不同光周期条件下谷子农艺性状的光周期敏感性评价

本研究连续2年在海南和洛阳两个不同日照长度的生态区调查了156份谷子材料的株高、叶片数、抽穗期、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、穗粒重、千粒重9个主要农艺性状,通过9个性状的相对光周期敏感度比较分析、构建光周期敏感性综合评价指标D值对各性状进行回归分析两种方法评价9个性状的光周期敏感性,筛选能够准确反映谷子光周期敏感性的指标性状,为开展谷子光周期敏感性遗传学分析、光周期敏感性相关基因的定位奠定基础。结果表明:光周期相对敏感度排列顺序为:穗码数抽穗期穗长株高叶片数穗粒重;各个农艺性状对光周期敏感综合指标D的回归方程为D=-8.803×10-18+0.187X_1+0.041X_2+0.146X_3+0.202X_4+0.130X_5+0.081X_6+0.098X_7-0.086X_8+0.126X_9,其中X_1、X_2、X_3、X_4、X_5、X_6、X_7、X_8、X_9分别代表抽穗期、穗粒重、株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数、码粒数、千粒重。9个农艺性状对光周期敏感综合指标D的直接作用最大的是穗码数(0.395),其次是穗长(0.239)、抽穗期(0.228)、穗粒重(0.176)、叶片数(0.164)、株高(0.144)。结合各个农艺性状的相对敏感度比较分析结果以及各农艺性状对综合指标D的回归分析结果,得出穗码数、穗长、抽穗期3个性状为谷子光周期极敏感指标,叶片数光周期敏感度较弱,可以作为谷子光周期敏感性评价的次要指标,株高、穗粒重在两种评价方法中排序差异较大,稳定性差,不适合作为谷子光周期敏感性评价指标。     

不同土壤类型对北方粳稻穗部性状及产量构成的影响

以北方粳稻品种“长白9”、“东稻4”为试材,研究了水稻土(pH =7.25,ESP=7.60)、苏打盐碱土壤(pH=9.11,ESP=32.80)条件下两品种穗部性状及产量构成的变化规律.结果表明:与水稻土相比,在苏打盐碱土壤条件下,两品种大部分穗部性状有显著变化,枝梗数、枝梗长度、枝梗粒数均显著下降;各产量构成因素也发生显著变化,尤其是穗粒数显著减少(“东稻4”减少30.0％,“长白9”减少30.5％);单株产量与穗部性状相关分析表明,穗粒数较结实率、千粒重对产量的贡献率最大;每穗一次枝梗总粒数的减少主要受每穗一次枝梗数减少的影响,每穗二次枝梗总粒数的减少受每穗二次枝梗数及二次枝梗单枝着粒数减少共同影响;在苏打盐碱土壤条件下,相对一次枝梗来说,二次枝梗粒数更容易受环境影响.     

水稻轮回选择群体XTBG-HP1表型遗传多样性分析

该研究基于4个陆稻群体及172个水稻品种或杂交组合,构建了水稻多亲本隐性核不育轮回选择群体XTBG-HP1,并经过4次轮回重组,采用16个表型性状对其进行了遗传多样性分析。结果表明:(1)该群体14个数量性状符合正态分布,各表型均存在极端性状个体。(2)数量性状变异系数范围为0.08～0.41,均值为0.20; Shannon-Wiener多样性指数范围为0.72～1.92,均值为1.50。(3)群体在株型与产量构成因子性状方面有显著的相关性,对株型的选择可以实现产量性状的改良。(4)剑叶长、每穗粒总数、千粒重、穗长、粒长、一次枝梗数、有效穗数、剑叶宽、二次枝梗数、抽穗期10个性状可作为群体综合评价指标。(5)剑叶长、二次枝梗数、每穗粒总数3个表型性状具有较高的遗传变异、丰富的遗传多样性及与综合得分F值相关系数较高。综合以上结果发现,后期群体进行基因挖掘、品种改良以及优良育种材料的选育可以基于剑叶长、二次枝梗数及每穗粒总数3个表型性状,同时要充分利用群体株型与产量构成因子性状间的显著相关性。此外,该研究群体中极端单性状或综合得分F值较高的个体,可进一步用于品种选育。     

利用RFLP标记定位水稻重要农艺性状的主效基因与微效基因

以一对籼粳交(圭630/02 428)经花药培养产生的双单倍体(DH)群体构建了含233个RFLP标记、覆盖基因组约2070cM的水稻分子图谱.利用QTL区间作图对水稻重要农艺性状如抽穗期、株高、有效穗、着粒数、实粒数、结实率和千粒重等7个性状的基因座位进行了定位分析,检测到8个主效基因和29个微效基因.双亲间性状差异较大有利于主效基因的鉴别.     

水稻不同基因型耐低氮能力差异评价

以水稻单株谷重及其氮素反应指数作为耐低氮能力指标,分析不同施氮水平下水稻种质资源的耐低氮能力以及单株谷重及其氮素反应指数与其他农艺性状的相关关系。结果表明,水稻种质资源的耐低氮能力在不同施氮水平间均有较大差异,多数农艺性状的表型差异顺序为未施氮〉施低氮〉普通施氮;不同施氮水平间单株谷重、单株草重和穗数的差异大于其他农艺性状。在不同施氮水平下,单株谷重与单株草重均呈极显著正相关;单株谷重的氮素反应指数与单株谷重、单株草重和谷草比均呈极显著正相关。在未施氮水平下,单株谷重与株高、穗数、穗粒数和单株草重的相关性以及单株谷重的氮素反应指数与穗数、单株谷重、单株草重和谷草比的相关性比施低氮或普通施氮水平更为密切。花峰稻、中作9059、旱稻9号、旱稻502和IRAT359等种质资源表现较迟钝的氮素反应,具有较强的耐低氮能力。     

普通野生稻（Oryza rufipogon）DNA导入栽培稻后代主要性状的遗传变异

通过花粉管通道法将普通野生稻(Oryza rufipogon)DNA导入宁夏水稻品种宁粳16号和宁粳23号中,获得外源DNA导入系(以D表示),选择的导入系经4次连续自交获得D4代材料.选择其中36个株系在北京种植,进行农艺性状调查和变异类型分析.结果表明,这些导入系分别在株型、生育期、分蘖力、株高、每穗粒数、每穗粒重、穗长、千粒重等性状上发生变异;一些导入系的每穗实粒数、每穗粒重、穗长、千粒重和分蘖数等明显高于受体,表现出高产潜力.本文着重阐述导入系的每穗实粒数、千粒重、分蘖数等与产量相关性状的遗传变异.     

高静水压诱导水稻变异的初步研究

以高静水压处理水稻粤香占、粤丰占、998、999和毕粳38种子后的当代群体(M1),以及从中筛选到的突变株粤变长、巨无霸、粤丰压变1号-5号、毕籼为材料,研究了静水高压对水稻生长发育及其农艺性状的影响,结果发现：(1)与对照相比,粤香占和998处理当代群体的株高和有效穗数明显增加,但株叶形态没有明显变化;粤丰占、999和毕粳38的处理群体没有明显变化;(2)粤变长和巨无霸从第二代(M2)到第四代(M4)性状稳定,未发现明显分离,但在株高、有效穗数、穗粒数、粒长和千粒重等方面,与对照相比明显不同;(3)在M,代,粤丰压变1号一5号中除粤丰压变2号外的株高都发生了分离,而且粤丰压变4号分离出了大粒型和长芒型的植株;(4)毕籼从Mz代到lVt,代,性状稳定,但其株高、穗长、粒长和穗粒数均比对照显著增加,结实率和千粒重则明显降低;(5)经静水高压处理后的粤丰占种子发芽试验中,出现了双苗和3苗现象。这些结果表明静水高压能够影响水稻的生长发育,并能诱导水稻产生变异。     

不同遗传背景下杂交籼稻功能叶与产量构成因素的相关

为明确水稻功能叶与产量构成因素间的相关性,以不同遗传背景下籼稻的10个不育系和16个恢复系为亲本,按照NCII设计配制两套双列杂交组合,对水稻12个功能叶性状与8个产量性状构成因素进行了相关分析,结果表明：3片功能叶叶长与叶面积、剑叶宽、倒2叶宽等性状之间均存在极显著正相关,功能叶夹角之间也存在极显著正相关,但不同遗传背景对夹角性状与9个形态性状之间的相关性则存在明显差异,在第一套组合中,其相关系数均为负值,且相关均不显著;而第二套组合则相反。8个产量构成因素中,单株穗数与平均穗长、着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数之间存在极显著负相关,平均穗长与穗着粒数、结实率与单株产量呈显著或极显著正相关,遗传背景对产量组成上有较大影响,在第一套组合中单株产量主要由结实率、单株穗数以及穗实粒数等性状决定,而在第二套中则主要由穗实粒数和结实率等性状决定。在功能叶与产量构成因素的相关中,功能叶叶长、叶面积、剑叶宽、倒2叶宽与着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数等3个性状之间存在显著或极显著正相关。12个水稻功能叶性状与8个产量构成因素之间的主成分分析表明,在不同的遗传背景下,产量构成因素均主要受叶面积和叶夹角影响,两种不同遗传背景中其累积贡献率分别为69.8%和84.0%。     

不同遗传背景下杂交籼稻功能叶与产量构成因素的相关性

为明确水稻功能叶与产量构成因素间的相关性,以不同遗传背景下籼稻的10个不育系和16个恢复系为亲本,按照NCII设计配制两套双列杂交组合,对水稻12个功能叶性状与8个产量性状构成因素进行了相关分析,结果表明：3片功能叶叶长与叶面积、剑叶宽、倒2叶宽等性状之间均存在极显著正相关,功能叶夹角之间也存在极显著正相关,但不同遗传背景对夹角性状与9个形态性状之间的相关性则存在明显差异,在第1套组合中,其相关系数均为负值,且相关均不显著;而第2套组合则相反。8个产量构成因素中,单株穗数与平均穗长、着粒密度、穗实粒数以及穗着粒数之间存在极显著负相关,平均穗长与穗着粒数、结实率与单株产量呈显著或极显著正相关,遗传背景对产量组成上有较大影响,在第1套组合中单株产量主要由结实率、单株穗数以及穗实粒数等性状决定,而在第2套中则主要由穗实粒数和结实率等性状决定。在功能叶与产量构成因素的相关中,叶长、叶面积、剑叶宽、倒2叶宽与着粒密度、穗实粒数以及穗着粒教等3个性状之间存在显著或极显著正相关。12个水稻功能叶性状与8个产量构成因素之间的主成分分析表明,在不同的遗传背景下,产量构成因素均主要受叶面积和叶夹角影响,两种不同遗传背景中其累积贡献率分别为69．8％和84．0％。     

东乡野生稻BILs群体耐低氮性表型性状指标筛选及其综合评价

为了鉴定东乡野生稻及其后代群体的耐低氮性,研究低氮和正常氮2种处理下“协青早B//东乡野生稻/协青早B”BC₁-F₁₂回交重组自交系株高、抽穗期、穗长、有效穗数、穗实粒数、穗总粒数、着粒密度、结实率、千粒重和单株产量等10个表型性状,利用主成分分析和模糊隶属函数对BILs群体的耐低氮性进行综合评价.结果表明： 株系116、143和157的耐低氮性强,可作为东乡野生稻耐低氮性遗传研究和水稻耐低氮性育种的中间材料.采用逐步回归分析法建立了耐低氮性最优回归方程,筛选到株高、穗总粒数、结实率、千粒重和单株产量等5个性状相对值可作为水稻全生育期耐低氮性的综合评价指标.因此,在水稻耐低氮性遗传改良中,应注重对这5个性状,尤其是穗总粒数和单株产量相对值的选择.
     

RFLP mapping of QTLs for yield and related characters in rice (Oryza sativa L.)

Quantitative triat loci (QTLs) for yield and related traits in rice were mapped based on RFLP maps from two indica/indica F₂ populations, Tesanai 2/CB and Waiyin 2/CB. In Tesanai 2/CB, 14 intervals carrying QTLs for eight traits were detected, including 3 for grain weight per plant (GWT), 2 for number of panicles per plant (NP), 2 for number of grains per panicle (NG), 1 for total number of spikelets per panicle (TNS), 1 for spikelet fertility (SF), 3 for 1000-grain weight (TGWT), 1 for spikelet density (SD), and 1 for number of first branches per main panicle. The 3 QTLs for GWT were located on chromosomes 1, 2, and 4, with 1 in each chromosome. The additive effect of the single locus ranged from 2.0 g to 9.1 g. A major gene (np4) for NP was detected on chromosome 4 within the interval of RG143–RG214, about 4cM for RG143, and this locus explained 26.1% of the observed phenotypic variance for NP. The paternal allele of this locus was responsible for reduced panicles per plant (3 panicles per plant). In another population, Waiyin 2/CB, 12 intervals containing QTLs for six of the above-mentioned traits were detected, including 3 for GWT, 2 for each of NP, TNS, TGWT and SD, 1 for SF. Three QTLs for GWT were located on chromosome 1, 4, and 5, respectively. The additive effect of the single locus for GWT ranged from 6.7 g to 8.8 g, while the dominance effect was 1.7–11.5 g. QTL mapping in two populations with a common male parent is compared and discussed.     

播栽期对水稻产量和产量构成因素及生育期的影响

研究了不同播栽期对水稻产量和产量构成因素及生育期的影响。结果表明 ,随播栽期推迟 ,水稻产量有所降低。每穗成粒数减少是推迟播栽期引起水稻减产的主要原因 ,其次是千粒重的下降和成穗数的降低。针对目前的生产实际 ,提出了一些应对播栽期推迟的技术措施。     

He－Ne激光照射糙米种胚对水稻当代生长发育的影响

Ｈｅ－Ｎｅ激光处理水稻去壳种子可以促进分蘖,提高成秧率和成穗率,增加有效穗数和每穗总粒数、千粒重及单株产量。但结实率降低、生育期延长。株高、穗长虽略有增加,但不明显。     

杂交水稻产量性状配合力研究

利用 9个不育系和 7个恢复系配制 40个杂交组合 ,对 6个产量性状的亲本一般配合力和组合特殊配合力效应进行分析。结果表明 ,杂种一代 (F1)各性状的形成同时受亲本一般配合力和组合特殊配合力的影响。单株穗数、每穗总粒数、千粒重三性状主要受一般配合力作用 ;每穗实粒数、结实率、单株粒重三性状则一般配合力和组合特殊配合力的作用同样明显 ,或特殊配合力作用更明显些。不育系珍汕 97A、龙特浦A、K1 8A和恢复系明恢 63、直龙、1 0 2 5的一般配合力高 ,利用它们容易配制出高产组合。两年试验结果千粒重、单株粒重二性状的形成均是不育系的作用大于恢复系 ,近期育种工作重点应放在不育系的选育上。     

培矮64S/爪哇稻F1农艺性状表现和对照优势分析

本文报道了利用原始爪哇稻资源与光温敏雄性不育系培矮64S配制的27个籼爪交组合在长沙的农艺性状和杂种优势表现.从总体上来看,籼爪交组合与对照相比在每穗实粒数和理论产量上无显著差异,在其它性状上均有极显著的差异;籼爪交组合在秆高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数和千粒重方面有正向对照优势,在播始历期、有效分蘖数、结实率、理论产量和实际产量上存在负向对照优势.从个体上来看,籼爪交组合理论产量对照优势＞40%的比例为11.1%.实际产量对照优势＞40%的机率为3.7%,说明爪哇稻资源在籼爪交杂种优势利用中具有利用价值.本文还对爪哇稻资源在籼爪杂种优势利用中的一些问题进行了讨论.     

水稻籼粳交DH群体籽粒充实度的遗传分析

籽粒充实度差是限制亚种间杂交稻产量潜力发挥的重要因素。作者对籼粳交（圭630／02428）DH群体的籽粒充实度进行了研究,结果表明,籽粒充实度是受多基因控制的数量性状,在该DH群体中发生分离的基因估计数为5－6对。通过估测三级（偏度）和四级（峰度）统计量,检测到控制籽粒充实度的多基因间存在重叠作用。DH群体中籽粒充实度表现出明显的超亲分离,表明基因重组可实现控制籽粒充实度的增效基因的聚合。籽粒充实度与单穗产量、穗均实粒数和干物质／总库容之比呈显著或极显著正相关,与千粒重、穗均颖花数和穗均总库容相关不显著。     

转拟南芥NPR1基因桂99 T3代植株的抗病性及农艺性状表现

以转拟南芥AtNPR1基因的恢复系品种桂99T3代纯合株系为材料,考查其农艺性状及其抗病性,并比较转基因植株与桂99侵染水稻白叶枯病菌后的农艺性状。结果表明:转基因植株表现出对水稻白叶枯病的抗性显著增强77%以上;穗长、剑叶长、有效穗数、一次枝梗数、每穗实粒数、单株产量和谷粒宽等农艺性状与未转基因桂99无显著差别。在受到水稻白叶枯病菌侵染后,转基因植株的一次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数和单株产量等方面均比对照桂99高出13%～78%。说明AtNPR1基因增强了水稻的抗病能力,从而降低了病害引起的产量损失。转基因植株的恢复力不受影响,稻米品质比桂99更加优良。本工作为转基因水稻抗病育种的研究奠定了基础。     

Over-expression of the rice LRK1 gene improves quantitative yield components

In rice ( Oryza sativa L.), the number of panicles, spikelets per panicle and grain weight are important components of grain yield. These characteristics are controlled by quantitative trait loci (QTLs) and are derived from variation inherent in crops. As a result of the complex genetic basis of these traits, only a few genes involved in their control have been cloned and characterized. We have previously map-cloned a gene cluster including eight leucine-rich repeat receptor-like kinase ( LRK ) genes in Dongxiang wild rice ( Oryza rufipogon Griff.), which increased the grain yield by 16%. In the present study, we characterized the LRK1 gene, which was contained in the donor parent (Dongxiang wild rice) genome and absent from the recurrent parent genome (Guichao2, Oryza sativa L. ssp. indica ). Our data showed that rice LRK1 is a plasma membrane protein expressed constitutively in leaves, young panicles, roots and culms. The over-expression of rice LRK1 results in increased panicles, spikelets per panicle, weight per grain and enhanced cellular proliferation, leading to a 27.09% increase in total grain yield per plant. The increased number of panicles and spikelets per panicle are associated with increased branch number. Our data suggest that rice LRK1 regulates rice branch number by enhancing cellular proliferation. The functional characterization of rice LRK1 facilitates an understanding of the mechanisms involved in cereal crop yield, and may have utility in improving grain yield in cereal crops.     

水稻半矮生基因sd－1的遗传性状表现──Ⅳ．半矮生性与大粒性的结合

为克服水稻半矮生基因ｓｄ－１减小粒重的副作用,培育了半矮生粳稻型大粒品种。本研究用具有大粒基因ｌｋ－ｆ的高秆品种房吉和具有半矮生基因ｓｄ－１系统ＳＣ－ＴＮ１的杂种进行了鉴定分析。结果表明,选育的半矮生系统的千位重均较ＳＣ－ＴＮ１有所提高,并出现了千粒重３０克以上的系统。亲子代的相关分析表明,粒长间有高度的正相关。充分说明,ｓｄ－１的半矮生性和大粒性的结合是可能的。因此指出,通过选择适当的大粒种质资源与ｓｄ－１基因组合,使半矮生性的抗倒伏和大粒的丰产性一体化,可以培育成丰产性更高的粳稻品种。