玉米几个经济性状的基因效应

用世代均数分析法研究了玉米单株籽粒产量、穗重、百粒重、行粒数、穗行数、穗数以及穗长7个性状的遗传。对8个亲本自交系组成的7个杂交组合进行了分析。每个组合群体都由 P₁、P₂、F₁、F₂、B₁和 B₂世代组成。同时用G.S.Chahal 和 J.L.Jinks(1978)提出的用     

利用已测序水稻品种分析其农艺性状基因座

水稻重要农艺性状的基因定位研究在育种上具有重要意义。2004年在海南陵水县种植两个完全测序水稻品种日本晴与9311的F₂群体及双亲，分别考察了其单株分蘖数、穗数、有效分蘖数、穗长、主穗长、抽穗期、株高和剑叶8个农艺性状3次重复的平均值。用已构建的连锁遗传图谱（Nipponbare/9311-F₂遗传图谱）及Excel 2000和Mapmaker/QTL 1.1b软件对这8个性状间的相互关系和基因位点进行了分析。结果在LOD>2.0和P＜0.005的条件下共检测到41个QTLs，它们分布在水稻所有染色体上，单个QTL对性状表型贡献率11.0%～46.4%，其中大于20%的有22个。对选用已测序材料为亲本构建图谱来探讨水稻农艺性状的分子基础及其育种意义进行了讨论。     

OsGA20ox2不同长度RNAi片段对水稻株高等农艺性状的遗传效应

利用OsGA20ox2基因序列构建不同长度的RNAi片段并导入水稻，获得不同高度的矮化植株。将这些矮化植株与野生型植株回交获得B₁F₂群体，卡方检测表明B₁F₂群体矮秆植株数和高秆植株数符合3∶1比例，表现为矮秆显性的遗传规律。对矮化植株的F₅和B₁F₂群体株高、各茎节间长度和一些主要农艺性状方差分析显示, OsGA20ox2基因的RNAi能显著缩短株高和各节间长度(P<0.05)，RNAi干扰片段越长，使植株株高和节间长度缩短程度越大，可使株高降低24~42 cm，矮化22%~39%。在同一长度的RNAi干扰片段下，倒一节节间长度平均缩短与倒二节节间长度平均缩短非常相近，倒三节和倒四节节间长度平均缩短非常相近，总的缩短程度是倒四节>倒三节>倒二节>倒一节。这种近基部节间长度缩短幅度和比例较大的特点，利于提高水稻的抗倒伏能力，同时上部节间缩短幅度和比例较小，有效地保持合理株高，不使生物产量明显降低，有利于水稻的稳产和高产。OsGA20ox2基因的RNAi不影响如千粒重、结实率、穗长等其他主要农艺性状或影响很小。     

东乡普通野生稻全生育期抗旱性鉴定

利用组合R974//东野/R974 BC₁F₅ BIL群体，设水分胁迫和非胁迫两种处理，在全生育期测定了株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗长、穗实粒数、穗总粒数、着粒密度、千粒重、结实率、单株产量、叶片相对含水量、卷叶级别等12个与抗旱相关的形态及生理性状，其中单株产量对水分胁迫影响最敏感。通过各性状旱、水相对值对抗旱系数分别进行单因素逐步回归、通径、灰色关联分析，结果表明，叶片相对含水量、单株分蘖数、穗实粒数、千粒重、株高、单株有效穗数等6个性状与水稻抗旱性相关显著，可作为全生育期抗旱鉴定指标。利用模糊隶属函数法对入选性状的抗旱D值进行抗旱性综合评价，更表明上述性状作为水稻全生育期的抗旱鉴定指标是可行的。同时对5种抗旱性评价方法进行比较指出，抗旱指数是最合适的抗旱性直接评价方法。     

外源转入基因在小麦中的遗传规律及其对农艺性状的影响

利用农杆菌介导法将外源基因GUS和nptⅡ导入了3个小麦基因型新春9号、Bobwhite和PM97034，经对自交后代连续3代进行PCR、组织化学染色及ELISA检测和筛选，获得了纯合稳定转基因株系。以3个受体亲本为对照，随机区组、重复3次设计，对纯合稳定转基因株系进行了株高、穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重、成熟期等农艺性状调查，研究外源转入基因对主要农艺性状的影响。结果表明，转基因株系除株高和生育期与对照有显著差异外，其他农艺性状差异均未达到显著水平。进一步以新春9号转基因株系与新春9号（CK）杂交，对F₁代和F₂代植株进行PCR、组织化学染色和ELISA检测，分析外源转入基因在小麦遗传背景中的遗传规律。结果表明，GUS基因和nptⅡ基因在F₁代中表现完全显性，在F₂代中呈现2.6︰1的分离比例，符合孟德尔遗传规律。     

利用“永久F2”群体剖析玉米产量及其相关性状的遗传机制

利用RIL群体构建了一套包含441个杂交组合的玉米“永久F₂”群体,通过253个SSR标记的等位基因频率分析,发现“永久F₂”群体的遗传组成与基因频率与F₂群体相似,理论上可以代替F₂群体进行相关遗传研究。通过两年一点的田间试验,利用复合区间作图法对玉米产量及其3个主要构成因子进行了遗传分析。结果表明,玉米产量与穗长、穗行数及百粒重呈显著或极显著正相关,而穗长与穗行数和百粒重显著负相关。共定位3个产量QTL、8个穗长QTL,11个穗行数QTL和5个百粒重QTL。     

两个玉米回交一代群体中opaque2基因单侧连锁累赘的SSR分析

为了在回交一代既能较好地消除靶基因的遗传连锁累赘，又能在进行背景选择的基础上选择到轮回亲本遗传背景回复率较高的单株，本研究构建了单株数分别为1 416和1 627的SCBC₁F₁和HCBC₁F₁两个不同遗传背景的回交群体。结合玉米叶片DNA大量、快速提取法，使用5个与opaque2（o2）基因连锁并已定位的SSR标记，在SCBC₁F₁与HCBC₁F₁群体中，对o2基因单侧的连锁累赘进行SSR分析，并与Ribaut（2002）的计算机模拟结果进行比较，结果表明，本研究获得的结果优于相应的计算机模拟结果。并对分子标记辅助选择体系在玉米回交育种中应用的若干理论问题进行了讨论，认为在实际应用MAS程序中，不仅要重点考虑最终决选的单株数（N_i），而且还应该考虑到实际有足够后代的中选单株数（N_j）。另外，结合预期要消除连锁累赘的图距，制备足够大的BC₁F₁群体是十分必要的。     

大麦杂种优势利用研究,Ⅲ.大麦异棱型和同棱型F1杂种的杂种优势特征

研究了大麦4种杂交类型（含二棱×二棱、二棱×六棱、六棱×二棱和六棱×六棱）的F₁杂种的性状表现和优势特征，比较了同棱型相配组（二棱×二棱和六棱×六棱）和异棱型相配组（二棱×六棱和六棱×二棱）的超高亲优势（H_h）组合数及其出现率。研究性状包括株高、穗长、穗下节间长、穗数、粒数、粒重、籽粒产量、籽粒蛋白质含量和赖氨酸含量等13个.结果表明,(1)二棱×二棱杂种的穗长较长、每株穗数较多、千粒重较高；六棱×六棱杂种的每穗粒数、每株粒数较多、籽粒产量较高；而异棱型相配杂种则比同棱型相配组有较高的株高、穗下节间长和千粒重。（2）4种杂交类型杂种的类型内杂种间变异，在大多数性状上均为同质，仅有株高、穗长和主穗粒数在六棱×六棱杂种中变异增大，有较大的选择潜力。（3）在13个数量性状中，有9个性状的H_h优势出现率与杂交类型显著关联；株高、穗下节间长和千粒重的H_h优势出现率在二棱×六棱和/或六棱×二棱杂种中最高，而主穗粒数、每穗粒数、每株粒数、每粒重和每株干重的H_h优势出现率则在六棱×六棱和/或六棱×二棱杂种中最高。（4）异棱型相配组杂种的株高、穗下节间长和千粒重的Hh优势率显著高于同棱型相配组杂种，依次为20/30对8/33、30/30对18/33和22/30对5/33；但同棱型相配组杂种籽粒产量的H_h优势率显著高于异棱型相配组杂种，为10/33对2/30。说明异棱型杂种易产生生物量和千粒重优势，而同棱型杂种易产生籽粒产量优势。     

F2:3设计全基因组标记的Bayesian分析

数量性状的遗传率低时，常采用F_2:3设计进行遗传分析，但往往忽略异质家系内QTL的混合分布特性。同时，用多QTL模型检测QTL会提高QTL检测的功效。因此，本文在利用F_2:3设计异质F_2:3家系内QTL混合分布特性基础上，提出F_2:3设计全基因组多标记联合分析新方法。该方法充分利用了异质F_2:3家系内的QTL混合分布，并采用多QTL遗传模型。Monte Carlo模拟研究表明，新方法能获得精确的QTL效应和位置的估计。此外，还比较了QTL效应抽样的两种策略。研究表明，新策略能显著提高QTL检测的功效。     

水稻株高性状对大气CO2浓度升高的响应

以粳稻品种Asominori与籼稻品种IR24的杂交组合所衍生的染色体片段置换系（CSSLs）为材料，田间试验分别在FACE（CO₂浓度约570 µmol mol^-1）和对照（CO₂浓度约370 µmol mol^-1）下，对水稻株高性状的数量性状位点（QTL）进行了分析。结果表明，Asominori和IR24的株高、穗长、上位第一节间长和上位第二节间长在FACE和对照下的差异达显著水平；供试株系的4个株高性状对CO₂浓度升高都呈正负两种响应，其变化最大的株系为AI7和AI44（株高分别增加14.2 cm和降低4.54 cm），AI9和AI12（穗长分别增加3.56 cm和降低2.39 cm），AI39和AI27（上位第一节间长分别增加15.74 cm和降低1.49 cm），AI32和AI53（上位第二节间长分别增加8.09 cm和降低3.00 cm）；FACE和对照下分别检测出14和15个QTL，分布在除第2、7、9和第10号染色体外的各染色体上，其中5个（qPH6^-4、qPH8^-4、qPL8^-4、qPL12^-4和qLFN6^-4）在FACE和对照条件下同时检测到，分布在第6、8和第12染色体上，而其余的只在FACE或对照下检测到。这29个QTLs中，3个（qPH6^-4QE、qPH8^-4QE和qLSN5^-4QE）具显著的基因型与环境互作。在不同的CO₂环境下，测试性状发生不同程度的表型变异。结果推论，对CO₂浓度增加敏感的QTL位点，可能受到CO₂浓度增加的诱导，可见控制水稻株高性状的QTL与CO₂增加的环境发生了互作效应。     

钵苗机插密度对不同穗型水稻品种产量、株型和抗倒伏能力的影响

选用3种穗型水稻品种,设置3种钵苗机插密度,以毯苗机插为对照(CK),系统研究钵苗机插不同密度对水稻产量及其构成、穗部性状、冠层叶系配置、茎秆物理特性和抗倒伏的影响,旨在探明水稻钵苗机插配套不同穗型品种适宜栽插规格及其增产特点;同时,阐明钵苗机插不同密度下水稻株型特征和抗倒伏特性。结果表明:(1)3种钵苗机插密度处理下,大穗型品种产量随密度降低呈先增后降的变化趋势,但均显著高于CK;中、小穗型品种产量有随着密度降低而下降的趋势。不同穗型品种穗数随着密度降低而显著减少,每穗粒数显著增加,结实率和千粒重无明显变化规律。(2)钵苗机插下不同穗型水稻品种的穗长、着粒密度、单穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗粒数和二次枝梗粒数均随密度降低而增加,且高于CK;一、二次枝梗数比值和一、二次枝梗粒数比值随密度降低而呈下降趋势。(3)钵苗机插下不同穗型水稻品种的上三叶的叶长、叶宽、叶基角、披垂度和比叶重随着密度降低而呈增加趋势;且上三叶的叶长、叶宽和比叶重高于CK。(4)随着密度降低,不同穗型品种钵苗机插水稻基部N1、N2、N3节间长度减少,茎秆粗度、茎壁厚度和节间干重增加,穗下节间长、秆长、株高、重心高增加,而相对重心高有减小趋势。(5)不同穗型品种钵苗机插水稻基部节间N1、N2、N3抗折力和弯曲力矩随着密度降低而增加,倒伏指数呈下降趋势,且低于CK。说明水稻钵苗机插配套大穗型品种宜适当降低密度,增加每穗粒数以获高产;中穗型品种需兼顾穗数和每穗粒数,提高群体颖花量而增产;小穗型品种依靠穗数而提高产量。水稻钵苗机插降低密度能改善穗部性状和增加上三叶的叶面积,但增大了叶基角和披垂度,同时利于缩短基部节间长度,增加基部节间粗度、茎壁厚度和充实度,从而提高抗折力,降低倒伏指数。     

黄淮地区不同粳稻品种株型、产量与品质的比较分析

对黄淮稻区的129个粳稻品种(品系)进行了株型、产量和品质的观察测定。通过产量聚类分析，将供试品种分成超高产、高产、中产、中低产及低产5种类型。超高产类型品种占3.1%，低产类型品种占14.7%，其他3类品种占82.2%。超高产水稻品种多为半直立大穗型、叶片挺立，具有较高的干物质生产能力、较高的粒重、结实率和经济系数。优质米品种在高产和中高产类型中较多，在超高产和低产类型中很少。垩白米率高是超高产品种米质的主要问题。提出了黄淮地区超高产(>12 t hm^-2)中粳水稻品种的株型和产量构成指标，即株高1.00~1.08 m，全生育期150~155 d，穗型半直立，有效穗320~340个 m^-2，穗长0.17~0.18 m，一次枝梗12~15个，二次枝梗30~38个；每穗160~180粒，结实率>85%，千粒重26~27 g；倒1、2、3叶叶长分别为0.26~0.28、0.35~0.40和0.32~0.38 m，剑叶角度<20º，收获指数>0.50。     

北方粳稻穗重指数及其与产量品质关系的研究

为研究北方粳稻穗重指数及其与产量品质的关系,以东北地区近年来育成的水稻品种(品系)为试材,分别在辽宁、吉林和黑龙江进行比较试验,提出用穗重指数(PWI,单穗重与每穴穗数之比)反映穗数与穗(穗粒数和千粒质量)的关系。结果表明,试材平均穗重指数0.155 g/穗,99%置信区间为[0.109,0.200],据此将参试材料划分为穗重型、中间型和穗数型。穗重指数与产量、穗粒数及决定穗粒数的穗部性状(一二次枝梗数、二次枝梗粒率)、穗颈及倒2节间大小维管束数、株高、叶面积指数、上部三叶长宽呈显著或极显著正相关,与单位面积穗数和剑叶基角显著或极显著负相关,穗重型品种产量显著高于穗数型品种。穗重指数与加工品质、营养品质、食味及相关指标显著负相关,与外观品质无明显关系,穗数型品种品质明显优于穗重型品种。穗重指数是综合反映穗数与穗大的明显指标。在稳定单穗重的基础上,适当降低穗重指数,可能是进一步提高产量、改善品质的有效途径。     

机械化种植对杂交籼稻F优498产量构成与株型特征的影响

为探明机械化种植杂交籼稻高产群体的株型特征, 以F优498为材料, 采用二因素裂区设计, 研究了不同穴苗数与播期下机直播、机插、手插3种种植方式的株型特征及其与产量构成的关系。结果表明: (1) 不同种植方式株型特征差异显著, 机直播和机插上三叶叶长、叶宽和叶间距大, 但叶基角和披垂度也较大; 手插上三叶大小适宜, 叶片厚而挺直; 机直播和机插株高和着生高度显著大于手插, 但手插比叶重、单株穗数和总叶片数显著高于机械化种植; 机直播的茎蘖夹角、穗粒数和单穗重显著低于机插和手插。推迟播期和低苗处理均使叶片增大, 比叶重、粒叶比、单株穗数、穗粒数和结实率随播期延迟显著降低。单穗重与上三叶长度、宽度、着生高度和株高均呈显著或极显著正相关, 以机插最高, 手插次之, 机直播最低。(2) 机直播产量显著低于机插和手插, 且随播期延迟和穴苗数减少显著降低。产量及其构成与株型特征密切相关, 机械化种植杂交籼稻高产株型的显著特征为适宜的株高、上三叶长度、群体LAI和茎集散度; 叶宽、比叶重、叶间距大和直立性好。足穗和大穗的统一是实现水稻高产的关键, 塑造个体优良的株型与优化群体结构是增产的前提, 机械化种植杂交籼稻应在时间允许的条件下尽早播栽, 穴苗数以3苗左右为宜。     

不同穗型的3个粳稻品种的抗倒性研究

试验选用不同穗型的3个粳稻品种为材料,分析其抗倒机理及与倒伏密切相关的各性状,并初步探讨穗型与倒伏之间的关系。结果表明:株高与倒伏指数呈极显著正相关;节间长、茎粗、穗部性状等均与倒伏指数存在显著相关;直立、半直立穗型品种较弯曲穗型品种倒伏指数小,株高偏矮,基部茎杆节间短且粗壮坚韧,穗短而穂颈角小,表现出较好的抗倒性能。     

机插穴苗数对不同穗型粳稻品种产量及品质的影响

以盐粳9号(小穗型)、淮稻9号(中穗型)和9优418(大穗型)为机插材料,研究了每穴栽插苗数对不同穗型水稻产量、品质的影响。结果表明,随穴栽苗数的增加,3种穗型品种的穗数均呈增加趋势,每穗颖花数、结实率和千粒重均呈减小趋势,但变化程度不一。3种穗型品种的产量随穴栽苗数增加均呈先增后减二次曲线变化。小、中、大穗型品种最高产量对应的穴栽苗数分别为4、3、2苗。3种穗型品种稻米的品质性状受穴栽苗数影响的变异程度存在差异,但均表现随穴栽苗数的增加而垩白度和垩白率上升,糙米率、精米率和整精率下降,蛋白质含量变低,直链淀粉含量增加,胶稠度变长;峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度和起始糊化温度等RVA特性值先增后减,而消减值先减后增。对产量与品质指标综合评价,以小穗型品种每穴栽插4苗、中穗型品种每穴3苗、大穗型品种每穴2苗,最利于相对实现高产与优质的协调。     

利用“02428h”的eui基因选育长穗颈不育系

为研究隐性长穗颈水稻“02428h”的长穗颈基因eui在减轻不育系包颈度中的利用价值,以02428h为父本,培矮64S为母本和轮回亲本,经过连续3次回交将02428h的eui基因导入培矮64S,转育成了具有长穗颈基因的“P8hS”。与培矮64S相比,P8hS的株高增加35.6 cm,主要是穗颈节和倒2节间长度增加所致。eui基因的导入不仅可使培矮64S的穗包颈得到彻底改善,而且对培矮64S及其杂种的主要经济性状具有改进作用。     

水条播对寒地水稻农艺性状和产量构成因素的影响

随着劳动力的短缺,直播水稻具有省工省力的优点逐渐受到重视,因此筛选适宜水条播（直播）的水稻品种是极其重要的。为此,以29份寒地水稻为材料,采用随机区组试验设计,研究水条播对寒地水稻农艺性状、产量构成因素和产量的影响。结果表明,水条播对寒地水稻单位面积穗数的影响为偏正向,对株高、穗长、穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数、成粒率、千粒重、生物产量、经济系数和理论产量的影响都是偏负向的。水条播提高了穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、单位面积穗数、穗粒数、成粒率、千粒重、生物产量、经济系数和理论产量的变异程度,而千粒重的变异系数较小。穗重、成粒率和生物产量对水条播反应较敏感的材料,一般其理论产量对水条播的反应也较敏感。     

每穴苗数对北方不同穗型粳稻物质生产和抗倒伏能力的影响

2012-2013年以少蘖粳Ri22和沈农265为试验材料,研究每穴苗数对物质生产和抗倒伏能力的影响。结果表明,(1)少蘖粳Ri22和沈农265抽穗前和抽穗后干物质生产量及总干物重均随每穴苗数增加而增加,茎鞘和叶片物质转运率和贡献率随每穴苗数的增加而降低;(2)少蘖粳Ri22和沈农265各节间抗折力均表现为每穴2苗>每穴4苗>每穴6苗,各节间倒伏指数均表现为每穴2苗<每穴4苗<每穴6苗,差异均未达到显著水平;(3)少蘖粳Ri22和沈农265有效穗数随每穴苗数增加而显著增多,每穗粒数随每穴苗数增加而显著减少,结实率和千粒重的差异没有达到显著水平;(4)少蘖粳Ri22和沈农265的产量随着每穴苗数的增加而增加,差异未达到显著水平。为了实现高产与抗倒能力的统一,少蘖粳Ri22在沈阳地区种植适宜苗数为每穴2~4苗,而沈农265则可以适当密植。     

不同灌溉方式对杂交粳稻皖旱优1号产量和稻米品质的影响

以水旱兼用的早熟中粳杂交稻皖旱优1号为试验材料,研究不同灌溉方式对其产量及稻米品质的影响。结果表明：无水层灌溉与常规灌溉相比,株高变矮,穗长、有效穗数、穗总粒数和穗实粒数均增加,千粒重减小,2a增产分别为14.1%、8.2%。无水层灌溉的垩白粒率和垩白度均降低,胶稠度增加,糙米率、直链淀粉含量有增加趋势,粒长变长,粒宽变小,整精米率略有下降,对稻米品质总体上有所改善。