水稻稻瘟病抗性变化及抗性基因克隆的研究进展

种植抗性品种是预防水稻稻瘟病最有效、最经济和环保的方式之一。目前农业生产上推广种植的抗病品种在数年内抗性减弱,甚至丢失,这可能与寄主体内的抗性基因丧失或相对应的无毒基因发生变异有关。本文综述了稻瘟病菌的致病机理、稻瘟病菌发生变异的原因、稻瘟病菌无毒基因发现与克隆以及稻瘟病的相关防治策略,以期为稻瘟病防治提供理论基础。     

根癌农杆菌介导籼稻高效遗传转化体系的构建

系统分析影响根癌农杆菌介导籼稻遗传转化的主要因素,比较不同培养基、培养条件、继代次数、菌液浓度、侵染时间等因素对籼稻遗传转化的影响,并组建一个高效的籼稻遗传转化技术体系。结果表明,成熟胚或幼胚经过NMB培养基诱导,NB培养基继代培养这样的培养基组合比较适合籼稻胚性愈伤组织的培养。在农杆菌介导转化时控制好菌液浓度、侵染时间以及分化培养基中KT和NAA的浓度配比,并进行预分化处理,可显著提高抗性植株的分化效率,减少白化苗的产生,最终使转化率提高到8%。     

水稻种子老化后的生理特性初步研究

以目前生产上广泛应用的籼型恢复系航1号、航2号、明恢86、多系1号和R527为研究材料,以耐储藏的品种云恢290为对照进行人工老化(温度42°C,相对湿度88%)处理。结果表明,随着人工老化时间的延长,各品种含水量逐渐增加,其中云恢290的含水量增加速度最慢,明恢86的含水量增加速度最快;发芽率检测结果表明,各品种发芽率随老化时间的延长而下降,脂肪酶含量与老化后的发芽率呈负相关。人工老化30d后,云恢290的发芽率为74%,显著高于其他品种。测定不同时间段的人工老化处理前后各品种主要化学成分变化,结果表明,所有品种的蛋白质含量均没有显著变化,而淀粉和脂肪酶含量均有所增加。     

粳稻云引受稻瘟病菌诱导表达基因的荧光定量分析

前期通过对广谱稻瘟病抗性品种粳稻云引接种稻瘟病菌后的基因表达谱分析,构建随时间变化的动态样本基因调控网络。在此基础上,选取该调控网络中10个比较重要的基因,采用Real-Time PCR的方法对其在接种稻瘟病菌后的时空表达进行相对定量分析,得到这些基因在稻瘟病菌诱导后在云引中的时空表达模式。10个基因均受到稻瘟病菌的诱导,但达到表达量峰值的时间各异,有8个基因在36h内表达量达到峰值,3个编码转录因子的基因表达量在24h内达到峰值;部分基因表达呈先上升,后抑制,另一些基因的表达则先抑制,后上升,再下降。该研究为进一步确定这些基因在云引抗病性调控中的作用奠定基础。     

籼型杂交水稻恢复系明恢77的应用

明恢77是我国通过人工制恢育成的推广面积较大的早熟恢复系,改变了我国杂交水稻早熟恢复系较为单一的局面,在我国早熟恢复系应用历史上起着更新换代的作用,为发展我国早熟杂交水稻和粮食增产发挥了巨大的作用。至2010年,全国以明恢77为父本配组育成了11个组合通过省级以上品种审定,其中3个组合通过国家品种审定。从1991～2010年,用明恢77配组的所有组合累计推广面积达744.67万hm2,累计增产粮食36.0亿kg。明恢77还是选育早熟恢复系的重要骨干亲本。至2011年,全国各育种单位以明恢77为亲本选育的新恢复系有24个,这些新恢复系配组了34个组合通过省级以上品种审定。2005～2010年,这些恢复系配组的组合累计推广面积达50.4万hm2,累计增产粮食10 731.95万kg。最后,还讨论了明恢77在生产上能够大面积应用的原因。明恢77恢复力强,恢复谱广,配合力好,配组的组合杂种优势强、产量高、适应性好,对稻瘟病抗性强,米质较优,这是明恢77能够在生产上大面积推广的原因所在。     

不同播期对杂交稻宜优673株叶形态及产量性状的影响

以宜优673为材料,通过分期播种试验,研究不同播期对水稻生育期、株叶形态及产量构成因素的影响。结果表明,随水稻播期推迟,水稻生育期缩短,主茎叶片数减少,植株高度降低;从产量构成因素看,随水稻播期推迟,有效穗减少,结实率增加,穗粒数先增后减。宜优673播种的最佳时期为5月20日,株叶形态好,穗大粒多,产量最高。5月1日播种,产量较高,但此期植株高度偏高,存在倒伏风险,栽培上应注意科学肥水管理,适时烤田,促控结合,养根壮杆,增强抗倒伏能力。     

杂交水稻育种骨干亲本的米质分析

全面系统地评价杂交水稻骨干育种亲本的米质性状,对于杂交水稻稻米品质性状改良具有重要的指导意义。本研究对274份来源于中国十余个水稻主产区的骨干育种亲本及部分国外来源的育种材料进行了基于类群划分的米质分析。研究结果表明,7项米质性状中,籼稻糙米率、透明度、胶稠度和直链淀粉含量的平均值达到三等以上标准,粳稻糙米率、整精米率、透明度、胶稠度和直链淀粉含量的平均值达到三等以上标准。籼稻米质性状优质达标率变化范围为27.7%~97.7%,粳稻米质性状优质达标率变化范围为16.7%~100%,籼、粳稻垩白性状的优质达标率均较低。籼稻类群中,恢复系和保持系的垩白性状和直链淀粉含量是米质性状改良的重点,常规稻直链淀粉含量较优,热带籼稻中IR43、GIZA 178等米质性状优良,是杂交育种的有利种质资源。筛选出10项米质指标均达三级以上的各类亲本材料共23份,这些育种材料可以作为优异的米质性状改良的基因供体加以利用。另一方面,应加强垩白性状优良的种质资源的引进和利用。     

高产抗病杂交稻新品种广优673的选育

总结高产、抗病杂交稻新品种广优673的选育过程及其主要特征特性。广优673系以恢复力强、恢复谱广、配合力好的恢复系福恢673为父本,以抗病不育系广抗13A为母本配制而成的杂交水稻新组合。该组合2011~(-2)012年参加福建省中稻新品种区域试验,平均产量9 655.95kg·hm~(-2),比对照II优明86增产10.65%;2013年参加福建省中稻新品种生产试验,平均产量9 343.5kg·hm~(-2),比对照II优明86增产12.49%;在3年试验中表现高产稳产,全生育期143.2d,比对照II优明86长1.1d;经2年区域试验田间抗稻瘟病鉴定和室内接种鉴定,综合评价为中抗稻瘟病。该品种于2014年6月通过福建省农作物品种审定委员会审定。     

不同启动子驱动下GL6基因表达对水稻叶表皮毛发育的影响

【目的】研究水稻茸毛发育机制及相关基因的功能与调控模式,为深入研究相关基因功能及其在生产上的应用提供理论支撑。【方法】从不同水稻品种中克隆叶片表皮毛发育相关基因GL6的启动子序列,并将具有显著表皮毛特征的突变体品种75-1-127的GL6基因启动子与叶表无显著表皮毛特征的野生型品种相应基因的启动子序列进行比对,同时克隆突变体品种75-1-127中GL6基因的CDS序列,并分别构建以玉米泛素蛋白Ubiquitin和花椰菜花叶病毒CaMV35S为启动子驱动的过表达载体,以农杆菌介导的方法转化野生型粳稻品种Kitaake。【结果】不同品种中克隆的启动子序列区存在显著的序列差异,以玉米泛素蛋白Ubiquitin启动子驱动的过表达载体获得的转基因水稻出现了显著的表皮毛特征,以花椰菜花叶病毒CaMV35S为启动子驱动的过表达载体的转基因水稻则未出现典型的表皮毛特征。【结论】目标基因GL6的表达调控受启动子的影响,突变体品种75-1-127的叶表皮毛发育特征是因启动子区序列差异所致。     

杂交水稻骨干恢复系的遗传多样性分析

选取均匀分布在水稻12条染色体上的120对SSR引物,对19份杂交水稻骨干恢复系进行遗传多样性分析.结果表明,在所分析的120个位点中,多态性位点为69个,多态性位点百分率(P)为57.5%,每1个位点平均等位基凶数(A)为4.84个,变幅为2～12个,平均多态性信息含量指数(PIC)为0.617.通过聚类,19个杂交水稻骨干恢复系可以划分到两个类群中,Ⅱ类恢复系材料间遗传距离较近,大多为恢复系明恢63的衍生系,初步表明在现有的骨干恢复系中,恢复系遗传基础相对比较狭窄.