水稻籼粳杂种不育性及其类型

克服栽培稻不同亚种间杂种F1的不育性是有效利用亚种间杂种优势的前提.本研究选择了籼粳两亚种不同生态型的19个水稻品种作为试验材料,研究了它们之间杂种不育性的表现特点及遗传特性.试验按p×q设计进行,以籼稻作为母本,共配置了90个籼粳交组合.调查了各组合F1的小穗育性和花粉育性.研究结果表明:(1)各组合的小穗育性和花粉     

水稻籼粳核质核杂种研究的探讨

<正>1水稻亚种间杂种及亚种间杂种的标准人们认识的水稻亚种间的超强杂种优势来自籼粳稻直接杂交产生的大青棵(或称冬不老)。大青棵巨大的"源"、"库"优势,吸引了国内外众多水稻育种家们的强烈关注和悉心研究。大青棵的低育或不育、超高和延迟抽穗,这些只是表现型特征,而与其对应的是大青棵的细胞核为籼粳各半,即为籼粳两大基因组等量集合的基因型(简称"基因组基因型"),这个基因型特征在籼粳亚种间杂种优势利用的研究中鲜见有人从此角度来思考,特别是将其表现型特征     

水稻孕穗期耐热性QTLs分析

水稻籼粳亚种间杂种优势利用是提高水稻产量的重要途径。然而，异常高温或低温导致籼粳亚种间杂种育性下降是影响其优势利用的主要因素之一。本研究以USSR5（粳稻）/广解9号（籼稻）//USSR5回交群体为供试材料，构建了相应的分子连锁图谱，分别以高温处理下直接小穗育性及小穗育性热敏感指数为指标，对水稻孕穗期高温耐热性及其相对耐热性进行数量性状位点（QTLs）分析。结果表明，在第2、4和5染色体上检测到孕穗期耐热性相关的QTL各一个，对表型变异的解释率为6.4%~15.8%；在第4、8染色体上分别检测到与孕穗期相对耐热性相关的QTL，qhts-4和qhts-8，LOD值分别为3.81和2.86，对表型变异的解释率分别为16.8%和9.9%。对其进一步的上位性分析表明，有8条染色体的4对位点存在基因间互作，小穗育性耐热性除受主效QTL控制外，还受基因间互作及修饰基因的影响。     

36个水稻骨干系的分子聚类及其遗传育种学意义：I分子标记多态性与杂交亲和

对３６个水稻骨干系进行了ＲＦＬＰ分析，并对这些水稻材料的１６２个杂交组合育性进行了分组分类研究。杂种育性的遗传基础研究表明，亚种内杂交组合育性显著高于亚种间杂交组合育性。亚种间杂交不育性是由籼粳两个亚种间深刻的遗传分化引起的。     

籼粳稻细胞质背景下Rf-1位点PCR标记的遗传分离

本文在籼、粳稻细胞质背景下研究了Rf-1位点上PCR标记M45461的遗传分离比例,结果显示M45461的遗传分离与提供雄配子的杂合体的细胞质背景有关.粳稻细胞质不影响M45461的遗传分离比例,而籼稻细胞质会导致M45461极显著偏向籼稻或具有籼稻遗传成分较重的亲本.在籼、粳稻细胞质背景下,杂合体的花粉育性分别为半不育和正常可育,而小穗育性均正常.说明M45461的偏分离与雄配子选择有关,而与雌配子关系不大.该结果还揭示粳稻细胞质可以与籼稻细胞核和谐共存,籼稻细胞质则与粳稻细胞核存在不谐和的遗传互作.这一结论可以为籼粳分化的研究提供一些参考,也可为籼粳杂交父母本选择提供参考.     

水稻亚种间杂种F_1的籼粳属性鉴定

采用程氏指数法对用4个籼稻和3个粳稻按完全双列杂交设计配制24个籼粳杂交组合的F_1进行籼粳属性鉴定,结果表明,所有水稻亚种间杂种F_1都表现偏籼和偏粳,并且偏籼多于偏粳,但没有一个完全表现为粳型和籼型的。母本的亚种类型对杂种F_1的籼粳属性有一定影响,也就是说,用籼稻母本容易获得(偏)籼型亚种间杂交水稻,反之亦然。该文还对用作鉴定籼粳属性的6个鉴别性状在亚种间杂种F_1表现进行探讨。     

水稻杂种优势遗传基础研究进展

杂种优势是一种普遍而广泛存在的生物学现象,作物杂种优势的遗传基础研究虽经历了百余年,但对其遗传机理的认识仍不甚深入。然而,在作物杂种优势的应用技术研究和杂交种的培育方面,成效斐然。本研究从杂种优势的经典遗传假说、水稻QTL单位点与杂种优势、QTL互作与杂种优势及基因差异表达与杂种优势等方面,综述了水稻杂种优势的遗传研究进展,提出在不同的杂交水稻组合中,显性作用、超显性作用和上位性互作效应均有体现,有利显性位点的积累可能是水稻亚种内杂种高产的基础,而少数超显性位点及基因间的互作可能在亚种间杂种优势中发挥着更重要的作用。随着籼粳亚种间杂种不育的遗传机制的破解,采用在籼稻或粳稻遗传背景下,通过籼渗粳或粳渗籼利用籼粳亚种间杂种优势的技术策略,已实现了杂交水稻高产育种的新跨跃。     

水稻粳型亲籼系S-c座位基因型分析

S-c是控制水稻籼粳亚种间杂种F1花粉不育性的基因座位之一。在该座位,台中65的基因型为Sj/Sj,广陆矮4号的基因型为Si/Si。以台中65和广陆矮4号为遗传测验种,分别与4个粳型亲籼系配组,根据部分F2群体中植株花粉育性表型及与S-c紧密连锁分子标记基因型的偏态分离程度,测定了这4个粳型亲籼系在S-c座位的基因型,结果表明,G2416-3的基因型为Si-2/Si-2;G2605和G3004-4的基因型均为Si-1/Si-1;G2417-2-1的基因型为Sn/Sn。本文还对F1花粉不育性基因遗传分化的测定方法进行了讨论。     

温度对水稻亚种间杂种育性及结实率的影响

以11个水稻亚种间杂种、 1个籼型品种间杂种和7个籼、粳、爪哇型品种为材料, 研究了低温对雌、雄配子育性和结实率的影响. 结果表明, 多数品种的结实率对温度敏感, 而亚种间杂种更易受温度影响. 当花粉充实和开花受精处在日均温13.7～29.3℃的范围内时, 温度每降低1度, 亚种间杂种的花粉育性平均降低3.42±1.6 个百分点, 结实     

36个水稻骨干系的分子聚类及其遗传育种学意义 Ⅰ分子标记多态性与杂交亲和性关系的研究

对３６个水稻骨干系进行了ＲＦＬＰ（限制性内切酶长度多态性）分析，并对这些水稻材料的１６２个杂交组合育性进行了分组分类研究。杂种育性的遗传基础研究表明，亚种内杂交组合育性显著高于亚种间杂交组合育性。亚种间杂交不育性是由籼粳两个亚种间深刻的遗传分化引起的。广亲和性品种为亲本之一的杂交组合多数（７１．７％）具有正常的育性，ＲＦＬＰ分析表明，这些杂交组合的遗传基础特殊，其遗传距离大于典型的亚种内组合距离，而小于典型的亚种间遗传距离。广亲和性水稻种质的创建、改造和利用潜力是大的，广亲和基因作用及其与杂种优势表现有关的若干遗传育种学问题要协同一并去解决。     

开放式空气CO2浓度升高对稻米品质的影响

了解大气CO₂浓度升高对粳稻和籼稻稻米品质的影响,为今后合理筛选育种材料提供依据。以粳稻Asominori与籼稻IR24为材料,田间试验,于2003年和2004年连续2年在FACE（Free Air CO₂ Enrichment,大气CO₂浓度增加200μmol/mol）和正常大气CO₂浓度（约370μmol/mol）下,分析了稻米的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。与对照相比,两年内IR24和Asominori的糙米率、精米率和整精米率等加工品质都显著降低了,降低幅度分别为-3.14%~-0.21%和-3.14%~-0.33%;FACE对水稻粒长、粒宽以及粒形无显著影响;但与对照相比,IR24和Asominori的垩白米率却由对照下的29.63%和30.81%显著降低至18.93%和24.78%;FACE对两品种精米中直链淀粉含量无显著影响,但对RVA(Rapid Viscosity Analyzer)谱中各指标影响显著,其中FACE处理显著提高了两品种的最高粘度,而崩解值、消减值和糊化温度由于受到其它互作效应的影响两年的变化趋势不尽相同,蒸煮食味品质变化复杂;此外,IR24和Asominori的粗蛋白含量由对照下的11.77%和10.23%显著降低至10.97%和9.91%。两年内,IR24和Asominori除加工品质和食味品质表现趋势相同外,外观品质和蒸煮品质表现出籼稻IR24对CO₂浓度升高的响应程度大于粳稻Asominori。     

水稻株高性状对大气CO2浓度升高的响应

以粳稻品种Asominori与籼稻品种IR24的杂交组合所衍生的染色体片段置换系（CSSLs）为材料，田间试验分别在FACE（CO₂浓度约570 µmol mol^-1）和对照（CO₂浓度约370 µmol mol^-1）下，对水稻株高性状的数量性状位点（QTL）进行了分析。结果表明，Asominori和IR24的株高、穗长、上位第一节间长和上位第二节间长在FACE和对照下的差异达显著水平；供试株系的4个株高性状对CO₂浓度升高都呈正负两种响应，其变化最大的株系为AI7和AI44（株高分别增加14.2 cm和降低4.54 cm），AI9和AI12（穗长分别增加3.56 cm和降低2.39 cm），AI39和AI27（上位第一节间长分别增加15.74 cm和降低1.49 cm），AI32和AI53（上位第二节间长分别增加8.09 cm和降低3.00 cm）；FACE和对照下分别检测出14和15个QTL，分布在除第2、7、9和第10号染色体外的各染色体上，其中5个（qPH6^-4、qPH8^-4、qPL8^-4、qPL12^-4和qLFN6^-4）在FACE和对照条件下同时检测到，分布在第6、8和第12染色体上，而其余的只在FACE或对照下检测到。这29个QTLs中，3个（qPH6^-4QE、qPH8^-4QE和qLSN5^-4QE）具显著的基因型与环境互作。在不同的CO₂环境下，测试性状发生不同程度的表型变异。结果推论，对CO₂浓度增加敏感的QTL位点，可能受到CO₂浓度增加的诱导，可见控制水稻株高性状的QTL与CO₂增加的环境发生了互作效应。     

一个新的水稻花粉半不育性位点的定位分析

利用一套以籼稻珍汕97B为背景的粳稻日本晴染色体片段代换系,鉴定发现1个半不育的代换系。全基因组基因型分析表明,该代换系仅含3个粳稻导入片段,而其他遗传背景与珍汕97B相同。在湖北武汉和海南分别种植其衍生的F₂和F₃分离群体,采用单标记分析和区间作图法分析花粉育性和小穗育性的数量性状位点(QTL),结果表明,该代换系的半不育性是第2染色体上的粳稻导入片段引起的,该片段RM262~RM475区间存在1个新的影响花粉育性的QTL,其贡献率为13.9%。研究结果将为进一步精细定位水稻育性QTL以及鉴定相关功能基因提供重要的试验基础。     

Effects of Increasing Temperatures on Spikelet Fertility in Different Rice Cultivars based on Temperature Gradient Chamber Experiments

Spikelet sterility in rice (Oryza sativa L.) induced by high temperatures is a major concern given global warming predictions. We studied differences among eight rice cultivars in spikelet fertility at five different temperature levels in temperature gradient chamber (TGC) experiments. Six japonica and two indica cultivars were exposed to high‐temperature gradients in TGCs during the 2005 flowering season. Spikelet sterility increased with temperature in TGCs and differed among cultivars because of both variations in temperature tolerance and timing of heading. The correlation between spikelet fertility of individual panicles and both air temperature and panicle temperature during flowering was analyzed to compare tolerances among cultivars. The temperature (T₇₅) at which spikelet fertility was 75 % of maximum ranged from 34 to 39 °C air temperature and differed significantly among cultivars. Indica varieties had higher T₇₅ values than japonica varieties. The T₇₅ values based on panicle temperature also differed among cultivars, but the difference between indica and japonica varieties were less significant. We concluded that the higher temperature tolerances of indica cultivars in our experiments could be attributed to lower spikelet temperatures, and cultivars with similar spikelet temperatures still had different heat tolerances due to differences in pollination ability.     

两套水稻籼粳交DH群体的亲和性及其遗传分析

以两套水稻籼、 粳交DH群体为材料, 研究了籼、 粳程度及籼、 粳基因组的比例与亲和性 的关系, 结果 表明, 两套群体与籼、 粳测交F1小穗的育性与DH系的籼、 粳程度及基因组比例存在相 关, 但广亲和DH系(与籼和与粳测交F1小穗育性均大于70%)在籼、 粳程度及基因组比例 上的特异性不明显。 通过DH系与籼、 粳测交F1小穗育     

DH群体内株系对籼、粳亚种的亲和性

以窄叶青8号（ZYQ8）/京系17(JX17)的13个花培DH株系和培矮64／02428的11个花培DH株系为材料,分析了它们的籼粳分化及其对籼、粳亚种杂交的亲和性。结果表明,无论亲本是否具有广亲和性亲缘,两个DH群体均出现广亲和性良好的株系,且多数株系属籼粳中间类型。这说明虽然广亲和性是遗传的,但是籼粳基因的重组确实可以产生广     

Expression of thermosensitive genic male sterility in rice under varying temperature situations

Response of thermosensitive genic male sterility in rice to varying temperature situations was studied by using four TGMS lines. In three sets of maximum, minimum and their combined temperatures, it was observed that maximum temperature played a predominant role in influencing sterility/fertility of TGMS lines under the combined regimes. Expression of a TGMS gene was found to be influenced by the genetic background of the recipient lines. Exposure for more than 8 hours of 32 ^°C was found necessary to induce complete male sterility in indica TGMS lines: IR68945-4-33-4-14 and IR68949-11-5-31 while, more than 4 hours of such exposure was enough to induce sterility in case of their japonica donor Norin PL 12. Sudden interruption with 27 ^°C even for 2 hours under the sterility inducing regime of 32/24 ^°C could induce partial fertility in the line IR68945-4-33-4-14. However, the line ID 24 remained completely sterile even with 10 hours of interruption with 27 ^°C. An interruption with lower temperature of 27 ^°C for 4 hours for even one day induced partial fertility in IR68945-4-33-4-14. The period of four to eight days after panicle initiation was the stage most sensitive to temperature variations. Hybrid rice breeders need to develop numerous genetically diverse TGMS lines, which possess critical sterility inducing temperature of 28 ^°C and are not affected by sudden interruptions with a lower temperature for few hours daily for a couple of days. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

A genetic analysis of low-temperature-sensitive sterility in indica-japonica rice hybrids

Low-temperature-sensitive sterility has become one of the major obstacles in indica–japonica hybrid rice breeding. The objectives of this paper were to evaluate the extent of the fertility reduction and to determine the genetic basis of low-temperature-sensitive sterility. Seventeen varieties were crossed in various ways to produce 21 F₁s including 16 indica-japonica hybrids. Fertility of the F₁s and their parents was examined under both high and low temperature conditions. Considerable reduction in spikelet fertility was observed under low-temperature conditions in the majority of the indica–japonica hybrids having at least one wide compatibility parent. However, the extent of fertility reduction varied greatly, depending on the parental genotypes. Data from five pairs of reciprocal crosses indicated that the cytoplasm had no effect on fertility reduction. The more-or-less bimodal distribution of the fertility segregation of one BC₁F₁ and two F₂: populations under low-temperature conditions suggested that the low-temperature-sensitive sterility was controlled by only one or a few genes. It was also shown that the low-temperature-sensitivity is not related to wide compatibility. We conclude that it is possible to develop indica-japonica hybrids with wide compatibility and also insensitivity to the low-temperature conditions.     

水稻光合作用及相关生理性状的QTL分析

为了探讨光合作用及相关生理性状的遗传规律，利用由籼稻品种IR24 和粳稻品种Asominori杂交衍生的65个染色体片段置换系（Chromosome Segment Substitution Lines, CSSL）为材料，研究了水稻光合作用及相关生理性状的QTL。在水稻抽穗后7 d测定叶片光合速率（Pn）、蒸腾速率（G_s）、气孔导度（T_r）、细胞间隙CO₂浓度（C_i）、叶绿素含量（CHL）、全氮含量（TLN）。共检测到10个QTLs，分布于第1、3、4、5、7、8和10染色体上，LOD值在2.77~8.42之间，贡献率为9.5%~46.5%。其中仅有控制气孔导度的qGs-8 与控制叶绿素含量的qCHL-8以及第10染色体上控制气孔导度的qGs-10与控制细胞间隙CO₂浓度的qCi-10位置相同，分别位于第8染色体上标记R727和第10染色体上标记C1166附近。其他QTL在染色体上的位置不同，暗示了水稻光合功能遗传规律的复杂性。     

豫粳6号B与TR2604间杂种花粉不育基因的定位

阐明BT型杂交粳稻组合间育性差异的遗传基础有助于三系法杂交粳稻组合的选育。根据TR2604与豫粳6号A(B)、9201A(B)后代的花粉育性及小穗育性,明确了豫粳6号A(B)/TR2604 F₁不育由双亲间特异性不亲和造成。遗传分析表明豫粳6号A(B)与TR2604 F₁花粉不育受单基因S38(t)控制。以352株豫粳6号A/TR2604//TR2604、豫粳6号B/TR2604//豫粳6号B等群体中单株为定位群体,将S38(t)定位于第7染色体上标记RM18和RM234之间,与两标记遗传距离分别为0.43 cM和0.14 cM,两标记间物理距离为180 kb,相关结果为S38(t)图位克隆工作奠定了基础。