水稻叶片衰老分子机制研究进展

水稻的衰老对产量和品质影响很大,有关衰老机理的研究,有助于我们研究延缓水稻衰老的具体技术,对选育高产水稻品种具有重要的指导意义。各国科学家经过多年的努力,在水稻叶片衰老分子机制的研究中取得了一些初步的进展。本文对近年来前人在水稻叶片衰老相关突变体及基因克隆等方面的成果进行综述,探讨了水稻叶片衰老的分子调控机制,以期为水稻高产育种提供相应的参考。     

水稻叶片保绿性的分子遗传研究进展

植物叶片的衰老是植物在长期进化过程中形成的适应机制,与收获器官的形成及营养转运密切相关,受植物内部因素调节,属于不可逆转的过程。作物叶片过早衰老将导致同化能力降低,影响作物的产量和品质。加强植物叶片功能研究将有助于改善我国农作物品质、增加产量。水稻作为我国的第一大粮食作物,延缓水稻叶片衰老,延长其光合功能期对提高产量有着重要的意义。本文将从水稻叶片保绿性的概念和分类、叶片保绿过程中叶绿素的功能及其降解等生理生化特点、叶片保绿性的表型遗传和基因效应等遗传特性以及叶片保绿性分子调控等几个方面的进行综述。理清水稻叶片保绿性的分子遗传机制,对具高保绿能力叶片的高产水稻品种选育及高产潜力水稻种质资源的挖掘都具有重要指导意义。     

中国科研团队发现调控水稻高产的新机理

正中国农业科学院研究团队经过多年研究,揭示了土壤磷肥状况影响水稻叶片直立性的分子机理,为设计培育高产水稻品种提供了理论基础。上部叶片直立的水稻品种能够通过合理密植提高单位面积光合效率和养分利用效率,实现水稻高产。水稻生长需要大量磷元素,因此土壤磷素肥力不足,易导致水稻叶片直立成"一炷香"状,分蘖减少,最终导致减产。     

利用分子标记辅助选择聚合水稻抗病基因Pi-ta、Pi-b和Stv-bi

水稻稻瘟病和条纹叶枯病是长江中下游粳稻稻区两大主要病害,选育抗病品种是防治这两大病害最有效的方法。以同时含有稻瘟病抗病基因Pi-ta和Pi-b的武运粳8号,含有条纹叶枯病抗病基因Stv-bⁱ的镇稻42为基因供体配置杂交组合。利用Pi-ta和Pi-b的基因标记和Stv-bⁱ紧密连锁的分子标记对分离世代进行基因位点的检测,结合田间多代选育、抗性鉴定将3个抗病基因同时转育到高产品种中,选育出高产、优质、多抗水稻新品系74121。利用分子标记辅助选择,为选育多抗水稻新品种提供了一种简单、快捷的选择方法,同时也为水稻抗病育种提供了新的遗传资源。     

黑龙江超高产水稻品种叶部特征的研究

叶片形状及空间排布是水稻重要的形态特征之一,直接影响水稻的光合作用。为探讨在黑龙江寒地特殊生态环境下,超高产水稻品种的叶部特征,指导寒地超高产水稻品种的选育,开展了本研究。以黑龙江超级稻松粳9号、龙稻5号和龙粳14为试验材料,分别以生产中同熟期的品种藤系138、龙稻3号和合江19作为对照,进行了水稻群体叶面积动态、齐穗期功能叶片的各性状以及与干物质积累的关系等研究,根据试验结果,结合笔者的高产育种经验,提出黑龙江省高产水稻开花后的上3叶特征应为:剑叶较长、基角和张角小,倒2叶和倒3叶厚、基角10~20、张角20~30,叶片衰老慢。     

水稻生长对干旱胁迫的响应及抗旱性研究进展

水稻是我国主要粮食作物,也是用水量最多的作物.研究水稻抗旱性,培育抗旱水稻品种,实现水资源不足背景下水稻的高产和稳产,有助于缓和粮食生产与水资源短缺之间的矛盾.国内外学者对水稻抗旱机理、抗旱鉴定指标以及抗旱相关基因的分析等做了大量研究并取得了突破性进展.本文从形态特征、生理生化特性以及分子水平等方面综述了干旱胁迫对水稻生长的影响,全面了解水稻在干旱胁迫下的形态变化及其生理生化抗旱机制,以期为鉴定筛选抗旱种质、选育抗旱品种提供参考.     

植物叶片衰老相关研究进展

植物叶片衰老是生命科学研究的热点之一。研究植物的衰老机理以及有效防止早衰具有重要的理论意义和实用价值。本文就国内外有关植物叶片衰老的影响因素、叶片衰老相关基因及其分子机制等的研究进展进行了概述,对今后的研究方向作了展望。     

Y两优7号母本直播高产优质制种技术

Y两优7号是由湖南杂交水稻研究中心利用生物分子育种技术选育而成的超高产杂交水稻组合,属两系迟熟杂交籼稻。由于注入了水稻高产基因,品种的产量潜力很大,已通过湖南省审定和超级稻认定。该组合表现出稳产、高产、米质优、抗病性强和产量高等特     

多抗基因聚合的特种稻海丰黑糯2号抗病虫鉴定和分子标记检测

稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱和三化螟是海南水稻生产主要病虫害,为选育多抗水稻品种,本研究对特种稻新品种"海丰黑糯2号"进行田间喷雾及接种鉴定,并应用分子标记检测和分析抗病虫基因。结果显示海丰黑糯2号中抗白叶枯病和三化螟,分子标记检测聚合了稻瘟病Pi1和白叶枯Xa23、稻飞虱Bph14和Bph15等多个抗性基因。研究探索了应用分子标记和田间鉴定两种方法选育抗病虫品种,拟为水稻抗病虫育种应用提供参考。     

一个水稻叶片衰老上调表达基因的初步生物学功能分析

叶片衰老是其发育的最后阶段。通过对水稻叶片衰老机制的研究, 有计划地控制或延缓衰老的发生具有重要的理论价值和实践意义。本研究基于基因表达芯片数据挑选了一个叶片衰老上调表达候选基因A12 (LOC_Os 07g41230)。A12基因在水稻全生育期表达谱数据库中的表达模式及在水稻抽穗后不同时期剑叶中的表达量检测结果进一步证明其确为叶片衰老上调表达基因。生物信息学预测A12基因启动子区域存在大量的与激素诱导相关的顺式作用元件。实时定量PCR结果显示A12基因对茉莉酸(JA)和激动素(KT)的诱导有明显的响应, 但是对油菜素内酯(BR)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)及脱落酸(ABA)的诱导则无明显响应。对A12基因对应的水稻T-DNA插入突变体观察发现, A12基因的突变会导致剑叶早衰。这些结果为进一步深入研究A12基因的生物学功能打下了基础。     

水稻稻瘟病广谱抗病新等位基因pi21 t的鉴定及其抗性应用

为不断发掘和鉴定新的抗性基因,从而克隆和利用广谱持久抗性基因,选育水稻广谱抗稻瘟病新品种,解决稻瘟病危害。根据已克隆的水稻稻瘟病广谱抗病隐性等位基因pi21的序列设计分子标记Pi21-1,对育种上高频率使用的广亲和品种02428进行PCR扩增,测序比较分析发现了新的等位基因类型,同时对广亲和品种02428进行田间稻瘟病接种鉴定,苗期鉴定结果为免疫,从而鉴定了一个广谱抗稻瘟病的新等位基因pi21t,为水稻广谱抗稻瘟病育种提供了新的有利资源。通过分子标记辅助选择,能够快速明确目标品种中所携带目标基因的等位基因型,从而加快水稻广谱抗稻瘟病育种的进程,提高抗病效率。     

非生物胁迫对水稻抽穗期的影响

水稻(Oryza sativa L.)是重要的粮食作物,其产量与粮食安全和经济发展密切相关。水稻抽穗期是一个重要的农艺性状,对水稻播种季节、产量和适宜种植地区有着极其重要的影响。水稻抽穗期的调控涉及了一系列的基因,而且这些基因彼此之间存在着复杂的相互调控关系。盐、干旱和温度等非生物胁迫严重影响水稻抽穗期,解析非生物胁迫对水稻抽穗期的影响及其分子机理,有助于抗逆水稻新品种的选育。本研究梳理了水稻抽穗期调控的分子机制,以及非生物胁迫对水稻抽穗期的影响,以期为水稻耐逆品种的选育提供理论指导。     

烟叶成熟过程相关基因变化及其叶绿素降解

烤烟叶片成熟过程与衰老是烟草发育的重要阶段,是一个复杂和高度调控的过程,涉及衰老相关基因的调控表达和叶绿体的分解,也是烟草质量和品质形成的关键时期,因此其成为烟草生产和研究的重要时段。介绍了烟叶衰老过程相关基因的表达变化和叶绿素分解的过程,为从分子水平定义烟叶的成熟度提供理论依据。     

利用分子标记辅助选择聚合水稻Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因

近年来,优良食味粳稻品种南粳46、南粳5055和南粳9108在江苏等地大面积推广,促进了优质稻米产业的发展。但这些品种均不抗稻瘟病,且缺乏适合在淮北地区种植的中熟中粳型优良食味粳稻品种。本研究以同时携带稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的江苏抗病、高产粳稻品种武粳15为母本,携带低直链淀粉含量基因Wx-mq的优良食味粳稻品种南粳5055为父本配置杂交组合进行聚合育种。利用Pi-ta和Pi-b基因的分子标记多重PCR体系以及Wx-mq基因的四引物扩增受阻突变体系PCR检测技术,分别在不同的分离世代对目标基因位点进行检测,结合田间多代选育、抗性鉴定和籽粒胚乳外观鉴定,成功地将Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因聚合于一体,选育出稻瘟病抗性好、食味品质优、产量高的水稻新品系"南粳0051",适合在江苏省淮北地区种植。本研究将三套自主研发的PCR检测体系成功应用于分子标记辅助选择,不仅为水稻多基因聚合育种提供了快捷、高效的选择方法,也为水稻抗病、优质育种创制了新的种质资源。     

水稻叶片形态建成分子调控机制研究进展

叶片形态是水稻“理想株型”的重要组成部分,是当前水稻高产育种关注的重点。本文通过对已克隆多个叶形相关调控基因综述了水稻叶片形态(叶片卷曲度、倾角、披散程度以及叶片宽度)建成的分子遗传学研究进展。综合分析认为,水稻叶片的卷曲主要是通过卷叶基因调控叶片近轴/远轴间的发育、泡状细胞的发育及其膨胀和渗透压、厚壁组织的形成以及叶片角质层的发育等来实现。影响植株空间伸展姿态的叶倾角主要通过叶角基因调控油菜素内酯的信号传导来影响叶枕细胞的生长发育;唯一被克隆的影响叶片披垂度的披叶基因DL1是通过控制叶片中脉发育而改变叶片形态的;而窄叶基因则主要通过调控生长素的合成与极性运输、维管组织的发育和分布,影响叶片维管束数目及宽度。但到目前为止,所有已克隆的叶形调控基因间相互调控关系的研究还不够深入,还不能完整清晰地勾勒水稻叶形建成和发育的分子调控网络。因此,在已有的研究基础上更深入地探索水稻叶片形态建成的分子调控机制,对进一步构建相关的调控网络,塑造水稻理想株型具有重要意义。     

程祝宽研究组在水稻叶片发育机制研究中取得新进展

正叶型是水稻重要农艺性状之一,对于植株理想株型构建至关重要。叶片适度卷曲有利于维持叶片的直立状态,促进光能吸收,延缓叶片衰老,增加干物质累积。因此,鉴定叶片形态发育基因,揭示其参与叶片发育的分子机制,对于水稻分子设计育种中具有重要意义。中国科学院遗传与发育生物学研究所基因组生物学研究中心程祝宽研究组,从水稻中克隆了一个新的叶片内     

再生稻高产种质资源筛选及高产群体分析

再生稻高产种质资源是选育强再生力水稻品种的物质基础,缺乏具有强再生力的水稻品种是制约再生稻发展的重要因素之一。引进247份早抽穗水稻核心种质在江汉平原作再生稻种植,从中筛选高产再生稻种质资源,并探究高产再生稻产量形成的关键因素,为再生稻种质资源创新及新品种选育提供基础材料和理论依据。结果表明,247份核心种质在江汉平原两季稻均能正常抽穗成熟,各农艺性状变异系数在10.31%~51.83%,从中筛选出27份高产水稻种质资源。其中,4份双季高产种质两季总单株产量均超过60.00g,可作为亲本用于水稻再生力基因挖掘和再生稻高产育种。再生稻高产群体产量构成分析表明,提高再生稻产量的关键是提高其每穗颖花数和有效穗数;再生稻高产种质头季稻产量与再生季稻产量呈极显著负相关,表明再生稻高产育种方向应从追求单季高产转变为追求周年高产。     

水稻栽培品种淀粉合成相关基因来源及其对品质的影响

为了明确高产水稻品种中与淀粉合成相关基因的性质，为稻米品质改良提供指导。严长杰等以53个典型的籼粳品种和近年育成的高产水稻品种为材料，分析了供试品种的理化品质和RVA谱特征，并利用根据籼粳基因组序列差异设计的Wx、Sbe1、She3基因的分子标记，检测了53个水稻品种的基因型，并分析了3个基因位点的遗传学效应。结果表明，3个分子标记均能很好地区分3个位点上等位基因的籼粳来源，根据3个位点的基因型可将53个品种分为6种类型。单个基因遗传效应分析表明：在不同基因型品种间淀粉的理化特性（AC，GC，RVA）存在显著或极显著差异，3个基因的联合效应在不同基因型组合间也存在显著的差异。     

基于HRM体系开发抗稻瘟病基因Pi2特异性分子标记

Pi2是一个具有广谱抗性的稻瘟病抗性基因,利用分子标记辅助选择技术选育含有Pi2抗性基因的水稻品种已得到越来越广泛的应用。本研究根据稻瘟病抗性基因Pi2及其复等位基因的序列,利用HRM技术开发与Pi2完全共分离的分子标记,并结合水稻DNA快速提取方法,建立中高通量辅助选择体系。该方法体系准确高效、简便快速、成本低廉,能够大大提高抗病育种选育的效率,为分子标记辅助选择育种或者水稻种质资源Pi2基因型鉴定提供技术选择。     

水稻大穗形成及其调控的研究进展

水稻每穗粒数是构成产量的关键因素,现代高产水稻品种多表现为穗大粒多。增加每穗粒数、促进大穗形成是提高水稻产量的重要途径。本文概述了水稻每穗粒数形成与幼穗发育的关系,并结合作者相关研究,从水稻穗型的遗传调控、营养状况与氮肥管理、水分、温光条件和内源激素等方面分析了其对每穗粒数形成的影响。从根系形态生理与幼穗发育、水肥管理和温光条件以及植物激素间的相互作用调节颖花分化与退化的生理和分子机制等方面提出了未来加强水稻大穗形成研究的重点,以期为大穗高产水稻品种选育和栽培调控提供依据。