水稻花药培养及育种应用研究

结合课题研究,系统报道了在水稻（籼稻）花药培养及育种应用上取得的主要研究结果与进展。为提高籼稻花培效率,对接种材料作低温预处理和后处理以及激素预处理,研制和筛选出适合籼稻花培的ＭＮ培养基,进行激素配比,氨基酸调整及附加氯化钙、硝酸银、氯化胆碱和脱落酸等试验效果明显。选育出花培新品种“朝花矮”并应用于生产。从籼型杂交稻组合培育出“汕花２５１”等１５个“似亲”或“超亲”品系。对花培纯系与供体亲本的遗传分析和生理生化测定获得初步结果。展望水稻花培在光（温）敏核不育水稻及两系杂交稻上的应用前景。     

光(温)敏核不育水稻花药培养及遗传育种研究Ⅰ.材料基因型对光(温)敏核不育水稻花培效果的影响

对不同的光(温)敏核不育水稻品种及两系组合进行花药培养。结果表明,不同材料基因型之间培养力差异明显;F1组合的培养力与亲本培养力之间存在相关性;不同杂交类型之间培养力变化趋势为粳×籼>籼×粳>粳×粳>籼×籼。     

两优培九制种播差期决策的气候学方法

以两系杂交稻两优培九(培矮64S/9311)为研究对象，以光温敏不育系培矮64S(母本)的育性转换指标集和南方一季稻区域12个地区1951—1992年的逐日温度和理论日长资料为基本分析依据，提出了一种制种播差期决策的气候学分析方法。该方法根据两系法杂交水稻的生产特点，首先确定培矮64S在不同地区的稳定不育期和最佳不育期的季节和规律，然后用水稻生育期模型计算制种亲本在不同季节的播差期及其变化规律。本研究可以为宏观决策两系法杂交稻的制种区域和播差期提供方法和依据。     

水稻光温敏核不育的分子与表观调控机理

两系法杂交水稻(Oryza sativa)的核心是光温敏核不育系,近年来对光温敏核不育系的研究取得了巨大进展.本文概述了光温敏雄性核不育基因的定位与克隆、育性转换机理、不育分子机制以及光温敏核不育的表观调控新进展,并对光温敏核不育的表观遗传学研究前景进行展望,以期为两系杂交水稻育种提供理论指导.     

塔里木河流域主要农作物气候生产潜力分析--以塔里木河上游的阿克苏地区为例

采用作物生长动态统计模型对塔里木河流域阿克苏地区主要农作物的光合、光温、光温水、光温土、光温水土生产潜力进行了计算和分析.结果表明：阿克苏地区主要农作物的光合生产潜力远大于现实生产力,冬小麦、玉米、水稻、棉花的光合生产潜力分别是实际产量的4.14、3.94、2.73、2.41倍;光温生产潜力相当于光合生产潜力的57.26%,光温水（气候）生产潜力只有光温生产潜力的9.55%,而土壤生产潜力占光温水（气候）生产潜力的49.92%.该地区光热资源丰富,其光热条件是作物气候生产潜力最突出的优势,土壤水肥条件是限制作物气候生产潜力的主要可控因子.     

光敏核不育系育性转换的光温反应特性研究

采用人工光周期处理和自然条件下分期播插等方法，在武昌对１１个不育系育性转换的光温反应类型进行了鉴定。初步探明了影响不育系育性转换的光温因子和临界光温指标。结果表明，大多数不育系的育性转换均受到光周期与温度的共同作用，纯粹的光敏型或温敏型不育材料是不存在的，从而为选育生态适应性较广的光敏核不育系提供了农业气象依据。     

基于BP神经网络的水稻培矮64S育性转换光温指标研究

根据培矮64S的自交结实率与育性敏感期的温度，光长呈非线性关系的特点，利用Levenberg-Marquardt优化算法改进的四层前馈反向传播网络－BP神经网络，研究水稻培矮64S的育性转换光温指标，研究结果表明，改进的BP神经网络训练速度快，评估效果好，模拟准确率高。     

镉对不同品种水稻光合作用的影响

采用盆栽土培法,以对镉相对敏感的水稻品种YZX和相对耐受的品种XY-12为材料,通过对人工添加镉后（土壤中镉浓度达到5mg·kg^-1）水稻齐穂期叶片光合速率的测定,选用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和叶子飘新模型对光响应曲线进行拟合,探究镉对不同品种水稻叶片光响应特征的影响,并对不同光响应模型进行比较。结果表明,镉处理后,两个水稻品种净光合速率均表现为降低;镉对两水稻品种光响应曲线参数的影响存在差异,内禀量子效率、最大净光合速率、光饱和点均受到镉的影响,较不添加镉的对照降低,而镉处理后水稻剑叶光补偿点却大大增加;镉促进了品种YZX的暗呼吸作用,但对品种XY-12却表现为抑制作用;总体上,品种XY-12对土壤中镉的耐受性强于YZX;3种模型模拟的光响应曲线均能较好地反映两品种叶片光合作用的光响应特征,但光响应参数与实测值存在差异,直角双曲线模型和非直角双曲线模型拟合的最大净光合速率（P_max）远大于实测值,并且光补偿点（LCP）和暗呼吸速率（Rd）与实测值相比存在较大差异,而采用传统的线性回归方法得到的光饱和点（LSP）却远低于实测值,叶子飘模型拟合的各项参数与实测值最为接近,并很好地弥补了其它模型的缺点。因此,该模型在反映水稻在镉毒害下叶片光合作用的光响应特征等方面具有较大优势。     

两系杂交水稻主要性状配合力与亲本灿粳分化关系的研究

选用４个光温敏核不育系及５４个常规品种（系）,按ＮＣⅡ设计配制杂交组合,以灿粳特异ＲＦＬＰ标记及形态指数法检测供试品种（系）的灿粳分化程度,研究两系杂交水稻主要性状一般配合力及特殊配合力与双亲灿粳分化的关系。结果表明,（１）多数品种的灿粳遗传分化和形态分化相一致,只有个别品种不一致;（２）组合间一般配合力方差大于特殊配合力方差,基因加性效应更重要;（３）亲本的一般配合力效应及其特殊配合力效应对Ｆ１     

利用花培与辐照诱变培育粳型两系不育系江79S

为创制新的两系不育系,并将其应用于强优势杂交水稻品种培育,综合利用花培和诱变技术培育了粳稻两系不育系江79S。取培矮64S/粳稻H179的F₁幼穗,利用花药培养技术培育获得一个粳型光温敏不育系S79;后采用高能碳离子束处理S79干种子,在其后代中选育了一个熟期突变体GS79(江79S),其在长日照和短日照条件下始穗表现不同,分别较S79早7 d左右和迟5 d左右。观察江79S的育性转换特性,发现其在嘉兴种植时,每年9月8日左右开始出现可育花粉并开始结实;在陵水种植时,植株正常结实且结实率达80%以上。人工气候箱光温敏特性鉴定结果表明,江79S在长日照条件下育性转换温度低于23.5℃。稻米品质和抗性鉴定结果为江79S米质达农业部(现农业农村部)部颁三级优质米标准,苗叶期抗稻瘟病。对江79S进行全基因组测序,分析发现其携带源自农垦58S的光敏不育基因pms1和pms3,且含携带抗稻瘟病基因pi21、Pia、Pid3和Pita,与其高抗苗瘟的特性相一致。以江79S配制的亚种间杂交水稻品种江两优7901通过了国家主要农作物品种审定。本研究结果为综合运用花培和辐照诱变技术培育新两系不育系材料提供了研究方法。     

小麦花药培养的研究和应用

单倍体在基础研究和育种实践中具有重要的利用价值,而花药培养是生产小麦单倍体的主要方法之一。本文重点从影响小麦花药培养的基因型依赖性、脱分化培养基及其附加成分等主要因素,小麦花药培养在育种实践中的应用,与辐射诱变、远缘杂交和转基因技术的结合等方面展开综述,较为全面地统计了相关研究者所筛选的具有优良花药培养特性的基因型,分析了目前存在的问题并提出了建议,旨在为相关研究提供参考。     

小麦花培突变体新品种川辐5号的选育及相关技术研究

用 1 50Gy的6 0 Coγ射线诱变处理 (绵阳 88 3 3 4× 88 1 1 52 5)杂交当代干种子 ;从MF2 代中选择优良单株为供试材料 ,以MW1 4和改良MS为基本培养基进行离体花药培养 ,获得MH1代纯合二倍体花粉株系 ;1 996年选育出遗传稳定、综合性状优良的花培突变体新品系 60 86及其姊妹系 60 85和 60 87。 2 0 0 2年新品系 60 86通过四川省农作物品种审定委员会审定 ,命名为川辐 5号。表明利用辐射诱变并结合花药培养 ,可有效地缩短小麦育种周期 ,提高辐射育种效率     

黄瓜单倍体育种的研究进展

综述了黄瓜作物单倍体育种的研究进展,包括花药培养、未授粉子房培养,辐射花粉诱导单倍体培养在黄瓜育种中的应用;总结了近年来所采用的黄瓜染色体倍性鉴定方法和加倍技术;讨论了目前这些领域存在的问题和今后的研究方向.     

黄瓜单倍体育种的研究进展

综述了黄瓜作物单倍体育种的研究进展，包括花药培养、未授粉子房培养，辐射花粉诱导单倍体培养在黄瓜育种中的应用；总结了近年来所采用的黄瓜染色体倍性鉴定方法和加倍技术；讨论了目前这些领域存在的问题和今后的研究方向。     

零磁空间诱变小麦的生物效应研究

研究了零磁空间处理小麦风干种子以及在小麦花药培养过程中附加零磁空间处理的生物遗传学效应。结果表明 ,小麦种子在零磁空间处理 1 80d以上会明显抑制种子萌发和幼苗生长 ,表现出与传统γ射线处理完全不同的生物效应 ;在小麦花药愈伤组织诱导过程中附加一定周期的零磁空间处理 ,对小麦雄核发育和最终形成愈伤细胞团有一定的刺激作用 ,有助于促进高质量愈伤组织及其绿苗的获得率。零磁空间处理丰富了小麦花培后代的变异类型 ,提高了小麦花培育种选择的效率     

辐照杂合材料结合花药培养技术育成早籼新品种赣早籼56号

赣早籼 5 6号系江西农业大学农学院运用辐射处理及花药培养与有性杂交相结合的综合育种技术育成的早籼新品种 ,该品种具有优质、高产、耐高温逼熟、熟期适宜、高抗稻瘟病等优良性状 ,2 0 0 4年 3月 1 9日通过了江西省农作物品种审定委员会的审定与命名。本文主要介绍了赣早籼 5 6号的选育经过、主要特征特性及推广应用价值。     

红花小孢子培养与胚状体诱导研究

小孢子培养是创造单倍体和双单倍体的重要途径,对提高红花的育种效率具有重要意义。为了研究红花游离小孢子的高效培养体系,用20份红花材料研究花药及小孢子培养中影响愈伤组织生长和胚发生的关键因素。结果表明,小孢子发育时期、红花品种、基本培养基和激素浓度是影响红花诱导愈伤组织的关键因素。花药培养的愈伤及胚诱导率高于游离小孢子,且受基因型影响。单核靠边期管状花长度为 0.45～0.50 cm时,诱导成功率达到68.32%。供试的20份红花材料中,有11份诱导出了愈伤组织,有1份分化出了胚状愈伤,诱导成功率为15.79%。分化培养最适培养基组合为1/2 MS+B5+ 6-BA 1.0 mg/L + NAA 1.0 mg/L;小孢子悬浮培养最适培养基激素浓度以添加6-BA 4.0 mg/L 和NAA 0.5 mg/L效果最好,诱导愈伤率为22.5%。     

水稻低植酸突变基因和外源铁蛋白基因的聚合

对所获得的2份低植酸突变系和2份铁蛋白(Fer)转基因富铁系稻米进行了无机磷、种子GUS、叶片PCR、稻米矿质元素含量检测和简单的遗传分析,表明这些材料作为低植酸突变种质和Fer富铁种质具有良好的实用价值。对所配杂种F1进行了花药培养,并对愈伤组织诱导、分化、生根和花培苗倍数性、成活率、结实性等性状进行考察,认为低植酸基因和铁蛋白外源基因对花培过程影响不明显。在大量的花培后代中筛选到31份低植酸基因和外源铁蛋白基因双重表达的花培纯系,经检测,该批材料富铁效果极为显著,是难得的低植酸富铁转基因优良新种质。     

利用分子标记辅助选择和花药培养改良光温敏不育系Y58S的稻瘟病抗性

Y58S是广泛应用的优良两系光温敏核不育系水稻品种。本研究通过分子标记辅助选择、花药培养与传统的回交技术相结合,将一全生育期广谱高抗稻瘟病基因R6导入Y58S,改良其稻瘟病抗性。根据改变激素的含量配制了4种诱导培养基,经比较发现激素配比为2,4-D3mg/L、KT1mg/L、NAA2mg/L的Y3培养基为Y58S背景材料花药培养的最佳培养基,其诱导率为15.08%,绿苗率为2.89%。本研究还获得1个含有R6基因的DH系,暂命名为YLH1,在远安自然诱发条件下稻瘟病抗性鉴定表明其分蘖期叶瘟抗性、抽穗期叶瘟抗性和穗颈瘟抗性均比对照Y58S显著提高。本研究表明花药培养和分子标记辅助选择相结合是改良光温敏核不育水稻稻瘟病抗性的快速、有效方法之一。     

小麦单倍体辐射诱变育种技术研究

采用不同剂量的60 Co γ射线诱变处理杂交当代干种子,以 MW14 和改良 MS 为基本培养基;从MF1 或MF2 代中选择优良单株为供体进行花药培养。针对辐射诱变剂量、低温预处理供体幼穗、变温诱导培养和低温预处理愈伤组织与花培出愈率、绿苗分化率的关系以及越夏控苗和花粉植株移栽等问题进行了研究,以提高获得遗传稳定的可育性加倍单体—纯合二倍体花粉植株的频率,通过大田系谱法可快速选育出新的小麦突变体品种( 系) 及育种材料。这种小麦单倍体辐射诱变育种途径不仅保留了辐射诱变育种固有的特点,同时可将育种周期缩短3 ～4 个世代,提高了小麦辐射诱变育种的效率。