水稻抗白背飞虱近等基因系的构建及其抗性表现

将Rathu Heenati(PHT)的抗白背飞虱基因导入感虫早籼品种浙辐802，经过多次抗性筛选和感虫亲本回交，构建与浙辐802成对的近等基因系材料“浙抗”，并进一步进行了RAPD检测和对白背飞虱抗性反应的测定。结果表明：⑴RAPD标记S30仅与RHT和浙抗的DNA扩增出一条特异带；⑵白背飞虱田间数量调查、苗期群体和单株鉴定结果均表明“浙抗”的抗性与RHT相近，与浙辐802和TN1有着显著的差异。上述结果证明构建的这对抗白背飞虱等等基因系是成功的。⑶     

油菜MICMS恢复基因近等基因系的构建与近等性分析

以宁R7为恢复基因源,利用连续回交法构建以T78、T84和ZS9三个优异种质为遗传背景供体的近等基因系候选株系。于成熟期考察并比较候选株系农艺性状,同时采用SSR标记对候选株系进行PCR扩增估算遗传相似系数并进行聚类分析。农艺性状分析(t测验)表明,不同候选株系与其供体的农艺性状具有不同程度的相似性,株高和分支点高度的差异程度较其他性状高。采用75对SSR引物对21个候选株系PCR扩增共得到157个目的片段,发现三个遗传背景候选株系的平均遗传相似系数分别为0.86、0.92和0.98。农艺性状与SSR标记综合分析后,认为wh13、wh59和wh118分别为三个种质的最优近等基因系。综上表明,采用农艺性状比较与分子标记相结合分析近等性是一种有效的近等基因系的检测方法。中选近等基因系可用于恢复基因的定位及克隆。     

3个粳稻抗白叶枯病近等基因系的构建

自１９８９－１９９６年,选用分别个有抗水稻白叶枯病主效基因Ｘａ２,Ｘａ７和Ｘａ１４的３个品种为供体亲本,以一个不携有抗病基因的改良型粳稻品种沈农１０３３为轮回亲本,通过６次回交,自交直至ＢＣ６Ｆ４代,经各世代抗性和农艺性状筛选,转育成３个粳型抗白叶枯病近等基因系,命名为ＣＢＢ２,ＣＢＢ７和ＣＢＢ１４。这些ＮＩＬ除所带不同的抗病基因外,其生育期,株高,分蘖力,穗型大小等农艺性状与轮回亲本基本相似。     

优质高产抗病性状近等基因导入系的构建

本文报道参与全球分子育种计划的部分工作,用华南广东双季稻生态区的重要核心种质丰矮占1号、粤香占构建华南急需的优质抗病近等基因系的相关研究。华南地区尤其广东由于经济比较发达,人们很早就注重优质水稻品种的培育,但华南区高温高湿的生态条件,病害发生比较严重,因此,利用世界各地的广泛资源为供体,以当地重要的核心材料为受体,构建优质抗性的近等基因导入系,对水稻育种和相关应用基础研究十分必要。     

水稻优良基因近等基因系的研究与利用探讨

本文对近年来国内外水稻抗病、矮杆、形态标记、育性恢复和广亲和等基因近等基因系的研究利用进行了综述和评价,提出云南稻种优良基因研究中急待解决的问题和思路。它对今后支南稻种资源研究方向有一定的指导意义。     

CO39近等基因系抗稻瘟病性分析

利用14个稻瘟病菌菌株在温室分别接种和在自然病圃两个年度对CO39近等基因系进行鉴定.结果表明,这套近等单基因系和近等多基因系具很好的鉴别能力.抗病基因Pi-3提供抗病性的时间较长,病斑数较少,并且与其他基因组合而成的累加系也能高抗稻瘟病.     

甜瓜雌雄异花同株近等基因系的构建及近等性评价

雌雄异花同株类型在甜瓜杂交制种时可部分免除人工去雄,确保杂交种纯度,所以,对杂种优势利用中有着重要价值.为了研究和利用控制甜瓜雌雄异花同株基因A,用雌雄异花同株材料Mr作母本P1,雄花两性花材料Mm作父本P2,用P1做轮回亲本与F1杂交,经连续回交并最终自交纯化,获得雌雄异花同株近等基因系(BC6F4).用形态相似法和AFLP标记对获得的近等基因系和轮回亲本进行分析,结果表明:(1)Mr xMm的F2与BC6S1分离群体中,雌雄异花同株株数与雄花两性花株数符合3:1比例,回交群体中雌雄异花同株株数和雄花两性花株数符合1:1的比例;在发育期、果皮色、网纹等农艺性状上没有明显差异;(2)用448对AFLP引物检测轮回亲本和近等基因系之间多态性,有417对引物没有多态性,31对有多态性,统计得其遗传相似系数为99.73%;(3)平均每个AFLP引物对可扩增出46.8条带,说明AFLP揭示的遗传信息量很高,是一种评价近等性较理想的分子标记,这与以往结果一致.     

利用4个姊妹近等基因系群体定位水稻粒重和粒形QTL

粒重是决定水稻产量的三要素之一。利用世界上粒重最大的品种之一SLG-1(供体亲本)与小粒品种日本晴(Nipponbare,轮回亲本)杂交,在各回交世代选择粒重较大单株与日本晴回交,构建水稻粒重和粒形的姊妹近等基因系(SNILs)。对获得的73株BC4F1单株进行粒重频率分布统计,选择粒重频率分布在4个峰值处的代表性单株,自交获得4个BC4F2SNILs群体。利用BSA法(分离群体分组混合分析法),从均匀分布在水稻染色体上的1513对SSR标记中筛选出与粒重和粒形相关的多态性标记19对,以LOD≥2.5作为选择阈值,对粒重、粒长、粒宽和粒厚进行QTL扫描,共检测到6个区域的12个QTL,贡献率从7.22%到53.38%。这些QTL所在区域包含已克隆的粒长GS3和粒宽GW2,也包含没有精细定位的第2染色体的RM6318～RM1367、第3染色体的RM5477～RM6417和第6染色体的RM3370～RM1161等3个区域控制粒重和粒形的5个QTL。其中第3染色体上RM5477～RM6417区间存在粒形贡献率较大的新的QTL。构建含有这些粒重QTL的姊妹近等基因系,为进一步精细定位或克隆新的粒重或粒形QTL奠定了基础。     

核代换群体和系选品种在水稻耐冷性近等基因系研制中的作用

稻作冷害是一个国际性的问题,尤其是日本、韩国、中国和美国;云南省常年受害面积约全省稻作面积的二分之一。云南稻种孕穗开花期耐冷性种质居全国之首,而且普遍强于日本品种［1］。水稻耐冷性是多基因控制的数量性状; Yano等(1997)认为核代换群体和近等基因系群体(NIL)是数量性状基因的精确作图必不可少的,并通过位点克     

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。     

丽江新团黑谷近等基因系抗稻瘟病分析

利用31个稻瘟病菌株对由国际水稻研究所育成以不具有主效抗性基因的丽江新团黑谷为轮回亲本的一套单基因近等基因系和8个抗性基因组合进行接种鉴定，结果表明，不同抗性基因的抗谱存在显著差异，其中IRBLZ-Fu(Pi-z)、IRBLZ5-CA(Pi-z-5)、IRBLZt-T(Pi-z-t)、IRBL9-W(Pi-9(t))的抗性频率分别为93%、97％、90％和96％，可初步认为Pi-z、 Pi-z-5、 Pi-z-t、Pi-9(t)为广谱抗性基因；不同抗性基因组合的抗谱均较其亲本宽，主要表现为抗性基因间的互补效应和积加效应，本研究为基因聚合培育广谱持久的抗性品种提供了理论依据。     

丽江新团黑谷近等基因系孕穗期耐冷性生化性状的主成分分析及综合评价

为建立鉴定水稻孕穗期耐冷种质资源的生化指标,以云南孕穗期耐冷标准品种昆明小白谷、丽粳2号和半节芒及粳稻近等基因系（十和田4／／丽江新团黑谷／十和田）的BC4 F8、BC4 F9群体105个家系及亲本为材料,在大田冷水胁迫及正常温度条件下,连续在2011年和2012年于水稻孕穗期分别测定剑叶、花药和籽粒的26个生化性状,采用主成分分析、隶属函数法、逐步回归分析和K-means聚类法进行指标筛选及耐冷性综合评价。结果表明,剑叶中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、叶绿素c、POD活性、游离氨基酸,以及剑叶和花药中可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛、CAT活性、抗坏血酸、游离脯氨酸和籽粒中可溶性蛋白、可溶性糖、蛋白质和γ-氨基丁酸含量对耐冷性影响显著,可作为穗期耐冷性鉴定综合指标。采用隶属函数法获得低温胁迫下以剑叶、花药和籽粒中各生化性状为对象的综合耐冷D值,用K-means聚类法对各D值进行联合聚类,可将丽江新团黑谷NILs的105个株系划分为3类,其中强耐冷株系32株,中度耐冷10株,弱耐冷63株。     

携有不同主效白叶枯病抗性单基因的3个粳稻近等基因系的选育

自１９８６至１９９３年，我们选育了第一批携有抗水稻白叶枯病主效基因，Ｘａ－３、Ｘａ－４和Ｘａ－１２的３个粳稻近等基因系：ＣＢＢ３、ＣＢＢ４和ＣＢＢ１２（暂名）。以１个感病并具有改良株型的粳稻品种沈农１０３３为轮回亲本，通过回交、自交直至ＢＣ５Ｆ５代。各世代经抗性测定和株型选择，直至各系的抗性稳定和农艺性状趋于一致。进行了３个近等基因系与其供体基因的抗性反应型比较、农艺性状考查及抗性遗传分析。通过育     

水稻小穗簇生突变体的遗传分析及其基因的初步定位

小穗簇生稻是发生于水稻穗部的一种突变体,复粒稻属于簇生稻的一种类型,为了进一步明确复粒稻中所含簇生基因Cl的遗传机理,本研究利用复粒稻与日本晴、R8258、H103、泸恢99配制4个杂交组合,获得杂种F1、F2分离群体,对F1、F2群体进行簇生性状的形态观察与遗传分析。结果表明,F1群体表现部分显性,F2群体出现3:1显隐性状分离,这表明该性状受1对不完全显性基因控制。利用Gramene数据库查得均匀分布于12条染色体上的695对SSR标记对复粒稻与日本晴,复粒稻与R8258两个杂交组合的F2群体进行了分析,发现第6染色体的RM454、RM20300、RM7434和RM162与Cl基因连锁,距离Cl基因的遗传距离分别为3.85cM,1.19cM,4.29cM和4.33cM。根据Gramene网站上这几个引物已测得的遗传位点,将Cl基因定位于RM20300和RM7434之间。这为Cl基因的分子标记辅助选择育种和图位克隆奠定了基础。     

粳稻直立穗型基因对稻米品质的影响

选用直立穗型近等基因系作为材料,研究了粳稻直立穗型基因对米质性状的影响。结果表明,直立穗型基因对碾米品质和外观品质有负面影响,它使整精米率明显下降,垩白粒率和垩白度明显增加,外观品质变劣;但直立穗型基因对蒸煮食味品质有正面影响,虽然一定程度上降低了直链淀粉含量和胶稠度,但却显著增加了食味值;对营养品质的影响主要表现在显著降低了总蛋白和谷蛋白含量,增加了清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量;对淀粉RVA谱特征值的影响不大,只是使冷胶黏度和消减值有所增加,峰值黏度、热浆黏度和崩解值变化不大。整精米率、直链淀粉含量、谷蛋白含量、总蛋白含量和淀粉冷胶黏度等米质指标在直立穗型内不同粒位间变异较大,而垩白粒率、垩白度、食味值、胶稠度和淀粉消减值等米质指标在弯曲穗型内不同粒位间变异较大。直立穗型品种着粒密度大和二次粒率高可能是近等系间某些米质指标相差较大的主要原因。     

水稻闭颖授粉特性的遗传及其生物学意义

在正常条件下,水稻闭颖授粉特性是一种罕见的性状。已知具有这种特性的水稻品种有兴除1号和小麦稻。遗传分析表明,闭颖授粉受一对隐性核基因控制。试验结果表明,开花期遇到低温或连续降雨时,这种特性有利于水稻受精结实。此外还可看到,闭颖授粉特性能防止异花授粉,对保持种性有重要的生物学意义。     

十和田近等基因系糙米锌含量QTL定位

以十和田为轮回亲本,丽粳2号为供体亲本培育出糙米锌含量近等基因系群体BC5F6为材料,从遍布水稻12条染色体上的600对引物中筛选到一个与糙米锌含量有关的SSR标记RM4608.根据其在水稻染色体上的位置,结合PCR扩增结果又发现了与糙米锌含量有关的4个SSR标记(RM19491,RM19489,RM6119和RM19487).用MAPMAKER3.0软件做出了这5个标记的连锁群,最后采用混合线性模型定位法找到了糙米锌含量的QTL位点.QTL分析结果显示:该位点位于6号染色体上RM4608和RM6119标记之间,贡献率为5%,为新发现的与糙米锌含量有关的微效基因位点,暂命名为qZINC-6.同时与糙米铬和镁含量有关的QTL位点也被发现,其中糙米铬含量QTL位于标记RM19489和RM19491之间,贡献率为9%,是一个主效基因;糙米镁含量QTL位于标记RM4608-RM6119之间,是一个微效基因,贡献率为4%.     

水稻弱势粒灌浆机理与调控途径

水稻籽粒充实优劣和粒重高低与颖花在穗上着生的部位有密切关系。通常, 着生在稻穗中上部早开花的强势粒, 灌浆快、充实好、粒重高; 着生在稻穗下部迟开花的弱势粒, 灌浆慢、充实差、粒重低。这种强、弱势粒灌浆的差异在大穗型超级稻品种上表现更为突出。弱势粒充实差和粒重低不仅阻碍了水稻产量潜力的发挥, 而且还会降低稻米品质, 尤其是加工品质和外观品质。关于弱势粒灌浆差的机理有许多假设, 包括同化物供应限制、库容限制、激素间不平衡、蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性或基因表达量低、“流”不畅等。最近研究表明, 灌浆始期籽粒库生理活性低和活跃灌浆期蔗糖转化为淀粉的生化效率低是弱势粒灌浆差的重要原因; 增加抽穗期糖花比(抽穗期茎与鞘中非结构性碳水化合物与颖花数之比)及灌浆期脱落酸与乙烯比值可以显著提高籽粒库生理活性和籽粒灌浆速率。从环境(含栽培)、植株整体水平以及籽粒内在因素等不同层次上深入研究水稻弱势粒灌浆差的机理及其调控途径, 对于破解弱势粒灌浆差的科学难题、挖掘水稻生产潜力具有十分重要的意义。