ＢＴ型细胞质雄性不育恢复基因的基因定位

 以典败率、圆败率、染败率、花粉育性和小穗育性为育性指标，对BT型细胞质雄性不育系731A、恢复系C9083以及731A/C9083的F1、731A//731B/C9083的三交F1等亲本和杂种群体的育性进行调查分析，并以731A//731B/C9083的三交F1群体为材料进行RFLP和微卫星标记分析，进行基因定位。结果表明，C9083具有1个主效的显性恢复基因。选用第10染色体上的7个RFLP和微卫星标记分析两个亲本，有3个RFLP标记在两个亲本间有多态；选用其中的C16和G291分析731A//731B/C9083的三交F1中的各个单株的结果表明，这两个RFLP标记与C9083的恢复基因连锁，C16与这个恢复基因之间的交换值为19.3%，G291与这个恢复基因之间的交换值是14.0%， C9083的恢复基因与已报道的BT型细胞质雄性不育恢复基因Rf1可能等位。     

不同生育期脆性突变水稻细胞壁组分动态变化研究

试验以伽马射线辐射选育的脆性突变(brittleness mutation,BM)水稻和亲本中花11(Zhonghua 11)为材料,分析分蘖期、抽穗期(约50％抽穗)、成熟期细胞壁纤维组成动态变化特点。结果表明,1)整个生育期BM水稻都具有茎叶易折的特点。2)对照亲本各部位的纤维素含量有先升高后降低的变化趋势,半纤维素含量前期变化不显著,后期显著下降;BM水稻各部位的纤维素含量则表现出逐渐升高的趋势,半纤维素含量尽管有逐渐下降的趋势,但变化不显著。3)与对照亲本相比,BM水稻细胞壁纤维组分变化较大:分蘖期,BM水稻茎、叶、鞘纤维素含量分别极显著下降34.69%, 25.89%和28.85%(P<0.01),而半纤维素含量则分别极显著上升15.77%, 31.31%和19.32%(P<0.01);抽穗期, BM水稻茎、叶、鞘纤维素含量分别极显著下降32.31%,32.25%和34.69%(P<0.01),而半纤维素含量则分别极显著上升25.39%,32.78%和20.91%(P<0.01);成熟期,两者纤维素差异不显著,但BM水稻茎、叶、鞘半纤维素含量依然极显著高于对照亲本。鉴于以上特征,BM水稻具有作为饲料稻的潜在优势。     

中日粳三系交叉配组杂交种的鉴定与评价

中、日双方通过交换粳稻不育系,分别与各自的恢复系配组,杂种F1在中国扬州和日本磐田鉴定,结果表明,引进日本优质不育系与中国恢复系配组,由于亲本地理距离和亲缘关系较远,有利于提高杂交粳稻的优势,且由于日本不育系米质优良,也有助于杂种品质的提高;利用广亲和粳稻不育系与籼稻恢复系配组是实现三系法亚种间杂种优势利用的可行途径之一。     

中国江苏和日本粳稻不育系主要性状的配合力分析

以6个BT型日本粳稻不育系和6个BT型江苏粳稻不育系为母本,与7个中国粳稻恢复系杂交,比较分析两类不育系12个性状的配合力.结果表明: 与江苏不育系相比,日本不育系单株产量、垩白粒率的一般配合力较好,所配制的杂种多表现为早熟、穗多、结实率高、产量高、品质优等特点,但穗型一般较小、千粒重较低.亲缘关系较远可能是日本不育系与中国恢复系配组杂种优势较强的原因之一.据此,利用日本优质粳稻不育系陵风A与中国恢复系SIR218杂交,育成杂交中粳组合陵风优18.     

利用DH群体分析水稻产量与蒸煮品质的遗传相关性

以粳稻农垦57和武运粳8号杂交衍生的DH群体为材,分析了各株系产量和蒸煮品质之间的关系。结果表明,在DH群体中有效穗数、每穗粒数、着粒密度、单株产量与PKV、 HPV、BDV、CPV、SBV、CSV显著或极显著相关,而其他产量性状与品质指标间没有显著的相关关系。利用在亲本间表现多态性的60个SSR标记分析了DH群体各株系的基因型,单标记分析和复合区间作图结果显示,第7染色体上RM234~RM505区间内存在同时控制单株产量、PKV、HPV和CPV的QTL,在第6染色体的RM454~RM162同时存在控制着粒密度、BDV、SBV的QTL。没有发现共同控制单株产量和最能反映蒸煮品质的BDV和SBV的相关QTL。总之,水稻产量和蒸煮品质性状确实存在一定程度的相关性,但通过优化产量构成因子的结构,选择合适的品质性状相关基因可以实现优质与高产的重组,从而培育优质、高产水稻新品种。     

水稻脆性突变体叶的解剖结构和化学特性

植物机械强度是一个十分重要的农艺性状, 为了解作物控制机械强度的机制, 本文对一个水稻脆性突变体[bc7(t)]叶进行了细胞学观察及叶细胞化学组成分析。光镜和电镜观察都发现突变体厚壁细胞的细胞壁变薄; 对细胞壁成分的化学分析显示突变体纤维素含量明显低于对照, 硅含量明显升高, 而木质素变化不明显; 木质素的组化反应也显示了木质素在突变体和对照之间差异不大; X-射线微区分析表明, 硅元素在突变体叶表面明显提高。上述结果表明, 突变体叶纤维素含量的降低影响了厚壁细胞次生壁的形成, 导致细胞壁变薄, 机械强度降低, 硅含量的升高有助于突变体增强机械强度。     

利用CRISPR/Cas9系统定向改良水稻粒长和穗粒数性状

【目的】基因组定点编辑技术已成为分子育种的重要手段。本研究拟对GS3和Gn1a功能缺失突变对目标性状的改良效应进行分析,以期为培育高产水稻提供理论基础。【方法】利用CRISPR/Cas9系统,以控制粒型基因GS3和控制每穗粒数基因Gn1a为编辑对象,构建了共敲除载体p C1300-2×35S::Cas9-g~(GS3)-g~(Gn1a)a,用农杆菌介导法转化4个优质水稻品种,分析了基因突变的特征和相应农艺性状。【结果】构建的敲除载体成功地实现了对GS3和Gn1a基因的定点编辑。在4个转化受体的T_0代均分别获得了gs3和gs3gn1a的移码突变体。对T_1 代中无选择标记突变体的农艺性状分析表明,突变体gs3和gs3gn1a与野生型相比粒长变长,千粒重增加;突变体gs3gn1a与突变体gs3相比,每穗粒数显著增加。【结论】利用CRISPR/Cas9系统进行水稻基因编辑可以快速改良品种的目标性状,在水稻品种的定向改良方面具有巨大的潜力。     

水稻半矮秆基因sd-g的精细定位

矮秆基因的发掘、研究和利用是水稻株型改良育种和植物生长发育分子生物学研究的重要基础，利用新桂矮双矮与02428杂交产生的F2群体对sd-g进行了精细定位,sd-g基因首先被定位在水稻第5染色体上微卫星标记RM440和RM163之间，遗传距离分别是0．5和2．5cM．为了进一步精细定位5小譬基因，利用已经公布的水稻基因组序列，在sd-g基因附近区域寻找微卫星序列并发展新的标记，在RM440和RM163之间发展了9个徽卫星标记,sd-g基因被进一步定位在SSR5-1和SSR5-51之间，SSR5-1与sd-g之间相距0．1cM，SSR5-51与sd-g之间相距0．3cM，而SSR418与sd-g表现为共分离．以此为基础，构建覆盖sd-g基因区域的BAC重叠群，sd-g基因被定位在AC105319约85kb的区段上，这为sd-g基因的图位克隆奠定了基础。     

水稻糯性突变对淀粉理化特性的影响

比较了籼、粳两个糯性突变品种与原亲本品种淀粉的理化特性。糯性突变后除了直链淀粉含量显著降低外,淀粉的糊化温度变高、胶稠度增大、RVA谱(rapid viscosity analyzer)参数下降。RVA谱参数降低的幅度从高到低依次是消减值>回复值>冷胶粘度>热浆粘度>最高粘度>崩解值,表明控制直链淀粉含量的Wx位点对淀粉糊化特性和粘滞性是有影响的,存在多效性。同时,两个糯稻品种之间的RVA谱差异较大,其中崩解值和最高粘度差值均大于糯性突变对它们的影响,说明除直链淀粉外,支链淀粉也影响淀粉的理化特性。对Wx位点鉴定的结果显示扬辐糯4号wx基因第一内含子剪切位点＋1位的碱基由原品种的G突变成了T,扬糯2号与其原品种相同(均为T);两个糯稻突变品种wx基因前导区的(CT)n微卫星重复序列与原品种相比都发生了变化。