三系杂交籼稻恢复系‘Q恢28’生态适应性分析

三系恢复系‘Q恢28’与多个不育系配的组合先后16次通过多个稻区省级以上审定或引种。为分析组合的广适性是否与‘Q恢28’有关,本研究通过分期播种、氮肥和多点试验,结合区试结果,分析了抽穗灌浆期温度对‘Q恢28’及其杂交组合结实与品质影响,‘Q恢28’及其杂交组合对不同肥力和生态适应性。结果表明,它具有较强的抽穗期高低温适应性,结实率在5个恢复系中排第2,但差异不显著;‘Q恢28’和‘蜀恢527’及组合垩白变异系数(CV)相近,垩白在不同生态点差异不显著,较钝感;在N0、N3、N6和N9等4个氮水平,‘Q恢28’在5个恢复系中高稳系数(HSC)最高,证明其对氮肥敏感度最低,较耐低氮。上述研究表明可能是‘Q恢28’的抽穗期高低温适应性和耐低氮特性决定了其所配品种的广适性。     

HL-CMS同质异核近等基因恢复系‘L-Rf6’的构建

为了研究红莲型水稻中2个恢复基因与2个不育基因的互作关系,用红莲型水稻不育系‘粤泰A’(‘YTA’)与恢复系‘9311’杂交,所得F1代再与保持系‘粤泰B’(‘YTB’)多次回交,最终构建了与不育系‘YTA’同质异核的近等基因恢复系‘L-Rf6’。根据Rf5和Rf6的基因序列设计了特异性分子标记,并对‘L-Rf6’进行检测。结果显示成功构建了近等基因恢复系‘L-Rf6’。对近等基因恢复系的不育基因orfh79的表达量进行分析,结果显示‘L-Rf6’中orfh79的表达量与‘YTA’比较明显下降。该近等基因恢复系的构建为阐述红莲型水稻多个恢复基因与多个不育基因的互作关系打下基础。     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,在组配成强优势杂交稻组合的基础上,研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传.采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F1和F2代种子.用F1分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体.同时种植P1、P2、P3、F1、F2、B1F1和B2F1等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度.结果表明,不育系与恢复系杂交F1代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传.F2代分离出可育:不育适合3:1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制.B1F1和B2F1代2个测交群体的可育:不育都适合1:1分离规律,验证了F2代育性恢复(可育)单基因的遗传模式.暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF).     

抗旱耐盐碱食用向日葵恢复系的选育及应用<

为了选育适宜在山西省食用向日葵生产区种植的抗旱耐盐碱、广适性强、抗逆性强、高产优质的恢复系以及杂交种,本试验以国内的优良品种资源与自选育的不育系为材料,通过套袋自交成功选育出恢复系‘汾恢1号’、‘汾恢2号’、‘汾恢3号’,对3个恢复系进行农艺性状调查、抗旱耐盐碱鉴定和早代恢复力和配合力选择,结果表明恢复系‘汾恢1号’、‘汾恢2号’、‘汾恢3号’配合力高、花粉量大、恢复率100%、抗旱、耐盐碱、高抗黄萎病、耐菌核病,其中‘汾恢1号’表现突出,3个恢复系于2012年11月29日通过了山西省农业科学院科研处验收。利用‘汾恢1号’培育的杂交组合FK-0918,2014年参加山西省区试平均产量达3726.56 kg/hm²,比对照YS809增产29.9%,排第四位。该品种表现出较好的抗病性、抗旱性、耐盐碱、产量高,商品性好,生育期108天,适宜在山西省晋中及晋西北食用向日葵生产区种植,应用推广前景乐观。     

小麦K型不育系的易恢性及育性恢复的稳定性研究

利用2个K型不育系与不同K型恢复系组配测交组合，研究了不同不育系的易恢性及其遗传机理，恢复系在年份间恢复度的稳定性以及播期、播量对育性恢复度的影响。结果表明, 2个K型不育系易恢性有明显差异，其易恢性受2对主基因和微效多基因共同控制，不育系易恢性与恢复系恢复力差异的机理是相同的。大多数K型杂交组合的恢复度在不同年份间有较大差异，但恢复度高的组合稳定性较好，异常年份鉴定恢复系的恢复力是最有效的。播期对恢复度的影响较大，播量影响较小。抽穗至开花期间的异常高温是恢复度不稳定的主要外部原因。     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传研究

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,组配成强优势杂交稻组合的基础上研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传。采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F₁代种子,种植F₁代,收获自交F₂代种子。用F₁分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体。同时种植P₁、P₂、F₁、F₂、B₁F₁和B₂F₁等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度。结果表明,不育系与恢复系杂交F₁代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传。F₂代分离出可育︰不育适合3︰1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制。B₁F₁和B₂F₁代2个测交群体的可育︰不育都适合1︰1分离规律,验证了F₂代育性恢复(可育)单基因的遗传模式。暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF)。     

水稻不同胞质雄性不育恢复基因的探讨

以花培广亲和系TG11和H921及其亲本与4种不同胞质雄性不育系测交,方差分析结果表明,供试雄性不育系,恢复系及不肯系×恢复系互作方差均达极显著水平。4种胞质不育系的可恢性程度依次为CMS BT≈CMS-Di>CMS-DA>CMS-WA。比较了供试材料雄性不育恢复性的遗传特点。TG11对CMS-WA,CMS-DA,CMS-bo,CMS-Di均具恢复性,H921除对CMS-WA表现部分恢复性外,对其余3个不育基因均具有恢复性。广亲和亲本02428对CMS-WA和CMS-DA无恢复力,但对CMS-BT及CMS-DI具有部分恢复性,以Rf—l~f表示,而其余参试品系则具有恢复性以Rf—I~e表示。     

滇型杂交水稻恢复系Rf1基因功能丢失现象及其突变体特性鉴定

本研究通过对优质丰产滇型杂交粳稻‘滇禾优34’杂种F1群体中不育株进行分类调查,结合骨干恢复系‘南34’及其Rf1恢复基因功能丢失突变体基本农艺性状和生物信息学分析,初步探明恢复系恢复基因功能丢失的现象和成因。结果表明,‘南34’的自然突变致使恢复基因Rf1功能丧失是导致‘滇禾优34’杂种F1群体出现不育株(两年占比分别为0.26%和0.79%)的主要因素;‘南34’野生型的结实率相对于其突变体无明显差异,在花粉育性、株高、穗长、粒长性状上野生型略高于突变体,在粒宽性状上突变体略大于野生型。通过克隆恢复系‘南34’野生型及突变体的Rf1位点,测序比对后发现在其ORF区域突变体相对于野生型缺失一段长为574 bp的序列,使其无法编码一些PPR蛋白,该序列的缺失可能导致恢复功能丧失。该研究结果为水稻三系育种和应用中恢复基因遗传变异机制的解析奠定理论基础。     

K型和F型小麦雄性不育系的恢保关系

为了挖掘和利用K型、F型小麦雄性不育系,本研究采用I_2-KI染色法观察花粉败育类型,并以不育系为母本与583个优良小麦品种(系)为父本进行杂交,调查F_1自交结实率,筛选其强恢复系和保持系,以期为杂交小麦育种提供理论支撑。结果表明,K型、F型不育系花粉败育率达96.97%、97.73%,花粉败育类型以染败、典败为主。K型和F型不育系的自交结实率(国内法)分别为4.61%、1.98%。F_1的自交结实率(国际法)在100%以上共有34个,20%以下共有11个。‘良星805’、AQ001、‘临7287’、‘济麦22’是K型不育系的优良恢复系;‘宝8696’、‘农大3291’、‘科1201’、‘冀8906069’可用于转育新型K型不育系;‘宝8696’、‘15展24’、‘洛麦23’、‘临远801’是F型不育系的优良恢复系;‘15展11’、‘汶航6号’、‘林育5号’、‘丰优8号’可用于转育新型F型不育系。以上结果说明,K型和F型不育系花粉均败育彻底、稳定,易找到优良恢复系,且后者更易恢复。     

重穗型水稻恢复系黔恢35的选育及应用

黔恢35是贵州省水稻研究所采用当地强恢复系R 785和重穗型恢复系R 894杂交选育而成的重穗型水稻新恢复系,具有穗粒数多、千粒重高、恢复力强、配合力高、植株壮实、花粉量大、花粉活力强、制种产量高等特性;利用自育抗稻瘟病不育系黔79 A与重穗型黔恢35所配组合黔优35经过2年区试及生产试验,于2018年4月通过贵州省农作物品种审定委员会审定。     

油菜Pol-CMS Rfp候选基因区域SSR标记开发与应用

波里马细胞质雄性不育系(Pol-CMS)的育性受环境温度影响较大,在杂交制种过程中易自交结实产生假杂种,从而影响杂交种的纯度质量,在生产上对母本假杂种的检测是杂交种纯度鉴定的关键。本研究利用已公布的Pol-CMS候选恢复基因Rfp编码序列,通过在白菜型油菜和甘蓝型油菜基因组进行同源序列比对,然后基于Rfp候选基因区域同源序列开发恢复基因的特异SSR标记,并应用于油菜杂交种纯度鉴定研究。研究结果表明,利用已公布Pol-CMS恢复基因1 953 bp编码序列获取Rfp在基因组所在区段,在该区域及上、下游15K区域共获得32个SSR位点;其中,1个位点在供试的Pol-CMS不育系和恢复系间具有多态性,该标记为共显性标记,在不育系中的扩增产物大小为162 bp,在恢复系中为184 bp;与不育系相比,恢复系的扩增序列存在一个15 bp和一个7 bp的片段插入;在‘沣油737’的F2分离群体中,该标记与育性恢复性状呈共分离遗传;利用该标记对‘沣油737’、‘沣油320’和‘沣油958’杂交制种样品的纯度鉴定结果与田间育性鉴定结果一致,表明本研究开发的SSR标记为Rfp基因紧密连锁的共显性标记,在...     

优质高产杂交水稻新品种D优158

D优158系四川农业大学水稻研究所用D62A与蜀恢158配组而成的三系杂交新组合。蜀恢158系用蜀恢527与绵恢725杂交,经过系统选育而成的新恢复系,该恢复系株型松散适中、株叶形态好、秆硬抗倒分蘖力较强、开花习性好、花粉量充足、恢复力强、配合力高。经双列杂交与多个不育系测交试验,一代种结实率82%～90%,比明恢63所配组合增产4%～8%。     

轮回选择改良群体和选育恢复系的方法

为了进一步提高三系杂交小麦恢复系选育的效率,利用太谷核不育材料(含显性MS2基因),导入含有恢复基因和抗病基因的44个优良组合的种质,进行轮回选择育种。结果表明:通过轮回选择到F6代测恢,可以得到农艺性状优良,使不育系恢复结实率达到110%以上的优良恢复系;获得含有恢复基因、抗病基因有机结合为一体的综合改良群体。     

野生稻（Oryza rufipogon）新质源雄性不育恢复系的研究

发掘野生稻（O. rufipogon）新型雄性不育细胞质源,育成新质源优质米不育系的基础上进一步研究新质源雄性不育恢复系的育种技术—FA型细胞质雄性不育恢复系定向育种。用野生稻（非轮回亲本）与籼稻品种明恢63（轮回亲本）杂交和多次回交,后代再经过自交,将野生稻中的可育基因分离、转移、重组、整合到明恢63遗传背景中,获得农艺性状似明恢63,花粉和小穗全可育不分离的野生稻新质源恢复系金恢1号。用新质源不育系与金恢1号组配两个组合,其花粉和小穗育性都恢复到正常可育水平,产量高,米质优,实现了新质源不育系三系配套应用和大幅度提高杂交稻稻米外观品质的目的。这项育种新技术可以将水稻可育基因（恢复基因）转移到任一水稻品种中育成细胞质雄性不育恢复系,突破了新质源恢复系育种的技术瓶颈,极大地提高了恢复系利用稻种资源的育种潜力,为FA型新质源优质米不育系的杂交稻育种开辟了一条崭新的途径。新型（FA）细胞质源杂交稻可能对丰富杂交稻细胞质遗传多样性、提高杂交稻亲本对稻种资源的利用潜力、以及实质性提高杂交稻的稻米品质和产量水平都将产生积极和深远的影响。     

不同Xa21转基因杂交稻组合的大田试验与分析

在北京、四川和江苏等地对Xa21转基因杂交稻进行了大田释放实验. 分别对转基因纯合的3个恢复系明恢63-Xa21、盐恢559-Xa21和C418-Xa21与各种不育系配组的23个杂交组合进行了抗性和农艺性状分析. 在不同的杂合遗传背景下转基因Xa21稳定遗传和高效表达, 所有杂交组合均具有对白叶枯病的广谱抗性. 转基因恢复系配制的杂交组合与     

野生稻（Oryza rufipogon）新质源雄性不育恢复系的研究

发掘野生稻（O. rufipogon）新型雄性不育细胞质源，育成新质源优质米不育系的基础上进一步研究新质源雄性不育恢复系的育种技术—FA型细胞质雄性不育恢复系定向育种。用野生稻（非轮回亲本）与籼稻品种明恢63（轮回亲本）杂交和多次回交，后代再经过自交，将野生稻中的可育基因分离、转移、重组、整合到明恢63遗传背景中，获得农艺性状似明恢63，花粉和小穗全可育不分离的野生稻新质源恢复系金恢1号。用新质源不育系与金恢1号组配两个组合，其花粉和小穗育性都恢复到正常可育水平，产量高，米质优，实现了新质源不育系三系配套应用和大幅度提高杂交稻稻米外观品质的目的。这项育种新技术可以将水稻可育基因（恢复基因）转移到任一水稻品种中育成细胞质雄性不育恢复系，突破了新质源恢复系育种的技术瓶颈，极大地提高了恢复系利用稻种资源的育种潜力，为FA型新质源优质米不育系的杂交稻育种开辟了一条崭新的途径。新型（FA）细胞质源杂交稻可能对丰富杂交稻细胞质遗传多样性、提高杂交稻亲本对稻种资源的利用潜力、以及实质性提高杂交稻的稻米品质和产量水平都将产生积极和深远的影响。     

分子标记辅助选择定向改良不育系Q211S稻瘟病的抗性

为提高水稻温敏型核不育系‘Q211S’的稻瘟病抗性,以‘Q211S’为受体材料,以携带Pi9基因的抗稻瘟病材料‘75-1-127’为供体,通过常规育种方法和分子标记辅助选择技术相结合,选育出5个抗病性改良的两系不育系。抗性鉴定及田间试验结果表明:这5个抗病性改良的两系不育系对苗瘟、穗瘟均表现较高抗性,其他特征特性与‘Q211S’相近。5个改良不育系与‘Q211S’所配组合在株高、每穗总粒数、结实率、千粒重上差异不显著;而改良不育系所配组合在稻瘟病抗性方面较‘Q211S’所配组合明显增强。     

以半冬性甘蓝型油菜为亲本增强春性甘蓝型油菜杂种优势

以春性恢复系与半冬性品种(系)杂交后选育的16份新春性恢复系及其4个亲本系[2个半冬性甘蓝型油菜品种(系)和2个春性甘蓝型恢复系]、2个春性甘蓝型不育系为材料, 利用SSR、SRAP和AFLP分子标记技术分析材料间的遗传差异, 同时利用以上2个春性不育系分别与12个新春性恢复系和1个春性亲本恢复系Ag-5进行NCII双列杂交, 测定其杂种优势及杂种表现。16份新恢复系中除931和帐23外, 其余的14份新恢复系与2个不育系的遗传距离均大于其春性亲本恢复系与相应不育系的遗传距离, 说明导入半冬性品种遗传成分能扩大春性恢复系与不育系间的遗传差异; 配制的26个杂交组合中, 其双亲中不育系所对应保持系单株产量为高亲值的组合有15个, 其中13个组合单株产量超亲优势都强于所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合, 说明导入半冬性品种遗传成分可增强甘蓝型春油菜杂种优势; 12个新恢复系分别与2个不育系所配24个组合中18个组合的单株产量都分别超过所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合, 说明导入半冬性品种遗传成分能提高甘蓝型春油菜杂种的产量; 新恢复系与2个不育系杂交后代的抗病性均强于其亲本恢复系与相应不育系杂交后代的抗病性, 说明导入半冬性品种遗传成分能提高春性甘蓝型油菜杂交种抗菌核病的能力。研究结果表明, 半冬性甘蓝型油菜品种可能为春油菜杂交育种提供有价值的遗传资源。     

基于广西普通野生稻染色体单片段代换系的Rf3和Rf4复等位基因的恢复效应分析

本研究以5份广西普通野生稻材料DP15、DP29、DP30、DP50和DP63为供体亲本,以栽培稻品种9311为受体亲本,通过杂交及多代回交获得携带Rf3或Rf4基因座位的染色体单片段代换系8个。进一步将分别携带Rf3和Rf4基因座位的单片段代换系两两杂交、自交,筛选出同时具有这2个基因座位的双片段聚合系2个。通过野败型细胞质不育系(WA-CMS)盟抗A对单片段代换系和双片段聚合系进行恢复力测定。研究结果显示:(1)8个单片段代换系对盟抗A的恢复能力有显著不同:来自DP15的Rf3基因与来自DP15、DP30、DP50和DP63的Rf4基因具有强恢复力,它们的F1植株花粉育性达到86.18%~91.13%;来自DP29的Rf4基因具有较强的恢复力,其F1植株花粉育性为81.21%;来自DP29的Rf3基因具有弱恢复力,其F1植株花粉育性为7.00%;而来自DP30的Rf3基因没有恢复能力,其F1植株花粉育性仅为0.33%。(2)Rf3或Rf4基因的聚合效应在不同供体间表现不同:来自DP29的较强恢复基因(Rf429)与弱恢复基因(Rf329)间聚合呈现显著的累加效应;而来自DP15的2个强恢复基因(Rf315和Rf415)聚合后没有进一步提高恢复能力。研究结果表明,利用广西普通野生稻挖掘育性恢复基因是有效的,获得了多个对野败型细胞质不育系(CMS-WA)盟抗A具有强恢复力的Rf3或Rf4位点复等位基因,可供育种研究利用。     

Evaluation of Restorability of Two Fertility Restorer Genes in the Rice Chromosome Single Segment Substitution Lines (SSSLs)

由华南农业大学选育的水稻单片段代换系S15对于野败型(WA)和矮败型(DA)细胞质雄性不育系均具有较强的恢复性。以野败型不育系博白A和矮败型不育系协青早A为母本, 单片段代换系S15为父本杂交, 采用分子标记辅助选择和连续回交的方法构建了两个BC₃F₂群体。利用与第1、第10染色体上恢复基因Rf3和Rf4两侧紧密连锁的SSR标记, 从这2个BC₃F₂群体中筛选携带基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4的单株, 观察这些单株花粉和小穗育性, 并利用202个多态性SSR标记分析这些单株的遗传背景, 结果表明: (1)在同一细胞核背景下(S15), DA型细胞质的可恢复性好于WA型细胞质, 单片段代换系S15中的恢复基因Rf4的恢复力大于恢复基因Rf3的恢复力。(2)单片段代换系S15中的恢复基因对于WA型不育系博白A和DA型不育系协青早A表现出质量-数量性状的遗传。在单片段代换系S15中, 除了主效恢复基因Rf3和Rf4外, 微效基因或者修饰基因也表现出对于博白A和协青早A的恢复性作用, 而且效应较大。(3)在构建的2个BC₃F₂群体中, 携带基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4单株的遗传背景片段数平均为1.0, 对应于恢复基因Rf3和Rf4座位的代换片段平均长度分别为12.9 cM和18.4 cM。