籼粳亚种间杂交水稻育种进展及其应用分析

通过常规有性杂交育种途径,于2009年培育出具有超亲和性和特异遗传效应的光温敏核不育系SGW286S。2011年培育成功偏籼和偏粳型籼粳亚种间杂交稻。2013年在广西马山和上林进行10亩以上作连晚栽培示范,无论单产、抗倒力、抗病性均已超越当前生产上应用的品种间杂交稻。     

籼-粳稻特异插入／缺失分子标记揭示的稻属植物遗传分化

籼-粳分化在亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)的驯化过程中非常重要,但其分化机制仍不清楚.有的学者认为水稻籼-粳分化是亚洲栽培稻在驯化过程中适应不同生境的结果,也有人认为籼-粳分化在水稻的野生祖先种中就已经存在.为了研究普通野生稻的籼-粳分化,并解析稻属(Oryza)植物的籼-粳遗传变异,利用34对籼-粳特异插入/缺失分子标记(InDel)引物,研究了50份典型籼稻(O.sativa L.subsp.Indica Kato)和粳稻(O.sativa L.subsp.japonica Kato)样本以及来源于35个国家的348份稻属其他种材料.结果表明,亚洲栽培稻存在明显的籼-粳分化,普通野生稻复合体(O.rufipogon complex)中存在"偏籼"和"偏粳"类型,而稻属的其他种均未出现籼-粳分化,普通野生稻复合体中"偏籼"和"偏粳"类型的地理分布格局与籼稻和粳稻的地理分布格局相吻合.考虑到大部分普通野生稻复合体的样本取自邻近有栽培稻种植的普通野生稻群体,推测得出部分普通野生稻样本中表现出的"偏籼"和"偏粳"类型可能是栽培稻的籼稻品种和粳稻品种在普通野生稻的长期协同进化过程中基因交流的结果.     

生态条件对籼粳稻杂交后代亚种特性与经济性状的影响

以两个典型的籼粳交重组自交系F6群体(RILSA:中优早8号/丰锦、RILSB:七山占/秋光)为试材,分别在四川和辽宁同年种植,研究亚种特性和经济性状变化规律及其相互关系的结果表明,不同生态条件下籼粳交后代的亚种特性和经济性状都发生了显著的变化.生态条件对程氏指数和构成性状的影响因群体和性状而异,RILSA群体在四川和辽宁都呈偏粳分布,RILSB群体在辽宁接近正态分布,在四川呈偏粳分布,总体上四川表现比辽宁更加偏粳.与辽宁相比,四川穗数、结实率和千粒重降低,因而产量极显著下降,而穗粒数在不同地区和不同群体间差异不显著.程氏指数和构成性状与产量和经济性状有正相关的趋势,据此进行人工选择可能是北方稻区籼粳稻杂交育成品种仍然基本保持粳亚种特性的重要原因.此外,还讨论了籼粳分化与生态条件的关系等相关问题.     

云南改良稻及元阳地方稻磷高效研究

 在土壤有效磷质量比分别为0.26mg·kg^-1和80.0mg·kg^-1条件下对云南111份改良稻和77份元阳地方稻进行形态性状与程氏指数间的磷高效研究,以明确籼粳分化和米色与磷高效间相互关系,对比改良稻和地方稻间磷高效差异.结果表明:①相对地上干物质量、相对地下干物质量、相对总干物质量和相对分蘖力4个耐低磷指标性状可作为水稻耐低磷能力强弱评价的理想指标,能明确反映出磷高效能力强弱;②元阳地方稻各亚种间平均耐低磷能力均明显高于云南改良稻,且差异明显,4个耐低磷指标性状平均值为籼>偏籼>偏粳>粳,无色米>有色米,耐低磷能力随程氏指数的增大呈递减趋势;③总体而言,程氏指数和耐低磷指标性状间多数呈显著负相关,磷高效特性和籼粳分化密切相关.     

新工艺 新产品 新设备

籼粳亚种间杂交获超高产育种新突破中国水稻研究所利用籼粳亚种间杂交优势选育成高产新品种的系列新组合“协优413”、“协优9308”和“Ⅱ优2070”,实现了通过水稻亚种间杂交优势的利用获得超高产的目标。水稻育种界认为,水稻籼粳亚种间杂交优势的利用,是继水稻高秆变     

基于InDel分子标记的20个水稻品种的籼粳属性分析

水稻品种的籼粳属性分析是培育高产优质杂交水稻亲本选择的重要依据之一。本研究以93-11与日本晴分别为籼粳稻参考标准,利用均匀分布于水稻基因组12条染色体并具有较高籼粳特异性的37对In Del分子标记,对20份水稻育种材料进行In Del标记的籼粳属性分析。结果表明:所选取的20份水稻材料中,有8份为典型籼稻,3份为典型粳稻,4份为偏籼类型,另有5份为偏粳类型。NTsys聚类分析结果显示,在遗传相似系数为0.43处,20份水稻材料被分为两大类群;在遗传相似数为0.70处,所有水稻材料则被分为4个类群。     

2013-14 科技期刊亮点

分析籼型杂交稻淀粉RVA谱特征值杂种优势湖南农业大学农学院刘红梅等以6个籼型三系不育系和5个籼型恢复系按不完全双列杂交设计配制的30个杂交稻组合及其亲本为材料,对其籽粒淀粉RVA谱各特征值进行了测定和分析。结果表明:①亲本间和杂交稻组合间的淀粉RVA谱各特征值均存在极显著差异,其中变异最大的是消减值,最小的是糊化开始温度。②杂交稻组合淀粉RVA谱各特征值的变异系数均小于杂交稻亲本的变异系数;峰值粘度、崩解值、最低     

亚洲栽培稻5种不同生态类型与籼粳间的杂种F1育性研究

为全面系统地研究亚洲栽培稻种内不同生态类型材料与籼、粳亚种杂交育性，对19份包含亚洲栽培稻种内5种不同生态类型品种与云南温带粳品种滇粳优1号及国际水稻所选育的籼稻品种IR64的杂种F₁育性进行分析.结果表明，亚洲栽培稻不同类型中，温带粳与籼亚种间普遍存在杂种不育，温带粳与热带粳间、籼籼部分组合也存在杂种不育，Aus类型与籼、粳亚种的杂种不育程度与品种相关.研究结果为系统研究亚洲栽培稻不同生态类型与籼、粳间杂种不育奠定了基础，为认识亚洲栽培稻的分化提供证据，并为利用亚洲栽培稻种内丰富的遗传变异来培育新品种、新组合提供理论指导.     

超高产杂交粳稻的遗传特征的初步分析

2012年江苏省杂交晚粳区试11份材料的平均亩产为683.24kg,仅甬优杂交组合E240(Z06)在6个试点的平均亩产达到796.1kg的超高产水平,较对照甬优8号增产15.13%.为探索该杂交组合的超高产遗传结构,利用在籼粳有多态性的分布于12条染色体的36对InDel标记检测,发现该组合的籼型基因频率为0.47,属于中间型,其他组合的籼型基因频率都低于0.4,属于粳型或偏粳型.分子标记检测杂交组合Z06在第5和第12染色体的基因型为纯合籼型和杂合型,与其他组合明显不同.广亲和基因的功能标记检测仅发现Z03、Z05和Z06这3个杂交粳稻携带广亲和基因S5n,其中Z05为纯合基因型,Z03和Z06为杂合基因型.该研究表明杂交粳稻超高产组合应该接近一半籼型一半粳型,第5和12染色体片段为籼型基因型,并携带广亲和基因.     

亚种间杂交稻强弱势粒的灌浆生理

以籼粳亚种间杂交组合 优2070、 优419及其恢复系2070、中419为材料,研究强弱势粒的灌浆动态和籽粒淀粉磷酸化酶活性的变化,认为强势粒灌浆启动早,对弱势粒有明显的灌浆抑制,这种灌浆动态与强弱势粒淀粉磷酸化酶的活性是相适应的.虽然亚种间杂交稻组合强势粒与弱势粒的结实率低于其恢复系,但由于组合具有穗大粒多的高库容特点,使其产量仍高于恢复系.     

水稻籼粳中间型RIL系主要农艺性状杂种优势分析

分析了遗传背景相同的籼粳中间型重组自交系（RIL）9个品系与5个籼、偏籼型光温敏核不育系杂交的F1主要农艺性状的杂种优势．结果表明：9个农艺性状均表现为正向超亲优势,以单株产量、穗实粒数、株高和穗总粒数表现的优势较强,有效穗数、结实率和千粒重表现的优势较弱;F1单株产量仅与父本穗长呈显著负相关,而与杂种有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重呈极显著和显著正相关;F1单株产量的超亲优势与父本单株产量、有效穗数、结实率均呈极显著负相关,与父本抽穗天数和千粒重却呈显著负相关,而与杂种的抽穗天数、有效穗数、穗实粒数、结实率和千粒重优势呈极显著正相关．亚种间杂交稻超高产的获得关键在于要协调好产量目标、亲本产量构成因素和其杂种优势三者的关系．     

水稻栽培稻分类研究的现状与展望

简述了稻属、栽培稻种分类研究的现状,我国栽培稻种主要分类系统及籼、粳亚种的鉴别方法.全世界稻属植物的种共归纳为22个种,分属9个染色体组;栽培稻在亚种分级上主要可分为籼、粳两亚种或籼、粳和爪哇三个亚种,多数学者倾向于只分籼、粳两个亚种;亚种以下可分为生态群、生态型、品种或生态群、生态型、变种和品种,生态群、生态型的性状和指标不一,尚未统一;在分类方法上主要以形态特征,杂交亲和力,同工酶和植物学性状综合数值等来划分,而籼粳分子水平上的鉴别与分类也开始得到应用.栽培稻亚种间亲缘关系、亲和性及其与杂种优势的关系仍然是栽培稻分类研究的主要方向.     

科普中国

正我国科学家成功克隆出杂交稻种子中国农科院最新消息,中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室王克剑团队,利用基因编辑技术建立了水稻无融合生殖体系,成功克隆出杂交稻种子,首次实现杂交稻性状稳定遗传到下一代。该项成果1月4日在线发表于《自然·生物技术》杂志。王克剑团队将籼粳杂交稻品种春优84选为水稻无融合生殖研究的模式品种,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了其中4个水稻生殖相关基因,使杂交稻     

福建省区试籼型杂交稻稻米品质的分析与评价

按照农业行业标准NY/T593-2002,对2003-2005年福建水稻品种区域试验的282份籼型杂交稻新品种的11项稻米品质指标进行了分析和评价.结果表明:3年3种稻作类型杂交稻稻米的糙米率、精米率、粒长、碱消值、胶稠度、直链淀粉含量和蛋白质含量的差异较小,而整精米率、垩白粒率、垩白度和透明度的差异较大,相应性状的变异系数表现趋势较为一致.以5项评价指标的优质达标率综合评定的优质达标率仅为2.78%～16.12%,尤以早籼杂交稻表现最差.中籼和晚籼杂交稻优质达标率年度间提高较快,2005年比2003年分别提高了34.33%和15.57%.根据福建省稻米品质现状,我省稻米品质改良应以降低垩白粒率和垩白度,提高整精米率,兼顾其它品质指标为主要目标.     

秈粳稻杂种不育及其遗传基础的探讨

籼粳稻亚种间正反交多组合杂种不育的考察,表明籼粳杂种F_1普遍出现结实率不同程度降低,不实率随品种组合而异,有株间分离,穗间变异,正反交差异。数据变异幅度很宽而且不稳定。分析了不同方式回交与单穗选育所得的F_2数据,表明杂种不育的分布可因反回交而缩小,不实率可因选穗而提高。对杂种花粉育性作统计,表明籼粳杂交普遍使花粉趋于败育,花粉育性有分离与变异。作图表明花粉败育率与种子不实率呈直线相关。根据上述结果,对不育基因的假说进行了讨论;认为亚种间杂交中异源细胞质的竹用是小孢子发育发生波动的决定因素。提出了籼粳杂种不育遗传基础的模型,其中心环节是细胞质内蛋白质与酶的平衡在籼粳杂合基因组作用下发生了摆动。     

利用ILP分子标记分析籼粳杂交水稻的遗传多样性

采用ILP标记分析了福建地区20个亲本和30个育成品系构建的水稻籼粳亚种间杂交育种系谱的遗传多样性,并对结果进行聚类分析。结果表明,ILP标记可明显区分供试材料的籼粳特征。基于ILP标记聚类结果,以相似系数0.67为阈值,将该育种系谱划分成3个类群,即籼稻型、中间型和粳稻型。     

籼和粳稻及WCVs配组的杂种优势及育性

以广亲和品种轮回422，02428分别与籼、粳稻配组及粳/籼、籼/粳、粳/粳配组，检验杂种F1代的杂种优势与育性，试验结果表明M-201/日本优的每株穗数和单粒株重优势明显，广亲和品种与籼、粳配组能得到具有生物优势而且育性强的杂种F1代，显著提高水稻产量；轮回422为亲梗型的广亲和品种，但02428对籼稻有较强的亲和力.     

水稻籼粳杂交F_1植株育性与花粉育性的关系

以2个广亲和品种(轮回422,02428)分别与籼、粳稻配组及粳/籼、籼/粳、粳/粳配组,检测了杂种F1代的结实率及镜检亲本F1代的花粉活性.试验结果表明:除测49外,亲本花粉可育性均较高,杂种F1代的花粉育性因亲本不同而有所差异,以广亲和品种与籼、粳稻配组所得的杂种F1代的花粉可育性最高;籼粳杂种F1代的花粉败育率与植株不结实率的相关系数达0.8380.     

粳型杂交稻寒优湘晴与武育粳3号苗期光合特性的比较

研究了粳型杂交稻与粳型品种的光合特性。结果表明：杂交稻的根系活跃吸收面积、叶片单位鲜重的光合以素含量明显优于粳型品种，它的PSⅠ还原能力、PSⅡ氧化能力和叶片的光合速率，以及对光能的吸收能力均高于非杂交稻，杂交稻类囊体膜中与光合放氧有关的相对分子量为16000－18000、22000－25000，多肽组分在量上也优于粳型品种，根据所得的实验结果，认为杂交稻在光合特性上表现出杂交优势。     

水稻籼粳杂交F1植株育性与花粉育性的关系

以2个广亲和品种(轮回422，02428)分别与籼、粳稻配组及粳/籼、籼/粳、粳/粳配组，检测了杂种F1代的结实率及镜检亲本F1代的花粉活性.试验结果表明：除测49外，亲本花粉可育性均较高，杂种F1代的花粉育性因亲本不同而有所差异，以广亲和品种与籼、粳稻配组所得的杂种F1代的花粉可育性最高；籼粳杂种F1代的花粉败育率与植株不结实率的相关系数达0.838 0.