水稻谷蛋白突变体的分类及其分子生物学研究进展

水稻谷蛋白突变体不仅是研究真核生物贮藏蛋白生物合成和基因表达调控的重要遗传材料,也是培育功能性专用水稻品种不可或缺的优良种质资源。近年来,随着研究的不断深入,在谷蛋白突变体的遗传变异机理和育种等研究方面取得了明显进展。该文以国内外近年来有关文献为依据,综述了谷蛋白突变体的分类及其分子生物学的研究进展,并对谷蛋白突变体与功能稻育种的关系展开了讨论。最后,结合育种实践对今后利用谷蛋白突变体进行功能性水稻选育提出建议。     

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.     

低含量谷蛋白水稻研究进展

谷蛋白是水稻主要的储藏蛋白,易被人体消化吸收。低谷蛋白稻米非常适合于糖尿病和肾病患者。本文简要介绍了水稻谷蛋白的结构、特性和分子机理以及低谷蛋白水稻的育种现状．对低谷蛋白稻米开发和水稻育种进行了展望,旨在为低谷蛋白水稻育种研究提供参考。     

辐照诱导水稻抗白叶枯病突变的遗传研究

研究了由~(60)Co-γ辐照诱导的水稻抗白叶枯病突变体培育而成的辐竹_2及辐竹_2选两个品种的遗传方式,证明该两个品种的抗性遗传受多基因控制。根据超亲遗传现象,判明供试抗源的基因分布为非集中分布型。对辐照突变体筛选的有关问题及突变体的利用途径开展了讨论。并对这类多基因遗传的突变体在抗病育种中的利用价值作出较为肯定的评价。     

功能性水稻研究进展及前景展望

功能性水稻的开发与推广应用,对改善我国以稻米为主食人群的营养与健康状况、促进我国农业 产业结构转变、提高农民种粮效益及助推乡村振兴具有重要意义。功能性水稻主要包括有色稻、低谷蛋白水稻、 高抗性淀粉水稻、富微营养水稻和药物制造生物反应器水稻等 5 大类。有色稻由于种子果皮积累花色素苷而呈 紫色或红褐色,有红米和黑米两大类,分别受 2 个和 3 个基因控制,是体弱者药食同源的重要滋补食品,国内 已育成一大批有色稻品种推广应用。低谷蛋白水稻由于稻米谷蛋白含量低,适于肾病患者作主粮使用,目前中 国和日本已育成多个品种用于商业化开发应用。高抗性淀粉水稻由于有部分淀粉无法被人体淀粉酶分解而不能 被肠道吸收,可降低糖尿病患者餐后血糖峰值,已成为糖尿病患者重要的主食,目前国内已育成多个品种推广 应用。富微营养水稻由于稻米特种维生素、有益微量元素等含量高而有益于不同缺素症患者治疗与保健,国内 外已育成以“黄金大米”为代表的多个富微营养水稻品种。药物制造生物反应器水稻利用水稻为药用重组蛋白、 多肽或其他生物活性物质生产平台,合成与提取目标功能成分物质,目前国内外都有成功报道,并已尝试进行 商业化开发应用。全球对功能性水稻的需求日益增大,功能性水稻研究具有广阔前景。功能性水稻育种未来将 从功能的单一型向复合型发展,由保健型向保健与辅助疗效相结合转变。多组学技术和常规育种相结合的方法, 不断挖掘与创制新种质以培育功能性水稻新品种,是功能性水稻研究的发展方向。     

水稻叶色突变体的研究进展

水稻叶色突变体较为常见,对水稻叶色突变基因进行定位、克隆与功能研究,探讨水稻叶色突变机理,对促进水稻遗传改良与水稻高产育种具有重要意义。据此,文中综述了近年来水稻叶色突变体的发掘、基因定位与克隆、功能研究及育种利用方面的进展。     

水稻品种生育期的遗传和基因定位

概述了水稻感光性品种、非感光品种、杂交水稻、籼粳亚种间F1杂种和诱变早熟突变体的生育期 /抽穗期遗传 ,以及水稻抽穗期主基因和QTL定位的研究现状 ,并讨论了水稻抽穗期主基因研究、QTL定位、显性早熟基因的育种利用等方面存在的问题与对策     

水稻早熟性的初步研究进展

水稻早熟品种在农业生产上有重要意义,根据水稻早熟高产育种的理论基础,初步提出培育早熟高产稻组合的各种可能途径并阐述国内外水稻早熟性品种遗传模式且对当前预测杂交水稻生育期杂种优势的方法进行简要概述,以期为水稻遗传育种的利用提供参考。     

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。     

日本水稻育种的现状与借鉴

水稻是日本最重要的粮食作物.笔者简要回顾了日本水稻育种的发展历史,介绍了日本在水稻种质资源保存与利用、功能性水稻品种选育、转基因水稻研究和饲料稻育种研究等方面的主要进展,提出了日本水稻育种研究对江苏省水稻育种工作的借鉴.     

Status and Perspectives on the Researches of Rice Glutelin Mutants

Rice (Oryza sativa L. ) is one of the model plants for genomics research. As the raising offunctional rice breeding for special usage, glutelin mutants play a more and more important role in the func-tional rice breeding as well as eukaryotic gene expression and regulation research materials. For example, therice cultivar special for the patients suffering from kidney disease and diabetes could be developed from the riceglutelin mutants. In this paper, current researches on characterization, mutation mechanism and breeding us-age of various rice glutelin mutants, especially the low glutelin content cultivars, were all discussed with per-spectives on the trends of the glutelin mutant researches in the era of post-genomics.     

水稻低直链淀粉含量基因育种利用的研究进展

 胚乳的直链淀粉含量是影响稻米品质的主要因素。直链淀粉含量在5%～15%之间的低直链淀粉水稻,具有米饭柔软、外观油润光泽、冷不回生、膨化性好等特点,不仅成为人们直接煮食的特优稻米,也是加工方便调理米饭、膨化食品和米类点心的上等原料。在概述水稻低直链淀粉含量突变体及其基因的主要类型、遗传规律、分子机理和育种利用现状的基础上,重点对功能糖组学时代的低直链淀粉含量水稻遗传育种的研究方向进行了探讨,提出今后应进一步加强低直链淀粉含量资源的筛选、鉴定和创新,探明低直链淀粉含量突变的分子机理,并加快Wx非等位的低直链淀粉     

Progresses in Researches of the Application of Low-Amylose Content Rice Gene for Breeding

Amylose content is a key determinant of eating quality of rice. With the characteristics of fluffy texture, glossy appearance when cooked, remaining soft when cooled and excellent puffing ability, the low-amylose rice with amylose content 5-15% could be served as not only cooked rice directly, but also good material for convenience, mixed rice and puffing foods.Current status on characterization, inheritance, molecular mechanism and breeding of lowamylose content rice was reviewed in this paper, strategy of related researches in the era of glymics was mainly discussed furthermore. The future research should focus on screening and enhancing the germplasm, further elucidating the molecular mechanism on mutation of low amylose content, utilizing the genes independent of Wx on low-amylose content rice breeding program, and developing high quality functional rice cultivars for special usage through pyramiding low amylose gene and other special quality genes.     

植物叶色黄化突变分子机理的研究进展

植物叶色黄化突变具有突变频率高、易鉴别等特点,不仅是基础研究的理想材料,在品种选育和改良中也有重要的利用价值.文章从叶绿素生物合成、血红素代谢、叶绿体发育及叶绿体蛋白代谢等方面,对植物叶色突变相关基因的功能和作用机理进行综述,发现目前对叶色突变分子机理的研究主要集中在叶色突变相关基因功能方面,针对质核信号转导、转录因子及调控元件的研究较少,因此,今后在相关研究中可利用叶色突变体这一理想材料分析鉴定相关基因功能及其互作关系,从对单一基因的研究转向对多个基因甚至功能基因组的系统研究,尤其加强对质核信号转导、转录因子及调控元件的研究;叶色突变体作为作物品种改良的一类特殊种质资源,可通过人工诱导方式增加植物突变频率,在较短时间内获得大量叶色突变体,应用于基因功能及基因间的互作关系等研究,为黄叶植株的选育和遗传改良提供参考.     

广西稻种资源耐旱种质利用的思考

从作物育种和遗传资源学角度探讨了广西稻种资源耐旱种质利用的重大意义和主要进展,分析了广西稻种资源耐旱种质利用存在的主要问题及其原因,提出今后应重视和实施水稻耐旱育种和旱稻育种,充分利用广西丰富的稻种资源,创新抗性育种理念、育种技术、抗性品种及耐旱栽培技术,为保障粮食安全提供参考。     

野生稻种资源的研究与利用动态

从野生稻的种质资源概况、野生稻所具的优良性状、野生稻与栽培稻的亲缘关系、及其在常规育种、杂交育种、生物技术上应用等方面论述野生稻种资源近年来的研究状况,并提出应加强对野生稻中优良基因的分子遗传学研究,促进其在水稻超高产育种、分子育种等方面的应用。     

镉低积累水稻品种选育研究进展

水稻（Oryza sativa L.）是我国主要粮食作物之一,稻米镉超标问题严重威胁人体健康。降低稻米镉污染风险,实现水稻安全生产迫在眉睫。镉低积累水稻品种选育是降低稻米镉污染风险经济有效的方法之一。从常规表型筛选到分子标记辅助筛选,从常规育种到分子标记辅助育种、基因工程育种、基因编辑和分子设计育种等分子育种技术,低镉水稻品种选育技术将会走向精准化、高效化与智能化,为水稻的安全生产提供了巨大推动力。综述了镉低积累水稻品种筛选与低镉水稻材料创制的研究进展,并对未来低镉水稻新一代分子育种技术的发展方向进行展望,旨在为保障我国粮食安全与居民健康提供科学支撑。     

利用PTN系统快速解析转基因水稻种子可溶性蛋白非预期变异的来源

【目的】建立转基因（genetically modified,GM)水稻安全性评价的亲本对照-转基因株系-非转基因对照（parent control-transgenic plant-nontransgenic control,PTN)系统。通过实质等同性比对分析,追溯GM水稻种子蛋白质非预期变异的技术根源,为GM水稻的安全性评价提供技术支持。【方法】根据GM水稻植株培育的技术原理,收集转基因株系（transgenic line,T）、亲本品种（parent variety,P）及其他遗传学背景相关的非转基因组培再生株系（non-transgenic regeneration line from tissue culture,NR）和非转基因遗传分离阴性后代株系（non-transgenic segregated negative offspring line,NS）等对照样本。以转2mG2-epsps抗草甘膦GM水稻株系T13和T23及各自的PTN系统对照样本（P、NR和NS）为试验材料,以种子蛋白质含量和组分的非预期变异为研究对象,根据PTN样本间的多重比较结果解析并追溯GM水稻非预期变异的技术根源。水稻种子可溶性蛋白的提取采用分级提取法,依次用蒸馏水、5% NaCl、70%乙醇和0.1 mol·L-1 NaOH提取稻米清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。蛋白含量测定应用Bradford法,蛋白组分分析采用SDS-PAGE电泳法。【结果】GM水稻株系T13和T23种子总可溶性蛋白含量分别比亲本显著降低3.29%和6.84%,主要受谷蛋白变异影响,但GM水稻变异的最大幅度小于天然水稻亲本P1和P2品种间差异,说明GM水稻种子可溶性蛋白含量变异在安全范围之内。与各自亲本相比,GM水稻株系种子清蛋白和醇溶蛋白组分差异不显著,球蛋白和谷蛋白个别组分存在显著或极显著变异,主要表现为含量的增减。T13株系的56 kD和24 kD球蛋白含量比亲本P1显著增加,T23的65 kD球蛋白含量比亲本P2极显著降低。GM株系T13和T23的谷蛋白组分变异趋势相似,与相应亲本相比,主要表现为19-23 kD和33-38 kD谷蛋白含量显著增加,100 kD和9 kD谷蛋白含量显著减少。突出的变异是GM水稻新增加了41 kD和56 kD谷蛋白组分,但这些变异新组分也同样存在于NR和NS对照样本中。GM水稻株系T13和T23的可溶性蛋白非预期变异的特征与相应的NR对照样本基本一致。NS23对照株系的清蛋白含量和球蛋白组分存在不同于T23和NR23的独特非预期变异。【结论】GM水稻种子总可溶性蛋白质变异主要受谷蛋白含量变异影响,变异幅度小于天然水稻品种间差异。GM水稻种子的清蛋白、醇溶蛋白组分未发生显著变异,球蛋白和谷蛋白个别组分发生了显著变异。GM水稻种子蛋白质非预期变异主要来源于组织培养无性系变异,转基因插入突变的影响较小。     

水稻微量元素含量的遗传研究进展

针对目前人们微量元素营养普遍缺乏的现状和今后功能性水稻育种的发展需求，在概述水稻微量元素含量的遗传差异、环境效应的基础上，着重介绍了水稻微量元素含量的遗传、遗传相关和分子机理的研究现状以及富集微量元素水稻种质鉴定、筛选与创新现状，并探讨了今后以提高水稻微量元素含量为目标的功能性水稻研究内容和方向。     

水稻抗虫育种的进展与分析

我国水稻抗虫育种工作,70年代才开始,但由于水稻育种学家与昆虫学家的协作,对褐飞虱、白背飞虱、三化螟、稻纵卷叶螟、稻蓟马、稻瘿蚊等害虫,已鉴定了数以万计的种质资源,发现了有价值的抗源,培育出不少抗虫品种。如籼稻：浙丽1号、湘早籼3号、矮梅早、爱红1号、82-127、中选13、南京3714、杨稻1号等,粳稻：P339、江苏80047等。这种品种示范推广证明,均有效地降低了褐飞虱等稻虫危害,减少化学农药施用次数与剂量,保护了稻田中的有益生物,生态效益显著,水稻抗虫品种已成为我国水稻害虫综合防治中的一项重要措施。本文根据我国水稻抗虫育种现状,就如何加强稻虫生型的研究,多学科合作开展抗虫性遗传分析,进行抗虫性机理研究,以及环境因子对抗性诱变与诱导效应和如何逐步完善抗源筛选与评鉴方法等问题作了讨论。