用离体叶片法测定, 4个组合120株杂种F1和88株GUS阳性(GUS+)BC1株与30株克螟稻亲本相似,     

水稻种子蛋白质含量及组分在品种间的变异与分布

采用近红外光谱技术测定分析了351份不同类型水稻品种(系)糙米中的蛋白质含量,结果显示粗蛋白含量在9.3%~17.7%之间,平均为12.4%;籼稻平均蛋白质含量为13.2%,比粳稻高约1个百分点。蛋白质含量低的粳稻品种明显偏多,表现出明显的遗传不平衡现象。现有生产上主栽品种稻米蛋白质含量大多处于中等水平,而高蛋白粳稻种质极少。但仍有部分蛋白质含量极高或低的种质,如饲料稻、早籼稻和一些籼粳交后代品系蛋白质含量较高,而部分粳稻和外来籼稻品种中的蛋白质含量较低。因此可以从一些地方品种、外来品种以及籼粳交后代中筛选到极端类型的种质,为遗传育种提供研究的原材料。SDS-PAGE分析结果显示不同类型水稻间各贮藏蛋白组分具一定差异。     

水稻种子蛋白质含量及组分在品种间的变异与分布

采用近红外光谱技术测定分析了351份不同类型水稻品种(系)糙米中的蛋白质含量,结果显示粗蛋白含量在9.3%~17.7%之间,平均为12.4%;籼稻平均蛋白质含量为13.2%,比粳稻高约1个百分点。蛋白质含量低的粳稻品种明显偏多,表现出明显的遗传不平衡现象。现有生产上主栽品种稻米蛋白质含量大多处于中等水平,而高蛋白粳稻种质极少。但仍有部分蛋白质含量极高或低的种质,如饲料稻、早籼稻和一些籼粳交后代品系蛋白质含量较高,而部分粳稻和外来籼稻品种中的蛋白质含量较低。因此可以从一些地方品种、外来品种以及籼粳交后代中筛选到极端类型的种质,为遗传育种提供研究的原材料。SDS-PAGE分析结果显示不同类型水稻间各贮藏蛋白组分具一定差异。     

水稻籼粳杂种不育性及其类型

克服栽培稻不同亚种间杂种F1的不育性是有效利用亚种间杂种优势的前提.本研究选择了籼粳两亚种不同生态型的19个水稻品种作为试验材料,研究了它们之间杂种不育性的表现特点及遗传特性.试验按p×q设计进行,以籼稻作为母本,共配置了90个籼粳交组合.调查了各组合F1的小穗育性和花粉育性.研究结果表明:(1)各组合的小穗育性和花粉     

黄河流域豫北粳稻区杂草稻特性及其发生机制分析

杂草稻泛指生长在稻田及其周边被视为杂草的稻株,在国内外不同生态稻区均有不同程度的发生,但有关中国河南省豫北地区杂草稻特性及其发生状况鲜有报道。本研究以河南省黄河流域豫北粳稻区采集到的56份杂草稻为试验材料,考察其生物学特征特性;利用RID14引物鉴定红色果皮Rc位点基因型并与表型比对;同时通过34对In Del分子标记检测籼粳分化,分析了该区域杂草稻的特性、遗传分化及其可能发生的机制。研究结果表明:(1)黄河流域豫北粳稻区杂草稻大部分为淡黄色和黄褐色斑点的颖壳、多数无芒和红色果皮、易落粒、千粒重低,株高、分蘖、穗粒数与栽培品种有明显差异;(2)杂草稻果皮颜色的表型多样,89.29%为红色或者褐色(由浅至深)、10.71%为白色,其基因型与表型鉴定结果高度一致,红色果皮杂草稻在Rc位点均无14 bp缺失;(3)InDel标记和籼粳分化分析表明:56份杂草稻中有44份是典型籼型杂草稻、5份为籼型杂草稻、3份为偏籼型杂草稻、4份为中间型杂草稻,它们之间的遗传差异小;通过聚类分析,56份杂草稻中的92.86%的属于籼型杂草稻,7.14%属于中间型杂草稻,与当地粳型栽培稻有着较远的亲缘关系。根据研究结果推断,黄河流域豫北粳稻区杂草稻的发生,可能主要经由曾经种植过的籼粳栽培品种杂交而产生,或者是种植的杂交品种收获后落粒的后代去驯化而产生。本研究为黄河流域豫北地区杂草稻的防控提供了理论依据。     

水稻栽培稻籼粳两个亚种比较基因组学研究进展顺利

国家863计划课题——水稻栽培稻籼粳两个亚种的比较基因组学研究课题进展顺利。课题组经过大量的基础研究、分析工作，在国际上率先完成了籼稻4号染色体基因组精确测序，这也是迄今为止完成的最大连续长度的籼稻单条染色体基因组序列。籼稻和粳稻两个亚种代表了世界上绝大多数的水稻作物品种。同时，籼粳栽培稻是现有主要杂交稻的亲本来源，籼粳杂种优势的利用是今后水稻杂交育种的主要发展方向。课题组通过系统地对籼、粳稻4号染色体基因结构、组成和顺序的异同进行分析和比较，同时包括对单核苷酸的多态性和插入或缺失的比较分析，获得了籼粳基因组差异的重要遗传信息；     

生态条件对籼粳稻杂交F2代亚种特性分化与经济性状的影响

以籼粳稻杂交F2代群体(七山占/秋光)为供试材料,2010年分别在广东省与辽宁省同年种植,研究籼粳亚种属性和经济性状的分化规律以及两者之间的相互关系.结果表明,广东和辽宁2个生态地区群体,亚种特性呈相似正态分布,未出现偏分现象,说明在F2群体中遗传重组对群体的作用呈主导性.经济性状发生较显著的分化,穗数、千粒重、1次枝梗数及粒数辽宁地区显著高于广东,而产量、穗粒数及结实率呈现相应生态条件的偏向性,籼型及偏籼型在广东地区较高,粳型及偏粳型在辽宁地区较高,说明在籼粳交F2代中不同的籼粳类型存在较为显著的生态适应性,并且该结果在相关性分析也得了验证.此外,对进一步研究籼粳分化机制的相关问题进行了讨论.     

两系杂交水稻垩白性状配合力研究

用7个不同类型的两用不育系与9个具有广亲和性的父本按NCⅡ设计配成63个F1组合，方差分析结果表明：在不育系中粳型品种垩白米率和垩白大小两个性状的配合力都呈较大的负值，而籼型品种则呈较高的正值，但父本并不如此，各组合两个性状的配合力，籼／粳（或粳／籼）交大都呈较大的负值，籼／爪或粳／瓜交双向同时并存，故开展]亚种间杂交有利于获得垩白品质性状较好的组合。通过比较与综合评价，不育系7001S、5047S、和31111S以及父本培C311、CY8543、轮回422都是较为理想的亲本材料，以这些亲本为育种材料较易获得小垩白或是低垩白米率的杂种F1代。     

水稻籼粳交后代亚种特性的变化及其与维管束性状的关系

以七山占／秋光重组自交系群体为试材,研究亚种特性的变化及其与维管束性状的关系。结果表明,籼粳交后代亚种特征性状、维管束性状都呈现连续变异,表现数量性状的遗传特点。籼粳交后代程氏指数与大小维管束比,大维管束比的相关达到极显著。依程氏指数法与维管束数目比法对籼粳交后代亚种分类的符合度不高。     

An analysis of hybrid sterility in rice using a diallel cross of 21 parents involving indica, japonica and wide compatibility varieties

Summary There is much interest in the inter-varietal fertility of Asian cultivated rice. In this study, we analyzed the fertility of hybrids in a diallel set of 210 crosses involving 21 parents representing a broad range of the cultivated rice germplasm including landraces, primitive cultivars, modern elite cultivars and parents of hybrid rice. The materials were also carefully selected with respect to indica-japonica classification including typical indica/japonica, more or less intermediate and wide compatibility varieties. The level of hybrid fertility varied widely among the crosses from almost completely sterile to fully fertile. In general, hybrid fertility of intra-subspecific crosses, i.e., indica by indica (I×I) and japonica by japonica (J×J), is much higher than inter-subspecific crosses (I×J or J×I). The fertility varied widely in hybrids involving wide compatibility varieties and also in inter-subspecific crosses not involving wide compatibility varieties. An analysis of variance showed that both the main effects of indica and japonica parents and the interaction between the parents are highly significant in determining hybrid fertility. We speculate that, in addition to wide compatibility, the overall genetic difference between the indica and japonica parents, that may involve a series of minor mutations, play an important role in determining the hybrid fertility. There are also genes of sizable effect that influence fertility in hybrids resulting from specific combinations of the parents.Abbreviations I×I indica by indica cross - I×J indica by japonica cross - J×I japonica by indica cross - J×J japonica by japonica cross - WCV wide compatibility variety     

栽培稻与普通野稻杂交杂种优势和农艺性状的遗传分析

按不完全双列杂交方式组配了12个栽培稻与普通野稻种间杂交组合,定量分析其杂种优势和利用加性-显性模型对11项农艺性状进行遗传分析。结果表明：12个栽野交组合的平均杂种优势为-0.608~3.031,穗数和籽粒长宽比表现强优势是其主要特征。栽野交的穗数、籽粒长宽比、结实率和抽穗期的优势显著高于籼粳交。各性状具有较高的广义遗传力(0.50~0.92);狭义遗传力为0.24~0.84,籽粒长宽比和抽穗期的狭义遗传力较高,其它性状中等偏低。各项农艺性状间具有显著或极显著水平的表型相关和遗传相关,可作为育种间接选择时的有效参考指标。     

粳稻杂种劣势的遗传及表型特性分析

杂种优势是自然界的一种普遍现象,但在杂交水稻育种实践中也时常发现杂种劣势现象,为了更好地阐明杂交育种理论和揭示品种本质有必要对杂种劣势的遗传机理进行更深层次的研究。本研究旨在通过两个韩国粳稻品种(Aranghyangchalbyeo和Sanghaehyangheolua)及其正反交后代(F1,F2)特性的比较,解析水稻杂种劣势的表型、类别及其遗传模式。形态学分析表明,正反交F1植株的劣势表现均明显、稳定且不受环境影响,主要农艺性状的中亲劣势值均为负值,其中F1的株高、分蘖数和结实率与亲本相比显著降低(P<0.01);F1劣势表现从发芽后第5d开始,地下部的劣势表现比地上部更为明显。细胞组织结构观察表明,分蘖盛期F1劣势植株叶片发育正常,而其根部气腔发育较亲本迟缓,从而阻碍了地上部与地下部的通气情况,因此也影响了整个植株的正常生长。遗传学分析发现,该劣势组合成熟期F2群体中正常与劣势植株呈现7:9的分离,结合分蘖盛期该F2群体株高的分离模式,推断该杂种劣势的表型是由两个互补的显性基因控制。该研究结果为揭示杂种劣势的多样性及分子遗传机制提供了新思路。     

水稻披垂叶突变体及其杂交后代耐冷性的鉴定与评价

在云南高海拔冷凉自然条件下对两个粳型水稻披垂叶突变体品系（MR304、MR312）及其与常规品种的杂交后代（F1、F2）进行了苗期耐冷性鉴定,在抽穗期对突变体及其杂交后代的花粉育性类型进行了分析,并在成熟期进行了相关经济学性状和生物学性状的考察。结果表明,在苗期的耐冷性鉴定中,突变体及杂交亲本均为抗型(R);杂交后代F1中南40/MR312、滇粳优5号/MR304、Ansanbyeo/MR304为中抗型（MR）,滇粳优5号/MR312为感型（S）,其余均为抗型（R）。抽穗期亲本银光花粉可育率最高,为88.9%;杂交后代F1组合中只有银光/MR304的花粉可育率最高,为94.5%,超过对照（92.5%）,组合Ansanbyeo/MR304的花粉可育率最低。亲本银光的结实率超过对照（70.9%）,达到82.4%,突变体MR304、MR312的结实率低,分别为26.2%和5.0%;F1中两组合（银光/MR304、银光/MR312）的结实率均超过对照或亲本。该研究揭示了利用水稻披垂叶突变体产生的F1杂种优势可以增强杂交稻在高海拔冷凉条件下的耐冷性优势;抽穗期的花粉育性大小是鉴定杂交后代（F1）植株耐冷性强弱的重要指标。     

用Rim2超级家族分子指纹鉴别杂交水稻及预测杂种优势

选用5对Rim2引物对21份籼稻和20份粳稻材料进行了DNA指纹扩增,共扩增出38条谱带,其中多态性谱带26条,多态性水平为69.64%;粳稻平均多态性水平为56.67%,明显高于籼稻。根据Nei’s遗传距离计算获得的聚类树状图表明,参试21份籼稻材料聚为6组,20份粳稻材料聚为7组。亲缘关系分析表明,Rim2分子指纹可以区分多数的籼稻或粳稻材料,且显示出材料的遗传特征。考察部分籼稻和粳稻杂交组合的产量对照优势与双亲间遗传距离的关系,发现杂交粳稻的遗传距离与杂交优势表现出相关性,而杂交籼稻无此相关性。     

粳稻亚种内杂种劣势遗传特性分析及其相关基因的克隆

杂种劣势是存在于自然种群之间的一种合子后生殖障碍,水稻杂种劣势的研究有利于探讨种间、亚种间和亚种内杂交不亲和原因,对建立新的杂种优势利用模式具有重要的理论及实践意义。本研究旨在通过对三个韩国粳稻劣势亲本"Aranghyangchalbyeo"(CH7)、"Sanghaehyangheolua"(CH8)和"Shinseonchalbyeo"(CH9)及其杂交后代(F1, F2)的生物学特征、特性进行比较,解析水稻粳稻亚种内杂种劣势的遗传模式;同时利用单倍型分析和图位克隆比对,探明CH8和CH9两个劣势亲本中所携带的劣势相关基因序列差异。结果表明,携带劣势基因的亲本自身生长正常,但正反交后F1表现稳定且明显的杂种劣势,F2群体中劣势植株与正常植株呈现9:7的分离,推断该杂种劣势的表型由两个互补的显性基因控制;劣势亲本CH8第1号染色体携带了稀有的劣势基因Hwc1;劣势亲本CH9不携带Hwc1和Hwc2基因,可能携带了其他劣势基因。该结果为揭示杂种劣势的基因多样性及分子遗传机制提供了科学依据。     

中国辽宁省杂草稻遗传多样性及群体分化研究

杂草稻是指在稻田间或周边作为杂草类型而伴随栽培稻生长的水稻植株, 现已严重发生于中国辽宁省。2003—2005年对中国辽宁稻区的杂草稻进行了初步的考察、收集和整理, 对其植物学特性进行了初步研究;利用收集到的部分杂草稻、栽培稻和野生稻, 采用SSR分子标记方法对其遗传多样性和群体分化进行了初步研究。发现杂草稻植物学特性变异较大。SSR分子标记结果表明, 中国辽宁杂草稻具有较高的遗传多样性, 30对SSR引物中有26对在杂草稻中扩增出多态产物, 多态性位点所占比例为86.67%, Shannon多样性指数平均为0.762。杂草稻群体的基因分化系数(GST)平均为0.843, 杂草稻群体间的遗传分化较大, 遗传差异明显。中国辽宁杂草稻与当地粳型栽培稻血缘关系很近, 与籼稻和野生稻的遗传关系较远, 很可能起源于当地栽培稻品种, 是栽培稻种个体间自然杂交、回复突变等产生的退化类型,远距离种子调运促进了它的进一步扩散。     

DH群体内株系对籼、粳亚种的亲和性

以窄叶青8号（ZYQ8）/京系17(JX17)的13个花培DH株系和培矮64／02428的11个花培DH株系为材料,分析了它们的籼粳分化及其对籼、粳亚种杂交的亲和性。结果表明,无论亲本是否具有广亲和性亲缘,两个DH群体均出现广亲和性良好的株系,且多数株系属籼粳中间类型。这说明虽然广亲和性是遗传的,但是籼粳基因的重组确实可以产生广     

光敏核不育水稻存在BT型等位不育基因及其遗传关系的研究

农垦58s及其转育于不同遗传背景的光敏核不育水稻与BT型不育水稻六千辛A和寒丰A杂交,得到的F_1植株完全不育,证明农垦58s不育的2对隐性基因中有1对来源于农垦58,即为与BT型水稻等位的不育基因.由此推论农垦58s源于农垦581个基因位点的突变,而它的光敏不育性则为此突变基因和原有不育基因重叠作用的结果.当用作光敏不育的恢复亲本原已存在或不存在BT型水稻不育基因,决定了它们杂种F_2代的可育株和不育株呈3:1或15:1不同的比率分离.