采用SSR标记和表型性状聚类对杂交粳稻亲本的遗传多样性研究

以20个新育成的粳稻BT型不育系和10个恢复系为材料,采用SSR分子标记和表型性状2种聚类方法对杂交粳稻亲本的遗传多样性进行比较研究,并分析这些亲本的遗传差异.结果表明,64对SSR引物在30个亲本中共检测到185个多态性片段,平均每对引物为2.9个,以第11染色体上的平均等位基因数目最多,每个SSR位点的多态性信息含量指数(PIC值)变化范围为0.064～0.844.利用SSR分子标记将30个亲本材料划分为7大类群,其中所有不育系被划分为一群,分类结果与系谱分析基本吻合.表型聚类以10个农艺性状为依据,将供试材料划分为4大类群,不育系和恢复系被聚到不同的类群,群内差异小大.同表型性状聚类相比,SSR分子标记聚类能更准确的揭示亲本之间的遗传差异,是研究亲本遗传多样性的一种较好方法.     

利用微卫星标记鉴定北方杂交粳稻种子纯度的研究

利用48对SSR引物对7个北方杂交粳稻组合的杂种F1与其父母本间的多态性进行了筛选，每个组合获得4-11对多态性好的特异引物，利用特异性引物可将杂交种与其相应的不育系、保持系和恢复系分开，说明SSR标记可应用于北方杂交梗稻种子纯度鉴定，具有较高的实用价值。     

滇型籼粳杂交水稻育种实践与策略

水稻籼、粳亚种杂交,杂种优势强。为了选育出竞争优势很强的籼粳杂交稻,首先应用籼、粳亚种的品种或材料进行杂交,以选育出籼粳交的保持系、恢复系或材料;其次用籼粳交的保持系或材料转育成不育系或材料;第三用籼、粳稻不育系或材料与籼粳交的恢复系或材料测交;第四用籼粳交的不育系或材料与籼、粳稻品种或材料测交;第五用籼粳交的不育系或材料与籼粳交的恢复系或材料进行广泛测交,再从中选出竞争优势强的籼粳杂交组合;第六,经过试种、鉴定,选出竞争优势极强的籼粳杂交稻。     

北方杂交粳稻7个骨干亲本开花性状研究

对包括4个粳稻不育系和3个粳稻恢复系的北方杂交粳稻7个骨干亲本进行开花性状研究。结果表明,恢复系C419、R352、C66,不育系粳65A、辽5216A、辽99A在当日10:30左右能够达到高峰,开花率分别为46.32%、63.47%、46.59%、49.54%、40.30%、33.73%,而不育系辽66A的花时高峰期为11:30,开花率为38.00%。当日开花时间与亲本的籼性指数关系不大,但从逐日开花动态来看,籼性指数较大的恢复系C66、C419以及长粒粳型不育系粳65A、恢复系R352其开花高峰期相对早1～2 d。     

滇型杂交粳稻主要亲本的SSR 指纹图谱及其遗传差异分析

用筛选的13对SSR引物,构建了41个水稻品种(包括35份滇型杂交粳稻恢复系、保持系材料、2个杂交种以及4个籼稻品系)的分子指纹图谱.聚类分析表明,41个水稻品种间遗传相似系数在0.52～0.94之间;在相似系数0.52处,可以将粳稻与籼稻区分开;在相似系数0.66处,可将杂交粳稻与其它粳稻品系区分开;在相似系数0.71处,又可将大部分恢复系与保持系区分开.生产中应用的一些强优势滇型杂交粳稻的亲本分别聚于不同的类群,表明亲本间的遗传差异较大.     

南方主要两系不育系遗传多样性分析及指纹图谱构建

分析水稻两系不育系遗传多样性和构建指纹图谱,可为两系不育系选育与组合选配、品种真实性和纯度鉴定提供理论依据。以目前中国南方广泛应用的11个水稻两系不育系为研究材料,利用分布于水稻12条染色体上的48对SSR引物,结合荧光毛细管电泳检测方法,进行遗传多样性分析,并构建指纹图谱。结果表明,48对SSR引物在供试材料中共扩增出122个多态性片段,平均每对引物可检测出2.54个等位基因,平均PIC值为0.412,平均有效等位基因数为1.96;11个不育系间的遗传相似系数变幅为0.45～0.93,平均为0.64,遗传背景趋同,亲缘关系较近;以遗传相似系数0.58为阈值,将供试不育系分为3个群:株1S及其衍生系聚为Ⅰ群,广占63S单独为Ⅱ群,其他不育系聚为Ⅲ群。选用12对多态性较高的SSR引物构建的指纹图谱能区分11个两系不育系。     

北方杂交粳稻骨干亲本遗传差异的SSR标记检测

 利用微卫星（SSR)分子标记对北方杂交粳稻骨干亲本进行了遗传差异鉴定和籼性程度分析。以15对SSR引物对模板DNA扩增产生52条多态性标记，每个引物平均提供3.47个标记信息。用平均距离法（UPMGA）进行聚类分析，骨干亲本在相似系数0.69处可分成5组，各组间亲本的遗传差异相对较大；23个骨干亲本的籼性程度参数值的变化幅度为0.12～0.48。     

水稻粳型亲籼光温敏不育系509S的选育及其杂种优势

水稻籼粳亚种间杂种不育的主要原因在于育性位点上等位基因互作,因此,在籼粳交主要的育性位点上的片段置换,及把籼粳片段相互置换克服生殖障碍进行育种成为可能。本研究将籼稻轮回422S的光温敏不育基因以及籼稻249黄的黄叶形态标记通过回交方法导入到粳稻镇稻88中,同时在S5、S7、S8和S9育性位点上,分别利用4个与育性位点紧密连锁的分子标记RM276、RM455、RM141和RM185进行分子标记辅助选择,最终成功选育出粳稻光温敏不育系509S。该不育系株叶形态表现为粳稻特征,与大量籼稻品种杂交结实率正常,与粳稻杂交结实率反而偏低。选用分布于水稻12条染色体上的SSR标记对509S的遗传背景进行鉴定,实验结果表明不育系509S遗传背景92%为粳稻遗传背景。不育系509S在4个置换的育性位点都为籼稻片段,正是这些籼稻片段的置换使不育系509S与籼稻杂交可育,而与粳稻杂交表现低育,且在不育系与籼稻配制的杂交组合中表现强大的籼粳交杂种优势。该实验结果为籼粳交杂种优势的育种实践利用提供了一条新的可行途径。     

44份杂交粳稻亲本遗传多样性的SSR分析

利用58对SSR引物所检测出的158个等位基因位点对44份三系杂交粳稻亲本品种(系)进行遗传相似性分析,44个粳稻品种(系)间遗传相似系数的变异范围为0.54～0.96。采用非加权类平均法进行聚类分析,在相似系数0.71处,可将44个粳稻品种(系)分为4类,绝大多数品种(系)都聚为第四类群,第四类群在遗传相似系数0.75处,又可分为5个亚群,所有的保持系和不育系单独聚为E亚群。     

北方杂交粳稻的食味品质与其亲本的相关性研究

以4个不育系和5个恢复系及其所配20个杂交组合为材料,研究了杂交粳稻的食味品质相关性状与其亲本的关系。结果表明,供试亲本间整精米率、蛋白质含量和糊化特性值均存在显著差异,从平均值来看,恢复系的整精米率高于不育系,而食味及其相关性状不如不育系,杂交组合的各项指标偏向于恢复系;整精米率、垩白米率、碎米率、蛋白质含量、食味评分、最高粘度、最低粘度、崩解值以及米饭的粘度、味道综合评价值等性状在恢复系与杂交组合间以及双亲均值与杂交组合间均呈显著或极显著正相关,而各性状在不育系与杂交组合间的相关性均不显著。要提高杂交粳稻的食味品质,应重点选育蛋白质含量低、糊化特性好和食味优的恢复系。     

水稻籼粳交衍生不育系的籼粳属性鉴定及配组F_1优势初探

通过籼粳杂交培育了3份水稻不育系,分别为野败型不育系064A、协研A和光温敏不育系300S。对这3份不育系相应的保持系的籼粳属性进行了形态指数法和分子标记法鉴定。064B、协研B和300S形态指数分别为11、9和12,属于中间偏籼类型;基于分子标记的遗传距离聚类结果表明,3份材料聚为一类,也属于中间偏籼类型。通过广泛测交,发现应用籼粳杂交,在籼稻遗传背景中掺入一定比例的粳稻"血缘",培育中间偏籼型不育系,对丰富水稻育种遗传背景,配制超级杂交稻组合具有重要意义。     

新疆杂交粳稻研究与创新

新疆农科院粮作所从1995年开始进行“BT”型不育系、恢复系的探索,现拥有高代不育材料30套,低代86套;高代恢复材料73份,低代231份。新疆“野败”型杂交粳稻,2005年实现了三系配套。“野败”型不育材料克服了“BT型”、“滇型”所存在的高代自交结实缺陷,使杂交稻种子纯度更有保障。目前,新疆杂交稻研究已进入组合的配制及产量比较鉴定阶段,已由单一的常规育种转向常规与杂种优势利用相结合。以常规为基础促进杂种优势利用发展和创新。目前已经育成并掌握了新疆粳稻“滇型”不育系、保持系、恢复系的三系配套技术及原材料,解决了米质、产量及生育期的难关。所配制的杂交组合产量高、米质优,生育期适中。     

杂交稻淀粉RVA谱特征值的配合力及杂种优势研究

以6个籼型三系杂交稻不育系和5个恢复系按不完全双列杂交配制的30个杂交稻组合及其亲本为材料,对其淀粉RVA谱特征值进行了测定和分析。结果表明:淀粉RVA谱特征值在各组合间均存在极显著遗传差异,其加性效应和非加性效应对杂交稻淀粉RVA谱特征值均存在极显著的影响,并以加性效应为主;杂交稻亲本RVA谱特征值一般配合力(GCA)效应高的,其后代特殊配合力(SCA)效应不一定高;杂交稻母本RVA谱特征值GCA方差在总的基因型方差中所占比重远远大于父本和组合SCA方差,表明杂交稻淀粉RVA谱特征值主要受不育系的影响;杂交稻淀粉RVA谱特征值的竞争优势与母本的GCA极显著正相关,且决定系数较高,表明杂交稻母本的一般配合力高,其所配杂交稻组合的竞争优势也强;杂交稻淀粉RVA谱特征值的峰值黏度存在明显的超高亲优势;糊化开始温度存在超低亲优势;其他性状存在中亲优势。     

辽宁杂交粳稻育种有关问题探讨

针对目前北方杂交粳稻发展中存在的问题，笔者结合自己多年的育种实践，提出了杂交粳稻育种的研究方向和技术路线。     

滇型杂交稻不育系和恢复系的籼粳分化特点

用19个籼粳分化特异性随机引物分析了滇型杂交稻10个不育系和38个忧愁系的分化特点。结果表明：从所分析的34个籼粳位点看，滇型不育系和恢复系以粳稻亲缘为主，但都含有籼稻亲缘，其中不育系所含籼稻成分在4%-24%，恢复系籼稻成分在4%-36%；按UPGMA法聚类，供试不育系和恢复系全部归于粳稻类。     

亚种间重穗型杂交稻冈优881的选育与应用

首先用密阳４６作母本与明恢６３杂交选育出恢复系６３２３;然后从恢复系６３２３与粳稻天然杂交后代选育成籼粳亚种间重穗型恢复系蜀恢８８１,其穗平重可达４．３１ｇ,它与三系不育系冈４６配组,培育出了籼粳亚种间重穗型杂交稻强优势组合冈优８８１。该组合产量高,米质好,抗瘟性强,适应性广,１９９５年５月通过四川省品种审定。     

水稻广亲和系的选育

水稻广亲和基因的发现及其遗传研究 ,揭开了籼粳稻亚种间杂种一代半不育现象的遗传本质 ,为利用水稻亚种间杂种优势指明了方向。但是 ,已知的广亲和材料 ,绝大多数为古老的农家品种 ,农艺性状不良 ,如植株太高 ,株叶形披散和生育期很长等 ;不能直接作为选配优良组合的亲本加以利用。因此 ,培育具有优良农艺性状和经济性状、可供实用的水稻广亲和系就显得非常重要 ,这是开展亚种间杂种优势育种的首要任务之一。普通栽培稻有籼稻、粳稻和爪哇稻三个亚种 ,所以亚种间的杂交可分为籼粳交、籼爪交和粳爪交三种形式。初步研究表明 ,水稻杂种优势强弱的程度 ,具有籼粳交 >籼爪交 >粳爪交 >籼籼交 >粳粳交的一般趋势。也就是说 ,亚种间的杂种优势一般要强于品种间的。为了能充分利用各种形式的亚种间杂种优势 ,提高育成强优组合的几率 ,就有必要建立籼、粳、爪三个亚种类型的优良广亲和系。我们在以前工作的基础上 ,近年来开展了水稻广亲和系选育的研究 ,已取得一些进展和结果 ,育成了粳型广亲和系培C3 11,爪哇型广亲和系轮回 4 2 2 ,籼型广亲和系培矮 64以及广亲和光敏核不育系培矮 64S。     

两系亚种间杂交稻赣亚1号的选育与应用

赣亚1号是江西省滨湖农科所用广亲和籼型光温敏核不育系培矮64S与粳型恢复系Hb-01配组选育而成的两系亚种间杂交稻新组合，是目前国内亲缘关系最远的实用型亚种间组合。2001年12月通过江西省科技厅组织的成果鉴定,2002年2月通过江西省品种审定委员会审定。该组合具有株型理想、产量高、米质较优、抗性强、耐肥抗倒、弱感光、易制种、适应性广等特点，适宜在长江流域作中稻栽培。     

基于3个甘蓝型春油菜Pol CMS的优良恢复系选育

为选育出优良的恢复系父本,能够与春油菜区优良的春性甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育系（Pol CMS）配制出强优势杂交组合,先利用简化基因组测序技术（SLAF-seq）开发3个不育系和118个恢复系的SNP标记,对材料进行聚类分析,根据父母本花期相遇原则,从每一类选取数量不等的恢复系,共40个恢复系,分别与3个不育系采用NCⅡ设计配制120个杂交组合,分别进行配合力效应、杂种优势及双亲遗传距离与杂种表现的相关性分析。结果表明：遗传聚类将121份甘蓝型油菜资源分为5大类,大多数相同类型的品系被聚在了同一类,3份不育系均被聚在了第Ⅴ类;43份亲本的一般配合力（general combining ability,GCA）的变化范围为-20.78～30.42,恢复系R83、R107和R13的GCA较大,不育系GCA较大的为S3（105A）,特殊配合力较大的组合有S3×R13、S1×R48、S3×R11、S2×R89;组合S3×R13的产量超标优势和超亲优势最大,分别为37.12%和42.52%。遗传距离与单株产量呈极显著正相关,相关系数为0.390。与3个不育系组配的杂交组合中,产量排名前20位的亲本恢复系大部分来自和不育系遗传距离较大的Ⅰ类,并且在春油菜区大面积推广的品种,如青杂2号、青杂7号、青杂9号、青杂12号,均为被聚在Ⅰ类的恢复系与不育系S3（105A）组配的杂交种。因此认为,（S×Ⅰ类恢复系）组配模式可以获得强优势甘蓝型春油菜杂交组合。该研究不仅为后续甘蓝型油菜杂交种选育提供了亲本选择的分子依据,也将促进春油菜区的杂交育种进程。