杂交水稻细胞质遗传效应的研究进展

杂交稻细胞质具有一定的遗传效应,表现在同一细胞质在不同性状上的效应不同,不同细胞质在同一性状上的效应也不同.多数研究结果认为,雄性不育细胞质对大多数性状表现负效应.综述了杂交稻细胞质的分类、细胞质效应的研究方法、不育系细胞质对杂交稻F1代的遗传效应以及今后的研究展望.     

CMS-FA胞质杂交稻不育细胞质和核质互作的遗传效应分析

利用4个CMS-FA胞质不育系、相应保持系和3个恢复系,研究不育细胞对11个产量相关性状的细胞质效应和核质互作效应.结果表明:CMS-FA胞质杂交稻不育细胞质对千粒重和生育期性状表现出显著正效应,对穗颈长性状表现出显著负效应,其他性状的不育细胞质效应不显著;单株穗数、千粒重、每穗总粒数、结实率、株高,穗长、穗颈长和生育期等性状的核质互作效应均达到了显著或极显著水平;不育胞质与核基因的互作使杂种F1的平均基因型预测值、群体平均优势和群体超亲优势在株高和穗颈长上得到明显增加;CMS-FA胞质杂交稻不育细胞质无不良细胞质效应,不育系可恢复性好,可作为杂交稻育种的优良不育胞质加以利用.     

水稻不同不育细胞质对杂种F1主要性状的遗传效应分析

利用同核异质粳不育系研究不育细胞质的遗传效应及核背景对其的影响。结果表明：（１）不育细胞质在与不育性密切相关的性状上，如结 实率、株高表现明显的负效应，单株产量的负效及千粒重的正效应则为结实率降低而引起的相关效应；不育细胞质抽穗期、单株穗数、每穗总粒数的效应不明显。（２）不同不育细胞质在同一核背景下的效应程度不一样，野败型细胞质的效应较ＢＴ型细胞质更为显著。（３）不育系的细胞核对不育细胞质效应无明     

籼型杂交稻稻米赖氨酸性状的基因型×环境互作效应分析

采用包括胚、胚乳、细胞质和母体植株遗传效应以及环境互作效应的种子遗传模型和统计分析方法,分析了籼型杂交稻稻米赖氨酸性状的两年资料。结果表明,除了三倍体胚乳核基因、细胞质基因和二倍体母体核基因的遗传效应可影响赖氨酸含量等性状外,二倍体胚基因效应也起着重要作用。其中胚基因对赖氨酸指数的影响尤为明显,其次是赖/蛋比值性状,而胚效应对稻米赖氨酸含量的影响较小。胚基因等不同遗传体系与环境的互作效应也明显影响着赖氨酸性状的表现。赖氨酸含量和赖氨酸指数是以普通遗传率为主,而赖/蛋比值性状则以互作遗传率为主。赖氨酸含量或赖氨酸指数与赖/蛋比值性状间则存在极显著的胚加性互作相关,赖/蛋比值性状上存在较明显的胚加性相关。赖氨酸含量与赖氨酸指数间的胚效应相关性不明显。     

6个水稻同核异质雄性不育系的双列杂交试验

应用6个同核异质不育系与7个不同的恢复系按照不完全双列杂交（NCⅡ）设计配制42个杂交组合,对42个组合的单株产量等9个主要性状进行方差分析和配合力分析。结果表明：6个不育系对有效穗、千粒重、穗粒数、着粒密度、单株产量性状上的一般配合力效应显著;6个不育细胞质之间有差异,表现为细胞质效应差异或质核互作效应差异;对参试的组合在单株产量、穗长、结实率三个性状上基因的非加性效应大于加性效应;同一组合在不同性状或不同组合在同一性状上的加性遗传效应和非加性效应均不同。     

芥菜型油菜欧新A不育细胞质的遗传效应

对芥菜型油菜欧新Ａ不育细胞质的遗传效应进行研究,以探讨该不育胞质杂交当代（Ｆ０）结实性和杂种一代（Ｆ１）主要农艺性状的影响,初步明确该不育细胞质遗传效应的表现特点。结果显示,欧新Ａ不育胞质对当代结产率表现负效应趋势,但对不同来源的恢复系该遗传效应有明显的组合特异性;不育胞质对杂种一代主要农艺性状表现正效应趋势,且效应在不同恢复源间有显著差异;不育胞质在主要农艺性状上表现有利于优良株型及高产组合的选     

水稻3种不育细胞质遗传效应的比较研究

利用粳稻品种六千辛、苏秋、苏蕾转育成的3套同核异质不育系研究不育细胞质在8个主要经济性状上的遗传效应。结果表明:①不育细胞质在结实率、每穗实粒、单株产量、株高4个性状上表现出显著的负效应,抽穗期、单株穗数、每穗总粒、千粒重4个性状的不育细胞质效应不显著。②不同不育细胞质的遗传效应存在差异,BT型不育系细胞质效应较小,红莲型不育系次之,野败型不育系细胞质效应最明显。因不育细胞质效应只表现在与不育性相关的性状上,选择可恢复性好的不育系与恢复力强的恢复系配组,可提高杂种F1的结实率,从而消除或减小不育细胞质负效应。     

高赖氨酸玉米（Opaque－2）数量性状的遗传研究

研究了１７个高赖氨酸玉米（Ｏｐａｑｕｅ－２玉米，简称Ｏ－２玉米）的数量性状遗传，并应用三倍体模型对籽粒的主要性状遗传效应进行了研究。采用ＭｉＮＱＵＥ（１）估算方差分量以及预测遗传效应值方法分析了双列杂交试验资料，遗传估算方差结果表明，籽粒长度、宽度、厚度、百粒重、赖氨酸含量（Ｌｙｓｃｏｎｔｅｎｔ）和每粒赖氨酸含量（Ｌｙｓ／Ｇｒａ）都受母体植株基因和细胞质基因控制，另外，这些性状都容易受非遗传因素的影响。遗传效应预测值分析表明，籽粒性状上直接效应不明显，最主要效应是母体加、显性效应和细胞质效应，在某些性状上细胞质效应和母体效应方向相反，因此，在育种工作中必须考虑效应的重组，选择适当的杂交组合。在本实验所研究的性状中，只有籽粒百粒重杂种优势比较明显。     

不同海拔产生的水稻F2群体形态性状遗传参数分析

以具有籼稻细胞质背景的改良品系南34和云南海拔2 650 m高寒稻区种植的地方粳稻老品种小白谷分别作母本和父本,分析比较了在400、1 200、1 860、2 200 m等4个不同海拔下产生的杂交F2群体在同一地点种植其形态性状的遗传参数。结果表明:播始历期、株高和剑叶宽等性状均随产生F2群体海拔的升高而增加,而剑叶长、有效穗数、穗长、穗节长、总粒数和小穗育性等性状均随产生F2群体海拔的升高而降低。此外,在不同海拔产生的F2群体中不同性状的变异系数、遗传率、遗传进度和偏度系数等遗传参数的表现也存在极为明显的差异。基于形态性状计算的遗传距离分析结果表明,在不同海拔产生的4个F2群体发生了明显的遗传分化,海拔对形态性状的表现具有非常明显的效应。     

果蔬型超甜玉米果穗性状的配合力分析

以8个超甜玉米自交系为亲本。按Griffmg完全双列杂交方法Ⅱ配制组合,分析了超甜玉米果穗性状的配合力及遗传效应。结果表明：（1）鲜稳重、秃顶长、穗行数、穗粗主要表现为加性遗传效应,行粒数和穗长主要表现为非加性遗传效应;（2）同一性状不同材料间,同一材料不同性状间其配合力效应表现复杂。存在不同效应大小和正负作用方向的差异。育种实践上必须重视配合力的分析测定。     

水稻不育系抗白叶枯病的胞质效应

１９９４～１９９６年间,共选用６种胞质类型的１２个不育系及其相应的保持系,６个同核异质材料和携带不同抗性基因的品种和杂交组合,于水稻孕穗期接种分属于７个致病型的白叶枯病菌３５个菌株。结果表明,不育胞质与正常胞质的抗病性程度大体相近,但在少数不育胞质与部分白叶枯病菌菌株的互作中,表现出明显的胞质效应,即不育系较之保持系更感病,主要表现在野败型的珍汕９７和Ｖ２０、冈型的Ｇ汕、Ｄ型的Ｄ汕等几种不育胞质与Ａｈ２８、Ｇｘ５０等部分菌株的特异性互作体系中;６个同核异质水稻抗病性也具有明显差异,Ａｈ２８等部分菌株对Ｄ汕Ａ１和Ｇ汕Ａ等胞质具有较强的亲和性;杂交稻的抗病性主要受核基因控制,但胞质亦有一定影响。因此,在杂交稻抗白叶枯病育种中,胞质效应是一个不可忽视的因素,在改良核基因的同时,要注重胞质的多样化。     

水稻雄性不育细胞质效应的研究

用８种同核异质雄性不育系及其相应保持系分别与４个恢复系配个杂交组合进行裂区试验，在相同核北景下比较雄性不育细胞质效应的差异。结果表明：雄性不育细胞质对杂种一代单株产量和农艺性状多数表现负效应，但细胞质间存在极显著的差异。本研究发现，栽培籼稻的细胞质效应优于普通野稻，选育优良雄性不育细胞质的重点应在栽培籼稻中筛选。恢复系对不育细胞质效应也有不同程度的影响，核质互作对所研究的性状有极显著的作用。选育配     

水稻几种不同细胞质主要性状的杂种优势效应及其遗传距离

以6组水稻同核异质杂种F_1和亲本为材料,用系×测验系分析法和主成份分析法研究了四种水稻细胞质在19个性状上的杂种优势效应及其遗传距离。系×测验系分析表明,供试胞质对结实率等4个性状的杂种优势仅表现胞质基因效应,对剑叶光合强度等5个性状的杂种优势既表现胞质基因效应,又表现核质互作效应,可育胞质对这些性状多数表现正向胞质基因效应。遗传距离分析表现,雄不育胞质与可育胞质间的遗传差异大于不育胞质间的遗传差异,D胞质、G胞质与野败胞质的遗传差异大于D、G胞质问的遗传差异。以上结果表明,胞质可用来改良作物目标性状,遗传距离分析可作为研究胞质亲缘关系的一种方法。     

水稻雄性不育细胞质对杂种一代的影响

用夜公（Ｙ）、饶平野生稻（ＣＷ）、野败（ＷＡ）三种雄性不育细胞质的６９６４Ａ、二九矮４Ａ和珍汕９７Ａ分别与恢复系Ｔ４５配制９个组合进行随机区组试验，在相同细胞核背景下比较雄性不育细胞质对Ｆ１（杂种一代）的影响。结果表明：三种雄性不育细胞质对Ｆ１单株有效穗、穗长和产量有显著的影响。夜公和饶平野生稻两种细胞质明显地优于野败，但受不育系及核质互作所制约。相关和通径分析表明，单株有效穗、每穗粒数和结实率对单株产量有显著的直接作用。因此，在选育优良细胞质的同时，必须选育分蘖强、穗数多、可恢性好的大穗不育系，才较易配制强优组合。本文还讨论了夜公和饶平野生稻细胞质的利用以及不育系的可恢性问题，指出同质异核不育系的可恢性可能有本质差异，是水稻三系育种中值得注意的问题。     

新质源(CMS-FA)杂交稻育种技术探索与研究

依据“植物细胞质-细胞核多育性基因基础上的核质互作雄性不育”遗传学原理,通过系统探索研究,从野生稻中发掘一种与野败(CMS-WA)型、红莲(CMS-HL)型恢保关系不同的新型雄性不育细胞质,称为新质源(CMS-FA)。选育鉴定了系列新质源优质米不育系。育成首个新质源杂交稻金农2优3号参加福建省水稻新品种区域试验,2007-2008两年平均比对照增产9.07％,稻米品质符合三等食用籼稻品种品质规定要求。新质源杂交稻丰富了杂交稻细胞质遗传多样性,提高杂交稻稻米品质和产量潜力,实现杂交稻高产和优质统一,为继续推进杂交稻创新和发展提供了新的动力。     

两个水稻同质共核不育系的初步研究

对来源于Gambiaka Kokum细胞质、青小金细胞核的两个同质共核不育系G_(12)(青小金)A,G_(22)(青小金)A的研究表明:两个不育系在植株的开花习性,光合作用强度,根系合成有机物质的能力,花粉败育类型,败育花药的细胞学结构酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶带、可恢复性及控制雄性不育性的遗传物质等都育真实而显著的差异。作者认为:水稻不育性并非受细胞质和细胞核中固有的不育基因控制,而是在不育系培育过程中,由核之间的相互作用而形成新的雄性不育核遗传型,此种核不育遗传型与不协调的细胞质共同作用,导致雄性不育的产生。并用此假说对本研究中同质共核不育系间产生的遗传差异作了初步的分析论证。     

北方杂交粳稻亲本选择的研究

选用辽宁省20世纪80年代和90年代有代表性的杂交水稻及亲本，采用多种统计方法．重点研究了北方杂交粳稻亲本主要产量性状、农艺性状、品质性状在F1代的遗传表达。结果表明：(1)杂交水稻的结实率主要受母本控制，呈正相关关系，接近显水平，与父本关系不大，且呈负相关关系。杂交水稻的千粒重主要受父本影响。(2)杂交水稻剑叶的叶周长和叶长主要与恢复系相关，叶宽和长宽比主要与不育系相关。倒二叶的叶周长、叶长、叶面积主要与恢复系相关．长宽比与父母本相关均显。倒三叶叶面积、叶长、叶周长与恢复系楣关显，叶宽与不育系相关显。在杂交水稻组合选育过程中，应注重对不育系的穗长和经济系数进行选择．而对恢复系更应注意株高和穗长两性状。(3)对恢复系应重点选择籽粒外部形状、糊化温度和垩白米率，对不育系应重点选择粗蛋白含量和垩白米率，其他性状父母本应平衡协调选择。     

早籼杂交稻稻米胶稠度的遗传效应与杂种优势

利用禾谷类作物数量性状遗传模型,以6个籼型不同胞质类型的三系不育系为母本,5个早籼恢复系为父本,按不完全双列杂交设计,分析早籼杂交稻稻米胶稠度的种子、细胞质和母体遗传效应与杂种优势.结果表明,稻米胶稠度遗传主要受种子直接显性遗传效应控制,恢复系明恢82和明恢89可以极显著或显著地提高杂种胶稠度.杂交早稻组合F2稻米胶稠度的总平均优势和总超亲优势,均受到种子直接基因效应和母体植株基因效应的控制.     

遗传背景对水稻无融合生殖材料C1001双胚苗频率影响的研究

同核异质雄性不育材料与无融合生殖材料Ｃ１００１Ｂ杂交和回交表明，Ｃ１００１Ｂ的双胚苗，是受核基因控制的性状，双胚苗频率的表达，具明显的胞质效应和胞核效应，在胞质效应中，不育胞质与可质胞质的差异尤其显著，不育胞质对双胚苗的表现有明显的抑制作用，不同世代间胞质效应和胞核效应的表现也不一致。此外，环境条件对Ｃ１００１的双胚苗表现有一定的影响。