水稻抗旱育种材料的筛选与研究

以华南优质籼稻丰矮占1号为轮回亲本,选择来自世界各地的水稻良种50个,构建了2650个近等基因导入系。利用上述材料,从2005年开始我们开展了水稻抗旱育种材料的筛选与研究,为水稻抗旱育种奠定基础,本文报道近5年研究进展。     

丰矮占1号产量近等基因导入系农艺性状研究

以丰矮占1号为轮回亲本,选用全球水稻分子育种计划的10份核心种质为非轮回亲本,经3次回交,再3-4次自交,构建了513份丰矮占1号产量性状近等基因导入系。对丰矮占1号近等基因导入系农艺性状研究表明：所有组合理论产量与有效穗数呈极显著正相关,印证了青六矮1号-丰青矮-丰矮占1号-丰八占衍生系统对产量的选择必须加强穗数型选择的结论。     

甘蓝型油菜近等基因系构建及应用研究进展

【摘要】 近等基因系只有一两个基因差异,可以减少很多不必要的工作,因此在作物育种、分子标记和基因定位等方面研究有着广泛的应用。综述了甘蓝型油菜近等基因系材料的构建及近等基因系材料在抗逆、分子标记和蛋白质组学等研究中的应用情况。认为随着构建技术的推广,新型近等基因系材料将会发挥更大的作用。     

恢复系752近等基因导入系构建与初步利用研究

利用国际水稻所提供的127份核心种质资源作为供体亲本,与我所育成的籼型优良恢复系752为受体亲本作杂交与回交,构建了3300份近等基因导入系。初步研究结果表明,在近等基因导入系中可以筛选到许多有利基因如抗稻瘟病、耐低氮、耐低磷和耐旱性等;且其中95％的导入系对野败籼型不育系具有良好的恢复能力,表现出较强的杂种优势。因此,利用核心种质资源改良当地的优良亲本,可以培育出符合生产目标的水稻优良新品种。     

培育小麦谷蛋白亚基近等基因系的两种方法

为研究麦谷蛋白亚基对小麦加工品质的影响,进行高分子量麦谷蛋白亚基近等基因系的创制期间,结合常规育种实践总结了两种高效培育小麦谷蛋白亚基近等基因系的新方法,以期拓宽近等基因系的培育技术,推动小麦品质研究和育种的发展。（1）SDS辅助选择的分株回交技术。该方法利用小麦自花授粉和分蘖特性,借助SDS-PAGE室内辅助选择目标亚基植株,结合经典近等基因系培育方法,提高了非直观性状基因近等基因系的培育成功率。（2）借助SDS辅助选择,并结合大田系谱育种技术而形成的杂合系谱法。本方法结合大田常规系谱育种,借助SDS-PAGE辅助选择目标亚基株系,同一组合内大量培育双亲中间类型遗传背景的近等基因系,较大的提高了培育效率。     

近等基因导入系对生物和非生物胁迫的抗性筛选初报

以籼稻恢复系成恢448和保持系川香29B为受体品种,从全球水稻分子育种计划的核心种质中选择100～110个材料做供体品种,构建了成恢448、川香29B近等基因导入系各2500份。将这些回交后代在生物和非生物胁迫环境中进行大规模筛选,获得了一批对低磷、干旱、稻瘟病和白叶枯病有较强抗、耐性的导入系,以及产量配合力好、高抗稻瘟病的新恢复系。     

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。     

弱感光型优质杂交稻新组合美优1025的选育及应用

华南双季稻作区具有光照丰富、雨量充沛、安全生长期长等得天独厚的条件,成为我国水稻最佳生态区之一.该地区年水稻播种面积和稻谷总产量均占全国的五分之一左右,在我国的水稻生产中占有重要的地位.广西、广东、海南三省区每年种植的弱感光型杂交水稻面积达100多万公顷,20世纪80年代至今,以博优903为代表的博优系列组合的育成和大面积生产应用对保持华南稻作区晚稻生产的稳产和稻米品质的改善作出了巨大的贡献,但该系列组合普遍存在的整精米率低、垩白粒率偏高、外观品质差的缺陷,制约它的进一步扩大种植.近年来,莫永生[1]、黄慧君[2]等通过改良恢复系来提高杂种的品质虽取得了一定的效果,但成效仍不明显.实践证明,同时培育优质的恢复系和优质的不育系,通过优优配组,可实现选育优质杂交稻组合的育种目标.优质水稻三系不育系美A、秋A、绮A及其系列组合的选育和大面积生产应用就很好地说明了这一点[3,4].     

水稻外源基因导入研究的现状及其在育种中的应用

1引言 水稻是世界上最重要的农作物之一,全球有近一半的人口以水稻作为主粮.水稻育种一直是各国育种学家最重视的研究课题.目前,水稻育种实践中仍主要采用杂交育种等常规育种手段.但是近20a来,随着生物技术的迅速发展,各国育种学家愈来愈广泛地采用基因工程等现代生物技术于水稻育种研究中,试图将一些控制优良性状的外源基因导入水稻,从而培育出高产、优质、抗性强的水稻新品种.     

水稻等基因导入系构建与分子技术育种

本文概述了“参与全球水稻分子育种计划研究”项目的实施效果：从23个国家和地区引进了一批优良利质资源，选育了基于22个不同遗传背景的等基因导入系约6万余份，建立了节水抗旱、氮磷高效种质资源的鉴定设施与评价方法，发展了大规模、高通量、低成本的基因鉴定与分子标记技术。形成了一条较为成熟的基于等基因导入系的水稻有利基因发掘、种质创新和新品种选育的技术体系。育成了一批高产稳产优质节水抗旱的新品种（系）。     

水稻航天诱变育种研究进展与应用前景

水稻航天育种技术是将水稻干种子搭载返回式航天器(卫星)经过空间诱变作用产生变异,在地面选择有益变异培育新种质、新品种的育种方法。随着水稻航天育种研究的不断深入,现已育成一批水稻新品种(组合)进入商品化生产,同时还发掘和筛选出一些具有实用价值的新种质。本文综述了水稻航天育种的特点、理论依据及研究进展,讨论了水稻航天育种存在的问题和应用前景。     

再生稻高产种质资源筛选及高产群体分析

再生稻高产种质资源是选育强再生力水稻品种的物质基础,缺乏具有强再生力的水稻品种是制约再生稻发展的重要因素之一。引进247份早抽穗水稻核心种质在江汉平原作再生稻种植,从中筛选高产再生稻种质资源,并探究高产再生稻产量形成的关键因素,为再生稻种质资源创新及新品种选育提供基础材料和理论依据。结果表明,247份核心种质在江汉平原两季稻均能正常抽穗成熟,各农艺性状变异系数在10.31%~51.83%,从中筛选出27份高产水稻种质资源。其中,4份双季高产种质两季总单株产量均超过60.00g,可作为亲本用于水稻再生力基因挖掘和再生稻高产育种。再生稻高产群体产量构成分析表明,提高再生稻产量的关键是提高其每穗颖花数和有效穗数;再生稻高产种质头季稻产量与再生季稻产量呈极显著负相关,表明再生稻高产育种方向应从追求单季高产转变为追求周年高产。     

非洲栽培稻基因渗入系的稻米品质鉴定与筛选

稻米品质改良越来越成为现代水稻育种工作的重要目标,探明新选育非洲栽培稻基因渗入系的稻米品质潜力将为其在水稻优质育种工作中的进一步应用奠定基础。对50份非洲栽培稻基因渗入系的12个稻米品质性状进行了考察鉴定,并结合相关性分析、聚类分析和判别分析方法对其综合品质表现进行了分类评价。供试材料均表现较高的糙米率(≥74.19%)、精米率(≥67.83%)、较大的长宽比(≥2.79)和低水分含量(≤13.03%),多数选系具有适宜的直链淀粉含量(17.00-22.00%)。聚类分析将供试材料分为5组,其中第I组的综合米质性状最优;典型判别分析获得2个典型判别函数,分别可解释89.5%和7.2%的方差变异,主要反映垩白粒率和长宽比等指标。新选育的非洲栽培稻基因渗入系在糙米率、精米率、长宽比和直链淀粉含量方面具有优势,垩白粒率和长宽比是非洲栽培稻基因渗入系品质改良的重要指标；本研究将为非洲栽培稻基因渗入系在高产优质水稻新品种选育中的研究应用提供依据。     

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。     

绿色种质资源的创新与多基因聚合利用

绿色性状基因聚合与种质创新课题是"绿色超级稻新品种培育"项目的重要组成部分,围绕培育绿色超级稻的目标,形成了覆盖国内所有稻作生态区的水稻分子育种协作网络。本研究简要介绍项目子课题-绿色性状基因聚合与种质创新的主要进展。以不同生态区优良水稻品种为受体,以含绿色性状的种质资源为供体开展导入系群体及资源群体的构建,同时,以显性核不育材料为载体构建轮回群体,并对这些群体进行大规模的逆境筛选与鉴定,创制了具有优质多抗、节水抗旱、养分高效等重要应用前景的绿色基因资源870份,其中具有两种绿色性状的新种质553份,三种以上的317份;建立和完善绿色性状,特别是节水抗旱的评价方法,为绿色超级稻新品种培育提供重要的中间亲本材料和鉴定平台,提高了育种效率。     

华南抗稻瘿蚊分子标记辅助育种

亚洲稻瘿蚊(Orseolia oryzae Wood-Mason)是华南的主要水稻害虫.选育抗虫品种是最有效的生态控制方法.本文综述1998-2006年抗性育种的进展.用AFLP方法对从中国广东省7个地点采集的4个生物型的DAN指纹进行分析;在对用RAPD和SSR技术分别对抗中国4个稻瘿蚊生物型的基因Gm6精细定位基础上,用与Gm6紧密连锁的STS和SSR标记开展分子标记辅助育种,创造了一批抗稻瘿蚊的新种质,包括育成了6个栽培稻和6个二系杂交稻和1个三系杂交稻并在农户试种,在中国广东成功地建立了分子标记辅助选育抗稻瘿蚊品种的技术体系.     

水稻抗白叶枯病基因的聚合育种

白叶枯病是严重危害水稻生产的重要病害之一,利用聚合多个抗性基因的水稻品种是控制该病害的有效途径。本研究以携带Xa4、xa5、xa13、Xa214个抗白叶枯病基因的IRBB60与8个水稻新品系,组配8个杂交组合.应用分子标记辅助选择技术从F2和F3群体中共获得216个携带4个抗白叶枯病基因的纯合体。用华南地区的5个白叶枯病病原菌小种进行田间接种的试验表明,4个抗性基因聚合系的抗性水平高于只带1个抗性基因的近等基因系。这些聚合系可用作华南地区高抗白叶枯病水稻品种育种的亲本材料。     

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。     

以珍汕97B和9311为背景的导入系构建及其筛选鉴定

以我国主要推广的优良杂交稻亲本（珍汕97B和9311）为受体亲本,以从国际合作网络所征集的品种资源150多份为供体材料,进行了大规模杂交、3-4次回交,1～2次自交,培育珍汕97B和9311为背景的近等基因导入系近5000多份。通过对导入系材料进行品质、耐盐、耐旱、磷高效、氮高效利用等性状的筛选鉴定,获得了大量目标性状的导入系。通过对品质性状导入系的基因型分析,定位了影响粒型的15个染色体区段（或基因）。同时,构建了一套来源于粳稻日本晴的单片段导入系群体。创建的近等基因导入系（群体）为目标基因的发掘、新品种的培育提供重要的材料基础。