河北省农林科学院旱作农业研究所
近期研究情况介绍
一、研究目的及意义：
围绕旱稻生产中自身生长慢，同杂草竞争优势低，抗旱、抗盐碱能力弱等问题，开展了以下工作：
1. 以旱稻为母本，C4植物稗草(E. caudata)、高粱(S. bicolor)为父本的的属间杂交，旨在通过远缘杂交，导入父本高光效、抗逆基因，创造抗旱、耐盐碱、光合速率高、增产潜力大的旱稻新种质，培育耐旱、高产旱稻新品种。
2. 以高粱为母本，旱稻（O. sativa）为父本，进行杂交并回交，创造全新的具有高梁细胞质旱稻核质杂种。
二、 研究进展
1. 旱稻与稗草属间杂交
连续八年对C3植物旱稻(O. stativa)为母本，C4植物稗草(E. caudata)属间杂交后代研究表明：1).
远缘杂交是导入外源基因的有效方法，外源基因能够在后代正确表达。2). 旱稻/稗草一次杂交，后代表现父本长芒子、茎节裸露等遗传性状；3).
目前已成功地选育出稻稗远缘杂交后代“远F2-1”。经中国农业大学植物生理学家赵明教授、王志敏教授及赵秀琴博士现场测定，光合速率超全国旱稻区试对照种(秦爱)
32.65%；经中国科学院遗传与发育生物学研究所刘冬成博士“扩增片段长度多态性（AFLP）”技术分析，检测到来自父本1300
bp左右的片段。
2. 旱稻、稗草、高梁三属间远缘杂交
以（旱稻/稗草）F5为母本，高粱为父本进行三属间杂交，后代在芒性、穗型、株高、生育期，穗部颜色等性状发生分离。F1表现母本没有的紫色芒子、紫护颖、紫柱头性状。对F2群体452株进行x2分析，芒色受二对互作基因中隐性上位基因控制，柱头颜色受二对互补基因控制，但尚有修饰基因存在。目前，稻稗远缘杂交后代已获得F9，性状稳定，进入繁种阶段。旱稻/稗草//高梁三属间杂交，已获得F4。在此基础上，去年还获得旱稻/稗草/2/高梁/3/高梁回交种子，本年度可完成该组合的表现田间观察。
3. 高粱(S. bicolor)细胞质旱稻核质杂种创造
高粱因其抗旱、耐涝、耐盐碱而素有“铁杆作物”的美称，为充分利用该遗传资源，培育具有高梁细胞质的核质杂种，进行了高粱与旱稻属间远缘杂交研究。连续三年对以高粱为母本，旱稻(O.
sativa)为父本属间杂交后代观察表明：1）. F1株高、叶片数介于双亲之间，但偏于高亲。超亲优势分别为14.28%和19.03%；叶面积、单株产量表现正向优势，平均超亲优势分别为67.53%和49.64%。2）.
F2性状分离范围大，株高、穗茎、穗长分离范围分别为2.08-0.69 m、0-19.2 dm和14.6-41.5 dm；抽穗期变异范围为30天；穗型、开花习性分离出（母本）紧凑型穗、穗完全抽出后开花和（父本）松散型穗、边抽穗边开花二种类型；另外出现双亲及F1没有的黄色柱头及6-8
cm顶芒新性状。据对群体315株调查，无芒株:顶芒株比例为239:66，X2检验结果，符合13:3分离规律，芒性受二对互作基因抑制作用控制；后者白色柱头:黄色柱头比例为209:106，结合双亲及F1均无黄色柱头出现，首先肯定是一种基因互作现象，其遗传规律尚不能解释。
本年度，可完成（高梁/旱稻）F3及高梁/旱稻//旱稻回交一代的观察。
旱稻(O. sativa )/稗草(E. caudata)//高梁(S. bicolor)三属杂交研究图版说明
图版说明：图1-9，旱稻/长芒稗第一次属间杂交：图1，成熟期父本“长芒稗”植株。注：长芒、枝梗数少且短小、基部节间裸露、部分籽粒已自然脱落；图2：左,
开花灌浆期的母本“旱稻65 (O. sativa) ”植株；右，开花灌浆期远缘杂交F2代选株；图3：左，F2分离的母本类型单株；右，F2分离高杆、长芒、枝梗短小、穗子细长的变异株；图4、图5：F2分离的穗轴细长、父本类型的单株；图6：F2分离的长芒株；图7：F2分离出的茎秆基部裸露的植株(箭头)；图8：左，成熟期母本“旱稻65”主茎穗子，穗粒数95粒；右，成熟期“远F2－1”主茎穗子，穗粒数142粒。图9：AFLP方法鉴定出来自父本的4条特异酶带(箭头)。注：每3条酶道为一组，其排列顺序分别为母本、父本、F2-1；
图10-20，旱稻/长芒稗//高粱第二次三属间杂交：图10：白色、长芒的母本“远F2-1”；图11：红色、无芒父本高粱 “沈农133(S.
bicolor)”；图12：F1抽穗期穗子。注：紫色长芒，紫色护颖，紫色颖尖；图13：F1紫色柱头；图14：F2分离的紫色长芒、紫护颖、紫柱头穗子；图15：F2分离的粉红色长芒、紫护颖、白颖尖色穗子；图16：F2分离的白芒、白颖尖色、白柱头穗子；图17：F2分离的无芒、红颖尖色穗子；图18：F2分离的淡红色长芒、白护颖、白颖尖色、紫柱头穗子；图19：左，母本(对照)基部白色叶鞘；右，F1出现的基部紫色叶鞘；图20：F2分离的穗型、芒性分离。注：穗型紧凑—松散，芒长7.5
dm—0。
三、 欢迎合作
水资源的紧张，环境胁迫，人口剧增，对稻类生产和“粮食安全”提出严重的挑战。提高作物抗逆性及光合速率，培育耐旱、增产潜力大的新品种，促进环境友好，挖掘作物遗传潜力，是稻类遗传育种工作者探索的永恒课题。诚恳欢迎该领域遗传育种学家、分子生物学家、植物生理学家就旱稻与稗草、旱稻、稗草与高梁、高梁与旱稻属间远缘杂交、外源基因导入、新种质创造及新品种选育中感兴趣的问题，开展合作与讨论。
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