水稻籼粳亚种间杂种不育性的遗传分析
籼粳亚种间杂交水稻育种进展及其应用分析
籼粳亚种间杂交水稻育种进展及其应用分析作者：粟贵武来源：《广东科技》 2014年第3期粟贵武（江苏焦点农业科技有限公司，江苏大丰 224173）摘要：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。
关键词：亚种间杂交稻；超亲和；遗传效应；偏籼；偏粳0 引言典型籼粳杂交属亚远缘杂交，F1代蕴藏着巨大的杂种优势潜力，但籼粳亚种间遗传差距过大，F1代普遍存在亲和差，小穗育性低，光合产物分配异常及“库、源、流”不协调而产生的植株超高、生育期超长、籽粒充实偏低、米质较差等诸多弊端成为籼粳亚种间杂种优势利用的主要生理障碍。
为克服上述障碍，通过常规有性杂交将有利基因聚合和累加到一个光温敏核不育系上，进一步调整遗传差异，于2009年培育成功具有超亲和性和特异遗传效应的光温敏核不育系SGW286S。
超亲和性和特异遗传效应聚合在一个光温敏核不育系上，从而顺利克服了籼粳杂种普遍存在的生理障碍，籼粳亚种间杂交稻的生产应用已成为现实。
1 超亲和性光温敏核不育系的培育2004年发现JD19S的广亲和特性，自JD19S与粳稻配组的杂种后代中定向培育偏籼和偏粳的光温敏核不育系，2009年培育出具有特殊广亲和性的光温敏核不育系SGW286S，它对已测交过的粳稻和爪哇稻高亲和，F1代小穗育性正常，至今尚未发现小穗育性低的组合。
SGW286S与籼稻配组，多数组合F1代小穗育性正常，少数组合F1代结实率＜80%，个别组合F1代结实率＜60%。
SGW286S对粳稻、爪哇稻和籼稻亲和力之强，亲和谱之广已超越现有广亲和光温敏核不育系。
因此，SGW286S对粳稻、爪哇稻和籼稻的亲和性绝非普通广亲和性，似以“超亲和性”表示更准确。
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。
水稻籼粳杂种不育性的遗传机理及杂种优势利用
水稻籼粳杂种不育性的遗传机理及杂种优势利用郭洁;刘少隆;周新桥;陈达刚;陈可;叶婵娟;李逸翔;刘传光;陈友订【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2022(49)9【摘要】籼稻和粳稻是亚洲栽培稻的两个亚种,两者在形态、生理以及基因水平上存在显著差异,亚种间的遗传差异将会产生强大的杂种优势,能进一步提高水稻的产量潜力,但是,籼粳亚种间的F1杂种不育性严重阻碍了杂种优势的利用。
杂种不育性是一种合子后生殖隔离,具有普遍性和复杂性,受多个不育基因座控制。
广亲和品种的发现为克服亚种间杂种不育提供可能,该材料无论与籼稻还是粳稻杂交,F1杂种都能正常结实或结实率较高。
概述了籼稻与粳稻间差异,剖析了水稻籼粳亚种间杂种不育的遗传基础、已鉴定的杂种不育主效QTL与基因,分析了已克隆杂种不育基因的分子作用机制及广亲和基因的功能。
据此提出利用籼粳架桥培育亚种间渗入水稻、聚合育种培育广亲和系和粳型亲籼系,以及应用基因编辑技术创制广亲和系等途径,能够克服籼粳亚种间杂种不育性,精准化改良籼粳杂种的结实率,从而实现亚种间杂种优势的利用。
籼粳亚种间杂交水稻的推广应用,将会推动水稻产业的又一次重大变革。
【总页数】13页(P53-65)【作者】郭洁;刘少隆;周新桥;陈达刚;陈可;叶婵娟;李逸翔;刘传光;陈友订【作者单位】广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室/广东省水稻工程实验室/农业农村部华南优质稻遗传育种重点实验室;仲恺农业工程学院农业与生物学院;广东海洋大学滨海农业学院【正文语种】中文【中图分类】S511.032【相关文献】1.水稻籼粳交亲籼型不育系的杂种优势利用2.水稻籼粳杂种不育性的多基因遗传不平衡3.水稻光（温）敏雄性核不育性及籼,粳亚种间杂种优势研究进展4.水稻籼爪交和粳爪交杂种优势的研究:Ⅳ.籼爪交杂种品质性状的杂种优势分析5.三系法籼粳亚种间杂种优势利用研究Ⅱ.籼(粳)型不育系与粳(籼)型恢复系和粳型广亲和系三交F_1的育性表现因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水稻籼粳亚种间杂种优势利用研究现状与展望
水稻籼粳亚种间杂种优势利用研究现状与展望徐伟东;蔡金洋;杨尧城【摘要】This study reviewed the current research status of indica-japonica rice breeding practices, and analyzed the difficulties and solutions in the utilization of heterosis in subspecies. Meanwhile the authors summarized the principal issues to make use of indica-japonica subspecies heterosis completely. As well as combined the agricultural production and breeding practice, the utilization of het-erosis between indica and japonica rice is prospected.%籼粳亚种间杂种优势的利用是提高我国杂交稻产量的重要途径。
本文简述了籼粳杂种优势利用的研究现状，浅析了亚种间杂种优势利用面临的难点以及解决对策，总结了现阶段籼粳亚种间杂种优势利用的方法，并结合生产和育种实际，对进一步开展有关籼粳亚种间杂种优势利用的工作进行了展望。
【期刊名称】《中国稻米》【年(卷),期】2016(022)002【总页数】7页(P1-7)【关键词】水稻;籼稻;粳稻;杂种优势【作者】徐伟东;蔡金洋;杨尧城【作者单位】浙江省嘉兴市农业科学研究院，浙江嘉兴314016;浙江省嘉兴市农业科学研究院，浙江嘉兴314016;浙江省嘉兴市农业科学研究院，浙江嘉兴314016【正文语种】中文【中图分类】S511.035上个世纪20年代末，我国第一个水稻杂交品种中山1号的问世，开启了中国水稻杂交育种的新纪元［1］。
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
籼稻粳稻杂种不育分子机理阐明
籼稻粳稻杂种不育分子机理阐明籼稻粳稻杂种不育是指由籼稻和粳稻杂交得到的后代在生殖过程中出现不育现象的一种特殊现象。
该现象一直以来都备受农业科学家的关注和研究。
本文将从分子机理的角度探讨籼稻粳稻杂种不育的原因。
首先，籼稻和粳稻作为两个不同品种的水稻，在某些遗传因子上存在差异。
这些差异导致了籼稻和粳稻在生殖过程中的配对不完全或不协调，从而导致了杂种不育。
进一步的研究发现，在这些遗传因子中有一些是属于不育系因子，它们会在杂种后代的雄性和雌性生殖器官发育过程中出现异常，从而导致了不育现象的发生。
其次，籼稻粳稻杂种不育的机理与核质互作有着密切的关系。
核质互作是指杂种后代的细胞核和质体之间的相互作用。
细胞核中的一些基因表达受到质体的调控，而质体中的一些基因则受到细胞核的调控。
籼稻粳稻杂种不育往往涉及到质体和细胞核之间的功能不协调，导致生殖细胞的形成和发育过程中出现问题，最终导致不育的产生。
最后，研究人员还发现，籼稻粳稻杂种不育与一些特定基因的表达水平异常有关。
在不育杂种中，一些基因的表达被抑制或激活，从而导致了重要代谢途径和生物过程的紊乱。
这些基因的异常表达可能与杂种后代的生殖细胞发育过程中出现的问题密切相关。
综上所述，籼稻粳稻杂种不育是由籼稻和粳稻在生殖过程中配对不完全、核质互作异常和基因表达水平异常等多种因素共同作用所致。
通过深入研究籼稻粳稻杂种不育的分子机理，可以为解决这一问题提供科学依据，进而提高水稻杂交育种的效果，为农业生产做出更大贡献。
水稻籼粳交衍生系产量相关性状的遗传效应与杂种优势_韦新宇
利用籼粳亚种间的杂种优势是水稻超高产育种的重要途径。选择遗传差异适当的亲本配组是选育籼 [ 1] [ 2 - 3] 粳亚种间强优势组合的重要基础 , 双亲适度的遗传差异可有效提高杂种的结实率和产量水平 , 改善 杂种的一些不良性状如生育期和株高超亲、 籽粒充实差等
[ 7] [ 4- 6]
, 并使杂种保持强大的产量优势。明晰水稻
G enetic effects and heterosis for yield -related traits in the derivative lin es from Indica-Japon ica crosses of rice
WE I X in -yu , XU Xu -m ing , ZHANG Shou -gang , ZHUO W ei, MA B in - lin , L IANG Kang - jin g
1 . 1 试验材料 从水稻籼粳亚种间杂交育种系谱 析结果
[ 9] [ 7]
中随机选取 9 个籼粳交衍生系 , 其籼粳分化类型依据 ILP 标记分
。其中粳型衍生系 1 个 :19 、 明恢 413 、 明恢 512 ; 偏籼型衍生
系 3 个 : 97gk1037 、 97gk1019 、 明恢 502 ; 籼型衍生系 2 个 : 明恢 118 、 明恢 417 。选用在生产上大面积推广应 用的 8 个水稻不育系 , 其中籼型三系不育系 5 个: 广抗 13A、 中九 A、 Ò -32A、 K17A、 金 23A; 籼型两系不育 系 3 个 : 培矮 64S 、 广占 63S、 SE21S 。供试材料均由福建省三明市农科所提供。 1 . 2 试验方法 取上述亲本按 8 @ 9 的不完全双列杂交 ( NC-Ò 设计 ) 人工组配成一套包括亲本和杂种一代的遗传材 料 , 于 2007年晚季分别在福建农林大学水稻育种基地 ( 福建省莆田市涵江区 ) 和福建省三明市农业科学 研究所 ( 沙县 )种植, 莆田试验点于 6 月 29 日播种、 7 月 24 日移栽, 沙县试验点于 6 月 15 日播种、 7 月 15 日移栽。采用随机区组设计 , 3 次重复, 每小区种植 5行 , 每行 8株 , 株行距 20 c m @ 20 cm, 单本栽插, 常规 栽培管理, 并及时防治病虫害。记载播抽天数 , 成熟时从小区中间随机取有代表性的植株 6 株考查其单株 谷重、 单株有效穗数、 每穗总粒数、 每穗实粒数、 结实率、 千粒重、 株高和穗长等性状。 1 . 3 统计方法 采用包括基因型与环境互作的加性 ) 显性遗传模型 ( AD 模型 ) 和统计分析方法
水稻籼粳杂种育性位点S5的作用机理
水稻籼粳杂种育性位点S5的作用机理摘要：普通栽培稻可分为籼、粳两个亚种，籼、粳亚种间存在生殖隔离，导致籼粳杂种通常不育。
研究发现，水稻第6号染色体S5位点被译码成3个紧密连锁的基因（ORF3 to ORF5）与水稻籼粳杂种的育性有关。
在雌性孢子生殖的过程中，ORF5+（杀手）和ORF4+（协作者）的作用是导致细胞内质网胁迫。
ORF3+(保护者)能阻止细胞内质网胁迫和产生正常的配子,但是ORF3_不能阻止细胞内质网胁迫，导致细胞早熟性程序性死亡和胚囊败育。
ORF3+配子的优先传递导致后代的偏分离。
这些研究结果增加了我们对籼粳亚种区别的认识，并有助于水稻遗传改良。
关键词：籼粳杂种育性 S5 ORF5+ ORF4+ ORF3+ ORF3_背景介绍亚洲栽培稻分为籼稻和粳稻两个亚种，籼粳亚种间的杂种优势要远大于籼粳亚种内的优势。
但由于自然界普遍存在的亚种之间生殖隔离法则，籼粳稻亚种间杂种育性下降，结实率很低。
受此制约，长期以来，杂交水稻的育种工作基本限制在亚种内进行，亚种之间更加强大的杂种优势难以得到利用。
国际水稻科研工作者在上世纪80年代就发现，S5可能是控制水稻籼粳杂种不育性状，导致广亲和现象的主效基因位点。
从1990年开始，张启发课题组经过18年努力，并与多家研究单位合作，于2008年成功克隆了S5位点的5号基因。
但他们仍困惑的是，仅5号基因作用无法解释该位点引起杂种不育机理。
2012年9月，张启发院士在SCIENCE杂志上发表《A Killer-Protector System Regulates Both Hybrid Sterility and Segregation Distortion in Rice》。
此次发表最新成果表明，两个与之紧密连锁的基因(3号和4号基因)与5号基因协同作用控制杂种不育及广亲和现象。
研究人员聚焦于水稻染色体上的一个特殊区域：S5，此前他们曾发现这一区域与杂种不育有关。
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水稻籼粳亚种间杂种不育性的遗传分析论文标题:水稻籼粳亚种间杂种不育性的遗传分析Genetic Analysis for Inter-subspecific Hybrids Sterility in Rice (Oryza Sativa L.)论文作者井文论文导师翟虎渠,论文学位硕士,论文专业作物遗传育种论文单位南京农业大学,点击次数28,论文页数68页File Size3521k2004-05-01论文免费下载/lunwen_738731707/ 水稻;小穗不育;花粉不育;SSR;QTLrice; spikelet sterility; pollen sterility; SSR; QTL水稻广亲和品种N22在S-5、S-7、S-8、S-15和S-16等籼粳杂种雌性不育位点携带有中性亲和基因，但N22与粳型品种USSR5杂种后代的花粉育性与小穗育性偏低，表现为部分不育。
本研究同时构建USSR5／N22／／USSR5 BC_1F_1和USSR5／N22 F_2群体，分别调查花粉和小穗育性，并构建两个群体的分子连锁图谱，进行了花粉和小穗育性的QTL定位与分析。
结果如下：1．分子连锁图谱的构建USSR5／N22／／USSR5 BC_1F_1群体由97个单株组成，图谱包含101个SSR标记，基本覆盖全基因组，总长为1560.5cM，标记问平均距离为15.5cM；USSR5／N22 F_2群体由189个单株组成，图谱包含103个SSR标记，基本覆盖全基因组，总长度为1921.0cM，标记间平均距离为18.7cM。
两图谱的标记均匀分布在12条染色体上。
2．作图群体中分子标记的偏分离利用构建的分子连锁图谱，对各SSR标记的基因型频率进行分析，检测作图群体中分子标记的偏分离情况。
结果发现：在利用BC_1F_1群体构建的连锁图谱中，检测到42个发生偏分离的标记，位于全部12条染色体上，在第1、2、3、6、7和12染色体有偏分离的热点；在利用F_2群体构建的连锁图谱中，检测到32个发生偏分离的标记，分别位于除第5染色体以外的其它11条染色体上，在第1、3和10染色体有偏分离的热点。
3．水稻籼粳亚种间杂种花粉不育和小穗不育的QTL分析利用MAPMAKER／QTL 1.1软件，分别检测了USSR5／N22／／USSR5 BC_1F_1和USSR5／N22 F_2群体中控制小稳不育和花粉不育的QTL。
结果表明：(1) 小穗不育的QTL分析在BC_1F_1群体中检测到3个小穗不育QTL，qSS-1、qSS-2和qSS-7，分别位于第1染色体标记RM490、第2染色体标记RM341和第7染色体标记RM1335附近，各自解释表型变异的22.5％、36.2％和19.1％；在F_2群体中检测到2个小穗不育QTL，qSS-1和qSS-5，分别位于第1染色体标记RM490和第5染色体标记RM169附近，各自解释表型变异的学位论文水稻亚种间杂种不育性的遗传分析48.2%和6.1%。
(2)花粉不育的QTL分析在FZ群体中检测到2个花粉不育QTL，叮尸￡.了和qpS-lo，分别位于第1染色体标记RM490和第10染色体标记RM467附近，各自解释表型变异的7.6%和11.5%。
4.小穗育性与花粉育性的关系BC，F;和F:两群体中小穗育性与花粉育性的相关系数分别为0.27和0.26，达到了显著水平。
通过比较发现，在第1染色体上检测到的小穗不育QTL(qss-j)与花粉不育QTL(qps~I)均与同一标记RM49o连锁，为新检测到的控制花粉不育和小穗不育的基因位点。
关键词水稻;小穗不育;花粉不育_;SsR;QTLPartial spikelet and pollen sterility were detected in hybrid progeny derived from wide compatibility variety, N22, containing neutral alleles of 5-5, 5-7, S-8, S-15 and S-16, and USSR5 (a japonica variety). In this study, Two molecular linkage maps were constructed with BC1F1 population and F2 population, derived from USSR5/N22/AJSSR5 and USSR5/N22. With the two maps, QTL analysis for spikelet and pollen sterility were performed.BC1F1 population and F2 population derived from USSR5/N22//USSR5 and USSR5/N22 respectively were used to construct molecular linkage maps, and QTL mapping and analysis of spikelet and pollen sterility were performed. The results as follow:1. Construction of molecular linkage mapA molecular map comprised of 101 markers was constructed using BC1F1 population containing 97 individuals derived from USSR5/N22//USSR5, covering 1560.5cM on all chromosomes with an average 15.5cM, another map comprised of 103 markers was constructed using F2 population containing 189 individuals derived from USSR5/N22, covering 1921.0cM on all chromosomes with an average 18.7cM.2. Detection of distorted segregation in the linkage mapAnalysis genotype frequency of SSR markers was conducted based on molecular linkage map, to detect distorted segregation. The results show that:42 markers and 32 markers fell into distorted segregation in BCiFi and F2 population respectively. The former were distributed on all chromosomes, w ith harboring region on 1,2, 3, 6, 7 and 12; and the latter were distributed on all chromosomes except 5, with harboring region on 1, 3 and 10 chromosome.3. Mapping of QTL controlling hybrid pollen and spikelet sterility between indica and japonicaBased on the molecular linkage maps constructed, QTL controlling hybrid pollen andspikelet sterility were detected using software MAPMAKER/QTL 1.1. The results indicated:(1) Detection of QTL for hybrid spikelet sterilityThree putative QTL (qSS-1, qSS-2 and qSS-7) linked to marker RM490 on chromosome 1, RM341 on chromosome 2 and RM1335 on chromosome 7 were detected in BCiFi population respectively, with variation explained 22.5%. 36.2% and 19.1% by each. Likewise, Two putative QTL (qSS-1 and qSS-5) linked to marker RM490 on chromosome 1 and RM169 on chromosome 5 were detected in F2 population, with variation explained 48.2% and 6.1% by each.(2) Detection of QTL for hybrid pollen sterilityTwo putative QTL (qSS-1 and qSS-10) linked to marker RM490 on chromosome 1 and RM467 on chromosome 10 were detected in F2 population respectively, with variation explained was 7.6% and 11.5% by each.4. Relation between spikelet fertility and pollen fertilityCoefficient between spikelet fertility and pollen fertility in BC1F1 population was low (0.27), but significant at 0.05, while that (0.26) in F2 population was significant at 0.01.By comparison, mutual QTL linked to RM490 on chromosome 1 was detected controlling pollen sterility and spikelet sterility simultaneously.【相关论文】∙水稻籼粳亚种间杂种F_1低温敏感不育相关基因的克隆∙水稻亚种间杂种低温花粉不育的遗传分析∙三系法籼粳亚种间杂种优势利用的研究∙水稻半不育性的遗传分析∙籼、粳亚种间杂种F_1代不育机理的细胞学研究∙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∙水稻灿粳亚种间杂交子一代不育机理的探讨∙几个串联重复序列在籼粳亚种间的差异及与水稻籼粳分化关系的研究∙水稻亚种间杂种半不育机理研究及胚囊不育新基因的精细定位∙水稻环境敏感核不育系的分类、遗传及亚种间杂交稻亲本选配研究∙水稻光温敏核不育系（D18S、D23S）不育性的遗传研究∙高粱、玉米基因组甲基化水平变化与杂种优势关系的初步探讨及高梁异胞质雄性不育性的遗传分析∙龙特浦A育性不稳定性的遗传分析∙日本沼虾不同地理种群遗传多样性研究及种间杂交的遗传分析∙平榛、欧榛及种间杂种榛品种（系）的遗传多态性及亲缘关系分析。