利用染色体片段置换系群体定位水稻芽期耐低温主效QTL

水稻是世界上重要的粮食作物之一,低温胁迫影响水稻芽期生长,导致减产。为挖掘影响水稻芽期耐冷的基因,本研究以9311(受体)/日本晴(供体)染色体片段置换系群体为材料,将萌发的种子分别在7℃和15℃低温条件下处理7 d,再在28℃恢复生长3 d,测定种子存活率并定位其中影响芽期耐低温数量性状位点(QTL)。7℃低温胁迫下,共检测到2个芽期耐低温主效QTL:qCS7T10和qCS7T11;两者分别位于水稻第10和第11号染色体上,LOD值分别为7.26和5.87,贡献率分别为18.85%和14.92%。15℃低温胁迫下,共检测到1个芽期耐低温主效QTL:qCS15T5,其位于水稻第5号染色体上,LOD值为7.61,贡献率为25.69%。结果表明不同低温处理下,控制水稻芽期耐低温QTL不同。本研究为今后育种聚合更多的耐低温QTL来提高水稻对不同低温的适应能力,降低低温胁迫对水稻芽期的影响奠定了一定的基础。     

水稻花时性状的QTL定位

选用早花时粳稻品种WAB368-B-2-H2-HB和晚花时粳稻品种六千辛杂交获得的F2群体284个单株作为作图群体,采用复合区间作图方法,利用117个具有多态性的SSR标记对水稻花时性状进行数量性状基因座(QTL)检测.研究结果表明,F2花时性状呈连续的正态分布,表现为由多基因控制的数量性状.共检测到4个影响花时的QTL,分别位于第1、1、10和12染色体上,增效等位基因均来自早花时亲本WAB368-B-2-H2-HB.其中位于第12染色体RM511-RM519区间的qFT-12可解释11.3％的表型变异,该位点值得进一步研究和利用.     

转OsbHLH1和Bar基因水稻及相关特性分析

OsbHLH1基因编码bHLH(basic helix-loop-helix,碱性螺旋-环-螺旋)类转录因子,与水稻耐低温相关。草铵膦是一种高效低毒灭生性除草剂,Bar基因表达产物能解除草铵膦的毒性。本实验对通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)浸染法获得的以粳型水稻(Oryza sativaL.subsp.japonica Kato)恢复系淮C17为受体的转OsbHLH1和Bar基因水稻进行研究,鉴定其除草剂抗性和耐低温能力,考查其农艺性状。草铵膦筛选发现Bar基因正常表达;对草铵膦筛选获得的转基因植株进行PCR、Southern、RT-PCR和实时荧光定量PCR检测,发现OsbHLH1基因已经整合到水稻基因组中并且在水稻中表达。转基因T3代株系芽期(萌发芽长0.5mm)在2℃条件下处理6d,第6号转基因株系死苗率为17.8%,对照死苗率为61.1%。T3代苗期(一叶一心)在8～10℃下处理7d,第5、6、9、11号株系的根长显著长于对照,第3、5、11号株系的根数显著多于对照,第3号株系的平均鲜重显著重于对照。芽期、苗期耐冷性试验表明,OsbHLH1基因在水稻中过量表达显著提高了水稻芽期、苗期的耐低温能力。对转基因T2代的农艺性状进行考查,株高、千粒重、结实率、理论产量等农艺性状与对照相比较均出现了显著的变化,外源基因的导入对水稻的农艺性状有明显影响。研究结果将为选育抗除草剂、耐低温杂交粳稻新组合提供新种质。     

超级稻沈农265苗期耐冷性QTL定位

为挖掘和利用超级稻沈农265(SN265)中的优异耐冷基因,找到不同遗传背景下均能稳定表达且贡献率较大的苗期耐冷数量性状基因(QTL),以SN265分别与2个籼稻品种七山占、IR30杂交衍生的2套重组自交系(RIL)群体(S1和S2)为试验材料,以低温处理下幼苗死苗率作为苗期耐冷性评价指标,同时构建2套群体的遗传连锁图谱,采用完备区间作图法进行耐冷性QTL检测及其遗传效应分析。结果表明,在2套RIL群体中共检测到4个苗期耐冷主效QTL,且苗期耐冷加性效应均来自SN265。S1群体定位到2个QTL位点,位于第5号染色体的qCTS-5.1和第6号染色体的qCTS-6,贡献率分别为47.59%、22.47%,LOD值分别为6.54、4.88;S2群体定位到2个QTL位点,分别位于第5号染色体的qCTS-5.2和第7号染色体的qCTS-7,贡献率分别为22.62%、38.48%,LOD值分别为10.00、9.81。2套群体定位的qCTS-5.1和qCTS-5.2区间基本重合,证明其可在不同的遗传背景中稳定表达。本研究结果为进一步精细定位并克隆水稻苗期耐冷主效QTL奠定了一定的理论基础。     

水稻苗期不同阶段与低氮耐性相关的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)的重组自交系(R IL)为材料,通过溶液培养试验检测苗期不同阶段与低氮耐性相关的数量性状基因座(QTL)。结果共检测到14个QTLs,单个QTL可解释的表型变异为7.13%1~3.03%。其中,处理后15 d检测到6个QTLs,分别位于第1、7、1、7、10和11染色体上;处理后30 d检测到8个QTLs,分别位于第3、8、3、10、3、8、10和4染色体上。处理后15 d,在第1染色体RM297-RM212区间检测到同时控制相对冠干重和相对总干重的QTL,与氮循环有关,此染色体区域可能富含关键的氮代谢基因。定位结果表明,两个时间检测出的低氮耐性QTL的差异表达与水稻不同发育阶段基因的时空表达密切相关,从而反映在低氮耐性位点的差异上。     

孕穗抽穗期低温处理对黑龙江省主栽水稻品种结实率的影响

选取黑龙江省4个耐冷性不同的水稻品种,应用人工气候室在水稻孕穗抽穗期进行不同低温强度、不同持续时间(2008年)、不同昼夜变温(2009年)处理的低温试验,通过观测比较水稻结实率,分析主栽品种的耐冷性差异,探索障碍型冷害的温度指标及不同昼夜低温形式对水稻结实率的影响。结果表明,品种间对低温表现出不同的耐冷性,在15℃低温下处理8d,空育131的结实率为87%,表现的耐冷性最强,龙稻3和龙稻7次之,而垦稻12的结实率为61.5%,耐冷性最弱;在4～8d的低温处理下,空育131孕穗抽穗期障碍型冷害发生的温度为15℃,龙稻3和龙稻7为16℃,垦稻12为17℃左右;在日积温(15℃)相同的低温处理下,昼、夜持续15℃低温,即水稻始终处于受害温度下的结实率均值低至74.3%,发生了严重的障碍型冷害;昼夜有温差变化,即部分时段水稻处于非受害温度下的结实率均值在79.5%～82.4%,障碍型冷害程度显著下降。     

水稻苗期生长对缺磷响应的QTL定位

缺磷是抑制全球水稻产量主要因素之一。本研究利用Asomonori（粳型）/IR24（籼型）杂交重组自交株系,对5个水稻苗期性状（相对苗高、相对根长、相对根重、相对苗重以及相对总重）在缺磷条件下的响应QTL进行定位。共检测到20个水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点,分别位于第1（4QTLs）、第4（4QTLs）、第5（2QTLs）、第7、第8（4QTLs）、第9（2QTLs）、第11（2QTLs）和第12号染色体上,其中13个QTLs位于与C3029C、XNpb302、C621B、C621C、R2976和C1263分子标记紧密连锁的6个基因组区域上。另外,每个性状均能从双亲中检测到正负效应QTL位点,这些能解释重组自交系群体中出现超亲和连续分布的现象。本文主要报道了水稻第5、第7和第11染色体上存在水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点。研究表明,该结果及其中检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可用于水稻苗期耐低磷性分子育种。     

基于连锁不平衡水稻源库相关性状的关联分析

为挖掘水稻源库相关性状优异等位基因,利用分布于12条染色体的6 704个SNP标记与来自31个国家和地区的261份籼稻核心种质资源的剑叶长、剑叶宽、剑叶叶面积、倒2叶长、倒2叶宽、倒2叶叶面积、每穗粒数、千粒重、单株产量共9个源库相关性状进行群体结构、连锁不平衡状况和全基因组关联分析.结果表明,261份籼稻核心种质资源的9个源库相关性状的变异系数介于12.46％ ～26.21％,表型变异丰富.群体结构显示261份籼稻核心种质资源的最适亚群数为3.LD分析表明,SNP位点之间存在着一定程度的连锁不平衡,在显著水平-logP ＞3(P＜ 10-3)下,共检测到68个与9个水稻源库相关性状显著相关的QTL位点,其中与源性状相关的QTL位点55个,与库性状相关的QTL位点13个.在第2、第5和第11染色体上检测到同时影响源库性状的关联位点4个,可能对通过分子标记辅助育种改良品种的源库性状具有重要参考价值.     

不同生长环境下水稻氮、磷、钾利用相关性状的QTL定位分析

【目的】鉴定影响水稻氮、磷、钾利用相关性状的QTL,为开展水稻养分高效利用分子标记辅助选择育种和肥高效基因的图位克隆提供依据。【方法】以云南强耐冷(2级)粳稻地方品种丽江新团黑谷与十和田杂交、回交获包含105个株系的孕穗期耐冷性近等基因系BC4F8及双亲为材料,在云南白邑(冷水胁迫)、寻甸(自然低温胁迫)和玉溪(正常生长环境)3种生长环境下进行水稻氮、磷、钾养分吸收相关性状的鉴定,并利用构建的含有180个SSR标记,全长为1820.6 c M,标记间平均距离为15.67 c M的遗传图谱,用基于完备区间作图法的QTL Ici Mapping V3.2软件对16个性状进行QTL定位分析。【结果】3种环境下共检测到56个QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、9和10染色体上,单个性状QTL数为1~10个,单个QTL可解释的各自性状表型贡献率为8.88%~35.30%。其中,氮、磷、钾利用效率QTLs数分别为12个、27个和17个。而q TNA-1a、q TPA-1、q PHI-1、q PHI-6、q PHI-7b和q KHI-6共6个QTL在冷害和正常环境下均能检测到,稳定性较高,其贡献率变幅为10.63%~31.57%。在第1、3、4、5、6、7和10染色体上有13个标记区域存在QTL成族分布,单个QTL位点控制的性状数为2~5个,其中共同控制磷总吸收量、磷素干物质生产效率、磷素收获指数、每100 kg籽粒需钾量和钾素收获指数等性状的位点数最多。【结论】获得56个影响氮、磷、钾利用相关性状的QTL,且发现的13个QTL富集区可作为水稻氮、磷、钾高效利用分子育种的重要候选区域。     

不同水分条件下水稻苗期根系性状的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)衍生的234个重组自交系(RIL)为材料,在正常水分和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下对水稻苗期最长根长、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根冠比进行QTL定位分析。采用复合区间作图法,共检测到影响8个根部性状的21个QTL,单个QTL可解释的表型变异介于4.80%～11.35%。其中,正常水分条件下检测到7个QTL,分布在第2、3、9、10、11染色体上;水分胁迫条件下检测到14个QTL,分布在第2、3、5、6、9染色体上。不同水分条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同水分条件下的遗传机制不同。在第3和第6染色体上各检测到1个根部性状的QTL簇,尤其在第3染色体RM6283-RM7370区间发现苗期根系性状与抗旱性及产量相关性状之间存在连锁关系,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时对多个相关性状进行遗传改良。     

寒地水稻抽穗期长短与温度关系研究

试验分析的结果表明：寒地水稻不同品种发生早穗现象的程度及危险性不同；抽穗期长短与移栽时秧龄、移栽后第11～20d积温、21～30d积温呈极显著正相关，说明寒地水稻抽穗期拉长造成早穗的主要原因是大秧龄移栽和移栽后遇高温。     

水稻苗期抗寒种质的筛选与鉴定

通过自然低温鉴定,从84份水稻核心种质中初步筛选出13份苗期抗寒材料,其中包括3份籼稻和10份粳稻品种.在光照培养箱中进一步的低温处理结果表明:在较长时间的持续低温胁迫条件下,抗寒材料的抗寒级别分别达到1～4级,其中粳87-304达到1级;在低温变温处理的条件下,低温敏感品种三百粒和加巴拉植株的叶片枯萎、恢复室温后缓慢...     

水稻旱育小苗秧和常规育秧栽培性状的研究

以杂交稻汕优桂 99、博优 64为供试材料 ,研究了旱育小苗秧与常规育秧在某些农艺性状及产量效应等方面的差异。结果表明 :旱育小苗秧与常规育秧相比 ,旱育小苗秧具有早生快发、根系发达、植株健壮、生长势强、分蘖早、低位蘖多、有效穗多、结实率高、能提早抽穗、增产效果显著并具有省种、省工、省水、抗寒力强 ,利于抢季节 ,利于集约化育秧等优点 ,是一项值得应用推广的水稻高产栽培技术。     

水稻工厂化育秧和机械插秧技术在黑龙江省庆安县推广的可行性研究

本文系统分析了自然、社会、经济、技术等因素对庆安县育秧、插秧机械化的影响,阐述了推广应用工厂化育秧、机械插秧技术的必要性。文章认为,推广该项技术有助于防止低温冷害,保证水稻高产、稳产。在目前生产力水平下,机械插秧促早熟,可增产5～14％,并可扩大插秧面积,减少适时性损失。在综合分析省内外试验结果的基础上,提出了适应目前农村经济现状的集中播盘分散育秧作业方案。作者认为集中播盘分散育秧,可使水稻种植业向社会化、专业化、商品化发展,解决了农业生产规模小与工厂化育秧集中生产的矛盾。集中播盘分散育秧的机器配备要比现行的工厂化育秧方案亩投资降低60～70％,平均为40～50元/亩。这种方案较适合目前农村经济状况,在庆安具有应用价值。     

杂交稻机插秧育秧播种密度与取秧面积耦合关系

为了确保杂交稻机插秧质量,选取育秧播种密度和取秧面积为2个主要因素,进行了二因素三水平全面试验设计,试验品种为杂交稻1596。试验结果表明,育秧盘播种质量、育秧盘成苗质量和大田栽插质量的主要指标之间大都呈现出显著的相关性;0.05水平下对样本t检验结果表明,空格率（漏插率）之间有显著差异,成苗均匀度合格率和育秧盘播种均匀度合格率有显著差异,大田栽插均匀度合格率和育秧盘中成苗均匀度合格率没有显著差异;每盘播种量为73 g、取秧面积为2.38 cm2的耦合为最佳试验方案,此时育秧盘播种质量、育秧盘成苗质量和大田栽插质量的主要指标空格率（漏插率）和均匀度合格率分别为1.1%和92.5%、2.6%和90.2%、5.1%和88%,能达到的基本苗为每公顷541 665株。     

密闭式立体育秧系统水稻育苗基质配方研究

针对水稻育苗用土资源日益减少、适用于密闭式水稻立体育秧基质缺乏等制约水稻工厂化育苗技术发展的问题,该文以粉碎稻壳、粉碎玉米秸秆、珍珠岩、大田土为基质材料,设计3种单一基质CK1(100%大田土)、CK2(100%盼碎玉米秸秆)、CK3(100%粉碎稻壳)和按体积比配制的6种复合基质S1(80%粉碎稻壳+10%大田土+10%珍珠岩)、S2(60%粉碎稻壳+20%大田土+20%珍珠岩)、S3(40%粉碎稻壳+40%大田土+20%珍珠岩)、T1(80%粉碎玉米秸秆+10%大田土+10%珍珠岩)、T2(60%粉碎玉米秸秆+20%大田土+20%珍珠岩)、T3(40%粉碎玉米秸秆+40%大田土+20%珍珠岩)进行育苗试验,并分析9种基质的理化指标,结果表明,各处理的理化指标含量差异显著;添加粉碎稻壳、粉碎玉米秸秆复合基质的秧苗品质要优于单一基质;添加玉米秸秆的复合基质(T1、T2、T3)秧苗品质要优于添加稻壳的复合基质(S1、S2、S3);粉碎稻壳、粉碎玉米秸秆的添加量对秧苗生长影响较大,其添加量在60%(S2和T2)时,秧苗的各性状表现最优,其他2个处理差异不显著。以秧苗的农艺、生物量、力学性能作为评价指标,最佳的复合基质配方为处理T2。田间栽培结果表明,与常规育苗模式(普通平面大棚+自然光+大田土)对比,经T处理(密闭式立体+LED日光灯+T2基质)的秧苗在穴数上没有差异,株高平均值117.9 cm,低于对照的常规育苗平均值121.8 cm;千粒质量平均值25.35 g;其他各项指标平均值均高于常规育苗,实测增产5.9%。该研究结果可为密闭式水稻立体育秧系统高效稳定生产提供参考。     

利用煤矸石制作水稻育苗基质的研究

以配置合格水稻育苗基质为目标,针对现有水稻育苗基质的生产原材料多以草炭为主对环境影响大的问题,探索利用煤矸石作为水稻育苗基质的可行性研究,在生产育苗基质的同时做到固体废弃物的资源化利用。通过对试验原料进行前处理和各项理化性质的测定及试验前进行的配比试验,确定了适合水稻育苗基质的4个处理作为试验组与对照组进行了水稻育苗试验。结果表明:(1)煤矸石可作为水稻育苗基质的材料;(2)煤矸石的最大添加量可达到80%(体积比),但需要进行活化处理;(3)不经活化处理的煤矸石也可用于水稻育苗,生长情况也较好,但煤矸石的添加量缩减至38%(体积比)。     

不同有机物料育秧基质对水稻秧苗生长及养分积累的影响

通过水稻育苗盆栽试验,研究了不同有机物料育秧基质对水稻秧苗生长及养分积累的影响。结果表明:(1)COC(玉米秸秆+碳粉)为最优基质处理,该处理的基质是由粉碎玉米秸秆、有机肥、草炭、沸石、蛭石、细河沙、碳粉等按不同配比混合而成,用这种基质的所育水稻苗生长状况最好;(2)不同有机物料育秧基质对水稻苗生长的影响,玉米秸秆好于水稻壳粉,菇渣的效果较差;(3)相同配比的处理间,加碳处理均优于不加碳处理。本研究结果对水稻育苗基质生产中的材料选择提供了理论依据。