晚粳稻浙粳22散穗突变体spr8的特征特性及其突变基因定位

在浙粳22辐照的突变体库中筛选出1个散穗突变体,穗基部一次枝梗向外伸展,一次枝梗基部内侧有一膨大的组织,树脂切片结果表明一次枝梗基部的基本组织增生,形成一个膨大的结构,迫使一次枝梗向外伸展,形成散穗穗型.突变体与野生型浙粳22相比,穗长略短、着粒密度较高,稻米淀粉粒排列较均匀,垩白粒率和直链淀粉含量较低,籽粒间品质差异较小.利用SSR标记对散穗突变体与珍汕97B杂交构建的F2群体进行基因定位,把该突变基因spr8定位在9号染色体上RM257与9-69-2之间的3.4cM区间内.     

籼稻直立穗突变体的培育、鉴定及其突变性状的遗传分析

采用60Coγ射线辐射诱变技术,首次育成了1个籼稻直立穗突变体。该突变体穗型直立,与亲本品种9311的弯曲穗型显著不同。与9311相比,该突变体的株高显著下降,穗粒数减少、穗子缩短、剑叶变短、谷粒变宽变短,但千粒重没有发生变化。遗传分析表明,直立穗突变性状受1对隐性单基因控制。利用该突变体与培矮64S组配的杂种与原杂交稻品种之间的主要农艺性状和产量构成因素差异不显著。     

直立穗型水稻群体小气候环境研究

测定了直立穗型和弯曲穗型水稻群体的小气候环境,结果表明,直立穗群体内（１）光分布比较均匀,尤其上部光环境明显改善;（２）群体内温度高于弯曲穗群体,湿度低于弯穗群体,有利于光合效率的提高;（３）群体上部ＣＯ２浓度高于弯穗群体,中下部低于弯穗群体,说明直立穗群体部通透性好,中下部光合作用强。     

氮肥对西辽河平原灌区不同穗型水稻氮素吸收与分配的影响

通过比较氮肥对不同穗型水稻产量、氮素积累和分配方面的差异,探求西辽河平原灌沤不同穗型水稻氮肥需要量。本研究选用典型的直立穗型水稻品种沈农265和半直立穗型水稻品种辽粳294为试材,研究氮肥对水稻氮素吸收和分配等的影响。结果表明,不同氮肥条件下,直立穗型沈农265穗长、穗粒数及经济系数较高,穗数较低;抽穗至收获阶段,直立穗型沈农265氮素积累量高于半直立穗型辽粳294,分蘖至抽穗阶段相反。增施氮肥可以提高水稻氮素最大累积速率,使氮素最大累积速率及快速累积速率出现时间提前。和半直立穗型辽粳294相比,直立穗型沈农265氮素最大累积速率小,最大累积速率出现时间及快速累积速率起止时间延后,高氮处理下氮素的吸收速率和利用效率相对较高。     

水稻秃穗突变体nsp1的遗传分析和精细定位

开展穗相关突变基因的定位与克隆有利于解析穗发育的分子调控机理,对水稻超高产分子设计育种具有重要理论价值。为探究水稻穗发育分子机理,在甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的水稻突变体库中鉴定到了一个能稳定遗传的秃穗突变体nsp1。遗传分析表明,该突变性状是由一对单隐性核基因控制。通过SSR和STS分子标记对F2分离群体进行遗传定位,最终将NSP1精细定位在4号染色体分子标记zd38和zd30之间约41.6 Kb的区间内,发现该区间共有7个预测基因,其中LOC_Os04g56780为一个与分生组织发育相关的WUSCHEL的同源基因,可能为NSP1的候选基因。本研究结果为进一步克隆该基因和功能分析奠定了基础。     

二穗短柄草GRFs基因家族的鉴定及表达模式分析

GRFs基因家族在植物生长发育及逆境响应中起着重要的调控作用。为了探明二穗短柄草GRFs基因家族的基本特征及其进化关系,本研究利用生物信息学方法在全基因组水平上对二穗短柄草GRFs基因家族成员进行鉴定与分析。结果表明,二穗短柄草GRFs基因家族包括12个家族成员,蛋白质序列长度在238~577个氨基酸之间;序列比对发现二穗短柄草GRFs家族基因包括2个保守的QLQ和WRC结构域及广泛的保守基序;染色体定位发现,12个家族成员在二穗短柄草的5条染色体上呈不均匀分布,bd03号染色体分布最多;系统发育关系比较分析表明,这些GRFs基因家族成员存在4对直系同源基因。RT-qPCR分析表明,全部GRFs基因家族成员在二穗短柄草幼嫩组织中表达量较高,而在根系和衰老组织中表达量较低,外源激素特别是GA₃诱导了二穗短柄草大部分GRFs基因家族成员的上调表达,表明GRFs基因家族广泛地参与了二穗短柄草分生组织功能和器官形成的生命进程。本研究结果为二穗短柄草GRFs家族蛋白功能的研究奠定了理论基础。     

供氮和不供氮条件下玉米穗部性状的QTL定位

【目的】分析供氮（+N）和不供氮（-N）2种条件下玉米穗部性状QTL定位结果的差异,挖掘在-N条件下特异表达的主效QTL,为玉米的氮高效分子育种提供理论依据。 【方法】以优良玉米自交系许178（氮高效）×K12（氮低效）衍生的150个F₇代重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）为试验材料,在+N和-N 2种处理条件下进行2年的田间试验,对玉米的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和单株产量共5个穗部性状进行表性鉴定。使用基于混合线性模型（mixed liner model,MLM）的最佳线性无偏预测法（best linear unbiased prediction,BLUP）,结合2年的表型数据,估计各家系各性状在不同氮水平下的育种值。然后利用QTL IciMapping V4.0软件的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping,ICIM）对这5个性状的育种值进行+N和-N条件下的QTL分析。 【结果】玉米的穗长、穗粗和穗行数在不同氮水平下差异不大,而行粒数和单株产量在-N条件下呈现出显著降低的结果。两种氮水平下共定位到20个穗部性状QTL,其中+N条件下定位到11个QTL,包括穗长2个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量5个。-N条件下定位到9个QTL,包括穗长1个、穗粗1个、穗行数2个、行粒数1个和单株产量4个。这些QTL分布在除第2染色体以外的其余染色体上。两种氮水平下定位到5个“一致性QTL”,分别为qEL7a,qED7a,qRNE9b,qGYP1a和qGYP6a,这5个“一致性QTL”具有较高的表型贡献率,在不同氮水平下的贡献率均超过了10.00%。在-N条件下共发现4个特异表达的QTL,分别为qRNE9a,qKNR6a,qGYP3a和qGYP8a,其中qRNE9a和qGYP3a是贡献率超过10.00%的主效QTL。无论是在+N还是-N条件下,都发现了控制不同性状的基因之间紧密连锁或是同一个基因的一因多效现象,这与穗部各性状间的高度相关性表现一致。 【结论】控制玉米穗部性状的基因在不同氮水平下的特异性表达直接导致了玉米穗部性状表型上的差异。5个“一致性”主效QTL和2个在不供氮条件下特异表达的主效QTL,均有利于提高玉米抵抗低氮胁迫的能力。研究中发现的几个控制玉米穗部性状的QTL富集区可能存在一些关键基因,值得进一步研究。     

水稻第6染色体短臂每穗实粒数和每穗颖花数QTL的精细定位

对水稻第6染色体短臂上一个控制每穗实粒数和每穗颖花数的QTL进行精细定位研究。针对前期定位的RM587-RM6119区域,应用在目标区间内杂合片段呈交叉排列的3个剩余杂合体,自交后获得3套F2∶3群体,对每穗实粒数、每穗颖花数和单株产量进行QTL分析。在3套群体中均检测到控制每穗实粒数、每穗颖花数和单株产量的QTL,其遗传作用均以加性作用为主,增效等位基因来自母本珍汕97B,且QTL的效应在各群体间相近。因此,该目标区间存在一个共同的QTL,通过控制每穗粒数来调控单株产量。通过比较3个剩余杂合体共有的杂合区间,最终将控制每穗实粒数和每穗颖花数的QTL定位于RM3414-RM19417之间约96.4kb的区域内。     

水稻簇生穗控制基因ts的定位及育种利用研究

从水稻(Oryza sativa L.)育种材料广恢128、粳稻Kitaake、蜀恢955和蜀恢881的复合杂交F2群体中发现了一个簇生穗突变体,该突变体命名为TS(top-spikelet-two-grain mutant)。TS最显著的变异为穗部一、二次枝梗顶端表现为2~3个小穗簇生在一起。为了明确TS中所含簇生基因ts的遗传机理及其在水稻育种中的利用价值,本研究利用TS与G2480B(indica)杂交的F1、F2群体进行簇生性状的形态观察和遗传分析;利用3个携带有ts基因的转育纯系分析ts基因的应用前景。结果表明,F1群体表现为全部显性,F2群体出现3∶1显隐性状分离,突变性状受1对隐性单基因控制,能够稳定遗传。采用简单序列重复(simple sequence repeat,SSR)标记技术,将突变基因ts定位于第6染色体上的长臂端,位于RM20323和RM6298之间,遗传距离分别为5.1和5.6 cM。3个转育纯系中,L332在保持簇生性状的同时,与亲本G2480B相比,其产量性状无显著差异,蒸煮食味品质较优。ts基因的表达与水稻的单株穗数、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量无显著相关性。以上结果为ts基因在水稻育种上的利用提供了一定的理论基础。     

行向对不同穗型水稻群体微气象特性影响的研究--Ⅱ.行向对群体干物质生产的影响

对沈阳地区不同行向、品种水稻生长过程中干物质积累的试验观测结果表明，行向对水稻群体叶重、茎鞘重的影响较大，而对穗重的影响相对较小；东西行向有利于水稻群体地上部分干物质的累积，直立穗型水稻采用东西行向比弯曲穗型水稻更有利。     

水稻灌浆期群体光能截获与利用分析

对直立穗型和弯曲穗型水稻品种灌浆期群体光能截获与利用情况测定分析的结果表明:不同穗型水稻群体的光截获在南北行向上存在明显差异,东西行向差异不显著;直立穗型南北行向群体光垂直递减率明显小于弯曲穗型,但漏光损失较多;各群体的冠层光反射均随水稻生育期的发展而增大,品种之间差异明显;各群体的地表漏射在行向间差异明显,品种间差异不大。     

抽穗扬花期高温对水稻重组自交系群体RIL47结实率的影响

以水稻重组自交系群体RIL47 的254 个株系为材料, 在抽穗扬花期于逆境气候鉴定室进行高温处理,并设自然常温对照, 研究了高温对RIL47 群体结实率的影响。结果表明, 自然条件下该群体结实率正常且呈正态分布; 而高温处理下RIL47 群体结实率极显著下降, 平均降幅达81.6%, 结实率下降绝对值符合正态分布。同时, 以热害指数为筛选指标, 从RIL47 中筛选出5 个耐高温株系(07H1619、1590、1521、1706、1608)和3个高温敏感株系(07H1751、1710、1719), 可用于水稻抗高温相关研究。     

水稻产量性状一般配合力QTL定位

为了定位与发掘水稻产量性状高配合力数量性状座位(QTL),本研究按照不完全双列杂交(NCⅡ)设计,以泸恢8285与扬恢34杂交构建的重组自交系群体(RIL),分别与泸98A、Ⅱ-32A、冈46A杂交构建的双列杂交群体作为试验材料,在德阳、遂宁和泸州3种环境下对单株生物量、收获指数、单株产量、有效穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率和千粒重等性状的一般配合力进行QTL定位。结果表明,3种环境下共检测到50个QTL,单个QTL对表型的贡献率变幅在3.26%~34.26%之间,其中qEP2-2、qSP2-2、qFGP2-2、qTGW1和qTGW2 5个QTL在3种环境下均有检出,qHI3、qEP7、qSP7、qSSR12-1和qTGW3-2 5个QTL在2种环境下检出,其他的QTL仅在其中1种环境下检出。此外,有27个QTL增效等位基因来自泸恢8258。本研究结果为进一步开展相关基因的精细定位、克隆和分子辅助选择育种奠定了基础。     

利用分子标记辅助选择Pigm-1基因改良恢复系R20的稻瘟病抗性

水稻稻瘟病是水稻的重要病害之一,给我国甚至全世界的水稻安全生产带来了巨大隐患.选育优质抗稻瘟病恢复系,进而培育稻瘟病水稻杂交组合,是选育抗稻温病品种的有效途径之一.本研究以双抗77009为抗性基因Pigm-1的供体亲本,以感病恢复系R20为受体亲本,通过杂交和连续回交方法,并利用分子标记辅助选择技术,定向改良优质水稻恢...     

水稻无叶枕基因克隆及应用研究

本研究报道由早籼品种"广陆矮4号"经60Coγ射线辐射诱变产生的水稻无叶枕突变体Oslg1-3。该水稻无叶枕性状受单隐性基因控制,通过图位克隆的方法将基因定位在第4号染色体,并最终克隆出该基因。除了无叶枕以外,Oslg1-3突变体的叶角即叶片与叶鞘之间的夹角也很小,因而叶片直立,可以用来培育叶片直立型水稻新品种。田间试验分析表明,经过遗传改良的Oslg1-3品系在合理密植的条件下能够显著提高水稻的产量,显示出该突变体材料在水稻育种实践中具有重要的应用价值。     

黄瓜抗西瓜花叶病毒性状的序列特征性扩增区域(SCAR)标记

以抗西瓜花叶病毒 (Watermelon mosaic virus, WMV)的黄瓜（Cucumis sativus）品种秋棚和感该病毒的欧洲八号为亲本,构建了120个F6重组自交系群体。根据苗期抗病接种鉴定结果进行遗传分析,发现黄瓜抗WMV的基因是由隐性单基因控制。利用集团分离分析法和相关分子标记技术,获得的特异片段E-ACT/M-CTT-427与WMV的抗性基因连锁,连锁距离为8 cM。双亲差异片段测序结果显示感病亲本目标片段存在6个T碱基的缺失。根据测序结果设计了1对与目的基因遗传距离为8 cM的序列特征性扩增区域(SCAR)引物,该引物可用于黄瓜抗WMV病毒的分子标记辅助育种。     

一个水稻黄绿叶突变体ygl15的鉴定和基因定位

由籼稻品系杂交后代中发现1个黄绿叶突变体,命名为ygl15。为揭示突变体ygl15叶色变异机制,对其进行了表型鉴定和基因定位分析。结果表明,突变体ygl15从苗期开始表现为黄绿叶,叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量较野生型显著下降,并最终导致其农艺性状受到影响,表现为株高、有效穗数、单株总粒数和单株实粒数显著下降,穗长、每穗粒数和结实率的变化不显著,千粒重略有提高;基因表达分析表明,突变体ygl15叶片中,叶绿素合成和光合系统相关的基因表达上调,但血红素合成相关的基因表达下调或不变。遗传分析表明,ygl15的突变表型受1对细胞核隐性基因控制。以突变体ygl15和中花11杂交的F_2群体为定位群体,经过初步定位和精细定位,将ygl15基因定位在水稻第3号染色体上的分子标记M08124～M08175之间,物理距离约79 kb。本研究结果为进一步克隆ygl15突变基因和研究基因功能奠定了一定的理论基础。     

水稻eui基因对不育系若干农艺性状的影响

以核辐射诱变育成的长穗颈不育系 (eA系 )及原不育系 (A系 )为材料 ,早晚种两季 ,对eA系与A系的包穗与节间长、花器及若干其它重要农艺性状做了比较研究。结果表明 ,eui基因对缓解大多数不育系包穗有明显作用 ,对部分不育系可以基本解除包穗。eui基因对多数不育系倒一节间长、颖花长与株高有显著增效 ,对不育度基本无影响。eui1基因的效应强于eui2基因。eui基因的作用会因季节及遗传背景的不同而变化