利用分子标记辅助选择聚合水稻Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因

近年来,优良食味粳稻品种南粳46、南粳5055和南粳9108在江苏等地大面积推广,促进了优质稻米产业的发展。但这些品种均不抗稻瘟病,且缺乏适合在淮北地区种植的中熟中粳型优良食味粳稻品种。本研究以同时携带稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的江苏抗病、高产粳稻品种武粳15为母本,携带低直链淀粉含量基因Wx-mq的优良食味粳稻品种南粳5055为父本配置杂交组合进行聚合育种。利用Pi-ta和Pi-b基因的分子标记多重PCR体系以及Wx-mq基因的四引物扩增受阻突变体系PCR检测技术,分别在不同的分离世代对目标基因位点进行检测,结合田间多代选育、抗性鉴定和籽粒胚乳外观鉴定,成功地将Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因聚合于一体,选育出稻瘟病抗性好、食味品质优、产量高的水稻新品系"南粳0051",适合在江苏省淮北地区种植。本研究将三套自主研发的PCR检测体系成功应用于分子标记辅助选择,不仅为水稻多基因聚合育种提供了快捷、高效的选择方法,也为水稻抗病、优质育种创制了新的种质资源。     

江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析

基因Pi-ta和 Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,本研究利用 Pi-ta和 Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因 Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中 Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带 Pi-ta和 Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因 Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因 Pi-b频率的提高。四种基因型中, Pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0％,其次为 Pi-ta/Pi-b,占33.5％,基因型 Pi-ta/Pi-b的分布频率为3.9％,而Pi-ta/Pi-b的分布频率最低,只占2.6％。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因 Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而 Pi-b则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

一个水稻落粒性基因SH1的SSR标记定位

以籼稻品种93-11为轮回亲本,与粳稻品种日本晴杂交并回交的高世代分离群体为研究材料,选用104个多态性的SSR标记对水稻的落粒性基因进行定位。结果表明,在BC₄F₂群体中,6个标记的基因型来自于日本晴;在BC₄F₃定位群体中,难落粒植株数与易落粒植株数的分离比例为3:1,落粒性受1对显性基因控制,命名为SH1;分子标记与落粒性共分离分析将SH1定位在SSR标记RM5389和RM1068、RM1387之间,与3个标记的遗传距离分别为0.7cM、5.5cM和13.1cM,此结果为该基因的分子标记辅助选择奠定了基础。     

籼型两系杂交水稻主要农艺性状的配合力分析

以 4个两系不育系和 13个恢复系为亲本 ,采用 p×q不完全双列杂交 (NCⅡ )模式分析 8个主要农艺性状的配合力。结果表明 :所有测定性状的一般配合力和特殊配合力均达到显著或极显著水平 ,除每穗实粒数和单株粒重主要受组合特殊配合力的影响外 ,其余性状主要受亲本一般配合力的制约 ;交本一般配合力的作用明显大于母本一般配合力的作用 ,不育系 30 87S、蜀光 6 12S和恢复系籼 10 0 38、C4 18、轮回 4 2 2、南京 16等亲本多数性状的一般配合力效应和特殊配合力方差较高     

特大粒水稻材料粒型性状的QTL检测

 利用特大粒粳稻TD70（2011年千粒重达80 g）和籼稻品种Kasalath杂交,经单粒传法获得的240个重组自交系（RIL）为作图群体,分别于2010年和2011年对粒长、粒宽、粒厚性状进行鉴定,用完备区间作图法,以均匀分布于12条染色体的141个SSR标记对粒型性状进行QTL检测。共检测到粒型性状的 QTL 18 个,分布于第2、3、5、7、9和12染色体上。其中,控制粒长的QTL 5个,控制粒宽的QTL 6个,控制粒厚的QTL 7个。两年间均能检测到的QTL有7个,分别为粒长QTL qGL3.1,粒宽QTL qGW2.1、qGW2.2、qGW5.1、qGW5.2,粒厚QTL qGT2.3、qGT3.1;其平均贡献率分别为56.19%、4.42%、29.41%、10.37%、7.61%、21.19%和17.06%。第2染色体RM1347-RM5699区间是粒长、粒宽、粒厚的共同标记区间。第3染色体RM6080-RM6832区间为粒长qGL3.1、粒厚qGT3.1共同标记区间。18 个QTL的增效等位基因均来源于大粒亲本TD70,且增效作用显著。定位的大部分位点包含已报道的精细定位和克隆的主要粒型基因;除第2染色体的qGW2.1（qGT2.1）、qGW2.3、qGL2.2和第12染色体的qGT12等位点已有粒型性状相关报道外,定位的qGT22,qGW9 和qGT9可能是新的QTL。     

不同施氮量下南粳44光合生理特性及其与产量的关系

以宁7414为对照,在大田栽培条件下,研究了优质高产早熟晚粳品种南粳44在不同施氮水平(LN:150.0 kg·hm-2,MN:300.0kg·hm-2,HN:450.0 kg·hm-2)下分蘖期、拔节期和开花后的生长和光合生理指标,鉴定了植株的耐光氧化和耐阴特性,并在成熟期考察其产量构成因子.结果表明,与宁7414相...     

利用重组自交系分析水稻稻曲病抗性位点及效应

利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用高效引发稻曲病人工接种方法,以病情指数作为稻曲病的表型值,鉴定了亲本及157个重组自交系群体对水稻稻曲病的抗性。利用QTL Cartographer 软件,对水稻稻曲病抗性基因进行检测分析。检测到qFsr1、qFsr4、qFsr10、qFsr11和qFsr12共 5个QTL位点,分别位于第1、4、10、11和12染色体上,贡献率为9.8%~22.5%。根据抗性位点加性效应方向,在qFsr1、qFsr10、qFsr11和qFsr12位点上,亲本IR28存在抗稻曲病的增效等位基因,大关稻具有减效等位基因;而qFsr4位点抗性效应来源于大关稻。     

油电混合机械液压式拖拉机动力系统节能性

针对大马力拖拉机在道路运输与田间作业过程中由于工况复杂、作业环境恶劣导致油耗高、节能效果差的问题,该研究采用油电混合动力匹配液压机械无级变速器（Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission, HMCVT）的方式,设计了一种油电混合—机液复合拖拉机动力系统,探讨了该系统的驱动模式与传动方式的实现原理并得到液压机械无级变速器的调速曲线;建立了动力系统的数学模型。为实现动力系统最佳性能,制定了整车控制架构,在此基础上提出HMCVT经济性速比控制策略、基于规则的工作模式划分策略和基于自适应等效因子的燃油消耗最小功率分配策略。为验证所提控制策略的可行性,在SimulationX仿真软件中建立系统动力学仿真模型,并基于测功机搭建试验台架进行测试,分别对拖拉机在犁耕、收获和运输3个典型工况下进行仿真与试验。结果表明,所设计的控制策略能够兼顾混合动力源的最佳扭矩分配与电池电量平衡,且动力系统能保持较高的系统效率（0.4以上）,犁耕、收获和运输3个工况下油耗仿真值（2.59、6.56和1.69 L）与试验值（2.72、6.80和1.77 L）的误差均不超过5%,模型可靠。与德国农业协会公布的相近功率动力换挡拖拉机和无级变速拖拉机油耗数据相对比,该研究所提的控制策略在3种工况下节油9%～20%。研究结果可为多工况作业条件下降低拖拉机能耗提供解决方案。     

抗条纹叶枯病优良食味晚粳稻新品种南粳46的特征特性与栽培技术

南粳46是江苏省农业科学院粮食作物研究所以日本优质粳稻关东194为父本,与江苏优质高产粳稻武香粳14杂交,经数代外观与食味品质筛选和条纹叶枯病抗性分子标记辅助选择,培育而成的优质晚粳稻新品种。全生育期165 d左右,株高110 cm左右,直立型穗,每穗总粒数140~150粒,结实率90%左右,千粒重25~26 g。植株生长清秀,灌浆速度快,熟色好。稻米品质达国标二级优质稻谷标准,米饭晶莹剔透,有香味,口感柔软滑润,富有弹性,冷而不硬,食味品质极佳。抗条纹叶枯病,中抗白叶枯病,抗稻瘟病ZA5、ZB21、ZD7、ZF1小种,感ZC15、ZE3、ZG1小种,感穗颈瘟和纹枯病。适宜在苏南地区种植。     

不同年份水稻产量性状的QTL分析

分别于2005年和2006年利用热研2号（粳稻）和密阳23（籼稻）为亲本构建的含111个家系的F6和F7重组自交系群体,对单株穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重和单株产量6个性状进行了QTL分析。两年共检测到分布于7条染色体上的19个QTL,其中2005年检测到10个,2006年检测到14个,两年相同的QTL 5个。大多数性状之间具有显著的表型相关性,相关性较强的性状之间具有较多共同或紧密连锁的QTL。检测到3个控制产量性状的QTL区域存在一因多效或紧密连锁,其中第8染色体上RM5556-RM331区域两年同时检测到控制每穗颖花数、每穗实粒数以及单株产量的QTL。这些QTL为通过分子标记辅助选择提高水稻产量提供了有用信息。