色氨酰-tRNA合成酶基因WRS1调控水稻种子发育

【目的】氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetases, aaRSs）与遗传信息传递密切相关,已发现植物中aaRSs家族蛋白在维持翻译功能之余,还参与配子发生与胚发育、质体的早期发育以及免疫信号的感知与病害防御等生物学过程。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体,分析水稻色氨酰-tRNA合成酶（WRS1）在胚乳发育中的作用,证明WRS1基因编码一个影响水稻胚乳发育的关键因子。【方法】本研究通过甲烷磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate, EMS）诱变籼稻（Oryza sativa subsp. indica）品种N22,筛选到一个稳定遗传的水稻粉质胚乳突变体（wrs1）,图位克隆获得目标基因。对wrs1成熟种子进行形态学观察以及淀粉相关理化性质测定,利用细胞学切片分析wrs1发育中胚乳的结构,利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）和GUS活性染色分析基因表达模式,通过qRT-PCR比较野生型与突变体花后12 d胚乳中淀粉合成相关基因表达情况,免疫印迹检测野生型与突变体成熟种子中淀粉合成酶蛋白积累情况,使用全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸含量。【结果】 wrs1突变体幼苗表现出明显的发育滞后且逐渐蔫萎死亡,从杂合突变体（WRS1wrs1）中分离到的粉质籽粒呈现明显的腹部皱缩,粒厚、千粒重下降,同时总淀粉含量下降,糊化淀粉的峰值黏度和崩解值均低于野生型。wrs1突变体发育胚乳中复合淀粉颗粒变小,排列疏松。WRS1定位于第12染色体长臂约183 kb的区间内,测序发现编码色氨酰-tRNA合成酶（tryptophanyl-tRNA synthetase, WRS）基因的第6外显子上发生单碱基替换,导致一个保守位置上的甲硫氨酸被替换。wrs1突变体中大部分淀粉合成相关基因表达量下调,且野生型与突变体间基因表达的变化与相应蛋白积累的差异存在不一致的趋势。wrs1突变体籽粒中蛋白质积累降低,而游离氨基酸含量显著升高。【结论】 WRS1编码色氨酰-tRNA合成酶,该基因突变后通过影响氨基酸稳态和蛋白质合成,造成淀粉合成相关基因异常表达从而影响淀粉的合成与积累,导致种子发育缺陷。     

我国水稻育种创新趋势与发展对策 ——基于近12年国家审定水稻品种信息

梳理2005—2016年间我国审定的629个水稻品种信息,分析其育种方法、品种特性与适宜区域等特性;预测水稻种质创新与品种选育的发展趋势,并提出保障国家粮食安全的水稻品种选育政策建议,既改进法规制度、加强转基因育种技术储备、强化品质育种、满足社会多样化需求。     

水稻胚乳粉质突变体flo9的表型分析和基因定位

[目的]淀粉是水稻的主要成分,其含量、组成和结构对稻米品质至关重要,因此,对淀粉合成及调控路径的进一步解析将有助于稻米品质的改良。[方法]从60Co辐射诱变的‘N22’突变体库中筛选获得一份粉质、皱缩、纯合致死的突变体flo9,分析了其形态学特征和理化性质,利用扫描电镜和半薄切片技术观察胚乳内部结构;配制flo9和‘滇粳优1号’的F2群体,并挑选粉质极端个体进行定位;利用qRT-PCR分析淀粉合成相关基因的表达模式。[结果]与野生型相比,flo9突变体的千粒质量、粒长、粒宽、粒厚、直链淀粉含量和脂肪含量均显著降低,而总淀粉含量无显著差异。突变体中淀粉消减值、回复值和崩解值以及米粉在尿素溶液中的溶解能力低于野生型。突变体中造粉体多为圆形或椭圆形,单粒淀粉颗粒增多,造粉体之间排列疏松。利用314个粉质极端个体将FLO9定位在第9染色体长臂123 kb的区间内,该区间包含13个开放阅读框(ORFs)。qRT-PCR分析发现多个淀粉合成和脂质合成相关基因出现不同程度的表达变化。[结论]FLO9参与调控胚乳中淀粉和脂质的合成以及造粉体的发育,为FLO9的克隆和功能解析奠定了基础。     

通过分子标记辅助选择将耐储藏主效QTL qSS-9~(Kas)转入宁粳4号提高其种子贮藏能力

利用置换系SL36作为qSS-9位点上Kasalath等位基因的供体亲本,各方面农艺性状较好的宁粳4号作为轮回亲本,通过回交和自交,并使用4个与qSS-9紧密连锁的分子标记Y-10、Y-11、Y-14、Y-13进行基因型的检测筛选,对宁粳4号进行耐贮性的遗传改良,获得了既耐贮藏、大多农艺性状又接近于宁粳4号的较为稳定的优良新品系,克服了宁粳4号耐贮藏性差的弱点。获得的新品系种子在人工老化和自然老化条件下均表现出发芽率明显提高、丙二醛含量显著降低、TTC染色效果更明显,表明转入耐储藏主效QTL Qss-9~(Kas)的宁粳4号新品系耐贮性显著提高。     

控制水稻穗形相关性状的QTL定位

穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位.该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对水稻穗部性状进行了相关分析及其数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位.结果表明:穗部性状与单株产量存在极显著的正相关,并检测到影响5个相关性状的33个QTL,分布在第1、第3、第4、第6和第8条等染色体上,贡献率介于5.35%与37.59%之间,其中两年同时检测到的稳定表达QTL10个,约占30.3%;在第1染色体RM493和RM5496标记附近、第4染色体RM317标记附近、第6染色体RM217标记附近和第8染色体RM331及RM502标记位置均检测到能同时控制穗部多个性状的QTL,可能是因为基因的多效性或基因的紧密连锁所致.在育种中利用与这些QTL连锁的分子标记进行辅助选择,将有助于多个性状的协同改良.     

巨胚水稻W025糙米浸水后γ-氨基丁酸含量变化的研究

富含γ-氨基丁酸（GABA）的降血压功能水稻正受到越来越多的关注。W025是通过化学诱变和杂交选育而成的水稻新品系，具有巨胚特征，遗传分析表明巨胚基因受单隐性基因控制。进一步研究W025和其原始品种金南风浸水后γ-氨基丁酸（GABA）含量及其合成关键酶——谷氨酸脱羧酶活性的动态，并用半定量RT-PCR检测了2个谷氨酸脱羧酶转录本在浸水过程的表达变化。结果表明，（1）GABA主要集中在胚部，浸水后W025的GABA积累量显著高于金南风。（2）随着浸水时间延长，谷氨酸脱羧酶（GAD）的活性呈逐渐增加趋势，W025胚部的酶活性显著高于金南风。GAD活性的变化与GABA的积累显著正相关，表明浸水后种胚GABA的积累与谷氨酸脱羧酶的催化反应有关。（3）2个谷氨酸脱羧酶基因OsGAD1与OsGAD2在W025和金南风之间没有转录水平的差异。提示可能存在其它的谷氨酸脱羧酶基因对浸水后GABA的积累起关键作用。     

控制水稻品种Koshihikari抽穗期的数量性状位点

利用Koshihikari × Kasalath BILs群体及相应的Kasalath/Koshihikari CSSLs群体，在江苏南京和海南陵水两个环境下对抽穗期的QTL定位分析。结果表明，在两地重复检测到3个QTL，分别位于第3、6和8染色体上；在qHd-3和qHd-8位点，来自Koshihikari等位基因能够提早抽穗，在qHd-6位点，来自Koshihikari等位基因能够延迟抽穗；第3染色体qHd-3和第7染色体非加性QTL之间存在上位性互作，通过重组自交系和置换系相互验证发现，qHd-3 所在的标记区间与W008的Kasalath插入片段位置大体一致，qHd-8所在的标记区间与W023、W024的Kasalath插入片段相吻合，qHd-7-1所在的标记区间位于W20的Kasalath片段之内，表明确实存在这3个位点。同时还对Koshihikari × 桂朝2号RILs抽穗期的QTL定位分析，在南京和海南分别检测到3个加性抽穗期QTL，1对非加性抽穗期QTL存在互作。     

县级农机推广部门必须转变四个观念

新形势下的农机推广工作必须符合社会主义市场经济的特点,县级农机推广部门要结合自身实际。转变四个观念,以求事业的长远发展。一、转变完全依靠财政的观念.办好实体。立足推广,兴办实体,走科工贸一体化的道路。一方面,我们要努力做好工作,争取财政部门将基本所需的推广经营落实到位;另     

利用CSSL和BIL群体分析稻米垩白率QTL及互作效应

 【目的】分析稻米垩白率加性效应、上位性效应及其环境互作效应，探讨稻米垩白率的遗传特点和不同群体检测QTL的效率。【方法】利用由粳稻品种越光和籼稻品种Kasalath杂交衍生的BIL群体和以越光为背景、Kasalath为供体的CSSL群体，对2005年和2006年南京的稻米垩白率QTL及其互作效应进行了分析。【结果】 CSSL群体检测到5个垩白率QTL和2对具有上位性效应的QTL;BIL群体检测到3个QTL和4对具有上位性效应的QTL。其中，qPGWC-6a在2个群体中重复出现，1对具有上位性效应的QTL在CSSL群体中2年均被检测到，在BIL群体中，所有QTL与环境存在显著互作（P＜0.01）。在第3和4染色体上检测到2个新的垩白率QTL。【结论】上位性效应和加性效应在垩白率遗传中同样重要。垩白率QTL和具有上位性效应的QTL与环境的互作普遍存在，但效应小于相应的加性效应和上位性效应。利用不同群体分析垩白率QTL，有利于全面揭示稻米垩白率的遗传互作网络。     

水稻千粒重和垩白粒率的QTL及其互作分析

产量因子千粒重和稻米品质指标垩白粒率密切相关。本研究以越光/Kasalath//越光BIL群体为材料，分析千粒重和垩白粒率的相关性、QTL、上位性互作及其环境的互作效应。相关分析表明，群体千粒重和垩白粒率在2005年和2006年均呈极显著正相关，相关系数分别为0.42和0.35 (P<0.001)。2年共检测到千粒重QTL 11个，其中5个在2年重复检测到，5个具有环境互作效应；千粒重上位性互作8对，7对与环境存在互作。垩白粒率QTL 6个，3个具有环境互作效应；上位性互作9对，其中4对具有上位性环境互作效应。比较分析发现3个主效QTL同时控制千粒重和垩白粒率的表现，千粒重和垩白粒率的增效等位基因来自同一亲本；1对上位性互作同时对千粒重和垩白粒率有相同的影响。一些与垩白粒率不相关的千粒重主效QTL，如qTGW-3c、qTGW-4a和qTGW-6b，可为育种所利用。对利用QTL定位结果进行千粒重和垩白粒率分子辅助选择育种进行了探讨。