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5个籼型光温敏核不育系的主要特性及配合力研究

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5个籼型光温敏核不育系的主要特性及配合力研究

作者：伍箴勇华中农业大学

学位级别：硕士

本研究以华中农业大学新育成的5个籼型光温敏核不育系为研究对象，并以培矮64S为对照，利用分期播种的方法在自然条件和人工控制光温的条件下考察各不育系花粉不育度和自交结实不育度，研究各不育系的育性转换特性。同时在自然条件下观... 详细信息

本研究以华中农业大学新育成的5个籼型光温敏核不育系为研究对象，并以培矮64S为对照，利用分期播种的方法在自然条件和人工控制光温的条件下考察各不育系花粉不育度和自交结实不育度，研究各不育系的育性转换特性。同时在自然条件下观察各不育系的主要植物学特性、开花习性和异交性能。另外，将这6个不育系与华中农业大学新育成的6个恢复系按不完全双列杂交(NCⅡ)配制杂交组合36个，分别在武汉和海南两地进行种植，考察F的主要农艺性状，分析配合力和杂种优势，筛选强优势组合。主要研究结果如下： 1．参试不育系中，除华885S外，其余不育系在武汉连续两年的稳定不育期均长于对照培矮64S，且都在60天以上。华884S、华886S、华893S和华328S表现出较强的温敏性，而华885S则表现出较强的光敏性。 2．不同的不育系其育性对温度的敏感期和临界温度是不同的。华884S的育性转换敏感期在其抽穗前的18天-9天，育性转换临界温度为24.8℃;华885S的育性转换敏感期在其抽穗前的24天-13天，育性转换临界温度为23.6℃;华886S的育性转换敏感期在其抽穗前的21天-11天，育性转换临界温度为23.3℃;华893S的育性转换敏感期在其抽穗前的20天-9天，育性转换临界温度为25.0℃;华328S的育性转换敏感期在其抽穗前的22-5天，育性转换临界温度为23.7℃;培矮64S的育性转换敏感期在抽穗前的22天-13天，育性转换临界温度为23.9℃。 3．单穗和单株开花历期最短的不育系是华885S，与对照培矮64S相近，而华893S和华328S的单穗和单株开花历期则相对较长。华884S、华885S、华886S和华893S的单穗逐日开花动态较对照培矮64S要好。华884S、华886S、华893S和华328S的花时分布较为集中，而华885和培矮64S花时分布较分散。除华328S的开花量太少外，其余不育系日开花量均比培矮64S高。 4．颖间距和张颖角度最大的不育系是华893S，分别为4.91mm和34.43°，培矮64S最小。华886S的张颖时间最长，其次是华893S、华885S、培矮64S和华884S，华328S最短。华893S外露率最高，达91.20％，华886S、华885S和培矮64S柱头外露率也都高于83％。华893S、华886S和华884S的柱头面积均大于0.90 mm，其余不育系柱头面积都小于0.90 mm。柱头活力保持时间最长的是华893S，此外，华893S、华328S和培矮64S的柱头活力下降较慢。 5．大多数性状的一般配合力和特殊配合力方差达到显著或极显著水平。单株有效穗数在武汉点以加性效应为主，在海南点为加性效应和非加性效应共同作用，其它性状都是以基因的加性效应为主。亲本各性状一般配合力和组合特殊配合力之间没有明显的对应关系。在两个不同的生态区，无论是亲本一般配合力还是组合特殊配合力，均存在明显的差异。 6．在两个不同生态区各性状的竞争优势存在明显的差异，在武汉点，产量的平均竞争优势为7.83％，其中竞争优势最大的是结实率，变幅为-9.61％～33.12％，平均值9.62％;在海南点，产量的平均竞争优势为2.80％，竞争优势最明显的是单株有效穗数，变幅为-3.77％～39.62％，平均值15.65％。 7．初步筛选出几个优良的亲本材料和杂交组合，不育系中以华884S、华886S、华893S较好，恢复系中以华恢2185、华1108配合力较好。强优势组合有华893S／华恢2185、华884S／华恢2185、华884S／华恢1035、华885S／华恢2185、华328S／华恢2185和华886S／华恢2185。

关键词：光温敏核不育系育性转换特性开花习性配合力杂种优势

水稻光温敏核不育系M113S和华201S主要特性的应用基础研究

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水稻光温敏核不育系M113S和华201S主要特性的应用基础研究

作者：周伟华中农业大学

学位级别：硕士

两系法杂交水稻是水稻杂种优势利用的一项重大革新，光温敏核不育系是两系法的基础，两系法成败的关键就在于能否育成适合大面积生产上应用的两用核不育系。多年来，我国的育种家们致力于两系杂交水稻的研究，选育出一批优势较强的两系... 详细信息

两系法杂交水稻是水稻杂种优势利用的一项重大革新，光温敏核不育系是两系法的基础，两系法成败的关键就在于能否育成适合大面积生产上应用的两用核不育系。多年来，我国的育种家们致力于两系杂交水稻的研究，选育出一批优势较强的两系杂交水稻，但是也出现了许多亟待解决的难题，选育低临界温度、综合性状优良、配合力强的两用核不育系依然是两系法的工作重点。本研究是以两个光温敏核不育系M113S和华201S为研究对象，并以培矮64S为对照，运用分期播种的方法连续考察花粉育性和自交结实率变化，研究不育系的育性转换特性;同时用这两个不育系与6个常规品种杂交，考察6个组合的F、F、BC代在花粉育性、自交结实、自然结实三个指标下的育性，研究它们的遗传表现;同时对不育系的籼粳属性、不育基因等位性也进行研究;还以M113S和华201S为母本，分别与80多个组合杂交，考察F1的主要农艺性状，分析杂种优势表现，筛选强优势组合。主要的研究结果如下： 1．各不育系的育性转换特性研究表明，不同的光温敏核不育系对温度和光照的敏感期不同，温度和光照对不同不育系的决定系数也不同。M113S的育性转换敏感期在其抽穗前的13-25天，华201S的育性转换敏感期在其抽穗前的14-25天，培矮64S的育性转换敏感期在其抽穗前的13-22天。武汉、陵水的育性考察结果显示，华201S是临界温度较低，育性较稳定的不育系。 2．人工气候箱鉴定结果表明，M113S属于温度起点较低的(≤23.5℃)光温敏核不育系。 3．F的育性分析表明，6个组合的F代在三种育性指标下都表现育性恢复，说明不育系的不育性是由隐性基因控制的。F代的育性分析表明，6个组合的F代育性分离都呈双峰或多峰分布，可育峰、不育峰出现的位置、高低不同，说明核不育基因表达的程度不同。按照常规的育性划分法，6个组合的F和BC代育性分离卡方检验的结果显示，各组合的F服从15：1或13：3(可育株：不育株)分离，BC服从3：1(可育株：不育株)分离，说明M113S和华201S的不育性状都是由两对基因控制的。 4．不育基因的等位性分析表明，M113S、华201S、培矮64S两两杂交的F代育性表现为不育，与M23S、M103S杂交的F代花粉不育度分别为95.59％、91.22％、95.42％，自交结实率分别为41.72％、47.41％、41.55％，自然结实率分别为75.58％、80.52％、68.67％，说明M113S、华201S、培矮64S的三个不育系的不育基因等位，与M23S、M103S的不育基因不等位。

关键词：光温敏核不育系育性转换特性遗传研究籼粳分类杂种优势

水稻淡黄叶隐性标记性状新不育系标CS选育及初步研究

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水稻淡黄叶隐性标记性状新不育系标CS选育及初步研究

作者：宋克堡湖南农业大学

学位级别：硕士

安农标810S是湖南怀化职业技术学院发现并选育水稻淡黄叶隐性标记核不育系,对两系法杂交水稻的研究与应用具有理论和实际意义。该学院试图利用安农标810S为材料转育淡黄叶标记性状新不育系,并对新选育的不育系的生育期特性和株叶穗粒等... 详细信息

安农标810S是湖南怀化职业技术学院发现并选育水稻淡黄叶隐性标记核不育系,对两系法杂交水稻的研究与应用具有理论和实际意义。该学院试图利用安农标810S为材料转育淡黄叶标记性状新不育系,并对新选育的不育系的生育期特性和株叶穗粒等农艺性状、抽穗开花、柱头外露等异交特征特性、对“九二○（赤霉素,GA3）”的反应特性、育性转换起点温度范围、自交繁殖特性等进行研究。通过杂交转育、并对当选材料进行分期播种试验、人工气侯室控温试验、海南低温条件下自交繁殖试验、“九二○”喷施用量试验等,得到了如下结果与基本结论。 1.以淡黄叶隐性标记不育系“安农标810S"为基因供体,以优良亲本材料“粤泰B”、“C815S”为基因受体,采用杂交育种+生态压力选择法+南北穿梭加代法等技术手段,转育成的新两用核不育系“标CS”,该材料植株在全生育期表现淡黄色标记性状稳定。 2.在分期播种试验中表现,“标CS“属中熟早籼生育期类型不育系,播始历期64-86d,平均74.5d。主茎总叶片数变化表现为12—14叶,平均13.4叶。在长沙7月20日播种,不能在9月中旬正常抽穗。温度对出穗的促进率为25.58%,表明标CS生育期感温级别为中等。可育期株高为82-86cm,不育期株高为62-68cm。株型较紧凑,上部叶片挺直。 3.标CS分蘖力较强,成穗率较高。在中等肥力水平条件下,单株有效穗数11.13穗,穗长24～27cm,平均穗长25.3cm,着粒较密,每穗总颖花数115-156朵,可育期平均每穗总粒数126粒,实粒数106粒,结实率达84.1%。谷粒倾椭圆形,粒形较小,稃尖无色。粒长8.8mm,粒宽2.9mm,千粒重24.6g,稻米无垩白,透明,外观品质好。 4.标CS花时表现8：00-8：30始花,开花高峰出现在10：50-11：30,午前花80%以上。张颖历花时较长,张颖角度较大,约32°。未喷施“九二○”柱头总外露率为60.8%,其中双边外露率38.2%,单边外露率22.6%;按每667m2喷施“九二○”4、8、16g处理,柱头总外露率分别为67.1%、71.2%、74.9%,分别较对照提高6.3、10.4、14.7个百分点,其中双边外露率分别较未喷施“九二○”提高3.3、4.6、6.0个百分点,单边外露率分别提高3.0、5.8、8.1个百分点。再提高“九二○”用量是否能进一步柱头外露率,有待试验。 5.标CS在自然温度条件下,育性转换起点温度在连续4d内低于22.9℃。在育性敏感期以23.5℃冷水处理6d,开花期镜检表现未发生不育性波动;以22.5℃冷水处理6d,不育性发生轻微波动,染色花粉率为6.5%,自交结实率为3.7%,表明“标CS”在以上条件下育性转换起点温度＞22.5℃,＜23.5℃。 6.2010年冬-2011年春“标CS”在海南三亚繁殖试验表现,育性转换敏感期遇上日均温低于23℃持续低温天气,抽穗扬花期花药正常裂药散粉。种子成熟期考查,有效穗16.5万穗/667m2,平均每穗颖花数112粒,平均每穗实粒数88粒,自交结实率为78.6%,理论产量348.5kg/667m2。实际收获种子136kg,实际单产302.4kg。 7.以“标CS”和“安农标810S”分别同与父本9311和D100测交,“标CS”的两个杂交组合分别较“安农标810S”的两个杂交组合增产8.69%、5.46%,表明“标CS”的配合力较“安农标810S”增强。 8.研究结果表明,以“安农标810S”为基因供体可转育植株淡黄色标记性状表达稳定的新不育系。“标CS”农艺性状、异交制种与自交繁殖特性、育性转换起点温度等,均符合湖南省水稻光温敏核不育系审定标准,抗逆性、品质性状等有待研究。

关键词：水稻淡黄叶标记温敏核不育系标CS 育性转换特性

水稻新光温敏核不育系的育性表现与利用评价研究

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水稻新光温敏核不育系的育性表现与利用评价研究

作者：梁铁军华南农业大学

学位级别：硕士

光温敏核不育系是两系杂交水稻的基础,实用光温敏核不育系的培育对于两系杂交水稻的发展至关重要。本论文以新育成的水稻光温敏核不育系文33S为材料,对其进行主要形态特征、光温反应特性、花粉败育过程、不育基因鉴定、所配组合产量和... 详细信息

光温敏核不育系是两系杂交水稻的基础,实用光温敏核不育系的培育对于两系杂交水稻的发展至关重要。本论文以新育成的水稻光温敏核不育系文33S为材料,对其进行主要形态特征、光温反应特性、花粉败育过程、不育基因鉴定、所配组合产量和品质性状表现及部分性状遗传效应等进行了研究。主要结果如下:1.文33S在广州有明显的“可育—不育—可育”的育性转换特性,育性变化主要受温度影响,但光照长度也有一定的影响,表现为在高温长日条件下不育、低温短日条件下可育,不育起点温度约为24℃,属于温光敏核不育水稻。2.文33S的不育性由温敏核不育基因tms5控制,在不育期内主要表现为无花粉败育,减数分裂Ⅰ细线期小孢子母细胞的细胞质出现异常,多数不进行减数分裂,少数停滞在细线期,随后逐渐解体消失,最终没有花粉产生。小孢子母细胞的细胞质异常是导致其无花粉败育的细胞学原因。3.文33S的株叶形态好,茎杆粗壮,抗倒力强,穗大粒多,分蘖力强,繁制种高产,亩产可达250kg左右;文33S的米粒细长,外观米质较优,除碱消值偏低、直链淀粉含量偏高外,整精米率、垩白度、透明度、胶稠度等米质性状均达到优质籼稻的部标。4.文33S所配组合的大区比产结果显示,在26个杂交组合中,有6个组合与对照超级稻广8优2168的产量持平或增产,最大增幅在5.81%;米质性状分析结果显示,13个杂交组合的米质性状一般在晚造的表现要好于早造,多数性状的表现居于双亲之间,但也存在一定比例的超优亲组合,并且杂种优势在不同组合间有较大的变幅,可根据需要通过杂交组合选配出米质优的组合。5.利用直链淀粉含量基因的功能标记Wx-1和香味基因的功能标记FGR对“文33S×新象牙香占”F2群体单株进行基因型分型、表型数据测定及遗传效应分析,结果表明直链淀粉含量的杂合效应属于中间型,并稍偏于高直链淀粉含量基因型,香味的纯合效应和杂合效应受方法所限较难区分。综上所述,文33S的不育性稳定,综合性状优良,有望选配出产量高米质优的强优势组合,并且繁、制种产量高,是一个具有较好利用前景的水稻新温光敏核不育系。

关键词：光温敏核不育水稻育性转换特性无花粉杂种优势

利用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制水稻温敏雄性核不育系

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利用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制水稻温敏雄性核不育系

作者：覃玉芬广西大学

学位级别：硕士

两系杂交水稻育种是一种高效的育种手段,其关键在于温敏雄性核不育系的获得。为迅速获得优良的水稻温敏雄性核不育(temperature-sensitive genic male sterile,TGMS)系,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对4份优良的水稻品系AB9808Q、B... 详细信息

两系杂交水稻育种是一种高效的育种手段,其关键在于温敏雄性核不育系的获得。为迅速获得优良的水稻温敏雄性核不育(temperature-sensitive genic male sterile,TGMS)系,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对4份优良的水稻品系AB9808Q、BAS P12、AB9738LG和AB9300的tms5基因的2个靶点进行编辑,分别获得对应的tms5编辑TGMS系为GXU41、GXU47、GXU40和GXU36。对编辑植株进行靶点突变检测,筛选无外源DNA的tms5编辑TGMS系,并进行育性转换、农艺性状调查和对GXU41-5S进行米质分析评价。主要研究结果如下:(1)tms5基因组编辑。分别对获得的T代再生植株进行靶点PCR扩增及测序,分析转化植株的突变情况。结果显示:GXU41株系转化效率达到75%,双纯合突变率达到25%;GXU47株系转化效率达到75%,双纯合突变率达到13.3%;GXU40株系转化效率达到78.6%,双纯合突变率达到18.2%;GXU36转化效率达到83.3%,双纯合突变率达到15%。在每个T代双纯合突变株系中均筛选到一定数量的T-DNA-free纯合TGMS植株。(2)tms5编辑TGMS系育性转换特性。在超景深体视显微镜下观察T代双纯合突变植株在21℃、22℃、23℃和24℃的温度处理后的花药形态,并用1%的I-KI溶液鉴定花粉育性,成熟期计算小穗育性。结果表明,T代tms5编辑TGMS系GXU41的双纯合突变株在21℃、22℃、23℃、24℃条件下的花粉育性依次为63.5%、43.2%、12.8%、0%,小穗育性依次为41.6%、24.5%、5.5%、0%;T代GXU47的双纯合突变株的花粉育性依次为74.3%、45.9%、14.4%、0%,小穗育性依次为50.1%、26.3%、7.0%、0%;T代GXU40的双纯合突变株的花粉育性依次为51.9%、42.5%、6.3%、0%,小穗育性依次为31.9%、21.4%、2.1%、0;T代GXU36的双纯合突变株的花粉育性依次为46.3%、27.1%、2.5%、0%,小穗育性依次为23.3%、12.4%、0%、0%。(3)tms5编辑TGMS系农艺性状特性。在T代成熟期随机选择3株调查每个温度处理后植株的主要农艺性状。结果显示,所有tms5编辑TGMS系与野生型(WT)在有效穗长、剑叶宽、剑叶长和千粒重上无差异;而所有tms5编辑TGMS系与WT在平均株高上存在显著差异(P特性。收获21℃条件下的tms5编辑TGMS系GXU41-5S的种子,送往农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心进行米质分析。结果显示各项米质指标均达到优质食用大米一等标准要求,GXU41-5S是优质的TGMS系。以上研究结果表明,利用CRISPR/Cas9系统编辑水稻温敏雄性核不育基因tms5可以高效地获得无外源DNA的水稻TGMS品系,这些品系的育性转换临界温度为24℃,符合温敏雄性不育系的选育要求。特别是GXU41-5S品质优良,在两系杂交水稻品种选育中具有重要的应用价值。

关键词：两系杂交水稻温敏雄性核不育系 CRISPR/Cas9基因编辑系统 tms5 育性转换特性

湖北光周期敏感核不育水稻的研究与利用 Ⅰ.育性的稳定性观察研究

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杂交水稻 1986年第1期 21-26页

作者：卢兴桂王继麟湖北省农科院粮食作物研究所

水稻新质源光温敏核不育系B06S的发现与研究

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江西农业大学学报 2003年第3期25卷 315-319页

作者：贺浩华朱昌兰彭小松贺晓鹏付军如黄文新宋宇刘宜柏饶治祥江西农业大学作物遗传育种研究室江西南昌330045

新质源光温敏核不育系B0 6S系我室从CP2 3 1×奉新红米杂交F3 群体中发现 1株不育突变体选育而来。该不育系属早籼类型 ,3月下旬、4月下旬、5月下旬和 6月中旬播种 ,其播始天数分别为 78～ 80d、68～70d、65～ 67d和 5 5～ 5 7d。株叶... 详细信息

新质源光温敏核不育系B0 6S系我室从CP2 3 1×奉新红米杂交F3 群体中发现 1株不育突变体选育而来。该不育系属早籼类型 ,3月下旬、4月下旬、5月下旬和 6月中旬播种 ,其播始天数分别为 78～ 80d、68～70d、65～ 67d和 5 5～ 5 7d。株叶形态好 ,主茎叶片数 1 2片 ,每穗颖花数 96;米质优 ;开花习性好 ,柱头外露率高达 82 .5 %。育性转换明显 ,且育性转换以温度诱导为主 ,光长也有一定的影响 ,属温光型 ,即高温长光不育 ,低温短光可育 ;育性转换临界温度为 2 3 .5℃左右 ,在南昌不育期长达 80d ;可育期结实率高。该不育系的育性受一对隐性基因控制 ,并具一定的广亲和性 ;配合力强 ,可配制出长江中下游早稻中熟优质杂交稻新组合。

关键词：水稻光温敏核不育系选育育性转换特性

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温州“两系法”育种的思路

温州农业科技 1995年第3期 10-11,24页

作者：徐秀如张宏化温州市农科所杂优室

杂交水稻自1973年实现了三系配套,到大面积种植,都是循着三系的技术路线选育与生产。光(温)敏型核雄性不育水稻的发现及其选育研究取得重大进展,创立了两系法水稻育种,标志着我国杂交水稻的发展跨入了一个新阶段。

关键词：两系法杂交稻杂交水稻光敏核不育水稻温州水稻育种育性转换特性光敏核不育系光敏核不育基因核雄性不育水稻新阶段

选育不育性表达稳定的光温敏不育系的方法探讨

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湖南农业科学 2003年第5期 23-25页

作者：廖伏明杨益善国家杂交水稻工程技术研究中心湖南长沙410125

针对现有两系杂交水稻中光温敏不育系普遍存在不育性表达不稳定的问题,从其育性遗传具有"育性转移特性受主基因控制,而育性表达受微效多基因控制"的特点出发,指出育种上应充分考虑不育性表达的数量性状特征,并提出了采用杂交育种法选育... 详细信息

针对现有两系杂交水稻中光温敏不育系普遍存在不育性表达不稳定的问题,从其育性遗传具有"育性转移特性受主基因控制,而育性表达受微效多基因控制"的特点出发,指出育种上应充分考虑不育性表达的数量性状特征,并提出了采用杂交育种法选育不育性表达可稳定遗传(即多基因纯合体)的光温敏不育系应遵循的原则以及选育的程序和方法。

关键词：选育不育性表达光温敏不育系育性转换特性主基因育性遗传数量性状多基因纯合体杂交水稻