水稻白化突变体遗传机理与发掘利用研究进展

在自然界中存在大量的叶色突变体,对叶色突变体的研究可以探索叶绿体发育进程、光合色素代谢及核质互作信号通路等。随着分子生物学的发展,越来越多的水稻叶色突变基因被挖掘利用。本研究从水稻白化突变体类型、产生原因及作用机理等方面进行论述,并介绍了白化突变体在水稻杂交育种及基础研究中的应用价值,为深入发掘利用水稻白化突变基因提供一些建议。     

利用DH群体定位水稻谷粒外观性状的QTL

采用混合线性模型的复合区间作图方法，对水稻“圭630”和“02428”组合的DH群体的谷粒外观性状——粒长、粒宽和粒形进行了数量性状基因定位，同时对定位的主效应和上位性进行了环境效应分析。2002年对粒长、粒宽和粒形分别检测到5、4和2个QTLs；2003年对以上3个性状分别检测到3、4和4个QTLs。其中4个QTLs在2年均检测到，且其贡献率较大。位于第4染色体C22．RG449d区间的QTL效应大，同时影响粒长和粒宽，2年内均被检测到。联合2年数据分析分别检测到6个粒长QTLs、6个粒宽QTLs和3个粒形QTLs，共解释各自性状变异的67．7l％、50．08％和29．17％，且影响粒形的3个QTLs同时影响粒长或粒宽。对粒形和粒宽分别检测到4个QTLs与环境之间存在显著互作。本实验中检测到主效应和上位性对谷粒外观性状均具有重要作用，但上位性贡献率相对主效应较小，环境互作效应更小。     

信阳地区5种叶蝉的种类鉴定及亲缘关系分析

为了解不同种叶蝉的寄主选择习性及种类分布,通过室内解剖鉴定和COI与Cytb基因遗传距离分析,明确信阳地区4种寄主植物上的叶蝉种类及亲缘关系。结果表明：茶园的叶蝉主要为小贯小绿叶蝉;花生和麻田的优势种群为板井小绿叶蝉,其中麻田还有棉叶蝉分布;桃树上的叶蝉分别为凯小绿叶蝉和桃新叶蝉。3种小绿叶蝉间的亲缘关系较近,桃新叶蝉与其他4种叶蝉的遗传距离均较远。笔者从分子水平上分析了叶蝉的亲缘关系,为进一步研究叶蝉的寄主转移及种群分布提供参考。     

中国栽培和野生大豆农艺及品质性状与SSR标记的关联分析 II. 优异等位变异的发掘

在前文研究已检出与农艺品质性状显著关联的SSR位点的基础上, 本文进一步对与性状关联位点的等位变异作解析, 通过将携带某等位变异的所有材料表型均值与携带无效等位基因(null allele)材料表型均值做比较, 估计等位变异的潜在表型效应增量(减量), 进一步利用该信息估计位点增效(减效)等位变异的平均效应, 鉴别出一批农艺品质性状优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。发现在栽培及野生种质中检出的优异等位变异有同、有异、有互补性。发现关联位点正、负效应等位变异均值间有差异, 可根据育种目标性状选择要求, 选取适合的位点及相应等位变异。同一标记位点可与多性状关联, 其等位变异在不同性状间各有其表型效应的方向和大小; 等位变异在相关性状效应上方向、大小的异同解释了性状间正、负相关的遗传原因。关联作图得到的信息可以弥补家系连锁法QTL定位信息的不足, 并直接利用等位变异信息进行亲本选拔、组合选配及后代等位条带辅助选择以提高育种成效。     

中国栽培和野生大豆农艺及品质性状与SSR标记的关联分析Ⅱ.优异等位变异的发掘

在前文研究已检出与农艺品质性状显著关联的SSR位点的基础上,本文进一步对与性状关联位点的等位变异作解析,通过将携带某等位变异的所有材料表型均值与携带无效等位基因（null allele）材料表型均值做比较,估计等位变异的潜在表型效应增量（减量）,进一步利用该信息估计位点增效（减效）等位变异的平均效应,鉴别出一批农艺品质性状优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。发现在栽培及野生种质中检出的优异等位变异有同、有异、有互补性。发现关联位点正、负效应等位变异均值间有差异,可根据育种目标性状选择要求,选取适合的位点及相应等位变异。同一标记位点可与多性状关联,其等位变异在不同性状间各有其表型效应的方向和大小;等位变异在相关性状效应上方向、大小的异同解释了性状间正、负相关的遗传原因。关联作图得到的信息可以弥补家系连锁法QTL定位信息的不足,并直接利用等位变异信息进行亲本选拔、组合选配及后代等位条带辅助选择以提高育种成效。     

基于高密度遗传连锁图谱的稻谷粒重QTL定位

为挖掘稳定遗传的稻谷粒重性状QTL,本研究以V20B/CPSLO17组合衍生的150个重组自交家系(recombinant inbred line, RIL)为作图群体,在3个环境(2019贵阳, 2020贵阳, 2019三亚)对稻谷粒重性状进行QTL检测及其遗传效应分析。结果表明：3个环境共检测到6个稻谷粒重QTL,其中QTL qTGW5-1在2种环境被重复检测到;QTL qTGW5-2和qTGW5-3具有较大遗传效应,表型变异贡献率高达139.796%和99.414%,两者的LOD值分别为35.113和28.411。qTGW5-2的加性效应源自亲本CPSLO17;qTGW5-3的加性效应源自亲本V20B。本研究结果为挖掘新的稻谷粒重性状基因提供参考依据。     

水稻紫叶突变体PLM的表型与遗传研究

从爪哇稻香大粒中发现一紫叶突变体PLM,通过与绿叶水稻C181杂交,对PLM及其后代进行遗传、色素和品质的分析.结果显示:PLM紫叶突变体为隐性单基因遗传.与绿叶植株相比,PLM及其后代紫叶群体的花青素含量显著增加,叶绿素总量也有一定的增加;PLM子粒的长宽比为3.09,达到国标一级;其垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量和胶稠度均低于国标三级,表现较差;在其杂交后代中,品质性状得到了一定改善.PLM是一优良的标记供体材料.     

水稻耐盐碱胁迫优异等位变异的发掘

本研究以281个水稻品种构成的自然群体为试验材料,调查了盐、碱胁迫下水稻种子萌发能力相关性状,选择260对SSR标记对基因组进行扫描,采用Structure软件进行群体分析,利用GLM（General Linear Model）方法对标记与幼苗耐盐碱能力进行关联分析;并以试验材料表型均值为对照,鉴别出携带优异等位变异及载体材料。检测到15个与盐胁迫下种子萌发能力关联的SSR位点,其中第10条染色体上分别与标记RM184和RM171连锁位点的贡献率较大,达到29.51%和31.67%,优异等位变异RM184-211表型效应值最大为0.31,载体材料为‘滇屯502选早’。检测到与碱胁迫下种子萌发能力相关联的20个SSR位点,其中第3染色体与RM168和第4染色体与RM6314连锁位点的贡献率较大,分别达到39.17%和50.02%,优异等位变异RM6314-179表型效应值最大为0.58,载体材料为‘越6(N202)’。     

太湖流域糯稻地方品种资源农艺性状分析

为了充分利用地方资源有利基因拓展现代育成品种的遗传基础和改良目标性状,本研究利用15个主要农艺性状对135个太湖流域糯稻地方品种资源进行了分析。结果表明,晚熟、株高和穗颈长偏高、着粒密度和产量偏低为太湖流域糯稻地方品种的主要特征。性状的变异系数范围为3.42%~35.01%,单株产量、单株有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、穗颈长短、着粒密度等6个性状居前列。主成分分析显示,PC1-PC5能够解释总体70.4%的变异,而每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度、单株有效穗、株高、千粒重、单株产量等7个性状因具有高的特征向量值,为分析太湖流域糯稻地方品种资源的重要性状。以主成分分析中提取的5个公因子进行聚类分析,可将研究材料分为14类,其中第Ⅰ、Ⅸ、ⅩⅣ和Ⅻ类品种有利性状突出,是改良当地糯稻品种的极有用的种质资源。产量构成因子和单株产量的偏相关分析表明,太湖流域糯稻地方品种对产量的贡献主要是单株有效穗和每穗粒数,这也是地方品种亟待改良的重点。研究还发现,同名异种现象十分普遍。     

自然与人工老化粳稻种子活力与田间苗期性状的相关性分析

硒试验以6个常规粳稻种子为材料，测定了自然老化和人工老化种子的部分活力指标，同时在田羊测定了两种种子的苗期性状，对室内测定的活力指标与田间苗期性状的相关性进行了分析，结果表明：各品种间种子活力存在着较大差异，经人工老化处理后，高生活力品种种子活力指标下降幅度大大低于低生活力品种种子活力指标的下降幅度，田辜苗期各性状也有同样的变化趋势，电导率与田间苗期性状的相关性不显著，标准发芽试验可以预测田间的苗期生长情况。     

苏南地区晚熟粳稻杂种优势及其亲本配合力分析

用7个BT型晚粳不育系和7个粳稻恢复系按NCⅡ交配设计配成49个杂交组合，研究10个重要农艺性状的杂种优势及亲本的配合力。结果表明,各性状的优势有正有负，其中每穗总粒数的优势最为明显，竞争优势和超高亲优势平均值分别为22.6%和8.6%；产量性状的超高亲优势最大，平均值为9.5%，变幅为－38.0%～43.9%，竞争优势平均值变幅为－54.8%～10.3%。在产量性状上配合力较优的不育系有852-77A、后36A和9522A，恢复系有161-10、3402、HP121，优良组合有9522A/161-10、9522A/C166、852-77A/3402。     

水稻营养生长发育阶段系统的划分

文章综述了水稻营养器官（根、茎、叶）生长阶段的系统划分。在以往形态学和解剖学阶段划分的基础上,整合了近年来分子遗传学的研究进展,突变体的发现使发育阶段的划分更加准确和完善。从分子水平搞清水稻的结构及发育阶段可以为水稻的高产和稳产提供理论基础。     

稻米胚重相关性状QTL分析

利用米粒胚重差异显著的广东早籼品种窄叶青8号（ZYQ8）和北方粳稻品种京系17（JX17），以及由它们构建的加倍单倍体（DH）群体127个株系，对糙米重、胚乳重、胚重和胚重率4个性状进行了评价与QTL分析。4个性状表现型均为连续分布，且都存在一定数量的双向超亲遗传类型，受多基因控制。共检测到13个影响4个性状的QTL，分布于     

粳稻亚种内杂种劣势遗传特性分析及其相关基因的克隆

杂种劣势是存在于自然种群之间的一种合子后生殖障碍,水稻杂种劣势的研究有利于探讨种间、亚种间和亚种内杂交不亲和原因,对建立新的杂种优势利用模式具有重要的理论及实践意义。本研究旨在通过对三个韩国粳稻劣势亲本"Aranghyangchalbyeo"(CH7)、"Sanghaehyangheolua"(CH8)和"Shinseonchalbyeo"(CH9)及其杂交后代(F1, F2)的生物学特征、特性进行比较,解析水稻粳稻亚种内杂种劣势的遗传模式;同时利用单倍型分析和图位克隆比对,探明CH8和CH9两个劣势亲本中所携带的劣势相关基因序列差异。结果表明,携带劣势基因的亲本自身生长正常,但正反交后F1表现稳定且明显的杂种劣势,F2群体中劣势植株与正常植株呈现9:7的分离,推断该杂种劣势的表型由两个互补的显性基因控制;劣势亲本CH8第1号染色体携带了稀有的劣势基因Hwc1;劣势亲本CH9不携带Hwc1和Hwc2基因,可能携带了其他劣势基因。该结果为揭示杂种劣势的基因多样性及分子遗传机制提供了科学依据。     

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。     

不同锌离子活度下水稻锌高效基因型农艺特性的遗传分析

本试验以耐低锌基因型和锌敏感基因型水稻为材料, 采用双列杂交, 选择耐低锌基因型和锌敏感基因型水稻在缺锌条件下反应差异较明显的总干重、地下部干重、地上部干重、叶龄、株高、根长等性状在不同锌离子活度下的相对值研究了水稻锌高效基因型农艺性状的遗传特性, 结果表明: 研究性状的显性方差都达显著和极显著水平, 在总方     

水稻苗期耐淹相关性状QTL分析

以相同淹水条件下存活率差异较大的籼稻TN1与粳稻春江06(CJ06)为亲本构建的DH群体为试材,考察了DH群体及其双亲与苗期耐淹相关的5个性状,各性状均表现为连续分布,且都存在一定数量的双向超亲遗传类型,受多基因控制。使用分子连锁图谱进行QTL分析,共检测到16个与苗期耐淹有关的QTL,包括4个中胚轴长度QTL、3个株高QTL、3