一套优异稻种资源的纹枯病抗性评价

2008年在湖北恩施、2009年和2010年在海南陵水分别采取自然诱病和人工接种方法对158份中国水稻微核心种质和137份“全球水稻分子育种计划”亲本材料进行了抗纹枯病大田鉴定和评价,未发现免疫材料,抗病和中抗材料的比例分别为0.3％和13.9％;大多数属于感病范围,中感、感病和高感材料的比例分别为40.0％、25.8％和20.0％.其中BR24、Hnankar、解放籼、秕五升、赤壳糯、红旗5号、泽谷、寸谷糯和旱麻稻在3年2地的鉴定中均达中抗水平;Serendahkuninmdaysia、SAI-BUI-BAO、Giza14和香稻在个别年份中达抗病水平.在海南2年试验中测定了各材料的纹枯病病级、相对病斑长、相对病斑高、抽穗期和株高,通过分析,发现纹枯病病级与相对病斑长和相对病斑高呈极显著正相关,而与抽穗期和株高呈极显著负相关,相对病斑长和相对病斑高可以作为抗性鉴定和评价的指标之一.     

干旱驯化后节水抗旱稻苗期不同发育时间DNA甲基化模式变化分析

以一个节水抗旱稻沪旱3号为研究材料,经过连续6代干旱胁迫驯化后,采用甲基化敏感扩增多态性方法在苗期不同发育时间对原始代(G0)和第6代(G6)DNA甲基化变化情况进行分析。结果表明,沪旱3号甲基化位点比例约为34%,其中,全甲基化位点约占84%,半甲基化位点约占16%。在苗期,随着沪旱3号生长发育,甲基化水平下降。不同世代或/和不同发育时间差异甲基化位点占总检测位点的4.0%,其中,大部分仅与发育相关(57.9%),而世代之间无差异。干旱驯化后,G6的DNA甲基化模式发生了改变。G6与G0相比,在3叶期,去甲基化事件占主要部分(59.1%);在4叶期,甲基化事件占主要部分(47.9%)。生长发育涉及全基因组DNA甲基化变化,变化位点主要分布在启动子区域和外显子区域。功能聚类分析表明差异甲基化位点相关基因涉及广泛的功能。     

全球水稻分子育种计划亲本的深根特性鉴定

干旱是当前水稻实现高产稳产所面临的重要限制因子之一,增强水稻深根系是提高水稻抗旱性的重要途径。以“全球水稻分子育种计划”中的177份优异种质为试验材料,利用改良的“篮子法”鉴定了SSd秧龄时的株高、分集数、深根数、浅根数、总根数以及深根比,并分析了这些性状在群体中的分布特征。结果表明,这些农艺性状在群体中都呈正态分布,存在丰富的表型变异。水稻品种间的深根比差异较大,大部分属于浅根系材料,只有沈农265、Lemont、Yen Fang Chu和原粳7号4个材料的深根比超过了40%。对这些优异资源农艺性状的了解,为在节水杭旱稻育种中深入利用这些亲本及其构建的导入系群体提供理论依据。     

利用F2群体对深水稻抗纹枯病QTLs定位

构建了一个由‘HH1B'和‘RSB03’杂交、包含286个个体的F2群体,对群体及亲本人工接种纹枯病菌,综合应用病级(DR)、病斑长度(LL)、病斑高度(LH)及相对病斑长度(RLL)等指标进行抗性评价.通过QTLs定位分析,检测到4个与纹枯病抗性相关的QTLs位点,分别分布于第4、11及12染色体上,其中第11染色体上的位点同时控制DR与RLL,另外检测到7个与抽穗期(HD)及株高(PH)相关的QTLs位点.     

水稻抗纹枯病遗传研究中的鉴定与评价指标

对1个包含286个个体的F₂群体及衍生出的包含121个株系的重组自交系群体（RILs）人工接种纹枯病菌,进行多年多点的纹枯病抗性鉴定。相关分析表明:病级（DR）、病斑长度（LL）、病斑高度（LH）、相对病斑长度（RLL）及相对病斑高度（RIH）等5个抗病性鉴定指标之间均呈极显著正相关,说明这些指标均可以较好地评价材料的抗病性,能够用于抗病鉴定研究。     

三种水稻基因组DNA快速提取方法的比较

用分子标记辅助选择进行精细定位和遗传改良时,首先就需要大批量提取植物DNA,作为PCR反应的模板。水稻基因组DNA常用的简易提取方法有碱处理法和高温水煮法等,本文改进了常规的CTAB方法,提出另一种简便的高质量DNA提取方法,称“简化法”,并比较了这三种方法提取的DNA在数量、质量上的差异,以及作为PCR模板时扩增效果,确定了在精细定位和遗传改良时“简化法”是一种较优的方法。     

不同根型水稻的根系可塑性比较研究

为探究不同根型水稻对缺磷和干旱的响应情况,本研究筛选了不同根型的10个典型水稻品种作为试验对象,在水培条件下对其进行低磷和渗透胁迫处理1个月,研究水稻根系的可塑性。结果表明,不同根型水稻对低磷胁迫的响应差异显著,低磷胁迫会特异性地促进深根品种根系的伸长,平均比浅根品种伸长48.78%,同时显著抑制浅根品种根数目的增加,平均比深根品种根数减少24.90%。渗透胁迫对地上部分的抑制作用大于对地下部分的作用,分别减少地上干重和地下干重37.51%和5.73%。水稻对低磷和渗透2种非生物胁迫的响应方式不同,两者交互作用会加剧抑制植株生长。与2种处理叠加相比,低磷胁迫分别增加地上干重、地下干重和最大根长53.31%、54.05%和36.36%,减少根数9.05%;渗透胁迫分别增加地上干重、地下干重、最大根长和根数136.33%、49.19%、5.37%和32.91%。与对照相比,经3种处理的根冠比均显著上升,分别增加57.30%、142.70%、141.01%,但不同根型品种受相同程度胁迫后均倾向于保持近似的根冠比。本研究首次发现深根型水稻品种在低磷环境下特异性伸长根系这一特性,为水稻的营养高效和节水抗旱的研究和育种提供了理论依据。     

利用水稻抗旱种质研究驯化和育种对遗传多样性的影响

利用高通量测序获取SNP标记技术对上海市农业生物基因中心99个水稻抗旱种质进行全基因组重测序,分析其遗传多样性和遗传基础。结果表明:在所有SNPs位点中,多态性比率为68.98%(1 927 238/2 793 702),SNPs标记密度在12条染色体上分布范围为4.5—6.2个SNP/kb;供试品种间的遗传距离分布具有两个密度高峰;邻接法构建系统发育树将99个品种划分为籼稻和粳稻两个类群。综合SNPs和进化分析结果表明:水稻在自然选择和人工驯化过程形成复杂进化史,99个抗旱种质在DNA水平上的差异呈现两个极端,遗传距离分布范围较大(0.003—0.998),具有较宽遗传基础和丰富的遗传多样性。本研究以期为水稻节水抗旱新品种选育的亲本选配提供理论依据。     

水稻低温发芽力的QTL定位

以珍汕97B与多年生稻种质AAV002863的DH群体(198个株系)构建了包含140个SSR标记的连锁图谱,检测了影响水稻低温发芽力性状的数量性状座位（QTL）。15℃下处理6 d,两亲本珍汕97B与多年生稻AAV002863的发芽率分别为79.7%和30.1%,DH群体间的发芽率变化在0%~100%。QTL定位分析检测到2个与低温发芽力相关的基因座,分别位于第3和第10染色体上,贡献率分别为12.6%和12.9%,增效等位基因分别来自多年生稻AAV002863和珍汕97B。上位性分析结果显示,第1与第10染色体上存在影响低温发芽力的互作位点,其互作可以提高低温发芽力,参与互作的第10染色体上的位点也具有加性主效应。