转Xa23基因水稻的白叶枯病抗性及其遗传分析

在分离克隆抗白叶枯病基因Xa23研究中获得大量转基因水稻材料。为了系统研究转Xa23基因水稻的抗病稳定性和遗传模式, 本文通过逐株进行抗白叶枯病接种鉴定、PCR和Southern blot分子检测, 对一批转Xa23基因水稻植株进行了T₀代到T₂代的跟踪分析。结果表明, Xa23基因的整合和表达, 使感病受体品种牡丹江8号获得抗病性。由于Xa23基因插入受体基因组的位点不同, 同是单拷贝插入的转基因T₀代抗病植株, 其抗病程度有明显差异。T₀代植株的抗病程度, 可以准确、稳定地遗传到T₁代和T₂代。单拷贝转基因植株分离群体的抗感植株分离比接近3∶1, 表明转Xa23基因遵循孟德尔单基因遗传模式。已获得2个纯合的单拷贝转基因抗病株系, 它们的抗病程度稍有差别, 将用于外源基因插入位置效应分析和杂交稻抗病育种。     

玉米ppc基因过表达对转基因水稻光合速率的影响

通过转基因技术将外源ppc基因导入水稻以期增加产量是国内外的重要研究领域。然而,关于ppc基因过表达能否提高转基因水稻的光合速率至今尚无定论。本研究将玉米ppc基因导入水稻中花8号,获得大量转基因水稻植株。经PCR筛选、PEPC活性测定、Southern和Western杂交分析,表明玉米ppc基因已经整合到受体水稻基因组中,并得到了正确和高效的表达。测定了温室内种植的T₁代6个PEPC活性不同的转基因水稻植株的光合速率,只有活性最高的株系的光合速率显著增加,增加的幅度为27.3%。在旱作栽培条件下测定了T₃代33个转基因株系的光合速率,结果表明在高温、高光强下,绝大多数转基因水稻的光合速率增加,最大提高了68.8%。比较6个转基因株系的T₁和T₃代看到,逆境胁迫条件下转基因水稻光合速率明显提高。以上结果表明水稻中导入ppc基因可以提高其光合速率,特别是逆境条件下的光合速率。     

杂交水稻恢复系桂99的抽穗期基因及其效应分析

以基因型明确的抽穗期主基因近等基因系EG0~EG7、ER~LR、T65系列为测验系（TLs）,在江西南昌（28^o 36’ N）夏季自然高温长日（14 h/d）和人工遮光短日（10 h/d）,以及海南三亚（18^o 14’ N）旱季自然低温短日（11.6 h/d）处理条件下,对籼型杂交水稻恢复系桂99的抽穗期基因及其感温性和基因位点间的互作效应进行了分析。结果表明,桂99在E₁、E₂和E₃位点分别带有感光迟熟等位基因E₁、E₂和E₃,在Se-1位点带有非感光等位基因Se-1^e,在Ef-1位点带有早熟基因Ef-1,由此推断其抽穗期基因型为E₁E₁E₂E₂E₃E₃Se-1^eSe-1^eEf-1Ef-1。迟熟基因E₁、E₃与早熟基因Ef-1同时存在,E₁、E₃与Se-1^e基因位点间的互作使桂99农艺性状表现弱感光性。感光基因Se-1^u（或Se-1ⁿ）的存在能增强E位点感光迟熟基因的感光性,感光基因对“TLs×桂99”F₂植株抽穗的影响,是延长平均抽穗期,增加迟抽穗植株分布频率。分析了感温性对TLs抽穗期的影响,讨论了以桂99为恢复系配置的杂交水稻组合丰产性和广适性的遗传基础。     

矮杆和半矮杆大豆突变体植株生长对外源GA3的响应

矮杆和半矮杆突变体是研究植物基因功能和培育高产作物新品种的重要材料。本研究以矮杆和半矮杆大豆突变体与各自野生型品种为材料, 利用外源赤霉素(GA₃)处理不同发育时期植株, 研究植株生长速率和成熟期株高性状发育对外源GA₃的响应及主茎纵向细胞的形态学变化, 分析两类突变体与各自野生型之间的内源赤霉素含量差异。结果表明, 外源GA₃(40 mg L^-1)对半矮杆和矮杆突变体的作用效果明显不同, GA₃处理后半矮杆突变体植株在不同测定时段的平均生长速率达到2.76 cm d^-1, 而矮杆突变体的平均生长速率仅为0.92 cm d^-1, 而且成熟期半矮杆突变体植株的平均高度、主茎平均节间长度与节间纵向细胞长度均显著超过对照, 外源GA₃能够恢复其正常的野生型株高表型; 而矮杆突变体较对照的上述3项增幅均明显小于半矮杆型, 外源GA₃不能恢复其正常的野生型株高表型。说明半矮杆突变体的植株生长对外源GA₃有明显响应, 为GA₃敏感型突变体; 而矮杆突变体仅在生育前期对外源GA₃有一定程度响应, 为GA₃钝感型突变体。半矮杆和矮杆突变体成熟期植株的内源GA₃₊₁含量均显著低于各自野生型品种, 这可能是二者表型矮化的生理原因。     

野败型杂交籼稻的育性基因分析

本试验通过对南优、汕优两个系统的不育系,保持系、恢复系、杂种 F₁、F₂及(不育系×杂种 F₁)F₁、(杂种F₁×保持系)F₁、(保持系×杂种 F₁)F₁、F₂、(恢复系×杂种 F₁)F₁、F₂植株的性状     

FACE对武香粳14根系活性影响的研究

利用我国惟一的农田开放式空气CO₂浓度增高(Free-air CO₂ enrichment-FACE)研究平台,研究大气CO₂浓度比对照（现大气CO₂浓度）高200 μmol·mol^-1的FACE处理对水稻品种武香粳14根系活性的影响。结果表明：(1)FACE处理使水稻单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积的最大值比对照提早10 d左右,移栽后18 d及其以后不同生育时期的单位干重根系的总吸收面积、活跃吸收面积、α-萘胺氧化量等根系活性指标均显著或极显著低于对照,但FACE处理对每穴根系活性的影响相对较小;(2)移栽后28 d及其以后不同生育时期每穴的不定根数、不定根总长度、根系体积、根干重与单位干重根系的活性关系密切,根量越大单位干重根系的活性越低;(3)不同生育时期的植株含氮率与单位干重根系的活性多呈正相关,植株碳氮比与单位干重根系的活性多呈负相关。笔者认为,FACE处理水稻生育前期根系生长量大、植株含氮率低、碳氮比高等可能是造成其单位干重根系活性显著低于对照的重要原因。     

水稻抗白叶枯病基因Xa23的RFLP标记定位及其STS标记的转化

用水稻抗白叶枯病基因Xa23的近等基因系CBB23与其感病轮回亲本金刚30（JG30）杂交,构建了包含2562个单株的F₂作图群体。用水稻白叶枯病广致病菌系P6进行抗性鉴定表明,F₂植株抗感分离比严格符合3：1。根据日本水稻基因组计划RGP水稻高密度图谱上的RFLP探针对F₂群体中的145个感病单株进行RFLP检测和连锁分析,获得了6个与Xa23紧密连锁的RFLP分子标记。其中RFLP标记C1003A靠着丝粒一侧,与Xa23的遗传图距为0.4cM,为Xa23的图位克隆奠定了重要基础。并将标记C1003A成功地转化为STS标记,为分子标记辅助选择育种（MAS）提供了方便有效的分子标记。     

影响农杆菌介导旱稻转化效率主要因素的研究

针对旱稻在基因工程中转化效率低这一难题,以4个旱稻品种为对象,对农杆菌介导的遗传转化的各个步骤进行了优化试验,结果表明NB(N6 macro elements;B5 micro elements and vitamins;proline 500 mg L^-1,L-Glutamine 500 mg L^-1,casamino acid 300 mg L^-1,sucrose 30 g L^-1,2,4- D 2 mg L^-1,agar 8 g L^-1,pH 5.8)培养基适合于旱稻愈伤组织诱导;AAM-AS (Na₂HPO₄·2H₂O 339.2 mg L^-1; KCl 2.95 g L^-1; MgSO₄·7H₂O 500 mg L^-1; CaCl₂ 114.4 mg L^-1; MnSO4·4H₂O 10 mg L^-1; H₃BO₃ 3 mg L^-1; ZnSO₄·7H₂O 2 mg L^-1; KI 0.75 mg L^-1; NaMO₄ 0.25 mg L^-1;CuSO₄·5H₂O 0.0387 mg L^-1;CoCl₂·6H₂O 0.025 mg L^-1; VB1 0.5 mg L-1;VB6 0.5 mg L^-1;烟酸0.5 mg L^-1;肌醇100 mg L^-1; 甘氨酸7.5 mg L^-1;精氨酸174 mg L^-1;谷氨酰铵876 mg L^-1; casamino acid 500 mg L^-1; 蔗糖68.5 g L^-1; 葡萄糖35 g L^-1; AS 200 µmol L^-1 pH 5.2)是农杆菌的最佳重悬液;对NPT(new plant type, NPT)这种侵染后易水渍化品种, 滤纸法共培养可将其抗性愈伤发生率提高15倍以上;筛选及分化前对抗性愈伤组织进行2 d的干燥培养可显著加快愈伤组织分化进程;在分化培养基中加入AgNO₃有助于提高分化率;而短期高浓度的CuSO₄处理可显著提高分化率。利用此体系获得了一大批PCR鉴定阳性的转基因株; Southern blot检测证明外源基因大多数以单拷贝形式整合在转基因植株中。     

水稻远缘杂交后代的耐强光和抗光氧化特性

为探明通过远缘杂交（Oryza sativa Azucena × Oryza rufipogon Ramper 6）手段获得的水稻高光合后代株系（SHPF₆）在生长关键时期的耐强光和抗光氧化能力,本文以生育期一致的推广品种中花10号为对照,进行了光合作用测定和抗光氧化特性的研究。结果表明,强光下SHPF₆表现较高的净光合速率P_n）,并随着光强进一步增强而有较大的上升,这种高光合优势突出表现于P_n与胞间CO₂浓度（C_i）的极显著负相关（r =－0.767, P<0.01）,及气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）无论光强大小均高于对照;光氧化条件下,中花10号F₀显著升高（P<0.05）,F_v/F_m和F_v/F₀均显著降低（P<0.05）,而SHPF₆各荧光参数在统计上没有较大差异,说明SHPF₆具有较强的抗光氧化能力。这些结果意味着,通过远缘杂交手段,不仅可以提高普通栽培品种的光合速率和CO₂羧化能力,还能改善水稻的抗光氧化能力。     

水稻不同选育方法的遗传率研究

作者根据遗传率的研究结果,提出了对水稻杂交后代的有效选择方法。报告指出,混合法由于群体成分中 M 及 K 值高,至 F₄,各性状的遗传率仍较低。在个体选择中尤其是遗传率低的性状必需要放宽尺度。系谱法从 F₄开始,一般可进行群间选择,但对远距离亲本杂交组合,F₄应以群内系统间选择为主。派生     

重穗型水稻植株抗倒伏能力的研究

以18个不同穗重型水稻品种为材料，研究了重穗型水稻植株的抗倒伏能力及其与茎秆的物理性状、机械组织特性的关系。结果表明：重穗型品种单穗重大、产量高与其株高的适当增加密切相关。重穗型品种由于单穗重和株高的增加，弯曲力矩加大，但抗折力也明显提高，故而其茎秆抗倒伏能力并未降低。重穗型品种茎秆抗折力强的主要原因     

水稻不同穗型品种穗颈节间组织与籽粒充实特性的研究

本文用7个不同穗型的中稻品种,研究了重穗型、中穗型、轻穗型品种的穗颈节间组织特性及其与籽粒充实的关系.结果表明:穗颈节间维管束数目,维管束、韧皮部面积,茎横切面、茎壁、髓腔面积,均是重穗型>中穗型>轻穗型品种.穗颈节间输导组织特征与空壳率的大小无关,但它是籽粒充实的重要前提和解剖学基础.穗颈节间茎的粗度、茎壁的     

不同氮利用效率基因型水稻茎秆特性比较

选用低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型具有代表性的6个粳稻品种,在各基因型各自最适氮素水平下,研究了茎秆力学特性、物理特性和化学成分含量的差异及其与氮效率的关系。结果表明：(1)较之低产类型品种,高产类型品种茎秆基部N₁节间变短、N₆节间变长,株高有所增加;茎粗、茎壁厚、茎鞘干重均极显著增加;茎鞘的K、Si含量极显著增加,N含量显著降低。由于茎秆物理性状的改善及化学成分的差异导致茎秆综合抗折力明显提高,倒伏指数降低。(2)同为高生产力类型品种,因氮效率的差异茎秆形态生理特征表现不同。较之高产氮中效类型,高产氮高效类型水稻品种茎秆N₄、N₅节间变长;茎秆粗度略有降低,但茎壁厚增加,表现茎秆干重增加,充实度加强;茎鞘的K含量无明显变化,但Si含量显著降低,N含量也呈降低趋势。对于高产品种,适当增加N₄、N₅节间长度以改善叶片配置,适当降低茎粗而提高壁厚和充实度以保证茎秆抗折力和输导能力,适当降低茎鞘Si含量以促进氮素的转移,有利于进一步提高氮肥利用率。     

The association of culm anatomy with lodging susceptibility in modern spring wheat genotypes

Selection for lodging resistant cultivars in cereal breeding programs is difficult due to the challenge of screening for this trait under natural field conditions. The identification of easily measurable culm traits related to lodging resistance would simplify the selection process. The present study was conducted to determine if differences in culm anatomy exist among modern wheat genotypes differing in lodging susceptibility, and to determine the association between culm characters and lodging. From a 2-year field study conducted in Edmonton, Alberta, 13 spring wheat cultivars were chosen based on predetermined susceptibility to artificially induced lodging. Morphological and anatomical culm measurements were made visually and with an environmental scanning electron microscope. Genotypes differed (P < 0.05) for plant height, number of internodes per culm, basal internode length and diameter, culm wall thickness and the number of vascular bundles, but not for adventitious root frequency, lumen diameter or sclerenchyma ring thickness. Mean genotype field scores for artificially induced lodging were correlated (P < 0.05) with plant height (r= 0.51) and the length of the fourth basal internode (r= 0.51). Short, wide basal internodes and thick culm walls were characteristic of three lodging tolerant genotypes: Kohika, Sapphire and Olso. Nevertheless, despite such apparent genotype specific association between culm anatomy and field lodging, general applicable associations were not observed for most traits. The most practical and easily selectable trait for lodging resistance within a wheat breeding program remains plant height. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

华南双季超级稻秧苗形态性状的比较研究

2007年早、晚季在广州,以最新育成的超级杂交稻强优组合天优10号、天优122、五丰优128、特优138、两优培九,常规超级稻品种玉香油占为供试材料,对其秧苗形态特性作了比较研究,结果表明：在华南稻区早、晚季节生态环境下,供试材料间植株高度、主茎叶片数目、单株茎数、叶鞘基部宽度的差异达显著或极显著水平。这不但证明了以往研究中将这些性状作为华南双季超级稻动态株型育种中秧苗期（大苗）理想形态性状指标的可靠性,而且还完善了华南双季超级稻动态株型育种中秧苗期（大苗）理想形态性状指标,即：早、晚季植株高度分别为35.0～38.9 cm和33.5～37.8cm,早、晚季主茎叶片数分别为5.2～5.8片和4.9～5.2片,早、晚季单株茎数分别为1.5～3.0条和3.0～3.7条,早、晚季叶鞘基部宽分别为0.70-0.75cm和0.51～0.59cm。     

钵苗机插密度对不同穗型水稻品种产量、株型和抗倒伏能力的影响

选用3种穗型水稻品种,设置3种钵苗机插密度,以毯苗机插为对照(CK),系统研究钵苗机插不同密度对水稻产量及其构成、穗部性状、冠层叶系配置、茎秆物理特性和抗倒伏的影响,旨在探明水稻钵苗机插配套不同穗型品种适宜栽插规格及其增产特点;同时,阐明钵苗机插不同密度下水稻株型特征和抗倒伏特性。结果表明:(1)3种钵苗机插密度处理下,大穗型品种产量随密度降低呈先增后降的变化趋势,但均显著高于CK;中、小穗型品种产量有随着密度降低而下降的趋势。不同穗型品种穗数随着密度降低而显著减少,每穗粒数显著增加,结实率和千粒重无明显变化规律。(2)钵苗机插下不同穗型水稻品种的穗长、着粒密度、单穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、一次枝梗粒数和二次枝梗粒数均随密度降低而增加,且高于CK;一、二次枝梗数比值和一、二次枝梗粒数比值随密度降低而呈下降趋势。(3)钵苗机插下不同穗型水稻品种的上三叶的叶长、叶宽、叶基角、披垂度和比叶重随着密度降低而呈增加趋势;且上三叶的叶长、叶宽和比叶重高于CK。(4)随着密度降低,不同穗型品种钵苗机插水稻基部N1、N2、N3节间长度减少,茎秆粗度、茎壁厚度和节间干重增加,穗下节间长、秆长、株高、重心高增加,而相对重心高有减小趋势。(5)不同穗型品种钵苗机插水稻基部节间N1、N2、N3抗折力和弯曲力矩随着密度降低而增加,倒伏指数呈下降趋势,且低于CK。说明水稻钵苗机插配套大穗型品种宜适当降低密度,增加每穗粒数以获高产;中穗型品种需兼顾穗数和每穗粒数,提高群体颖花量而增产;小穗型品种依靠穗数而提高产量。水稻钵苗机插降低密度能改善穗部性状和增加上三叶的叶面积,但增大了叶基角和披垂度,同时利于缩短基部节间长度,增加基部节间粗度、茎壁厚度和充实度,从而提高抗折力,降低倒伏指数。     

水稻中胚轴伸长特性的遗传分析

以长中胚轴/短中胚轴杂交组合的两个亲本、F₁、B₁、B₂和F₂为试验材料，在小型人工气候箱黑暗条件下培养幼苗，对水稻中胚轴伸长特性的遗传规律进行了研究。结果表明，中胚轴伸长特性受两对隐性基因控制。F₂群体中长、短中胚轴植株在节间长度、穗长、株高和剑叶长等性状上均存在较明显的差异，而中胚轴伸长特性与节间粗、剑叶宽、单株穗数、每穗总粒数、结实率、千粒重和单株产量等性状关系不明显。还对水稻中胚轴伸长特性的遗传改良以及长中胚轴材料在直播稻育种上的利用进行了探讨。     

垄畦栽培水稻的植株形态与生理特性研究

以杂交稻协优9308和常规粳稻秀水110为材料，从水稻植株形态和生理特性方面研究了垄畦栽培高产、优质的农学基础。结果表明，（1）在植株形态上，与常规栽培相比，垄畦栽培后株高变矮、茎基部节间的直径和密度增加，单茎鞘重增加，植株抗倒性增强；生长前期叶面积扩展迅速，生长早期叶片薄，中、后期叶片厚而挺，群体光合生态     

北方粳稻穗重指数及其与产量品质关系的研究

为研究北方粳稻穗重指数及其与产量品质的关系,以东北地区近年来育成的水稻品种(品系)为试材,分别在辽宁、吉林和黑龙江进行比较试验,提出用穗重指数(PWI,单穗重与每穴穗数之比)反映穗数与穗(穗粒数和千粒质量)的关系。结果表明,试材平均穗重指数0.155 g/穗,99%置信区间为[0.109,0.200],据此将参试材料划分为穗重型、中间型和穗数型。穗重指数与产量、穗粒数及决定穗粒数的穗部性状(一二次枝梗数、二次枝梗粒率)、穗颈及倒2节间大小维管束数、株高、叶面积指数、上部三叶长宽呈显著或极显著正相关,与单位面积穗数和剑叶基角显著或极显著负相关,穗重型品种产量显著高于穗数型品种。穗重指数与加工品质、营养品质、食味及相关指标显著负相关,与外观品质无明显关系,穗数型品种品质明显优于穗重型品种。穗重指数是综合反映穗数与穗大的明显指标。在稳定单穗重的基础上,适当降低穗重指数,可能是进一步提高产量、改善品质的有效途径。     

Morphological Classification of Traditional Philippine Upland Rice Cultivars in Upland Nurseries Using Cluster Analysis Methods for Recommendation, Breeding and Selection Purposes

Using eight morphological parameters with six cluster analysis methods, a set of 21 traditional and four improved Philippine upland rice cultivars (cvs) could be separated into five groups: (1) improved semi-dwarf plant type, (2) improved or 'moderately modified' (short) Indica plant type, (3) traditional tall Indica plant type, (4) traditional tall Japonica plant type and (5) traditional short Japonica plant type. The results emphasized the importance of the separation into Indica and Japonica plant types, but the cultivars could be classified more accurately using growth characteristics such as tillering ability, followed by plant height and leaf area parameters. The clusters containing Indica cvs consistently showed a higher tiller number per plant, a higher growth stage (DC classification) and narrower leaves than clusters with Japonica cvs. The parameters culm length, plant height, leaf area, leaf length and width were represented in subgroups with both long and short expression of the respective characteristic. Use of the existing variability of morphological traits within the group of traditional upland rice cvs should be beneficial in recommendation, breeding, selection and development of upland rice cvs for the different rice ecosystems as well as for the upland rice/rice blast pathosystem.