基于ES的水稻优质高产栽培模拟优化决策咨询系统

应用系统论定义了水稻生产系统的概念,分析了该系统的特性,提出了一种基于专家系统（ＥＳ）和ＧＩＳ的水稻优质高产栽培计算机模拟优化决策咨询系统,并通过了测试与试验验证,取得了较好的效果。     

Bt水稻"克螟稻"杂交后代中转基因的遗传表达及育种利用

利用GUS反应检测了Bt转基因粳稻(克螟稻)与籼稻、粳稻杂交的不同世代群体的叶片染色情况,结果发现粳粳交F2出现抗性株与非抗性株的3∶1的分离,籼粳交的BC1出现1∶1分离,籼粳交的BC1F2出现3∶1分离,表明转基因在杂交后代的传递属单基因显性遗传.利用Western 点杂交技术结果发现F1、F2 和BC1代的Bt蛋白表达量均超过转基因株供体,呈现出表达能力上的杂种优势.农艺性状考察结果发现,无论是籼粳交,还是粳粳交后代,两者在株高、穗长、单株分蘖数、播始历期和千粒重上无显著差异.这无疑为Bt水稻的育种利用提供了良好的证据.     

转SCK基因水稻后代农艺性状变异的研究

研究了转SCK水稻及其对照栽培后的各项农艺性状的变化。对轨基因水稻及其对照的生育期、主茎叶数、株高、剑叶长、剑叶宽、穗数、穗长、穗粒数、穗实粒数、千粒重、着粒密度等农艺性状进行了研究。结果表明:与对照相比，转基因水稻植株都在1个或多个农艺性状上发生不同程度的变异，其中株高均趋向矮化，穗数增加，其它性状变异的方向和幅度并不一致，如转SCK的C162的穗粒数、实粒数及千粒重都明显少于对照；转SCK的R527和M81结实率下降；转SCK的O2428的实粒数、结实率和千粒重增加；转SCK的D62实粒数、千粒重和结实率均增加。     

日本的水稻育种

介绍了日本水稻育种中，设定育种目标，选定父母本，短日处理，分段播种及人工交配，品行选育，品质测定的做法。     

水稻压致变异后代主要农艺性状的研究

用高压诱变法处理高收获指数型水稻品种粤香占 ,培育出变异材料粤压 1号、2号和 3号。通过对其主要农艺性状比较研究发现 ,3个变异材料与粤香占在生育期、株高、分蘖数、有效穗数、穗部性状、外观米质、抗病性和抗寒性等方面存在明显差异 ,表明高压诱变可能成为一种新的育种方法。     

加速器氩离子在水稻育种中的应用

本研究用加速器氩离子辐照晚籼香占，期望改良其不利农艺性状。试验结果表明，以氩离子１００Ｇｙ辐照，均能诱发变异。从１００Ｇｙ辐照的Ｍ２和Ｍ３代中，获得３个综合性状较好的突变株系，经Ｍ５代品比及对主要性状的测定，小区产量比原种增加１４。３４％～１２１．５１％，变量分析达极显著水平。株高降低２５％～３９％，生育期缩短８～２５天，有效穗数明显增加，抗病性亦有所提高。另外，从１５０Ｇｙ辐照的后代中，也获得２个明显早熟和矮化的突变体。初步证实重离子辐照在水稻育种上具有应用价值。     

苹果杂交后代植株果实着色性状的遗传分析和预测

苹果着色问题是影响我国许多产区苹果质量的重要因素,本研究利用苹果着色相关基因MdMYB1（GenBank登录号：DQ886414）设计引物进行PCR扩增,开发出一个酶切位点为HaeⅢ的CAPS标记Mb2,该标记可用于区分杂交亲本‘富士’和‘嘎拉’苹果及分析其杂交后代植株。进一步利用Mb2标记对该杂交组合的后代植株进行遗传分析,结果表明,可将77个后代植株分为2组,一组42个后代植株含有来自‘嘎拉’亲本的非红色性状等位基因以及来自‘富士’亲本的非红色性状等位基因或者红色性状等位基因,其果实颜色预测为非红色与红色或者非红色与桔红色;另一组35个后代植株含有来自‘嘎拉’亲本的红色性状等位基因以及来自‘富士’亲本的非红色性状等位基因或者红色性状等位基因,其果实颜色预测为桔红色与红色或者只有红色。本研究结果将为选育优质苹果新品种提供依据和方法参考。     

Rapid Prediction of Rice Quality Characteristics by Near‐Infrared Reflectance Spectroscopy for Breeding Programs

Breeding of high‐quality rice requires quick methods to evaluate the quality characteristics such as milling, grain appearance, nutritional, eating, and cooking qualities. Because routine measurements of these quality traits are time consuming and expensive, a rapid predictive method based on near‐infrared spectroscopy (NIRS) can be applied to measure these quality parameters. In this study, calibration models for measurement of grain quality were developed using a total of 570 brown and milled rice samples. The results indicated that the models developed from the spectra of brown rice for all the quality traits had the coefficient of determination for external validation (R²) larger than 0.64 except for gel consistency. The best model was developed for the protein content, with R² of 0.94 for external validation. The model for the total score of physicochemical characteristics (TSPC), a comprehensive index reflecting all other traits, had R² of 0.70 and SD/SEP of 1.70, which indicates that high or low TSPC for a given rice could be discriminated by NIRS. The models developed from brown rice were as accurate as those from milled rice. Results suggest that NIRS‐based predictions for rice quality traits may be used as indicator traits to improve rice quality in breeding programs.     

水稻辐射育种适宜辐照剂量的初步研究

本文研究了19个品种水稻的引变适宜剂量。以存活率划分,粳稻最敏感,LD₅₀为1.0—1.5×10⁴R:早籼为1.5—2.0×10⁴R,中籼为2.3—3.7×10⁴R.对中籼南京11号和其它品种r₂代的观察结果,它们的适宜剂量一般要低于 LD₅₀。     

水稻微营养育种进展

微营养不良是全世界,特别是发展中国家最主要的营养问题之一。本文简述了稻米中微营养的含量及分布;采用提高绝对含量及增加其生物有效性两种策略,综述了开展富含微营养水稻育种的进展,包括富微营养水稻的常规育种、诱变育种及转基因育;指出水稻微营养育种的局限性及解决途径。     

转OsbHLH1和Bar基因水稻及相关特性分析

OsbHLH1基因编码bHLH(basic helix-loop-helix,碱性螺旋-环-螺旋)类转录因子,与水稻耐低温相关。草铵膦是一种高效低毒灭生性除草剂,Bar基因表达产物能解除草铵膦的毒性。本实验对通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)浸染法获得的以粳型水稻(Oryza sativaL.subsp.japonica Kato)恢复系淮C17为受体的转OsbHLH1和Bar基因水稻进行研究,鉴定其除草剂抗性和耐低温能力,考查其农艺性状。草铵膦筛选发现Bar基因正常表达;对草铵膦筛选获得的转基因植株进行PCR、Southern、RT-PCR和实时荧光定量PCR检测,发现OsbHLH1基因已经整合到水稻基因组中并且在水稻中表达。转基因T3代株系芽期(萌发芽长0.5mm)在2℃条件下处理6d,第6号转基因株系死苗率为17.8%,对照死苗率为61.1%。T3代苗期(一叶一心)在8～10℃下处理7d,第5、6、9、11号株系的根长显著长于对照,第3、5、11号株系的根数显著多于对照,第3号株系的平均鲜重显著重于对照。芽期、苗期耐冷性试验表明,OsbHLH1基因在水稻中过量表达显著提高了水稻芽期、苗期的耐低温能力。对转基因T2代的农艺性状进行考查,株高、千粒重、结实率、理论产量等农艺性状与对照相比较均出现了显著的变化,外源基因的导入对水稻的农艺性状有明显影响。研究结果将为选育抗除草剂、耐低温杂交粳稻新组合提供新种质。     

Quantitative Trait Loci for Brown Rice Color,Phenolics, Flavonoid Contents,and Antioxidant Capacity in Rice Grain

Phytochemicals such as phenolics and flavonoids, which are present in rice grains, are associated with reduced risk of developing chronic diseases such as cardiovascular disease, type 2 diabetes, and certain cancers. The phenolic and flavonoid compounds in rice grains also contribute to the antioxidant activity. Biofortification of rice grain by conventional breeding is one way to improve nutritional quality to combat nutritional deficiency. For improvement of the phenolics, flavonoids, and antioxidant capacity, we must understand the genetic bases of the related traits. In the present study, mapping of quantitative trait locus (QTL) for five color parameters, phenolics, flavonoids, and antioxidant capacity was completed using a composite interval mapping approach using a doubled haploid (DH) population. Correlation analysis showed that the five color parameters lightness (L*), redness (a*), yellowness (b*), chroma (C), and hue angle (H°) were intercorrelated. The phenolic content was positively correlated with the flavonoid content and antioxidant capacity (P < 0.001), whereas the flavonoid content had no relationship with antioxidant capacity, but it was positively correlated with color parameters L* and H° (P < 0.05). A total of 21 putative QTL were detected for the eight traits with at least one QTL and as many as four QTL for different traits. Three QTL at the same interval of GA285 and CT580 on chromosome 2 were significant for color parameters L*, b*, and C; the latter two traits also shared another QTL region on chromosome 8. Two QTL on chromosome 2, qPH‐2 and qFL‐2‐1, flanked by CT87 and G1234, were identified for phenolic and flavonoid content with large additive effects, explaining 16.91 and 12.71%, respectively, of the total phenotypic variation. Three QTL located at the same interval of G379A and CT360 on chromosome 7 were detected for color parameters a* and H°, and antioxidant capacity, which might be allelic to the Rd gene that is responsible for the production of the pigment in brown rice. The results of the present study may provide new opportunities for rice breeders with potential markers to improve nutritional quality by marker‐assisted selection approach.     

兼具水稻纹枯病拮抗功能的生物水稻育苗基质效果研究

水稻纹枯病是水稻上常见的土传病害之一,为了研发出可防治水稻纹枯病兼具促生效果的功能型生物水稻育苗基质,本研究选用前期筛选出具有固氮解磷功能的根际促生菌:LY5枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、LY11解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、X2摩拉维亚假单胞菌(Pseudomonas moraviensis)、X3沙芬西芽孢杆菌(Bacillus safensis)、X8绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis),首先探索该5株促生菌对水稻纹枯病病原菌的抑菌率,再将其与水稻纹枯病病原菌混合,在实验室已筛选出的最适配比基质基础上,研发功能型生物水稻育苗基质。在盆栽条件下,与市售水稻育苗基质对比,验证功能型生物水稻育苗基质对水稻纹枯病发病率、水稻幼苗生长和体内抗性相关酶类的影响。结果表明:(1)5株根际促生菌对水稻纹枯病病原菌均具有拮抗作用,抑菌率达到35.31%～40.20%。(2)5株拮抗促生菌能够降低水稻纹枯病的发病率,其中添加LY11菌株的处理较对照处理的每盘出苗数显著增加了110.41%,而发病率显著降低了...     

利用InDel标记鉴定水稻育种材料的籼粳属性

准确高效鉴定水稻材料的籼粳属性对于开展水稻籼粳亚种间杂种优势利用有着重要意义.利用19对基于籼稻(9311)和粳稻(日本晴)全基因组DNA序列比对获得的差异片段而设计的特异插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)引物,对48份育种上常用的籼稻、粳稻和中间型材料(品种)进行了InDel 标记的籼粳属性分析,利用DNA样品在这19对InDel位点上的籼型或粳型基因频率,结合聚类分析和主成分分析,确定了这些材料的籼粳属性,通过比对程氏指数法的籼粳鉴定结果检验了InDel分子标记法在水稻籼粳属性鉴定上的有效性.结果表明,InDel分子标记法与传统的程氏指数法的总体吻合率为89.58％,在典型籼稻或典型粳稻材料上两者的吻合率为100％;在具有复杂遗传背景的中间型材料上,InDel分子标记法比程氏指数法具有更高的准确性.因此,InDel分子标记法是真正鉴定籼粳的特异方法,比传统方法具有更高的灵敏性和准确度,可以用于籼粳属性鉴定及遗传分化研究.     

早稻产量动态预报模型

利用早稻不同生育阶段气象因子的综合聚类指标选择气象相似年型，再根据相似年的产量变化确定分析年的产量气象影响指数，建立全国和区域早稻单产动态预报模型。通过对1995—2004年早稻产量进行动态预报，结果表明，4月30日、5月31日、6月30日和7月31日预报的早稻产量增减趋势的预报正确率均为100％，产量预报准确率为97．5％、96．6％、98．1％和96．9％，从而可实现早稻产量的连续、动态、定量化预报，促进有关业务服务的发展。     

CRISPR/Cas9基因编辑系统及其在水稻育种中的应用综述

综述了CRISPR/Cas9基因编辑系统及其在水稻育种中的应用。在水稻基因组水平上进行基因定向编辑改造对水稻育种具有重要意义。CRISPR/Cas9基因编辑系统是近几年来研究发现的一种定点基因组编辑新工具,仅需要短RNA和核酸酶就可以对特定的靶标基因进行突变,因其简便高效而被广泛应用于包括水稻在内的多种生物的基因组编辑中。     

空间诱变选育抗稻瘟病水稻品种研究进展与展望

长期的生产实践证明挖掘新的抗病资源、鉴定和利用抗病基因是防治稻瘟病最为经济有效的策略。因此,挖掘新的抗病资源以改良水稻品种的抗病持久性,是当前稻瘟病抗病育种的当务之急。空间诱变育种在创造优异新种质、诱导新的基因资源和培育农作物新品种上已发挥其独特的优势和作用,是农作物遗传改良的新途径,是未来作物育种新技术的重要组成部分。实践证明,空间诱变手段可对水稻品种的稻瘟病抗性进行有效改良,且已育成多个抗稻瘟病优良品种。本文对近20多年来水稻空间诱变抗稻瘟病育种研究现状进行概述,如空间诱变水稻稻瘟病抗性变异特点、空间诱变抗稻瘟病育种成果以及空间诱变稻瘟病抗性变异机理等,以期为进一步揭示空间诱变变异机理和开展水稻空间诱变抗病育种工作奠定理论基础。