水稻籼粳杂交不育机理研究进展-
水稻籼粳交衍生不育系的籼粳属性鉴定及配组F_1优势初探_陈深广
ＣＨＥＮ Ｓｈｅｎｇｕａｎｇ，ＣＡＯ Ｌｉｙｏｎｇ，ＳＩ Ｈｕａｍｉｎ，ｅｔ ａｌ．Ｓｕｂｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｅ ｌｉｎｅｓ ｏｆ ｒｉｃｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｉｎｄｉｃａ／ ｊａｐｏｎｉｃａ ｃｒｏｓｓ ａｎｄ ｈｅｔｅｒｏｓｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｆ１ ｈｙｂｒｉｄｓ．Ｃｈｉｎ Ｊ Ｒｉｃｅ Ｓｃｉ，２０１０，２４（６）：６６７－６７１． Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｅｅ ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｅ （ＣＭＳ）ｌｉｎｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｉｃａ ａｎｄ ｊａｐｏｎｉｃａ ｒｉｃｅ． ０６４Ａａｎｄ Ｘｉｅｙａｎ Ａ ａｒｅ ｗｉｌｄ ａｂｏｒｔｉｖｅ－ｔｙｐｅ ＣＭＳ ｌｉｎｅｓ，ａｎｄ ３００Ｓｉｓ ａ ｐｈｏｔｏ（ｔｈｅｒｍｏ）－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｅ ｌｉｎｅ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｏｒ－ ｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ＲＦＬＰ ｍａｒｋｅｒｓ，ｔｈｅ ｓｕｂｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｅ ｌｉｎｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｆｏｒ ０６４Ａ，Ｘｉｅｙａｎ Ａ ａｎｄ ３００Ｓ ｗｅｒｅ １１，９ａｎｄ １２，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｔｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｌｉｎｏｕｓ ｔｙｐｅ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＲＦＬＰ ｍａｒｋｅｒｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｓｅ ｔｈｒｅｅ ｌｉｎｅｓ ｗｅｒｅ ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｉｎｔｏ ｏｎｅ ｃｌａｓｓ，ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈａｔ ｂｙ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅｓｅ ｍａｌｅ ｓｔｅｒｉｌｅ ｌｉｎｅｓ ｈａｖｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｊａｐｏｎｉｃａ ｐｅｄｉｇｒｅｅ ｏｎ ｔｈｅｉｒ ｉｎｄｉｃａ ｇｅｎｅｔｉｃ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ．Ｓｏｍｅ Ｆ１ ｂｅｔｗｅｅｎ
高考作文人物素材：卢永根
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高考作文人物素材:卢永根卢永根，1930年12月2日生于香港，广东花都人。
中科院院士、作物遗传学家。
中科院院士、作物遗传学家长期从事作物遗传学的教学和研究工作，研究领域包括稻的遗传资源、稻的经济性状遗传、稻的雄性不育遗传和栽培稻的杂种不育性遗传等方面。
南粤杰出教师全国教育系统劳动模范全国模范教师华南农业大学校长代表作品《农作物的品种资源》《中国水稻品种的光温生态》卢永根捐出毕生积蓄2017年3月，卢永根教授在夫人的搀扶下来到银行，将十多个存折的存款转入华南农业大学的账户，卢永根夫妇一共捐出8809446元，这是她们毕生的积蓄，学校用这笔款设立了教育基金,用于奖励贫困学生与优秀青年教师。
卢永根没有将财产留给唯一的女儿，他说：“党培养了我，将个人财产还给国家，是作最后的贡献。
”卢永根的秘书赵杏娟说:“钱都是老两口一点一点省下来的，对扶贫和教育，两位老人却格外慷慨,每年都要捐钱。
”科研领域70年代后，从事水稻遗传学的研究。
根据矮生性遗传方式和等位关系，把我国现有主要籼稻矮源分为2类4群。
对水稻的质核互作雄性不育性进行基因分析,发现它们的育性恢复基因是相同的Rf1和Rf2。
Rf为不完全显性，有剂量效应。
栽培稻的杂种不育性和亲和性最少由6个基因座的花粉不育基因控制,提出“特异亲和基因”的新概念.首次建立原产我国三个野生稻种的粗线期核型。
他长期从事水稻遗传研究。
曾协助丁颖院士开展中国水稻品种的光温生态研究，主持总结该项工作并参加撰写《中国水稻品种的光温生态》专著（科学出版社，1978)。
在水稻遗传资源、水稻半矮生性、雄性不育性、杂种不育性与亲和性等方面的遗传研究，取得了进展。
特别是他和他的助手张桂权教授提出水稻“特异亲和基因”的新学术观点以及应用“特异亲和基因"克服籼粳亚种间不育性的设想，被认为是对栽培稻杂种不育性和亲和性比较完整和系统的新认识，在理论上有所创新，对水稻育种实践具有指导意义。
籼粳杂种花粉不育基因的定位
籼粳杂种花粉不育基因的定位陈静;江玲;王春明;池桥宏;翟虎渠;万建民【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2006(32)4【摘要】To estimate QTL for the pollen sterility, an F2 population of 180 plants from an indica / japonica hybrid was tested with 110 molecular markers. By the genome wide screening, three QTLs were identified for the pollen sterility on chromosomes 3, 5, 7, respectively. In addition, a total of nine QTL for segregation distortion via male gametes were mapped on rice chromosomes, of which seven QTLs were suggested to be the same type of gamete abortion as found at ga14 and ga-11. The distortion data seemed to be more sensitive to detection of pollen abortion genes in the F1 hybrid than the morphological inspection of pollen. Two QTLs for the segregation distortion on chromosomes 5 and 6 indicated an abnormally high frequency of heterozygous genotype. At a locus indicated by qHPS-5, japonica-type homozygote showed a lower fertility level than the heterozygotes and indica-type homozygote. The molecular markers identified here would be useful in introducing a set of new and known sterility-neutral alleles to solve the pollen sterility problem in subspecificF1 hybrids. Further, the present results could be helpful to combine as many neutral alleles for distortion as possible on whole genome basis to stabilize the pollen fertility as a whole.%以IR36(indica)和热研2号(japonica,广亲和品种)为亲本,构建了包含180个单株的F2群体及包括110个标记的分子连锁图谱.利用该F2群体,进行了水稻花粉不育数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)的检测和遗传效应分析,共检测到3个花粉不育QTL,分别位于第3、5、7染色体上,此外,共检测到9个由雄配子引起的偏分离QTL,其中7个与ga-14和ga-11位点的配子败育类型相同.与花粉形态鉴定相比,偏分离的数据对检测F1杂种花粉败育基因更为敏感.在第5、6染色体上控制偏分离的2个QTL位点,其杂合基因型出现的频率偏高.在qHPS-5位点,粳型纯合子表现出比杂合子和籼型纯合子更低的育性水平.本研究获得的分子标记将有助于聚合尽可能多的中性亲和基因以解决亚种间F1杂种的花粉不育性问题.【总页数】7页(P515-521)【作者】陈静;江玲;王春明;池桥宏;翟虎渠;万建民【作者单位】南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏省植物基因工程技术研究中心,江苏,南京,210095;南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏省植物基因工程技术研究中心,江苏,南京,210095;南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏省植物基因工程技术研究中心,江苏,南京,210095;日本大学生物资源学部,日本国神奈川县,252-8510;中国农业科学院,北京,100081;南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,江苏省植物基因工程技术研究中心,江苏,南京,210095;中国农业科学院作物科学研究所,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】S511【相关文献】1.水稻籼粳亚种间杂种广亲和基因与不育基因 [J], 李万昌;王永飞;马三梅;李景原;王太霞2.籼粳杂种不育的遗传模式及亲和基因的研究进展 [J], 丁效华3.根据杂种不育性位点S—5n等位基因的PCR标记预测水稻籼／粳杂交的成功[J], Will.,CE;谢国禄4.豫粳6号保持系与恢复系TR2604间杂种花粉不育基因的定位 [J], 张宏根;孙一标;封智蔷;钱凯;裴艳;李闯;汤述翥;梁国华;顾铭洪5.水稻籼粳亚种间杂种低温花粉不育的QTL分析 [J], 杨杰;翟虎渠;王才林;仲维功;邹江石;池桥宏;万建民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水稻籼粳亚种间杂交新品种特性及栽培的研究
・９ ２
于 玎 形成稳定品系。 “ ２ 云香糯 １ 号” 白 乃 出现部 分矮秆 大粒大穗 ，经按育 种 目标要求选育矮秆单 株， 经株系比较、筛选 、品 比试 验，于 Ｆ 形成稳
定 品系 。
“ 云香糯 １ 。从密阳 ２ ｘ 号” ３ 毫双 ７ 号组合中选育的 品系命名 为 “ 大粒香 ｌ ２号” 。该 品种于 ｌ卯 年通 ９ 过云南省品种审定，并列为云南省 ｌ 项农业 重大 ２
粳杂交后代作为亲本之一，采用复合杂交方式 ，再
经系谱法在不 同纬度和海拔地带 进行异地 穿梭选 育 ，成功地 选 育 了一 系 列株 高 ８ ０—１０ｍ，有 效穗 ０ｅ ３ —７穗 、实 粒 数 Ｉ０～１０粒 、千 粒 重 ３ （ ３ ６ ０～４ｇ的 ５ 籼稻或粳稻品种 （ ，在云南 边疆民族 山区、半 系）
・ 基 金项 目：云南 省农监厅 、云南省教育厅资助项 目。 收蔫 日 期 ２０ —１ — ４ ０ １ ０ ２
维普资讯
中 圜． ｃ 报 第 ｌ卷 第 １ 龇 年２ 牵掌 童 ８ 期 月 用系谱法选 择单株。 由于分 离较大 ， “ 粒香 ｌ 大 ２
１１ 杂交亲本选配 ．
根据育种 目标 、高产性状和
问题 ；蒋志农先生通过研究认为 ，要在水稻单产上 有所突破 ，应 以穗数为基础 ，适当增加每穗实粒数
和千粒重 ，提 出了 “ 中间型”的育种模式 ，并选育 了一批 稳 产 、优 质 的水 稻 新 品 种 在 生 产 上 应 用 推 广 ，但在 生产 上 表现 了单位 面积上 的产量难 以取 得 超高产的突破 性进 展。８ ｏ年代 末，杨守 仁先生 提 出，利用籼粳亚种 间杂交选育 ，选取 “ 广亲和性材 料 ”进行杂交 ，克服籼粳亚种 间性状难稳定 、难亲 和 、配合力差 的问题 ， 是选育超高产品种的理想途 径。国内外进行 了大量的研究 ，取得一些经验。 近年来 ，笔者利用云南高秆大穗大粒、优质的 地方品种资源与国内外引进的株型好 、抗性强、矮 秆 、多穗的水稻 品种进行籼粳亚种 问杂交 ，为了克 服籼粳亚种 间杂交育种普遍存在的后代空秕多和性 状 不 易稳定 的特 性 ，利 用亲 和性较 强 的品种 或 以籼
水稻籼粳杂交不育机理研究进展-
Sa基因的克隆
华南农大刘耀光等在1号染色 体上定位克隆了一个控制籼粳杂 交育性的基因——Sa基因，它影
响水稻籼粳杂种F1代的花粉育性，
用籼粳杂交的强大优势。
2、利用转基因技术，将这些基因转到一些我们自己 的优势材料中来，创制新的籼粳杂交亲和种质。
他 们 是 的 我 微 们 笑 最 大 的 动 力 ！
×
籼粳杂种不育控制基因
1
S5基因
三等位基因系统座模型
2
Sa基因
两基因/三元件互作模型
S5基因的发现
1984年，日本的水稻育种家池
桥宏认为籼粳杂种的不育性主要受
第6染色体S5座位的等位基因控制。 籼稻、粳稻的等位基因分别是S5-i 和S5-j,S5-n被称为广亲和基因， 将具有S5-n基因的品种称之为广
籼粳等位基因之间相互作用导致 携带粳型等位基因雄聚子的特异 性败育。2008年发表在《PNAS》 上。
Sa基因—两基因/三元件模型
SaM Sa SaF 粳稻：SaM-SaF籼稻：SaM+SaF+
SaM+编码一个由257氨基酸组成的类泛素修饰因
子E3连接酶，而SaM-在第5内含子发生一个G-T单位点
亲和品种，它与籼稻和粳稻杂交的
后代都表现比较正常的育性
S5基因的克隆
2008年张启发团队在水稻第6染色 体克隆了引起籼粳杂种不育的控制基 因——S5基因。 S5基因编码一个天冬氨酰蛋白酶 (APs)，通过控制雌配子(胚囊)的育性 而影响水稻结实率。2008年发表在
籼粳杂交水稻的抗倒伏特性研究进展
抗 倒 伏 特 性 和 水 稻 抗 倒 伏 的 遗 传 研 究 进 展 ，以 期 为 水 稻 抗 倒 性 育 种 提 供 理 论 支 持 。
关键词：水稻；籼粳杂交；倒伏；遗传特性
中图分类号：S511
文献标志码：A
文章编号：1674-7909（2023）05-60-4
0 引言
随着人口的不断增长和城镇化进程的加速，粮食 安全问题越来越受到人们的关注。在此背景下，培育 高产优质高抗的粮食作物品种显得尤为重要。水稻产 量的大幅提升是由于先后两次的“绿色革命”［1］。在农 业研究中，一般采用生物产量乘以经济系数的方式来 表 达 经 济 产 量 。 目 前 ，我 国 稻 米 的 经 济 系 数 维 持 在 0.35～0.60，稻米的经济产量可通过提高生物产量来实 现［2］。面对提高稻米产量的挑战，一些研究者提出，提 高株高可以达到这个目标，但是外界影响因素的不确 定性，如极端天气的出现会导致水稻倒伏，导致出现既 没有保证水稻的品质，又造成颗粒无收的窘境［3］。因 此，研究人员需要通过协调高产与抗倒之间的矛盾来 解决这一棘手的问题。
1951 年，杨守仁开始研究杂交水稻育种。20 世纪 70 年代初，杨振玉等开创了中国使用“籼粳搭桥，人工 制 恢 ”方 法 生 产 和 使 用 水 稻 杂 交 育 种 的 先 例 。 1982 年，日本学者池弘提出了“广亲和性”的概念，并破除了 籼粳杂交种的繁殖障碍。张桂权等采用籼粳亚种间杂 交并用粳亚种回交的方式选育出一批粳型亲籼系，提 出 了“ 粳 型 亲 籼 系 ”的 概 念［16］。 学 者 针 对 籼 粳 亚 种 间 杂种优势的利用，提出了“粳不籼恢”和“籼不粳恢”两 种利用途径。采用“籼不粳恢”途径，不仅能够解决杂 交水稻发育不良的问题，还能够提升产量；而采用“粳 不籼恢”则容易筛选出偏粳的组合，其具有许多优良特 性，如高产、优质、抗病、抗逆等［6］。
杂交粳稻研究进展
杂交粳稻研究进展摘要阐述了杂交粳稻的研究现状，分析杂交粳稻育种存在的问题及采取的相应对策，以为杂交粳稻的研究提供参考。
关键词杂交粳稻；现状；问题；对策水稻是世界上第二大粮食作物，全世界大约有50%以上的人口以稻米为主要食物来源，有110多个国家和地区种植水稻，年播种面积达1.53亿hm2，仅次于小麦。
在中国，水稻是第一大粮食作物，是约7亿人的主食，具有7 000多年的稻作历史。
年播种面积为0.33亿hm2，总产量为2.0亿t，平均单产达6.33 t/hm2。
中国是世界上最大的产稻国，总产量居世界之首，单位面积产量在近几年来也有所提高，主要是由于杂种优势的应用和发挥[1]。
开展和研究杂交粳稻，有利于提高水稻产量和稻米品质。
随着工业化进程加快，可利用耕地面积逐渐减少，稻作面积也随之减少，为解决21世纪人口的粮食安全问题、保证稻作总产，关键在于提高单位面积的产量。
杂交粳稻的推广可提高粳稻地区杂种优势利用率，从而提高单位面积产量[2]。
同时，通过推广杂交粳稻和优化栽培技术，可以降低化肥、农药使用量，降低生产成本，增加农民收入，促进农业和整个国民经济的可持续发展。
1杂交粳稻的研究现状1926年Jones首先提出水稻具有杂种优势，中国、印度、美国、日本都曾于20世纪60年代提出水稻杂种优势生产应用的设想。
其中日本的新城长友在1966年育成了具有“Chinsurah Boro II”细胞质的“台中65”不育系，1968年首先实现杂交粳稻的三系配套技术，但却未能在生产上利用。
我国在1964年由袁隆平院士开始杂交水稻的研究后，1973年成功实现籼型杂交水稻的三系配套，1975年相继实现杂交粳稻的三系配套，1976年开始在全国推广，成为世界上第1个成功进行水稻杂种优势商品化利用的国家。
粳型杂交水稻的研究是1965年由李铮开始的，1969年育成滇一型不育系，1972年中国农科院从日本引进Boro II细胞质，辽宁、湖南等省农科院把它转育成黎明和丰锦等不育系，但却没能得到一个有效的恢复系，而是利用籼粳交的手段配制出一个杂交优势较强的粳稻在生产上推广应用[3]。
水稻人工杂交育种的研究进展
水稻人工杂交育种的研究进展水稻作为我国的主要粮食作物之一，一直以来都受到了广泛的关注和研究。
其中，人工杂交育种技术的出现和发展，大大促进了水稻的品种改良和产量提高。
在这篇文章中，我们将从多个方面来探讨水稻人工杂交育种的研究进展。
一、人工杂交育种技术的发展历程人工杂交育种技术是指用人工手段加速杂交质量和数量的育种方法。
在水稻育种中，早期的人工杂交育种依赖于人工花粉授粉，但是这种方法进行大量育种的效率很低。
随着生物学和分子遗传学等领域的不断发展，先后出现了靶向特定基因的基因编辑技术和加速选育的基因印记技术等先进手段。
这些技术的出现，不仅大大提高了人工杂交育种的效率和准确性，也为水稻育种提供了更多的可能性和机会。
例如，通过基因编辑等手段，可以针对水稻的抗病性、耐旱性、产量等关键性状进行精准调控和优化，进而有效缓解粮食生产压力。
二、水稻人工杂交育种技术的优势和局限性人工杂交育种技术可以利用水稻内在的遗传多样性，以快速、高效的方式进行品种改良和产量提高。
同时，这种技术还可以在不同品种间实现有针对性的基因交换，扩大水稻的适应性和生态适应性。
然而，人工杂交育种技术也存在着一些局限性。
比如，人工杂交育种需要针对不同品种进行繁殖和筛选，所需的费用和工作量较大。
同时，水稻的基因组较大，杂交后的后代群体数量也较多，从而增加了信息分析和筛选难度。
三、人工杂交育种技术在水稻育种中的应用与研究进展近年来，水稻人工杂交育种技术已经得到了广泛的应用和研究。
例如，许多科研团队利用基因组编辑技术针对水稻性状进行了优化和定向调控。
同时，还有一些研究者运用杂交种的连锁不平衡关系来鉴定关键性状的基因位点，以此为基础进行针对性的品种改良。
此外，人工杂交育种技术还可以配合新型育种方法，如基因组选择、机器学习等手段，提高水稻育种的效率和速度。
例如，利用机器学习模型对水稻杂交种进行基因组选择，可以更为准确和高效地筛选出具有目标性状的优良种质。
总结综合来说，水稻人工杂交育种技术的出现和发展，为水稻品种改良和产量提高提供了有力支持。
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SaM+编码一个由257氨基酸组成的类泛素修饰因
子E3连接酶，而SaM-在第5内含子发生一个G-T单位点
突变，导致翻译提前终止，最终产物只有217氨基酸。
SaF+编码一个476氨基酸组成的F.box蛋白。与SaF+相
比，SaF-发生一个单核苷酸突变，导致编码产物第287氨 基酸由苯丙氨酸(Phe)置换为丝氨酸(Ser)，从而丧失了控
籼粳杂交
思考：
1、利用Sa、S5基因信息，开发新分子标记，从而
加强对籼粳杂交亲和种质的筛选力度，更好的利
用籼粳杂交的强大优势。
2、利用转基因技术，将这些基因转到一些我们自己 的优势材料中来，创制新的籼粳杂交亲和种质。
参考文献：
1.《A Killer-Protector System RegulatesBoth Hybrid Sterility and Segregation Distortion in Rice 》 Jiangyi Yang,1* Xiaobo Zhao,1* Ke Cheng,1* Hongyi Du,1 Yidan Ouyang,1 Jiongjiong Chen,1Shuqing Qiu,1 Jianyan Huang,1 Yunhe Jiang,1 Liwen Jiang,2 Jihua Ding,1 Jia Wang,Caiguo Xu,1 Xianghua Li,1 Qifa Zhang1 2.《中国科学家在水稻籼粳杂种不育研究取得突破性进展 》李家洋 中国科学院遗传 与发育生物学研究所, 北京, 100101 通讯作者, jyli@ 3.《爪哇稻与其杂交种的性状相关性和超亲优势研究》肖国樱 邓晓湘 唐 俐 袁隆平 国家杂交水稻工程技术研究中心 长沙 410125 4.《水稻与高粱杂交后代的多样性和特殊表现》祖德明 戴兰芳 陈善葆 宋宪斌 段晓 岚 (中国农业科学院作物育种栽培研究所, 北京) 5.《水稻与竹子远缘杂交》 广东省海丰县农业科学研究所
结实率： 2.8%
S5基因——转化验证
阴性 阳性
胚囊
花粉
S5基因——三等位基因系统模型
籼稻 粳稻 广亲和粳稻 南京11 Balilla 02428 S5-i
S5-j
S5-n
S5在籼粳稻中的等位基因S5-i和S5-j之间有2个
碱基的差别，引起相应蛋白质中两个氨基酸的替换，
造成其杂种的不育。 S5-n基因则在其编码蛋白的N末端有一大片段序列的 缺失，造成了蛋白亚细胞定位的改变，导致其功能丧失， 无论与籼稻还是粳稻杂交，都不影响杂种的育性。
S5基因的克隆
2008年张启发团队在水稻第6染色 体克隆了引起籼粳杂种不育的控制基 因——S5基因。 S5基因编码一个天冬氨酰蛋白酶 (APs)，通过控制雌配子(胚囊)的育性 而影响水稻结实率。2008年发表在
《PNAS》上。
S5基因——转化验证
阳性 籼稻 南京11 转基因 S5-i 粳稻 Balilla 阴性
Sa基因的克隆
华南农大刘耀光等在1号染色 体上定位克隆了一个控制籼粳杂 交育性的基因——Sa基因，它影
响水稻籼粳杂种F1代的花粉育性，
籼粳等位基因之间相互作用导致 携带粳型等位基因雄聚子的特异 性败育。2008年发表在《PNAS》 上。
Sa基因—两基因/三元件模型
SaM Sa SaF 粳稻：SaM-SaF籼稻：SaM+SaF+
水稻籼粳杂交 不育
张志昌
二〇一三年五月
水稻的分类
普通栽培稻 粳稻 japonica 籼稻 indica javanica
水稻杂交优势的获得
远缘杂交
野生稻、高粱、竹子、玉米等
亚种间杂交
籼粳杂交
品种间杂交
籼粳杂交主要优势
可利用优势：
籼稻
根系发达 生物产量高
光合效率高
×
库容量增加
不可利用优势：
植株高大
×
籼粳杂种不育控制基因
1
S5基因
三等位基因系统座模型
2
Sa基因
两基因/三元件互作模型
S5基因的发现
1984年，日本的水稻育种家池 桥宏认为籼粳杂种的不育性主要受 第6染色体S5座位的等位基因控制。 籼稻、粳稻的等位基因分别是S5-i
和S5-j,S5-n被称为广亲和基因，
将具有S5-n基因的品种称之为广 亲和品种，它与籼稻和粳稻杂交的 后代都表现比较正常的育性
籼粳杂交——质核不协调
细胞质内蛋白质与酶的平衡在籼粳杂合核基因 组作用下发生波动，从而引起孢子发育的变化，导 致不育或半不育。可通过正反交来判定是否是质核
互作造成。
一些研究者发现正反交差异不大。因此，可能
在一些特殊的籼粳杂交组合存在这种质核不协调。
×
籼粳杂交——染色体差异
籼粳杂种不育是由于籼、粳两者染色体间在结构 上存在微小差异，使得F1染色体配对不正常导致不育。 一些研究者发现籼粳杂种染色体配对是正常的。 因此，染色体行为异常与杂种不育无直接关系。
制杂种不育产生的生物学功能。
SaF+能与SaM-发生物理互作，但SaF+不能与
SaM+发生互作，因为在SaM+的C端区域存在一个
自抑制结构域。
籼粳杂种半不育是由于杂种复合座位中的等
位基因产物SaF+与SaM-直接互作以及与SaM+间接 互作，导致携带SaM-的花粉败育引起的。
Sa基因—两基因/三元件模型
粳稻
生育期延迟
籼粳杂交的难点
籼粳杂交：
1928年日本学者Kato 报道： 不育 或半 不育
Hale Waihona Puke 引起籼粳杂种不育的原因1、雄配子败育
2、雌配子败育
3、花药开裂障碍 4、花粉在柱头上萌发障碍 5、雌雄异熟 6、环境条件的影响
籼粳杂种不育性的遗传机理
1
三 种 假 设
质核不协调
2
染色体结构差异
3
不育基因控制