中国水稻科学 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (6): 529-534.DOI: 10.16819/j.1001-7216.2021.210801
周少川, 柯苇, 缪若维, 李宏, 黄道强, 王重荣
收稿日期:
2021-08-03
修回日期:
2021-09-17
出版日期:
2021-11-10
发布日期:
2021-11-10
基金资助:
Shaochuan ZHOU, Wei KE, Ruowei MIAO, Hong LI, Daoqiang HUANG, Chongrong WANG
Received:
2021-08-03
Revised:
2021-09-17
Online:
2021-11-10
Published:
2021-11-10
摘要:
为了实现水稻育种学和水稻种质资源学的无缝对接,常规育种技术与先进适用技术的有效融合,本团队创建了水稻核心种质育种理论和材料体系。水稻核心种质育种理论体系包括水稻核心种质概念、理想基因系统与突破性大品种对应假说、理想模型(模式)构建、前景选择与背景选择统筹、基因集的生物学意义、核心种质基因型和表现型云数据、先进适用综合育种方法研究和核心种质杂种优势利用八个部分。在此基础上培育了黄华占、美香占和华占核心种质育种材料体系等三套育种材料体系,育成了当前我国籼稻推广面积最大的品种黄华占、我国连续三届获得全国优质稻品种食味品质鉴评金奖唯一籼稻品种美香占2号和我国配组组合最多的恢复系华占等一大批优良品种(组合)。
周少川, 柯苇, 缪若维, 李宏, 黄道强, 王重荣. 水稻核心种质育种理论体系的创建与应用[J]. 中国水稻科学, 2021, 35(6): 529-534.
Shaochuan ZHOU, Wei KE, Ruowei MIAO, Hong LI, Daoqiang HUANG, Chongrong WANG. Creation and Application of the Breeding Theory Based on Rice Core Germplasm[J]. Chinese Journal OF Rice Science, 2021, 35(6): 529-534.
性状 Trait | 丰八占Fengbazhan | 黄华占 Huanghuazhan | |
---|---|---|---|
有效穗数Effective panicles per 1 m2 | 307 | 297 | |
株高Plant height/cm | >102.0 | >102.2 | |
穗长Panicle length/cm | <22.6 | <21.3 | |
每穗总粒数Spikelets per panicle | 146 | 154 | |
每穗实粒数Grains per panicle | ≈116 | ≈125 | |
着粒密度Grain density per 10 cm | ≈64.5 | ≈72.2 | |
千粒重1000-grain weight/g | ≈21.3 | ≈21.5 | |
倒3叶长Length of top 3 leaves/cm | >52.3 | >54.6 | |
长宽比Length/width ratio | >3.3 | >3.3 | |
垩白粒率Chalky grain rate/% | 9.0 | 9.2 | |
垩白度Chalkiness degree/% | <2.5 | <1.0 | |
直链淀粉含量Amylose content/% | 15.0~17.0 | 16.9~21.0 | |
胶稠度Gel consistency/mm | >71 | ≈79.4 |
表1 水稻株型和品质理想模型构建
Table 1 Construction of idea model of plant type and rice quality.
性状 Trait | 丰八占Fengbazhan | 黄华占 Huanghuazhan | |
---|---|---|---|
有效穗数Effective panicles per 1 m2 | 307 | 297 | |
株高Plant height/cm | >102.0 | >102.2 | |
穗长Panicle length/cm | <22.6 | <21.3 | |
每穗总粒数Spikelets per panicle | 146 | 154 | |
每穗实粒数Grains per panicle | ≈116 | ≈125 | |
着粒密度Grain density per 10 cm | ≈64.5 | ≈72.2 | |
千粒重1000-grain weight/g | ≈21.3 | ≈21.5 | |
倒3叶长Length of top 3 leaves/cm | >52.3 | >54.6 | |
长宽比Length/width ratio | >3.3 | >3.3 | |
垩白粒率Chalky grain rate/% | 9.0 | 9.2 | |
垩白度Chalkiness degree/% | <2.5 | <1.0 | |
直链淀粉含量Amylose content/% | 15.0~17.0 | 16.9~21.0 | |
胶稠度Gel consistency/mm | >71 | ≈79.4 |
杂交时间 Crossing time | 组合 Combination | 育成品种 Variety | 核心种质等级 Grade of core germplasm | 育成时间 Registered time |
---|---|---|---|---|
1982L | 三青矮2号//青油占/矮家伙 Sanqingai 2//Qingyouzhan/Aijiahuo | 青六矮1号Qingliuai 1 | 1 | 1986L |
1987E | 青六矮1号/特青 Qingliuai 1/Teqing | 丰青矮Fengqingai | 2 | 1990L |
1990L | 长丝占/丰青矮 Changsizhan/Fengqingai | 丰矮占1号Fengaizhan 1 | 3 | 1993E |
1994E | 丰矮占1号/28占 Fengaizhan 1/28 Zhan | 丰八占Fengbazhan | 4 | 1996L |
1996L | 丰八占/华丝占 Fengbazhan/Huasizhan | 丰华占Fenghuazhan | 5 | 1999E |
2000E | 黄新占/丰华占 Huangxinzhan/Fenghuazhan | 黄华占Huanghuazhan | 6 | 2002L |
2002L | 茉莉丝苗/黄华占 Molisimiao/Huanghuazhan | 黄莉占Huanglizhan | 7 | 2005L |
2004L | 黄莉占/粤广丝苗 Huanglizhan/Yueguangsimiao | 黄广占Huangguangzhan | 8 | 2008E |
2006L | 黄广占//黄华占/丰粤占 Huangguangzhan//Huanghuazhan/Fengyuezhan | 黄广油占 Huangguangyouzhan | 9 | 2009L |
2010L | 黄广油占/丰粤华占 Huangguangyouzhan/Fengyuehuazhan | 黄广华占1号Huangguanghuazhan 1 | 10 | 2013L |
2013L | 黄广软占/黄广华占1号 Huangguangruanzhan/Huangguanghuazhan 1 | 双黄占 Shuanghuangzhan | 11 | 2018L |
表2 黄华占核心种质理想基因系统构建过程
Table 2 Construction of ideal gene system of Huanghuazhan series core germplasm.
杂交时间 Crossing time | 组合 Combination | 育成品种 Variety | 核心种质等级 Grade of core germplasm | 育成时间 Registered time |
---|---|---|---|---|
1982L | 三青矮2号//青油占/矮家伙 Sanqingai 2//Qingyouzhan/Aijiahuo | 青六矮1号Qingliuai 1 | 1 | 1986L |
1987E | 青六矮1号/特青 Qingliuai 1/Teqing | 丰青矮Fengqingai | 2 | 1990L |
1990L | 长丝占/丰青矮 Changsizhan/Fengqingai | 丰矮占1号Fengaizhan 1 | 3 | 1993E |
1994E | 丰矮占1号/28占 Fengaizhan 1/28 Zhan | 丰八占Fengbazhan | 4 | 1996L |
1996L | 丰八占/华丝占 Fengbazhan/Huasizhan | 丰华占Fenghuazhan | 5 | 1999E |
2000E | 黄新占/丰华占 Huangxinzhan/Fenghuazhan | 黄华占Huanghuazhan | 6 | 2002L |
2002L | 茉莉丝苗/黄华占 Molisimiao/Huanghuazhan | 黄莉占Huanglizhan | 7 | 2005L |
2004L | 黄莉占/粤广丝苗 Huanglizhan/Yueguangsimiao | 黄广占Huangguangzhan | 8 | 2008E |
2006L | 黄广占//黄华占/丰粤占 Huangguangzhan//Huanghuazhan/Fengyuezhan | 黄广油占 Huangguangyouzhan | 9 | 2009L |
2010L | 黄广油占/丰粤华占 Huangguangyouzhan/Fengyuehuazhan | 黄广华占1号Huangguanghuazhan 1 | 10 | 2013L |
2013L | 黄广软占/黄广华占1号 Huangguangruanzhan/Huangguanghuazhan 1 | 双黄占 Shuanghuangzhan | 11 | 2018L |
杂交时间 Crossing time | 组合 Combination | 育成品种 Variety | 核心种质等级 Grade of core germplasm | 育成时间 Registered time |
---|---|---|---|---|
1982L | 三青矮2号//青油占/矮家伙 Sanqingai 2//Qingyouzhan/Aijiahuo | 青六矮1号Qingliuai 1 | 1 | 1986L |
1987E | 青六矮1号/特青 Qingliuai 1/Teqing | 丰青矮 Fengqingai | 2 | 1990L |
1990L | 长丝占/丰青矮 Changsizhan/Fengqingai | 丰矮占1号Fengaizhan 1 | 3 | 1993E |
1994E | 丰矮占1号/28占 Fengaizhan 1/28 Zhan | 丰八占Fengbazhan | 4 | 1996L |
1996L | 丰八占/粤新占5号 Fengbazhan/Yuexinzhan 5 | 五丰占2号 Wufengzhan 2 | 5 | 1999E |
2000E | 广青占/丰八占//五丰占2号 Guangqingzhan/Fengbazhan//Wufengzhan 2 | 五山油占(华占) Wushanyouzhan(Huazhan) | 6 | 2002L |
2002E | 茉莉丝苗/五山油占 Molisimiao/Wushanyouzhan | 五山丝苗 Wushansimiao | 7 | 2006L |
2006L | 黄华占/丰粤占//五山丝苗 Huanghuazhan/Fengyuezhan//Wushansimiao | 五山华占 Wushanhuazhan | 8 | 2010L |
2010L | 五山华占/黄软秀占 Wushanhuazhan/Huangruanxiuzhan | 五山软占 Wushanruanzhan | 9 | 2014L |
2015E | 黄广丝苗/五山软占 Huangguangsimiao/Wushanruanzhan | 五广丝苗 Wuguangsimiao | 10 | 2018L |
表3 华占核心种质理想基因系统构建过程
Table 3 Construction of ideal gene system of Huazhan series core germplasm.
杂交时间 Crossing time | 组合 Combination | 育成品种 Variety | 核心种质等级 Grade of core germplasm | 育成时间 Registered time |
---|---|---|---|---|
1982L | 三青矮2号//青油占/矮家伙 Sanqingai 2//Qingyouzhan/Aijiahuo | 青六矮1号Qingliuai 1 | 1 | 1986L |
1987E | 青六矮1号/特青 Qingliuai 1/Teqing | 丰青矮 Fengqingai | 2 | 1990L |
1990L | 长丝占/丰青矮 Changsizhan/Fengqingai | 丰矮占1号Fengaizhan 1 | 3 | 1993E |
1994E | 丰矮占1号/28占 Fengaizhan 1/28 Zhan | 丰八占Fengbazhan | 4 | 1996L |
1996L | 丰八占/粤新占5号 Fengbazhan/Yuexinzhan 5 | 五丰占2号 Wufengzhan 2 | 5 | 1999E |
2000E | 广青占/丰八占//五丰占2号 Guangqingzhan/Fengbazhan//Wufengzhan 2 | 五山油占(华占) Wushanyouzhan(Huazhan) | 6 | 2002L |
2002E | 茉莉丝苗/五山油占 Molisimiao/Wushanyouzhan | 五山丝苗 Wushansimiao | 7 | 2006L |
2006L | 黄华占/丰粤占//五山丝苗 Huanghuazhan/Fengyuezhan//Wushansimiao | 五山华占 Wushanhuazhan | 8 | 2010L |
2010L | 五山华占/黄软秀占 Wushanhuazhan/Huangruanxiuzhan | 五山软占 Wushanruanzhan | 9 | 2014L |
2015E | 黄广丝苗/五山软占 Huangguangsimiao/Wushanruanzhan | 五广丝苗 Wuguangsimiao | 10 | 2018L |
图1 黄华占核心种质分子图谱染色体右侧黑线条或区域表示在系谱中受选择的关键区域。
Fig. 1. Molecular map of Huangzhan. The black lines or areas on the right side of chromosomes represent the key selected fragments in the pedigree.
性状Trait | 两年均检测到的QTL QTLs repeatedly detected | QTL总数 QTL number | QTL区间内已克隆总数 Cloned genes in QTL interval | 区间长度 Interval length/ bp |
---|---|---|---|---|
剑叶长 Flag leaf length | 1 | 17 | 4 | 1 278 729 |
剑叶宽 Flag leaf width | 2 | 21 | 5 | 1 150 716 |
株高 Plant height | 2 | 15 | 9 | 910 423 |
穗长 Panicle length | 1 | 20 | 6 | 1 014 810 |
有效穗数 Effective panicle number | 1 | 3 | 2 | 2 175 862 |
着粒密度 Panicle density | 1 | 12 | 8 | 1 902 249 |
每穗实粒数 Grains per panicle | 1 | 12 | 11 | 667 958 |
结实率 Seed-setting rate | 0 | 15 | 10 | 1 453 819 |
千粒重 1000-grain weight | 1 | 17 | 16 | 1 460 019 |
粒长 Grain length | 1 | 12 | 7 | 690 156 |
长宽比 Length-width ratio | 2 | 5 | 3 | 1 495 152 |
垩白粒率 Chalky grain rate | 3 | 13 | 14 | 890 770 |
垩白度 Chalkiness degree | 3 | 15 | 13 | 2 137 540 |
透明度 Transparency | 1 | 12 | 10 | 959 365 |
食味值 Taste value | 0 | 7 | 9 | 1 272 084 |
表4 黄华占核心种质15个重要农艺性状进行QTL检测和分析
Table 4 Dissection of QTLs for 15 important agronomic traits in Huanghuazhan core germplasms.
性状Trait | 两年均检测到的QTL QTLs repeatedly detected | QTL总数 QTL number | QTL区间内已克隆总数 Cloned genes in QTL interval | 区间长度 Interval length/ bp |
---|---|---|---|---|
剑叶长 Flag leaf length | 1 | 17 | 4 | 1 278 729 |
剑叶宽 Flag leaf width | 2 | 21 | 5 | 1 150 716 |
株高 Plant height | 2 | 15 | 9 | 910 423 |
穗长 Panicle length | 1 | 20 | 6 | 1 014 810 |
有效穗数 Effective panicle number | 1 | 3 | 2 | 2 175 862 |
着粒密度 Panicle density | 1 | 12 | 8 | 1 902 249 |
每穗实粒数 Grains per panicle | 1 | 12 | 11 | 667 958 |
结实率 Seed-setting rate | 0 | 15 | 10 | 1 453 819 |
千粒重 1000-grain weight | 1 | 17 | 16 | 1 460 019 |
粒长 Grain length | 1 | 12 | 7 | 690 156 |
长宽比 Length-width ratio | 2 | 5 | 3 | 1 495 152 |
垩白粒率 Chalky grain rate | 3 | 13 | 14 | 890 770 |
垩白度 Chalkiness degree | 3 | 15 | 13 | 2 137 540 |
透明度 Transparency | 1 | 12 | 10 | 959 365 |
食味值 Taste value | 0 | 7 | 9 | 1 272 084 |
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