小麦显性矮秆基因复等位多态特性研究

 世界小麦矮化育种主要使用隐性矮源。在普通小麦中发现的显性矮源均因导致植株极度矮化（20~55　cm）而未能在小麦育种中广泛应用。笔者发现,将显性矮源矮变1号（4DS携带Rht10,25~30 cm）及矮苏3（4BS携带Rht3,55 cm）的原种大群体种植或施以诱变因子并将其与中、高秆的小麦品种杂交、回交,从其分离世代的大群体中,均可选择到一些株高呈不同程度提升的稳定的突变株系。采用近等基因系法对不同株高突变衍生系的研究表明：其提升的株高真实遗传,各自均携带一个不同株高的半显性矮秆基因,随突变衍生系株高的提升,近等基因系的产量性状显著优化。采用标志基因测交法以及生理生化遗传标记对突变衍生系携带的不同株高的半显性矮秆基因重新进行了基因定位,确认它们分别与Rht10及Rht3的座位相同,因而均是其突变衍生的复等位基因。提出显性矮秆基因具有"复等位多态特性",即极度矮化的显性矮秆基因容易突变为一群株高提高程度不同的、可以达到小麦育种理想株高的半显性矮秆复等位基因。     

我国科学家揭示木质素与小麦抗倒伏之间的关系

在农业生产上。通过矮化基因的开发和育种曾经有效地缓解了小麦倒伏危害的发生,但是随着株高的降低会影响小麦生物产量的潜力,因此通过增强茎秆强度。在不降低株高的情况下提高小麦的抗倒伏特性对开发高产小麦具有重要意义。木质素是植物细胞壁中起机械支持的重要高分子物质。     

不同年代早籼稻品种的植株形态及其演变研究

按亲缘关系追溯构建一套以不同年代主栽品种为骨干的早籼稻系谱材料,在同一生态条件下种植,研究不同年代早籼稻品种的植株形态性状变化及其发展演变特征,并分析植株形态演变的主导因子.结果表明:早籼稻品种在演变进程中,植株形态性状变异较大,品种间均达极显著差异,从早期高秆品种到近期高产品种,株高呈明显降低趋势;冠层功能叶片的形态演变主要表现为叶长变短,叶宽无多大变化,最终叶面积下降,这是矮化育种和株型育种的直观体现.植株形态演变的主导因子在于株高、叶长和叶面积,因此认为早籼稻品种改良应保持现有株型配置的同时,适当增加株高和叶长,以提高冠层功能叶面积和改善株间通风透光条件,促进生育后期光合产物的有效积累与合理分配.     

小麦株高问题的探讨

为提高育种预见性和选择效率,对小麦株高问题进行了探讨。认为选育矮秆和半矮秆品种是现代小麦育种的发展趋势,分析了小麦品种过度矮化的不利影响和适度高化的有利作用。株高的理想范围不能一概而论,应根据生产条件和产量水平来确定。在适当控制株高的基础上,应着重提高茎秆质量和根量,注重合理群体组成及冠层结构的选配工作,进一步优化综合农艺性状,从而在更高的基础上实现形态性状的理想组合,才能提高产量潜力,实现产量的突破。     

小麦理想株型研究 Ⅰ.小麦株高梯度系列的株型、产量及品质性状的变化研究

对小麦回交转育所得七个株高梯度系列的35个系统的研究结果表明,矮秆品种高化共同表现在第4,5节间及3,4相对叶间距的增长,这对减少郁蔽有利,籽粒产量及千粒重均有显著增加的趋势,收获指数仍较高,品质也不致下降,在矮×高的矮秆分离群体中选相对较高的植株有利;高秆矮化共同表现在第4节间及3,4相对叶间距缩短,品质性状可得到一定程度改良,回交使高秆品种矮化有效。提出了相对株型的概念,并认为下4节间总相对长、相对叶间距等可作为株型识别的指标。     

不同高粱基因型生产力的研究

国际上由于选育出矮秆水稻和小麦后,出现了轰动世界的“绿色革命”,为了不断提高高梁产量,有人曾设想通过矮化高梁育种来提高产量,特别是看到外国如美国粒用高梁都是株高在1.2米以下的矮秆,这种矮化设想就更加有诱惑力。株高1.2米左右的高梁到底能否增产?     

植物矮化基因相关研究进展

植物株型的矮化调控是遗传育种的一项热门研究。国内外学者对植物矮化机理、矮化基因、矮化遗传育种等均进行了较深入的研究,水稻、玉米、小麦等粮食作物和黄瓜、番茄、南瓜等园艺作物均已形成了较完善的矮化研究体系。矮化植株株型紧凑、冠幅小,能够有效提高抗倒伏能力,在生产实践中具有管理便利的优点,因此矮化育种是植物育种的发展趋势。激素调控是目前运用较为广泛的矮化调控手段,植物激素通过影响细胞的分裂和伸长来改变节间长度和数目,从而调节高度,达到矮化植株的效果,常用激素有赤霉素、油菜素内酯、生长素、乙烯等,这些激素促进或抑制植物的生长发育,与矮化突变体的形成有关,且各种激素信号通路之间存在相互作用。综述了禾本科、茄科、葫芦科等植物矮化基因的研究现状,激素调控下矮化突变体的形成,矮化基因的克隆及功能研究进展,探讨了植物矮生性状分子机理和分子遗传学研究进展,为后续研究植物矮化基因提供理论基础。     

陆地棉矮化突变体形态学与遗传学的研究

以陆地棉矮化突变体为材料,用形态学和遗传学方法,研究棉花矮化突变体的主茎生长动态变化和矮化性状遗传分离规律。结果表明,矮化突变体与野生型植株在出苗到现蕾初期株高无明显差异,现蕾后株高差异逐渐明显,但在各生育期主茎节间数、果枝数等无显著差异,矮化突变体株型紧凑。在矮化突变体杂交后代F2植株中,植株高度在一定范围内存在变异,且集中在平均株高值上下的一定范围内,平均株高值附近植株量大,呈正态分布,棉花株高属数量遗传。     

利用离子束注入技术筛选陆地棉矮化株

[目的]降低棉花生产中每年因喷施缩节胺和打顶等农技措施增加的棉花生产成本,促进增产增收,提高棉农收益.[方法]2005年4月通过离子束注入技术,分别用注入剂量为8×1016和12×1016N+/cm2处理早熟陆地棉高代品系B-02,从中获取棉花矮化突变体植株.[结果]通过2005～2009年连续多代的筛选获得了不用喷缩节胺、不用打顶、株高小于60和60～70cm,且品质优于原高代品系B-02的两个系列矮化株系.[结论]通过对矮化植株的SSR分析,表明矮化突变株与原高代品系B-02相比具有较多的遗传差异,为新疆棉花矮化育种创造了新的种质资源.     

高粱矮化基因Dw3/dw3对株高及其它农艺性状的影响

植株矮化是高粱机械化育种中最重要的农艺性状之一。Dw3是高粱矮化高产育种中广泛利用的矮化基因,该基因降低株高的能力以及降低株高的过程中是否对其它农艺性状产生影响,一直未能明确。该研究检测242份微核心种质资源及165份杂交种Dw3基因类型,利用沈阳和海南两地表型数据,探讨Dw3基因对株高及其它农艺表型的影响。结果显示,在微核心种质资源中,Dw3基因、种植环境和基因—环境互作对高粱株高影响均为极显著(0.001),而高粱的抽穗期和穗长受Dw3基因和基因—环境互作影响不显著,但种植环境对二者影响极显著;在F_1代中,穗颈轴长度受Dw3影响极显著,而单穗重、千粒重和单穗粒数受Dw3影响较少。研究结果表明Dw3能显著降低高粱株高,但对高粱其它重要农艺表型影响极小,这为高粱Dw3基因在高粱矮化育种中充分合理利用提供了理论依据。     

近等基因系法对小麦显性矮源的研究

【目的】开拓小麦育种新矮源，克服自小麦矮化育种“绿色革命”以来，仅使用Rht1、Rht2、Rht8等少数几个隐性矮源的局限性，为选育高度集约化的小麦新品种提供条件。【方法】将国内外已定名的5个显性矮源Rht10、Rht3、Rht12、Rht21、奥尔森矮（Olesen dwarf）和西南大学农学与生物科技学院培育与征集的7个致矮力弱的显性矮源回交导入4个中、高秆（85～105 cm）轮回父本品种（BC4F1），建立了4套矮秆基因的近等基因系。2005～2006两年，在非竞争群体条件下开展了近等基因系的多因素品系比较试验，研究矮源及轮回父本遗传背景两个主因素对近等基因系主要农艺性状的影响效应。【结果】12个显性矮源在本试验统一遗传背景条件下株高为37.9～74.3 cm，显性矮源的株高与其株粒重呈高度正相关（r=0.8884），株高每上升1 cm，则株粒重增加0.24 g。随显性矮源株高的提升、致矮力减弱，其近等基因系的农艺性状得到改善。显性矮源的株高提升到60 cm以上时，即有可能达到和超过中、高秆轮回父本的单株生产力，从而作为新型矮源应用于小麦矮化育种。此外，12个显性矮源具有一致的延迟早熟轮回父本抽穗以及降低轮回父本千粒重的多效性效应，这些不利的多效性效应可以通过轮回父本遗传背景的修饰作用加以改良。【结论】株高在50 cm以下的强致矮力显性矮源，难以直接用于小麦育种，但通过矮秆主基因突变以及特殊遗传背景的修饰等途径可以衍生出株高呈不同程度提升、以致达到70～80 cm理想株高的弱致矮力显性矮源。加强株高提升的弱致矮力显性矮源的研究是将显性矮源应用于小麦杂交育种的有效途径。推荐株高在60～75 cm的弱致矮力显性矮源SW07、SW05、女水妖矮、SW02、Rht21用于小麦矮化育种。     

矮败小麦及其在矮化育种中的应用

矮败小麦是具有矮秆基因标记的显性核不育材料。它接受非矮秆品种的花粉,后代分离的矮秆株为雄性不育,非矮秆株为雄性可育。矮败小麦在轮回选择和矮化育种中有重要价值。     

小麦矮化育种中矮败的应用

矮败小麦是具有矮秆基因标记的显性核不育材料,它接受非矮秆品质的花粉,后代分离的矮秆株性为雄性不育,非矮秆株为雄性可育。矮败小麦在轮回选择和矮化育种中具有重要的价值。     

棉花矮化机理研究进展

棉花矮化植株具有强抗倒伏和高产的特点,对棉花育种具有重要作用。近年来,棉花矮化性状的研究集中在突变体的收集、创造及表型和遗传特点、矮化性状与激素的关系上,矮化基因的发掘研究与利用也越来越受到重视。综述了棉花矮化育种的意义,矮化性状与激素的关系,对国内外激素相关的棉花矮化性状的机理的最新研究进展作了详细地总结,并探讨了棉花矮化分子机理的研究进展,提出棉花矮化育种存在的问题及发展方向。     

棉花矮化机理研究进展

棉花矮化植株具有强抗倒伏和高产的特点,对棉花育种具有重要作用。近年来,棉花矮化性状的研究集中在突变体的收集、创造及表型和遗传特点、矮化性状与激素的关系上,矮化基因的发掘研究与利用也越来越受到重视。综述了棉花矮化育种的意义,矮化性状与激素的关系,对国内外激素相关的棉花矮化性状的机理的最新研究进展作了详细地总结,并探讨了棉花矮化分子机理的研究进展,提出棉花矮化育种存在的问题及发展方向。     

小麦矮秆遗传的研究及其在育种中的应用

本试验选用了5个茎秆高度不同的矮秆普通小麦材料,通过双列杂交,并在同一年种植亲本、F_1、F_2、研究了矮秆的遗传特点。结果表明,控制植株高度的基因多表现为独立遗传,基因间具有累加作用,矮秆对高秆在多数情况下表现为不同程度的隐性。茎秆高度不同的材料,具有不同的株高基因,这些基因可能是非等位基因,也可能是复等位基因。最后,结合对矮秆遗传特点的分析,对矮化育种提出了一些看法。     

引进15份加拿大小麦鉴定试验

对从加拿大引进的15份小麦进行农艺性状、产量、品质等综合性状的鉴定试验，通过试验结果进行了参试材料利用情况分析，认为：引进的15份加拿大小麦多数材料植株矮小，遗传基础好，是我们进行小麦矮化育种和品质育种非常有利用价值的亲本材料。     

黍子矮秆突变体‘87’表型及对赤霉素敏感性分析

为探究黍子突变体株高、节间和穗部等表型差异及对外源赤霉素的敏感性,以野生型‘260’及其EMS诱变获得的矮秆突变体‘87’为试验材料,对其农艺性状、茎秆细胞学、内源激素含量及喷施外源赤霉素后的表型进行分析。结果显示:与野生型‘260’相比,矮秆突变体‘87’成熟期株高、穗长和千粒重分别下降53.3%、31.8%和1.7%;茎粗和分蘖数分别增加14.1%和113.3%。突变体株高的下降与节间数无关,主要由中下部节间长度缩短造成。经细胞学观察,矮秆突变体茎秆缩短主要是由主茎茎节纵向细胞尺寸减小所致,茎粗增加是由横向细胞数目增加造成的。喷施外源GA₃后,植株高度变化与喷施清水基本一致,成熟期矮杆突变体‘87’内源GA₁+GA₃含量显著高于野生型‘260’,可见矮秆突变体‘87’为GA不敏感性突变体,导致植株矮化并增强了抗倒伏性能,可作为黍子矮化育种的新种质。     

水稻矮秆性状研究及矮源育种利用

矮秆水稻品种的选育和推广是20世纪水稻育种工作最主要的成就之一。本文综述了水稻矮秆性状的遗传、水稻植株矮化机理以及矮源的育种利用等方面的研究进展,同时分析了水稻矮源利用和矮化育种中存在的问题,展望了其发展前景。     

陆地棉矮化材料株高与纤维品质关系的研究

在一定高度范围内,研究陆地棉矮化材料植株高度与纤维品质之间的相关性。利用陆地棉矮化材料杂交后代(F2),进行植株高度与纤维品质的相关性分析。结果表明,矮化植株高度在一定范围内,株高与纤维长度存在着极显著正相关,随着植株高度的升高,纤维品质逐渐提高,当植株高度达到75 cm以上时,纤维品质可达到优质水平。矮化植株的正常高度应该在75 cm以上,才能确保纤维品质不受植株高度的影响。