水稻卷叶基因RL13的遗传分析和分子定位

叶片形态是理想株型的重要指标之一,叶片适度卷曲有利于理想株型的建成,是水稻超高产育种的重要材料。在EMS诱变籼稻缙恢10号群体中发现一个卷叶突变体,表现叶片筒状卷曲,经过多代连续自交,性状稳定,命名为rl₁₃ (rolled leaf 13)。rl₁₃的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均显著高于野生型对照缙恢10号,类胡萝卜素含量在苗期、孕穗期与野生型相比有显著提高,而抽穗期和成熟期则差异不显著。rl₁₃的三片功能叶的卷曲度与野生型相比均达到极显著差异,但rl₁₃的三片功能叶之间差异不显著。通过石蜡切片分析,突变体叶肉细胞层数变薄,野生型含有的一个较大泡状细胞转变为卷叶突变体的两个大小相近的泡状细胞,导致了叶片弯曲。以该突变体为父本,西农1A为母本配制杂交组合构建F₂遗传群体,结果表明,该卷叶性状由一对隐性核基因控制。选用F₂代分离群体中的1 215个隐性单株作为定位群体,将RL₁₃定位在第6染色体短臂上分子标记RM276和SWU6-1之间,遗传距离分别为1.1 cM和0.2 cM。     

基于水稻矮秆长粒CSSL-Z688的QTL鉴定及SSSLs培育

水稻株高、粒型等性状是由多基因控制的数量性状,遗传基础复杂.水稻染色体片段代换系(CSSL)是研究复杂性状的理想遗传材料,然而目标基因的水稻单片段代换系(SSSL)的培育则需要多年多代逐步完成.以4代换片段的水稻矮秆长大粒CSSL-Z688为研究材料,鉴定出7个株高及粒型性状的数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL);进一步培育了目标QTL的5个纯合单片段代换系和5个杂合单片段代换系,其中6个QTLs(qPH1-1,qPH1-2,qGL1,qGL12,qRLW1和qGWT1)能够被纯合单片段代换系所验证.还鉴定出11个新QTLs,分别为qPH2,qGL1-2,qGL2,qGW1,qRLW1-2,qRLW2,qRLW12,qGWT1-2,qGWT2,qGWT6和qGWT12,其中7个QTLs尚未被报道. QTL加性和显性效应表明：水稻株高、粒长、千粒质量等表型同时受到多个QTL加性和显性效应的共同影响,如来自供体西恢18的qph1-1,qPH1-2,qPH2的加性效应和qPH1-1/qph1-1及qPH1-2/qph1-2和qPH2/qph2的显性效应...     

水稻耐旱资源的产量结构分析

本研究使用携带空心莲子草DNA片段的变异系旱H8和H10,巴西陆稻和国审旱稻沪旱3号、水稻原受体6527为实验材料,采用随机区组试验设计,分析了在旱作条件下4个耐旱品种(品系)的农艺性状特性。结果表明,1变异系旱H8比巴西陆稻显著增产834.55 kg/hm2,比国审旱稻沪旱3号增产466.09 kg/hm2,但没有显著差异。旱H10比巴西陆稻增产228.41 kg/hm2,但差异不显著。2耐旱品种的产量主要取决于多实粒数和高结实率。研究结果对于水稻耐旱品种的培育具有一定的参考价值。     

不同类型卷叶对水稻产量及农艺性状的影响

卷叶是理想株型的重要指标之一.该研究以6个EMS诱变缙恢10号获得的不同类型卷叶突变体为试验材料,采用二因素随机区组试验设计,研究了不同卷叶在不同密度下对其产量及相关农艺性状的影响.结果表明:①所有卷叶材料在高密度下(32.65万株/hm2)均比在低密度下(21.77万株/hm2)增产,但只有细卷叶增产显著.②中度卷叶(G1,G3和G4)的产量显著高于细卷(G6)、高度卷曲(G5)和中细卷(G2).这些结果说明水稻育种中度卷叶在高密度下具有重要的利用价值.     

优良水稻染色体片段代换系Z746的鉴定及重要农艺性状QTL定位及其验证

粒型、株高及穗部组成性状与产量形成密切相关,是水稻重要农艺性状,但遗传基础复杂。染色体片段代换系是用于复杂性状遗传研究的良好材料。本研究鉴定了一个以日本晴为受体、西恢18为供体亲本的水稻优良染色体片段代换系Z746。Z746携带来自西恢18的7个代换片段,平均代换长度为3.99 Mb,其株高、粒长和穗部性状均与受体存在显著差异。进一步通过日本晴与Z746杂交构建的次级F2群体共检测到36个相关QTL,分布于2号、3号、4号、6号和11号染色体。其中5个可能与已克隆基因等位,如qPH3-1等,8个可被多次检出,表明这些是遗传稳定的主效QTL。Z746的粒长主要由4个QTL(qGL3、qGL4、qGL2、qGL6)控制,其中qGL3和qGL4对粒长变异的贡献率分别为60.28%和27.47%。株高由5个QTL控制,穗长由4个QTL控制,每穗粒数由2个QTL控制,千粒重由2个QTL控制。然后以MAS在F3共选出8个单片段代换系,并以此在F4进行了相关QTL验证,共有24个QTL可被8个单片段代换系(SSSL)检出,重复检出率为66.7%,表明这些QTL遗传稳定。本研究为目的QTL的进一步遗传机制研究及分子设计育种奠定了良好基础。     

两套籼型杂交水稻材料粒形遗传效应分析

采用禾谷类作物胚乳品质性状的遗传模型及其分析方法,对两套双列杂交组合粒形性状（谷粒粒形、糙米粒形和整精米粒形）的长、宽、厚及长宽比等性状进行研究。结果表明,籼型杂交水稻粒形性状除谷粒厚和糙米厚外主要受种子直接效应和母体效应的影响,以种子直接加性效应为主,谷粒厚和糙米厚两性状主要受母体效应影响。大多数粒形性状的普通直接遗传率和普通母体遗传率都达显著或极显著水平,且除糙米厚和整精米厚外都以普通直接遗传率为主,糙米厚和整精米厚以普通母体遗传率为主,但因材料和性状的不同有所差异。遗传效应预测值结果表明,缙香1A、缙香2．4、缙2A、N45、缙恢34、蜀恢527和泸恢17等对改良粒性状有较好的效果,其中以缙香1A对谷粒、糙米和整精米粒形性状改良效果较好。     

分子标记增效座位在不同生长环境下预测籼型杂交稻籽粒外观性状的效应

以两套杂交水稻不完全双列组合(按NCⅡ设计)及其亲本为材料,在重庆和泸州两个环境条件下种植,利用SSR和AFLP技术分析32个亲本材料的1 085个标记座位,并从这1 085个标记座位中筛选出与F1粒形性状相关的阳性位点和增效位点,分别用此两类座位计算的遗传差异对F1谷粒、糙米和整精米的长、宽和厚共9个籽粒外形性状进行了预测.结果表明,增效位点的亲本遗传距离与相应F1粒形性状的相关系数在0.321～0.892间,平均0.736,高于阳性位点的相关系数.对不同亲本组合(套间)的预测结果表明,增效位点的预测效果明显好于阳性位点,其预测值为0.138～0.805,平均0.451,其中对谷宽、糙米宽和整精米宽预测值分别为0.704、0.707和0.654,达到了可预测水平.同一套组合在不同环境下(环境间)预测结果表明,增效位点的预测效果明显好于阳性位点,预测值平均达0.653,除谷厚、糙米厚和整精米厚外的6个粒形性状其预测值均在0.640以上,达到了可预测水平.部分性状在组合间和环境间达到可预测水平,这将为育种家们对这些性状进行早期选择具有一定指导意义.     

水稻染色体片段代换系Z745的鉴定及穗部性状QTL定位

对水稻染色体片段代换系Z745进行染色体代换片段鉴定,并用以日本晴为背景亲本、水稻染色体片段代换系Z745为供体亲本杂交构建的次级F_2群体定位水稻穗部性状QTL,以期发现新的穗部性状QTL。结果发现,Z745共含有17个代换片段,分布于第1、3—8、10和12染色体,代换片段总长度为26.1 Mb,平均代换长度为1.54 Mb;Z745的穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和穗粒数均极显著高于日本晴;鉴定出21个穗部性状QTL,分布于其中9个代换片段上,位于第1、3—5、7—8、10和12共8条染色体上,其中,穗长QTL 4个(1、4和7染色体)、一次枝梗数QTL 4个(1、5、7和8染色体)、二次枝梗数QTL 6个(1、7、10和12染色体)、穗粒数QTL 7个(1、3、7、8、10染色体)。定位到的穗长QTL (qPL7-1、qPL7-2)、二次枝梗数QTL(qNSB7-1)和穗粒数QTL(qSPP1-1)已被报道,其余穗部性状QTL尚未报道。     

水稻单侧卷叶突变体url2(t)的鉴定与遗传分析

水稻叶片适度卷曲有利于保持叶片直立,改善群体内部光照条件,提高光能利用效率,从而提高产量和品质.卷叶突变体是水稻超高产育种重要的种质资源.在甲基磺酸乙酯诱变水稻骨干恢复系缙恢10号构建的突变体库中发现了一个单侧卷叶突变体,暂命名为url2(t).该突变体表现叶片单侧向近轴面卷曲,另一侧则基本保持平展.突变体不同时期的叶绿素质量分数均高于其野生型缙恢10号,尤其拔节期和抽穗期,url2(t)突变体显著高于野生型缙恢10号.url2(t)突变体叶片在孕穗期和抽穗期卷曲度适中,功能叶的叶基角均小于缙恢10号,即叶片表现直立.这样的形态结构使水稻叶片直立有利于合理密植、提高光能利用率、高光效群体的建成及光合产物的积累.遗传分析表明该突变性状受一对隐性基因控制.     

不同环境条件下籼型杂交水稻粒形遗传效应的研究

采用包括基因型×环境互作效应的种子遗传模型,对不同环境条件下的双列杂交组合粒形性状（谷粒粒形、糙米粒形和整精米粒形）的长、宽、厚及长宽比等性状进行研究．结果表明,籼型杂交水稻粒形除谷粒厚和糙米厚外的粒形性状主要受遗传主效应控制,其中以种子蠡接如性效应起决定作用,其次是母体基因效应;谷粒厚和糙米厚两性状主要受基因型×环境互作效应的影响,以母体加性×环境互作效应为主．除谷粒厚和糙米厚外的所有粒形性状以普通遗传率为主,谷粒厚和糙米厚以互作遗传率为主;整精米粒形性状受环境的影响相对于谷粒和糙米要小．遗传效应预测值结果表明,缙香1A、缙香2A、缙2A、N45和缙恢34等对改良粒性状有较好的效果,其中以缙香1A对谷粒、糙米和整精米粒形性状改良效果较好,且受环境的影响较小．