水稻叶片形态因子的遗传力分析

为探索水稻叶片形态因子在F1代的遗传规律,以4个光温敏核不育系和10个常规水稻品种(品系)为亲本,采用NCⅡ设计,杂交获得40个杂种F1,于乳熟期测定了剑叶的7个叶片形态因子,分析了F1剑叶叶片形态因子的基因型方差来源及其对性状的贡献率。结果表明:7个叶片形态因子的广义遗传力大小依次为:宽度>面积>比叶重>长度>叶面曲率>着生角>披垂角。其中叶片长度、宽度、面积、比叶重和叶面曲率的广义遗传力大于0.5,在F1代呈现较高遗传力;叶宽和比叶重的基因作用主要表现为加性效应;叶长、叶面积和叶面曲率的基因作用则主要表现为显性效应;着生角加性效应显性效应相当;披垂角的广义遗传力最低(0.277),环境效应则最高(0.723),表明F1叶片披垂角主要受栽培条件等环境因子的影响。根据叶片形态因子在F1代的遗传规律和超级杂交稻的高产株型要求,提出了杂交稻育种中有关叶片形态因子的双亲选择策略。     

根癌农杆菌介导gna基因对水稻的转化

褐飞虱在中国分布很广,近年来已成为南方稻区的主要害虫。大量研究表明,进行抗虫基因分子育种是迅速改良水稻褐飞虱抗性的有效途径。采用农杆菌介导法将来源于大肠杆菌的6-磷酸甘露糖异构酶(PMI)安全选择标记基因和)花莲凝集素(GNA)抗虫基因构建于同一表达载体上进行遗传转化,获得带有安全标记基因的抗褐飞虱转基因植株。通过PCR扩增、Southern印迹和GUS检测分析表明,PMI标记基因和抗虫GNA基因同时被转入部分植株中并得到了表达,其外缘基因主要以单拷贝的方式插入水稻基因组中。对随机选取的8个转基因单株T0代种子经含潮霉素的培养基培养15d后抗感苗数统计分析表明,绝大多数转基因植株后代符合单基因的遗传分离规律。     

六张水稻遗传连锁图谱的比较分析

利用4个水稻品种培矮64S、9311、广陆矮4号和日本晴（Nipponbare）进行杂交组合，获得6个F2群体（PA64S／9311、PA64S／Nipponbare、PA64S／GLA、9311／GLA、Nipponbare／GLA和Nipponbare／9311）。除PA64S／Nipponbare群体为180个单株外，其余5个群体均为90个单株。在成功开发出新SSR标记的基础上，合成756对SSR引物对4个亲本进行了多态性检测，并随机选用一些具有多态性的标记对F2群体进行了多态性分析，采用MAPMAKER／EXP3．0软件构建了6张微卫星连锁图谱。覆盖全基因组的长度为825．6～2455．2cM，定位的标记位点数为54～152个，标记间的平均遗传距离为11．81～16．15cM。比较分析结果表明，6张图谱间及与Temnykh等绘制的图谱在标记的染色体分布和线性排列上具有较高的一致性。选用测序品种作为构图亲本有助于解析水稻基因组遗传信息，而开展水稻亚种间比较作图研究则可以促进整个禾本科植物比较基因组研究的发展。     

两优培九稻曲病的发生及其与抽穗后温湿度的关系

分析了两优培九稻曲病的发病程度及其与抽穗后0～15d的平均气温和相对湿度的关系。结果表明，两优培九易感稻曲病。其发病率与抽穗后0～15d的平均气温呈显著正相关，温度是影响其稻曲病发生的主要气象因素，相对湿度起协同作用。提出了发病率为2％和5％时的温湿度指标。根据我国南方一季稻区18个城市42a(1951—1992)8—10月的气象资料，分析了稻曲病的易发区域和适宜抽穗期，为两优培九稻曲病的预防提供依据。     

杂交水稻组合在不同生育时期对水分胁迫的响应及聚类分析

以50个两系(三系)杂交水稻组合为供试材料,以旱稻1255和旱稻297为对照材料,分别在发芽期用20%的聚乙二醇6000(PEG6000,-0.49MPa水势)模拟水分胁迫,在4叶期进行干旱和复水处理,在抽穗期田间晒田条件下无损测定叶片的最大光化学效率(Fv/Fm),平行测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)3种抗氧化酶活性,并在收获后考察其结实率。结果表明:不同水稻材料在不同生育期耐旱性表现不相同,通过聚类分析,结合发芽率、抽穗期田间晒田条件下Fv/Fm值以及后期结实率的联合筛选,将水稻耐旱表现型分为3类,即耐旱型、干旱敏感型以及中等耐旱型;不同耐旱类型在不同生育时期的筛选指标的平均值也不同;在抽穗期晒田条件下,叶片的Fv/Fm值与芽期发芽率、SOD活性有极显著的相关(相关系数分别为-0.382**和0.349**),可见抽穗期晒田条件下叶片的Fv/Fm值可作为田间栽培条件下水稻水分胁迫无损筛选指标。     

sbk和sck双价抗虫转基因水稻的育成和鉴定

 将包含2个抗虫基因sbk\[修饰后的Cry1A(c)\]和sck（修饰后的CpTI）的质粒载体pCDMARUBA Hyg转入农杆菌EHA105中, 感染南粳45的愈伤组织, 得到再生植株。用sbk和sck基因的引物进行PCR分析, 从97个再生植株中筛选出42个含有2个抗虫基因而没有潮霉素基因的阳性植株。通过Southern杂交发现, 42个阳性植株中具有1~5个外源基因拷贝的分别有23、 11、 5、2和1个单株。用RT PCR检测发现, 4个单拷贝株衍生的28个T3代植株外源基因能正常表达。人工饲喂二化螟幼虫试验也表明, 转基因植株的幼虫死亡率达94%~100%, 抗虫能力比对照显著提高。筛选出3个农艺性状优良的株系。     

利用鱼眼影像技术反演不同株型水稻的冠层结构参数

快速、可靠、精确地评估植被冠层结构参数在大气-植被相互作用的研究中起着举足轻重的作用。为探明鱼眼影像在水稻冠层结构研究中的应用前景, 本研究选择3种不同冠层结构的水稻品种作为研究对象, 利用带有鱼眼镜头的数码相机在冠层的8个不同高度分别拍摄冠层影像, 通过对影像的预处理提取冠层间隙度参数, 根据冠层内辐射环境与冠层结构之间的定量化关系, 利用Beer-Lambert定律反演水稻冠层的叶面积指数(leaf area index, LAI)和平均叶倾角(mean leaf angle, MLA)。研究结果表明, 鱼眼影像反演的LAI均方根误差(root mean square error, RMSE)为1.2~1.5, 相对误差(relative error, RE)为18.6%~22.5%, 仅比人工测定结果低估7.6%~13.1%, 优于Sunscan的测定结果。其次, 反演的MLA与人工测定结果之间有较好的一致性, 相关系数为0.9205^**, RMSE为11.7°, RE为16.1%。研究结果表明, 鱼眼影像反演水稻冠层结构是可行的方法。     

超级杂交稻两优培九高产的光合特性及其生理基础

超级杂交稻两优培九(培矮64S/9311)是中国超级稻计划完成第一步目标的标志性品种,与其亲本籼稻9311和之前大面积种植的当家杂交籼稻汕优63相比,具有明显的产量超亲优势和竞争优势,近15年来累计种植面积遥居杂交稻首位。两优培九稻谷产量高的生物学基础是源于优良光合特性而获得较高的生物学产量,因此,研究其光合特性及其生理基础,有助于了解高产杂交稻生长优势的光合特征和利用探索性育种技术提高水稻光合性能,为杂交稻超高产育种和栽培提供理论基础和技术途径。多年较系统的研究发现,与9311和汕优63相比,两优培九在正常生长和衰老过程中,光能吸收、传递和转化效率及碳同化等方面均具有优势,Pn较高,光合性能优异。表现在对强光和弱光、UV-B辐射增强的适应性或耐受能力及抗衰老能力更强;具有多种抵御偏低或过高温度的策略,对不良温度的适应性或耐受能力更强;水分亏缺造成的伤害较轻;光合速率随施用氮肥量的增加而提高,低氮或高氮条件下,均具有光合能力的比较优势;光合作用对大气CO_2浓度升高、土壤pH、盐胁迫等环境条件的适应能力更强。两优培九优异的光合性能与其光合机构和酶学基础有关,表现为叶绿体类囊体膜基粒数多、片层高而长、垛叠密集;叶绿素含量高,出现衰老特征晚,生育后期叶绿体衰败、叶绿素分解速度较慢;具有更高的Rubisco初始羧化活性、总羧化活性和活化率;C4光合途径酶活性较高,在低光强下仍有较高的碳同化效率,CO_2补偿点和光呼吸活性均较低;叶片的SOD、POD等抗氧化酶含量和活性均高,内源O2.-、H_2O_2含量低,抗膜脂过氧化能力较强。笔者认为,高产杂交稻育种要做到"遗传上有性状杂种优势,形态上有优良光合株型,功能上有优异光合性能"的遗传、形态和功能"三优"相结合;探究两优培九C4特性与高光合性能的联系和研究新的更高产杂交稻的光合特性,有助于加深对高产杂交稻光合生长优势的理解和探索针对性技术促进C4光合功能等,从而进一步提高光合生产以至于稻谷产量。     

超级杂交稻两优培九的广适性分析

水稻广适性的内涵目前尚不明确,其筛选指标和鉴定方法也未见详细报道。两系法超级杂交稻两优培九已在南方稻区广范围、大面积种植近二十年,是2002年以来种植面积遥居首位的杂交稻。在总结和分析与其广适性密切相关农艺特性的研究和生产实践的基础上,提出杂交水稻广适性的内涵应包括两个方面:一是生态适应性广,即适宜生长的地域特别是纬度范围较大,这需要品种感光性不强,并且对不同生态稻区主要病害有一定的抗性或耐性,另外还要求在不同生态稻区生长的株高、叶角等植株形态和稻米品质等重要性状(变幅)能符合当地农业生态和农业经济的要求;二是环境适应性好,即对各生态区的环境因子(光照强度、温度和土壤水分、主要养分、盐度、pH)及其变化都能较好适应,对强弱光、高低温、水分胁迫、酸碱盐土等主要逆境有一定的耐受力,因播期、密度和肥料管理带来环境差异而造成的影响也不大。