水稻多酚氧化酶基因功能标记的开发与应用

 水稻酚反应是水稻分类的重要依据。控制水稻酚反应的多酚氧化酶基因(PPO)已经克隆,根据其等位基因的DNA序列差异设计了InDel功能标记FMppo 18和FMppo 29。利用这两个标记对45份材料进行了标记基因型分析和酚反应鉴定。结果发现3份普通野生稻为非缺失带型;8份籼稻材料中6份为非缺失带型,而Dular为缺失29 bp带型,龙晴为缺失18 bp带型,表明Dular和龙晴分别携带29 bp和18 bp缺失的PPO等位基因;11份粳稻材料中9份携带18 bp缺失的PPO等位基因,2份携带29 bp缺失的PPO等位基因。对23份杂草稻鉴定的结果表明,7份早年发现的杂草稻,即3份江苏省连云港穞稻和4份安徽省怀远、来安、全椒、肥东的塘稻为非缺失带型;而16份近年来发现的杂草稻中14份不缺失,2份表现为18 bp缺失的PPO等位基因,与江苏省大面积推广的栽培粳稻品种携带相同的PPO基因。酚反应结果表明带29 bp或18 bp缺失的PPO等位基因的材料酚反应呈阴性,而不缺失的材料酚反应呈阳性。标记基因型与酚反应表现型完全对应。表明这两个功能标记可用于水稻种质资源鉴定、进化研究以及多酚氧化酶基因的分子标记辅助选择育种。     

9个广西常规香稻品种香味及香味基因变异类型分析

为加快广西香稻品种选育及新育成品种的推广应用,利用感官法和仪器测定法对9个广西常规香稻品种的香味表型进行鉴定,利用吸嗅蒸汽法对其香味类型进行评价,并应用目前已经开发的6个香味基因变异类型的功能标记对其香味基因型进行鉴定。结果表明,感官法和仪器测定法鉴定结果一致,9个供试品种均为香稻品种;除桂野丰为芋头香型,其他8个品种均为爆米花香型;除桂茉香1号外,其他8个香稻品种均为第7外显子缺失8 bp变异类型。桂茉香1号香味评分75分,2-乙酰-1-吡咯啉含量74.838μg/kg,却不属于本研究检测的6种Badh2基因变异类型,有待进一步鉴定和研究。     

应用CRISPR/Cas9技术与分子标记辅助选择创制广东丝苗米新种质

【目的】创制优质香型丝苗米水稻新种质，探索水稻育种改良新途径，助力广东丝苗米品牌建设。【方法】以广东省农业主导品种粤农丝苗(YNSM)与优质稻粤王丝苗(YWSM)为材料，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点编辑上述品种的香味基因Badh2，创制香稻新品系，随后通过分子标记辅助选择(MAS)技术定向导入GW7/GL7位点，系谱选育优质香型丝苗米水稻新种质。【结果】利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功创制两个香稻新品系yn-ko^badh2与yw-ko^badh2，其2-AP含量均极显著提高，达到239.39～440.79μg/kg，而有效穗数、每穗实粒数、糙米外观品质、千粒重与产量等主要农艺性状均未受到显著影响；MAS技术结合系谱选育的方法成功选育两个丰产性好、籽粒长宽比超过4.3的优质香型丝苗米水稻新品系NW^badh2GW7-1与NW^badh2GW7-2，达到广东丝苗米品种关于香味与外观粒型的认定标准。【结论】利用CRISPR/Cas9基因编辑与分子辅助选择技术相结合可精准、高效地创制新的优...     

香稻不育系新香A的选育及其香型应用研究概述杂交稻的应用研究概述

湖南杂交水稻研究中心于1984的开始从事优质高产杂交稻选育研究，利用国外优质香稻资源MR365，经过近lOa的努力，率先育成我国第1个不育性稳定、可恢复性好、配合力强、异交结实率较高且米质优良的香稻不育系新香A，首次采用香稻不育系与非香的恢复系配组的方式育成香型杂交稻，香型杂交稻具有不同于普通常规香稻品种或杂交香稻（香稻不育系／香稻恢复系)的特性，普通香稻或杂交香稻的植株及其上所结籽均表现出香味，而香型杂交稻的植株是非香的，且其植株上所结籽粒仅有一小部分具有香味，这种类型的香稻恰好符合人们的饮食习惯，迄今为止，以新香A为母本已配制出一大批香型杂交稻组合，其中7个组合已先后通过湖南、湖北、江西、福建、广西和贵州等省的省级品种审定或国家品种审定，这些组合不仅表现出高产（在各省区试和全国区试中比对照增产l.06％～11.2％)，而且米质较优，食味好，且部分籽粒具有香味，目前已开始在全国范围内推广应用，深受广大农民喜爱，综述了香味供体亲本MR365及其衍生品种（系）的香味遗传、新香A的选育及其香型杂交稻的生产应用概况。     

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Wx基因的遗传多态性及其与主要米质指标的相关性分析

利用RM190和484/W2R ACCⅠ标记分析了50个水稻非糯品种的Wx基因的等位性变异。其中,RM190揭示出7种(CT)n纯合变异类型和1种杂合类型,分别为 (CT)20、(CT)19、(CT)18、(CT)17、(CT)14、(CT)11、(CT)10和(CT)11/(CT)18,并以（CT）11和（CT）18两种类型为主;484/W2R ACCⅠ共揭示出2种纯合类型和1 种杂合类型,分别为G/G型、T/T型及G/T型;(CT)11大多为G/G型,(CT)18大多为T/T型,这两个标记可将供试材料划分为10种等位基因变异类型。进一步分析表明,RM190揭示的Wx基因多态性可以解释直链淀粉含量变异的59.3 %;484/W2R ACCⅠ揭示的Wx基因多态性可以分别解释直链淀粉含量及胶稠度变异的56.1%和24.6%;而两标记共同可解释直链淀粉含量变异的72.4%。还对这两个标记在育种实践中的应用前景进行了探讨。     

通过分子标记辅助选择技术选育携有水稻白叶枯病抗性基因Xa23的水稻株系

 通过杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料18113携有的水稻白叶枯病抗病基因Xa23导入亚种间恢复系H705和优质恢复系H706。利用EST标记C189检测目的基因,在18113/H705 F3和18113/H706 F3株系中,分别获得71和52份携有Xa23纯合基因型恢复系。采用水稻白叶枯病Ⅳ型小种代表菌株浙173进行剪叶接种,分别鉴定出61和44份抗病株系,它们的分子标记辅助选择准确率分别为85.92%和84.61%。研究结果表明,C189是检测Xa23基因的有效分子标记之一,不过,其假阳性的几率高于理论交换率的现象还有待于进一步研究。     

金粳818抗咪唑啉酮类除草剂基因的功能标记开发与应用

【目的】培育抗除草剂品种是水稻育种中的一个重要方向,开发高效的功能标记可以加快抗除草剂性状的筛选工作。【方法】利用开发的dCAPS和KASP分子标记对试验材料的基因型分型,另结合除草剂喷施试验进行表型鉴定。【结果】测序结果验证了前人发现的金粳818中乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）基因第627位氨基酸由丝氨酸（serine,S）突变为天冬酰胺（asparagine,N）是其抗咪唑啉酮类除草剂的主要原因,本文将其命名为ALS^627N。根据此变异位点的DNA序列差异,开发了两个新的功能标记dC-ALS-627和K-ALS-627,可有效区分ALS^627N纯合型、杂合型及非突变纯合型。【结论】两个标记均可以广泛用于ALS^627N基因的标记辅助选择育种,有助于加快培育抗咪唑啉酮类除草剂新品种,具有重要的实际应用价值。     

基于HRM技术开发水稻糊化温度基因ALK功能标记

【目的】糊化温度是影响稻米蒸煮食味品质的重要指标,ALK是控制水稻糊化温度的主效基因,开发可快速高通量鉴定ALK基因型的功能标记有助于提高水稻品质改良的效率。【方法】根据ALK基因4198位、4329位和4330位存在的单碱基差异,设计基于HRM技术检测的基因功能标记。【结果】通过PCR检测结合测序分析,筛选了ALK基因2个功能区域的功能标记ALKH4、ALKH5。利用ALKH4、ALKH5对81份籼稻品种、279份粳稻品种进行了ALK基因型检测,结果发现,16份粳稻和19份籼稻为G-GC基因型;51份粳稻为A-GC基因型;212份粳稻和62份籼稻为G-TT基因型。【结论】基于HRM技术开发的基因功能标记ALKH4、ALKH5可以快速高通量鉴定控制糊化温度ALK不同基因型,具有重要的应用价值。     

香稻不育系新香A的选育及其香型杂交稻的应用研究概述

湖南杂交水稻研究中心于1984年开始从事优质高产杂交稻选育研究,利用国外优质香稻资源MR365,经过近10 a的努力,率先育成我国第1个不育性稳定、可恢复性好、配合力强、异交结实率较高且米质优良的香稻不育系新香A.首次采用香稻不育系与非香的恢复系配组的方式育成香型杂交稻.香型杂交稻具有不同于普通常规香稻品种或杂交香稻(香稻不育系/香稻恢复系)的特性,普通香稻或杂交香稻的植株及其上所结籽粒均表现出香味,而香型杂交稻的植株是非香的,且其植株上所结籽粒仅有一小部分具有香味.这种类型的香稻恰好符合人们的饮食习惯.迄今为止,以新香A为母本已配制出一大批香型杂交稻组合,其中7个组合已先后通过湖南、湖北、江西、福建、广西和贵州等省的省级品种审定或国家品种审定.这些组合不仅表现出高产(在各省区试和全国区试中比对照增产1.06～11.2%),而且米质较优,食味好,且部分籽粒具有香味,目前已开始在全国范围内推广应用,深受广大农民喜爱.综述了香味供体亲本MR365及其衍生品种(系)的香味遗传、新香A的选育及其香型杂交稻的生产应用概况.     

一种新的水稻香味基因功能标记的开发与应用

香味是影响稻米品质的一个重要性状,Badh2基因突变是水稻产生香味的主要原因,水稻香味产生主要有Badh2基因第2、4、5、7、8外显子突变类型,其中研究最多的是第7外显子突变类型.为了提高水稻香味性状检测的准确性、安全性和效率,本研究根据水稻Badh2基因突变(第7外显子8 bp缺失、3 bp突变)的序列设计开发了3...     

香稻"A04"香味的遗传研究

用香稻材料“A04”与不同的非香稻材料杂交，采用氢氧化钾测定法鉴定杂交组合双亲、F1、F2和B1F1稻株叶片的香味，统计各组合杂种后代有香味与无香味的分离比率。结果表明：香稻材料“A04”的香味是由一对隐性基因控制的性状。本文还对香味基因在水稻育种上的利用进行了探讨。     

抗条纹叶枯病基因STV11的功能性分子标记建立及粳型抗源筛选

条纹叶枯病是水稻(Oryza sativa L.)上最严重的病害之一。STV11是从籼稻Kasalath中鉴定的条纹叶枯病抗性基因,根据Kasalath型条纹叶枯病基因STV11 KAS6个碱基缺失的功能性多态性序列差异,设计基于PCR的功能性分子标记qstv11。利用此标记对299份试验材料[5份抗病品种、5份感病品种、41份辽宁省育种材料、17份日本粳型材料、142份秋光/七山占重组自交系(群体A)、85份笹锦/Habataki//笹锦回交重组自交系(群体B)、群体亲本4份]进行基因型分析并进行抗病性鉴定。结果表明,qstv11能够较好区分抗感基因型,而且在测试材料中与条纹叶枯抗性整体呈现共分离。41份辽宁材料中鉴定出含有STV11-R(抗)材料1份;日本粳型材料该位点均为STV11-S(感);群体A和B中分别筛选出粳稻背景STV11-R型材料24份和6份。     

A Cleaved Amplified Polymorphic Sequence Marker to Detect Variation in Wx Locus Conditioning Translucent Endosperm in Rice

The translucent endosperm trait in a japonica rice variety‘Kantou 194’is controlled by a Wx-mq gene which is allelic to Wx locus by genetic analysis and allelic test.The amylose content analysis showed that an intermediate amylose content between those of glutinous and non-glutinous rice existed in endosperm of homozygous Wx-mq genotype.The slight changes of amylose content in different varieties and F1 grains with an identical Wx-mq genotype might be influenced by dissimilar genetic background.To identify ...     

Improvement of Grain Shape and Fragrance by Using CRISPR/Cas9 System

【Objective】 CRISPR/Cas9-mediated genome editing has become an important way for molecular breeding in rice. To promote rice breeding, the non-fragrant japonica rice variety Longjing11 was used as the test material. This study aims to edit GS3, GS9 and Badh2 genes for obtaining valuable and stable long-grain fragrant rice materials. 【Method】 The target genes GS3, GS9 and BADH2 were selected to construct the vector pYLCRISPR/ Cas9-GS3/ GS9/Badh2-gRNA by using CRISPR/Cas9 gene editing technology. The Agrobacterium-mediated transformation was used to transform Longjing11. Specific mutations were introduced into the GS3, GS9 and Badh2 genes in Longjing 11. 【Result】 The grain length of the transgenic free homozygote gs3/gs9/badh2 increased by 26.43% to 27.01%, yield per plant by 10.82% to 12.11%, 1000-grain weight by 18.34% to 41.36%, rice became fragrant as compared with wild type of Longjing 11. This study efficiently transformed round-grain rice into long-grain fragrant rice. 【Conclusion】The homozygous mutant lines featured by stable inheritance and long-grain fragrant quality were obtained by using CRISPR/Cas9 system. This study provides a convenient and effective way of combining multiple quality traits together, which could significantly accelerate breeding process from a breeding perspective.     

Construction and Testing of a Primary Microsatellite Database of Major Rice Varieties in China

Sixty-three major inbred varieties and parental lines of major F1 hybrids used in the commercial rice production in China were assayed with rice microsatellites screened in a previous study and additional microsatellites on four chromosomes. A set of 24 markers was selected and proposed for its application in the variety identification of rice, which are distributed on all the 12 rice chromosomes with 2 markers on each chromosome. The 63 major varieties and parental lines, as well as 41 major F1 hybrids, were genotyped with the markers. Alleles detected in each line at each marker locus were verified. By matching marker genotypes of corresponding F1, maternal and paternal lines of hybrid rice, high reliability of the maternal lines was verified, data on the paternal lines were modified, and a false hybrid was removed. A database containing genotype data of 103 major rice varieties and parental lines at the 24 marker loci was constructed and analyzed.