水稻籼粳交F_1、F_2代及杂交育成品种分类的研究

利用程氏形态指数分类法对水稻籼粳交F1、F2 代及籼粳杂交育成品种进行分类。研究结果表明 :程氏形态指数分类法能较好地对籼粳亚种及其杂交后代进行分类 :籼粳交F1代大多数分类性状均偏向于籼稻特性 ,类型上划分为偏籼型 ;F2 代呈正态分布 ,4种类型均有 ,以中间类型为最多 ,F2 代类型丰富 ;在参试杂交育成品种中 ,尽管各个品种 (系 )都或多或少地带有籼稻和粳稻的血缘 ,但就程氏指数 6个亚种特性而言 ,除穗节长外 ,其它 5个性状仍然基本保持典型粳稻特性 ,在分类地位上仍然属于粳稻     

籼粳稻杂交育种的研究

我们从1970年开始,进行籼粳稻杂交育种的研究,目的是从国内外籼稻品种中,引进抗性和矮秆丰产遗传基因,先提高抗性;其次逐步稳定籼粳交杂种优势,在矮秆、大穗、大粒等丰产类型上有所突破;第三在育种实践的基础上,探讨籼粳亚种间杂交育种的遗传规律,以指导这一育种新途径的应用。     

栽培稻籼粳亚种间杂种一代优势利用研究进展──Ⅰ.籼粳亚种间杂种一代优势与亲本的关系

栽培稻籼粳亚种间F1代杂种优势与双亲关系极为密切,不同类型组合间差异甚大。本文从籼粳稻的细胞质效应差异性、籼粳稻的生态型组合的差异性、不同分化程度的亚种组合差异性等几方面总结了近一二十年来水稻各有关的经济性状与生物性状在籼粳亚种间F1代利用中的遗传特点的研究,并重点分析了生育期、株高、充实度3个性状,以期为亚种间杂种优势利用时亲本的选配提供一定的参考依据。     

利用ILP标记分析水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化

 【目的】揭示水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化度,为培育实用型籼粳亚种间杂交稻提供理论和实践依据。【方法】以通过不断聚合和累加不同广亲和基因与恢复基因的方法,历时21年,4个育种阶段,涉及18个籼粳杂交亲本和39个衍生系为研究材料,采用籼粳特异ILP分子标记（水稻内含子长度多态性分子标记）和程氏形态指数法进行籼粳分化度检测。【结果】57个供试材料基因组DNA在所检测位点上均存在籼粳分化。18个亲本共检测出4个粳稻、5个偏粳、8个偏籼和1个籼稻类型。在18个亲本中, 明恢63和9308的粳稻成分分别为12.50%和33.33%;粳型恢复系C418的粳稻成分仅有31.25%。39个籼粳杂交衍生系共检测出1个粳稻、11个偏粳、20个偏籼和7个籼稻类型。其中,粳型衍生系明恢502的粳稻成分仅占10.42%。ILP标记法与形态指数法判定籼粳分类结果的吻合度较好,粳稻成分指数、籼稻成分指数与程氏指数综合值的相关系数分别为r=0.794**和r=-0.7662**。【结论】ILP标记具有准确检测籼（粳）成分比例的功能;研究籼粳分化可以合理解释籼粳型恢复系配组的杂交稻表现明显杂种优势的原因,对有效利用籼粳亚种间优良基因具有重要作用。     

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。     

不同类型水稻品种花时特性的研究

本研究针对籼粳亚种间制种存在的花时不遇问题,选用了不同类型和来源的品种44份,从中观察筛选适合于籼粳杂交制种即花时相近的种质资源直接用于亚种间杂交制种,克服籼粳制种时由于花时不遇而导致产量偏低的矛盾。初步筛选出NJTQ-2和NJDS两个籼稻品种的花时高峰比同天开花的籼稻品种迟60～90分钟,接近于一般粳稻品种;COLOMBIA和NJ84027两个粳稻品种的花时高峰比同天开花的粳稻品种早60～75分钟,和一般籼稻品种相仿.     

籼粳稻杂交一代优势的研究 Ⅱ.对籼粳稻杂种优势利用的几个问题初探

“科情3号”粳稻与籼稻组配 F_1代结实率较高,这可能与其含有籼稻血缘有关。F_1代其它性状优势略低于典型籼粳交,但强于粳粳交和籼籼交。直接利用籼粳交优势应注意对籼粳交培育的品种开发。对籼粳交 F_1代的抗寒性、抗衰老性和直链淀粉含量等问题进行了初探。     

广亲和性品种参与下籼粳杂交育种的后代选择问题的初步研究

广义遗传力分析结果表明:籼粳“桥梁”育种杂种后代的高结实率特性可以稳定地遗传,早代选择有效,从而有可能解决籼粳杂交因早代结实率太低而使优良植株落选的问题。通过亲本、F1各性状以及各性状杂种优势间的相关分析及通径分析结果表明:籼粳“桥梁”育种后代其它农艺性状的选择可以用常规的直接选择和间接选择方法,其中也存在着产量与品质之间的矛盾,但个别产量性状与品质性状之间有相互促进的可能。由于亲子相关密切,选用杂交方案时应考虑亲本的表现、育种的目标以及所要选育的品种类型。     

水稻亚种间优势利用广亲和恢复系的选育研究

通过粳型广亲和材料02428等与籼稻恢复系明恢63、密阳46等,经3交4、交等聚合杂交方式,促使广亲和基因与恢复基因重组,分析了不同类型籼粳亚种间杂种F1的可利用与非利用杂种优势,介绍广亲和恢复系的选育方法,为正确选用亲本配制亚种间目标组合提供依据。     

我国科学家揭示水稻生殖隔离机理

<正>记者从华中农大作物遗传改良国家重点实验室获悉,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。亚洲栽培稻分为籼稻和粳稻两个亚种,籼粳亚种间的杂种优势要远大于籼粳亚种内的优势。     

普通野生稻和亚洲栽培稻核基因组的RFLP分析

 本研究通过对来自亚洲10个国家的122份普通野生稻（O.rufipogon Griff.，简称普野，下同）和76份亚洲栽培稻（O.sativa L.）的核DNA RFLP分析，探讨了中国普野与南亚、东南亚普野，普野与栽培稻以及籼粳之间的遗传分化关系。结果表明，籼粳分化是栽培稻核DNA遗传分化的主流。在核DNA分化上，中国普野可分为原始普野型，偏籼型和偏粳型；南亚普野只有原始普野型和偏籼型，没有偏粳型；东南亚普野有原始普野型和偏籼型，还可能有偏粳型。中国普野因地理分布不同，其遗传分化表现出多态性，江西东乡和湖南茶陵以及部分云南元江普野既不与籼稻聚在一起，又不与粳稻聚在一起，而独聚一类，其形态上亦比较原始，属于原始祖先型。广东、广西普野则表现为偏籼或偏粳。根据中国、南亚、东南亚普野的遗传分化关系，再次论证了中国和南亚（以印度为中心）是栽培稻起源演化的两个原始中心，并提出了籼粳演化应该是多途径的。     

32个两系杂交稻亲本的SSR分析

应用筛选的20对SSR引物对两系杂交稻的24个不育系和8个恢复系进行PCR扩增,获得2对能鉴别籼粳类型的特异引物RM125和RM322.根据遗传距离进行聚类分析,32个材料被分为籼粳两大类群.在籼稻群内,不育系培矮64S单独成为一个分支,7个安农S衍生的不育系与恢复系余红1号聚为一个亚类群,5个籼稻恢复系有3个聚类在一起,另外2个分散在不育系中间;在粳稻群内,不育系HN5S单独成为一个分支,3个粳稻恢复系聚为一类,与粳稻不育系区分开.比较5个籼型恢复系与培矮64S之间的遗传距离,"9311"与培矮64S之间的遗传距离最大,说明两优培九具有较强的杂种优势与两亲本间的遗传距离大小有一定关系.     

外源DNA导入水稻引起性状与分子变异初探

利用浸渍法以萌动种子胚为受体导入籼稻不育系D汕A的总DNA ,引起了常规稻蜀丰 1 0 8的叶色、生育期和穗部性状的变异。同工酶及RFLP分析表明 ,外源DNA的导入引起了分子水平上的变异     

抗除草剂基因基因枪法转化粳稻的研究

优化了粳稻的组织培养体系;通过Gus基因的瞬间表达研究,明确了以DNA金弹到靶细胞距离为9cm,轰击2次时,PDS1000/He基因枪法转化水稻胚性愈伤组织的效率最高。应用基因枪法将抗除草剂基因(bar)转入吉林省主栽的水稻品种长白8号中,获得了可育的转基因水稻植株。经过Gus基因的组织化学分析,PCR和Southern杂交检测,证明抗除草剂基因已整合到水稻基因组中得以表达,使水稻产生对除草剂的抗性。转基因水稻中发现一例基因沉默现象。     

籼粳交后代“系谱封闭育种法”探讨

本研究为籼粳交后代从F_1世代开始(包括对F_1世代的复交),直到选育出株高、生育期等主要农艺性状符合育种目标的稳定株系为止,其各世代均为封闭(套袋)自花授粉结实。目的是避免外界不明基因型花粉的介入而出现性状“高度分离”,并保证杂种后代的性状能在较低的世代得到纯合稳定。 经系谱封闭选育结果,杂种后代性状的纯合效果极为明显。与开放式授粉的系谱法选育相比,杂种后代性状的整齐度要高得多。整齐度封闭一代(F_1)达55.66％、封闭两代(F_1～F_2)达95.61％、封闭三代(F_1～F_3)达99.10％。 籼粳交性状稳定后代的结实率和种性整齐度,除受花粉育性偏低、子房育性较正常和柱头对花粉选择作用的制约外,还决定于相同基因型群体的大小。如群体较大、异花花粉能满足颖花柱头对花粉的要求度越高,则结实率越接近常值,后代性状的整齐度亦越高;否则相反。 本研究可为籼粳亚种间杂交快速选育提供一定的依据和方法。     

适于丘陵山区直播的水稻品种筛选

[目的]筛选出适于丘陵山区直播的水稻品种。[方法]以杂交籼稻、常规籼稻、杂交粳稻和常规粳稻4个类型共14个品种作为试验材料,采用人工直播方式播种,在不同的生育时期对其农艺性状等进行调查,成熟期进行取样考种和测产,并对所得数据进行分析。[结果]杂交籼稻万优66、万优481、杂交粳稻1503、1505和常规粳稻中科8号产量均超过10 500 kg/hm2。其中,万优66最高,达11 274kg/hm2,其次是万优481,为11 134.5 kg/hm2。且农艺性状方面也较适于直播,可作为水稻直播推广使用。[结论]综合考虑,如果是采取人工收获,可优先选用两个籼稻品种万优66、万优481;若采用机械收获,应选用3个粳稻品种中科8号、1505、1503。     

江西双季晚稻不同纬度产量、生育期及温光资源利用的差异

【目的】研究明确江西不同纬度不同类型双季晚稻产量、生育期及温光资源利用差异,为江西双季晚稻适宜粳稻品种的科学选用提供依据与参考。【方法】以籼粳杂交稻、杂交粳稻、常规粳稻、杂交籼稻(CK)4种类型品种为材料,在江西乐平市(29.00°N,117.12°E)、上高县(28.27°N,115.12°E)、赣州市(25.81°N,114.96°E)3个试验点进行试验,比较研究双季晚稻不同类型品种在纬度上的产量、生育期及温光资源利用的差异特征。【结果】随着纬度升高,3种类型粳稻产量均增加,2013年(2014年)平均纬度每增加1°,籼粳杂交稻、杂交粳稻、常规粳稻分别增产0.36(0.32)、0.18(0.22)、0.25(0.20)t·hm~(-2)。同一纬度下,除赣州试验点杂交粳稻与常规粳稻的产量低于杂交籼稻外,其余各点均表现为籼粳杂交稻、杂交粳稻与常规粳稻产量显著高于杂交籼稻。各试验点3种类型粳稻均能安全成熟,随着纬度升高,各类型水稻播种至拔节期显著延长,全生育期天数增加;同一试验点3种类型粳稻全生育期均极显著长于杂交籼稻,主要表现在抽穗至成熟期天数的增加。3种类型粳稻光照与积温及其利用效率表现为籼粳杂交稻杂交粳稻常规粳稻杂交籼稻,在安全成熟条件下,双季晚稻生育期越长,温光资源利用率越高。【结论】江西不同纬度地区实行双季晚稻"籼改粳",可显著提高当地温光资源利用率与稻谷产量。与大面积种植的籼型杂交稻相比,在乐平与上高地区选种籼粳杂交稻、杂交粳稻与常规粳稻均具有显著的产量及温光资源利用优势;在赣州地区选种籼粳杂交稻的优势明显。双季晚稻"籼改粳"可能是提高双季稻区水稻产量的现实途径之一。     

稻曲病产量损失估计研究

为探寻稻曲病发病程度与水稻产量损失的关系,选择粳、糯、杂交籼稻的4个品种,采用随机区组设计,适度调控病情梯度,按单穗病粒数分级,大样本取样考种的方法,建立了不同水稻类型的稻曲病产量损失模型。结果表明,稻曲病发病程度与稻谷损失率和精米下降率呈正相关且关系密切。经多种数学模型比较,Weibull模型拟合度最好。建立的稻谷减收率模型为:Y1(粳糯稻)=1-exp(-(X+0.999 99)/16.091 6)^1.180 8),R2=0.990 4;Y2(中籼稻)=1-exp(-(X-0.699 99)/24.818 8)^0.8542),R2=0.983 5。精米下降率模型为:Y3(粳糯稻)=1-exp(-(X+0.599 99)/83.499 7)^1.139 6),R2=0.965 5;Y4(中籼稻)=1-exp(-(X-0.499 99)/68.542 9)^1.456 0),R2=0.967 9。     

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。     

花粉管通道法转Bar-Bt-1Ab基因到北方优质粳稻的研究

利用抗性外源基因的整合,获得对水稻害虫和除草剂均有一定抗性的的转基因植株,通过对遗传转化过程中各种条件的研究,将Bar-Bt-1Ab基因的高纯质粒DNA通过花粉管通道法转化到松粳9号、龙稻5号等粳稻品种中,并对抗性苗进行了初步筛选鉴定,获得转基因植株,优化北方粳稻高效的遗传转化体系。