水稻粒长遗传及其功能基因研究进展

随着人民生活水平的提高,稻米需求呈现多样化趋势,在产量仍作为重要指标的同时,稻米品质也越来越受到重视。提高产量、改良稻米品质是现代水稻育种的两个主要目标,而水稻粒长不仅是影响水稻产量的重要农艺性状,还与外观品质性状密切相关,细长粒稻米通常表现较好的外观品质,且世界上的大多数地区的消费者更偏爱于长粒型的稻米。因此,改良水稻粒长成为重要的育种目标。水稻粒长是数量性状,遗传机理较为复杂,分析其遗传特点并鉴定水稻籽粒大小相关数量性状位点(QTL)对揭示其遗传机制具有重要意义。随着新一代测序技术和功能基因组学的迅猛发展,有关水稻粒长的研究取得了较大进展,目前已经定位的与水稻粒长相关的QTLs有120多个,并克隆了一些控制粒长的相关基因。就水稻粒长的影响因素、粒长与其他相关性状的关系、QTL定位、重要粒长基因的克隆与功能分析以及粒长基因在分子育种上的应用等方面进行综述,以期为提高水稻产量和改善稻米品质提供参考。     

温度和露时对荔枝霜疫霉侵染发病的影响

【目的】研究不同温度和露时条件下荔枝霜疫霉Peronophythora litchi病菌孢子囊的萌发和侵染动态,并以此为变量构建数学模型,以期为病害精准预测预报及防控提供参考和依据。【方法】在人工控温、控湿条件下,研究温度(15～30℃)和露时(2～24 h)对荔枝霜疫霉孢子囊萌发和侵染的影响;选用韦布尔模型的修正式,在SAS软件中拟合得到准确度较好的孢子囊萌发和发病严重度模型,进而绘制其对应的等高线风险预测图。【结果】温度、露时及其交互作用可显著影响荔枝霜疫霉孢子囊的萌发及寄主发病的严重度。荔枝霜疫霉孢子囊萌发率和寄主发病严重度随着露时的延长而逐渐升高。在温度为25℃时,所有露时处理条件下的孢子囊萌发率达到最高;露时相同的条件下,当温度为25℃时,孢子囊侵染荔枝果实发病严重度最强。当温度为22～30℃、露时为3～24 h时,叶片的病害严重度超过0.2;孢子囊侵染果实发病迅速且严重,当温度为15～30℃、露时约2～3 h时,果实发病的严重度高于0.6。荔枝霜疫霉侵染叶片和果实发病严重度模型分别为f(t,θ)={1-exp[-(0.194 3×t)2]}/cosh[(θ-27.769 6)×0.927 7/2]和f(t,θ)={1-exp[-(0.469 3×t)2]}/cosh[(θ-24.556)×0.170 9/2]。【结论】荔枝霜疫病发生依赖于温度和露时,本研究建立的模型可以用于指导生产上防治该病害的施药时间和次数。     

广东省农业科学院水稻种质资源研究 60 年：成就与展望

稻种资源是水稻科学研究的重要物质基础。广东省农业科学院建院 60 年来，持续开展了稻种资源收集、保存、鉴定、创新和利用等工作，取得了可喜的成绩：已收集保存国内外栽培稻资源 18 800 多份、野生稻资源 5 158 份；研究建立了水稻种质中期库和野生稻圃，确保稻种资源长久安全保存和利用；系统开展了稻种资源农艺性状、抗病虫、抗逆性、品质等性状的鉴定评价，以及资源遗传多样性、分类、核心种质构建、基因挖掘等基础研究；开展种质创新和利用研究，育成大批优良品种应用于生产。据不完全统计，新中国成立以来，广东利用优异稻种资源选育水稻优良品种 1 000 个以上，其中由广东省农业科学院水稻研究所育成、推广面积达66.67 万 hm2 以上的品种有 31 个；“十五”以来向国内高校、科研机构等单位提供栽培稻、野生稻资源累计近6 000 份次，充分展现了种质资源公益性作用。但在国外资源引进、优异基因挖掘与利用等方面仍显不足。拟以需求和问题为导向，通过多学科、多组学相结合，统筹开展稻种资源各项研究工作，促使资源研究再上新的台阶。     

基于SLAF标签测序分析广东省栽培稻种质资源的遗传结构及演化关系

自水稻矮化育种成功以来,广东的水稻品种在国内的水稻育种中发挥了重要作用。国家“十四五”规划明确提出了我国种业自主创新将以提升核心种源竞争力为目标,着力加强种质资源保护利用。本研究利用开发的10,610个多态性SLAF标签,对98份广东省不同时期育成的代表性品种和地方稻种,开展遗传演化、群体遗传结构及主成分分析,发现43份老品种和5份地方稻种的遗传基础较宽,而50份近期育成的新品种的遗传基础较窄;遗传演化和系谱分析发现,老品种大多数含有广场13、南特号、矮仔占、塘埔矮和竹印2号的血缘,而新品种大多含有IR系列品种、粳籼677、广场矮、中籼3588的血缘。这表明自20世纪90年代以来重视了外引材料的利用,但忽视了对本地优良种质资源的利用。这可能与20世纪70年代三系杂交稻的兴起有关。因此,为了确立核心种源的竞争地位,应重点加强本地优良种质资源的鉴评和利用。     

泛素受体蛋白OsDSK2b负向调控水稻叶瘟和渗透胁迫抗性

泛素受体蛋白DSK2 (dominant suppressor of KAR2)在植物生长发育和逆境胁迫中发挥重要作用,但其在水稻抗病和渗透胁迫中的作用尚未见报道。本研究发现OsDSK2b受多种逆境的调控,该基因的表达水平在稻瘟病菌侵染和20%PEG-6000处理后显著降低。时空表达分析表明OsDSK2b基因在三叶期幼苗中的表达水平最高,亚细胞定位结果显示该蛋白定位于细胞质。接种稻瘟病菌(GD08-T13和Guy11)后,敲除植株的病斑面积约为0.05cm2和0.10～0.13 cm2,远小于野生型植株的病斑面积(0.24 cm2和0.31 cm2)。敲除OsDSK2b显著增强水稻的叶瘟抗性。而且在病原菌侵染后,敲除植株中病程相关蛋白(PR)基因的表达受到明显诱导。敲除OsDSK2b也显著增强水稻的渗透胁迫抗性,20%PEG-6000模拟渗透胁迫处理后,OsDSK2b敲除植株的存活率为58.3%～74.0%,显著高于野生型植株的存活率(17.0%)。OsDSK2b敲除植株的离子渗透率和植株失水率则显著低于野生型植株。扫描显微镜的结果表明,无论在20%PEG-6000处理前后,敲除OsD...     

荔枝果皮多酚对荔枝霜疫霉生物学特性的影响

【目的】探讨荔枝多酚对荔枝霜疫霉生长发育的影响。【方法】溶剂浸提法提取荔枝果皮中的总多酚,采用常规植物病理学手段研究荔枝多酚质量浓度对荔枝霜疫霉菌落形态、生物量、孢子囊萌发方式、游动孢子萌发及卵孢子数量的影响。【结果】荔枝多酚质量浓度为150～300μg·mL~(-1)时,荔枝霜疫霉菌落致密,菌丝生长量和产孢量显著减少,孢子囊以释放游动孢子的方式萌发;培养基中荔枝多酚为100～300μg·mL~(-1)时,可显著促进游动孢子的萌发,抑制孢子囊的萌发;在无荔枝多酚的PDA培养基上荔枝霜疫霉不易产生卵孢子,当培养基中荔枝多酚质量浓度达到100μg·mL~(-1)时,荔枝霜疫霉产生卵孢子为10.8 mm~(-2)。【结论】荔枝多酚类物质参与荔枝霜疫霉生长发育的调控,抑制霜疫霉生长和产生孢子囊,具有开发新型安全性生物源杀菌剂的潜力。