籼粳杂种不育性遗传基础的研究进展

籼粳杂种不育是利用水稻亚种间杂种优势的主要瓶颈,其遗传机制很复杂。大多数学者均认为,水稻亚种间杂种不育是由基因控制的,与遗传重组有关。在前人研究的基础上,从遗传分化和基因控制的角度综述了籼粳杂种不育现象的遗传基础。     

水稻籼粳杂种不育性的遗传机理及杂种优势利用

籼稻和粳稻是亚洲栽培稻的两个亚种,两者在形态、生理以及基因水平上存在显著差异,亚种间的遗传差异将会产生强大的杂种优势,能进一步提高水稻的产量潜力,但是,籼粳亚种间的 F1 杂种不育性严重阻碍了杂种优势的利用。杂种不育性是一种合子后生殖隔离,具有普遍性和复杂性,受多个不育基因座控制。广亲和品种的发现为克服亚种间杂种不育提供可能,该材料无论与籼稻还是粳稻杂交,F1 杂种都能正常结实或结实率较高。概述了籼稻与粳稻间差异,剖析了水稻籼粳亚种间杂种不育的遗传基础、已鉴定的杂种不育主效QTL 与基因,分析了已克隆杂种不育基因的分子作用机制及广亲和基因的功能。据此提出利用籼粳架桥培育亚种间渗入水稻、聚合育种培育广亲和系和粳型亲籼系,以及应用基因编辑技术创制广亲和系等途径,能够克服籼粳亚种间杂种不育性,精准化改良籼粳杂种的结实率,从而实现亚种间杂种优势的利用。籼粳亚种间杂交水稻的推广应用,将会推动水稻产业的又一次重大变革。     

水稻籼粳杂种F_1不育性研究新进展

水稻籼粳杂种不育性是亚种间杂种优势利用的主要障碍。本文首先就影响亚种间杂种F1不育的主要因素及两个主要基因遗传模式进行总结;然后详细综述了相关育性基因的鉴定、定位和克隆等方面研究成果;最后综述了有关克服籼粳亚种间杂种不育性的两个代表性观点,并提出自己简单的看法。     

水稻亚种间杂种F1花粉和花药壁发育超微结构观察

应用透射和扫描电镜比较观察了水稻亚种间杂种Ｆ１花粉及花药壁的发育。结果：（１）粳型／爪哇型杂种花粉外壁乳 郑州 突起，花方清晰，而粳型／籼型杂种因核糖体颗粒覆盖表面，花纹略显模糊；（２）亚种间杂种Ｆ１花粉均出现 育，但其杂种败育花粉结构上有 差异，粳型／爪哇型杂种败育花粉仍保留部分细胞器则粳型＝籼型杂种则仅见到角 细胞器的碎片，（３）亚种间杂Ｆ１花药壁中均可见到富含细胞器的绒毡层细胞，它们随着小也     

水稻亚种间杂种F1花粉和花药壁发育超微结构观察

应用透射和扫描电镜比较观察了水稻亚种间杂种Ｆ１花粉及花药壁的发育．结果表明：①粳型／爪哇型杂种花粉外壁乳头状突起，花纹清晰，而粳型／籼型杂种因核糖体颗粒覆盖表面，花纹略显模糊；②亚种间杂种Ｆ１花粉均出现部分败育，但其杂种败育花粉结构上有差异．粳型／爪哇型杂种败育花粉仍保留部分细胞器结构，而粳型／籼型杂种则仅见到解体细胞器的碎片；③亚种间杂种Ｆ１花药壁中均可见到富含细胞器的绒毡层细胞．它们随着小孢子成熟逐渐解体，纤维层细胞壁则环状次生增厚．在花药两端颇似一条弹簧．粳型／爪哇型Ｆ１花药壁外表面平整，而粳型／籼型杂种部分细胞下陷皱缩     

水稻粳型亲籼系的创建及其在超级稻育种上的利用

水稻杂种的不育性是一个复杂的现象。20年来,本实验室一直从事水稻杂种不育性的遗传研究,共鉴定出6个F1花粉不育基因座位,或称特异亲和基因座位,其中的5个基因座,S-a、S-b、S-c、S-d和S-e已完成分子定位,这些基因座的基因模式为"单基因座孢子体-配子体互作"模式。在此基础上,提出了通过培育"粳型亲籼系"来克服水稻籼粳亚种间杂种不育性的设想,利用特异亲和基因人为创建了"粳型亲籼系"的水稻新种质,并建立了粳型亲籼系分子育种的技术体系。利用粳型亲籼系克服了水稻籼粳亚种间的杂种不育性,为水稻籼粳亚种间杂种优势利用开辟了新的途径。     

籼粳杂种不育的遗传模式及亲和基因的研究进展

克服杂种不育性是有效利用籼粳杂种强大优势的关键。为此 ,众多水稻遗传育种学家对水稻亚种间杂种不育性的遗传基础开展了广泛而深入的研究 ,并在利用亲和基因提高杂种F1育性方面取得突破。总结了控制籼粳杂种不育的基因作用模式 ,并详细综述了“广亲和基因理论”和“特异亲和基因理论”的最新研究进展     

水稻籼粳亚种间杂种不育性的研究进展

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。由此对水稻亚种间杂种不育性的原因、细胞学基础及两种主要基因遗传模式进行了总结,并详细综述了利用“亲和基因”克服籼粳杂种不育性的两种有代表性的学说-广亲和基因和特异亲和基因分子定位的最新研究进展,并提出了两“亲和基因”共同利用的初步设想:将聚合了Si等位基因的粳型亲籼系与聚合了不同广亲和基因(中性亲和基因的广亲和力强、亲和谱广泛的粳型品种进行杂交和回交,选育出聚合不同广亲和基因和Si等位基因的粳型亲籼系,再与籼稻品种杂交,真正实现直接利用籼粳亚种间杂种优势。     

栽培稻远缘杂种育性遗传问题评述

评述了种间杂种和亚种间杂种不育性的遗传。它们可能存在共同的基因系统。讨论了克服栽培稻远缘杂交育种障碍的途径。在籼粳亚种间杂种中,有证据表明在S—5附近存在一个控制杂种染色体联会的ds基因,S—5与ds的非等位互作使染色体交叉频率和亲和性同表达。     

两系法籼粳亚种间杂种一代优势与亲本遗传差异关系的研究

以遗传力较高且与产量密切相关的性状，以及反映籼粳稻遗传差异的部分籼粳分类性状，估测亲本间遗传距离。同时研究了代表双亲遗传差异的遗传距离与籼粳亚种间杂种一代优势的关系。结果表明：随着亲本间遗传距离增大，亚种间Ｆ１的株高、播种至抽穗日数、穗长、每穗颖花数、每穗实粒数和单株草重显著增加；在广亲和基因参预下，随着亲本间遗传距离增大，亚种间Ｆ１的千粒重、结实率和充实系数等结实特性变差但并不严重，遗传距离较大的亚种间Ｆ１平均单株粒重优势显著大于品种间Ｆ１，但遗传距离与亚种间Ｆ１，单株粒重优势的相关系数（－０．０１９）不显著。本文还就遗传距离在预测预报籼粳亚种间杂种一代优势方面的应用进行了讨论。     

水稻籼粳亚种间杂种广亲和基因与不育基因

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。总结了目前已定位的籼粳亚种间杂种的广亲和基因、雌配子败育座位、雄配子体败育座位及花粉不育座位等,并提出了把"广亲和基因"和"特异亲和基因"结合利用的设想。     

水稻两系法亚种间杂种优势的利用研究──细胞质效应分析

选用３个籼质籼核的温敏核雄性不育系（ＴＧＭＳ）和１个籼稻品种，与６个粳型广亲和品种（ＷＣＶｓ）配成正反交组合．通过比较杂种值与中亲值离差、配合力在正反交间的差异，分析了籼粳细胞质对杂种１代性状的杂种优势表现及配合力的效应．结果表明，籼、粳细胞质的差异对杂种单株产量、株高、抽穗期的杂种优势表现和配合力有明显的影响．粳型细胞质更有利于亚种间杂种产量潜力的发挥，同时延长了杂种的生育期并提高了杂种的株高．     

籼粳正反交及诱导培养基对杂种F_1花药培养的反应

籼粳正反交及诱导培养基对杂种Ｆ＿１花药培养的反应花药培养可以克服常规籼粳杂交育种中存在的某些困难，籼粳杂种花粉植株遗传性纯合而稳定，结实正常。如何培养出大量绿色花粉株是发挥花培育种优势的关键所在。本研究就不同诱导培养基及籼粳品种正反交对水稻花药培养的...     

籼粳交恢复系产量相关性状的遗传方差与杂种优势分析

利用籼粳亚种间的杂种优势是水稻超高产育种的重要途径。选择遗传差异适当的亲本配组是选育籼粳亚种间强优势组合的重要基础,双亲适度的遗传差异可有效提高杂种的结实率和产量水平,改善杂种的一些不良性状如生育期和株高超亲、籽粒充实差等,并使杂种保持强大的产量优势。     

水稻两系法亚种间杂种优势的利用研究：细胞质效应分析

选用３个籼质核的温敏核雄性不育系和１个籼稻品种，与６个粳型广亲和品种配成正反交组合，通过比较杂种值与中亲值离差、配合力在正反交间的差异，分析了籼粳细胞质对杂种１代性状的状种优势表现及配合力的效应。结果表明，灿、粳细胞质的差异对杂种单株产量、株高、抽穗期的杂种优势表现和配合力有明显的影响，梗型细胞质有利于亚种间杂种产量潜力的发挥，同时延长了杂种的生育期并提高了杂种的株高。     

水稻籼粳亚种间杂种优势利用的理论与实践

水稻是我国杂种优势利用最成功的作物,对世界粮食增产贡献巨大.亚洲栽培稻包含籼稻和粳稻2个亚种,籼粳亚种间的远缘杂种优势尤为突出,可作为提高水稻单产的重要途径.但是籼粳亚种间的杂种育性普遍较低,是利用远缘杂种优势的最大限制因素.本文剖析了水稻籼粳杂种不育的遗传基础,揭示了系列杂种不育位点的分子机制;在此基础上解析了广亲和...     

部分广亲和品种亲和性表达的稳定性

在对６个水稻亲和性测验品种进行统一测交鉴定的基础上，研究不同环境条件对杂种育性的影响。试验重复２～３ａ。结果表明：多数广亲和品种的亲和性具有明显的籼粳倾向性；亚种间杂交Ｆ＿１的小穗育性在组合间的变异较品种间杂交组合间的变异大；亚种间杂交Ｆ＿１的育性比品种间杂交Ｆ＿１更易受环境条件的影响。相对而言，密矮６４Ｓ、培矮６４Ｓ、０２４２８、Ｄｕｌａｒ等４个广亲和品种所配杂种Ｆ＿１的育性在不同组合间的变异较小，并且受环境条件的影响也较小，表明其余和性表达的稳定性较好。     

籼,粳稻的品种及广亲和品种双列杂交杂种不育性分析

亚洲栽培稻品种间杂种育性研究是一项非常有意义的工作，本研究分析了２１个亲本双列杂交产生的２１０个组合的杂种育性，所选亲范围广，包括当地品种原始栽培品种，现代优良栽培品种及杂我水稻的亲本，这些材料依据籼，粳分类标准（包括典型的籼，粳型，偏籼，偏粳型，中间类型和广亲和品种）进行了精心的选择，结果表明，不同组合杂种育性不同，从完全不育完全可育，变化较大，总的来说，亚种内杂种育性，如籼×灿（Ｉ×Ｉ）和粳×     

栽培稻种间杂种营养优势研究

为了研究利用栽培稻种间杂种优势,用13个亚洲栽培稻品种(9个籼稻,4个粳稻)和13个非洲栽培稻品种形成7个处理:I,籼稻亲本9个品种;Ⅱ,粳稻亲本4个品种;Ⅲ,非洲栽培稻亲本13个品种;Ⅳ,籼稻/非洲栽培稻杂种95个组合;V,粳稻/非洲栽培稻41个组合;Ⅵ,籼/粳亚种间杂种39个组合;Ⅶ,非洲栽培稻/非洲栽培稻品种间杂种11个组合;于2000年早稻在海南三亚对分蘖期、抽穗期单株干重及单株茎蘖数进行研究表明,籼稻与非洲栽培稻间的种间杂种在分蘖期单株干重及单株茎蘖数上有显著的超亲优势,也有强于籼粳亚种间杂种的竞争优势,粳稻与非洲栽培稻间的种间杂种在分集期及抽穗期单株干重上都有显著的超亲优势,但与籼粳亚种间杂交种相比,竞争优势不明显.同时发现,非洲栽培稻品种间杂交种也有很强的超亲优势.这些结果表明,籼稻与非洲栽培稻杂交种可比籼粳亚种间杂交种显著提高分集期的单株干重及单株茎蘖数,而粳稻与非洲栽培稻种间杂交则是除籼粳杂交外的另一条增加生物产量的重要途径.     

栽培稻种间杂种营养优势研究

为了研究利用栽培稻种间杂种优势,用13个亚洲栽培稻品种（9个籼稻,4个粳稻）和13个非洲栽培稻品种形成7个处理：I,籼稻亲本9个品种;Ⅱ,粳稻亲本4个品种;Ⅲ,非洲栽培稻亲本13个品种;Ⅳ,籼稻／非洲栽培稻杂种95个组合;Ⅴ,粳稻／非洲栽培稻41个组合;Ⅵ,籼／粳亚种间杂种39个组合;Ⅶ,非洲栽培稻／非洲栽培稻品种间杂种11个组合;于2000年早稻在海南三亚对分蘖期、抽穗期单株干重及单株茎蘖数进行研究表明,籼稻与非洲栽培稻间的种间杂种在分蘖期单株干重及单株茎蘖数上有显著的超亲优势,也有强于籼粳亚种间杂种的竞争优势,粳稻与非洲栽培稻间的种间杂种在分蘖期及抽穗期单株干重上都有显著的超亲优势,但与籼粳亚种间杂交种相比,竞争优势不明显。同时发现,非洲栽培稻品种间杂交种也有很强的超亲优势。这些结果表明,籼稻与非洲栽培稻杂交种可比籼粳亚种间杂交种显著提高分蘖期的单株干重及单株茎蘖数,而粳稻与非洲栽培稻种间杂交则是除籼粳杂交外的另一条增加生物产量的重要途径。