水稻第11染色体抗稻瘟病基因研究进展

随着稻瘟病抗性基因的不断发掘与分离克隆,抗病基因在水稻基因组遗传图谱和物理图谱的分布及不同类型抗病基因的结构特点逐渐明了。目前鉴定的水稻抗稻瘟病基因主要分布在除第3染色体以外的其余染色体上,其中第11染色体上分布的稻瘟病抗性基因数目至少有24个。此文概述了水稻抗瘟病基因在基因组的分布和抗性基因的结构特点,重点介绍了水稻基因组第11染色体稻瘟病抗性基因的定位、克隆以及抗病基因类似物和抗性基因在该染色体上的分布特点,并对稻瘟病抗性基因在水稻育种中的应用提出了展望。     

水稻长链脂肪醇氧化酶基因0sFAO结构分析及其进化研究

我们通过多年来的研究已证实在高等植物中也存在编码类似于工业酵母中长链脂肪醇氧化酶（FAO）的基因。本文对单子叶植物水稻FAO基因的结构、起源和进化进行了分析。利用拟南芥中FAO蛋白的氨基酸序列对水稻基因组进行tblastn及blastp搜索，结果显示在水稻基因组中存在4个FAO基因，1个位于2号染色体，命名为OsFAO1；另外3个在10号染色体上，分别命名为OsFAO2、OsFAO3和OsFAO4。其中位于2号染色体上的OsFAO1基因由3个外显子和2个内含子组成；10号染色体上的3个FAO基因中，OsFAO3和伙尉04为2个外显子和1个内含子组成，伙硝02是由4个外显子和3个内含子组成。序列预测结果显示，OsFAO1编码跨膜蛋白的可能性更大。我们进一步对已知序列的各类原核（874种）和各类真核（包括20种真菌）的基因组进行了分析，发现FAO基因主要存在于真菌和陆生植物基因组中，而不存在于原核和藻类的基因组中。对陆生植物基因组中的FAO基因的分析结果表明水稻中OsFAO1基因序列相对原始。     

水稻栽培稻籼粳两个亚种比较基因组学研究进展顺利

国家863计划课题——水稻栽培稻籼粳两个亚种的比较基因组学研究课题进展顺利。课题组经过大量的基础研究、分析工作，在国际上率先完成了籼稻4号染色体基因组精确测序，这也是迄今为止完成的最大连续长度的籼稻单条染色体基因组序列。籼稻和粳稻两个亚种代表了世界上绝大多数的水稻作物品种。同时，籼粳栽培稻是现有主要杂交稻的亲本来源，籼粳杂种优势的利用是今后水稻杂交育种的主要发展方向。课题组通过系统地对籼、粳稻4号染色体基因结构、组成和顺序的异同进行分析和比较，同时包括对单核苷酸的多态性和插入或缺失的比较分析，获得了籼粳基因组差异的重要遗传信息；     

转基因水稻BarKasalath-01事件特异性检测

利用hi TAIL-PCR方法研究了转基因水稻Bar Kasalath-01中外源基因在基因组上插入位点的序列特征,获得了外源基因T-DNA右边界旁侧序列511 bp,与水稻基因组数据库比对发现,外源基因插入位点位于水稻基因组第8号染色体的第3 326 720处。根据整合位点水稻基因组序列和外源基因T-DNA左边界序列设计引物,扩增得到了左旁侧序列783 bp。基于左右旁侧序列,建立了转基因水稻Bar Kasalath-01的事件特异性定性PCR检测方法,扩增片段分别为783 bp和411 bp。该方法特异性强、灵敏度高,能够在Bar Kasalath-01基因组DNA含量为0.1%的模板中检测出转基因成份。依据旁侧序列,还建立了快速鉴定转基因后代植株基因型的3引物PCR检测方法。这些方法的建立,实现了对转基因水稻Bar Kasalath-01转化事件的特异性检测。     

三引物法鉴定转基因水稻U5纯合体

转基因水稻纯合体性状稳定,在水稻基因组功能研究中具有重要的作用。本研究利用TAIL-PCR法获得了T-DNA旁侧序列,序列比对显示插入位点在水稻第8号染色体的7 821 534~7 821 535之间;通过扩增旁侧序列,建立了转基因水稻U5的事件特异性检测方法;以旁侧序列为基础,还建立了能快速、准确鉴定U5纯合株系的三引物PCR检测法。这些纯合体的鉴定,缩短了获得U5转基因纯合体的时间,对加快水稻Os PUT1基因的功能研究和育种进程具有实用价值。     

水稻长链脂肪醇氧化酶基因OsFAO结构分析及其进化研究

我们通过多年来的研究已证实在高等植物中也存在编码类似于工业酵母中长链脂肪醇氧化酶(FAO)的基因.本文对单子叶植物水稻FAO基因的结构、起源和进化进行了分析.利用拟南芥中FAO蛋白的氨基酸序列对水稻基因组进行tblastn及blastp搜索,结果显示在水稻基因组中存在4个FAO基因,1个位于2号染色体,命名为OsFAO1;另外3个在10号染色体上,分别命名为OsFAO2、OsFAO3和OsFAO4.其中位于2号染色体上的OsFAO1,基因由3个外显子和2个内含子组成;10号染色体上的3个FAO基因中,OsFAO3和OsFAO4为2个外显子和1个内含子组成,OsFAO2是由4个外显子和3个内含子组成.序列预测结果显示,OsFAO1编码跨膜蛋白的可能性更大.我们进一步对已知序列的各类原核(874种)和各类真核(包括20种真菌)的基因组进行了分析,发现FAO基因主要存在于真菌和陆生植物基因组中,而不存在于原核和藻类的基因组中.对陆生植物基因组中的FAO基因的分析结果表明水稻中OsFAO1基因序列相对原始.     

水稻基因组中分泌蛋白的初步分析

本文利用Signa1P3．0两种算法NN（neural network）和HMM（hidden markov model）对水稻基因组中59712个ORF进行了初步的筛选,其中有4433个ORF编码的蛋白具有分泌特性,占整个基因组的7．3％。4433个具有分泌特性的蛋白,在染色体的分布是不均一的。在1号染色体的所占的比例最多,为8．8％;而12号染色体上所占的比例最少,为5．0％。其中在具有分泌特性的蛋白中,酶类、非酶类和推测蛋白分别占具有分泌型信号肽蛋白的24．9％、45．7％和29．5％。     

野大麦的分子核型分析

以野大麦(Hordeum brevisubulatum L.)为材料,采用荧光原位杂交技术,以5 SrDNA、45 SrDNA及重复序列pAs 1和pSc 119.2为探针,与野大麦染色体标本进行原位杂交,通过观察探针在染色体上标记的位置、标记信号的强弱,对野大麦染色体组进行核型分析。结果表明,5 SrDNA位于第10号和第14号染色体的短臂上;45 SrDNA位于第6号、第10号、第11号、第12号、第13号、第14号染色体的短臂上;pAs 1 DNA的荧光信号大部分出现在染色体的端部,部分出现在着丝粒区域;pSc 119.2的荧光信号出现在第7号和第14号染色体短臂的顶端,第10号染色体一条短臂的顶端,另一条染色体可能顶端缺失导致没有出现pSc 119.2荧光信号。核型公式为2 n=4 x=28=28 m(12 SAT),核型类型属于1 A型,核型不对称系数为57.227%。     

应用明恢86和佳辐占的F2群体定位水稻部分重要农艺性状和产量构成的QTL

应用籼稻品种明恢86和佳辐占为亲本建立的F2群体及相应的SSR分子标记连锁图，用区间定位法的Additive和Free两种模型分别对水稻部分重要农艺性状和产量构成性状的QTL进行了定位分析。结果Additive模型共检测到3个QTL，均位于第1号染色体的RMl-RM283区间，分别控制水稻生育期、株高和每穗粒数，基因成簇分布。Free模型共检测到5个QTL，其中控制水稻生育期、株高和每穗粒数的3个QTL的位置和效应大小与Additive模型基本相同；另外还检测到2个影响结实率和千粒重的QTL分别位于第7号染色体的RMl80-RM214和第2号染色体的RM279-RMl54区间，其贡献率均较小。同时，分析比较了研究结果与前人不同的原因。     

玉米核型进化的比较研究

本研究以水稻、高粱和玉米为研究对象,基于比较基因组学方法,来研究玉米的核型进化。研究结果表明:在这三个禾本科植物中,水稻进化时间最为古老,水稻的基本染色体数是12;水稻的12条染色体经过2次染色体融合事件最终形成了高粱的10条基本染色体;玉米与水稻、高粱不同,又单独进行了一次全基因组加倍事件,加倍后染色体数目从高粱的10条变为20条,随后又经历了染色体融合事件,最终形成了目前的玉米的10条基本染色体。     

酸处理碎米制作米粉的研究

为了使碎米能用来生产米粉,使用酸法处理碎米。设计正交试验研究pH值、温度和时间对处理效果的影响,并优化工艺条件,得到适宜的工艺条件为:pH值5.0,温度40℃,时间4 h。在此条件下处理的碎米可以用来生产米粉,生产的米粉外观并条少,煮熟后松散柔韧,不黏条,不浑汤,干炒不易断。     

野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性

为评价野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其变异关系,56对SSR引物被用于研究广泛地理分布的55份普通野生稻(其中32份O. rufipogon和23份O. nivara)和25份亚洲栽培稻(14份indica和11份japonica)样本。298个多态性位点被检出,占总扩增等位点的98.68%。野生稻多态性位点的百分比(平均达91%)及Nei’s遗传多样性值(h)明显高于亚洲栽培稻,表明普通野生稻比亚洲栽培稻具更丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示野生稻的两个类群(O. rufipogon和O. nivara)关系密切,但在遗传上存在明显的分化,支持其作为两个独立物种的分类观点。许多普通野生稻中籼粳分化尽管不很明显,然而亚洲栽培稻的籼粳亚种分化是明显的。亚洲栽培稻与多年生普通野生稻(O. rufipogon)关系更为密切,符合异源起源的遗传分化模式。     

不同稻鱼共生方式对水稻性状及稻鱼产量的影响

为探索适宜的稻鱼共生模式,开展了平作稻养鱼、平作稻凼式养鱼、垄稻沟鱼(垄作稻养鱼)和平作稻(中稻+再生稻)的试验研究。结果表明,不同稻鱼共生方式对中稻、再生稻主要农艺性状及稻、鱼产量有影响。平作稻养鱼和平作稻凼式养鱼共生方式水稻单产能保持平作稻产量水平,增收鱼53.6~69.4kg/667m2,增加纯收益745~780元/667m2;垄稻沟鱼共生方式水稻单产比平作稻增产9.13%,增收鱼66.9kg/667m2,增加纯收益1 040元/667m2。说明垄稻沟鱼经济效益高,效果好,适宜生产上推广。     

不同株型水稻对杂草稻的生态控制研究

以不同株型水稻品种为材料,研究了混插其中杂草稻的生长状况。在两种杂草稻密度下,相对于分蘖中等、直立穗型沈农265,分蘖力强、大冠层、弯曲穗型辽盐16都能显著降低移栽稻田中杂草稻的株高、叶面积指数、分蘖、植株干物重。在12株/m2杂草稻干扰下,齐穗期沈农265的有效穗数、叶面积指数、干物重明显下降,这些最终会导致其产量的下降,而辽盐16的穗数、干物重等因子下降并不明显。在两种株型中,辽盐16对杂草稻竞争力强,这对农业生产中杂草稻的防治具有重要的指导意义。     

水稻品种对稻田甲烷排放的影响

在大田条件下，应用甲烷自动测试系统在水稻生育期内持续测定3个水稻品种的甲烷排放通量。试验结果表明:水稻品种对稻田甲烷排放通量有明显的影响，品种间差异高达2.26倍；根量大的水稻品种，甲烷排放通量高，稻田气泡排放甲烷强度大，土壤水溶液中水溶甲烷浓度也高。试验证明，水稻根系的大小是导致水稻品种间甲烷排放通量差     

野生稻DNA导入后代对稻瘟病的抗性遗传分析

连续多年鉴定了21份普通野生稻(从染色体组)DNA导入后代株系对稻瘟病的抗性,筛选出3个稳定抗病的后代株系2005 D3-60、2005 D3-136和2005 D3-112,以其与感病地方品种白皮稻的杂交F1代和F2代为材料,初步分析了导入后代对稻瘟病菌系01-13-1的抗性遗传特性.研究结果表明:3个组合的F1代对01-13-1菌系全部表现抗病,说明其抗病性都是由显性基因控制的;2005 D 3-60/白皮稻和2005 D 3-136/白皮稻的F2代抗感分离比例为9:7,说明对01-13-1的抗性是由2对显性基因控制,且基因存在互补作用,而05 D 3-112/白皮稻的F2代抗感分离比例为27:37,说明其抗病性是由3对显性基因控制的,基因亦存在互补作用;3个组合正反交的F1代均表现抗病、F1代分离比例相同,说明导入系中抗稻瘟病性状属细胞核遗传.     

水稻常规种与杂交种产量性状的对比分析

产量性状改良一直是水稻育种的第一目标, 在杂交稻选配成功后的二十多年里所推出数量众多的杂交稻品种的单产潜力没有明显超过早期培育出来的水稻品种, 而常规育种由于新种质资源的不断拓展与应用, 其产量不断得到提高, 部分常规稻品种的产量水平超出杂交水稻。为明确常规稻与杂交稻品种的产量差异性, 重新评价和定位常规稻品种。以相同遗传背景的常规稻与杂交稻组合为比较对象,比较分析了 12个组合的产量及其相关性状。研究结果显示, 12组常规稻与杂交稻的的对比试验中, 杂交种产量明显高于常规种的占总数的 41.7%, 常规种产量高于杂交种的占 16.6%, 二者产量差异不明显的占总数的 41.7%。部分常规品种在产量上与同类型杂交稻产量相当甚至高于杂交稻, 这为常规稻的遗传育种及其推广应用提供了理论参考。     

水稻多基因型种群品种不同生态稻区的适应性研究

旨在探究水稻多基因型种群品种在不同生态稻区的适应性和稳定性,为多基因型种群品种的推广提供依据。选用参试品种‘尤群6号’、‘南八糯’和对照品种‘红优7号’开展田间试验,通过抗病性、农艺性状等指标进行综合评价。结果表明：参试品种‘尤群6号’(0.40~0.95 kg/m2)和‘南八糯’(0.81~1.04 kg/m2)在4个稻区产量显著高于对照品种（尤群6号在文山地区表现除外）;田间发病总体较轻,个别品种在局部试验点表现有差异,‘尤群6号’在文山稻瘟病发生 (DI=48.66)和粳稻区楚雄稻曲病发生相对较重,仍需继续种植综合观察;品种生育期随试验点海拔的升高而缩短,株高随月平均气温升高而增高,品种内株高变异系数介于1.97~6.13之间。研究表明参试品种在籼粳混栽区红河表现最佳,籼稻区德宏表现较好,在文山、楚雄田间表现有待继续评价;总体上,表现出较好适应性和稳定性。     

水稻抗纹枯病的研究新进展

本文从抗性鉴定技术、抗性机制以及抗病育种等方面综述了近年来水稻纹枯病的研究新进展,并分析了水稻纹枯病抗病育种研究中存在的问题与展望     

旱育秧在杂交水稻制种上的应用

在杂交水稻Ⅱ-32A×泸恢17的两个亲本播始天数相近的杂交水稻制种上,通过对旱育秧与常规湿润育秧两种不同育秧方式的制种试验对比得出:旱育秧不仅能节约制种成本,而且同样可以实现制种的高产稳产.此外,旱育秧制种会延长亲本的播始天数,而且父本表现比母本更明显,即父本要比母本多推迟4 d左右始穗.试验表明:为确保制种花期相遇,此时旱育秧制种的父本应比母本提早播种7 d以上,具体的父母本播差天数应以Ⅰ期父本播后的气温高低而定.