王林友[1]2011年在《利用InDel标记鉴定浙优系列组合籼粳属性及预测杂种优势的研究》文中进行了进一步梳理准确高效鉴定水稻材料的籼粳属性及利用遗传距离预测杂种优势,对于开展籼粳亚种间杂种优势利用、水稻品种(组合)定性和因地制宜地开展新品种推广应用有着重要意义。本论文验证了19对基于籼稻(9311)和粳稻(日本晴)的全基因组DNA序列比对而获得的特异插入／缺失(InDel)引物在水稻籼粳属性鉴定上的有效性,并利用这19对InDel引物对12个浙优系列杂交组合及其双亲进行了InDel分子标记鉴定,探明了这12个组合及其双亲的籼粳属性,并分析了13个亲本间的(1个不育系和12个恢复系)InDel遗传距离,在此基础上结合12个浙优系列杂交组合F]的表现,研究了InDel遗传距离与杂种优势的相关性。结果摘要如下：1.选用分布在12条水稻染色体上的19对InDel引物,以48份引自全国各地并在育种上常用的籼稻、粳稻和中间型材料为验证材料,在利用程氏指数法进行籼粳鉴定的基础上,进行InDel分子标记的籼粳属性鉴定,通过比对程氏法结果验证了InDel分子标记法在水稻籼粳属性鉴定上的有效性。结果表明,在水稻材料的籼粳属性鉴定上,InDel分子标记法与传统的程氏指数法的总体吻合率为89.58%,在典型籼稻或典型粳稻材料上吻合率为100%,在具有复杂遗传背景的中间型材料上,InDel分子标记法比程氏指数法具有更高的准确性。InDel分子标记法是真正籼粳特异的且比传统方法具有更高的灵敏性和准确度,可以用于籼粳属性鉴定及遗传分化研究。2.以通过有效性验证的19对InDel引物,对12个浙优系列杂交组合及其双亲进行PCR扩增,计算了各材料的籼(粳)基因频率,并进行了聚类分析和主成分分析。结果表明,不育系、4个粳粳交组合的恢复系和4个粳粳交组合被归在“粳稻／偏粳”区,8个籼粳交组合的恢复系被归在“籼稻”区,8个籼粳交组合被归在“中间偏粳”区。8个籼粳交组合的恢复系、不育系被分别归在“籼稻”和“粳稻／偏粳”2个区,证实了这些组合为典型的籼粳交组合,说明双亲间具有较大的遗传距离是其杂种F1具有强大杂种优势的基础,杂种F1则被归在介于双亲间稍偏向于母本的“中间偏粳”区。3.在获得浙优系列杂交组合亲本间InDel遗传距离的基础上,选用上述浙优系列杂交组合按随机区组设计布置试验,获得各杂交组合产量相关性状的对照杂种优势,研究了InDel遗传距离与杂种优势的相关性。结果表明,在以12个组合作为整体为分析对象时,InDel遗传距离(GD)与经济产量、每穗总粒数、每穗实粒数、单穗重呈极显著正相关,而与结实率呈显著负相关。但以8个籼粳交组合作为研究对象时,InDel遗传距离(GD)则仅与单穗重和千粒重呈显著正相关。表明InDel遗传距离在亚种间具有很好的杂种优势预测能力,但在亚种内预测能力有所下降,InDel遗传距离可以用于单穗重的杂种优势预测,即随着InDel遗传距离的扩大,杂种优势主要体现在单穗重的增加上。
李任华[2]1999年在《栽培稻遗传分化与杂种优势利用若干问题的研究》文中进行了进一步梳理本研究利用两套材料，即来自一个籼／粳交(圭630／02428)的双单倍体(DH)系和另一组由多种类型的籼、粳组成的对照组，从分子水平上研究了水稻亲本的遗传分化程度。在此基础上探讨了亲本的遗传分化程度与籼粳杂种优势的关系。结果表明：1栽培稻中存在两种主要的差异类型，即质的差异和量的差异。前者主要存在于籼、粳分化程度比较高的对照组中，85％以上的有关位点已经发生了籼或粳的分化取向；后者主要存在于DH群体中，平均只有51.5％的位点发生了倾籼的趋向，或48.5％的位点发生了倾粳的趋向。2两套测交F_1群体的结果一致表明，亲本遗传分化程度对穗数和千粒重的影响相对较小，但是对每穗结实粒数和结实率这两项体现育性的指标影响较大。当亲本遗传分化综合指数TDj值为20—25时，育性指标有一个峰值，对应产量优势也有一个峰值。亲本遗传分化程度对杂种优势的影响主要体现在育性这一敏感也是主要因子上。另一方面，本研究结果表明中间型亲本在水稻杂种优势利用上具有重要的地位。3 87.8％的这种标记参与了对杂种优势显著或极显著的影响，表明在水稻的演化过程中，参与适应性进化的基因与控制经济产量的QTLs存在平行进化关系。进一步分析结果表明，杂种F_1育性是一个影响籼粳杂种产量优势的主要因子，而F_1育性同时受分化标记位点内和位点间基因互作的重要影响，提出了解释籼粳杂种育性现象的新模式。
许旭明[3]2009年在《水稻籼粳亚种间杂交衍生系遗传基础的研究》文中进行了进一步梳理水稻籼粳亚种间杂种F1蕴藏着巨大的杂种优势。有效利用水稻籼粳亚种间杂种优势是全球产稻国稻作科技的一个热点。从育种实践的角度,创制水稻籼粳亚种间杂交衍生系谱、揭示其遗传基础,对培育实用型强优势籼粳亚种间杂交稻具有重要的理论意义与指导价值。本文在评述水稻籼粳亚种间杂交性状遗传育种、籼粳亚种分类、遗传多样性和亲缘关系研究进展的基础上,以一个历时21年4个育种阶段,涉及18个亲本和39个不同阶段育成的籼粳交衍生系谱为研究材料,从分子水平上揭示其籼粳分化与杂种优势关系、遗传多样性与系谱亲缘关系;从遗传生态学角度分析不同育种阶段衍生系产量相关性状的改良效果、育成品系产量相关性状的遗传及其与环境互作效应、评价其育种利用价值,旨在为进一步有效利用水稻籼粳杂交衍生系及其杂交稻配组提供科学依据。主要结果如下:1、采用58个籼粳特异ILP分子标记结合程氏形态指数法,检测了包括18个亲本、39个衍生系和2个对照品种的水稻籼粳亚种间杂交衍生系谱的籼粳分化度。以籼粳属性判别值(Di)和籼(粳)稻成分指数值分别作为判别不同籼粳类型多态性条带和籼粳类型划分的定性指标。发现供试材料基因组DNA在所检测位点上均存在籼粳分化,不存在100%纯籼(或粳)类型;18个亲本中共检测出4个粳型、5个偏粳型、8个偏籼型和1个籼型,平均粳稻成分指数分别为79.69%、32.08%、10.94%和6.25%;39个籼粳杂交衍生系中共检测出1个粳型、11个偏粳型、20个偏籼型和7个籼型,平均粳稻成分指数分别为68.70%、24.62%、12.92%和4.76%;对照品种日本晴和9311分别属于粳型和籼型,粳稻成分指数分别为95.83 %和4.17 %。同时,发现供试材料外观形态上属于粳型的C418和明恢502,其粳稻成分分别仅有31.25%(偏粳型)和10.42%(偏籼型);而属于籼型的9308和明恢63,其粳稻成分分别为33.33%(偏粳型)和12.50%(偏籼型)。进一步分析认为以明恢63为亲本配组的杂交稻汕优63之所以雄居全球推广面积之首,其原因之一是利用了部分籼粳亚种间杂种优势。另外,籼(或粳)稻成分指数分别与程氏形态指数多数指标间表现明显的相关关系,且籼粳类型的划分与形态指数判别的结果均表现相同的趋势,表明采用ILP分子标记获得的籼(或粳)稲成分指数及定性指标作为判别籼粳分化类型是合理的,对有效利用籼粳亚种间优良基因具有重要作用。2、采用分布于水稻基因组的221个SSR位点结合系谱分析法,研究了水稻籼粳亚种间杂交衍生系和亲本的遗传多样性和亲缘关系。发现反映遗传多样性的多态性位点数、多态性位点百分率(PPB)、观察等位基因值(Na)、有效等位基因值(Ne)、平均Nei遗传多样性指数(H)、Shannon多样性指数(I)等指标,亲本均大于衍生系,衍生四代大于衍生二代,四种籼粳分化类型大小依次为:偏粳型﹥偏籼型﹥粳型﹥籼型;通过SSR标记可将衍生系和亲本聚为5大类,其中第三大类又可分为四个亚类,发现各类间的籼粳分化类型和亲缘关系差异明显,具有明恢63亲缘关系的均聚在第三大类第二亚类,它与其它类群存在一定的遗传距离,由此表明,多数的衍生系在拓宽三系恢复系遗传基础上有明显改进,采用Structure群体遗传结构法也得出类似的结果;主成分分析(PCA)结果发现随着衍生系的不断改良,籼稻遗传成分逐渐增加,衍生系中籼(粳)成分比例更趋于合理。系谱追踪等位变异法(PAM)分析亲本遗传物质在衍生世代间的传递,发现ketanNangka、嘉南粳、02428、明恢72等4个祖先亲本对衍生一代92gk729的遗传贡献率分别为15.09%,21.32%,22.78%和34.64%,对衍生二代的分别为6.05%,7.09%,7.98%和13.41%,对衍生三代的分别为3.51%,4.04%,4.56%和7.92%,对衍生四代的分别为3.31%,3.23%,3.68%和7.55%,祖先亲本对各衍生世代的遗传贡献率大小依次为明恢72>02428>嘉南粳>Ketan Nangka ;各级亲本及杂交重组后的特异遗传位点也间接地传递给衍生后代,对衍生系的遗传贡献是随着衍生代数的递增而逐渐下降。值得一提的是,92gk729有10个经祖先亲本遗传重组后保留的SSR特异位点,其中的5个位点能稳定地分别传递到23.21%、35.71%、82.14%、64.29%、41.07%的各衍生世代品系中,平均有2.21个位点可遗传到衍生四代。采用系谱追踪等位变异法对4个祖先亲本及其衍生系分别进行聚类,发现Ketan Nangka、嘉南粳和02428三个祖先亲本及其衍生系的聚类结果较为相似,与明恢72为祖先亲本的有明显差异,较好地体现出各衍生系不同的遗传背景,有助于了解衍生系的遗传结构分化。3、选用4个籼(粳)稻不育系和54个水稻籼粳亚种间杂交衍生系及其亲本,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制的216个杂交组合,探讨双亲籼粳遗传差异与产量相关性状杂种优势的关系;选用8个三系和两系不育系及其籼粳分化具有明显差异的12个衍生系,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制的96个杂交组合,研究双亲籼粳遗传差异的适合范围;用41个ILP标记对供试不育系进行籼粳分化检测。发现三系不育系春江12A、广抗13A、K17A、中9A、金23A和II-32A粳稻成分指数值分别为92.50%(粳)、9.76%(偏籼)、9.76%(偏籼)、5%(籼),7.32%(籼)、7.69%(籼);两系不育系N5088S、培矮64 S、广占63S、SE21S粳稻成分指数值分别为95.00%(粳)、24.39%(偏粳)、12.50%(偏籼)、7.32%(籼)。双亲籼粳遗传差异对产量相关性状杂种优势的影响因研究材料的不同有异,不同地点表现较为相似的趋势;双亲籼粳遗传差异对每穗实粒数和结实率超亲优势具有较大的影响,而对有效穗、千粒重的影响较小。双亲籼粳遗传差异适合范围的研究结果表明,三系杂交稻双亲粳稻成分指数差值(恢复系-不育系)在-5%时,杂种的单株谷重性状表现最小的负向优势;处于-5%～0之间,随着差值的减少,正向优势逐渐增强;在0～20%之间,随着差值的扩大,正向优势均大于20%;在20%～25%之间,正向优势趋于下降。当差值分别在0～10%和10%～20%范围内,恢复系恰好为偏籼和偏粳类型,均可筛选出杂种优势较强的杂交稻。两系杂交稻组合的双亲籼粳遗传差异的适合范围比三系杂交组合更宽,在7.7%～15%差值范围内较易选出强优组合。4、在双亲籼粳遗传差异适合范围研究材料的基础上,进一步分析了双亲籼粳遗传差异对茎秆和光合性状杂种优势的影响。结果表明,在所考查的杂交稻组合中,双亲粳稻成分指数差值与倒伏指数中亲优势呈显著负相关;与抗折力、茎壁截面积的超亲和中亲优势均呈显著或极显著正相关;与弯曲力矩和茎椭圆截面积的杂种优势相关不明显;其中,三系杂交组合的抗折力、茎壁截面积的超亲优势与双亲粳稻成分指数差值均呈明显的正相关关系。在所考查的杂交稻组合中,双亲粳稻成分指数差值与齐穗期光合速率的超亲(中亲)优势均呈显著的负相关关系,而在成熟期则表现正相关趋势。5、选用不同衍生世代的8个水稻籼粳亚种间杂交品系和8个三系和两系不育系,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制包括亲本和杂种一代两个世代的遗传材料,采用基因型与环境互作的加性-显性遗传模型及相应的统计方法,分析了不同衍生世代9个产量相关性状的表型值、遗传效应和杂种优势的变化趋势。表型值分析表明,亲本的单株谷重随着衍生世代的增加呈明显增重的趋势,F1在衍生二代和衍生四代变化都不明显,但两者均比衍生一代有较大提高;亲本和F1的每穗总粒数和每穗实粒数都随着衍生世代的增加呈明显增多的趋势,株高在衍生二代和衍生四代变化都不明显,但两者均比衍生一代降高效果显著,抽穗期在衍生世代之间变化幅度不大,表明在控制F1生育期超亲上有明显的改良效果。遗传效应分析认为,每穗总粒数和每穗实粒数的加性方差占表型方差的比率在衍生世代间均呈增强趋势,而显性方差占表型方差的比率则呈下降趋势,环境影响的效应变化不明显;生育期和千粒重的加性方差占表型方差的比率在衍生四代均大于衍生一代和衍生二代,而显性方差占表型方差的比率则最低,环境影响的效应变化不明显。衍生四代的上述性状受显性效应影响较小,通过选择能稳定遗传。杂种优势分析可见,在遗传主效应和环境效应的群体平均优势和群体超亲优势上,生育期在衍生世代间的变化不明显,多数为负向效应,表现缩短生育期的趋势;单株有效穗数在衍生世代间有增加的趋势,但多数还是为负向优势;每穗总粒数、每穗实粒数和株高在衍生世代间有降低趋势,但多数为正效应。6、选用衍生四代的8个育成品系和8个三系和两系不育系,按不完全双列杂交(NC-Ⅱ设计)配制包括亲本和杂种一代两个世代的遗传材料,采用基因型与环境互作的加性-显性遗传模型及相应的统计方法,分析了不同环境条件下育成品系产量相关性状的遗传效应和杂种优势,评价了育成品系的育种利用价值。结果表明,除单株谷重主要受基因型×环境互作效应控制(占总遗传方差的69%)外,其余8个性状主要受遗传主效应的控制,遗传主效应方差占总遗传方差的幅度为54.9%~91.3%。在遗传主效应中,抽穗期、单株有效穗、穗总粒数、穗实粒数和千粒重等性状都是以基因的加性效应为主,其加性方差分别占遗传主效应方差的76.8%、70.9%、94.3%、84.9%和85.8%,这5个性状可以通过选择能稳定遗传;单株谷重、结实率、株高和穗长等性状以基因的显性效应为主,其显性方差分别占遗传主效应方差的68.8%、78.8%、56.3%和61.3%,该4个性状可以通过杂种优势加以利用。杂种优势分析可见,除单株有效穗和抽穗期外,其余7个性状均表现显著或极显著的正向群体平均优势,单株谷重最大,达18.5%,千粒重最小,仅为3.2%。单株有效穗、千粒重和株高3个性状群体平均优势的稳定性较好;其余6个性状的稳定性较差。除单株产谷重、株高和穗长外,其余6个性状均表现明显的负向群体超亲优势。株高、抽穗期和单株有效穗的群体超亲优势稳定性较好。其余6个性状的群体超亲优势稳定性较差。育成品系育种利用价值分析表明,明恢413具有增加杂种后代每穗总粒数、穗长和单株谷重的效应;明恢509可增加杂种后代的每穗总粒数、结实率、穗长和单株谷重;明恢417对增加后代的结实率、千粒重,穗长、单株谷重具有明显作用;明恢118有提高结实率、增加单株谷重的效应;明恢502具有增长穗长,增多每穗总粒数和提高结实率的作用;明恢503和明恢512均可增加每穗总粒数;明恢398能降低株高和提高千粒重。
李春[4]2008年在《南亚、东南亚普通野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其相互关系》文中研究说明普通野生稻(以下简称普野)被认为是亚洲栽培稻的祖先,亚洲栽培稻又进一步分化为粳稻和籼稻。关于它们之间的遗传结构和演化关系一直没有定论。本研究采用35对随机分布在12条染色体上的SSR引物,对来源于13个国家的籼稻(28份)、粳稻(15份)及野生稻(37份)进行遗传多样性研究,获得的主要结果如下:1.野生稻、粳稻和籼稻的遗传多样性在野生稻群体中,等位基因数、平均等位基因数、平均基因多样性、平均多态信息含量分别为249、7.11、0.6161、0.5823,籼稻群体中四个参数值分别为137、3.91、0.4001、0.3728,粳稻中的四个参数分别为111、3.17、0.3509、0.3234。由此可知,野生稻群体的遗传多样性水平普遍高于栽培稻,而在栽培稻中,籼稻的遗传多样性水平又要高于粳稻。2.野生稻、粳稻和籼稻相互关系从遗传距离看,南亚、东南亚普野和粳稻遗传距离为0.6712;和籼稻遗传距离为0.3987,粳稻和籼稻遗传距离为0.5721。从遗传分化系数看,野生稻和粳稻的分化系数为0.3222,野生稻和籼稻分化系数为0.2423,粳稻和籼稻的分化系数为0.4091;从基因流看,野生稻和粳稻的基因流值为0.5259,野生稻和籼稻的基因流值为0.7818,粳稻和籼稻的基因流值为0.3611。表明南亚、东南亚普野和籼稻亲缘关系最近,与粳稻亲缘关系较远。水稻中籼粳分化最大,是栽培稻分化的主流。结合本实验室前期所做工作,我们进一步推测籼稻和粳稻可能为二元起源。
李晏军[5]2010年在《中国杂交水稻技术发展研究（1964～2010）》文中研究指明杂交水稻作为一项现代农业高新技术成果,在中国的研究与应用一直领先世界已近50年,其研究成果的推广应用,不仅对中国,同时对世界产生了广泛而又深远的影响,为解决中国和世界的粮食安全问题做出了巨大贡献。技术从诞生之日起就会深深打上时代的烙印。杂交水稻在中国的研究起步虽相对较晚,却在中国极端艰辛的环境中诞生,这与中国当时社会的技术需要的强大推动是密不可分的。纵观几千年的文明史,中国一直未能彻底摆脱饥饿的威胁。20世纪50年代末爆发的大饥荒,又一次夺走了中国成千上万人的生命。粮食安全直接威胁到中国的稳定与存亡,在这样一个时代背景之下,致力于选育水稻良种、提高粮食产量的杂交水稻技术也就应运而生。为理顺杂交水稻技术发展脉络,文章回顾了中国五十年代水稻杂交育种研究的概况,为杂交水稻研究的兴起做好了技术思想和方法的准备。以袁隆平为代表的科研工作者,经过十年的共同努力,终于实现了三系配套,在全国科研大协作之下,中国科技工作者实现了在科学上的重大突破,获得了技术上的一个又一个创新,不断攻克了三系配套关、良种选育关和制种关,使三系杂交籼稻在全国迅速大面积推广,获得了巨大的经济效益和社会效益。当三系法育种研究还在上升阶段时,以袁隆平为代表的科研人员又把目光投向了两系稻研究。水稻温光敏雄性不育现象的发现和温光敏不育系的育成,让两系法育种从科学设想成为现实。两系法育种从国家“863”科研立项到研究成功,历时也是近十年,同样是众多科研单位科研协作的结果。两系法育种从育种技术思路上由繁到简,成本大大降低,从高产目标向高产、优质、多抗综合目标转变。与三系法育种相比,两系法育种具有了明显的优越性,中国的稻作技术与文化得到进一步提升。中国超级稻育种计划的提出,不仅是杂交水稻技术内部自身发展的需要,也是中国社会的稻作发展需要。超级稻育种的方法也将常规选育、三系、两系选育方法和分子生物技术方法等现代高新技术统一了起来,育种理念也从“高产优质多抗”向“绿色环保”理念转变。计划运作已历时15年,每个阶段的育种目标都如期实现。预期在不久的将来,中国超级稻育种研究必然以其杰出的成就,为解决新世纪中国的粮食安全做出更大的贡献。从三系到两系再到超级稻,中国杂交水稻研究节节推进,一直保持着我国在杂交水稻育种研究领域的国际领先地位。从水稻杂种优势理论的建立到优势利用技术的发展,杂交水稻学科逐步建立。杂交水稻技术范式是支起整个学科的灵魂,“袁隆平思路”成为杂交水稻技术范式公认的理论基础,众多的科研人员创新的科研方法是杂交水稻技术范式的基本内容,其范式的形成是在科研实践中由外在信息不断作用于科研系统,通过系统内科研人员的吸收、交流、创造与传播逐步形成的。在杂交水稻科研系统内部,有了共同的理论、方法、价值标准、科研目标以及自己的组织机构和学术权威等。与其他学科的形成一样,杂交水稻学科知识的演化同样也经历了朦胧意识期、自觉认识期、整体把握期和综合发展期四个阶段。杂交水稻学科在中国发展近半个世纪,从其理论构架、学术队伍、知识信息及学术资料等方面都已经进入综合发展。杂交水稻科研队伍的发展是杂交水稻学科发展的核心,其科研队伍已经形成一个多层次、多领域、上下承继、结构合理的学科团队,其科研机构从国家到地方、从专门到综合已经发展成熟并不断壮大,杂交水稻研究成为一个能出成果、多出成果和出好成果的研究领域,在科研激励方面,杂交水稻科研人取得的丰硕成果受到社会的充分肯定和赞誉,从社会地位、科研立项、科技奖励等方面都给予这个科研团队以最大的关注。中国杂交水稻技术研究与推广在世界一直处于领先地位,但与西方发达国家相比杂交水稻技术成果的产业化程度并不很高,这与中国经济社会的大环境密切相关。从杂交水稻技术的推广历程来看,前期推广能够在很短的时间内形成规模主要依靠的是国家行政手段实现的,国家粮食政策的宏观调控直接影响到杂交水稻的种植面积；在80年代初期,成果推广与技术创新是同步的,技术推广体系在推广中得到不断完善和发展,这一时期的推广成绩显著,杂交水稻事业获得快速发展,农民种植杂交水稻增产增收；从90年代开始,杂交水稻的推广开始引进市场机制,产业化发展方向有了新的转变,杂交水稻的推广面积占水稻种植总面积的半数以上并趋于稳定；超级稻的推广模式已臻成熟,在市场机制与国家宏观调控的共同作用下必将杂交水稻产业化推上一个崭新阶段。从整体上来看,杂交水稻的推广阶段经历了指令性计划发展阶段、科技管理体制改革发展阶段、完全市场化产业模式发展阶段,产业化过程中主要存在科研与企业体系分离、市场经营无序、种子区域封锁等问题,要解决这些问题除了利用市场机制良性推动科研与企业体系的融合、打通产业化环节、加强整治市场、把好种子市场准入标准、宏观调控全局、改善供求平衡外,还需要面向“WTO”背景下的国际大环境,充分发挥自身技术优势,将杂交水稻技术成果产业化融入国际化轨道,加速产业化发展。杂交水稻从1980年第一次与美国圆环种子公司签订技术转让协议开始走出国门,到现今已有8个国家已经大面积推广中国杂交水稻,有40多个国家引种、研究、推广中国杂交水稻,推广面积已经超300万公顷。中国作为杂交水稻的策源地,为国际培训了大量的杂交水稻技术人员,策划召开了5届国际杂交水稻学术会议。亚洲是世界水稻的主产区,也是中国杂交水稻主要推广的区域,目前在亚洲的推广已经达到了相当的规模,印度、越南、菲律宾、孟加拉、巴基斯坦等国都已经大面积种植中国杂交水稻。非洲有着水稻生产的良好自然条件,但其稻作水平却很低,大量的稻米需要进口。近几年,中国杂交水稻在几内亚、马里、赞比亚、塞拉利昂、马达加斯加、利比亚、尼日利亚等国试种增产效果显著,各国政府均表示出浓厚的兴趣,应该存在较大的推广潜力。杂交水稻技术在全球的推广受到世界粮农组织的高度关注和大力支持,这不仅有利于全球的粮食安全问题得到有效解决,同时也将为改善中国与世界各国的关系,为增进中国人民与世界人民的友谊作出重要贡献。中国现代科学技术相对落后,但杂交水稻技术却已领跑世界近半个世纪,并还将继续领先世界。杂交水稻技术发明是中国现代科技史上的重大事件,在中国诞生绝非偶然,从技术的发明到技术成果的推广都离不开中国特定的政治、经济、文化等社会因素的共同作用。由此,我们发展中国技术,就必须立足于中国的技术国情,选择适应本国条件又能取得最大成效的技术,同时不断优化和完善技术发展的社会条件,用社会的发展来带动技术的发展,孕育出更多土生土长的像杂交水稻技术一样的原创技术,只有这样,才能真正建立技术与社会协调发展的技术体系,实现中国科技振兴。袁隆平作为杂交水稻科研团队的领军人物,他的成功享誉世界。他科学研究的风格带动了杂交水稻科研团队的一批人,成就了杂交水稻科学事业,成为了当今时代科学精神的主音。其科学风格的形成既有他对水稻特有的洞察力、自身个性等Taste"的直接作用,也是杂交水稻科研实践的直接塑造。其超强的创新意识、科学的研究方法、始终贯穿于其科学实践中的创新品质构成了袁隆平科学风格的主要内容。袁隆平的科研成果已经惠及全球,他的科学风格也将影响一代又一代科技人。他学术上的贡献主要包括水稻杂种优势理论的建立、三系法配套理论及技术规范的构建,建立了杂交水稻“从三系、两系到一系”育种理论的战略构想,提出培育两系法杂交水稻的一整套理论和技术路线并创新了核心种子生产等一系列技术,创立了超级杂交稻育种理论。研究袁隆平个人为国家创造的经济价值那是难以计算,获得的社会效益更是无法估量。文章采用有限的对照数据来论述基本问题。
朱义旺[6]2015年在《利用TALENs技术创制水稻广亲和新材料》文中研究说明水稻广亲和资源及基因的应用是克服籼粳杂种不育、实现籼粳间强大杂种优势利用的有效途径。本论文利用转录激活子样效应因子核酸酶(transcription activator-like effectors nucleases,TALENs)技术开展了水稻广亲和基因S5、S4及水稻香味基因OsBADH2的靶向修饰研究,建立了包括靶位点设计、TALEN载体构建、水稻遗传转化、分化、靶位点序列检测等过程的水稻TALENs技术流程；成功突变了台粳9号(粳稻)中S4基因和OsBADH2基因及明恢86(籼稻)中的S5基因,其阳性转基因植株中靶基因的突变频率分别达到84.6%、31.6%和86.7%。通过二次遗传转化,成功获得了台粳9号背景下的广亲和基因S4,香味基因OsBADH2及穗粒数相关基因DST三基因突变体。初步的表型分析发现香味基因OsBADH2突变显著提高了台粳9号植株的香味。另外,本研究发现外源TALEN蛋白可能主要在抗性愈伤组织阶段活跃,抗性愈伤组织的不断继代能够促进外源TALEN蛋白对靶位点序列的多次编辑；而靶序列在再生成植株后的营养生长阶段、生殖发育阶段及后代中保持稳定。由此,我们初步建立了基于抗性愈伤组织不断继代和分化提高TALEN转基因植株突变频率和类型的方法。这些研究不仅有利于目标基因产生多种类型突变体,而且有利于促进TALENs技术在水稻遗传改良上的应用。
王建[7]2013年在《水稻种间杂种花粉不育的细胞学研究和不育基因的精细定位》文中进行了进一步梳理水稻是世界上最重要的粮食作物之一,全球一半以上的人口以稻米为主食。随着社会的不断发展,人们对于水稻的产量和稻米的品质提出了越来越多的要求,提高水稻的单产并改善稻米的品质成为水稻育种家最为主要的育种目标。非洲栽培稻种质资源中广泛存在着各类抗病虫、耐盐碱、抗旱、耐高温等相关性状的优良基因,而且亚洲栽培稻与非洲栽培稻之间具有强大的种间杂种优势,若能将非洲栽培稻中的优良基因引入到亚洲栽培稻中,并很好的利用两者之间的杂种优势,必将可以显著地提高水稻的单产,使水稻育种产生新的飞跃。但亚洲栽培稻与非洲栽培稻之间存在严重的生殖隔离,常使其杂种F1表现高度不育,极大限制了非洲栽培稻的有利基因向亚洲栽培稻的转移及栽培稻种间杂种优势的利用。因此,深入探讨亚洲栽培稻与非洲栽培稻间种间杂种不育的细胞学机理,挖掘更多的杂种不育基因,阐明杂种败育的分子机理,对于克服亚洲栽培稻与非洲栽培稻间的杂种不育,有效利用非洲栽培稻中的优秀基因及亚洲栽培稻与非洲栽培稻间的种间杂种优势均具有重要的理论价值和实践意义。本研究利用以滇粳优1号(DJY1)为受体亲本,非洲栽培稻为供体亲本构建的近等基因系Near-isogenic line (NIL)为实验材料,发现DJYl与NIL杂种F1花粉表现半不育,该表型受一对杂合基因座位控制,暂将该位点命名为S39,对其进行精细定位可为进一步图位克隆S39,并最终阐明栽培稻种间杂种花粉不育的分子机理奠定坚实的基础。本论文的主要研究结果如下：1.滇粳优1号与NIL杂种F1花粉表现典型的半不育,I2-KI染色表明败育类型为染败；醋酸洋红染色表明：杂种F1花粉的败育发生在二核花粉晚期；透射电镜和扫描电镜观察显示：染败花粉粒内部发生凹陷,形态干瘪,体积偏小,内部只有少量的淀粉粒积累。苯胺蓝染色发现：两亲本及杂种F1的柱头都有大量花粉粒附着,并能正常萌发；对花粉败育株和可育株的结实率进行统计,发现两者之间没有明显差别,说明该位点不影响雌配子育性。2.利用滇粳优1号/NIL F2群体中的321个单株进行连锁分析,发现花粉不育由一对杂合基因S39控制,并初步将S39限定在第4染色体短臂顶端和标记RM7585之间,目标区间228kb,随后利用扩大的22200株F2群体,最终将S39精细定位到第4染色体短臂顶端和标记F-28之间,物理距离为101kb,日本晴相应的序列内包含23个ORF,非洲栽培稻相应的序列为152kb,包含有36个ORF。以候选基因具有表达功能为前提,根据“单位点孢子体-配子体互作”模型的观点,确定目标区间内的3个ORF是最可能的败育基因,相应的载体构建和互补实验正在进行中。
冯芳君[8]2006年在《SSR和InDel标记在水稻籼粳亚种分化与杂种纯度鉴定中的应用》文中研究指明国际水稻基因组测序计划(IRGSP)圆满完成对粳稻品种日本晴的测序工作，籼稻品种93-11的精细图也已经完成，另一籼稻品种广陆矮4号已完成部分序列的测定，产生了大量的序列信息，并开始广泛地应用于新基因发掘与功能组学等相关研究。栽培稻籼粳亚种间遗传多样性和分化的程度研究对于水稻的起源演变、比较基因组、发现新基因和亚种间杂种优势利用均具有重要意义。本文分析了三个测序品种籼粳背景，尝试筛选和利用InDels与SSRs标记，发现籼粳特异标记；并利用SSR标记进行了杂交早稻品种的种子纯度鉴定。主要结果如下： 1、根据程氏六性状分类指数，考察了443份以我国已建立的核心种质为主的材料，筛选出46份典型籼稻和47份典型粳稻；根据测序品种序列信息，筛选获得在日本晴和93-11间表现多态性的标记152个(46个InDels和106个SSRs)。通过对46个InDel标记和53个SSR标记在93个水稻品种中的多态性的比较，发现InDel标记具有数量多、扩增产物稳定和易于检测等优点。 2、建立了在同一块琼脂糖凝胶上多次上样分离InDel标记的扩增产物这一简便检测方法； 3、对三个已测序栽培稻日本晴、籼稻品种93-11和广陆矮四号的系谱分析表明，日本晴的遗传成分大部分来自粳稻、小部分来自籼稻，并非典型的粳稻；93-11则与日本晴正好相反，具有粳稻血缘；广陆矮4号的遗传成分均来自籼稻。 4、两类标记的亚种间以及亚种内遗传多样性分析，表明日本晴和93-11品种间的多态性标记在很大程度上体现了籼粳亚种间的多样性。利用程氏指数、InDels和SSRs数据分别对上述93份材料所进行聚类分析，结果基本一致，均聚成籼粳两大类。SSR数据和InDel数据通过AMOVA分析得到最小生成树(MST)，亦将93份材料分成两大类。 5、籼粳专化性标记分析表明约有85％的籼稻品种、90％的粳稻品种分别含有93-11和日本晴的带型，有一些日本晴和93-11间的多态性位点无法在其他籼粳品种中得到验证；发现17个标记具有亚种间完全专化性。 6、对17个籼粳完全专化性标记进行生物信息学分析显示，5个标记位于预测基因中。 7、对上述品种的叶绿素含量的研究表明，叶绿素含量在亚种间存在极显著差异。 8、筛选到一个SSR标记可用于杂交旱稻新品种旱优2号的种子纯度的快速鉴定，利用这一标记获得的结果与田间考察基本一致。
韦新宇[9]2008年在《水稻籼粳杂交育种系谱ISSR标记及育成品种产量和茎秆性状遗传分析》文中进行了进一步梳理水稻籼粳亚种间杂种蕴藏着巨大的杂种优势,构建籼粳杂交育种系谱、研究实用型强优势籼粳亚种间杂交稻是新时期超级稻育种的重要内容。本研究采用ISSR标记分析了来源于福建省三明市农科所历时18年、4个选育阶段、涉及25个亲本和36个育成品系构建的水稻籼粳亚种间育种系谱的遗传多样性。并基于分子聚类结果选出8个育成恢复系,与生产上大面积推广应用的8个水稻不育系,按不完全双列杂交设计(8×8)组配成一套包括亲本和杂种一代2个世代的遗传材料。采用近年来新发展的植物数量性状的加性-显性遗传模型(AD模型)和统计分析方法,系统分析了15个产量和茎秆性状的遗传效应、杂种优势和性状间的遗传相关性。主要研究结果如下:1、ISSR分子标记分析表明,在80个ISSR引物中,有10个引物可对54份供试材料扩增出清晰且具多态性的条带。10个引物共扩增出76个条带,分子量范围200-2400bp,其中多态性条带58条,多态性条带百分率为76.3%,不同引物扩增出的多态性条带数目范围为1-9条,平均每个引物扩增出多态性条带的数目为5-8条。ISSR标记可明显区分54个水稻籼粳亚种间育种系谱材料。基于ISSR标记数据的聚类结果,以遗传相似系数0.58为阀值,将该育种系谱亲本划分成4个类群。2、水稻籼粳亚种间育成品种产量性状遗传效应和杂种优势分析表明,单株有效穗、主穗总粒数和主穗实粒数主要受基因的加性效应控制。单株产量、主穗结实率和千粒重主要受基因的显性效应控制。除主穗结实率外,产量性状的狭义遗传率均达到显著或极显著水平。单株产量、主穗总粒数、主穗实粒数、主穗结实率和千粒重的群体平均优势表现为正向优势。单株产量、单株有效穗、主穗总粒数、主穗实粒数、主穗结实率和千粒重超亲优势表现为负向超亲。组合广占63S×明恢512在改善主穗结实率方面优势较强,组合中九A×明恢398在提高单株产量和千粒重方面优势较强。3、水稻籼粳亚种间育成品种茎秆性状遗传效应和杂种优势分析表明,基部10cm抗折力和基部10cm壁厚主要受基因的加性效应控制。株高、穗长、倒一节间长、倒二节间长、倒三节间长和基部10cm茎粗等性状主要受基因的显性效应控制。除基部10cm倒伏指数狭义遗传率为0外,其余各性状的狭义遗传率均达到显著或极显著水平,且以基部10cm抗折力的狭义遗传率最高。茎秆性状的群体平均优势均表现为正向优势。株高、穗长、倒二节间长、倒三节间长和基部10cm倒伏指数超亲优势表现为正向超亲,基部10cm抗折力和基部10cm壁厚则表现负向超亲优势。组合广抗13A×明恢417能够明显降低株高,组合Ⅱ-32A×明恢398能够明显增强基部10cm抗折力,组合中九A×明恢509能够明显增加基部10cm茎粗。4、水稻籼粳亚种间育成品种产量与茎秆性状间的遗传相关分析表明。千粒重与单株产量、单株有效穗间的遗传相关主要以加性正相关为主;单株有效穗及千粒重与主穗总粒数和主穗实粒数间的遗传相关是以加性负相关为主。单株产量与主穗总粒数、主穗实粒数间存在着显著的显性相关。茎秆性状除倒一节间长与倒三节间长以及倒二节间长与基部10cm壁厚之间的加性相关不显著外,其余性状间的加性相关均达显著或极显著水平,同时显性相关也表现出不同程度的显著水平,而加性相关程度大于显性相关。单株有效穗和千粒重与茎秆性状间存在显著的加性负相关,主穗总粒数和主穗实粒数与茎秆性状间存在显著的加性正相关。结果显示加性相关起主要作用,而基因间的加性相关部分在选择过程中可以累加,故利用性状间的加性相关可对产量性状进行间接选择,且早期选择效果明显。
钟铮铮[10]2010年在《水稻籼粳亚种间杂种花粉不育基因的精细定位及进化分析》文中指出栽培稻(Oryza Sativa)籼粳亚种间F1杂种具有较强的生物学优势。利用这些优势,有可能使水稻的产量得到显著地提高。然而,籼粳亚种间的杂种一代普遍存在不育性,阻碍了籼粳杂种优势的利用。广亲和基因的发现为克服籼粳亚种间育性障碍提供了途径。上世纪80年代广亲和基因S5n发现为籼粳杂种优势的利用提供了新的机遇。但是,仅仅依靠广亲和基因S5n并不能完全解决籼粳亚种间杂种半不育问题。更广泛的研究亚种间杂种不育,发现更多的亚种间亲和基因对杂种优势的充分利用至关重要。本研究所用亲本之一Ketan Nangka为携带S5n和S15n的爪哇稻广亲和品种,N22为籼型的广亲和品种,但Ketan Nangka和N22的杂种F1表现花粉半不育。本研究通过构建染色体分子标记连锁图谱,对杂种半不育的基因位点进行搜索,检测到qPS-1位点,对其进行了精细定位。与此同时本实验室在02428和云南杂草稻的回交群体中也检测到qPS-1位点,其精细定位区间与本研究一致。随后,本文通过对Sa位点包含的两个功能SNP的研究,对SaM、SaF基因的进化问题进行了分析,进一步探讨了亚洲栽培稻籼粳亚种间分化问题。主要结果如下：以栽培稻粳型广亲和品种Ketan Nangka为母本,与籼型广亲和品种N22进行杂交,F1杂种出现花粉不育。通过1%I2-KI染色,观察、统计花粉育性为52.4±2.4%,败育类型为典败。回归分析表明,小穗育性和花粉育性正相关。因此认为花粉半不育是小穗半不育的主要原因。以Ketan Nangka/N22杂种F1为母本,与Ketan Nangka进行回交,得到BC1F1定位群体。构建BC1F1群体的遗传图谱,并利用BC1F1群体的遗传图谱检测到一个位于第一染色体上的主效杂种花粉不育QTL,命名为qPS-1。将qPS-1位点精细定位到110kb的区域,在此区域中存在杂种花粉不育位点Sa,通过对两亲本中Sa位点进行测序,证实qPS-1位点与Sa位点一致。随后,本文选取114个水稻品种用于SaM、SaF基因的进化问题的研究,通过对Sa位点中两个功能SNP位点的研究,发现该基因在籼稻、野生稻和杂草稻中发生了分化,而在粳稻中却没有发生分化。本研究还选取了96个水稻品种做聚类分析,这些品种包括4个测验品种、杂草稻、野生稻和一些典型的籼粳地方品种。聚类分析结果表明,SaM, SaF基因在水稻籼粳亚种间存在明显的分化,为籼粳亚种间的生殖隔离问题提供了参考。解决籼粳亚种间的生殖隔离问题,是更好的利用水稻杂种优势的关键。
参考文献：
[1]. 利用InDel标记鉴定浙优系列组合籼粳属性及预测杂种优势的研究[D]. 王林友. 浙江大学. 2011
[2]. 栽培稻遗传分化与杂种优势利用若干问题的研究[D]. 李任华. 中国农业科学院. 1999
[3]. 水稻籼粳亚种间杂交衍生系遗传基础的研究[D]. 许旭明. 福建农林大学. 2009
[4]. 南亚、东南亚普通野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其相互关系[D]. 李春. 南昌大学. 2008
[5]. 中国杂交水稻技术发展研究（1964～2010）[D]. 李晏军. 南京农业大学. 2010
[6]. 利用TALENs技术创制水稻广亲和新材料[D]. 朱义旺. 福建师范大学. 2015
[7]. 水稻种间杂种花粉不育的细胞学研究和不育基因的精细定位[D]. 王建. 南京农业大学. 2013
[8]. SSR和InDel标记在水稻籼粳亚种分化与杂种纯度鉴定中的应用[D]. 冯芳君. 华中农业大学. 2006
[9]. 水稻籼粳杂交育种系谱ISSR标记及育成品种产量和茎秆性状遗传分析[D]. 韦新宇. 福建农林大学. 2008
[10]. 水稻籼粳亚种间杂种花粉不育基因的精细定位及进化分析[D]. 钟铮铮. 南京农业大学. 2010