水稻单倍体育种工作的简易化、系列化、规模化问题探讨

在多年水稻单倍体育种工作的基础上,改进、完善了水稻单倍体育种技术。以节省为原则简化培养方法;以快速为原则建立单倍体育种新体系;以丰富遗传背景为原则,扩大绿苗群体及花粉植株再利用。建立一个水稻单倍体育种新程序,使这一技术在水稻育种工作中得到更广泛的应用。     

水稻单倍体育种工作的简易化、系列化、规模化问题探讨

在多年水稻单倍体育种工作的基础上,改进、完善了水稻单倍体育种技术。以节省为原则简化培养方法;以快速为原则建立单倍体育种新体系;以丰富遗传背景为原则,扩大绿苗群体及花粉植株再利用。建立一个水稻单倍体育种新程序,使这一技术在水稻育种工作中得到更广泛的应用。     

玉米DH系产量性状配合力相关分析

以DH系为亲本组配杂交组合为对象,采用数量遗传学方法研究DH系产量相关性状的遗传变异规律。结果表明,诱导DH系的基础材料决定其诱导后代的类型,DH系的穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重等产量相关性状符合基因加性效应遗传规律。利用DH育种技术可以快速改良自交系的一般配合力(GCA),组配优良的杂交组合。     

大麦加倍单倍体(DH群体)的建立及其在遗传育种中的应用

大麦加倍单倍体 (DH群体 )建立的方法很多 ,目前在大麦遗传育种中运用较多的主要有球茎大麦法、花药培养法和小孢子培养法等三种。大麦DH群体不仅为遗传学、形态发生学和分子生物学等基础研究提供了丰富的背景和遗传稳定的材料 ,而且对于单倍体的育种实践也有重要意义。本文简要综述大麦DH群体的建立方法及其在遗传育种中的应用 ,以期为大麦遗传育种研究提供参考     

玉米单倍体雄穗自然加倍性轮选遗传修复与高加倍率材料的创制

利用DH技术对先玉335进行连续轮回选择,发现单倍体雄穗自然加倍能力具有极显著的累加遗传效应,这种遗传效应可以获得成倍提高。证明玉米自身遗传系统具有单倍体雄穗自然加倍遗传恢复(修复)能力。用两轮选择所获的DH2系再次杂交组群,再经杂交诱导获得单倍体植株平均雄花散粉率高达85.15%,自交结实率高达66.18%,是基础群体先玉335直接诱导单倍体株的6.99倍和9.86倍。获得的DH3系因经两轮全基因组配子体选择,最大限度地淘汰了有害、劣性基因,聚合了较多优良基因,农艺性状好,植株长势强,可直接应用于资源扩增和品种选育。单倍体雄穗自然加倍性的轮选遗传修复能力的发现与高自然加倍率材料的创制具有极其重要的应用价值,可与玉米双轮回选择育种模式相结合,构建基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种技术体系。     

基于自然加倍为主体的DH双轮回选择玉米育种技术体系的构思

依据相关理论和育种实践提出,在单倍体规模化育种技术基础上,应用单倍体轮选遗传修复原理,纳入主体杂优模式双向轮回选择育种理念,融入分子辅助设计、数据采集与分析处理等现代技术,构建"基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种集成技术体系"。通过对主体杂优模式的双向DH轮回循环选择改良,逐步累加农艺性状相关有益基因频率,快速聚合雄穗自然加倍基因,随育种进程逐步深入,形成两个相互对应的单倍体高自然加倍商业化核心种质群,逐步摆脱复杂苛刻的实验室或工厂化加倍技术环节,步入简捷高效的单倍体田间自然加倍技术体系。该体系能够实现育种技术全新跨越,大幅度提高育种效率,缩短育种年限,简化操作流程。     

Genetic analysis and validation of quantitative trait loci associated with reproductive-growth traits and grain yield under drought stress in a doubled haploid line population of rice (Oryza sativa L.)

Drought is a major constraint for rice production and yield stability in rainfed ecosystems, especially when it occurs during the reproductive stage. Combined genetic and physiological analysis of reproductive-growth traits and their effects on yield and yield components under drought stress is important for dissecting the biological bases of drought resistance and for rice yield improvement in water-limited environments. A subset of a doubled haploid (DH) line population of CT9993-5-10-1-M/IR62266-42-6-2 was evaluated for variation in plant water status, phenology, reproductive-growth traits, yield and yield components under reproductive-stage drought stress and irrigated (non-stress) conditions in the field. Since this DH line population was previously used in extensive quantitative trait loci (QTLs) mapping of various drought resistance component traits, we aimed at identifying QTLs for specific reproductive-growth and yield traits and also to validate the consensus QTLs identified earlier in these DH lines using meta-analysis. DH lines showed significant variation for plant water status, reproductive-growth traits, yield and yield components under drought stress. Total dry matter, number of panicles per plant, harvest index, panicle harvest index, panicle fertility, pollen fertility, spikelet fertility and hundred grain weight had significant positive correlations with grain yield under drought stress. A total of 46 QTLs were identified for the various traits under stress and non-stress conditions with phenotypic effect ranging from 9.5 to 35.6% in this study. QTLs for panicle exsertion, peduncle length and pollen fertility, identified for the first time in this study, could be useful in marker-assisted breeding (MAB) for drought resistance in rice. A total of 97 QTLs linked to plant growth, phenology, reproductive-growth traits, yield and its components under non-stress and drought stress, identified in this study as well as from earlier published information, were subjected to meta-analysis. Meta-analysis identified 23 MQTLs linked to plant phenology and production traits under stress conditions. Among them, four MQTLs viz., 1.3 for plant height, 3.1 for days to flowering, 8.1 for days to flowering or delay in flowering and 9.1 for days to flowering are true QTLs. Consensus QTLs for reproductive-growth traits and grain yield under drought stress have been identified on chromosomes 1 and 9 using meta-QTL analysis in these DH lines. These MQTLs associated with reproductive-growth, grain yield and its component traits under drought stress could be useful targets for drought resistance improvement in rice through MAB and/or map-based positional analysis of candidate genes.     

玉米杂交诱导单倍生殖育种工具材料——单倍体诱导系

玉米育种的关键在于自交系的选拔。优良自交系选育的质量和速度决定了组配杂交种的水平和表现。传统的自交系选育方法所需周期长、规模大、费时费力,已不能适应现代市场对于新品种的需求。目前,最好的方法是双单倍体育种方法,此方法通过单倍体诱导系可以诱导产生10%左右的母本单倍体种子,经过加倍处理,即可获得100%纯合的自交系。杂交诱导单倍体育种方法的根基是诱导系的创制与诱导率提升。     

水稻高节位分蘖的QTL定位和互作分析

 高节位分蘖是水稻生产中常见的现象,同时高节位分蘖与水稻的驯化也存在密切的联系。利用来源于窄叶青8号与京系17及春江06与台中本地1号的两个加倍单倍体（DH）群体（分别简称为ZJDH群体和TCDH群体）为材料,对水稻高节位分蘖的遗传特征进行了研究。采用复合区间作图法,在ZJDH群体中共定位到qHOT3、qHOT6-1和qHOT8等3个QTL,分别位于第3、6和8染色体上;对TCDH群体的QTL定位共检测到相关位点2个,分别位于第6和12染色体上。同时,在两个群体中分别检测到4对和7对上位性互作位点。QTL比较分析表明在两个群体中分别定位到的第6染色体上的QTL所在区间可能一致,说明水稻第6染色体对高节位分蘖具有重要的影响。     

Molecular genetic mapping of NIR spectra variation

A novel analytical approach was used to identify associations between Near-Infrared (NIR) spectral fingerprints and segments of wheat (Triticum aestivum L.) chromosomes indicating the location of genetic factors contributing to variation in NIR spectra. To identify the genetic factors, environmental and experimental variability were removed from the spectra using spatial mixed models. These corrected spectra were combined with the molecular genetic analysis of wheat lines from a structured population derived from a Carnamah by WAWHT2046 doubled haploid set of progeny. The association of chromosome segments with specific NIR wavelengths was established using all-subset regression and canonical correlation methodology. These improved processes for analysing NIR spectra were validated using 161 lines in breeding trials analysed over a period of 3 years across 40 sites.     

农大高诱1号对玉米不同种质类群诱导单倍体的效果初探

利用农大高诱1号对玉米不同种质类群S1代进行单倍体诱导,结果表明：不同种质类群平均单倍体诱导率为3．2％,不同类群间存在显著差异,对Lancaster群授粉所产生的群单倍体诱导率最高为4．6％,比Reid、唐四平头和旅大红骨类群诱导率高,达到5％显著水平,对热导地方种质群最低为1．8％,达到1％极显著水平。因此,最优诱导单倍体类群为Lancaster群。对5个基础种质群进行诱导,都表现为单倍体雌稳自然育性恢复较高,果穗结实株率平均达到92．9％。雄稳自然育性恢复极低,不同基因型材料诱导产生出的单倍体雄穗育性存在很大差异,5个基础种质群单倍体平均散粉率7．4％,旅大红骨和Lancaster群中诱导出的单倍体的散粉株率最高。获得的13个DH系在株高、散粉期和果穗特性等农艺性状表现一致,并且试配参加田间试验。     

优质油料种源诸葛菜

十字花科诸葛菜(Orychophragmus violoceus)是我国有开发价值的优质油料作物种源。1.诸葛菜的种子油分品质优良.农艺性状较好.是潜在的优质油料新作物。2.诸葛莱的种子油分品质优异.棕榈酸、亚油酸的含量较高.亚麻酸、芥酸的含量较低.是油菜优质育种的优良种源。3.诸葛菜还可以作为蔬菜、观赏植物的种源和体细胞遗传学的实验材料。     

不同叶鞘色玉米单倍体花粉活力差异研究

针对玉米紫色叶鞘自交系×绿色叶鞘DH系的8份F1材料,经杂交诱导、海南自然加倍自交结实收获607份DH系,就紫色叶鞘和绿色叶鞘DH系数量、污染率、平均污染株数及绿色叶鞘DH系受紫色叶鞘、绿色叶鞘污染株数进行适合性检验和分析.结果表明,紫色叶鞘单倍体花粉活力强于绿色叶鞘单倍体.     

现代玉米育种技术研究进展与前瞻

过去的30年里玉米育种技术取得了长足的发展。分子标记、生物技术、双单倍体等得到了快速发展与广泛应用,自交系和杂交种的选育方法发生了飞跃。本文就分子育种技术、后代选择方法、转基因育种技术、双单倍体技术等方面进行概括总结,并展望未来10～20年玉米育种技术发展的前景。     

红花种质资源形态性状遗传多样性分析

为促进红花品种改良及种质资源的高效利用,以筛选出的68份优异种质为材料,对19个形态性状进行调查分析,研究其遗传多样性。利用主成分分析和聚类分析,结果表明：国内外不同地理来源红花资源群体间的遗传多样性丰富,数量性状上存在较大变异。主成分分析以5个主成分因子反映了13个数量性状的全部信息。累计贡献率达85.08％,各主成分包含的信息具有一定的相关性,表明主成分分析结果与参试资源和性状指标的选择均有关系。将主要农艺性状归纳为产量构成因子,生长势因子和子粒因子。采用DPS 7.0软件,进行系统聚类分析,根据19个性状在红花种质资源间的不同表现,在遗传距离13.29处将68份供试材料聚为7大类群。聚类结果表明,不同地理来源的种质资源多样性较丰富,聚类分析中部分地理来源相同或遗传背景相似的资源能够聚在同一类群,但也有一些地理来源及遗传背景不一致的种质资源也聚在同一类群,少部分资源品种表现差异大,表明品种类群间的性状分化与地理分布既有一定的联系又不绝对相关,即不同地区的材料聚类呈现一定的地理分布规律。研究结果表明：供试的红花种质资源具有丰富的遗传多样性,其中多样性指数最高的是分枝总数为15.779 2,其次为单株有效果球数、单株产量和分枝长度,依次为15.673 9、10.617 5和10.415 5,多样性指数越高,表明遗传多样性越丰富。实践证明在杂交或其他方法育种中,选配亲本材料应依据主成分的排序,具体分析与全面评价每个亲本材料综合指标的优劣,依据红花育种目标,结合聚类分析,合理地选配组合。对于红花品种改良及资源的进一步开发利用具有重要意义。     

玉米单倍体自然加倍双轮回育种体系的探索

依据相关理论和育种实践提出，在单倍体规模化育种技术基础上，应用单倍体轮选遗传修复原理，纳入主体杂优模式双向轮回选择育种理念，构建“单倍体自然加倍双轮回育种技术体系”。通过对主体杂优模式的双向DH轮回循环选择改良，逐步累加农艺性状相关有益基因频率，快速聚合雄穗自然加倍基因，保持2个群体的遗传距离与配合力，逐步形成两个相互对应的单倍体高自然加倍商业化核心种质群，步入简单、快捷、高效的“单倍体自然加倍双轮回育种技术体系”。该体系经全面运行实施，验证了缩短育种年限、简化操作流程、节约选系成本、提高育种效率的效果。     

水稻苗期抗旱性的QTL分析

利用251个株系组成的Maybelle/白叶秋的加倍单倍体群体,构建了由226个SSR分子标记组成的遗传图谱。通过两年抗旱棚苗期抗旱性鉴定,应用复合区间作图法和QTLNetwork2.0对水稻苗期抗旱性进行QTL定位及互作效应分析。利用前者在两年共检测到5个抗旱性相关QTL,分别位于第2、3、5、6和8染色体;而通过后者在第2、3、5和6染色体上也找到了抗旱性相关的QTL,并且通过两种方法检测到的第3、5、6染色体上的3个QTL所在区间吻合;还发现4个具有上位性的QTL。所有抗旱性QTL的加性效应均为正值,表明来自父本白叶秋的这些抗旱性位点可以提高水稻的抗旱性。     

Toward An Optimum Return From Crop Plants

The increasing world population and global climate change have made optimizing crop plant return both crucial and urgent. Furthermore, improved understanding of crop yield potential as well as the implementation of related crop management strategies might be important components of a new green revolution. Notably, grain size (weight) and grain number are both essential components of crop yield potential; great progress has recently been made in understanding the genetic and molecular regulation of these traits. This knowledge would be helpful for improving crop yields using traditional and marker-assisted selective breeding strategies combined with genetic modification of local elite varieties.     

玉米单倍体育种研究进展

基于孤雌生殖诱导系的单倍体育种技术在玉米育种中被广泛应用,极大加快了育种进程。综述了玉米单倍体获得的途径和加倍的方法,讨论了孤雌生殖诱导系产生单倍体的机理以及单倍体的应用价值,最后分析了单倍体育种技术存在的问题,并对应用前景进行了展望。     

玉米杂交诱导单倍生殖(单倍体)选育自交系技术规范(暂行版)

汇总国内外单倍体育种研究理论与经验,经美国著名单倍体育种家张铭堂指导,组装集成出本规范,供试用参考。本规范制定了杂交诱导单倍生殖方法选育自交系的基本操作程序,将单倍体杂交诱导、子粒鉴选、植株确认、自然与人工加倍及双单倍体获得5个环节作出技术规定。在每个环节都还有技术关键(特别是人工加倍等多属商业机密范畴)在试用与待熟化。经多年实践验证,按此规范程序,只需2～3个生育世代即可批量选育出遗传高度纯合自交系。