水稻(Oryza sativa L.)双胚苗遗传学的研究

袁隆平; 《作物学报 》 1990 CSCD

摘要：APⅠ、APⅡ、APⅢ和 APⅣ四个双胚苗品系分别具有16.1%、23.4%、32.4%和5.0%的双苗率,双苗中有一个中胚轴和两个中胚轴的两种类型。以双胚苗为母本与显性紫色稻杂交,F1出现1.8—3.8%的绿色双苗或单苗,因此,四个双胚苗品系中可能存在低频率的无融合生殖。双胚苗是可遗传的,受两对隐性基因控制,而双苗频率的高低则受修饰因子的影响。

关键词： 双胚苗 无融合生殖

水稻广亲和系的选育

袁隆平; 《杂交水稻 》 1989

摘要：水稻广亲和基因的发现及其遗传研究〔1,2,3〕,揭开了籼粳稻亚种间杂种一代半不育现象的遗传本质,从而为利用水稻亚种间的杂种优势指明了方向。但是,己知的广亲和材料,绝大多数为古老的农家品种,农艺性状不良,不能直接作为选配优良组合的亲本,因此,培育具有优良农艺性状的水稻广亲和系就显得非常重要,这是开展亚种间杂种优势育种的首要任务之一。 普通栽培稻有籼稻、粳稻和爪哇稻三个亚种,所以亚种间的杂交可分为籼粳交、籼爪交和粳爪交三种形式,初步研究表明〔4,5),水稻杂种优势强弱的程度,具有舢粳交>抓爪交>粳爪交>舢制I交>粳粳交的一股趋势。为了充分利用各亚种间杂种优势,提高育成强优组合的入选机车,有必要建立舢、物、爪二个亚种类型的优良广亲和系。这三类广亲和系的应用方式,有如下几种: 1.在两系法甲,可直接作为恢复系与不同亚种的光敏核不育系配组选优; 2.寻入光敏核不育系基因,有成广亲和叱X敏核不育系,从理论上讲它能与任何亚种的正常品种配组选优。 z.将它们转育成细胞质雄性不育系或其恢复杂\似便在三系法甲利用水稻亚种间杂种优势。 某干上述认识,我们在以前工作的基础上,近年来开展了水拍广杂和系选育的研究,育成了粳型广杂和系培C31I,爪哇型广杂和系轮回422,税型广分和系形轨4以及广东和光敏核不育系采矮645。现将研究结果报道如下。 一、材料和方法 1.广亲和来不:月1印尼地方品种清边(k“y爪哇稻)作为广杂和某因的供体。株财10一120巨人,生育期在湖南140天左右,不感光。谷粒细长,领土上具模码革型的绒毛,颖壳在温度较低时是淡紫色;开花时间早,似仙稻;叶色深绿,米粒透明无痕白,直链淀核含量16%左右,似粳稻。 早在70年代,用培迪作父本,与粳稻不育系BT—C和黎明A测交,F;的结实率在70%以上,表明培迪含有BT型配子体雄性不育的恢复基因。用它与制I稻矮范米和糯舢谷杂交,F1的结实率亦在70%U卜,江明比过只有广杂和性。 c.仙、粳稻亲本;供试的三个门时5品种为矮_剐1、芦苇项和测61(即IR 9761一19一1一64,明败型不育本的w更不);粳N品种有(、了(B”rpsi’tJ.不自系的便招诙更主)。均无广产和性。 8。光敏位不有亲本I原始农垦585。 二、选育过程 粳型广亲和系培C311的选育过程如图1所示,即以培迪作母本与C57杂交,按一般系谱法在F:至F。甲选性状倾粳单株,与BT型不育系测交,淘汰不具有恢复力的父本。到F,育成几个性状稳定的恢复系,其平您C3]二具有广亲和力。 轮回422的选失:在塔迪与C57的杂交后K甲选性状倾爪哇型的恢复单株,到F,育成了培C422恢复系,为了提高它的配合力,选用芦苇稻与它杂交,然后又用培C422作轮回亲本国交两次而有成(见图1)。 产tp6ll7+t\k764s的三生育5寸措如图2T=:6矛。从培迪与矮黄米杂交的F,代中有在了pT型的恢复系培矮; 往:本义引用了李新奇、肖金华、内趾忠的试验资料,特致队每月测64作父本与培矮杂交,经多代选择育成性状为税型的培矮64。lq85年用农垦585与/培矮64‘杂多,在F:中选择不育度高、性状倾父本的单株与“培矮64”回交,在B IFI中继续选择性状似父本的单株,在B;FS中选完全雄性不育株,进行短光照处理,收取自交种子,到海南加代后,1988年在长沙为B;F。、共30个株系,其甲两个株系不育株率和不育度均达100%,且’D生状似父本,无分离,暂定名为培矮645。 “st1Tg4WffweM (_一)特征特性和植物学分类 培C311叶色深绿,剑叶直立,籽粒短圆,;颀壳上有密集gi)at毛,不易脱粒,抗寒性强,花时晚,因此归为粳型广亲和系。 培矮64外部形态与测64很相似,叶色较雄。分率力强,往粒长形,易脱粒,抗寒力弱,花时较早,为釉型广亲和系。 轮回422的林状与母本谈油相们·县荷有制’一捆峙点的甲间类型(表1),属于爪哇型广亲和系。 这三个品系还有四个主要的共同特点,即矮 品早甲熟、株叶形态良好和对细胞质雄性不育系 大包括野败型和BT型)都有恢复力。因此,具有 较大的实用价值。 (二)广亲和性表现 上述三个广亲和系与目前国内外三种不同类型 的立个优良广亲和系—一CPSLO17(爪哇型)、 02428(粳型)、真系8544(粳型)、真系8539 (种型)进行了亲和性比较,用作洲交的有71个釉 稻呷、.(tr稻品种(包括不育系),按F;的结 实率作为亲和性的指标,结果见我8。。 1.广亲和性,以CPSLU.IT#好,测交的F’:i;从平均转实率为78.9496,依次为＄C311( 7b.18ye-),培③4(r4.21%),轮回42z(74.1=2%)和O靴2宵(。72.&咖))。而以真系85a9和真系8544最差,总平均结实率未到70%。汕型真系8539对早舢稻的亲和性最好,而对粳稻的亲和性最差,粳型真系8544却相反。 2.除真系8544和真系8539外,其来5个广杂和藏胞亲和性经显著性测定差异不显著。 3.粳型的广亲和系02428与培C3llLb较,M者对粳稻的亲和力都好,对中轴的亲和力接近,但02428对早知的亲和力较差(测交F;平均结实率为m.5%X而培0311对早地的亲和力较好(测交F‘平均结实率为73.5%)。 轮回422与CpSLO17对利和粳的亲和力都好,”表现为用显的中间婴(爪哇型)。‘ 出矮地S用指定的测验种南部1号X讪);JR扔(狐)。、一秋沈(粳)和巴利拉(粳)测交,凡纪实率分别为86.44%、66.35%/了.g6%和叩.bZ%二表明信矮6C引己结合了广杂和基因生光敏核不育基因。 4.测交F。结实率的变幅以034.88和真系85---m最大。分别为3k5%～86.6%和40.0%一89.3?4,表明二者的亲和谱不广或者有专一性。 (三)广亲和系配合力的比较 1.轮回422与CPSLO17比较:同用3个釉除与它V测交(见表8),将杂种一代进行小区比产,以, 给回拍ZfIFI)～一配合力最高,CPSLO17的产量配合 为显低。。轮回相2配“9024。在湖南杂交水稻研究甲 i的超高产目标组合比产甲,其产量潜力两年均居 管住,’表明“轮回422”具较好配合力。 2。Ig6811与02428比较:对它们的配合力还 未进行系统的研究,但二者配税稻都有一些好的苗 头。江苏用N24龙配早献党和3。37,分别比汕优63 增产此.江冯d..2%和8.在人35.4%。湖南杂交水稻 研究个心用*61545配招c811,在目标组合的比产试 验甲,平均单株生物学重量为对照汕优63的2.03倍,产量潜力为081.Q公斤,比“汕优63”高45 0%。 9024配培C311,车七商试验W。,实际日产量比汕优63增产17.8%。 四、结语 1、培迪具有广亲和基因,广亲和性与“CPSLQt7咖接近。漫过转育,可以把其广杂和基因转育到粳型、爪哇型和税型不同品种中。 2一、塔迪的广亲和基因可以与BT型不育系的恢复基因或项政型不育系的恢复基因重组在一起,为三系法8llffi亚种间杂种优势提供了可能性。 ’、塔迪的广亲和基因可以与矮秆基因相结合,甲而能克服亚种间杂种株高超亲的问题。 4、培迪的广亲和基因可以与光敏核不育基因重组,从而可能选育出刺粳亚种优势利用甲的最佳遗传工具—一粳质、釉核、广亲、光敏核不育系。 S、以培迪转育的广亲和系具有较好的农艺性状,有效好的配合力,为配制生产用种提供了良好的亲*。水稻广亲和系的选育@罗孝和$湖南杂交水稻研究中心 @袁隆平$湖南杂交水稻研究中心广亲和系1.　Eke　hashi,　H　and　H.A　rauki,　1984.Varietal　Screening　for　Compatihitity　typererealed　in　FI　fertility　of　distant　crosses　in　rice　Japan　L.Bred　34　(3):　304─213. 2.李新奇、袁隆平,广亲和爪哇品种与籼、粳稻的亲和力遗传及杂种优势初步研究。湖南农业科学1987(3):　4—9转21。　　　 3.罗孝和,籼粳杂种优势及“培迪”广亲和性研究。四川冈D型杂交水稻协作组成立十周年纪念刊。1987　47─—54。 4.廖翠猛、袁隆平,水稻籼爪交,粳爪交杂种优势及其与亲本关系的研究。研究生毕业论文(未发表)1988。 5.袁隆平,杂交水稻的育种战略设想。杂交水稻　1987(1):　　1—3。 6.袁隆平等,杂交水稻育种栽培学。湖南科技出版社　1988　　126—131。 7.彭科晋,籼粳亚种间杂交组合表现出很高的产量优势。杂交水稻　　1988(2):　25。 8.曾世雄、杨秀青等,栽培稻、籼粳亚种间杂种一代优势研究。作物学报　1980　6(4):193─202。 9.顾铭洪,1987水稻广亲和基因的遗传及其利用。江苏农学院。 10.肖金华,　6个广亲和品种的广亲和性研究简报,杂交水稻　1988(　2):　30转47,

关键词： 广亲和系

水稻籼粳亚种间杂种一代优势及其与亲本关系的研究

袁隆平; 《杂交水稻 》 1988

摘要：大量研究表明,籼粳稻杂种一代优势非常明显,但组合间差异甚大。主要表现为茎粗、穗大、分蘖力强、生长快,不易倒伏、根系发达,再生力和抗逆力强等方面。结实率通常为5—40%,然而也有结实率较高甚至接近正常的,又以粳稻为母本的结实率高于以籼稻为母本的。本试验旨在从主要经济性状方面研究籼粳杂种一代优势表现的特点及其与亲本的相关性,比较籼、粳稻的细胞质对杂种一代性状优势的影响,为强优籼粳交组合的选育,提供理论依据。 一、材料与方法 选用湘矮早g号(A)、广陆矮4号( B)、 二九青(C)、南京11号( D)、余赤231—8(E)、洞庭晚籼( F)、湘晚籼1号(G) 7个籼稻品种,秋光(H)、农虎 6号( I)、陆52(1)、桂花费(K)、矮子糯( L)、轰杂135( M)、 Calrose76(N)、JC──99(P)、台北8号(Q)9个粳稻品种,按不完全双列杂交法配制63个正交组合,以釉稻为母本配制6个反交组合。以税型强优组合威优64和威优6号作对照。试验于1986年夏季在湖南杂交水稻研究中心试验田中进行。随机区组排列.三次重复,各材料种植3行区,每行7株,株行距5 x10寸,单株植。 6月 1日播种, 6月19日移栽,田间管理同一般大田。各小区以中行中间5株进行田间调查和室内考种。考查性状包括:株高、穗长、着粒密度、单株茎数、单株穗数、成德率,每税颖花数、每穗实粒数、每穗空批粒数、结实率、单株实粒重、单株颖花数、单株干物重、千粒重、”抽穗日数、全生育期。以优势指数估算杂种一代优势的强弱。数据用IBM PC—AT计算机处理/ 二、结果与分析 (一)杂种一代优势表现和分析 1.杂种一代优势表现,釉粳杂种一代以单株干物重和单株颖花数优势最为突出,所有组合的单株干物重超过其大值亲本,其中73.02%的组合超过其双亲之和,93.65%的组合单株颖花数大于其大值亲本,其中20.63%的组合超过其双亲之和。表现了在于物质生产和光合产物的库容量方面的强大优势。但结实率显著低于亲本,-63个正交组.合的平均结实率为34.32%(幅度为8.33一54.32%)。尽管如此,仍有20.63%的组合的单株实粒重大于其双亲平均值”,其中6.35%的组合超过其大值亲本。 ”为了比较制粳亚种间杂种与品种间杂种的优势大小,采用日单株干物重和日单株颖花数为指标。日单株干物重分别有65.08%和52.38%的组合超过对照20%以M最高”的;*C组合比对照分别增加65.67%和60.87%,日单株颖花数分另u有19.05%和20.63%的组合超过对照20%以上,最高的LC组合比对照分别增加42.8’6%和45.63%。 2.杂种一代优势的分析 (l)杂种一代性状的显性程度。应用POwers公式计算相对优势(的一(Fl一MP/’+(“BP—SIP’》尤以hP值作为划分显性度的标准。结果表明:在63个组合的15个性状,945个组合次中,正向优势的组合次有550个,占58.20%;负向优势176个,占18.62%。负向能势主要是结实率)乡仅实。。粒数、单株实粒重和成德率四个性状,“正向部分显性和正向完全显性风g个,,占_14·71%,负向部分显性和负向完堂签性72个,占7.62%,正向大于负向,无显性8个,占0.85%。 (2)优势表现的组合差异和性状差异。表1、内变异系数一栏的数字表明,制粳杂种一代各性状优势强弱的组合差异较大。从中 亲优势( F;/MP)来看,组合差异最大的性状是每穗实粒数,其余依次为单株实粒,重、一结实率、单株于物重、单株颖花数、‘每穗颖花数、着粒密度、单株茎数、单株穗;一数,。成移率百株高、穗长、全生育期、抽穗 日数、千粒重;从起亲优势( F;/BP)看,组合差异最大的性状仍然是每穗实粒数,其 余依次为结实率、单株实粒重、单株干物 重、单株颖花数、每穗颖花数、着粒密度、单 株茎数、单株穗数、穗长、全生育期、抽穗日致株高、成穗民千粒重。_- ”从表1内各性状优势指数的平均您可以看出优势强弱的性状差异,从中亲优势看,优势最强的是单株于物重,其余依次为单株颖花数、每德颖花数、株高、着粒密度、单株茎数、抽穗日数、单株穗数、全生育期、德长、千粒重,、而结实率、每德实粒数、单株实粒重和成德率四个性状,表现为负向优势。各性状超亲优势强弱的次序与中亲优势基本一致。无论是中亲优势还是越亲优势,单株干物重都比单株颖花数优势强,表明税粳杂种的干物质生产优势比光合产物的库容量优势强。 (3)杂种一代优势的显著性测定。用集群比或法测定杂种一代与双亲平均值和大值亲本之间的差异显著性表明:杂种一代的株高、穗长、着粒密度、单株茎数、单株穗数、每德颖花数、单株颖花数、单株干物重,千粒重、抽穗日数、全生育期等11个性状的正向优势均.达高度显著水平(P<0·005.)。结实率、每穗实粒数、单株实粒重。成穗率四个性状表现为高度显著的负向优势( P