水稻分蘖角度及其调控的生物学研究

水稻分蘖角度是创新水稻株型研究的关键因素之一,有关分蘖角度的研究一直是水稻高产栽培、育种及生理生态研究的重点。本文综述了水稻分蘖角度的遗传控制和有关环境生态因子、营养条件以及激素等对分蘖角度的影响,为杂种优势利用和株型改良相结合的高产水稻育种目标提供理论线索。     

一个水稻分蘖角度突变体tac2的遗传分析和基因初步定位

  水稻散生突变体tac2是以恢复系缙恢10号为材料经甲基磺酸乙酯（EMS）化学诱变所得。该突变体苗期表型正常,分蘖期株型松散,分蘖角度较野生型显著增大,株高明显降低。外源赤霉素处理可以使该突变体株高恢复,但分蘖角度不受影响。遗传分析表明该突变性状受1对隐性主效基因控制。利用分子标记将该基因初步定位于第9染色体上的RM3320与RM201之间,遗传距离分别为19.2和16.7 cM。     

全基因组关联分析定位水稻分蘖角度QTL

【目的】水稻分蘖角度是影响水稻产量的关键农艺性状,挖掘水稻分蘖角度QTL（基因）及其优势单倍型,有助于构建水稻理想株型。【方法】以333份来自水稻3K资源的核心种质为研究材料,于2020年和2022年分别在湖南农业大学耘园基地和春华基地种植,在抽穗期测量分蘖角度,结合基因型,利用TASSEL 5.2的MLM模型进行全基因组关联分析。【结果】共检测到6个分蘖角度QTL位点,分布在水稻2、5、6、9和12号染色体上,分别命名为qTA2、qTA5、qTA6.1、qTA6.2、qTA9和q TA12,这些QTL的表型贡献率为6.23%～16.22%。除了qTA9与分蘖角度主效QTLTAC1共定位外,其余5个QTL均为新的位点。进一步对5个QTL位点进行候选基因分析,初步筛选到qTA2和qTA6.1的候选基因别为Os02g0817900和Os06g0682800,候选基因Os02g0817900编码水稻细胞色素P450家族蛋白,候选基因Os06g0682800编码锌指结构域蛋白。【结论】本研究挖掘到新的水稻分蘖角度相关位点并对候选基因进行了分析,为分蘖角度新QTL（基因）的克隆以及分蘖角度的遗传...     

小麦分蘖性状分子遗传研究进展

小麦分蘖性状是重要的株型性状,决定小麦的最终产量。对小麦分蘖性状进行遗传研究,挖掘调控小麦分蘖性状的重要基因并进行功能分析,有助于了解小麦分蘖性状的分子遗传机制及培育高产小麦新品种。本文针对目前小麦分蘖性状遗传研究所取得的进展进行总结,对已定位到的、参与调控小麦分蘖数目和分蘖角度的重要QTL位点进行分析,并对部分已经克隆的分蘖性状相关基因及其作用机理进行阐述,以期为小麦分蘖性状相关基因的克隆、分子机制解析和分子育种提供参考信息。     

分蘖角度动态型水稻的形态特征及生长特性分析

以前期分蘖半散生、抽穗后直立的分蘖角度动态型水稻材料DI508为研究对象,对照全生育期直立型材料9308和全生育期半散生型材料M09,研究了全生育期分蘖角度的变化和相关的生理生态特性。结果表明, DI508在分蘖期具有明显的丛生快长和拔节后直立抽穗的特性,生育后期上3叶功能稳定。其主茎的第1、第2和第3分蘖在始蘖期与水平地面夹角平均值分别为59.74°、62.94°和68.54°,与半散生水稻材料M09表现一致;抽穗后接近90°,与直立型水稻材料9308表现一致。DI508的分蘖成穗率为68.35%,较M09的66.24%增加309个百分点。DI508成熟期单株干物质量为155.54 g,较M09和9308分别高15.84%和64.09%;平均单蘖干物质量9.15 g,较M09和9308高63.69%和44.78%。拔节后至成熟,DI508的上3叶净光合速率平均值为26.89、25.69和24.83 μmol/（m2·s),具有较强的光合功能。最后,讨论了分蘖角度动态型水稻前期半散生快长、后期直立灌浆特性的生长优势以及在水稻高光效、高产育种上的潜在利用价值。     

水稻分蘖特性及成穗规律研究进展

总结了水稻分蘖的基本特性及研究现状,指出通过提高水稻分蘖成穗率以提高水稻群体质量,从而提高水稻产量是水稻高产栽培的可行途径,还对水稻分蘖成穗率的应用研究前景进行了分析。     

水稻分蘖的激素调控研究进展

水稻分蘖受外界环境和内源激素的影响,生长素、细胞分裂素和独角金内酯是目前已知影响水稻分蘖的3种主要植物激素。综述了这3种激素在调控水稻分蘖过程中的作用及相关的信号途径。     

我国发现并克隆调控水稻分蘖的基因

2003年4月10日出版的英国《自然》杂志详细介绍了中科院遗传与发育生物学研究所所长李家洋院士与中国水稻研究所研究员钱前博士等合作的最新成果 :发现并克隆了控制水稻分蘖的基因 ,这为应用基因工程培育“高产稻”提供了突破口。这也是我国科学家在该权威杂志上发表的第一篇独立完成的生命科学基础理论原始论文 ,标志着我国在水稻功能基因研究领域取得重要突破。水稻的分蘖直接决定着水稻的穗数并进而影响水稻的产量。其研究在生物学和农业上具有重大理论意义和应用价值。但是 ,控制植株分蘖的基因“开关”在哪里 ,则一直是植物基因研究方…     

杂交稻分蘖调控研究：Ⅱ.不同栽植密度分蘖成穗的追踪观察

为了探索杂交稻分蘖调控技术,对不同栽植密度中不同出生期分蘖的性状进行追踪观察,明确;（１）主茎,秧田分蘖和栽后头１０ｄ分蘖的出生数,随栽植密度的增加而增加,成穗率１００％,穗大粒重构成总穗数的４７％－８３％,总产量的６１％－８９％;（２）栽后１１－２０ｄ分蘖出生数也随栽植密度的增加而增加,成穗率瑟栽后２０ｄ的总茎数和最高茎蘖数成负相关,构成总穗数的５０％－１７％,总产量的３９％－１１％;（３）在栽     

水稻分蘖功能叶激素水平变化及其与成穗率的关系

以亚种间杂交稻协优9308为材料,采用挂牌标记的方法,研究了不同时期出生的分蘖最上一片完全展开叶激素水平随水稻发育进程的动态变化以及激素水平与分蘖成穗率的相关性。结果表明,分蘖功能叶中IAA、GA1、ABA含量的变化特征各不相同;分蘖成穗率与功能叶中IAA含量呈极显著正相关,与功能叶中ABA含量呈极显著负相关,与功能叶中(IAA GA1)/ABA呈极显著正相关。     

水稻分蘖角基因TAC1的育种应用价值分析

【目的】分蘖角度是水稻重要株型性状,合理的分蘖角度是培育理想株型、达到高产育种的一个关键因素。【方法】以控制水稻分蘖角度增大的显性主效数量基因TAC1为研究对象,构建不同品种背景下的TAC1近等基因系,通过单本栽插、多本栽插/高产栽培以及纹枯病菌接种鉴定,分析TAC1对其他农艺性状、纹枯病抗性、产量及品质的影响。【结果】同一背景近等基因系之间比较,TAC1使水稻品系分蘖角度增加,有利于减轻纹枯病危害,对其他农艺性状无不利影响。在高产栽培条件下,不同背景TAC1系有效穗数均多于tac1系;籼稻特青背景下,TAC1系结实率、千粒重及单株产量均高于tac1系;美国稻Lemont背景下,TAC1系结实率、千粒重及单株产量均低于tac1系;粳稻武陵粳1号、镇稻88背景下,TAC1系结实率和千粒重均略低于tac1系,单株产量略高于tac1系,差异不显著。加工及外观品质方面,特青TAC1系优于tac1系,武陵粳1号、镇稻88以及Lemont背景TAC1系较tac1系有劣化趋势,差异均不显著。【结论】叶片较长的籼稻品种,适宜的分蘖角度范围较窄,叶片较小的粳稻品种,适宜的分蘖角度范围较宽。适当增加水稻品种的分蘖角度,有利于减轻纹枯病危害。TAC1可用于株型紧凑型籼稻品种及粳稻品种的株型改良。     

Genetic Analysis and Gene Mapping of a Rice Tiller Angle Mutant tac2

Tiller angle, a very essential agronomic trait, is significant in rice breeding, especially in plant type breeding. A tiller angle controlling 2 (tac2) mutant was obtained from a restorer line Jinhui 10 by ethyl methane sulphonate mutagenesis. The tac2 mutant displayed normal phenotype at the seedling stage and the tiller angle significantly increased at the tillering stage. A preliminary physiological research indicated that the mutant was sensitive to GA. Thus, it is speculated that TAC2 and TAC1 might control the tiller angle in the same way. Genetic analysis showed that the mutant trait was controlled by a major recessive gene and was located on chromosome 9 using SSR markers. The genetic distances between TAC2 and its nearest markers RM3320 and RM201 were 19.2 cM and 16.7 cM, respectively.     

小麦分蘖数目遗传研究进展与展望

分蘖数目是决定小麦产量的重要性状之一。在小麦生长发育过程中,分蘖是一个复杂的生理过程。了解小麦分蘖数目的分子遗传机制有利于对小麦株型进行精准改良。本文从分蘖生长发育过程、分蘖数目遗传位点的挖掘以及相关基因的克隆三方面进行综述,并对小麦分蘖数目性状的研究进行展望,以期为小麦分蘖遗传研究和品种改良提供参考。     

Improvement of Rice Resistance to Sheath Blight by Pyramiding QTLs Conditioning Disease Resistance and Tiller Angle

Rice resistance to sheath blight （SB） is controlled by polygenes or quantitative trait loci （QTLs） and affected by plant morphological traits, qSB-9^TQ and TAG1^TQ, which control SB resistance and tiller angle （TA）, respectively, were employed to test whether the combination of the two genes will further improve rice SB resistance and reduce yield loss rather than only one of them or neither. Using two pairs of near isogenic lines （NILs）, TAC1^TQ was confirmed to contribute to SB resistance. However, its effect was less considerable than that of qSB-9^TQ. Subsequently, the two genes were introduced into two commercial rice varieties to develop a series of NILs. The NILs carrying both TAG1^TQ and qSB-9^TQ showed more resistance than the NILs containing only one of them. Comparing the grain yield per plant （GYP） under the three different SB disease conditions, namely slight, moderate and severe conditions, NILs carrying both genes apparently lost lower GYP than the NILs without the two genes and the NILs carrying only TAC1^TQ. Under slight disease condition, no significant differences were found on morphology, development and GYP associated traits except for TA between the NILs carrying both genes and either of them, indicating that the two genes have no inferior effect on rice agronomic traits. Results indicated that mAC1^TQ and qSB-9^TQ have high breeding potential, and pyramiding SB resistance QTL and morphological trait QTL is a potential approach in improving rice SB resistance.     

水稻茎秆螺旋突变体ts-ta的鉴定及其遗传分析

 从6000个水稻T DNA插入突变体库中筛选到1个苗期茎秆呈螺旋生长，成株期株型松散，植株矮化，抽穗延迟的突变体ts ta。取突变体弯曲的叶鞘做石蜡切片发现，突变体弯曲的叶鞘周围表皮细胞完整，但两侧细胞的大小不同。弯曲内侧细胞小，排列紧密，外侧细胞较内侧大。T1 、T2及回交结果表明，该突变体能稳定遗传且受一对隐性单基因控制，共分离分析表明该突变性状不是由于T DNA插入引起的，因此不能通过T DNA 标签法克隆该基因。     

水稻落粒性的研究进展

落粒性是野生稻适应自然环境和保持群体繁衍的重要性状，落粒性的丧失是水稻驯化过程中的一个关键事件。落粒程度既直接影响水稻的产量，也影响其对现代化机械收割方式的适应性。本文综述了近年来水稻落粒性的研究进展，包括水稻落粒的生理基础、落粒性基因的定位与克隆，以及调控落粒性的分子机理。     

水稻落粒性的研究进展

落粒性是野生稻适应自然环境和保持群体繁衍的重要性状,落粒性的丧失是水稻驯化过程中的一个关键事件。落粒程度既直接影响水稻的产量,也影响其对现代化机械收割方式的适应性。本文综述了近年来水稻落粒性的研究进展,包括水稻落粒的生理基础、落粒性基因的定位与克隆,以及调控落粒性的分子机理。     

稻米垩白性状的研究进展

垩白是影响稻米品质的重要性状。本文综述了稻米垩白形成的生理机制、垩白的遗传及分子生物学研究进展,讨论了水稻垩白性状改良的策略。