航天搭载材料及诱变后代选择的研究与应用

原阳县以生产优质大米而闻名,太空搭载诱变水稻育种根据农业生产发展需要,以培育优质抗病水稻新品种为目的,通过对前后2次水稻的搭载材料和诱变后代的选择,要求米质达到国家一级优质米标准,且食味品质好,抗当地易发的水稻条纹叶枯病和穗颈瘟,产量超过450kg/667m2;根据育种目标,选育出5个新品系和11个新的种质资源,并探索出太空诱变后代的遗传变异规律,对以后的诱变育种工作提出了设想和工作思路。     

实践八号种子卫星诱变水稻Ⅱ-32B的形态变异

航天诱变具有诱变频率高、有益变异广等特点,广泛应用于作物遗传育种研究.利用我国第一颗育种专用卫星"实践八号",对Ⅱ-32B水稻干净种子进行航天诱变,经过4代的定向选育,SP4代各株系已稳定,表现出丰富的变异.分析结果表明:各株系相应性状与对照组差异显著,剑叶长变异系数最大,穗长的多样性指数(H')最高,与结实率呈负相关的性状最多.形态多样性变异谱广、变异幅度大的这些材料将为航天诱变水稻的育种与遗传研究打下了一定的基础.     

中国科学家破译被称为"杂交水稻第四遗传要素"的EUI

二十多年来,国内外学者关注并致力于被称为“杂交水稻第四遗传要素”的水稻最上节间伸长基因EUI(ELONGATEDUPPERMOSTINTERNODE)的发现、研究和利用。在最近的2年时间里中国科学家成功地完成了EUI基因的鉴定、分离和功能解析,重要研究结果发表在国际著名期刊上。     

EMS诱导水稻‘辽星1号’突变体的筛选与鉴定

构建突变体库是植物基因功能研究的重要途径。为了解析优异粳稻品种‘辽星1号’高产、优质的分子机制,用化学诱变剂EMS (Ethylmethane sulphonate)对‘辽星1号’进行诱变处理,构建突变体库,M₁代单株收获,M₂代种植3 500个株系,通过全生育期调查,鉴定表型变异,M₃对变异性状的稳定性进行重复鉴定。结果表明,‘辽星1号’经EMS处理后变异类型非常丰富,M₂代共获得突变体336份,突变频率为9.6%,包括叶色、叶型、株高、茎秆、穗型、粒型和胚乳淀粉等性状。M₃代大部分突变体能够纯合且稳定遗传,只有单蘖、寡蘖突变体在M₃代仍处于分离状态。同时,株型突变常常伴随着穗部性状和分蘖性状的突变,可能存在一因多效的功能。该突变体库的构建有助于阐明水稻重要农艺性状相关基因的生物学功能,并为水稻遗传改良提供了依据。     

“神舟八号”搭载‘航恢173’种子的当代生物效应及SSR分析

水稻空间诱变的当代效应与地面其他常用的理化诱变方法存在较大差别,并且不同航天器的诱变效应往往也不尽一致。为了探明搭载“神舟八号”飞船的当代效应及其特征,以籼稻‘航恢173’种子经“神舟八号”搭载诱变当代(SP₁)为材料,考察其发芽率、苗高、成熟期株高、剑叶长和宽、主穗长和结实率等7个性状,探讨“神舟八号”搭载的当代效应,并与250 Gy ⁶⁰Co-γ射线辐照当代(G₁)和1% EMS诱变处理当代(E₁)进行对比;进一步利用位于水稻12条染色体的24个SSR标记对100个混合SP₁样品（300个单株）进行变异检测,以期从分子水平了解“神舟八号”搭载的诱变效应。结果表明,与对照相比,SP₁的发芽率、主穗结实率分别显著和极显著下降,而其余5个性状差异不显著;对比分析表明,与“神舟八号”搭载对植株后期生长无明显影响不同的是,G₁和E₁的植株其后期生长受到促进,导致G₁、E₁和SP₁在株高、剑叶长和宽上均存在显著或极显著差异。SSR座位的扩增结果表明,仅SSR标记RM267在1个样品中检测到明显的变异条带,变异频率约为0.014%。     

杂交水稻"国丰一号"的特征特性及其在黔东地区的高产栽培技术

铜仁地区地处云、贵高原向湘西丘陵地带过渡的斜坡上,是武陵山区的腹心地带,农业生产常年受“倒春寒”、“伏旱”、“秋风”及其流行性病害的危害.同时,铜仁地区又是一个典型的立体农业结构,常年水稻种植面积10万hm^2左右,旱作面积9万hm^2左右.近年来,由于受自然气候因素影响,中高海拔地区稻田种植面积有所下降.为此,为了引进适宜我区中高海拔地区种植的水稻品种,解决我区中高地区水稻种植品种相对较单一的局面和常年受自然灾害影响较大的问题.2003～2004年地区种子公司、地区种子管理站结合本区土壤分布结构及生态气候特点,从中国水稻研究所、国丰杂交水稻育种中心引进产量较高、抗性较好、生育期相对较短、适应性较广的杂交水稻新品种“国丰一号”在我区进行多点试验示范种植,其大田表现较好,迎得广大用种户好评,从而缓解了我区中高海拔地区对水稻品种产量、抗性、生育期相冲突的问题.     

水稻新品种松粳6号的引进与推广

松粳6号是兴安盟农业科学研究所2001年从黑龙江省农科院第二水稻研究所引进的优质水稻新品种.该品种具有抗病性强、分蘖力强、米质优、产量高、适应性强、活秆成熟等特点,通过4年的试验、示范,适宜在兴安盟地区2550～2650℃积温区大面积推广应用,对水稻品种更新换代做出了重大贡献.     

水稻新品种贵优2号的选育及高产栽培技术

贵优2号系贵州大学农学院水稻研究所与贵州省种子总站合作选育的中熟、高产、抗冷、专用杂交稻,2005年6月通过贵州省农作物品种审定委员会审定。经贵州省农作物品种审定委员会统一取样分析,其米质达国家专用稻米标准,抗稻瘟病性的田间自然诱发和接种鉴定综合评价为中感,抗冷性鉴定结果为较强。该品种的最大特征是叶片瓦卷直立、叶色绿、透光性强,适宜于密植;且分蘖力、分蘖势较强,前期生长旺盛,成穗率较高,穗大粒多,根系发达,寿命长,不早衰,熟色好,在两年省区域试验中平均株高111.37 cm,有效穗18.22万/667 m2,穗实粒数107.06粒,结实率72.89%,千粒重29.15 g。在栽培技术措施上要注意要注意两点:一是要保证种植密度,以1.5万~1.75万穴/667 m2为宜,栽双粒谷秧;二是要注意后期不脱肥,注重施用穗肥,以免因前期生长旺盛而造成后期脱肥,出现早衰现象。     

国审水稻新品种新稻20号的选育及应用

介绍了新稻20号的育种目标、选育过程和品种特征特性,并提出配套的高产栽培技术措施,以充分发挥该品种的高产潜力。     

水稻新品种昌粳9号的选育及应用

昌粳9号是昌宁县农业科学技术推广所育成的中熟粳稻新品种,主要特点是抗病性强、适应性广、产量高、食味好。2002~2003年试验产量比对照合系41号增产13.1%~16.2%,是适宜温凉地区粳稻推广的主要品种。2008年1月,通过云南省农作物品种审定委员会审定。本文介绍昌粳9号选育过程及特征特性,并提出了相应的高产配套栽培技术措施。     

水稻几个披垂叶突变体的表型研究及其遗传分析

随着水稻功能基因组学的发展,水稻突变体已成为研究相关基因功能与表达的良好实验材料。同时,水稻突变体还可以为当今水稻常规育种和分子育种提供新的种质资源。本文主要阐述了几个水稻披垂叶突变体在株型、株高、穗粒数、结实率、千粒重等方面的特征特性,并分析了它们在与正常植株杂交后F1、F2群体表现。研究表明,突变体与野生型正常植株杂交的F1代在经济学性状和生物学性状上均表现出超亲优势,而在F2群体中表现出有规则的分离,3个突变体中披垂叶性状均为隐性基因控制。在突变体材料MR304中,控制披垂性状的为2对隐性基因,其中1对为主效基因。在突变体材料MR168和MR312中,控制披垂性状的均为单隐性基因。     

一个水稻半矮秆突变体的鉴定与遗传分析

高黄矮材料是由黄矮与高秆材料杂交后代F2群体中分离得到的一个半矮秆突变体材料,株高在95 cm左右,比黄矮高约40 cm.该材料在苗期倒2叶叶尖开始出现黄化,分蘖期倒2叶叶尖仍然黄化,倒3叶近1/3叶面黄化干枯、破损现象比较明显.将该突变材料与不同高秆材料杂交,杂种F1表现为高亲本,F2群体株高数据符合3:1分离比例,结果表明该矮生性状受1对隐性基因控制,因其叶尖黄化性状与半矮秆性状共分离,故暂将该基因命名为dy(t)基因;同时将突变材料与其他不同基因型的半矮秆杂交,F2群体均符合9:3:3:1的分离比例,结果表明dy(t)基因与sdl、sdn、sdg基因均不等位,为一新的半矮秆基因.对不同株高材料的幼苗进行不同浓度外源赤霉素(GA3)叶面喷施处理后,结果表明dy(t)基因对该激素敏感.     

稻品种审定中品种的量化评价标准及其实例检验

阐述了稻(Oryza sativa L.)品种审定中品种的量化评价标准，涉及品种的评价分类和丰产性、适应性、抗逆性、稻米品质的评价方法、权重分配与评分规则。通过实例检验，表明了量化评价标准的可靠性。提出了进一步完善量化评价标准的建议。     

利用已测序水稻品种分析其农艺性状基因座

水稻重要农艺性状的基因定位研究在育种上具有重要意义。2004年在海南陵水县种植两个完全测序水稻品种日本晴与9311的F₂群体及双亲，分别考察了其单株分蘖数、穗数、有效分蘖数、穗长、主穗长、抽穗期、株高和剑叶8个农艺性状3次重复的平均值。用已构建的连锁遗传图谱（Nipponbare/9311-F₂遗传图谱）及Excel 2000和Mapmaker/QTL 1.1b软件对这8个性状间的相互关系和基因位点进行了分析。结果在LOD>2.0和P＜0.005的条件下共检测到41个QTLs，它们分布在水稻所有染色体上，单个QTL对性状表型贡献率11.0%～46.4%，其中大于20%的有22个。对选用已测序材料为亲本构建图谱来探讨水稻农艺性状的分子基础及其育种意义进行了讨论。     

水稻地方品种与改良品种内部遗传异质性的比较分析

云南是亚洲栽培稻起源中心和多样性中心,不乏栽培历史悠久的地方品种,它们是有效保护和持续利用作物种质资源的重要研究材料。本研究以3个栽种历史悠久的水稻元阳地方品种(白脚老粳、红脚老粳和月亮谷)以及3个曾经在当地推广但迅速被淘汰的改良品种(楚粳26、楚粳27和合系22)为材料,利用24对微卫星(SSR)引物对其内部遗传异质性进行了比较分析,共检测出103个等位基因,各引物在元阳地方品种中检测到的等位基因数均多于改良品种,后者丧失部分等位基因。可见元阳地方品种的内部异质性较高,带来的选择性压力较小,为地方品种提供了宽泛的适应性。     

遗传搭车与方差分析在水稻定向选择群体的抗旱性位点分析中的初步应用

水稻抗旱性属于复杂性状，近年的遗传研究日益关注胁迫下的产量相关位点。选用来自同一抗旱性较好的供体亲本（BG300），具有两种遗传背景（IR64和特青）和两种选择条件（低地和旱地）的4个水稻高代回交（BC₂）抗旱性定向选择导入系群体。通过SSR分子标记，检测群体中供体等位基因的导入频率，分析了选择条件和遗传背景对供体等位基因导入频率的影响。在此基础上，利用基于遗传搭车原理的卡方检验对等位基因导入频率的偏离进行检测，同时结合表型-基因型方差分析（ANOVA）的方法，对上述群体进行了和抗旱性相关位点的QTL分析。共检测到显著位点24个，其中卡方检验发现20个，方差分析检测到8个。有4个被这两种方法都检测到，很可能是与胁迫下的产量直接相关的位点。同时也对非胁迫下的产量位点进行了检测，发现上述抗旱性位点与非胁迫下产量的关系不大。还就选择条件和遗传背景的效应等对目标性状QTL定位的影响进行了讨论。研究结果将为进一步的水稻抗旱性分子育种研究提供有用的信息和材料。     

水稻苗期低温诱导表达新基因OsCOI的克隆、过表达载体的构建与转化

水稻苗期冷害是导致水稻减产的重要因素之一。为了发掘新的耐冷基因、诠释其耐冷分子机制并应用分子育种的手段提高水稻苗期耐冷性,前期已通过Northern表达分析,从已构建的水稻苗期低温诱导表达正向抑制差减cDNA文库中,发现了一个受低温诱导上调表达的功能未知的C2H2型锌指结构域蛋白新基因(特命名为OsCOI)。本研究进一步通过RT-PCR的方法从水稻中克隆了该基因,构建了其植物过表达载体,并通过农杆菌介导转入水稻基因组中,获得了其过表达转基因水稻株系,为进一步研究该基因的功能并探讨其在水稻耐冷分子育种中的应用价值奠定了基础。     

水稻OsNCED4基因的克隆及功能初探

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种抑制植物生长的植物激素,因能促使叶子脱落而得名,在植物逆胁迫中发挥关键作用。由NCED基因编码的9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED),是ABA在高等植物中的关键酶。本研究已成功从水稻Ilmibyeo(O.sativa L.ssp.japonica)基因组中克隆得到Os NCED4,生物信息学分析表明,Os NCED4基因位于水稻第7号染色体上,ORF全长1749 bp,无内含子结构,编码582个氨基酸,具有NCED家族的RPE65保守结构;以该基因和其启动子序列构建组织表达载体pOsNCED4::GUS、pCaMV35S::OsNCED4:EGFP和RNAi干扰载体p Ca MV35S::OsNCED4:RNAi,用于基因表达和功能分析,并利用农杆菌介导的方法,成功获得了相应遗传载体的转基因植株;GUS染色结果表明,该基因在叶片、叶耳、小穗等组织部位均有表达;RT-PCR结果显示,Os NCED4在水稻不同生育期的根、茎、叶、叶鞘和穗子中均有不同程度的表达,但表达量具有明显的差异;亚细胞定位结果显示,OsNCED4基因编码的蛋白定位于细胞核;与野生型植株相比,RNAi植株的花粉育性无明显差异,而结实率显著下降。该研究结果为进一步研究水稻OsNCED4基因表达的调控,以及为水稻生长发育上的功能研究提供了科学依据。     

Improvement of Appearance Traits of elite Rice Zhenshan 97B by Molecular Introgression of Targeted about 800 kb Interval from Indica Rice Jiafuzhan Genome

Rice appearance trait is mainly mean grain length (GL), grain width (GW), ratio of length and width (L/W), chalkiness (CH) and transparence (TR). Appearance is the first impression, and rice appearance traits effect significantly the value of commodity. Hybrid rice is relatively low quality, especially on rice appearance quality,which restricts partially its extend and badly export of hybrid seed and rice in China.Shanyou 63, the most famous hybrid rice combination of China, could not be also sustainable application because of its poor qualities. In this studies, We attempt to improve appearance quality of the elite rice maintainer of Zhenshan 97B by using molecular approach of genomic interval targeted introgression. Three F2 populations were constructed to study the classical and molecular genetic of rice appearance traits, at the same time, molecular marker-asisted toimprove the main maintainer line, Zhenshan 97B were performed. There some following results:Three F2 populations were constructed based on crosses of Guangluai 4×Jiafuzhan (GJ popu.), Minghui 86×Jiafuzhan (MJ popu.) and Zhenshan 97B×Jiafuzhan (ZJ popu.). ZJ popu and GJ popu were produced to reconstruct the linkage maps related with rice appearance traits based on BSA, and detect QTL of target traits based on IM.In ZJ popu, 9 QTLs of target traits were detected. The interval, RM169～RM516 on Chromosome 5, was genetic locus of GW, L/W, CH and BW, and the explained variances were 10.9%, 14.9%, 12.0% and 14.2%, respectively.RM214 on chromosome 7, RM339 on chromosome 8 were genetic loci if CH and BW, and the explained variances were 9.4%, 10.0%, 11.0% and 12.1%. besides there is a genetic locus, RM347, of G/W on chromosome 3, and the explained varance was 10.3%. In GJ popu, 5 QTLs of rice appearance traits were detected. The interval, RM169-RM516 on Chromosome 5, were also the genetic loci of GW, CH and BW, and the explained variances were 9.0%, 12.5%, and 13.6%, respectively. RM264～RM80 on chromosome 8 was the genetic loci of GW amd L/W,and the explained variances were 14.7% and 13.4%. The genotypes of all QTLs, except RM214, from Jiafuzhan contributed to improving riee appearance traits.The research was to improve the rice appearance quality of Zhenshan 97B by introgressing QTLs of rice appearance traits from Jiafuzhan, a donor parent, by means of MAS in the process of recurrent backcrossing, 4 SSR markers were used to detect the target genotypes from donor parent, and 70 SSR primers to identify the genetic background of recurrent parent. Consequently, there were 19 target individuals in BC3, in which the mean value of GL, GW, L/W, CH and BW were 6.06±0.04mm, 2.50±0.02mm, 2.43±0.02, 29.5±2.7 and 29.4±2.7%, respectively,and the mean homologous degree (HD) to recurrent parent is up to 98.22%. Compared to Zhenshan 97B, GL, CH and BW decreased 0.17 mm, 34.9% and 34.5% respectively and however L/W increased 0.19. which accounted separately for 25.37%, 54.79%, 54.57% and 10.50% of thedifference of every trait between two parents. It is very luckly to find a individual, 13BC2-3BC3 line, whose GL, GW, G/W, CH and BW were 6.04 mm, 2.43 mm, 2.49,2.5% and 2.5% separately, There is very important signification for it to be used in hybrid rice breeding improving appearance traits. In the research, MAS efficiency of 3 loci (with 4 markers ) was 5.68% and coincident degree was 73.08%.     

水稻移栽后苗期茎叶光合产物运转与分配特性研究

采用³H核素示踪方法,研究了水稻移栽后苗期茎叶光合产物的运转分配特性。结果表明,栽后4 d标记的茎鞘3H同化物在标记后10 d,有7.6%~9.8%运往新根,6.7%~15.6%运往主茎新叶,6.9%~9.9%运往分蘖茎叶;标记后30 d,约12%分配至新根,10%~14%分配至分蘖茎叶。标记后10~30 d参与再分配的同化物主要来自主茎茎鞘,输入器官主要为分蘖和新根。移栽后20 d标记叶片的3H同化物在标记后10 d,19%~28%分配至主茎新叶,4.6%~13.4%分配至分蘖,3%~5%运往新根。3个品种中,冈优22茎、叶光合产物分配到主茎中的比例较高,K优047分配到分蘖的比例较高,Ⅱ优162输送到新叶中的比例最大。