水稻籼粳亚种间杂种不育性的研究进展

克服杂种不育性是利用籼粳亚种间杂种优势的关键。由此对水稻亚种间杂种不育性的原因、细胞学基础及两种主要基因遗传模式进行了总结,并详细综述了利用“亲和基因”克服籼粳杂种不育性的两种有代表性的学说-广亲和基因和特异亲和基因分子定位的最新研究进展,并提出了两“亲和基因”共同利用的初步设想:将聚合了Si等位基因的粳型亲籼系与聚合了不同广亲和基因(中性亲和基因的广亲和力强、亲和谱广泛的粳型品种进行杂交和回交,选育出聚合不同广亲和基因和Si等位基因的粳型亲籼系,再与籼稻品种杂交,真正实现直接利用籼粳亚种间杂种优势。     

籼型三系杂交水稻单茎茎鞘干物质重的发育遗传研究

采用数量性状的加性-显性发育遗传模型分析了按NCⅡ交配设计的两套籼型三系杂交水稻单茎茎鞘干物质重的发育遗传规律. 结果表明, 在不同的发育阶段, 单茎茎鞘干物质重在前期以显性效应为主, 中期以加性效应为主, 后期加性和显性效应并重. 控制单茎茎鞘干物质重的加性和显性效应基因的表达不同, 前者趋于活跃状态, 后者则趋于     

水稻悬浮培养研究进展

悬浮细胞培养是现代植物生物技术和植物细胞的分子机理研究的最重要方法之一.其中水稻悬浮培养足近年来的研究热点.本文从水稻悬浮培养外植体的选取、基因型的选择、愈伤组织的诱导、悬浮培养方法的优化、悬浮细胞的彤态特征和生理生化变化以及其在生命科学研究中的应用等方面进行了概述,并提出了目前水稻悬浮培养中尚待加强研究的问题.     

水稻Ds插入双分蘖突变体形成机理的分析

在水稻Ds插入突变株筛选过程中,发现一个在同一分蘖节形成大、小两个分蘖的双分蘖突变体dt1（double tillers mutant）,两个分蘖均可正常抽穗形成有效分蘖。采用TAIL-PCR技术从该突变体中克隆了Ds插入的侧翼序列,将该序列作为查询序列进行核苷酸序列数据库（NCBI-BLAST）在线比对分析,发现所克隆的Ds侧翼序列与3号染色体的克隆OJ1345H02（gi|21281466）序列同一性达100%。以FGENESH和GeneMark.hmm两种软件分别对Ds插入基因的结构进行分析,在外显子的数目、大小、位置等方面均得出高度一致的结果。同时,用NCBI Entrez server和Pfam等软件对该基因进行功能预测,推测的基因编码产物含保守的FH2结构域,为水稻类形成素蛋白。突变体后代Ds插入基因型分析显示,其后代出现分离,表明该突变体为Ds插入杂合体。     

粳稻和籼稻愈伤诱导和分化期间生理代谢差异初探

通过比较粳稻品种日本晴和籼稻品种9311成熟胚愈伤诱导和分化阶段,愈伤组织的基础生理代谢差异,探讨籼稻9311再生率低于粳稻日本晴的可能原因。研究表明,在愈伤诱导和分化的所有不同时期,在所有时期日本晴愈伤中的总氮和氨态氮含量均高于9311,在分化25天以前,硝态氮含量也高于9311。此外,在细胞代谢水平上,通过对可溶性蛋白含量的差异分析表明,在愈伤诱导一个月至分化15天时,日本晴的可溶性蛋白含量高于9311。     

无抗性选择标记的转高赖氨酸蛋白(LRP)基因籼稻恢复系的获得

将四棱豆中高赖氨酸含量蛋白基因转移到水稻恢复系R893中,获得了较好表达高赖氨酸含量蛋白基因、且无抗生素选择标记的籼稻恢复系C28。赖氨酸分析结果表明,C28为3.752 mg/g,对照R893为3.503 mg/g;杂交组合准S/C28为3.338 mg/g,对照准S/R893为3.175 mg/g。转基因水稻的赖氨酸含量都有所提高。但C28的结实率为76.37%,而R893为78.56%,转基因恢复系略低于对照;准S/C28为76.63%,对照准S/R893为89.35%,转基因的杂种极显著地低于对照。     

带有黄绿叶色标记的香型籼稻不育系形态特征及开花习性

我们对3个含有黄绿叶色标记的香型籼稻不育系黄标1A、黄标2A、黄标3A和正常绿叶不育系Ⅱ-32A、G46A的形态特征及开花习性进行了调查分析。结果表明：黄标1A、黄标2A、黄标3A不育系同正常叶色不育系Ⅱ-32A、G46A的叶色差异显著,易肉眼识别,其外部形态特征为植株叶片及颖壳呈黄绿色,黄标A株系株高（41.5～56.5cm）比Ⅱ-32A（59.5cm）、G46A（60.4cm）要矮,以黄标3A的播始期85d比Ⅱ-32A短8d、比G46A长7d,穗长、穗平着粒与Ⅱ-32A、G46A相当,千粒重比Ⅱ-32A、G46A高出1.8g和1.47g,其中颖尖、叶鞘、叶耳及叶片边缘呈紫红色。黄标1A、黄标2A、黄标3A不育系的柱头外露率、张颖角度都高于Ⅱ-32A和G46A,柱头生活力供试不育系间存在着生理功能的差异。包颈长度Ⅱ-32A最长,黄标1A、黄标2A、黄标3A与G46A相当;半包颈长度黄标1A、黄标2A和黄标3A相当（3.0～3.5cm）、而Ⅱ-32A最长（5.0cm）、G46A次之（4.5cm）。黄标1A、黄标2A、黄标3A不育系的开花动态相似,曲线呈双峰型,开花高峰为开花后的第2～5天,与Ⅱ-32A的开花动态相似,但Ⅱ-32A有明显的低谷,而G46A曲线呈单峰型。不同不育系所开的颖花数并不一样,以开花第8天统计开花数以黄标2A最多,其次是黄标3A,黄标1A和对照Ⅱ-32A开花数相同,而G46A到第8天开花结束。黄标1A、黄标2A的开花盛期与Ⅱ-32A一致,为开花后第5天,而黄标3A与G46A一致,为4d。参试不育系每天上午10：00时初花、11：00～12：30时为开花盛期,只有G46A表现出迟花特性。     

乌拉尔甘草离体根尖培养方法的建立

建立甘草的离体根尖培养体系有助于研究甘草的根系营养、形态建成以及某些次生代谢产物的合成、代谢等。为建立乌拉尔甘草的离体根尖培养体系,对影响乌拉尔甘草离体根尖生长的培养基、激素以及维生素等因素进行了研究,并对其中的药用有效成分进行分析。结果表明：在培养基中附加0．10mg／L的IBA,可诱导乌拉尔甘草离体根尖伸长并产生较多的侧根;B,大量元素＋B5微量元素和1/3MS大量元素＋1／3MS微量元素适宜乌拉尔甘草离体根系的生长。表现为主根和侧根发达而均匀,具有较强的生长活力;培养基中附加0．50mg/L的VB1可显著促进乌拉尔甘草离体根系鲜重的增加;液体悬浮培养适于乌拉尔甘草离体根尖的培养。在悬浮培养条件下甘草离体根中甘草总黄酮物质的含量为0．75％,但没有检测到甘草酸的产生。     

红花文殊兰的离体培养及快速繁殖

以红花文殊兰的鳞茎为外植体,研究不同培养基对其腋芽启动、不定芽增殖及生根培养的影响。研究表明,腋芽启动的最适培养基为5.0 mg/L MS+6-BA+0.2 mg/L NAA+活性炭1 g/L,腋芽的诱导萌发率为88%;不定芽增殖的最适培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L TDZ+0.1 mg/L NAA+活性炭0.5 g/L,40 d的增殖系数可达7.16;壮苗培养基为1/2 MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA+10%椰子水(CW)+活性炭0.5 g/L;生根的最适培养基为MS+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA+活性炭0.5 g/L,生根率达100%,根系发达,植株生长健壮。生根苗经一段时间炼苗后,移栽到基质为树皮∶椰糠∶河砂=1∶1∶1的苗钵上,红花文殊兰的假植成活率达95%。该研究建立了红花文殊兰的快繁体系,为其工厂化生产提供技术支持。     

用Rim2超级家族分子指纹鉴别杂交水稻及预测杂种优势

选用5对Rim2引物对21份籼稻和20份粳稻材料进行了DNA指纹扩增,共扩增出38条谱带,其中多态性谱带26条,多态性水平为69.64%;粳稻平均多态性水平为56.67%,明显高于籼稻。根据Nei’s遗传距离计算获得的聚类树状图表明,参试21份籼稻材料聚为6组,20份粳稻材料聚为7组。亲缘关系分析表明,Rim2分子指纹可以区分多数的籼稻或粳稻材料,且显示出材料的遗传特征。考察部分籼稻和粳稻杂交组合的产量对照优势与双亲间遗传距离的关系,发现杂交粳稻的遗传距离与杂交优势表现出相关性,而杂交籼稻无此相关性。     

利用SSR分子标记划分杂交籼稻亲本群的研究

杂种优势群和杂种优势利用模式可以为植物的杂种优势利用提供重要信息。与玉米相比,水稻杂种优势群的研究相对薄弱。本研究利用72对SSR引物对我国47个杂交籼稻骨干亲本进行了类群划分。共检测出328个等位基因变异,每对引物检测等位基因2~13个,平均4.56个;引物的多态性信息量（PIC）范围为0.120~0.878,平均值为0.567。材料之间的遗传相似系数(GS)范围在0.633~0.928,平均为0.741。用类平均法（un-weighted pair-group method using an arithmetic average）将亲本材料划分为保持系群、温敏核雄性不育系群、恢复系群,其中保持系群和恢复系群又各分为3个亚群,分群结果基本符合系谱信息。并结合杂交水稻生产实践提出了7种杂种优势组合配组模式。分子标记是一种划分杂交籼稻亲本群的有效途径,本研究结果对杂交籼稻的亲本选配具有一定指导意义。     

江淮地区杂交中籼水稻不同播期试验研究

为了探明江淮地区的温光资源对杂交中籼水稻的秧苗素质、生育进程、茎蘖动态、田间抗性及产量构成的影响,通过选用不同熟期不同品种的杂交中籼水稻,设置不同的播、栽期,明确江淮地区高产优质的杂交中籼水稻的适宜播期。结果表明,5 月15 日以后播种的品种,随着播期的推迟,品种的生育进程延后、茎蘖数减少、产量降低,所以,杂交中籼水稻在江淮地区的播期不能迟于5 月15 日以后,适宜播期是4月15日—5月15 日。     

籼稻背景的单片段代换系群体的构建

以国内、外12个水稻品种（包括8个籼稻品种和4个粳稻品种）为供体亲本，利用回交和微卫星标记辅助选择相结合的方法构建了一个以籼稻品种“华粳籼74”为遗传背景的单片段代换系（SSSL）群体。该群体由260个不同的SSSL组成，其代换片段分布在水稻的12条染色体上，长度分布于0.2～109.9 cM，平均长度为19.9 cM；代换片段的总长度为5 166.0 cM，相当于水稻基因组总长度的3.4倍，代换片段在水稻基因组上的覆盖率为83.8%。这些SSSL的代换片段包含了水稻基因组丰富的等位基因变异，将在基因（QTL）的定位、克隆、功能分析及水稻分子育种中具有重要的利用价值。     

粳稻杂种劣势的遗传及表型特性分析

杂种优势是自然界的一种普遍现象,但在杂交水稻育种实践中也时常发现杂种劣势现象,为了更好地阐明杂交育种理论和揭示品种本质有必要对杂种劣势的遗传机理进行更深层次的研究。本研究旨在通过两个韩国粳稻品种(Aranghyangchalbyeo和Sanghaehyangheolua)及其正反交后代(F1,F2)特性的比较,解析水稻杂种劣势的表型、类别及其遗传模式。形态学分析表明,正反交F1植株的劣势表现均明显、稳定且不受环境影响,主要农艺性状的中亲劣势值均为负值,其中F1的株高、分蘖数和结实率与亲本相比显著降低(P<0.01);F1劣势表现从发芽后第5d开始,地下部的劣势表现比地上部更为明显。细胞组织结构观察表明,分蘖盛期F1劣势植株叶片发育正常,而其根部气腔发育较亲本迟缓,从而阻碍了地上部与地下部的通气情况,因此也影响了整个植株的正常生长。遗传学分析发现,该劣势组合成熟期F2群体中正常与劣势植株呈现7:9的分离,结合分蘖盛期该F2群体株高的分离模式,推断该杂种劣势的表型是由两个互补的显性基因控制。该研究结果为揭示杂种劣势的多样性及分子遗传机制提供了新思路。     

棉花黄萎病菌培养滤液对棉幼苗、种子发芽及离体培养物的毒害作用

用试验证实了Ｃｚａｐｅｋ＇ｓ液体培养基培养棉花黄萎病菌所得病菌培养滤液，能使棉苗发病萎蔫甚至干枯死亡；测试了病菌培养滤液对种子发芽、根的生长、愈伤组织诱导、愈伤组织生长及原生质体活力的影响，抗感不同品种表现出较明显的差异。为病菌培养滤液应用于抗病资源的快速筛选与鉴定、体细胞抗性突变体的筛选等研究提供了可靠的参考资料。     

DH群体内株系对籼、粳亚种的亲和性

以窄叶青8号（ZYQ8）/京系17(JX17)的13个花培DH株系和培矮64／02428的11个花培DH株系为材料,分析了它们的籼粳分化及其对籼、粳亚种杂交的亲和性。结果表明,无论亲本是否具有广亲和性亲缘,两个DH群体均出现广亲和性良好的株系,且多数株系属籼粳中间类型。这说明虽然广亲和性是遗传的,但是籼粳基因的重组确实可以产生广     

超高产栽培杂交中籼稻的生长发育特性

以5个杂交中籼稻品种(含品系)扬两优6号、P88S/747、珞优8号、珞优234和天两优2号为材料,研究大田条件下超高产水平(产量≥12.0 t hm^-2)的物质生产、产量构成及养分吸收特性。试验结果表明,与高产水稻(产量≥9.0 t hm^-2)相比,超高产水稻具有以下特征,幼穗分化期、齐穗期和灌浆结实期(齐穗后10 d) LAI大,分别为6.5~7.2、8.5~8.9和6.5~7.0;齐穗期的高效叶面积比率高,为60.0%~66.5%;齐穗期、灌浆期和成熟期积累较多的干物质,分别为13.5~15.0、15.0~16.0和25.0~28.0 t hm^-2;分蘖盛期对氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收利用优势不明显,而幼穗分化期、齐穗期和成熟期对N、P、K 吸收利用高而且积累速度快。此外,具有穗数多(有效穗数介于250×10⁴ ~290×10⁴ 穗 hm^-2)、结实率高(88.2%~92.3%)、千粒重大(29.0~31.0 g)的特点。     

小麦体细胞组织离体诱变效应研究

小麦种子经30kRγ射线照射后,再从M1株取未成熟胚培养,用再生株当代(M2R1)的死苗率、不育株率、结实率及株高变化所反映的损伤程度与对照株（R1）比较，无明显差异；M3R2代的变异率也与对照R2相仿。5天龄幼胚用0.5kR照射处理后的再生株M1R1的损伤程度与对照相仿；M2R2的变异率随不同基因型而有增减，但变异率仍有显著提高。未     

甘蓝未受精子房离体培养体系的建立

利用供试的甘蓝CMS材料对影响甘蓝未受精子房离体培养诱导的主要因素（包括外植体的基因型、外植体发育时期、外源激素类型及浓度、高温预处理温度及时间、灭菌所用次氯酸钠浓度及时间等）进行研究,旨在对各种处理条件下诱导率情况进行分析。通过单因素、多因素等试验方法筛选出能够诱导成苗的未受精子房离体培养体系,明确甘蓝未受精子房离体培养发育途径。结果表明：基因型RM的诱导效果最好;当外植体处于花初期时最易诱导成功;诱导未受精子房产生愈伤组织的适宜培养基MS+0.5 mg/L 6-BA+ 2.0 mg/L 2,4-D+ 0.1 mg/L NAA,愈伤组织及雌核发育胚总诱导率可达28.57%;诱导愈伤组织分化不定芽的适宜培养基为MS+ 0.1 mg/L NAA+ 0.2 mg/L 6-BA+ 0.05mg/L TDZ,不定芽分化频率可达57.12%;将不定芽转移至1/2MS+ 0.1 mg/L NAA培养基中可诱导生根,发育成完整植株;33℃高温诱导1 天的平均芽点数及芽点诱导率均最高,分别为2.85 和100%;次氯酸钠浓度为2%、处理时间为15 min时,平均芽点数和芽点诱导率均最高,分别为2.93和97%。     

葱兰的离体培养及再生体系研究

为了快速获得健康的葱兰幼苗,通过优化离体培养条件,建立葱兰高效的离体再生体系。利用葱兰叶片、鳞叶和顶芽作为外植体进行了愈伤组织和植株再生体系研究。结果表明,顶芽为最适外植体;丛生芽诱导和增殖的最适培养基为MS+TDZ 0.5 mg/L +NAA 0.1 mg/L,其次是MS+6-BA 0.5 mg/L+ NAA 0.1 mg/L;生根培养基为1/2MS+ IBA 0.5 mg/L,生根率为100%,为葱兰的工厂化生产提供技术参考。