供试品种的遗传多样性与籼型水稻优良恢复系回交导入改良
籼型杂交水稻恢复系粒长及粒重的分子改良
籼型杂交水稻恢复系粒长及粒重的分子改良苏相文; 高方远; 任鄄胜; 吕建群; 陆贤军; 任光俊【期刊名称】《《西南农业学报》》【年(卷),期】2019(032)010【总页数】6页(P2273-2278)【关键词】水稻(Oryza sativa L.); 长粒型; gs3基因; 分子标记辅助选择; 基因芯片分析【作者】苏相文; 高方远; 任鄄胜; 吕建群; 陆贤军; 任光俊【作者单位】四川省农业科学院作物研究所四川成都610066【正文语种】中文【中图分类】S511【研究意义】目前，水稻育种的主要任务之一是在高产的基础上进一步提高稻米品质[1-2]。
水稻品质性状包括外观品质、加工品质和蒸煮食味品质，其中外观品质是最直观的性状，决定消费者的购买欲望，细长型的稻米受到多数消费者喜爱[3]。
水稻籽粒的增长有利于粒重的增加[4]。
因此，增加水稻粒长和长宽比能同时改良水稻外观品质和产量性状。
分子标记辅助选择(Molecular Marker-assisted Selection，MAS)可以大大提高育种效率、缩短育种周期，定向改良受体品种的目标性状，是现代分子育种的重要手段。
利用MAS技术选择粒长基因，培育新的长粒品种，对水稻生产具有重要意义。
【前人研究进展】近年来，随着分子生物学及生物信息学的发展，越来越多的水稻粒长基因被定位[5-9]。
目前，已经被克隆的粒长基因有qGL3[10]和gs3[11]。
Zhang等[10]指出 qGL3 编码一个含有2个Kelch功能域的蛋白磷酸酶OsPPKL1，在水稻粒长调控中发挥负调节子的作用。
Fan等[11]的结果表明gs3是调控水稻粒长的主效QTL，其等位基因gs3增加粒长[11]。
在MAS育种应用上，杨梯丰等[12]、李扬等[13]和谢坤[14]进行了报道，他们分别利用gs3基因功能性分子标记筛选出了新的长粒株系。
【本研究切入点】有关水稻粒长改良的研究主要是以导入gs3基因为主，且报道较少。
水稻不育系、保持系和恢复系是怎么回事
水稻不育系、保持系和恢复系早在1926年J· W·琼期就报道了水稻的杂种优势现象。
但是由于水稻是自花授粉作物，花器小且雌雄同花，靠人工去雄生产大量的杂交种是不可能的。
难怪有人曾一度认定，即使水稻有了强优势的亲本组合，也没有办法大量生产杂交种。
20年代未有人发现了水稻雄性不育现象，后经多年的研究，人们了解了水稻雄性不育的某些规律。
从50年代末到60 年代末，日本学者先后培育出了水稻的细胞质与细胞核互作所导致的不育类型，继而实现了水稻不育系、保持系和恢复系的“三系”配套，为水稻杂交种的生产开创了一条道路。
1958年日本学者胜尾清用中国的野生稻为母本与日本粳稻藤坂5号杂交，结果发现野生稻的细胞质可使杂种的雄花败育(花粉没有授精能力)，为了获得纯合稳定的不育材料，他让野生稻与藤坂5号的杂种后代始终接受藤坂5号的花粉——这种杂种与其亲本之一的杂交称做回交。
如此回交几代之后，杂种除了细胞质来自原母本野生稻(杂种的细胞质由母本提供)，其细胞核基因几乎都来自藤坂5号，遗传特性也几乎完全象藤坂5号，只是由于其细胞质来自野生稻，花粉不能正常发育，这便育成了藤坂5号雄性不育系。
与此同时藤坂5号便是该不育系的保持系，因为它与该不育系的杂交后代可以保持雄花不育性。
与之相反，另外一些品种与此不育系杂交的Fl代其雄花可能“恢复”可育，并可以自交结实，我们称这些品种为该不育系的恢复系。
如果不育系与恢复系匹配合适，便可以生产出具有强大优势的F1代杂种用于农业生产。
所遗憾的是，日本尽管在60年代末就实现了粳稻三系配套，但终因杂种优势不明显而未能应用于生产。
1964年我国湖南的袁隆平在洞庭早籼等品种中发现了一批天然不育材料，并提出了通过选育“三系”利用水稻杂种优势的设想，当时只是苦于找不到理想的保持系。
197O年他的合作者李必湖在海南省的野生稻群落中发观了一雄花败育株(简称野败)，为水稻三系法制种提供了宝贵的种质资源。
籼稻背景下导入Wx in等位基因改良稻米食味和理化品质
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2019, 45(11): 1628 1637/ ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail: zwxb301@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2019.82064籼稻背景下导入Wx in等位基因改良稻米食味和理化品质杨勇1陆彦1,2郭淑青1石仲慧1赵杰1范晓磊1李钱峰1刘巧泉1,*张昌泉1,*1扬州大学农学院 / 植物功能基因组学教育部重点实验室 / 江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室 / 粮食作物现代产业技术协同创新中心, 江苏扬州 225009; 2扬州大学测试中心, 江苏扬州 225009摘要: 水稻Wx b等位基因已广泛用于籼稻的品质改良, 但携带该等位基因的一些籼稻米饭往往偏软, 仍需进一步改良。
为明确籼稻背景下导入Wx in等位基因对稻米食味品质和理化品质的效应, 分别以携带Wx in的IR64和携带Wx b的9311为供体, 以携带Wx a的籼稻SIR3611 (3611)为受体, 基于分子标记辅助选择, 通过杂交和连续回交的方式构建了3611背景下携带Wx in和Wx b的近等基因系。
系统比较了不同近等基因系间的农艺性状以及稻米的食味和理化品质。
结果表明, 近等基因系与受体亲本3611的主要农艺性状基本接近, 无显著差异。
NIL(Wx in)稻米的表观直链淀粉含量较亲本3611极显著下降而胶稠度极显著增加。
NIL(Wx b)稻米表观直链淀粉含量最低且与之对应的胶稠度最高。
近等基因系NIL(Wx in)和NIL(Wx b)稻米的食味值较亲本极显著提高。
NIL(Wx in)和NIL(Wx b)稻米的GBSSI丰度与对应的表观直链淀粉含量具有明显的正相关。
稻米粉的黏滞性谱、热糊化特性和晶体结构与直链淀粉含量显著相关性。
本研究为在我国籼稻品种品质改良中有效利用Wx in等位基因提供了重要依据。
籼型水稻早熟恢复系主要农艺性状配合力分析
行。
２ 结 果 与分析
表 １ ２ ５个 组 合 农 艺性 状 的方 差 分 析
２ ． １ 籼型 早 熟恢复 系 主要 农 艺性状 的方 差分 析 述 ７个性 状 的配合力 进行 方差分 析 ， 结果表 明， 如 表 １所 示 ，通过 对 ２ ５个 杂 交组合 的株 除恢 复 系 的丛有 效 穗数 和 结实 率 ２个性状 外 ，
ＮＣ ． Ｉ Ｉ ） ， 研 究分析 了 ７ 个 主要 矮 化育 种和 杂交 水稻 三 系配 套 两 次育 种革 命 ， 列杂交试 验设计 （ 进入 ２ ０世 纪 ９ Ｏ年代 后 ， 中 国的水 稻单产 的提 农 艺性状 的配合 力 ，以期 为今后 更好 的选育 实
高 却 陷入 瓶颈 ，主要 原因 之一 是育 种亲本 的遗 用籼型恢复系和筛选强优势组合提供科学依 传 基础狭 窄 ， 亟 待新 的育 种策 略 的创新 来改变 据 。 现 状 。前人研 究表 明 ， 籼 粳两 个亚 种 的基 因组 １ 材 料 与方法 在 遗传方面 存在 高度 的分化 并与杂种 优势有 密 １ ． １ 供试 材料 切 关系 ， 利 用籼 粳亚 种 间的杂 种优 势 一直被 认 不 育系 ： 籼 型 三系 不育 系齐 丰 Ａ、 Ｍ２ ０ ６ Ａ、
利用 水 稻 籼 粳 亚种 间 杂种 优 势 的 实用 型 恢 复 农业科学研究院沙县试验基地种植。３ 月１ 日
系。通过与不同类型的胞质不育系广泛测配 ， 播种， ４月 ８日移栽， 采用完全随机区组设计， ３
已育成 一批籼粳 杂交 稻新组合 在 省 内外试 验示 次重 复 ， 每个 小 区 ６ ． ６ ７ ， 四周设 置保 护行 ， 采
高、 穗长 、 丛有 效穗 数 、 每穗 总 粒数 、 结实 率 、 千 亲本 间 的一般配 合力方 差均达 到显 著或极显著
水稻骨干恢复系R21及改良系嘉恢825在育种中的利用
择育成 的较 Ｒ ２ １ 更 优的恢复 系。用不育系 富 ４ Ａ、 辐７ ４ Ａ、 Ⅱ一 ２ ３ Ａ作母本与恢复系 Ｒ ２ １ 配制杂交组合 ， 用冈４ ６ Ａ、 正
品 种与 技术
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ８ ０ ８ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ２ ５
中 国书 米 ２ ０ １ ５ ， ２ １ （ ２ ） ： ８ ０ — ８ ２
水 稻 骨 干恢 复 系 Ｒ ２ １ 及 改 良系嘉恢 ８ ２ ５ 在 育种 中的利 用
号综合性状表现优 ， 从混繁 中选择稳定单株群体。经 ４
年 １ １ 代定 向选 择 ，于 ２ ０ ０ ０年选育 出性状稳定 的新恢 复 系嘉恢 ８ ２ ５ ， 当年开始进行 杂交组合测配 ， 并进行 比 较观察试验 。又于 ２ ０ ０ ２ — ２ ０ ０ ３ 年在广西连续 两年 ５ ０ ０ ０ 株 以上大群体种植观察鉴定选择 ， 群体 表现出株型 、 叶 型、 株高 、 熟期 、 穗层 、 整齐度好 ， 稳定一致 。
・
凑， 分蘖力 中等 ， 茎秆 坚硬 ， 抗 倒能力强 。叶色浓绿 ， 剑
叶长 ３ ２ ｃ ｍ、 宽１ ． ４ ｃ ｍ， 叶片直立 。穗 层 整齐 ， 穗长 ２ ４
ｅ ｍ， 穗平均 着粒数 １ ６ ０粒左右 ， 结 实率 ８ ５ ％以上 ， 千粒 重２ ８ ｇ ， 穗粒 中长 型 ， 后期转色好 。 开花习性好 ， 花粉量
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ ０ — ２ ６
大， 花时较长 （ 表 １ ） 。
一种偏籼型水稻恢复系的选育方法[发明专利]
![一种偏籼型水稻恢复系的选育方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/388616e2cc17552706220865.png)
专利名称：一种偏籼型水稻恢复系的选育方法专利类型：发明专利
发明人：邹禹,钱宝云,张培江,占新春,郑乐娅申请号：CN202010057983.8
申请日：20200119
公开号：CN111165342A
公开日：
20200519
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种偏籼型水稻恢复系的选育方法，应用于水稻选育技术领域，所述方法包括：S1：以普通粳稻为母本、以偏粳型恢复系为父本，进行杂交获得F1种子；S2：种植F1植株，并与籼稻复交，获得F1种子；S3：终止步骤S2所获得的F1种子，并经过多代自交；S4，将步骤S3所获得的种子多代自交，获得程氏指数不低于一预设值的偏籼型单株，经过多代自交后获得偏籼型的水稻恢复系。
应用本发明实施例，将常规育种与分子标记鉴定结合，将粳稻血缘渗入到籼稻中，尽可能最大化扩大遗传差异以提高杂种优势。
申请人：安徽省农业科学院水稻研究所
地址：230031 安徽省合肥市农科南路40号
国籍：CN
代理机构：北京科家知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：宫建华
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一种优质水稻恢复系的培育方法[发明专利]
![一种优质水稻恢复系的培育方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/08355dc4482fb4daa48d4b52.png)
专利名称：一种优质水稻恢复系的培育方法
专利类型：发明专利
发明人：张现伟,李经勇,郑家奎,唐永群,肖人鹏,刘强明,王虹申请号：CN202010236379.1
申请日：20200330
公开号：CN111328701A
公开日：
20200626
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种优质水稻恢复系的培育方法，属于水稻育种技术领域。
本发明从恢复系本身的综合性状选择入手，强化品质筛选，利用手工剥壳初步筛选稻米垩白度，再利用成熟期单株稻谷糙米加工，以高品质恢复系渝恢2103为对照，筛选垩白度和整米率优于对照株系，并在F2和F4代两次高温条件下筛选，选取完整糙米加代，并结合F3代配合力筛选，能够实现恢复系稻米品质、综合性状和配合力的统一性，保证了所选高品质恢复系的适宜性。
申请人：重庆市农业科学院
地址：400000 重庆市九龙坡区白市驿镇农科大道天驿路
国籍：CN
代理机构：北京高沃律师事务所
代理人：董大媛
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利用双向回交导入系和种质资源剖析水稻品质相关性状的遗传基础
利用双向回交导入系和种质资源剖析水稻品质相关性状的遗传基础本试验以优质晚粳品种秀水09和抗旱籼稻品系IR2061为亲本构建的高代双向回交导入系(introgression lines,ILs)群体和重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体为材料,利用高密度的SNP标记对双向回交导入系的遗传结构进行分析,同时挖掘控制水稻外观品质、碾磨品质、蒸煮和食用品质以及营养品质等品质相关性状的主效QTL,分析品质相关性状QTL表达的遗传背景和环境互作效应,鉴定遗传背景特异性低且具有环境稳定性的QTL,为水稻品质分子育种提供条件。
与此同时,本试验利用258份材料种质资源对水稻品质相关性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)分析,结合基于基因的关联分析和单倍型分析,确定重要QTL的候选基因,为后续进一步转基因验证、挖掘水稻品质相关性状有利等位基因提供便利。
主要研究结果如下:1.双向导入系群体遗传结构分析利用25,206个SNP标记对秀水09背景的高代回交导入系(XS09-ILs)和IR2061背景的高代回交导入系(IR2061-ILs)进行遗传结构分析,发现双向导入系中均有一半以上的标记发生偏分离,并且平均导入频率均低于理论值,籼稻背景导入系IR2061-ILs的平均导入频率高于粳稻背景导入系XS09-ILs的平均导入频率。
双向导入系在所有标记处均有导入,但是不同染色体上及同一染色体的不同区段的导入频率不一致,因此在育种中改良目标区段时,应根据目标区段等位基因的导入特点,通过控制群体大小和选择世代的早晚等策略,增加目标区段的改良效率。
2.利用双向导入系和重组自交系挖掘水稻品质相关性状QTL本研究以237份XS09-ILs、240份IR2061-ILs和235份RILs群体为材料在三亚和深圳两个环境下测定水稻品质性状,利用25,206个SNP标记进行QTL定位。
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关 键词 水稻 ， Ｓ 遗传 多样 性， ＳＲ 相似性 系 数
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ｇ ｒ ｌ ｓ ｓｆ ｒｍａ ｉ ｇ ｒ ｆｒ ｎｃ ｏ ｃ ｏ ｓｃ ｍｂ ｎａ ｏ ｄ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｆｐａ ｅ ｓ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔｓｕｄ ， ７ ａ ｌ ｌ ｅ ｍｐ ａ ｍ ｏ ｋ ｎ ｅ ｅ ｅ ｅｔ ｒ ｓ ｏ ｉ ｔ ｎｓａ ｍｐ ｏ ｅ ｎｔｏ ｒ ｎｔ． ｎ ｒ ｓ ｎ ｔ ｙ ２６ ｌｅｉ ｉ ｎ ｃ
Ｏ６５４． ０ 蜀恢 ５７与 ５ ．５－） ５ ， ８ ２ ３份供 体亲 本 间 的相似 性 系数 为 Ｏ６０４８３ ． －） ７ 。试 验 结果 表 明检 测 Ｓ Ｒ多态 性 是 ４ ． Ｓ
研究水稻品种之间遗传差异的高效、 准确的手段之一， 为高代回交导入群体的有利基因发掘和利用提供了有 益 的参考 。
研 究 论文
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ａｒｉ ｌ ｓａ ｃ ｔ ｅ ｃ
供试 品种 的遗 传 多样性 与 籼 型水 稻优 良恢 复 系 回交 导 入 改 良
崔金腾 陈冰 蠕 石英 尧 张 蓉 王辉 钱 益亮 ｚ 刘海 燕 － 朱苓 华 黎 志康 高用 明 －
１中国农业科学 院作物科学研究所， 北京，０ ０ １２安徽 农业大学农学 院， １０ ８ ； 合肥， ３ ０ ６ ３中国农业科学院饲料研 究所 ， ２０３； 北京，０ ０ １ １０ ８ 通讯 作者，ｇｏ ｍ＠ｃａ．ｅ． ａｙ ａｓ ｔｎ ｎ ｏ
摘
要
选取 ５ ３个 Ｓ Ｒ 标记 ， Ｓ 分析 了 ５ 参 试 水稻 种质 的遗传 多样 性和 亲缘 关系 ， ５份 以期 为选 配 组合 与 改
良亲本提供参考。本试验共检测 到 ２ ７ ６ 个等位变异， 平均每个位点等位变异数为 ５ ４个 ， ． Ｏ 变化范 围为 ４ ７ ￣ 个 ；３个 Ｓ Ｒ标记 的 多样性 指 数（Ｉ） 均 为 Ｏ６ ４ 变化 范 围是 ０２７ ） ８ 。５ ５ Ｓ ＰＣ平 ． ， ２ ．８－ ． ６ ５份 不 同材 料 大体 上可 分 为 ４７ 籼稻 和粳 稻 两大 类 ，各 品种 间遗 传距 离 在 Ｏ５８４． ６之 间。 明恢 ８ ．８－） ９ ９ ６与 ５ 份 供 体 亲本 间 的相 似 性系 数 为 ３
ｍｏｐ ｉ ｉｄ ｘｃｎｅｔ （ Ｉ ） ｆ Ｓ ｒｋ ｒ ｉ０６ ４ ｒ ｇ ｄｆ ｍ ．８ ．８ ． ｒ ｌｓ ｏ ｌ ｅ ｉ ｒｈｓ ｎ ｅ ｔ ｍ ｏ ｎ ＰＥ ｏ Ｒｍａ ｅｓ ｓ ．２ ．ａ ｅ ｏ ０２ ７ｔ ０７ ６ Ａｎｇ ｍｐａｍｓ ｕｄ － Ｓ ｎ ｒ ｏ ｅ ｃ ｂ ｄ
Ｃ ｉ ｉ ｅ ｇ Ｃ ｅ ｉｇ ｕ Ｓ ｉ ｎ ｙ ｏ Ｚ ａ ｇＲ ｎ Ｗａ ｇＨｕ Ｑ ａ ｌ ｇ ＬｕＨａ ａ Ｚ ｕ ｕ ｎ ｎ ｈ ｎＢｎ ｘ ｈ ｇ ａ Ｊｔ Ｙｉ ｈｎ ｏ ｇ ｎ ｉ ｉ Ｙｉａ ｉ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｙ ｈ
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分子植物育种 ，０ ８ ， ６ ， １ ， ２ － １ ２ ０ 年 第 卷 第 期 第 ５ ３ 页
Ｍ ｏ ｅ ｕ ａ ｌ ｎ ｅ ｄｎ ， ０ ８ Ｖｏ ． ， ． ， ５ ３１ ｌ ｃ ｌｒ ａ ｔ Ｐ Ｂｒ ｅ ｉ ｇ ２ ０ ， １ Ｎｏ １ ２ — ６