香软米水稻的研究进展

随着生活水平的提高,人们不仅仅满足于解决温饱问题,对稻米品质的要求日益提高,促使科学家们对于我国香稻和软米资源越来越重视。近年来,随着水稻功能基因组和测序技术的快速发展,针对水稻香味基因和软米相关基因的研究取得了较大进展,并开发了一系列的功能标记应用于香软米品种培育。本文在了解了近年来相关研究现状的基础上,归纳了香味基因、淀粉合成相关基因、软米相关基因的研究进展以及香软米水稻品种培育的研究进展,并对基因编辑技术在香软米水稻培育的应用前景作综述。     

水稻米香基因的染色体定位研究

以标记基因系、ＩＲ３６三体以及粳稻易位系为材料，通过杂交研究了我国香稻品种所携米香基因在染色体上的位置，以咀嚼法测定双亲、Ｆ１、Ｆ２及Ｆ２植株上Ｆ３种子的米香。结果表明，米香基因与分属水稻１１个染色体的３６个标记基因表现独立遗传，而与位于第８染色体上的标记基因ｖ－８表现连锁，估算２基因之间的重组值约为（３７．５５±２．８６）％，推定控制水稻米香的基因位于第８染色体上。     

陕西省水稻种质资源的香味基因检测

【目的】明确陕西省主要水稻种质资源中香味基因的存在状况,为香型水稻育种提供依据。【方法】利用针对香味基因fgr开发的四引物扩增受阻突变体系PCR技术,对陕西省164份水稻种质资源的香味基因fgr进行检测。【结果】在164份供试水稻材料中,127份为非香材料,2份为香型纯合体,35份为杂合体。【结论】本试验检测结果真实可靠,所用四引物扩增变阻突变体系PCR可以作为香型水稻检测认定的有效方法;陕西省水稻种质资源中香味基因占有一定比例。     

陕西省水稻种质资源的香味基因检测

[目的]明确陕西省主要水稻种质资源中香味基因的存在状况,为香型水稻育种提供依据.[方法]利用针对香味基因fgr开发的四引物扩增受阻突变体系PCR技术,对陕西省164份水稻种质资源的香味基因fgr进行检测.[结果]在164份供试水稻材料中,127份为非香材料,2份为香型纯合体,35份为杂合体.[结论]本试验检测结果真实可...     

水稻米香基因的染色体定位研究

以标记基因系、ＩＲ３６三体以及粳稻易位系为材料，通过杂交研究了我国香稻品种所携米香基因在染色体上的位置，以咀嚼法测定双亲、Ｆ１、Ｆ２及Ｆ２植株上Ｆ３种子的米香。结果表明，米香基因与分属水稻１１个染色体的３６个标记基因表现独立遗传，而与位于第８染色体上的标记基因ｖ－８表现连锁，估算２基因之间的重组值约为（３７．５５±２．８６）％，推定控制水稻米香的基因位于第８染色体上。     

分子标记辅助选择选育香稻恢复系

为了选育香稻恢复系,以广东香稻品种美香占为香味基因供体,以自育抗性恢复系丰986和R476为受体,通过比较编码BAD2(betaine aldehyde dehydrogenase)的fgr基因序列和9311序列设计功能性STS标记Aro,并在回交和复交的分离世代利用Aro标记开展香味基因的分子标记辅助选择育种,同时使用氢氧化钾法对香味基因纯合的单株的香味性状进行鉴定,鉴定结果表明Aro标记在香稻育种过程中选择效率达到100%,最终选育出农艺性状较好并具有抗白叶枯病基因Xa21和抗褐飞虱基因Bph14的香型恢复系C349和C354.分别利用C349、C354和两系不育系广占63S、Y58S配组.试验结果表明,在产量水平上含有香味基因的恢复系C349和C354与广占63S配制组合的单株粒重分别达到41.30 g、42.60 g;与Y58S配制组合的单株粒重分别为38.02 g、41. 89 g,均与对照品种扬两优6号的产量水平相当.     

水稻软米与香米的遗传基因与调控

水稻的蒸煮性与味道是稻米品质的重要方面,通过控制水稻直链淀粉合成基因的理解,从而可以育出软硬适合的软米;而极大部分水稻种质的香味性状受badh2等位基因控制,通过利用水稻基因BADH2的定点敲除系统,为创制香米种质资源、培育优良香米品种提供了一种高效的育种方式。     

不同香味等位基因粳稻的分子和香味特性研究

利用水稻甜菜碱醛脱氢酶Badh2基因的两个外显子缺失标记引物从60份优质常规粳稻中筛选到11份香稻材料,对其分子基础和香味特性进行分析。追踪香稻系谱,发现外显子7缺失的材料其香味可能与籼稻种质有关。进一步利用第8染色体上37对SSR引物分析11份材料遗传基础,结果有20对呈现多态且检测到64个等位基因变异,平均等位基因数目为3.2个。聚类分析发现苏香粳1号和苏香粳2号归为一类且与其他材料遗传距离较远;对两品种感官评价发现幼苗植株和米饭香味特性均表现突出。利用半定量RT-PCR检测幼苗植株香味基因的表达量,发现不同品种幼苗地上部表达各异,且根部有香味基因不同程度的表达。研究结果为了解粳稻品种的香味特性和香稻育种提供了一定依据。     

宁夏自育水稻品种及部分引进品种的稻瘟病抗性基因分子标记检测

为明确宁夏水稻种质资源中含有的抗稻瘟病基因型及基因数量,为水稻抗稻瘟病分子标记辅助选择育种奠定基础。采用与抗稻瘟病基因Pita、Pi-kh、Pib、Pi2、Pi-km、Pi9、Pi5紧密连锁的7个分子标记,对25份宁夏自育水稻品种和55份引进水稻品种的抗稻瘟病基因进行分子检测。结果表明,宁夏自育水稻品种的抗稻瘟病基因较少,68%的材料仅含1~2个抗瘟基因,缺乏Pita、Pi2基因;抗病性鉴定也证实,只有8份材料达到中等抗性,主要含有Pib、Pi-km、Pi9抗瘟基因。37%的引进品种含3~6个抗稻瘟病基因,主要抗瘟基因有Pib、Pi-kh、Pi-km、Pi2、Pi9和Pita,这些材料均可为宁夏水稻抗稻瘟病的分子标记辅助选择育种提供抗病基因。     

利用分子标记辅助选择双基因Xa21和fgr水稻植株

通过有性杂交和田间选育,利用分子标记辅助选择、田间抗性鉴定及香味鉴定,将广谱高抗白叶枯病的基因Xa21和香味基因fgr聚合到同一单株中,获得了双基因纯合且农艺性状稳定的株系。用中国7个流行性白叶枯病菌进行抗病性鉴定,结果表明植株抗性级别为高抗,与供体亲本抗谱一致,抗性水平相当,且具有浓郁香味。     

32份粳稻骨干亲本抗稻瘟病基因的分子检测

为明确Pi-ta和Pi9稻瘟病抗性主效基因在32份粳稻骨干亲本中的分布状况,利用抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi9的分子标记对32份粳稻骨干亲本进行检测。结果表明,在32份骨干亲本中,Pi-ta抗性基因检出率为46.88%,Pi9抗性基因检出率为12.50%,同时检测到Pi-ta和Pi9抗病基因,检出率为3.12%,不含有Pi-ta和Pi9抗病基因的材料占比为43.75%。在骨干亲本中,Pi-ta单个基因的检出率较高,Pi9单个基因的检出率较低,同时含有Pi-ta和Pi9抗病基因的材料较少,因此可见,多个抗稻瘟病基因的聚合育种是今后水稻抗病育种的重点。     

BADH引物检测水稻香味基因的研究

[目的]为了检测水稻中的香味基因,为其在香稻选育中的应用提供依据。[方法]从泰国香稻的回交后代材料BC3F2和中国的香稻中提取DNA后,加入BADH引物进行PCR扩增,并进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测香味基因。同时,对含香味基因的单株利用KOH溶液作叶片香味鉴定,并比较两种检测结果。[结果]电泳结果表明,94份样品中有32份样品含有纯合的香味基因,19个样品为香味基因的杂合体,与KOH溶液法检测香味的结果一致。BADH引物PCR扩增结果表明,香味来源于新香B的后代材料能产生明显的DNA扩增带,其香味基因与KDLM105以及Basmati香稻品种的香味基因均位于第8染色体上,属于等位基因。[结论]在香稻品种选育中,利用BADH引物能准确检测出含香味基因的植株,显著地缩短香稻品种育成的年限。     

用转基因技术培育水稻软米品种

通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefacients)介导的方法,进行水稻反义蜡质基因的遗传转化,获得水稻转基因植株.经PCR分子检测,转基因植株均为阳性.对T2代单株的直链淀粉含量测定,获得了直链淀粉含量在14%以下的单株,经T3株系不同单株的直链淀粉含量测定得到了稳定的软米株系,证明反义蜡质基因的转化对降低稻米直链淀粉含量有效.这对稻米淀粉品质改良,丰富水稻种质资源有积极作用.     

白叶枯病抗性基因Xa21分子标记检测与表型鉴定的选育效果评价

以国际水稻研究所育成的抗白叶枯病多基因聚合品系IRBB52,IRBB54和IRBB57-IRBB60,作为抗性供体对宁波市农科院和宁波市种子公司合作育成的恢复系g71,g94,g95,g96和g145进行改造培育,筛选出白叶枯病抗性育种材料03-962和03-963等.应用剪叶接种方法对育种材料03-962和03-963等的白叶枯病抗性表现型进行鉴定,应用分子标记检测方法对育种材料03-962和03-963等是否携带Xa21基因进行鉴定.并对两种不同鉴定方法进行比较,提出水稻白叶枯病抗性育种的抗性鉴定方法:在筛选的低世代采用剪叶接种判断水稻抗性表现型,在筛选高世代采用分子标记检测确定抗性基因.     

沙门氏菌invH基因的序列分析与分子检测

根据沙门氏菌的invH基因序列设计1对引物,应用聚合酶链反应技术,分别对3种沙门氏菌标准菌株和5种非沙门氏菌株进行PCR扩增,结果3种标准沙门氏菌株均扩增出479 bp的特异条带,非沙门氏菌皆无特异带扩增。对3种标准株的扩增片段进行克隆及序列分析,证实沙门氏菌的invH基因序列比较保守;对19种地方分离沙门氏菌进行PCR特异性检测,结果有16株扩出特异性条带,表明本研究建立的沙门氏菌检测方法具有较高的特异性。     

兰花香味相关基因的RAPD分子标记

采用简化的CTAB法提取了16种有香和无香春兰的基因组DNA,并以此为模板,采用BA系列的100条随机引物,进行RAPD分析,其中引物BA0088(G08)对香花春兰的扩增产物中具有一条特异性的370 bp的条带,带型清晰,重复性较好,为进一步确定与香味成分相关基因连锁的RAPD标记打下了基础。     

分子标记辅助选择改良南粳5055米香性状的研究

为进一步提高优良食味水稻品种南粳5055蒸煮食味品质,利用分子标记辅助选择,将米香基因badh2成功导入南粳5055中。在分子标记对目标基因进行前景选择的同时,利用《NY/T 1433-2014》推荐的48个以及作者实验室筛选的31个SSR标记进行背景检测;在BC₃F₂世代,筛选出遗传背景与轮回亲本一致的单株,结合农艺性状筛选及品质分析,获得所考察性状与南粳5055一致且携带米香基因的南粳5055新品系;并就背景选择中不同来源分子标记对江苏粳稻品种的鉴别力问题进行了讨论。