利用近等基因系研究豌豆铁蛋白基因对水稻重要生物学特性的影响

为研究外源豌豆铁蛋白基因(Pea-Fer)导入水稻后对受体重要生物学特性的影响,本实验以原始受体亲本粳稻(Oryza sativa ssp.japanica)品种秀水11为轮回亲本,外源豌豆(Pisum sativum)铁蛋白转基因纯系Fer34为非轮回亲本,采取连续回交,结合gus标记基因辅助选择技术,在BC6F3获得含Pea-Fer的Fer34-XS11,它与秀水11构成一对近等基因系。结果显示,(1)Pea-Fer导入显著提高了水稻籽粒中的铁元素含量,但对镁、钙、锰和锌等元素的积累作用影响不大;(2)Pea-Fer导入对种子发芽特性和苗期植株生长速率无显著影响;(3)Pea-Fer导入没有改变成株叶片光合色素的含量和组成,但一定程度上提高了植株的净光合速率;(4)Pea-Fer导入对水稻的成熟期农艺性状及经济性状均无不良影响。外源豌豆铁蛋白基因的导入除使水稻籽粒的铁含量有明显增加外,研究结果表明对水稻其它重要生物学性状并无明显负作用,这为开展富铁水稻新品种培育提供了依据。     

利用Wx和fgr基因双功能性标记高效选育优质水稻保持系

 对选取的13份籼型保持系进行直链淀粉含量和香味测定及分子标记（484/485和fgr 1F/1R）检测,筛选出宜香1B作为试验用分子育种优质供体亲本。配组Ⅱ 32B/宜香1B,F2代进行该双标记分离分析,结果表明,不仅F2单株间特异性谱带差别明显便于鉴别,且呈现出两对独立遗传基因分离模式。选取F2代 484/485和fgr 1F/1R呈Ⅰ型（与宜香B相同的带型）和Ⅲ型（杂合带型）的优良单株,经F3~F6加代,并结合农艺性状（株型、播抽历期等）和稻米品质性状（粒型、垩白度、透明度等）鉴定和选择,在F6再利用484/485和fgr 1F/1R分子标记进行复测和验证,从而获得了一批株系内性状基本稳定、株型好、直链淀粉含量中等、具有香味、外观和蒸煮食用品质优良的高世代株系。经测交鉴定,发现其保持系株系比例约占75.5%。表明利用Wx和fgr基因功能性分子标记的早世代检测和辅助选择,结合常规优质保持系鉴定和选育方法,可以快速获得直链淀粉含量中等、香味、长粒型、透明、低垩白、较易糊化等综合性状较优的保持系。     

具中等直链淀粉含量的籼型优质不育系浙农3A的选育

以具中等直链淀粉含量的优质保持系宜香1B为优质源,与协青早B杂交、回交和自交,在分离早世代(BC1F1、BC1F2)以484/485特异性分子标记对直链淀粉含量进行检测和选择,并结合入选单株糙米的低垩白、高透明度目测筛选,最终选育出具中等直链淀粉含量的籼型三系不育系浙农3A。经鉴定,该不育系花器性状和开花习性良好,花粉败育彻底,不育度高,米质好,配合力强,于2009年通过浙江省品种审定委员会审定。     

小规模回交法结合GUS标记选择快速育成水稻转基因抗虫不育系

以克螟稻衍生系Tb26（籼）为Bt转基因抗虫种质,采用小规模回交法,结合GUS标记辅助选择,快速改良D62A（B）的抗螟虫特性,育成了抗DA（B）。经鉴定,抗DA的外源Bt基因纯合,自身抗虫性表达稳定,且所配杂种F1也表现出高抗螟虫特性;抗DA的花器性状和开花习性良好,花粉败育彻底,不育度高,农艺性状、品质性状、配合力等方面,也与D62A（CK）相仿。若能将生产上推广的D62A系列组合逐步替换成抗DA同型系列,则有望起到节省治虫用药成本,减少污染等一举多得的效果。     

利用香味基因(fgr)的功能分子标记1F/1R高效选育籼稻香型不育系

为了尝试利用分子育种技术高效选育实用性籼稻优质香型不育系,本实验对参试的13份水稻籼型(Oryzasativa ssp.indica)保持系进行了稻米香味性状测定,并采用香味基因(fgr)的功能分子标记1F/1R进行PCR分子检测,发现宜香B有浓烈香味,PCR扩增出Ⅰ型带(fgr/fgr),其余材料均为Ⅱ型带(Fgr/Fgr)。利用该分子标记,对Ⅱ-32B/宜香B配组的F1～3进行了1F/1R标记多态性鉴定,结果表明,分子标记具有共显性特性,表现为单基因控制模式。经过F2代分子标记辅助选择,F3代入选株系的香味特异性标记1F/1R纯合率高达96.0%。在F3选留的Ⅰ型纯合系基础上,结合株型、粒型、透明度、垩白度、糊化温度、直链淀粉等指标的田间和室内选择,选株与Ⅱ-32A成对交,并以后每世代保持约50～60对成对交规模,连续5代选株成对交,最终获得了一批性状稳定的优质香型不育系(保持系),暂定名为浙农香A(B)系列。实验还选取4份代表性不育系(保持系)作了较为全面的特性鉴定,结果表明,该4份不育系(保持系)的1F/1R均为Ⅰ型标记,香味明显,且株型良好、粒型细长、高透明度、低垩白、中等糊化温度、中等AC含量,是...     

外源铁蛋白基因对水稻重要性状表达的影响

以原始亲本"秀水11"为轮回亲本,Fer转基因高代系("Fer34")为非轮回亲本,采用连续回交和自交,结合GUS组织染色检测,获得了性状稳定、且带有外源Fer基因的"Fer34-XS11",它与原"秀水11"组成近等基因系。对该近等基因系的重要农艺性状、品质性状、抗病性状等进行考察。结果表明,外源Fer基因对水稻导入系无不良影响,转基因系基本保持了原亲本的生物学特性。     

利用Wx和fgr基因双功能性标记高效选育优质水稻保持系

对选取的13份籼型保持系进行直链淀粉含量和香味测定及分子标记(484/485和fgr-1F/1R)检测,筛选出宜香1B作为试验用分子育种优质供体亲本。配组Ⅱ-32B/宜香1B,F2代进行该双标记分离分析,结果表明,不仅F2单株间特异性谱带差别明显便于鉴别,且呈现出两对独立遗传基因分离模式。选取F2代484/485和fgr-1F/1R呈Ⅰ型(与宜香B相同的带型)和Ⅲ型(杂合带型)的优良单株,经F3～F6加代,并结合农艺性状(株型、播抽历期等)和稻米品质性状(粒型、垩白度、透明度等)鉴定和选择,在F6再利用484/485和fgr-1F/1R分子标记进行复测和验证,从而获得了一批株系内性状基本稳定、株型好、直链淀粉含量中等、具有香味、外观和蒸煮食用品质优良的高世代株系。经测交鉴定,发现其保持系株系比例约占75.5%。表明利用Wx和fgr基因功能性分子标记的早世代检测和辅助选择,结合常规优质保持系鉴定和选育方法,可以快速获得直链淀粉含量中等、香味、长粒型、透明、低垩白、较易糊化等综合性状较优的保持系。     

水稻耐辐射损伤的QTL分析

利用水稻品种珍汕97B/密阳46所构建的RIL群体及其遗传图谱, 以350和550Gy γ射线辐照成熟种子,以相对发芽率和相对成苗率作为考察其耐辐射损伤指标,进行QTL加性效应和上位性效应分析。结果表明,RIL群体受不同剂量辐照后,株系间表现出耐辐射损伤的差异。350Gy剂量处理共检测到2个耐辐射的加性效应QTL,其中qRR(g)8-1（相对发芽率为指标）有效基因来自于父本,其遗传贡献率为653%;qRR(s)2-2（相对成苗率为指标）有效基因来自于母本,其遗传贡献率为1281%。550Gy剂量处理共检测到4个耐辐射的加性效应QTL,其中以相对发芽率为指标,检测到的qRR(g)1-2和 qRR(g)8-2,其有效基因分别来自于母本和父本,共可解释1438%变异;以相对成苗率为指标,则检测到qRR(s)5-2和qRR(s)10,共解释1965%变异。在不同剂量处理下,还检测到9对双基因相互作用。比较表明,水稻耐辐射损伤的QTL表达可能与辐照剂量有关。     

湿地芦苇根结合好气细菌群落时空分布及其与水质因子的关系

再生水作为河湖补充水已经成为再生水应用及城市水生态环境改善的重要方面,但是再生水富含营养元素极易导致水体富营养化.湿地微生物作为再生水净化的主要参与者在再生水净化及再生水补水湿地水生态恢复方面发挥重要作用.以北京奥林匹克公园再生水人工湿地净化系统为例,利用ARDRA技术分析湿地净化系统中芦苇根结合好气细菌群落结构的时空分布特征,并借助CCA排序的方法揭示根结合好气芦苇细菌群落结构与水环境因子的关系.结果表明:人工湿地净化系统芦苇根结合好气细菌群落结构季节差异明显,夏季较秋季细菌群落密度增加,群落多样性增高,均匀度增大;与秋季相比,夏季净化系统各处理区细菌群落结构差异较大即各处理区好气细菌优势类群变异较大,偶见类群频度较高,而秋季净化系统中各处理区优势类群趋同,偶见类群频度较低.无论夏季还是秋季空间变异规律均表现为潜流湿地较氧化塘更有利于微生物群落密度增高及细菌群落多样性增加,其季节变异较氧化塘更为显著;与循环水处理湿地相比,再生水处理湿地受进水水质的特有属性影响,具有最高群落密度与群落多样性.环境解释结果表明:芦苇根结合好气细菌类群OTU1、OTU28在净化系统中具较稳定的丰度,是一些生态幅度比较广泛的种属,受水质变量影响较小,在细菌群落的物质和能量代谢中起重要作用,对人工湿地净化系统稳定性具重要贡献.水质变量NH4+、TN、ORP、TP是芦苇根结合好气细菌群落结构季节差异的驱动因子,水质变量NO3-、TDS、pH、Sal则是导致夏季细菌群落结构空间差异的关键因子.     

工业区周边典型小流域耕地土壤重金属污染源解析

小流域是耕地土壤重金属分布与再迁移的基本景观单元,厘清其污染特征及来源是精准治污与科学治污的重要基础,然而小流域尺度耕地土壤重金属污染源解析研究仍亟待加强。本研究以典型工业区周边小流域耕地为例,利用土壤调查和正定矩阵因子法(PMF)结合源排放清单法,研究土壤重金属污染特征并解析耕地土壤重金属污染来源。结果表明,受污染耕地主要分布在小流域中部工业企业密集区域以及小流域西南部,主要为Cd污染,污染点位比例为90.5%;As、Hg和Pb污染点位比例1.1%～6.3%,无Cr污染。表层土壤Cd和Hg累积明显,地质累积指数均值为1.41和0.87;而Pb、As和Cr地质累积指数均值均小于或接近0。灌溉水和肥料等农业投入品重金属含量均未超标。当前耕地土壤主要污染物的输入途径中,Cd和Pb主要为大气沉降,占比71.0%～82.6%;As和Hg主要为大气沉降和灌溉水输入,占比39.0%～58.9%。农业投入品使用对耕地土壤Cd、Hg、As、Pb和Cr的输入通量占比较小,仅2.1%～18.7%。PMF模型分析显示,耕地土壤重金属污染来源包括土壤母质与工业企业混合源、工业企业源和农业源,相对贡献依次为38...