水稻穗型的遗传和育种改良

刘坚1,2,陶红剑1,施思1，3,叶卫军1，3 ,钱前1 ,郭龙彪1,*

doi:10.3969/j.issn.10017216.2012.02.013

中国水稻科学 >

2012 , Vol. 26 >Issue 2: 227 - 234

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.10017216.2012.02.013

综述与专论

水稻穗型的遗传和育种改良

展开

¹中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室, 浙江杭州 310006;²浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州 310029；³浙江师范大学化学与生命科学学院, 浙江金华 321004；

收稿日期: 2011-05-20

修回日期: 2011-08-22

网络出版日期: 2012-03-10

基金资助

国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2009ZX08001022B)；国家自然科学基金资助项目(30900074；30871513)。

收起

Genetics and Breeding Improvement for Panicle Type in Rice

Expand

¹State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, China; ²College of Agriculture and Biotechnology, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China; ³College of Chemistry and Life Science, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China;

Received date: 2011-05-20

Revised date: 2011-08-22

Online published: 2012-03-10

Fold

摘要

穗型是与水稻株型和产量密切相关的重要农艺性状，大穗型理想株型的创新已经成为今后水稻超高产育种的重要内容。简要介绍了水稻穗型的“穗直立程度、单穗粒数、单穗重和着粒密度”等六大类和19个亚类的分类；至少200多种水稻穗型突变体被创制、1386个水稻穗部QTL（涉及穗长、穗数、穗重、粒宽、每穗粒数、每穗结实率等多个性状）被定位，Dep1、Ghd7、Gn1a、Ipa1和GW2等16个穗型QTL已被成功克隆；综合评述了直立穗型、大穗型、重穗型和后期功能型的四个水稻穗型育种改良方向，及利用新克隆的穗型基因进行Gn1/sd1或Gn1/DEP1双基因聚合的分子育种策略。穗型研究的不断深入，将为今后大穗型的理想株型水稻、直立大穗型超级稻的高产分子育种提供更多的方法与思路。

关键词： 水稻; 穗型; 遗传; 分子育种

本文引用格式

刘坚1,2,陶红剑1,施思1，3,叶卫军1，3 ,钱前1 ,郭龙彪1,* . 水稻穗型的遗传和育种改良[J]. 中国水稻科学, 2012 , 26(2) : 227 -234 . DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2012.02.013

Abstract

Panicle type is one of the key agronomic traits closely related to plant types and yield, and the innovation of ideal plant architecture with largepanicle has been an important part of rice high yield breeding in the future. Six types and 19 subtypes of classification for panicle were reviewed, such as the degree of erect panicle type, grain number per panicle, weight per panicle, seed density and so on. So far, at least 200 kinds of panicle type mutants were obtained, 1386 QTLs for rice panicle types (involving panicle length, panicle number, grain width, grain number per panicle, and seed setting rate) were identified. More than 16 panicle typerelated QTLs including Dep1, Ghd7, Gn1a, Ipa1 and GW2 were cloned. Four kinds of breeding improvement ways for erect panicle type, largepanicletype, heavy panicle type and latestage vigor type rice were emphatically reviewed, and molecular breeding strategies of doublegene polymerization were summarized such as Gn1/sd1 or Gn1/DEP1 using new cloned panicletype genes. The development of panicletype research in rice will provide more methods and thoughts for ideal plant architecture with largepanicle and super rice with erectlargepanicletype.

Key words： rice; panicle type; genetics; molecular breeding

参考文献

\[1\]郑雷英, 朱旭东, 钱前, 等. 水稻穗部突变体CI的形态和定位分析. 科学通报, 2003, 48(3): 364367.

\[2\]左晓旭, 鲍根良, 王俊敏, 等. 密穗型和散穗型粳稻品种品质特性比较. 植物遗传资源学报, 2005, 6(2): 216220.

\[3\]徐正进, 陈温福, 张龙步, 等. 直立穗性状评价与利用研究进展. 沈阳农业大学学报, 1995, 26(4): 4246.

\[4\]秦志列, 王术, 王伯伦. 不同穗型水稻产量形成及物质生产分析. 中国农学通报, 2006, 22(4): 181184.

\[5\]郝宪彬, 华泽田, 苏玉安, 等. 北方大穗型超级杂交粳稻形态育种初探. 杂交水稻, 2002,17(4): 13.

\[6\]周开达, 马玉清, 刘太清, 等. 杂交水稻亚种间重穗型组合的选育:杂交水稻超高产育种的理论与实践. 四川农业大学学报, 1995, 13(4): 403407.

\[7\]马均, 朱庆森, 马文波, 等. 重穗型水稻光合作用、物质积累与运转的研究. 中国农业科学, 2003, 36(4): 375381.

\[8\]徐正进, 陈温福, 张树林, 等. 辽宁水稻穗型指数品种间差异及其与产量和品质的关系. 中国农业科学, 2005,38(9): 19261930.

\[9\]孟维韧, 王伯伦, 吕军, 等. 水稻着粒密度对产量和品质形成的影响. 华中农业大学学报, 2009, 28(3): 262267.

\[10\]郭龙彪, 储成才, 钱前. 水稻突变体与功能基因组学. 植物学通报, 2006, 23: 113.

\[11\]林鸿宣, 闵绍楷, 熊振民. 应用RFLP图谱定位分析籼稻粒形数量性状基因座位.中国农业科学, 1995,28(4): 17.

\[12\]Li Z K, Pinson S R M, Paterson A H, et al. Epistasis for three grain yield components in rice (Oryza sativa L.). Genetics, 1997, 145: 453465.

\[13\]郭龙彪, 罗利军, 邢永忠, 等. 水稻重要农艺性状的两年QTL剖析. 中国水稻科学, 2003, 17(3): 211218.

\[14\]廖春燕，吴平，易可可，等．不同遗传背景及环境中水稻(Oryza sativa L.)穗长的和上位性分析. 遗传学报, 2000, 27(7): 599607.

\[15\]崔克辉，彭少兵，邢永忠, 等. 水稻产量库相关穗部性状的遗传分析. 遗传学报, 2002, 29(2): 144152.

\[16\]荆彦辉，孙传清，谭禄宾, 等. 云南元江普通野生稻穗颈维管束和穗部性状的QTL分析. 遗传学报, 2005,32 (2): 178182.

\[17\]沈希宏, 曹立勇, 陈深广, 等. 超级杂交稻协优9308重组自交系群体的穗部性状QTL分析. 中国水稻科学, 2009, 23(4): 354262.

\[18\]Huang X Z, Qian Q, Liu Z B, et al. Natural variation at the DEP1 locus enhances grain yield in rice. Nat Genet, 2009, 41(4): 494497.

\[19\]Xue W Y, Xing Y Z, Weng X Y, et al. Natural variation in Ghd7 is an important regulator of heading date and yield potential in rice. Nat Genet, 2008, 40(6): 761767.

\[20\]Ashikari M, Sakakibara H, Lin S Y, et al. Cytokinin oxidase regulates rice grain production. Science, 2005, 309: 741745.

\[21\]Fan C C, Xing Y Z, Mao H L, et al. GS3, a major QTL for grain length and weight and minor QTL for grain width and thickness in rice, encodes a putative transmembrane protein. Theor Appl Genet, 2006, 112(6): 11641171.

\[22\]Song X J, Huang W, Shi M, et al. A QTL for rice grain width and weight encodes a previously unknown RINGtype E3 ubiquitin ligase. Nat Genet, 2007, 39: 623630.

\[23\]Weng J F, Gu S H, Wan X Y, et al. Isolation and initial characterization of GW5, a major QTL associated with rice grain width and weight. Cell Res, 2008, 18(12): 11991209.

\[24\]Jiao Y Q, Wang Y H, Xue D W, et al. Regulation of OsSPL14 by OsmiR156 defines ideal plant architecture in rice. Nat Genet, 2010, 42(6): 541544.

\[25\]朱旭东, 张国平, 姚海根, 等. 浙江早稻新品系的产量及其农艺性状比较. 浙江农业科学, 2007(1): 6973.

\[26\]徐正进, 陈温福, 黄瑞冬, 等. 水稻穗型改良的生理与遗传基础研究进展. 自然科学进展, 2007,17(9): 11611167.

\[27\]张文忠, 徐正进, 张龙步, 等. 直立穗型水稻品种演进状况分析. 沈阳农业大学学报, 2002, 33(3): 161166.

\[28\]吴伟, 程旺大, 姚海根. 密穗型水稻的研究现状及展望. 中国农学通报, 2005, 21(8): 165169.

\[29\]陈温福, 徐正进, 张文忠, 等. 水稻新株型创造与超高产育种. 作物学报, 2001, 27(5): 665672.

\[30\]华泽田, 郝宪彬, 张忠旭, 等. 大穗型超级杂交粳稻辽优3072产量结构及灌浆特性研究. 沈阳农业大学学报, 2003,34(5): 369372.

\[31\]马均, 马文波, 明东风, 等. 重穗型水稻株型特性研究. 中国农业科学, 2006, 39(4): 679685.

\[32\]周开达, 汪旭东, 李仕贵, 等. 亚种间重穗型杂交稻研究. 中国农业科学, 1997, 30(5): 9193.

\[33\]程式华, 翟虎渠. 水稻亚种间超高产组合的若干株型因子的比较. 作物学报, 2000, 26(6): 7883.

\[34\]万建民. 中国水稻分子育种现状与展望. 中国农业科技导报, 2007, 9(2): 19.

\[35\]郭龙彪, 程式华, 钱前. 水稻基因设计育种的研究进展与展望. 中国水稻科学, 2008, 22(6): 650657.

\[36\]马丽莲, 郭龙彪, 钱前. 水稻大粒种质资源和遗传分析. 植物学通报, 2006,23(4): 395401.

\[37\]杨梯丰, 曾瑞珍, 朱海涛, 等. 水稻粒长基因GS3在聚合育种中的效应. 分子植物育种, 2010, 8(1): 5966.

Options

文章导航

模态框（Modal）标题

摘要

本文引用格式

Abstract

参考文献