一个水稻新型叶色突变体的形态结构与遗传定位

 所用水稻叶色突变体为自然突变,并命名为白淮稻7号,其叶色表型为绿 白 绿,且突变表型只有在移栽等因素引起的机械损伤信号胁迫下才会产生。研究结果表明,叶色转白前,突变体生长态势、叶色、叶绿素a含量和叶绿体超显微结构与野生型差异不大;叶色转白后,突变体总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都显著低于野生型和叶色转白前,而叶绿体中的类囊体逐渐降解,基粒片层减少、基粒数量明显减少,且在成熟后突变体叶色黄化、植株变矮小。遗传分析表明,突变性状由1对隐性核基因控制。以该突变体与江西1587的F2群体为定位群体,将突变基因定位于水稻第11染色体分子标记L59.2 7和L64.8 11之间大约740.5 kb的区间内。认为该突变基因是一个新的水稻叶色突变基因,暂命名为GWGL。     

抗水稻纹枯病qSB-9^Tq基因效应及作用方式分析

水稻第9染色体上存在1个抗纹枯病QTL,被命名为qSB-9,水稻品种特青在该QTL上携带抗性等位基因qSB-9Tq,而Lemont携带相对感病等位基因qSB-9Le.为精确地评价qSB-9Tq的抗病效应,分析其作用方式,利用分子标记进行前景选择和背景选择,从轮回亲本Lemont与特青回交后代群体中筛选到1个目标单株.连续3年对该单株的扩繁后代(BC6F2)及随后获得的近等基因系采用嵌入法进行接种鉴定试验.田间试验采取2种不同的设计.第一种是完全随机试验,即从BC6F2分离群体中筛选出目标区间为qSB-9TqTq纯合型、qSB-9LeLe纯合型和qSB-9TqLe杂合型个体,并对3种基因型个体间的病级平均数差异进行统计分析.第二种设计为随机区组设计,即在BC6F3和BC6F4代,分别对上述3种基因型的近等基因系群体,按3次重复的随机区组设计进行移栽和接种鉴定试验.结果表明,3年的试验结果表现出一致的趋势,即qSB-9Tq存在于分子标记RM242～Y92.5之间,可减轻病级1.0级(O～9级病情分级系统)左右,且其抗性表现为几乎完全的显性特征.本研究的结果为qSB-9Tq的精细定位和育种利用奠定了基础.     

以分子标记辅助选择育成抗条纹叶枯病水稻新品种“武陵粳1号”

条纹叶枯病是21世纪以来江苏省最重要的水稻病害之一。食味品质较优的主栽品种武育粳3号因高度感染该病而种植面积锐减。本研究以镇稻88为抗条纹叶枯病毒病基因Stvb-i的供体亲本,采用回交育种策略,改良武育粳3号的抗条纹叶枯病性能。在连续回交和自交过程中,以紧密连锁的双侧分子标记对Stvb-i进行“前景”选择,同时对后代与轮回亲本遗传背景的相似程度进行分子标记辅助“背景”选择,在短期内育成抗条纹叶枯病的“武育粳3号”,命名为“武陵粳1号”。新品种保持了原品种的基本农艺性状、丰产性、稳产性和优异的食味品质,并大幅度提高了其条纹叶枯病抗性水平,在江苏省多点抗性鉴定试验中的平均病株率仅为4.4%,极显著低于原品种(53.2%)。     

水稻抗纹枯病QTL qSB-9TQ和抗条纹叶枯病基因Stv-bi的聚合育种

以携带抗纹枯病QTL qSB-9^TQ的籼稻品种特青和携带抗条纹叶枯病基因Stv-bⁱ的粳稻品种镇稻88为优良等位基因供体亲本,江苏省推广的粳稻品种武育粳3号和武粳15为受体亲本,分别杂交并连续回交。在回交及自交分离世代,利用开发的覆盖目标基因区间的双侧分子标记对目标基因进行辅助选择。至回交BC₄F₁世代,同一遗传背景2个回交方向的中选单株间聚合杂交,获得2个目标基因位点均纯合的聚合F₃株系。条纹叶枯病抗性鉴定和纹枯病抗性接种鉴定结果表明,聚合株系对条纹叶枯病均表现抗病;以0~9级评级标准评价,聚合株系的纹枯病较相应的轮回亲本分别低1.1~1.6级和0.8~1.4级。结合回交低世代抗性鉴定结果分析,自行开发的分子标记对目标基因的辅助选择是有效的。讨论了抗纹枯病育种及分子标记辅助选择聚合育种的相关问题。     

几个水稻品种源库关系分析

以不同穗型的5个水稻品种为试验材料,通过剪叶(见穗时剪去剑叶一半长度)、疏花(见穗时剪去逢奇数的一次枝梗)处理,研究其源、库特征.结果表明:3个粳稻品种中,剪叶和疏花处理,对大穗型品种中超123饱粒率和粒重的影响较大,其次是穗粒并重型品种恢236,对多穗型品种武陵粳l号的影响相对最小;中超123有明显的二次灌浆现象,是...     

水稻纹枯病菌PG的分离纯化及其理化性质研究

水稻纹枯病菌产生的多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)是其重要的致病因子之一。用丙酮法提取PG粗蛋白,分别经DEAE-Sepharose Fast Flow离子交换柱、Phenyl-Sepharose 6 Fast Flow疏水柱、Sephadex G-75凝胶柱和DE52离子交换柱层析纯化得到一种具有较高活性的PG纯蛋白。该蛋白分子量为39.81 kD;等电点为4.58;含有糖基,含糖量为1.48%;含有α氨基酸,但不含芳香族氨基酸;不含脂基。这种蛋白在pH4~12范围内均具有活性,pH5时活性最大;对热不稳定,100℃下水浴20 min,活性完全丧失;对胰蛋白酶和蛋白酶K敏感,酶处理后其活性只有对照的35.0%和35.2%;对紫外线和氯仿亦敏感,处理后活性仅为对照的40.0%和51.7%。     

水稻卷叶性状遗传及育种应用研究进展

水稻叶片卷曲,可有效解决叶长和叶挺两者之间的矛盾。叶片适度卷曲有利于降低群体消光系数,提高光合效率,进而提高产量。水稻卷叶基因的发掘和应用研究成为叶片性状研究的热点之一,作者概述了在水稻卷叶基因挖掘、卷叶性状的遗传和育种应用研究方面取得的进展,对其中存在的问题进行了分析,为进一步研究提出了建议。     

水稻富含半胱氨酸类受体激酶家族基因对纹枯病菌和植物激素的响应特征分析

【目的】明确水稻富含半胱氨酸类受体激酶（Cysteine-rich receptor-like kinases,CRK）家族基因对纹枯病菌侵染和植物激素的响应特征,是解析CRK在水稻纹枯病抗性中的功能的重要前期工作。【方法】利用生物信息学方法构建了水稻45个CRK的系统发育树,并利用qPCR分析了它们对纹枯病菌和对植物激素乙烯（Ethylene,ET）、茉莉酸（Jasmonic acid,JA）、水杨酸（Salicylic acid,SA）和细胞分裂素（Cytokinin,CK）等的响应特征,以及在水稻不同组织中的表达模式。【结果】水稻CRK家族可分为4个组,在染色体上成簇或紧密分布的CRK大部分来自同一组或同一分支。41个CRK响应纹枯病菌侵染,其中17个响应强烈;结合组织表达模式,发现这17个CRK基因中,CRK15、CRK23、CRK24、CRK26、CRK27、CRK28、CRK29、CRK30、CRK31和CRK33等10个基因在叶鞘和叶片中表达较强,暗示这些基因可能参与了对纹枯病的抗性;大部分同一分支的两个同源性较高的CRK对纹枯病菌的响应特征类似, 表明这些CRK基因在调控纹枯病抗性上可能存在功能冗余。40个CRK对3种或4种植物激素均有响应,它们对不同激素的响应存在差异性,说明CRK可能广泛参与这些激素介导的防御信号途径;对JA和SA响应相反的有17个,对JA和SA、ET和JA、ET和SA响应类似的分别有21、21、23个。这不仅反映了ET、JA、SA信号途径间的协同和拮抗作用,也说明这些基因可能参与ET、JA和SA间的交互作用。【结论】鉴定到一些可能参与调控水稻纹枯病抗性的CRK基因,且它们可能在植物激素介导的防御途径中起作用。这为我们进一步探索CRK在调控水稻纹枯病抗性上的功能提供了科学线索。     

miR535-3p调控水稻纹枯病抗性的功能研究

 纹枯病是水稻生产中最重要的病害之一,其病原物立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)是一种典型的土传真菌。前期我们通过立枯丝核菌侵染水稻后转录组测序,发现多个水稻内源miRNA响应R. solaniAG1-IA的侵染,其中Osa-miR535-3p的表达在R. solani侵染后被抑制。为明确Osa-miR535-3p在水稻应答R. solani侵染中的功能,本研究分别构建了Osa-miR535-3p在感病品种Xudao3背景下的敲除和过表达材料。发现与Xudao3相比,Osa-miR535-3p敲除系的纹枯病发病程度显著加重,而其过表达系的发病程度明显减轻。 Osa-miR535-3p敲除系的二级枝梗数目增多、穗长增加、分蘖数减少、千粒重增加,而其过表达系的株高降低、二级枝梗数目减少、穗长变短、分蘖数增多、千粒重下降,表明Osa-miR535-3p也参与调控水稻的农艺性状。通过RNA-seq通路分析,发现Osa-miR535-3p主要是通过影响植物激素信号通路如乙烯(Ethylene,ET)、吲哚乙酸(3-Indoleacetic acid,IAA)等信号相关基因的表达,调控水稻对纹枯病的抗性。本研究结果将为进一步解析水稻抗纹枯病分子机制提供理论参考,同时将为抗纹枯病水稻品种培育提供新思路。     

利用近等基因系研究3个抗水稻纹枯病QTL的聚合效应

利用特青/Lemont组合的回交群体,证实了特青第7染色体上存在抗纹枯病QTL qSB7Tq。以Lemont为轮回亲本,通过分子标记辅助连续回交结合性状鉴定,构建了qSB7Tq与另外两个抗水稻纹枯病QTL qSB9Tq（位于特青第9染色体）和qSB11Le（位于Lemont第11染色体）的一套近等基因系,对各抗性QTL的单个效应及其聚合效应进行了研究。3个抗性QTL单独存在或在聚合状态下均能显著提高水稻品种对纹枯病的抗性水平。但是,不同抗性QTL之间可能普遍存在一定的负向互作关系。讨论了一致的遗传背景对QTL研究的重要性,以及不同QTL的聚合效应及互作关系对育种实践的意义。