实践八号育种卫星搭载籼稻的诱变效应研究

利用卫星搭载4个籼稻品种(系)的干种子,对SP1代种子活力和农艺性状、SP2代农艺性状、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性进行诱变效应分析,结果表明:空间环境对籼稻种子损伤较小,SP1代的发芽率、芽长、株高以及结实率的生理损伤变幅为0～26.9%;对空间环境的敏感性由强到弱依次为桂99、航恢7号、R998、金航138。SP1代表型不发生分离;SP2代在株高、分蘖、谷粒重、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性等性状出现分离,突变性状在SP3代能够遗传。空间诱变不仅能使水稻农艺性状发生变异,而且能使稻米品质和抗病性产生变异。     

航恢七号空间诱变变异株系的稻瘟病抗性研究

本研究对卫星搭载水稻品种航恢七号SP3代株系进行稻瘟病抗性鉴定研究,并对抗性变异株系作分子生物学分析。结果表明,250个航恢七号SP3代农艺经济性状优良株系经接种后,抗性变异株系H24对菌株GD3286表现抗性分离,分离比例为119∶108,其抗性遗传可能受2对互补抗病基因控制,且在SP4代仍存在抗性分离;H24SP5代株系的抗谱较原种对照显著提高,其抗谱达到84.4%,而原种对照的抗谱仅为40.6%,且H24对部分致病谱较广或专化性致病菌株表现抗病突变。经全基因组内微卫星多态性分析,H24与原种对照间未表现DNA多态性。     

水稻叶色白化转绿及多分蘖矮秆突变体hfa-1的基因表达谱分析

hfa-1的白化转绿、多分蘖矮秆表型受单隐性核基因hw-1(t)控制。该基因编码含线粒体交替氧化酶AOX结构的叶绿体蛋白,通过参与叶绿体呼吸电子传递链,对类胡萝卜素生物合成途经及其次生代谢途径进行调控。本研究对hfa-1突变体叶色白化转绿过程中的类胡萝卜素生物合成途径、与该途径有关的植物激素代谢途径的相关基因进行表达分析,并分析了hfa-1突变体在白化、转绿两个时期的基因表达谱。结果表明,类胡萝卜素、植物激素(GA、ABA和SL)生物合成相关基因在hfa-1突变体白化期叶片中表达量减低,暗示hw-1(t)基因的突变抑制了苗期类胡萝卜素合成,同时还对涉及该过程相关多个次生代谢途径产生影响。通过基因表达谱芯片和功能分类分析,发现hfa-1叶色白化转绿过程中上调和下调表达基因涉及的生理过程主要在光合作用、应对内源刺激物和胁迫响应等方面;其中电子传递体Cytb6/f复合蛋白合成相关基因上调表达明显,推测Cytb6/f蛋白复合体在电子传递和质醌库还原氧化上对hw-1(t)起一定的补偿功能。     

水稻半矮秆基因iga-1的鉴定及精细定位

在前期通过空间诱变获得半矮秆隐性突变基因iga-1的基础上,进一步对iga-1进行鉴定。农艺性状调查表明携带iga-1的矮秆株系CHA-2、CHA-2N与原种特籼占13相比存在明显变异。节间长度测量显示CHA-2、CHA-2N节间比例正常,属dn型。外源GA₃处理、内源GA₃测定和α-淀粉酶活性检测揭示iga-1与GA₃调控无关。利用CHA-2与粳稻品种02428杂交获得的F₂群体将iga-1定位在水稻第5染色体两个InDel标记DL18和DL19间32.01 kb的物理距离内。该区域有5个阅读框架,其中包括赤霉素信号传导调控基因D1。序列分析表明CHA-2、CHA-2N和特籼占13在D1位点上基因组序列不存在差异,推测D1并非iga-1的候选基因。比较水稻第5染色体上其他矮秆基因发现iga-1可能与半矮秆基因sd-7来自同一位点。     

空间诱变水稻矮秆突变体CHA-1对赤霉素的反应及其遗传分析

应用不同浓度的赤霉素（GA[sub]3[/sub]）溶液在苗期处理CHA-1特华占原种、日本晴、矮脚南特等4个材料,研究它们对GA[sub]3[/sub]反应的敏感性。结果表明,经空间诱变的矮秆突变体在苗期对GA[sub]3[/sub]的反应敏感,但与已知带[i]sd-1[/i]基因的籼、粳稻代表品种矮脚南特、日本晴敏感性有差异。进一步的遗传分析表明,控制CHA-1的一对隐性矮秆基因与[i]sd-1[/i]基因不等位。     

一种基于图像分析的稻谷粒型性状 测量方法的建立及应用

建立了一种准确、高效率、高通量测量水稻粒型的新方法——图像分析测量法。利用扫描仪批量获取稻谷籽粒样品的数码图像,借助图像裁剪工具进行图像分割处理和Smart Grain软件进行图像分析获得粒型相关的指标数据,可简易快速测量大批量不同样品的籽粒粒长、粒宽、截面积和圆度等多个性状指标。对相同样品用手工刻度尺测量和Smart Grain软件测量所得的数据进行显著性检验,结果表明,在本试验中两种测量方法测定结果差异不显著,相关系数接近1,达到极强相关。新建立的水稻粒型测量方法,在水稻重组自交系群体多个粒型性状指标的高通量测量中得到应用,测量效率得到提高。     

水稻培矮64S空间诱变突变株系的花培效应研究

利用"实践八号"农业卫星搭载籼稻光温敏不育系培矮64S的干种子,对诱变后代19个突变株系进行了花药培养研究,考察了愈伤组织的诱导与分化情况。结果表明,与对照原种相比空间诱变后代的花药培养力发生了变化,其中H17、H11、H14、H6花药培养力提高,突变后更适合于花药培养;另外,在改良白苗分化方面也有所成效,但效果不大,H8、H6的白苗分化率与对照原种相比得到了有效的降低,其中以H6综合性状表现较好。利用航天技术与花药培养技术相结合,不仅能快速筛选出花药培养力高的优良单株,同时为今后开展籼稻材料的花药培养和选育新的不育系研究打下基础。     

空间诱变水稻广谱恢复系航恢七号的选育及利用

航恢七号是利用航天育种技术,将特籼占13纯系干种子经我国返回式卫星搭载15d后,从地面种植的诱变后代群体中筛选、测恢,选育而成的优良恢复系.其具有农艺经济性状好、恢复力强、恢复谱广、配合力好、花粉量大、制种产量高等特点.用航恢七号组配的一系列两系和三系杂交水稻新组合杂种优势表现突出,其中培杂航七已通过广东省品种审定,显示出良好的应用前景.     

籼型水稻突变体MLA-1低直链淀粉突变基因遗传分析

通过对籼稻美香占经空间诱变筛选出的低直链淀粉含量突变体MLA-1进行遗传分析及分子生物学研究,发现MLA-1与高直链淀粉含量材料杂交的F2籽粒群体直链淀粉含量呈现一对等位基因3:1分离模式,且低直链淀粉籽粒均表现为半透明胚乳性状,F2代植株中低直链淀粉含量植株、中等直链淀粉含量植株及高直链淀粉含量植株的分离比例为1:2:1;而MLA-1与糯稻“荆香糯“杂交的F2代单株自交穗出现糯粒穗、杂合(糯粒和半透明粒)穗及半透明籽粒穗三种类型,比例为1:2:1.选用180对微卫星引物对MLA-1和对照美香占进行SSR分析,有22.8%的扩增产物在两个材料间表现出了多态性,第6染色体短臂上与Wx基因紧密连锁的引物RM190附近的连续3对引物(RM587,RM510,RM584)均表现出多态性,这可能正是MLA-1直链淀粉含量降低的原因.根据以上结果,推测MLA-1的低直链淀粉含量突变基因为一隐性突变,该突变位点不但与Wx基因紧密连锁,而且与Wx基因共同控制MLA-1低直链淀粉含量和半透明胚乳特性.     

优质超级杂交稻培杂泰丰的选育

培杂泰丰是华南农业大学植物航天育种研究中心以培矮64S为母本，与该中心选育的优质新恢复系泰丰占配组育成的优质高产两系杂交稻，米质达国标优质三级，2004年通过广东省农作物品种审定，2005年通过国家农作物品种审定，2006年被农业部确认为第一批国家级超级稻示范推广品种。介绍了培杂泰丰的选育过程、主要特征特性、栽培技术和制种技术要点。