水稻低纤维突变体LCM527-1性状鉴定、遗传分析与基因定位

水稻茎秆机械强度是抗倒伏能力强弱的一项重要指标。为了深入研究水稻茎秆机械强度和抗倒伏特性的内在生理、生化、遗传和分子等方面机制,经400Gy 60Coγ射线诱变和筛选,获得了一个特异性低纤维突变体LCM527-1。经考查,该突变体与野生型品种527(WT)相比,除整个生长期间表现出茎秆、叶片、叶鞘、穗颈和枝梗均脆性及极易折断外,还伴随有生长势偏弱、植株变矮、穗数减少、剑叶和穗变短等形态特性。抗倒伏指数、茎秆单位长度的鲜质量和干质量以及倒一节和倒二节抗折断力均明显降低,茎秆中Ca、Si、K等重要组成元素显著减少,茎秆纤维素含量显著下降,半纤维素含量增高。遗传分析表明,该低纤维突变性状受单隐性核基因控制(暂名为lcm527-1),利用SSR分子标记将lcm527-1基因定位于2号染色体的RM3774和RM1092之间,遗传距离分别为10.6cM和5.1cM。这些结果将为今后研究低纤维突变及其精细定位提供依据,也为深入研究水稻抗倒伏机制提供分子生物学支持。     

水稻脆茎突变体的研究进展

水稻脆茎突变体是水稻茎秆突变体中的常见一类。它在促进农作物生产方面发挥了巨大作用,尤其是在水稻的秸秆饲用化、抗倒伏及品种改良等方面具有广阔的应用前景。综述了近年来有关水稻脆茎突变体的研究进展。     

低叶绿素b水稻叶片自然衰老过程中光合作用与叶绿素荧光参数的变化

以水稻低叶绿素b突变体及其野生型(镇恢249)第5叶为材料,研究了水稻叶片自然衰老过程中净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数、Rubisco相对含量的变化.结果表明,叶片全展后随着衰老进程,突变体与野生型的Pn、叶绿素荧光参数以及Rubisco大小亚基相对含量都呈下降趋势.低叶绿素b突变体的净光合速率高于野生型且下降慢于野生型,但是二者叶绿素荧光参数之间差异不显著,而野生型Rubisco相对含量下降较突变体快,因此低叶绿素b对水稻第5叶衰老和Pn的影响主要表现在碳同化阶段.     

不同水稻品种(系)抗倒伏能力与茎秆形态性状的关系

分析水稻株高、基部节间形态性状等水稻茎秆的物理性状,以阐明决定水稻倒伏的主要因素.以抗倒伏品种南粳44和武运粳7号与不抗倒伏品系宁7412为试验材料,通过氮钾肥配比试验,探明株高、基部节间形态性状与抗倒性的关系.结果显示:水稻倒伏指数与基部节间长度呈显著正相关,与基部节间的粗度、壁厚和截面积呈显著负相关;水稻的抗倒伏能力存在着品种间差异;增施氮、钾肥对水稻倒伏有显著影响.表明水稻基部节间的长度、粗度、壁厚和截面积对品种抗倒伏能力影响较大,这些性状的优化组合是提高水稻品种抗倒伏能力的关键.     

磷高效转基因水稻全生育期根际土壤磷组分特征差异

为了解磷高效转基因水稻对土壤无机磷和有机磷形态特征及磷酸酶活性的影响,以两种磷高效转基因水稻OsPT4(磷高效吸收材料)和PHO2(磷高效突变体材料)及其非转基因亲本水稻日本晴为供试材料,采用盆栽试验研究磷高效水稻的种植对根际土壤磷素形态及其有效性的影响.结果表明,水稻OsPT4和PHO2的根干重、生物量和磷素积累量均有不同程度的增加,磷高效转基因水稻OsPT4分蘖期和扬花期根际土壤的有效磷浓度与亲本差异显著;在四个生育期内,磷高效转基因水稻OsPT4和磷高效突变体PHO2根际土壤各个磷形态的含量变化趋势与其亲本日本晴基本一致,OsPT4和PHO2水稻根际土壤无机磷组分含量表现为Ca₁₀-P >O-P >Ca₈-P >Fe-P >Al-P >Ca₂-P,有机磷浓度表现为中活性有机磷 >中稳性有机磷 >高稳性有机磷 >活性有机磷,且各时期根际土壤的不同磷形态含量和同期日本晴相比均差异不显著.磷高效转基因水稻材料OsPT4、磷高效突变体水稻材料PHO2根际土壤磷酸酶活性和同期日本晴相比均差异不显著.研究表明磷高效转基因水稻材料OsPT4和磷高效突变体材料PHO2一年期种植对根际土壤的磷素形态和磷酸酶活性的影响不显著.     

利用水稻茎秆充实突变体创建新材料的抗倒伏评价

倒伏是影响水稻高产、稳产和优质的重要因素之一,利用材料自身的抗倒性培育抗倒伏品种是最为经济有效的措施。本研究利用实心秆突变体st1与易倒伏材料R86杂交,在F_2分离群体中对后代单株的茎秆性状和农艺性状等进行鉴定,筛选出4个抗倒伏性显著增强,农艺性状与R86一致的新株系。其中,株系R86-2基2节间厚、基3节间厚和穗茎厚分别达到1.68mm、1.25mm和0.7mm,倒伏指数158.34%,所配杂交稻新组合科09S×R86-2在保持原有对照组合优良综合性状的同时,抗倒伏性显著提高,为水稻抗倒伏育种提供了有利的新种质资源。     

水稻种子蛋白质突变体米粒内蛋白质的分布特性分析

了解稻米米粒内部蛋白质的含量、成分及分布特征是改良稻米营养品质的基础。以水稻品种越光及其3个种子蛋白质突变体为材料,对其米粒内部蛋白质的成分和分布特征进行分析,发现"越光"与突变体材料的米粒内部蛋白质的分布特征不同,在不同材料米粒的不同部位,种子蛋白质的组成成分和含量表现出明显的差异。这些种子蛋白质突变体,为揭示水稻贮藏蛋白积累机制和改良稻米营养品质提供了基础材料。     

播种量与氮肥运筹对直播杂交籼稻抗倒伏潜力及产量的影响

以早熟杂交稻组合446A/518为试验材料,研究播种量和氮肥运筹方式对直播水稻抗倒伏能力及产量的影响,并探讨茎秆理化性质与植株倒伏指数之间的关系.结果表明,播种量和氮肥运筹方式对水稻节间茎秆理化性质、抗倒伏能力及产量均有显著影响.随着播种量的增加,植株的抗倒伏能力有一定的降低,而氮肥运筹方式对水稻节间倒伏指数的影响差异较大.当播种量小于22.5 kg/hm2时,穗肥比例的增加会加大植株倒伏的风险,而当播种量增加到30.0 kg/hm2时,增加穗肥比例有利于提高植株的抗倒伏能力,可能与其基部节间变短、扁平率及空腔面积变小、折断弯矩变大、纤维素和木质素含量较高有关.相关分析表明,在不同播种量和氮肥运筹方式下水稻茎秆理化性质与植株的抗倒伏能力显著或极显著相关.总之,在播种量为22.5 kg/hm2,底肥、蘖肥、穗肥比例为5∶2∶3时直播稻的产量相对较高,且抗倒伏能力较好,为本试验的最佳处理.     

水稻蛋白质营养及其遗传改良研究现状

水稻种子贮藏蛋白是水稻仅次于淀粉的第二大类贮藏物质.而且易被消化吸收,是人类和牲畜蛋白质营养的主要来源,但其蛋白质和人类必需氨基酸赖氨酸等含量偏低,营养不够全面,因此提高蛋白质含量以及提高赖氨酸含量是稻米营养品质育种的重要目标利用低谷蛋白突变体可以培育肾脏病和糖尿病患者专用的低谷蛋白水稻品种.简要介绍了目前国内外高蛋白水稻、高赖氨酸水稻及低谷蛋白水稻的遗传改良研究进展.     

低叶绿素b水稻突变体的抗氧化酶系统研究

[目的]研究低叶绿素b水稻突变体抗氧化酶系统在缓解光氧化伤害中的作用。[方法]以低叶绿素b水稻突变体和野生型为材料,对其叶绿体中过氧化氢(H2O2)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和同工酶谱进行了比较。[结果]与野生型相比,突变体叶片细胞及叶绿体中抗氧化酶SOD、POD和CAT的同工酶种类相对较多,酶活性相对较高;强光条件下,突变体叶绿体H2O2的含量低于野生型叶绿体。[结论]较强的内源活性氧清除系统减轻了强光下过剩光能对光合膜的光氧化伤害,是该突变体PSII具有较高稳定性的重要原因。     

超级杂交稻育种的创新思维与实践

超级杂交稻育种的创新思维提出了超级杂交稻育种三步法设想,即超级亲本选育——超级杂交组合选育——超级杂交制种,并详细阐述了各步骤的标准和实现其目标的技术路线;提出了水稻光温敏不育机理新设想:即水稻光温敏核不育系育性转换是主效不育基因与其位置相近的发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果,不育基因位点(微效不育基因)可影响两用核不育系的不育起点温度的高低.按照超级杂交稻育种三步法的技术路线,成功选育了父本996和两用核不育系C815S两个超级杂交稻亲本,利用前者选育出适合长江中下游稻区作双季早稻种植的超级杂交早稻组合陆两优996,用后者选配出C两优87和C两优396等增产幅度大、极有应用前景的超级稻新组合.遵循水稻光温敏不育系选育的技术路线,育成C815S,P88S和9771S等实用的水稻两用核不育系.     

稻米香味研究进展及在香型软米杂交稻育种中的利用

作者结合云南香型软米杂交稻育种的实践,对目前稻米香味的类型、化学成分、鉴别方法、遗传表达、基因定位及与栽培环境关系等研究状况进行综述,报道了云南香型软米杂交稻育种取得的主要进展,讨论了在香稻育种中如何利用稻米香味资源的有关问题,指出要育成品质优异的杂交香稻组合,配组双亲均必须优质,最好实现香味等重要品质性状的基因等位;香味性状属突变体,受隐性基因控制,香味基因不仅存在于香稻中,而且还可能以杂合体形武存在于地方非香稻资源中,香稻育种中亲本材料选择,可以从无香味的地方软米水稻种质资源中鉴评筛选。     

水稻白化转绿突变体研究进展

白化是水稻叶色突变中常见的叶绿素缺失突变,白化转绿突变体在光合作用机理、基因调控和遗传育种等理论研究和实际应用方面均有较大的利用价值。该文综述了近年来国内外有关水稻白化转绿突变体的研究进展,包括水稻白化转绿突变体的来源、白化转绿突变体与叶绿素合成的关系、影响白化的内外因素、相关基因的克隆以及作为标记性状在育种中的应用,为水稻白化转绿突变体的研究提供参考。     

我国水稻航天诱变育种的研究动态及展望

水稻航天诱变育种是将水稻干种子搭载返回式航天器(卫星),经过空间诱变作用产生变异,在地面选择有益变异培育新种质、新品种的育种方法。与常规育种相比,航天诱变育种具有诱变频率高、变异幅度大、育种周期短、有利突变体多等特点。目前普遍认同产生变异的主要因素有微重力、强幅射、转座子活化和高真空等,并从分子生物学、生物化学水平以及细胞学水平开展空间诱变机理研究,取得了可喜进展。我国自1988年首次通过卫星搭载开展水稻航天诱变育种以来,已有9个育成品种通过了省级审定,其中“华航一号”等4个品种通过了国家级审定。鉴于水稻航天诱变育种技术具有的独特优势,其可望成为推动21世纪水稻育种的重要手段之一。     

水稻两用核不育系丰39S的选育与利用

[目的]研究丰39S的选育过程、配组表现及其在生产上的利用。[方法]以广占63S为材料,采用离子束诱变处理,经5年7代选育而成的两用核不育系,研究其形态特征、育性转换规律、配制组合的表现及制种繁殖技术要点。[结果]丰39S具有不育起点温度低、农艺性状优良、米质较优、广亲和、高异交结实率、配合力强等优点,2006年通过安徽省农作物品种审定委员会审定。利用丰39S已选配出一系列高产优质杂交稻组合通过国家或审级审定。[结论]丰39S是一个综合性状优良的水稻两用核不育系,配组表现好,具有较大的应用前景。     

日本水稻生产的发展和新课题

在过去的125a的时间里,日本的水稻种植面积和产量发生了巨大的变化。结果显示,水稻耕作面积自1883年开始逐渐增加,二战前后一度有所减少,20世纪60年代后又有所增加,1969年达到史上最高峰,1970年后持续减少。而水稻产量呈现了不断递增的趋势,现在维持在900万如左右。20世纪70年代前后,由于人均稻米消费量的减少,优质食味水稻育种及栽培成为主导方向,仅越光、一见钟情、日之光、秋田小町4个品种就占水稻全部种植面积的66％。此外,随着大气变暖造成稻米品质的下降,耐高温品种的选育和栽培研究得到广泛开展,并取得了一定的成果。当前,除了水稻食味研究以外,正朝着饲料用、米粉用和生物能源用的“新型需要稻”和水稻节水等多方向发展。本文通过阐述日本水稻生产的发展和方向,对确立中国今后的水稻育种及栽培研究目标具有参考意义。     

水稻‘越光’品种的“前世今生”

‘越光’是一种短园粒水稻品种,自1953年在日本一开始推广种植,就是日本人最喜欢的大米。即使大面积推广种植50多年之后的现在,由于其米质优良和长期形成的消费口碑,也依然是日本水稻最大种植推广品种。为全面了解‘越光’品种育种过程和其特有的农艺性状以及控制有利性状基因组信息,我们以“Koshihikari: a premium short-grain ricecultivar - its expansion and breeding in Japan”文章为最主要参考文献并加以摘译,对其历史进行梳理,同时对当前中国优质稻育种提出了个人的思考。     

水稻控制光响应基因Nfm1的图位克隆

抽穗期是水稻的重要农艺性状之一,决定着品种的地区与季节适应性,因而成为水稻育种家考虑的主要目标性状之一。前期克隆了一些控制水稻抽穗期的主效基因,但是对控制水稻抽穗期的调控因子的鉴定还非常有限。通过筛选水稻突变体库,获得一份在长日照条件下(LD)不开花的突变体(non flowering mutant 1,nfm1),其在短日照条件下能够正常开花。利用图位克隆,将Nfm1基因缩小在2个分子标记In Del1与In Del2之间,范围在50 kb区间内,该区间包含4个基因。通过序列测定,确定LOC_Os09g13740为Nfm1的候选基因。在突变体nfm1中,LOC_Os09g13740基因的第六外显子242处丝氨酸突变为异亮氨酸。突变体nfm1等位于已报道的水稻突变体lvp1-1,Nfm1编码一个含有SET结构域的组蛋白甲基转移酶SDG724。值得关注的是,在短日照条件下,突变体nfm1显著地提高每穗粒数,显示LOC_Os09g13740基因的弱表达可能在适应的生态区具有潜在的生产应用潜力,为培育适应不同生态区域的水稻品种提供了参考。     

水稻谷蛋白突变体的研究现状与展望

 水稻 (OryzasativaL .)是基因组研究的模式植物。随着培育功能性专用品种日渐成为水稻育种的重要目标 ,作为研究真核生物基因表达调控理想材料的谷蛋白突变体也为功能性专用水稻品种的选育提供了优良的遗传资源。利用低谷蛋白突变体可以培育肾脏病和糖尿病患者专用的低谷蛋白水稻品种。笔者在概述水稻谷蛋白突变体的主要类型及其突变的遗传规律的基础上 ,结合其它作物中的成功范例着重介绍了低谷蛋白突变体的研究现状 ,探讨了后基因组学时代适用于功能性育种的水稻谷蛋白突变体的相关研究方向。     

海涂互花米草与水稻远缘杂交种质资源发掘与创新(Ⅳ)(英文)

[目的]发掘互花米草耐盐、水稻高产种质资源,创制海涂粮饲兼用耐盐水稻新种质。[方法]于2009-2011年开展海涂互花米草与水稻远缘杂交研究,采用海涂互花米草与水稻属间远缘杂交育种方法,同时采用四选一突破结合技术--海涂种植筛选、细胞学检测筛选、回交表型筛选、分子标记辅助筛选结合技术,寻找海涂粮饲兼用耐盐水稻新种质。[结果]2009~2010年实际远缘杂交成功率为1.39%。7C14、中香1号2种水稻母本与互花米草(H)父本远缘杂交材料进行RAPD分子鉴定,发现RH-1-10K205-7C14×H、RH-2-8K157-7C14×H、RH-13-9H5-中香1号×H具有与互花米草亲本相同的条带,而同时在水稻亲本中缺失的情形,表明以上远缘杂交种具有互花米草亲本遗传成分;水稻7K339母本与互花米草父本远缘杂交材料经RAPD分子鉴定,杂交种RH-5-10K215、RH-6-8K48、RH-12-9H9、RH-14-9H8、RH-16-9H28具有与互花米草亲本相同的条带,而同时在水稻亲本中缺失的情形,表明以上远缘杂交种具有互花米草亲本遗传成分。其余杂交种与互花米草亲本和水稻亲本也存在不同程度的变异。[结论]育出耐盐优质饲料稻新品种,不但解决了沿海开发、盐碱地治理中急需解决的耐盐作物品种问题,而且解决了草食动物精粗饲料问题,同时对于资源利用、农业增效、粮食安全、耕地战略等方面有着重要的科学意义,具有广阔的应用前景。