水稻籼粳杂种不育性的遗传机理及杂种优势利用

籼稻和粳稻是亚洲栽培稻的两个亚种,两者在形态、生理以及基因水平上存在显著差异,亚种间的遗传差异将会产生强大的杂种优势,能进一步提高水稻的产量潜力,但是,籼粳亚种间的 F1 杂种不育性严重阻碍了杂种优势的利用。杂种不育性是一种合子后生殖隔离,具有普遍性和复杂性,受多个不育基因座控制。广亲和品种的发现为克服亚种间杂种不育提供可能,该材料无论与籼稻还是粳稻杂交,F1 杂种都能正常结实或结实率较高。概述了籼稻与粳稻间差异,剖析了水稻籼粳亚种间杂种不育的遗传基础、已鉴定的杂种不育主效QTL 与基因,分析了已克隆杂种不育基因的分子作用机制及广亲和基因的功能。据此提出利用籼粳架桥培育亚种间渗入水稻、聚合育种培育广亲和系和粳型亲籼系,以及应用基因编辑技术创制广亲和系等途径,能够克服籼粳亚种间杂种不育性,精准化改良籼粳杂种的结实率,从而实现亚种间杂种优势的利用。籼粳亚种间杂交水稻的推广应用,将会推动水稻产业的又一次重大变革。     

籼粳杂种不育的遗传模式及亲和基因的研究进展

克服杂种不育性是有效利用籼粳杂种强大优势的关键。为此 ,众多水稻遗传育种学家对水稻亚种间杂种不育性的遗传基础开展了广泛而深入的研究 ,并在利用亲和基因提高杂种F1育性方面取得突破。总结了控制籼粳杂种不育的基因作用模式 ,并详细综述了“广亲和基因理论”和“特异亲和基因理论”的最新研究进展     

水稻粳型亲籼系的创建及其在超级稻育种上的利用

水稻杂种的不育性是一个复杂的现象。20年来,本实验室一直从事水稻杂种不育性的遗传研究,共鉴定出6个F1花粉不育基因座位,或称特异亲和基因座位,其中的5个基因座,S-a、S-b、S-c、S-d和S-e已完成分子定位,这些基因座的基因模式为"单基因座孢子体-配子体互作"模式。在此基础上,提出了通过培育"粳型亲籼系"来克服水稻籼粳亚种间杂种不育性的设想,利用特异亲和基因人为创建了"粳型亲籼系"的水稻新种质,并建立了粳型亲籼系分子育种的技术体系。利用粳型亲籼系克服了水稻籼粳亚种间的杂种不育性,为水稻籼粳亚种间杂种优势利用开辟了新的途径。     

水稻籼粳亚种间杂种优势利用的理论与实践

水稻是我国杂种优势利用最成功的作物,对世界粮食增产贡献巨大.亚洲栽培稻包含籼稻和粳稻2个亚种,籼粳亚种间的远缘杂种优势尤为突出,可作为提高水稻单产的重要途径.但是籼粳亚种间的杂种育性普遍较低,是利用远缘杂种优势的最大限制因素.本文剖析了水稻籼粳杂种不育的遗传基础,揭示了系列杂种不育位点的分子机制;在此基础上解析了广亲和...     

水稻籼粳杂种F_1不育性研究新进展

水稻籼粳杂种不育性是亚种间杂种优势利用的主要障碍。本文首先就影响亚种间杂种F1不育的主要因素及两个主要基因遗传模式进行总结;然后详细综述了相关育性基因的鉴定、定位和克隆等方面研究成果;最后综述了有关克服籼粳亚种间杂种不育性的两个代表性观点,并提出自己简单的看法。     

前沿动态

水稻籼粳亚种间生殖隔离机理被揭示由中国科学院院士张启发教授率领的课题组最新研究成果揭示了水稻籼粳亚种间生殖隔离的机理。水稻科研工作者在20世纪80年代就发现,S5可能是控制水稻籼粳杂种不育,并导致广亲和现象的主效基因位点。此次发表的最新成果表明,两个与S5的5号基因紧密连锁的3号和4号基因与5号基因     

水稻广亲和性的遗传机制及其利用

水稻籼粳亚种间杂交具有强大的杂种优势,但杂种F1的育性问题严重阻碍其杂种优势的利用,水稻广亲和性被广泛认为是籼粳亚种间杂种优势利用的关键。本文重点概述了近年来水稻籼粳亚种间广亲和性的遗传学研究以及杂种不育基因的定位、克隆及其分子机制研究进展,并探讨了水稻亚种间杂种优势育种利用中存在的问题及解决思路。     

水稻籼粳亚种间杂种不育性的研究进展

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。由此对水稻亚种间杂种不育性的原因、细胞学基础及两种主要基因遗传模式进行了总结,并详细综述了利用“亲和基因”克服籼粳杂种不育性的两种有代表性的学说-广亲和基因和特异亲和基因分子定位的最新研究进展,并提出了两“亲和基因”共同利用的初步设想:将聚合了Si等位基因的粳型亲籼系与聚合了不同广亲和基因(中性亲和基因的广亲和力强、亲和谱广泛的粳型品种进行杂交和回交,选育出聚合不同广亲和基因和Si等位基因的粳型亲籼系,再与籼稻品种杂交,真正实现直接利用籼粳亚种间杂种优势。     

籼粳杂种不育的遗传分析和候选基因鉴定

【目的】籼粳亚种间杂交F₁的育性问题严重阻碍了亚种间杂种优势的利用,探究籼粳杂种不育的遗传机理,挖掘新的籼粳杂种不育调控基因,为促进籼粳杂种结实率遗传改良提供理论依据。【方法】粳稻品种Sasanishiki和籼稻品种Habataki杂交后,采用单粒传法自交10代,获得包含95个株系的稳定遗传重组自交系(RIL),基于Illumina平台,对双亲和RIL进行高通量测序,在全基因组水平分析RIL中Habataki血缘的分布与比例,进而鉴定偏分离区域作为潜在的籼粳杂种不育位点。同时,剖析“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”中典型籼粳稻基因组变异数据,对群体水平进一步验证并趋近目标育性基因区域。最终通过序列比对锁定籼粳杂种不育候选基因。应用CRISPR基因编辑技术进行定点基因敲除,对目标基因进行功能验证。【结果】Habataki和Sasanishiki的杂交F₁在穗数、每穗粒数和千粒重上体现出明显的杂种优势,但其结实率显著降低,I₂-KI镜检发现F₁花粉育性显著降低。RIL的全基因组高通量测序在第1...     

水稻亚种间亲和性研究进展

概述了水稻籼粳亚种间亲和性的研究进展,介绍了广亲和概念,广亲和测验种,广亲和基因的遗传研究,新的杂种不育基因的发现及分子定位,以及广亲和系的选育进展等,并就如何利用这些亲和基因进行了讨论。     

植物雄性不育类型及其遗传机制的研究进展

对植物雄性不育分类方法和类型进行了概述 ;对细胞质雄性不育的经典遗传及其分子遗传机制、细胞核雄性不育的遗传及不育基因的定位等研究进展进行了综述     

工业大麻雄性不育研究进展与实际应用方向

研究工业大麻雄性不育性对提高工业大麻生产效率与质量具有重要意义。雄性不育与该物种具有生物学特性密不可分,文章对工业大麻雄性不育的表型特征、遗传规律进行了阐述,同时对大麻雄性不育性的细胞胚胎学特点,包括雄花的细胞胚胎学、花药壁层发育、减数分裂特点、花粉粒、雄花输导系统等的遗传表现进行了描述与阐释,最后对工业大麻基因雄性不育的实际应用及未来方向方向进行了探讨。研究为进一步揭示工业大麻雄性不育遗传机制,在生产中更好的发挥其作用具有十分重要的意义。     

植物CMS 不育基因的研究进展

植物细胞质雄性不育是指植物的生殖器官不能产生雄配子,而雌器官发育正常,可接受外来花粉正常结实的一种生物学现象。细胞质雄性不育是由核基因和线粒体基因互作共同起作用,影响了植物花药的绒毡层和正在进行减数分裂的细胞,从而导致植物体花粉产生败育。在生产上细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义。雄性不育现象无论是在遗传方向还是分子水平上一直以来都是科学家们研究的热点,深入研究细胞质雄性不育的机制有利于更有效地在生产上加以利用。对近年来植物细胞质雄性不育中发现的细胞质雄性不育基因的来源及分类、细胞质雄性不育与杂种优的相互关系、细胞质雄性不育的机理及目前发现的细胞质雄性不育基因进行概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。     

甘蓝型油菜显性细胞核+细胞质雄性不育系的选育初报

甘蓝型油菜显型细胞核雄性不育与波里马细胞质雄性不育可能具有完全不同的不育基因系统;采用有性杂交和连续回交的方法,将甘蓝型油菜显型细胞核不育基因导入到含有波里马不育胞质的基因型中,初步得到了显性细胞核＋ 细胞质不育系。本文还讨论了新不育系的遗传组成及在油菜杂种优势利用和机理研究方面的重要作用。     

橘梗雄性不育性的遗传模式研究

[目的]探讨橘梗[Platycodon grandiflorum（Jacq.）A.DC]育性的遗传模式,为其雄性不育的利用奠定基础。[方法]将供试的橘梗雄性不育和正常可育种质进行杂交、回交及自交,观察后代育性分离情况。[结果]雄性不育×正常可育的F1中,有全部不育的组合,也有全部可育的组合,多数为不育株和可育株分离的组合;F1全部不育组合的回交后代仍然保持全部不育,F1全部可育组合的自交后代表现出株间有育性分离,F1株间有育性分离组合的回交及自交后代仍然表现为株间的育性分离。[结论]根据核不育与质核不育的遗传特点,该研究供试的橘梗雄性不育种质为质核互作不育类型,用常规的遗传育种学方法可以进行三系配套杂交制种。     

我国森林害虫遗传防治研究进展

遗传防治是一种新近发展起来的害虫防治方法,其防治效果好、专一性强、安全性高,具有化学防治无可比拟的优点。阐述了辐射不育、化学不育、杂交不育、不育基因生物工程、有害基因生物工程等遗传防治技术在控制森林害虫方面的研究进展,并对今后森林害虫遗传防治研究工作进行了展望。     

特青迟心4号菜薹核基因雄性不育系的选育

以耐热大白菜核基因雄性不育通过3代回交转育成的雄性不育系Z49A为不育源,特青迟心4号菜薹为轮回父本,根据"复等位基因遗传假说"设计回交转育方案,经过4个世代的回交转育,获得新的晚熟菜薹核基因雄性不育系及其相应的甲型"两用系"和临时保持系。该不育系结荚能力强,不育度和不育率均达到100%。     

大麦雄性不育的遗传研究

[目的]对大麦雄性不育性的遗传机理进行系统的研究,为培育出大麦强杂交优势的杂交种提供理论参考。[方法]对4份大麦雄性不育材料2001—17、2001—37、2001—84、2001—116及其衍生后代的雄性不育性状的育性分离现象及形态特征和主要农艺性状进行观察和研究。[结果]大麦雄性不育的遗传存在因环境刺激偶尔表现出显性单基因核不育遗传现象,其不育性受单显性核基因MS控制,其不育基因型为MSms;大麦雄性不育性状存在稳定的核质互作型遗传,其不育性受细胞质不育基因S,核不育隐性基因rr控制,不育基因型为S（rr）,该雄性不育属于CMS型不育;温度对育性没有影响。[结论]大麦雄性不育性状存在稳定核质互作型遗传,该研究结果对大麦的实际生产起到积极的推动作用。     

大麦雄性不育的遗传研究

1材料与方法 1．1雄性不育材料利用该课题组的4份大麦雄性不育育种材料2001—17、2001—37、2001—84、2001—116，自2005年起有针对性的进行杂交组配，对其后代进行育性观察。