水稻花药培养技术的研究进展

花药培养技术的出现,大大地缩短了水稻育种的年限,也加快了各种基因型材料的获取。本研究综述了花药培养技术概况、影响花药培养力的6个关键因素、水稻花药培养技术的进展、分析水稻花药培养技术现阶段存在的问题,并对未来发展进行了展望。     

适宜寒地稻区种植的3个水稻花培新品种

自日本人新关和大野通过花药培养获得水稻单倍体植株后,花药培养作为一项新技术受到世界各国科研工作者的重视并在育种上得到有效利用。我国于1970年开展水稻花药培养技术研究,在新材料创造、新品种选育、基因定位和加速转基因水稻外源基因纯合等方面都起到重要的促进作用,并取得了良好效果．使我国粳稻花培育种应用技术研究处于国际领先地位。     

水稻花药培养研究与应用进展

该文对水稻花药培养研究与应用的历史进行回顾；介绍水稻花药培养技术在粳常规育种、灿稻常规育种、杂交稻中及水稻基因工程育种等方面应用的最新进展；探讨水稻花药培养研究与应用的发展趋势。     

花药培养技术在寒地水稻育种中的应用研究

详述了寒地粳稻花药培养技术,并介绍了黑龙江省农科院水稻研究所开展花培育种所取得的成就,育成了合江21号等9个花培水稻品种,累计推广面积150多万hm2,还创造了大批新种质,这些新种质被广泛用于水稻新品种改良。实践证明,粳稻花培育种具有群体规模小、稳定世代早、选择效率高等优点,将花药培养技术应用于水稻育种是行之有效的。     

水稻花药培养及其在遗传育种上的应用

花药培养可以获得单倍体植株,单倍体在植物遗传育种中具有重要意义.水稻花药培养可以快速纯合育种材料、提高选择效率、有效缩短育种周期,扩大变异范围、加速有效性状转移.本文综述了水稻花药培养在基因型选择、取样的低温预处理、培养基配制、接种和培养、分苗和炼苗等技术要点,在常规稻育种、杂交稻育种、水稻基因工程育种等方面应用的主要成果,并对建立高效花药培养技术体系和在水稻遗传育种应用上向宽范围和深层次发展进行展望.     

水稻种子蛋白质含量及组分在品种间的变异与分布

采用近红外光谱技术测定分析了351份不同类型水稻品种(系)糙米中的蛋白质含量,结果显示粗蛋白含量在9.3%~17.7%之间,平均为12.4%;籼稻平均蛋白质含量为13.2%,比粳稻高约1个百分点。蛋白质含量低的粳稻品种明显偏多,表现出明显的遗传不平衡现象。现有生产上主栽品种稻米蛋白质含量大多处于中等水平,而高蛋白粳稻种质极少。但仍有部分蛋白质含量极高或低的种质,如饲料稻、早籼稻和一些籼粳交后代品系蛋白质含量较高,而部分粳稻和外来籼稻品种中的蛋白质含量较低。因此可以从一些地方品种、外来品种以及籼粳交后代中筛选到极端类型的种质,为遗传育种提供研究的原材料。SDS-PAGE分析结果显示不同类型水稻间各贮藏蛋白组分具一定差异。     

籼、粳、糯稻成熟种胚体细胞培养力的差异

在相同的培养条件下,比较了不同类型水稻成熟种胚体细胞培养力的差异。结果,糯稻的愈伤组织诱导率和生长速度高于粳稻和籼稻。就愈伤组织质地和色泽而论,籼稻趋向于紧密型、淡黄色,粳稻趋向于松散型、鲜淡黄色,糯稻趋向于粘质状、淡黄色。而籼稻的愈伤组织绿苗分化率、绿苗+绿芽分化率和体细胞培养力高于粳稻和糯稻。这些结果为利用种胚培养进行水稻品种改良提供了一定的理论依据。     

籼稻花药培养技术体系优化及高培养力基因型的筛选

本研究选用改良M 8、N 6基本培养基和麦芽糖、蔗糖设置4种不同处理水平的诱导培养基进行花药培养。结果表明，对于大部分籼稻材料，诱导愈伤培养基添加N 6培养基和麦芽糖较为理想。以7个籼稻品种(系)为材料进行花药培养，筛选出高花药培养力基因型农香24、襄中稻3号、禾香1号和襄中稻1号，可作为单倍体育种、构建DH群体以及遗传转化的基础材料。     

水稻花药培养及其在遗传育种上的应用

4 花药培养在水稻遗传育种上应用的发展展望 4.1 建立高效花培技术体系,扩大遗传育种研究利用基础 从品种选育的角度看,花药培养获得的再生植株越多,获得优良基因型的概率越大.水稻的生长发育是由自身基因与环境因素共同决定的,由于受培养基组分、材料的差异性(品种间差异相当大)以及培养环境等的影响,目前绿苗分化率不够理想(尤其是籼稻花培绿苗率太低,只有0.1％～1％,),获得的再生植株群小,花培后代的表现型不充足,这使选择、利用受到较大的限制.     

水稻种子蛋白质含量及组分在品种间的变异与分布

采用近红外光谱技术测定分析了351份不同类型水稻品种(系)糙米中的蛋白质含量,结果显示粗蛋白含量在9.3%~17.7%之间,平均为12.4%;籼稻平均蛋白质含量为13.2%,比粳稻高约1个百分点。蛋白质含量低的粳稻品种明显偏多,表现出明显的遗传不平衡现象。现有生产上主栽品种稻米蛋白质含量大多处于中等水平,而高蛋白粳稻种质极少。但仍有部分蛋白质含量极高或低的种质,如饲料稻、早籼稻和一些籼粳交后代品系蛋白质含量较高,而部分粳稻和外来籼稻品种中的蛋白质含量较低。因此可以从一些地方品种、外来品种以及籼粳交后代中筛选到极端类型的种质,为遗传育种提供研究的原材料。SDS-PAGE分析结果显示不同类型水稻间各贮藏蛋白组分具一定差异。     

硝酸还原酶活力与作物耐肥性的研究 Ⅱ、籼、粳稻对硝态氮的吸收和同化

本文以籼(原丰早)、粳(京引127)稻为材料,研究了它们对 NO₃的吸收和同化 NO₃为氨基酸过程中有关酶的活力。结果指出:1)籼稻幼苗根对外液NO₃的吸收能力高于粳稻;2)籼稻叶片把 NO₃^-同化为 NH₄⁺的硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活力都高于粳稻;3)在进一步同化 NH₄⁺(无机态氮)为氨基酸(有机态氮)的谷氨酸脱氢酶(GDH)和谷氨酰胺合成酶(GS)/谷氨酸合酶(GOGAT)两条途径中,籼稻叶片的 GDH、GS 和 GOG-AT 活力都高于粳稻。这些结果说明了耐肥性弱的籼稻对 NO₃的吸收同化能力高于耐肥性强的粳稻,也就是说籼稻比粳稻对氮肥的反应更敏感。籼、粳稻的这种差异可能也存在于其他不同耐肥性的作物品种间。这就以作物内在的氮素代谢基础说明了作物品种对氮肥反应的差异原因,即作物耐肥性的生理基础。还应指出在作物对 NO₃吸收同化的诸因素中硝酸还原酶起着主要的和关键的作用。     

Morphological Classification of Traditional Philippine Upland Rice Cultivars in Upland Nurseries Using Cluster Analysis Methods for Recommendation, Breeding and Selection Purposes

Using eight morphological parameters with six cluster analysis methods, a set of 21 traditional and four improved Philippine upland rice cultivars (cvs) could be separated into five groups: (1) improved semi-dwarf plant type, (2) improved or 'moderately modified' (short) Indica plant type, (3) traditional tall Indica plant type, (4) traditional tall Japonica plant type and (5) traditional short Japonica plant type. The results emphasized the importance of the separation into Indica and Japonica plant types, but the cultivars could be classified more accurately using growth characteristics such as tillering ability, followed by plant height and leaf area parameters. The clusters containing Indica cvs consistently showed a higher tiller number per plant, a higher growth stage (DC classification) and narrower leaves than clusters with Japonica cvs. The parameters culm length, plant height, leaf area, leaf length and width were represented in subgroups with both long and short expression of the respective characteristic. Use of the existing variability of morphological traits within the group of traditional upland rice cvs should be beneficial in recommendation, breeding, selection and development of upland rice cvs for the different rice ecosystems as well as for the upland rice/rice blast pathosystem.     

应用双单倍体克服籼粳交的不亲和性初探

通过对籼粳交Ｆ１体细胞愈伤组织的秋水仙素处理和四倍体花药培养，建成了水稻四倍体诱导及双单倍体分解系统。应用这一系统获得了４４个籼粳交组合的双单倍体及其自交４后代。对这些双单倍体及其后代的遗传分析表明，籼粳交育性可能受寡基因控制，双单倍体途径通过改变正常的世代交替过程，能部分克服籼粳交的不育性及倾籼或倾粳的偏态分离，并具有比Ｆ２更丰富的遗传多样性。在双单倍体一代群体中，育性正常的植株约占４０％，这是     

优质早熟不育系早红突A的配合力研究

早红突A是浙江省台州市农科所选育而成的早松不育系,熟期早、米质优、制繁种产量高,所配的组合分蘖力强、穗数多。在直链淀粉含量、胶稠度、垩白率和垩白度等性状上早红突A的配合力较好,符合优质育种的要求,在品质改良中有较大的作用。早红突A在优质、高产杂交早稻选育中有较好的应用前景。     

水稻种子耐干性机理的研究

以籼稻C38、粳稻京21、杂交稻秋优3为材料,进行种子超干储藏特性的研究,进而探讨种子耐干性的机理。通过超干水稻种子生活力和活力的比较,发现籼稻C38耐干性较强。超干有利于保持种子抗氧化酶系统的完整性,因此超干能提高种子的耐储性。对超干种子可溶性糖含量与组分进行分析,结果表明随着种子含水量的降低,蔗糖含量增高,多糖和葡萄糖含量降低,籼稻C38的蔗糖含量明显低于粳稻京21和杂交稻秋优3。用热重仪测定的种子含水量与烘干法得到的数据相吻合,用差示热量扫描仪测定束缚水/自由水的比例和玻璃化转变温度Tg,发现籼稻C38的Tg高于粳稻京21和杂交稻秋优3,籼稻C38束缚水/自由水比例大于粳稻京21和杂交稻秋优3,而束缚水/自由水的比例与耐干性成正相关。由此表明,耐干性在不同的水稻品种间有明显的差异,籼稻C38的耐干性较强。     

籼粳稻杂交育种的研究——Ⅱ.抗条纹叶枯病育种

在双桥公社、黑庄户大队病区进行了六年抗条纹叶枯病鉴定和品种选育,其结果:(1)籼稻比粳稻具有较强的抗性,籼粳稻和水陆稻杂交后代,大都较粳粳交后代抗病。(2)鉴定出籼稻塔杜康(Todukan)、特特普(Tetep)、C_(4-63)、窄叶青8号、IR26、IR8以及粳稻烟锦糯(陆稻农林糯39)、中国31等品种具有较强的抗性,可用作抗源亲本。(3)在自然     

栽培稻的基因型差异程度和分类

本文利用来自一个籼/粳交(圭630/02428)的双单倍体(DH)系和由多种类型的籼、粳品种(系)组成的对照组,从分子水平上研究亚洲栽培稻的基因型差异。结果表明,栽培稻中存在两种主要的差异类型,即质的差异和量的差异。前者主要存在于籼、粳分化程度比较高的对照组中,85%以上的有关位点已经发生了籼或粳的分化趋向;后者主要存     

旱作对籼粳稻产量及相关性状的影响

研究了旱作对籼、粳亚种间产量及其相关性状的影响,并用逐步回归分析法建立亚种间水稻旱作的产量回归模型。研究表明,旱作在生育期、分蘖数、有效穗、穗长、株高、总粒数、结实率、千粒重等性状上对籼型品种的影响较粳型品种的影响大。在旱作条件下,粳型产量总体表现比籼型品种高。     

除草剂对转bar基因水稻抗性愈伤的筛选和早期苗的鉴定

设立不同的PPT浓度梯度分别对来自籼稻珍汕97B和粳稻台北309、日本晴成熟种子胚的愈伤组织进行天然抗性试验,并对转bar基因的幼苗进行了Basta涂抹试验,以便对转化苗早期初步鉴定.结果表明:籼稻和粳稻均表现出一定的对PPT的天然抗性,转bar基因水稻在筛选抗性愈伤时,以浓度为10mg/L的PPT较为合适;而粳稻则必须提高至20mg/L为宜.叶片涂抹Basta鉴定转化植株时,以0.125%的浓度方才有效,且籼、粳稻的反应无差异.     

Indica-Japonica differentiation of paddy rice and its relationship with heterosis

The Indica‐Japonica differentiation of three photoperiod‐sensitive and/or thermosensitive genetic male‐sterile rice (PGMS or TGMS, respectively) lines and 47 male parental lines from seven ecotypes were studied for their restriction fragment length polymorphism marker data to determine which ecotype crosses with the three PGMS and/or TGMS lines could lead to higher yield potential, and to estimate the relationship between the Indica‐Japonica differentiation of parents and heterosis in grain yield and its components. The results indicated that hybrids derived from ‘N422s’ and the early‐middle ripening Indica varieties from southern China, and hybrids between ‘Pei'ai64s’ and three Japonica ecotypes, including North‐eastern Japonica varieties, restoring lines of Japonica hybrid rice and north China Japonica varieties, showed the highest grain yields. There was less variation of yield among the F1s between ‘108s’ and the seven ecotypes than among the other F₁s. Highly significant positive correlations between heterosis of the F₁ yield and genetic distance of the parents were detected, although the correlation between F₁ yield performance and genetic distance did not reach a significant level. Considerable variation of correlation between heterosis and genetic distance was also detected in the Indica × Indica crosses and Indica × Japonica crosses. There was much higher correlation (r = 0.63) between the F₁ yield performance and the genetic distance of parents in the Indica × Indica crosses than in the others. It is proposed that a genetic distance of 0.4‐0.8 between the two parents of hybrid rice might be appropriate not only for F₁ performance, but also for heterosis.