转基因水稻研究取得新成果

<正> 福建农科院遗传工程重点实验室承担的转基因水稻研究解决了转基因水稻育种的一系列关键技术问题,建立了完整的籼型水稻抗虫转基因工程育种技术体系。     

转基因水稻研发进展

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,在我国粮食生产中占有举足轻重的地位。我国在杂交水稻育种领域取得了世界瞩目的成就,为我国粮食安全作出了重要贡献。转基因技术为水稻育种提供了新的手段,自20世纪80年代启动转基因水稻项目以来,我国全方位地开展了转基因水稻育种研究。目前,我国转基因水稻的研究总体处于国际先进水平,转基因抗虫水稻研究处于世界领先水平,有可能率先实现产业化,转基因水稻的应用将为确保我国粮食安全作出重要的贡献。     

转基因技术改良水稻株型研究进展

优良的水稻株型是水稻能够获得高产的骨架,塑造理想株型是超级稻育种的主要技术路线之一。水稻株型相关基因的克隆为利用转基因技术改良水稻株型提供了条件。目前,利用转基因技术创造水稻新矮源的工作已经取得很大进展,对分蘖和穗型进行转基因调控的研究也已展开。随着越来越多的株型基因被克隆,利用转基因技术改良水稻株型将大有可为,这对水稻超高产育种的发展将起到积极的推动作用。     

水稻转基因及其安全性研究进展

水稻是我国主要的粮食作物。但我国的粮食产量远远不能满足需求,加之每年水稻因病害、虫害以及不良环境因素造成大量的经济损失,因而必须进行品种改良,提高粮食产量。转基因技术打破了传统育种的观念,给水稻育种带来了一种新途径,但是转基因水稻对人体是否有伤害还存在争议。本文主要从水稻转基因的技术方法、转基因水稻及其安全性的研究进展3个方面进行综述,以供相关人员参考。     

中国水稻分子育种现状与展望

转基因育种和分子标记辅助选择育种是分子育种的主要内容,本文从产量、适应性、品质、抗性和杂种优势利用方面阐述了水稻分子育种的生物学基础,以及开展分子育种以来所取得的一些重要成就;随着水稻基因组测序和重要农艺性状基因的精细定位和图位克隆,转基因技术的日渐完善,生物信息学的快速发展,模拟育种软件的开发等,使分子设计育种逐渐成为水稻育种的手段。     

水稻耐盐转基因及分子标记的研究进展

回顾水稻耐盐性研究的历史;概述水稻的渗透调节物质如脯氨酸、海藻糖、甜菜碱、糖醇类等对盐胁迫的生理反应及转基因研究;介绍分子标记在水稻耐盐育种上的应用。     

水稻新型育种技术研究现状与展望

水稻是我国主要粮食作物之一,提高水稻产量、改善品质一直是水稻育种研究的重要目标.育种技术的改进有利于育种效率的提高,随着科学技术的迅猛发展,水稻育种技术也在逐步完善.对分子标记育种、转基因育种、基因编辑育种和分子设计育种等目前水稻育种中广泛使用的育种技术进行了总结,并进一步展望了不同育种方法的发展前景,以期为水稻种业发...     

基于SCI论文的作物转基因育种领域发展态势分析

转基因育种技术是作物遗传改良的一个重要技术,通过对作物转基因育种领域的SCI论文进行文献计量学、主题研究领域分析,以期获得作物转基因育种领域主要研究方向、发展态势以及制约其发展的关键技术。结果表明,中国的发文数量排名第一,高达2 956篇,约占发文总量的22.1%,篇均被引频次为7.9次。机构中以中国科学院发文最多,其研究涉及一些理想植物植株模型,抗性、细胞发育、胁迫反应的锌指蛋白功能分析,利用模式植物研究生物代谢、抗病、抗逆性的机制规律等。作物转基因研究涉及最多的前三种作物分别为水稻、玉米、小麦。该结果也为我国作物转基因育种领域科研技术人员准确把握领域内发展趋势和关键科学问题提供参考,为科研管理机构制定作物转基因育种领域扶持政策和确定重点扶持领域提供科学依据。     

转IPT基因水稻的抗旱性研究

水稻抗旱性研究是当前水稻研究的热点。采用农杆菌介导法将IPT基因导入籼稻IR64,并获得了254株再生植株,并对其进行PCR检测和Southern杂交分析,确定目的基因已整合到水稻中。选择两个单拷贝的转基因株系和一个野生型株系在开花期对其进行干旱胁迫,在同等水平干旱胁迫条件下,IPT转基因植株的细胞分裂素含量和叶绿素含量明显高于野生型,叶片温度稍微低于野生型,且转基因植株茎叶衰老延缓,这些结果表明IPT基因在抗旱育种及机理研究方面有积极的研究意义。     

《水稻基因设计育种》

本书系统地介绍了水稻转基因技术、花药培养、分子标记辅助育种和基因组辅助育种的基本原理和方法,阐述了水稻产量性状、抗病虫性、抗逆性状、营养品质和特异种质的遗传研究及分子育种的最新进展、水稻基因设计育种数据库建设和水稻基因设计育种的展望,反映了在水稻分子育种方面获得的成果。     

野生稻优良基因的发掘利用研究进展

野生稻中蕴含着大量抗生物胁迫和耐非生物胁迫的基因,是栽培稻品种进一步改良的天然遗传种质资源库。对野生稻中抗虫、抗病、抗逆、高产等优良基因的发掘及定位作了概述,并对野生稻优异基因的利用前景进行了展望。     

粳稻转基因技术体系的研究与应用进展

水稻是我国60%以上人口的主食,在保障国家口粮安全中起着举足轻重的作用。近年来,随着人们生活水平的提高、城镇化进程的加快和消费习惯的改变,我国粳稻消费需求快速增长。但是,受耕地减少、生物与非生物因素胁迫日益严重的影响,粳稻增产的难度越来越大。基因工程技术的发展和应用为打破这一僵局提供了可能。回顾了粳稻转基因技术的发展,对粳稻转基因体系建立、体系优化、育种应用和安全转基因技术研发等方面进行了综述,并对目前粳稻转基因技术存在的问题和未来的发展进行了分析和展望。     

水稻顺式还原酮加双氧酶基因的表达分析及功能研究

【目的】农作物对逆境胁迫的耐受能力与产量息息相关,是作物育种要考虑的重要因素。文中对水稻顺式还原酮加双氧酶基因OsARD1进行研究,分析其表达模式,明确其在水稻应对非生物胁迫中的功能,为水稻耐旱品种的分子设计及育种提供参考依据。【方法】提取不同组织器官的总RNA,利用RT-PCR方法分析OsARD1表达的组织特异性。利用不同的非生物胁迫处理14 d大小的野生型（中花11）植株,在不同时间点提取总RNA,利用RT-PCR方法分析OsARD1表达的受诱导情况。通过农杆菌遗传转化法转化水稻愈伤组织,经过一系列分子检测后获得稳定遗传的T1代OsARD1的过量表达转基因植株,以转入空载体的野生型植株作为对照。将在营养液中正常培养的12 d大小的野生型和过表达幼苗移出营养液进行缺水处理并进行恢复试验。将催芽后的野生型和过表达转基因植株种子种在含有5% PEG6000的agar培养基中进行渗透胁迫处理,以不含PEG6000的agar培养基作为对照,观察二者的表型。【结果】组织特异性表达分析表明OsARD1主要在根及成熟的组织中表达,尤其在衰老的组织中有较高表达。非生物胁迫处理表明OsARD1的表达明显受机械损伤、高盐和渗透胁迫的诱导。获得6个独立株系的可稳定遗传的OsARD1过量表达转基因植株。对过量表达转基因植株及空载体野生型对照进行干旱胁迫处理,缺水处理5 h后,野生型植株叶片卷曲皱缩成针状表现出严重的缺水症状,但此时过表达转基因植株叶片仍处于舒展状态;缺水处理8 h后开始复水培养3 d,野生型植株的存活率仅为10%,而过表达植株存活率为80%,远远高于野生型,说明过量表达OsARD1提高了水稻对缺水的耐受能力。用PEG渗透胁迫模拟干旱胁迫处理6 d后发现,不含PEG6000对照组中野生型和过表达植株的幼苗生长情况没有明显的差别;在PEG处理组中,野生型幼苗根的生长受到严重抑制,而过表达植株幼苗根的生长受到抑制较小,根长明显长于野生型对照植株,说明过量表达OsARD1增强了水稻耐受干旱胁迫的能力。【结论】OsARD1主要在水稻根及成熟的组织中表达,并且受机械损伤、高盐和渗透胁迫的诱导。过量表达OsARD1提高了水稻抗旱性能。     

利用转基因技术培育超高产水稻

利用植物遗传工程技术将控制植物光合作用、叶片衰老以及淀粉合成的有关基因，如FEP羧化酶（PEPC）基因、丙酮酸磷酸二激酶（PPDK）基因、NADP－苹果酸酶（NADP－ME）基因、异戊烯基转移酶（IPT）基因、ADP葡萄糖酸化酶基因，进行合理构建后导入水稻，创造出光合效率高、叶片不早衰、种子淀粉合成得以改善的新的水稻种质，从而使水稻产量得以显著提高。     

未来水稻育种新理念

简要介绍了未来水稻育种的三种新理念:从常规育种到品种设计;隐藏基因的发掘与提高非生物抗性;培育绿色水稻。三种构想都离不开水稻基因资源的收集、鉴定、分析和利用;传统育种技术与现代生物技术的交融;上、中、下游人才的配合与协作。     

盐胁迫下水稻幼苗存活率的QTL定位

盐胁迫是制约水稻产量的重要非生物胁迫因素。随着土壤盐碱化日益加重,培育适宜于盐碱地种植的水稻耐盐新品种是提高水稻产量的有效方法。相较于传统杂交育种,分子标记辅助育种能够提高选育的效率和精确度。选择高度耐盐籼型恢复系ST1050和盐敏感优质粳稻品种越光作为研究材料,用含有150 mmol/L Na Cl的营养液处理三叶期幼苗1周,再用普通营养液恢复处理1周后,以幼苗的存活率作为苗期耐盐指标,选取均匀分布于水稻染色体的463个SSR标记对亲本进行多态性分析,鉴定ST1050与越光杂交产生的F2代群体基因型,构建遗传图谱并进行QTL定位。结果显示,籼型恢复系ST1050、粳稻品种越光的存活率分别为60%和18.75%,差异显著。463个SSR标记中有121个在ST1050和越光之间表现出较好的共显性差异,多态性达26.13%。利用软件Ici Mapping 4.1分析ST1050×越光138个F2个体的基因型,最终获得了一张覆盖总遗传距离为1 160.09 c M,标记间平均距离9.59 c M的遗传图谱。结合F3代群体在盐胁迫后的存活率验证,在水稻8号、12号染色体上分别检测到1个苗期耐盐QTL,命名为q SR-8和q SR-12,贡献率分别为13.57%和6.91%。研究表明,籼型恢复系ST1050存在2个苗期耐盐QTL,对提高水稻的耐盐性发挥重要的作用,可以作为苗期耐盐供体用于标记辅助选择耐盐育种。     

小麦耐高温特性的生理机制与基因挖掘研究进展

高温是小麦生产上经常发生的一种非生物逆境，严重影响小麦产量和品质形成。研究小麦耐高温的生理机制，挖掘小麦耐高温基因一直是国内外研究的重点和热点。文章总结了高温对小麦光合作用、细胞膜稳定性、渗透调节物质含量、活性氧清除系统活性、叶绿素合成等生理性状的影响；归纳了已定位的耐高温相关性状QTL，包括穗数、穗粒数、千粒重等产量相关性状，可溶性糖含量、冠层温度、叶绿素含量、叶绿素荧光参数等生理相关性状；概括了已发现可提高小麦耐高温特性的基因，主要为小麦耐高温相关转录因子。针对目前小麦耐高温功能基因研究相对滞后的现状，提出今后应加强耐高温小麦新材料创制和耐高温表型精准鉴定技术体系构建研究，为耐高温基因挖掘与新品种培育提供坚实的材料与技术支撑；以六倍体小麦参考基因组序列释放为契机，加快小麦耐高温基因克隆进程，为耐高温小麦新品种培育提供基因资源；加强基因编辑与转基因技术在小麦耐高温育种中应用，实现对小麦耐高温特性的精准定向改良。     

生物技术在水稻超高产育种中的应用

水稻是我国主要粮食作物,对确保国家粮食安全起到举足轻重的作用。水稻单产潜力在经历了矮化育种和杂交水稻两次重大突破后,出现长期踌躇不前。水稻育种学家正在积极探索利用新种质、新技术,提高水稻单位面积的产量。水稻基因组测序计划的实施和完成,水稻高密度分子标记连锁图谱和各种近等基因系群体的构建,重要农艺性状的QTL不断被精细定位,越来越多的重要发送的基因被克隆及功能分析,转基因技术的广泛应用,功能基因组学迅速地发展,这些为研究复杂农艺性状的分子机理提供机遇,也为生物技术、分子标记辅助选择育种技术广泛应用于水稻品种改良,实现水稻高产、优质、广适应性综合性状改良取得重大突破提供了新契机。     

水稻超高产育种的分子生物学研究进展

水稻超高产育种杂种优势的有效利用、目标性状的选择和评价过程。水稻超高产育种理论落后于实践，这种局面长期制约了水稻更大范围内有效利用杂种优势。本文简要地分析水稻超高产育种现状和存在的主要问题，评述了水稻超高产育种的分子生物学基础研究进展。