一个水稻苗期耐冷性的主效QTL精细定位研究

苗期耐冷性是影响水稻生长发育的重要因素之一。此实验以低温导致叶片卷曲的卷曲度作为水稻苗期耐冷性指标,采用182个越光（粳型）/kasalath（籼型）//越光回交重组自交系（backcross recombinant inbred lines,BILs）和162个RFLP分子标记,对苗期耐冷性进行QTL（quantitative trait loci,QTL）定位分析。结果表明,BIL群体中苗期耐冷性均呈连续分布,属于数量性状遗传,并检测到4个控制苗期耐冷性的QTL,分布在第1、3、11、12染色体上,其贡献率为7.4%～21.9%,所有能增强耐冷性等位基因均来自越光;并在其目标区域内进一步设计分子引物把位于第12染色体上的主效qCTS-12定位在约77kb区域内。此研究结果及其检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可为水稻苗期耐冷性分子育种以及相关基因克隆提供理论依据。     

一个东乡野生稻苗期耐旱主效QTL-qDR7的分离鉴定

东乡野生稻作为迄今世界上分布最北的野生稻,具有耐旱、抗病虫、耐冷等优良抗逆特性,是宝贵的稻种资源.定位耐旱性相关QTL,对阐明其耐旱特性具有重要意义.本研究以东乡野生稻与9311构建的遗传群体为试验材料,开展东乡野生稻耐旱QTL定位研究.在7号染色体定位到一个耐旱主效QTL-qDR7,含有qDR7的株系在干旱条件下株高...     

一个新的水稻苗期耐碱主效QTL的定位

苗高是水稻生长发育的重要指标,碱胁迫会使水稻苗高明显降低。本研究以碱敏感的粳稻品种彩稻为母本与强耐碱的籼稻品种WD20342为父本杂交衍生的F2:3群体为初定位作图群体,构建了包含151个SSR标记的遗传连锁图谱;在0.15%Na2CO3胁迫条件下,对水稻苗期的苗高进行QTL初步定位。共检测到3个与碱胁迫下苗高相关的QTL,分布在第5、7和11染色体上,其中q ASH-7的贡献率最大,为20.09%,是一个主效QTL。以彩稻为轮回亲本进行分子标记辅助选择回交,构建了BC2F2:3次级定位群体,在初定位区间进行SSR标记加密,将q ASH-7定位在第7染色体RM336~RM5495遗传距离0.9 c M、物理距离180.67 kb的区域内,共预测出23个编码基因。本研究结果为水稻苗期苗高QTL更加精细的定位以及图位克隆提供了研究基础。     

转入抗旱主效基因水稻苗期抗旱特性鉴定

发掘和利用抗旱基因资源是水稻抗旱育种的基础。本研究利用PVC管鉴定法,对24份转入抗旱主效基因的材料进行苗期抗旱特性鉴定,设干旱胁迫(DD)和非干旱胁迫(WW)两处理,研究中采用了最大根长、根干物质重、叶干物质重、根叶长比、分蘖数、叶面积、水份消耗量、水份利用率作为鉴定指标。研究结果显示,对于导入抗旱主效基因的材料,经苗期抗旱性鉴定都具有一定的抗旱性,但抗旱的程度有差异。胁迫下,所有材料的最大根长值超过正常生长下的值,处理间差异显著;在根叶长比、分蘖数、水份消耗量、水份利用率上部分材料表现为正增长;在根干物质重、叶干物质重、叶面积上均表现为负增长,处理间差异显著,只是个别材料的值与WW下的生长量差异不显著。鉴定出5份抗旱性表现较好的材料,5份中除IR83376-B-B-71-1外,都转入了两个以上的抗旱基因,说明聚合抗旱基因对提高抗旱性是有效的。鉴定指标间存在较好的相关性并考虑指标值测定的方便准确,最大根长、根叶长比、分蘖数、水份消耗量可作为苗期较好的抗旱性鉴定指标。     

水稻耐冷胁迫的研究进展

水稻冷胁迫是一个长期威胁着包括中国在内的许多国家的粮食安全的重要问题。本文概述了水稻冷胁迫的危害性、水稻在冷胁迫下产生的生理变化、水稻耐冷胁迫的程度的鉴定方法、水稻上一些耐冷胁迫的遗传机理等方面的内容,并对未来耐冷胁迫研究领域的方向及策略作了展望。     

水稻苗期耐冷QTL的图谱整合

提高水稻苗期耐冷性是寒地水稻育种的主要目标之一。本研究利用生物信息学手段,收集整理了来自11个作图群体共96个与水稻苗期耐冷性相关的QTL信息。通过Biomercator2.1和共有标记映射,将QTLs整合到参考图谱cornell2001上,并通过元分析的方法计算真实QTLs。建立了水稻苗期耐冷QTLs的一致性图谱,共发现18个"真实QTLs"及其连锁标记。为水稻苗期耐冷基因的精细定位、图位克隆以及分子辅助育种奠定基础。     

水稻耐冷QTL定位的比较分析

低温胁迫是水稻生产的主要限制因子,可发生在水稻的不同生长发育时期。探明水稻耐冷性分子遗传基础,开展水稻耐冷分子育种是解决水稻低温冷害最有效的方法。本文收集了国内外已发表的56篇文献的256个水稻耐冷QTL的定位信息,并把其中44篇文献的192个耐冷QTL整合定位在一个分子图谱上,进而比较不同研究在同一发育时期和不同发育时期鉴定的耐冷QTL的染色体位置关系。比较分析结果表明,水稻耐冷性在同一发育时期可受多个QTL控制;在不同发育时期分别受不同的QTL控制;然而,不同发育时期亦有共同的耐冷QTL。根据比较分析,探讨了今后水稻耐冷遗传研究和分子育种的策略。     

水稻耐盐种质的鉴定评价

进一步鉴定现有水稻材料的耐盐性,为水稻耐盐育种提供种质资源和耐盐亲本。以通过花粉管通道技术获得的耐盐品系和当地水稻育成品种共21份为试验材料,评价各材料在盐胁迫下发芽期和苗期的耐盐性。结果表明：在150 mmol/L NaCl处理下,各材料发芽率及芽的生长均受到不同程度抑制,其中,材料D-1,D-3,D-4,D-7,D-13,‘长白10号’,‘节9’和D10在盐处理下的发芽率较高,相对盐害率较低,耐盐性均表现为极强,耐盐级别为1级,芽长盐处理(T)与非盐处理(CK)的比值较高,说明其受到盐的抑制较小,芽期耐盐能力较强;用100 mmol/L NaCl对各材料幼苗处理8天后,材料‘长白10号’、D-10、‘节10’、D-13、‘天井4号’、D-14、D-11、D-2、D10和D-8的相对死叶率较低,盐处理地上部和地下部含水量与未用盐处理的相比下降幅度较小,可溶性糖积累量较多,说明其渗透调节能力较强,属于苗期较耐盐的材料。     

宁夏水稻孕穗开花期耐冷性鉴定

利用冷水胁迫和自然低温对宁夏29份水稻进行孕穗开花期耐冷性鉴定,结果表明:自然低温鉴定结果更准确,适合宁夏水稻种质孕穗开花期耐冷性鉴定.参试材料中宁粳12、宁粳23、宁粳35、宁粳28、宁粳16、宁粳41、宁粳36和富源四号孕穗开花期耐冷性强,可作为耐冷育种重点材料.     

高粱耐冷种质的鉴定及利用评价

为了满足高粱育种对耐冷基础材料的需求,解决高粱播后遇低温造成幼芽受冻、幼苗萎焉进而影响高粱产量的问题,对238份高粱种质资源进行了高粱芽期、苗期耐冷性鉴定与评价,从中筛选出芽期耐冷种质15份,苗期耐冷种质11份。印度材料IS-2867和中国育成种TC1383-2、E671在芽期、苗期均为耐冷一级抗性,其中TC1383-2是中国高粱育种常用的恢复系,其耐冷特性对于耐冷品种的选育具有利用价值。结果表明,地方品种、育成种和国外品种的耐冷性存在差异,无论芽期还是苗期,在中国地方品种中都有较高比例的耐冷资源,说明在中国地方品种中挖掘耐冷种质的潜力较大。     

水稻芽期耐冷性与其他耐冷性状的相关关系

以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F3系统群为试材,探讨了水稻芽期耐冷性遗传变异以及与其他耐冷性状的相关关系。结果表明,F3系统群的芽期耐冷性表现为近似正态的连续分布,是由多基因控制的数量性状。在自然低温或冷水处理下水稻幼苗生长能力、抽穗天数、穗抽出度、孕穗期耐冷性(低温下结实率)和成熟期综合耐冷性等性状均与芽     

早熟耐冷水稻新品种龙粳2号

龙粳2号是黑龙江省农科院水稻所1978年以合交7129为母木,合单76-090为父本有性杂交选育而成。1990年经黑龙江省审定推广。产量表现:1984~1985年在所内进行两年产量鉴定,平均亩产434.4公斤,比对照合江19号增产20%,1986~1987年参加全省联合区域试验,13点     

水稻耐冷QTL定位以及分子机理研究进展

水稻耐冷性是培育广适、多抗性品种的重要性状之一,其不仅影响水稻品种的种植区域,而且对保障世界粮食的安全生产具有重要意义。本论文通过综述近年来水稻耐冷分子遗传研究的主要进展:(1)水稻耐冷QTL的定位概况;(2)主效QTL精细定位、克隆及其分子机理;(3)CBF、MYB转录因子参与的耐冷分子机理调控网络,以期为今后水稻耐冷分子机理研究提供参考。     

水稻苗期耐冷相关性状QTLs的初步定位

本研究以粳稻品种藤坂5号与籼稻品种江西丝苗为亲本杂交构建的F2分离群体(137个株系)为作图群体,对F2:3家系的3叶期水稻幼苗冷处理(10℃/8℃,昼/夜)5 d、恢复培养7 d后的耐冷级别、叶枯萎度及苗成活率进行完备区间作图。在分子标记连锁分析过程中共检测到6个控制水稻耐冷性相关性状的QTLs,其中,控制耐冷级别、叶枯萎度及苗成活率的QTLs各有2个,而且每个性状的2个QTLs都分别定位在第8染色体的RM22772-C61344和第11染色体的M100-RM26567区域内,这些QTLs具有较高的耐冷表型贡献率(14.09%~28.60%)。QTL的定位结果采用置换检验(Permutation test)进行了验证,发现控制耐冷级别的2个QTLs的F值都超过了QTL检测的阈值,而叶枯萎度和苗成活率2个性状的QTLs中各有1个QTL(q LWR-8和q SR-11)的F值超过了QTL检测的阈值。研究结果显示在第8和11染色体确实存在2个与水稻耐冷性相关的位点,可为进一步的分析和精细定位打下基础,也为耐冷水稻品种育种和种质创新提供理论依据。     

水稻不同耐冷品种光呼吸对低温的反应

水稻在温度低于10～12℃时就会表现出冷害症状,冷害可引起水稻代谢和生理过程的伤害,造成膜透性增加,叶绿素合成受阻[1,2]和叶绿体结构破坏[3].光呼吸在耗散过剩光能、保护光合机构和避免光氧化等方面起重要作用[4].光呼吸还可通过乙醇酸的消耗促进无机磷(Pi)的周转,缓解Pi不足对光合作用的限制[5].水稻叶片的光合作用对低温特别敏感,低温下水稻幼苗的光合磷酸化和Calvin循环有关酶活性受到抑制[6].但对低温下不同耐冷性品种的水稻光合和光呼吸的比较研究很少.笔者曾报告,低温下水稻耐冷性品种湘糯1号比冷敏感品种IR50有较高的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量[7].本文研究了低温下水稻耐冷品种湘糯1号和冷敏感品种IR50的伤害及光合作用和光呼吸的变化,为进一步揭示水稻低温下光合作用的运转和调节及水稻耐冷机理提供依据.     

水稻耐冷性鉴定及定位研究概况

为了更好研究水稻耐冷机理,对水稻耐冷基因进行定位克隆,通过分子育种来选育水稻耐冷品种,由此对水稻耐冷研究现状进行分析。对水稻发芽期、芽期、苗期、孕穗期的耐冷鉴定方法,室内与大田鉴定方法进行比较分析,对各时期耐冷指标的应用及相关定位研究进行总结。从生理生化方面阐述了水稻耐冷机理的研究,分析水稻在受到冷害后水稻膜相的改变,酶活的改变情况。并概括了近年来水稻在冷害敏感时期的耐冷性数量性状QTL定位研究方面取得的进展,研究的群体有用近等基因系,重组自交系,DH系,其中多数利用近等基因系来进行研究。其中研究集中在芽期、发芽期的耐冷QTLs定位,苗期、孕穗期的QTLs研究较少。介绍了第一个水稻芽期耐冷基因克隆情况。并展望水稻耐冷研究方面今后的方向,很长一段时期内,研究依然集中在QTLs的定位上,水稻耐冷基因的克隆正在逐步开展,耐冷机理的研究应关注蛋白间的互作。     

水稻耐低磷种质的筛选与鉴定

本研究对281份不同的水稻（Oryza sativa L.）品种（品系）进行了耐低磷筛选和鉴定。在大田种植条件下,通过水稻部分性状耐低磷系数（－P/+P）的变异范围、平均值以及它们间的相关性分析,认为相对籽粒产量、相对成熟期的地上部生物重、相对植株分蘖期的分蘖数是较好的耐低磷筛选和评价的指标。并提出以偏低含磷量大田初筛及     

不同生育期水稻耐冷性的鉴定及耐冷性差异的生理机制

以粳稻9516、H45、武育粳、转PEPC基因水稻、Kitaake、苏沪香粳，籼稻扬稻6号、香籼、IR64，培矮64S以及杂交稻粤优938、汕优63、X07S/紫徽100、两优培九等14个水稻品种为材料，分别鉴定了芽期（胚根1 cm, 胚芽0.5 cm）、苗期（三叶）和孕穗期的耐冷性，同时选取南京对水稻播种敏感的自然低温条件，进行低温鉴定。结果表明，芽期存活率、苗期的枯死率和孕穗期结实率均为可靠的水稻耐冷性鉴定指标。进一步从叶片的光合速率、PSⅡ光化学效率（F_v/F_m）、脂肪酸组分、活性氧指标(丙二醛,过氧化氢和超氧阴离子和抗氧化物质(抗坏血酸和谷胱甘肽)的变化等方面，研究耐冷性不同的水稻的耐冷生理机制。表明耐冷的水稻品种武育粳含较多的不饱和脂肪酸，在低温逆境下，膜的流动性愈大，低温对其伤害愈小；对杂交稻汕优63而言，其叶内抵御逆境的保护系统抗坏血酸和谷胱甘肽的循环被较大地激活，特别是谷胱甘肽再生的高速运转，与不耐冷的品种香籼相比，汕优63叶内的过氧化物质累积较少，其耐冷性表现中等。看来水稻叶片维持高的脂肪酸不饱和指数和谷胱甘肽的周转循环能力是水稻耐冷的重要特征。