水稻直立短穗突变体esp的转录组研究

[目的]克隆水稻直立短穗基因Erect and Short Panicle(ESP),分析其参与的基因调控途径,解析ESP控制株型、穗长等农艺性状的分子机理.[方法]以直立短穗突变体esp及其野生型为材料,成熟期进行株高、穗长、粒长等表型测定;构建籼粳杂交F2定位群体,挑选与突变表型一致的F2单株,利用与突变性状连锁的...     

直立穗型水稻的研究Ⅲ.直立穗型水稻品种成粒率的研究

:选用直立穗和弯曲穗型品种 ,在不同肥力、不同密度条件下栽培 ,并通过剪叶剪穗遮光处理 ,分析了两种穗型品种的成粒率。结果表明 :①品种间成粒率差异较大 ,直立穗型品种的成粒率低于弯曲穗型品种 ,但有的直穗品种的成粒率高于弯曲穗型品种 ;②成粒率亦受环境影响 ,特别是二次枝梗的成粒率变化大 ;③不同部位子粒成粒率不同 ,上部成粒率高于中下部 ,一次枝梗的成粒率比较稳定 ,主要是中下第二次枝梗的成粒率低 ;④穗遮光后成粒率下降 ,直立穗品种下降的幅度大于弯曲穗型品种 ;⑤随着源减少 ,成粒率降低 ,但弯穗品种的成粒率下降的幅度大于直立穗品种 ;⑥在气候正常情况下 ,空粒主要是在开花后形成的 ,开花前形成的比例很低 ;⑦成粒率与产量性状呈负相关 ,与茎叶鞘干重呈正相关     

直立穗型水稻的研究Ⅱ.外界环境对直立穗型水稻品种粒重的影响

不同穗型品种粒重分析表明 ,直立穗型品种的千粒重平均低于弯曲穗型品种 ,但有的高于弯曲穗品种。穗不同部位子粒千粒重不同 ,上部子粒最大 ,其次是中部 ,下部最小。直立穗型品种沈农 2 6 5对肥力反应敏感 ,肥少时粒小 ;弯穗品种铁粳 4号在不施肥情况下粒重仍较高。剪叶时 ,直立穗型品种粒重下降幅度低于弯曲穗型品种 ;穗遮光时 ,直立穗型品种粒重降幅高于弯曲穗型品种     

水稻直立穗型的初步观察

水稻与小麦不同,穗子在灌浆开始后逐渐弯曲。而近年来通过籼粳稻亚种间杂交育成的、以株型好产量高著称的辽粳5号品种,在株型上的一个重要特点是穗子直到成熟仍然保持直立状态。关于辽粳5号品种的穗直立性问题,虽已引起了人们的关注,但由于过去直立穗型水稻品种很少,迄今尚未见到这方面的具体研究报道。本试验对穗的直立性进行了初步观察,并着重分析了穗直立性与其它性状的关系,以探讨直立穗型品种资源的利用价值。     

直立穗型水稻研究进展

对不同穗型水稻穗功能、穗部性状和穗型遗传及直立穗型水稻群体生理生态等特性进行了综述。结果表明，不同穗型水稻穗的光合能力均较弱，可视为非同化器官，但当穗部光照条件变劣时，籽粒成熟率和千粒重明显下降，直立穗型品种下降幅度更大；不同穗型水稻1、2次枝梗及其着生籽粒在穗轴上的分布规律相似，直立穗型水稻结实率偏低主要是因为中下部2次枝梗籽粒结实宰相对更低造成的，选择1次枝梗籽粒比率较高、2次枝梗籽粒主要分布在穗轴上部的直立穗型水稻品种有利于提高其结实性；目前发现的水稻穗型基因都是主效核基因，且有显性和隐性之分，直立穗型基因具有一定的多效性，往往导致性状变异的相互关联；直立穗型水稻群体光照及温度、湿度、CO2浓度等生态条件较为优越，故生育后期叶面积指数(LAI)衰减较馒，群体光合速率(CAP)高值持续期长。因此，直立穗型水稻群体物质生产能力较强，生物产量较高，这是其最终经济产量较高的物质基础。     

直立穗型水稻的研究Ⅳ.直立穗型水稻生育后期物质生产与转运

直立穗型品种的生物产量高于弯曲穗型品种 ,经济系数略低于弯穗品种 ;子粒产量在中肥条件下 ,直穗品种和弯穗品种相差不大 ,在高肥条件下更能发挥增产潜力。叶片的干物质输出率较高 ,说明叶片不仅是光合器官 ,也是贮藏器官 ;茎鞘物质输出主要是叶鞘中的物质输出 ,茎秆中的物质不仅未输出 ,而且有增加趋势。直立穗品种在生育前期积累的干物质向子粒的转运率低于弯曲穗型品种 ,抽穗后对产量的贡献率高于弯穗品种。     

直立穗型水稻品种演进状况分析

20世纪上半叶 ,国内外开始陆续出现了直立穗型水稻品种。自1974年辽宁省农作物品种审定委员会成立以来 ,共审定直立、半直立穗型水稻品种30个 ,占审定品种总数的36.6% ,其中 ,“八五”期间达到审定品种总数的32% ,“九五”期间则上升到55%。自20世纪90年代以来 ,辽宁省直立穗型水稻品种的种植面积迅速扩大 ,年种植面积从6.67×104hm2提高到26.67×104hm2 ,种植比例也迅速提高 ,从15%左右提高到50 %以上 ,1999年高达63.6%。辽宁省审定的直立穗型水稻品种中 ,有2/3的品种直立穗型基因来自意大利古老品种巴利拉 ,而且与辽粳5号亲缘关系密切。中国北方地区 (除辽宁省外 )推广种植的直立穗型水稻品种中 ,有53.3 %的品种与巴利拉有亲缘关系。以辽宁省审定的62个粘型常规水稻品种为对象进行对比分析 ,发现直立穗型品种相对于弯曲穗型品种 ,具有产量潜力较高 ,株高较矮、穗型短小而着粒密度较大等特点     

水稻直立穗型基因多效性的研究

以直立穗型品种辽粳5号和弯曲穗型品种丰锦杂交后代来自同一F4单株的F5世代不同穗型植株为试材，对其茎叶性状和穗部性状进行测定，分析直立穗性状与其他性状的关系。结果表明：(1)直立穗型植株较矮，叶片短而宽，叶鞘长且上部节间短，而弯曲穗型则相反；(2)不同穗型植株2次枝梗、2次枝梗籽粒、2次枝梗空秕率在穗轴上的分布趋势很相近，但是直立穗型2次枝梗空秕率极显高于弯曲穗型，而1次枝梗空秕率在不同穗型间差异不明显，选育1次枝梗籽粒比率高，2次枝梗籽粒主要分布在上部的直立穗型品种，有利于改善结实性；(3)直立穗性状有可能是不完全显性。     

水稻紫色颖壳突变体的转录组分析

鉴定水稻花青素新基因及揭示其代谢机制,用于水稻新品种选育,是创制功能性水稻的手段之一.为探讨水稻紫色颖壳形成对花青素积累代谢途径的作用,以从水稻籼稻转化体组织培养中筛选获得的1个紫色颖壳杂合突变体(PiX)为材料,采用Illumina HiSeqTM 6000高通量转录组学(RNA-Seq)技术对其自交获得的突变型、正...     

水稻直立穗性状的遗传与其它性状的关系

直立穗型辽粳５号与弯曲穗型丰锦和沈农１２９号杂交，Ｆ１表现直立穗型，Ｆ２直立穗型与弯曲穗型表现３：１分离，正反交Ｆ１表现和Ｆ２分离均无显著差异；直立穗型穗和上部节间较短，因此株高明显低于弯曲穗型；直立穗型１，２次枝梗和１，２次枝梗籽粒的比例和分布都与弯曲穗型相似，但２次枝梗籽粒尤其是下部２次枝梗籽粒空秕率高，粒重亦明显低于１次枝梗籽粒；选育１次枝梗籽粒比率高，２次枝梗籽粒主要分布于穗轴上部的直立穗型品种，将有助于改善结实性和品质．     

一个水稻短根毛突变体的鉴定和基因定位

 【目的】鉴定和克隆水稻根毛突变体新基因,了解水稻根毛发育的分子遗传机理。【方法】通过T-DNA插入获得短根毛突变体。采用溶液培养、形态特征观察、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆技术的基因定位等方法,对突变体Ossrh1的表型、遗传和基因精细定位开展研究。【结果】突变体在苗期表现为根毛长度变短,只有野生型长度的36%左右,遗传分析表明该突变性状受1对隐性基因控制,利用Ossrh1和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH1进行基因定位, 发现与第6染色体上的SSR（simple sequence repeat）标记RM3183和RM193连锁,OsSRH1距它们的遗传距离分别为0.9 cM和1.0 cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-tagged site）标记,将OsSRH1精细定位于标记T1757和T1768之间,物理距离约为115 kb。【结论】水稻短根毛突变体Ossrh1的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第6染色体的STS标记T1757和T1768之间115 kb范围内。     

水稻粒形调控基因的研究进展

水稻粒形是重要的产量和品质性状,阐明其形成机理,是进一步提高水稻单产和改良其品质的基础.粒形是受多基因共同作用的数量性状,但其每一个构成基因,尤其是主效基因符合单基因孟德尔遗传模型,基于这一特点以及基因组学和分子生物学的巨大进步,目前,已有大量的数量性状基因座和不少于22个粒形相关基因被克隆.本文总结了水稻粒形的遗传特点,重点阐述了已克隆基因的功能以及存在的问题.     

利用反义基因沉默策略构建水稻突变体库及突变体筛选

尝试利用鸟枪反义基因沉默策略构建水稻突变体库．利用水稻反义cDNA文库转化粳稻品种中花11,获得了来源于105块潮霉素(Hm)抗性愈伤组织的1486个转化植株．随机选择来源于11个独立转化系的335个T0植株进行Hm离体叶片筛选,结果表明所有植株均呈抗性,并且与PER检测结果相吻合,说明T0植株中不存在假转化体．Southern blot分析结果表明T0植株大部分为单位点整合．T0及T1代转化植株均呈现了一些形态变异,如矮化、无分蘖或多分蘖、结实率降低、粒型或穗型改变、小穗结构改变等．利用Hm离体叶片筛选法对部分T1群体进行筛选,得到了1个变异性状与Hm抗性共分离的突变体,该突变体的变异表型为结实率比非转化对照下降约50％,每穗颖花总数比对照减少约40％,二者的总效应导致突变体单穗产量比对照约下降70％．     

水稻矮秆基因克隆研究进展

矮秆是水稻育种中最重要的农艺性状之一,对增强水稻抗倒伏性、提高水稻产量有重要作用。综述了水稻矮秆基因的分类,并从参与油菜素内酯、赤霉素、独角金内酯、生长素等生物合成或信号传导途径方面阐述了水稻矮秆基因的克隆情况,为矮秆突变基因在水稻育种中的应用提供理论依据。     

一个矮秆多分蘖突变体的遗传分析和定位

从粳稻品种‘中花11’转基因后代中发现了一个矮秆多分蘖突变体,突变体表现出植株矮化、分蘖力强 、穗长变短、叶片变窄及结实率降低等一系列突变表型。遗传分析表明该矮秆多分蘖突变体表型受一对隐性核基因控制,因其与突变体htd1具有相类似的表型,故将该基因命名为htd2。利用籼粳杂交F2群体将突变基因定位在第3染色体短臂上SSR标记 RM6038和RM5444之间,与两个标记的遗传距离分别为1.4和2.1 cM,两个标记之间的物理距离大约为400 kb。     

籼型水稻突变体MLA-1低直链淀粉突变基因遗传分析

通过对籼稻美香占经空间诱变筛选出的低直链淀粉含量突变体MLA-1进行遗传分析及分子生物学研究,发现MLA-1与高直链淀粉含量材料杂交的F2籽粒群体直链淀粉含量呈现一对等位基因3:1分离模式,且低直链淀粉籽粒均表现为半透明胚乳性状,F2代植株中低直链淀粉含量植株、中等直链淀粉含量植株及高直链淀粉含量植株的分离比例为1:2:1;而MLA-1与糯稻“荆香糯“杂交的F2代单株自交穗出现糯粒穗、杂合(糯粒和半透明粒)穗及半透明籽粒穗三种类型,比例为1:2:1.选用180对微卫星引物对MLA-1和对照美香占进行SSR分析,有22.8%的扩增产物在两个材料间表现出了多态性,第6染色体短臂上与Wx基因紧密连锁的引物RM190附近的连续3对引物(RM587,RM510,RM584)均表现出多态性,这可能正是MLA-1直链淀粉含量降低的原因.根据以上结果,推测MLA-1的低直链淀粉含量突变基因为一隐性突变,该突变位点不但与Wx基因紧密连锁,而且与Wx基因共同控制MLA-1低直链淀粉含量和半透明胚乳特性.     

水稻闭花授粉基因cl7(t)的遗传分析与基因定位

【目的】鉴定、遗传分析和定位水稻闭花授粉突变体新基因,了解水稻开花机理,利用闭花授粉基因防止转基因作物花粉漂移。【方法】通过EMS对优良粳稻品种H02进行诱变,发现了一个新的闭花授粉突变体8m30。利用突变体8m30与正常开花授粉材料广恢102配制的杂交种和相应的自交分离群体,采用形态特征观察、杂交后代的表型分离统计和遗传分析、基于图位克隆的基因定位等技术方法,对突变体8m30的表型、遗传和基因定位进行研究。【结果】突变体8m30与野生型H02相比,株高变矮,株型变紧,穗着粒密,在整个抽穗授粉过程中,颖花不张开。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,位于第7染色体长臂的RM21964和RM234之间,遗传距离分别为0.1 cM和0.3 cM,两者间的物理距离为160 kb,与标记RM21971共分离,是一个尚未报道的基因,暂命名为cl7(t)(Cleistogamy 7(t))。【结论】水稻闭花授粉突变体8m30由位于第7染色体1对隐性核基因控制,位于第7染色体的RM21964和RM234之间160 kb范围内。     

水稻含eui基因的半矮秆突变体02428ha 株高遗传分析

02428ha系从隐性高秆水稻02428h中发现的半矮秆迟熟突变体。用02428ha分别与隐性高秆材料02428h和半矮秆材料02428杂交,对其F1和F2世代株高进行遗传分析,结果表明,02428ha的株高是由3对基因控制,除eui基因和sd1-基因外,还含有另外1对半矮秆基因,暂命名为sd-h(t)。该文还讨论了02428ha潜在的育种价值。     

空间诱变后的水稻SSR标记变异特征研究

对经过卫星搭栽的水稻品种抗倒丝苗种子及后代进行了微卫星标记分析和有关性状研究.随机选用151对分布于水稻12条染色体上的微卫星引物对抗倒丝苗及其21个突变株系进行分子标记检测.结果发现突变株系与原种相比都存在多个标记座位的突变.突变标记座位的多少随突变系与原种间差异大小而变化.试验结果表明,空间诱变可使水稻的DNA分子在多个区段发生重复或缺失等结构性变异,从而使水稻的表型及生理指标发生变异.     

水稻PDL2的突变导致小穗外稃退化

【目的】小穗是禾本科植物特有的花器官。在水稻中,小穗作为花序的基本单位和独有结构,对水稻的产量和品质具有重要影响。因此,研究水稻小穗和花器官的发育,为水稻产量和品质的形成提供依据。【方法】使用甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变籼稻保持系西农1B,获得2个具有相似突变表型的水稻等位突变体polarity defect of lateral organs 2-1和polarity defect of lateral organs 2-2(pdl2-1和pdl2-2）。由于二者表型相似,选取pdl2-1（命名为pdl2）为材料,通过显微观察和石蜡切片技术分析其小穗突变表型;通过农艺性状考察分析小穗外稃突变对水稻产量的影响;通过图位克隆技术验证PDL2的功能;运用原位杂交技术及实时荧光定量PCR(RT-qPCR）技术分析PDL2的表达模式。【结果】表型分析结果表明,与野生型相比,pdl2突变体外稃明显变窄,不能与内稃紧密钩合,导致小穗开裂,内轮花器官部分裸露在外,但其雄蕊、雌蕊和浆片的形态和数量均表现正常。进一步的石蜡切片结果表明,突变体外稃硅化细胞和泡...