OsGA200x2不同长度RNAi片段对水稻株高等农艺性状的遗传效应

利用OsGA20ox2基因序列构建不同长度的RNAi片段并导入水稻,获得不同高度的矮化植株.将这些矮化植株与野生型植株回交获得B1F2群体,卡方检测表明B1F2群体矮秆植株数和高秆植株数符合3∶1比例,表现为矮秆显性的遗传规律.对矮化植株的F5和B1F2群体株高、各茎节间长度和一些主要农艺性状方差分析显示,OsGA20ox2基因的RNAi能显著缩短株高和各节间长度(P＜0.05),RNAi干扰片段越长,使植株株高和节间长度缩短程度越大,可使株高降低24～42 cm,矮化22％～39％.在同一长度的RNAi干扰片段下,倒一节节间长度平均缩短与倒二节节间长度平均缩短非常相近,倒三节和倒四节节间长度平均缩短非常相近,总的缩短程度是倒四节＞倒三节＞倒二节＞倒一节.这种近基部节间长度缩短幅度和比例较大的特点,利于提高水稻的抗倒伏能力,同时上部节间缩短幅度和比例较小,有效地保持合理株高,不使生物产量明显降低,有利于水稻的稳产和高产.OsGA20ox2基因的RNAi不影响千粒重、结实率、穗长等主要农艺性状或影响很小.     

矮秆糯小麦株高及各节间长度与产量性状遗传研究

为了深入了解矮秆糯小麦材料的遗传规律,以4个矮秆糯小麦材料为母本,5个高产小麦为父本,采用不完全双列杂交设计,对小麦13个农艺性状进行遗传分析。结果表明：13个农艺性状的表现都是由加性和非加性基因共同决定的。13个性状遗传力均较高,除倒3节间长、倒4节间长、倒5节间长、退化小穗和千粒质量5个性状外,其余性状主要由加性基因决定。除结实小穗外,其余各性状的GCV均较大,表明对其选择和改良的潜力较大。株高及各节间长与各产量农艺性状一般配合力间存在不同程度的依存关系。指出小麦高产育种应注意协调好穗下节长与株高之间的关系,各节间长度与单株穗数、穗粒数和千粒质量的关系,从而实现糯小麦高产稳产的育种目标。     

Tal小麦细胞质对杂种F2主要农艺性状的遗传效应

利用回交方法，探讨了Ｔａｌ小麦细胞质对Ｆ２株高，穗长，穗粒数，千粒重等主要农艺性状的遗传效应。结果表明，Ｔａｌ小麦细胞质对其Ｆ２坟要农艺性状无不良的遗传效应，对粒色的遗传亦无影响。与普通小麦细胞质相比在遗传上基本上是同质的。     

基于QTL定位的蓖麻株高性状遗传解析

用YC2(高杆)×YF1(矮杆)和YC1(高杆)×YF1(矮杆)组合衍生的2个F₂代群体, 对蓖麻株高性状进行相关、回归和QTL定位分析。结果表明, 株高与主穗位高、主茎节长和主茎茎粗之间显著正相关, 但与主茎节数不相关;主穗位高与主茎节数、主茎节长和主茎茎粗之间显著正相关;主茎节数与主茎节长之间显著负相关。利用QTLNetwork 2.0软件在YC2×YF1的F₂群体中检测到株高、主穗位高、主茎节数、主茎节长和主茎茎粗的5、4、6、3和2个QTL, 分别解释了45.9%、45.3%、66.1%、55.4%和12.6%的总变异。在YC1×YF1的F₂群体中检测到3、4、5、1和2个上述5性状的QTL, 分别解释了26.0%、25.5%、35.4%、37.4%和7.6%的总变异。证明QTL间的“一因多效”和连锁是株高、主穗位高和主茎节长之间高度相关的遗传基础, 加性效应是株高、主穗位高和主茎节长的主要遗传组分, 互作效应是主茎节数和主茎茎粗的主要遗传组分。建议育种上将主穗位高和主茎节长作为株高早期选择和预测的间接指标,并将多节数和短节间作为高产育种的主攻方向。     

水稻株高表观遗传调控研究取得重大进展

最近,中国农业科学院作物科学研究所万建民课题组有关水稻株高表观遗传调控的研究结果被国际知名刊物《植物细胞（ThePlantCell）》期刊接受。该研究首次报道了表观遗传修饰对水稻株高和花器官发育的重要作用,揭示了DNA甲基化和组蛋白修饰之间的关联,为进一步研究表观遗传修饰对水稻生长发育的调控机制奠定了基础。     

紫外辐射UV-B增加对小麦株高和节间细胞长度影响的初步研究

研究了UV-B强度增加对小麦株高、各节间长度及各节间纵向细胞个数、细胞长度的影响,结果表明：UV- B强度增加,小麦株高呈显著下降趋势,小麦株高下降是由于节间长度缩短,而节间个数不变,且各节间缩短的百分率也有显著的差异,穗下第4,5节间的长度缩短对于株高下降影响的效应较大。显微切片测定节间细胞的纵向长度结果表明：穗下第五节间和穗下第四节间的缩短主要是由于节间纵向细胞个数下降,而穗下第三节间和穗下第二节间的缩短主要是由于节间细胞纵向长度缩短。小麦节间缩短和叶片长度的缩短呈显著的正相关。     

水稻株高性状对大气CO2浓度升高的响应

以粳稻品种Asominori与籼稻品种IR24的杂交组合所衍生的染色体片段置换系（CSSLs）为材料,田间试验分别在FACE（CO₂浓度约570 µmol mol^-1）和对照（CO₂浓度约370 µmol mol^-1）下,对水稻株高性状的数量性状位点（QTL）进行了分析。结果表明,Asominori和IR24的株高、穗长、上位第一节间长和上位第二节间长在FACE和对照下的差异达显著水平;供试株系的4个株高性状对CO₂浓度升高都呈正负两种响应,其变化最大的株系为AI7和AI44（株高分别增加14.2 cm和降低4.54 cm）,AI9和AI12（穗长分别增加3.56 cm和降低2.39 cm）,AI39和AI27（上位第一节间长分别增加15.74 cm和降低1.49 cm）,AI32和AI53（上位第二节间长分别增加8.09 cm和降低3.00 cm）;FACE和对照下分别检测出14和15个QTL,分布在除第2、7、9和第10号染色体外的各染色体上,其中5个（qPH6^-4、qPH8^-4、qPL8^-4、qPL12^-4和qLFN6^-4）在FACE和对照条件下同时检测到,分布在第6、8和第12染色体上,而其余的只在FACE或对照下检测到。这29个QTLs中,3个（qPH6^-4QE、qPH8^-4QE和qLSN5^-4QE）具显著的基因型与环境互作。在不同的CO₂环境下,测试性状发生不同程度的表型变异。结果推论,对CO₂浓度增加敏感的QTL位点,可能受到CO₂浓度增加的诱导,可见控制水稻株高性状的QTL与CO₂增加的环境发生了互作效应。     

持续高温干旱年份陆地棉农艺和产量性状的遗传效应分析

本文采用NCⅡ交配设计方法,以9个陆地棉品种(系)配置16个杂交组合,利用加性—显性与环境互作的遗传模型(ADE模型),分析亲本和F1在2013年持续高温干旱条件下望江、九江2个环境下的农艺和产量性状,估算了各项遗传方差分量,分析了性状间各项遗传效应的相关性和各性状的杂种优势。结果表明,农艺和产量性状易受环境条件影响,子棉产量、皮棉产量、单株铃数和铃重的遗传主要受显性效应控制,衣分同时受加性和显性效应控制,子指主要受加性效应控制。遗传相关分析表明,子棉产量和皮棉产量与铃重和衣分呈显性正相关;铃重与衣分呈显性正相关,衣分与子指的加性和显性均为负相关。杂种优势分析表明,中棉所63的铃重、衣分、子指、子棉产量和皮棉产量的群体平均优势达极显著水平,其皮棉产量的杂种优势可以利用至F3。     

苦荞麦主要农艺性状遗传浅析

试验结果分析表明,苦荞麦株高、千粒重等遗传力较高,早代进行选择效果明显;株粒重等遗传力低,应放宽选择标准,增加选择世代。株粒重虽然与产量高度相关,但遗传变异系数较小,直接选择效果差。可通过选择株高、株粒数和千粒重来达到提高株粒重的目的。     

Modification of plant height via RNAi suppression of OsGA20ox2 gene in rice

GA 20-oxidase (GA20ox) is a regulatory enzyme for the syntheses of biologically active GAs in plants. The loss-of-function mutations in OsGA20ox2 of rice (Oryza sativa L.) generate the well-known Green Revolution gene sd-1, which cause the semi-dwarfism phenotype. In our present investigation, semi-dwarf plants were generated from a taller rice variety QX1 by RNAi suppression on the expression of OsGA20ox2. The 531bp-fragment of OsGA20ox2 was amplified by PCR from genomic DNA of QX1 and used to construct the hairpin RNAi vector pCQK2. The wild type QX1 was transformed with pCQK2 by Agrobacterium-mediated transformation and some independent transgenic RNAi lines exhibited semi-dwarfism. RT-PCR and Northern blot analyses showed that the expression of OsGA20ox2 was specifically suppressed in the RNAi semi-dwarf lines. Endogenous GA assays revealed that the contents of the GA20ox2-catalyzed products GA₁₉, GA₂₀ and the down-stream biologically active GA₁ were drastically reduced in the RNAi semi-dwarf lines. We further showed that the RNAi semi-dwarf lines could be restored to normal plant height by applying exogenous GA₃. The results indicated that the semi-dwarfism of the RNAi semi-dwarf lines was associated with the decreased expression of OsGA20ox2 gene and the reduced content of endogenous biologically active GA₁. Analyses of panicle length, seeds per panicle and 1000-grain weight suggested that the RNAi semi-dwarf lines showed stable grain yield compared with the wild type plants. It is demonstrated that the RNAi approach could be useful for plant breeding purposes in the future. Qing Yang, Chun-Lian Wang have contributed equally to this work.     

水稻株高的遗传控制及其在育种上的应用

株高是水稻品种的重要农艺性状之一,矮秆水稻品种的选育和推广是20世纪水稻育种工作的重大成就,因此矮秆基因的发掘研究和利用备受重视。本文综述了水稻株高基因的遗传、定位、作用机理及其在水稻育种中的利用情况等方面的研究进展,分析了水稻株高基因在水稻育种应用中所存在的问题,并对其发展前景作了展望。     

粳稻稻米外观和碾磨品质性状与植株农艺性状的遗传关系分析

研究了不同环境条件下粳稻稻米外观品质、碾磨品质与植株农艺性状间的遗传关系.结果表明,糙米长、糙米宽、垩白率、透明度等外观品质性状以及糙米率、精米率、整精米率等碾磨品质性状与大多数植株农艺性状间存在极显著的正向或负向协方差.稻米外观品质性状与单株穗数、千粒重等性状间主要表现为遗传主效应协方差,垩白率、透明     

种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响

倒伏是影响夏玉米在密植条件下获得高产的重要限制因素之一,本研究旨在探讨种植密度对不同株高夏玉米品种茎秆性状与抗倒伏能力的影响。以矮秆品种登海661 (DH661)和高秆品种鲁单981 (LD981)为试验材料,通过设置4.50×10⁴株 hm^-2、6.75×10⁴株 hm^-2和9.00×10⁴株 hm^-2 3个种植密度,研究茎秆节间长度、茎秆穿刺强度、茎秆显微结构以及倒伏率等方面的变化。结果表明,随种植密度增加,夏玉米的基部第3茎节间和穗位节间变细,茎秆穿刺强度显著下降,较密度4.50万株 hm^-2,DH661和LD981 6.75万株 hm^-2、9.00万株 hm^-2地上第3节间茎秆穿刺强度分别降低了8.5%、22.6%和13.3%、29.6%;茎秆皮层和维管束内部厚壁细胞厚度及维管束数目均随种植密度的增加显著下降,倒伏风险增加,但矮秆品种的下降幅度小于高秆品种,而产量的增加幅度大于高秆品种,说明矮秆品种在高密度下能够保持较好的抗倒伏性能,有助于其在高密度种植条件下获得高产、稳产。     

小麦抗旱品种的遗传多样性分析及株高优异等位变异挖掘

为了解北方冬麦区小麦抗旱品种的遗传多样性,筛选株高相关标记的等位变异,选用117个均匀分布于小麦各条染色体的SSR标记,对136份小麦抗旱品种进行分析。共检测到1484个等位变异,平均每个标记12.6个等位变异,变化范围为2～42个,供试材料的多态性遗传信息含量(PIC)变化范围为0.016～0.941,平均为0.640。聚类分析把同一地区或育种单位育成的品种、具有共同亲本的姊妹品种聚为一类,部分相近年代选育的品种也分别聚在一类,国外材料的基因导入对育成品种的遗传基础产生了影响。关联分析表明,在旱地条件下与株高显著相关的标记有19个(P0.01),其中6个极显著相关(P0.001);在水地条件下与株高显著相关的标记也有19个,其中7个极显著相关。水、旱两种条件下共检测出与株高极显著相关的标记9个,分别是Xbarc125(7D)、Xbarc168(2D)、Xgwm126(5A)、Xgwm130(2B)、Xgwm212(5D)、Xgwm285(3B)、Xgwm495(4B)、Xgwm95(2A)和Xwmc396(7B),其中Xgwm285的220bp、Xgwm495的181bp、Xgwm212的99bp和Xbarc125的167bp等位变异是与矮秆关联的优异等位基因。     

利用双向导入系解析水稻抽穗期和株高QTL及其与环境互作表达的遗传背景效应

利用粳稻Lemont和籼稻特青相互导入构建的遗传背景基本一致的双向回交导入系群体,分别在北京和海南环境定位影响抽穗期和株高的主效QTL及其环境互作,分析QTL及其与环境互作表达的遗传背景效应。在北京和海南分别检测到影响抽穗期和株高的主效QTL 16个和17个,其中有5个主效QTL (QHd2、QHd8a、QPh3、QPh5和QPh12)在两种背景下同时被检测到,表明多数主效QTL的表达具有遗传背景特异性。两种背景下检测到影响抽穗期的3个主效QTL (QHd8a、QHd9和QHd10b)存在环境互作,其中QHd8a与海南环境的互作在两种背景下提早抽穗2~3 d,与北京环境的互作则延迟抽穗2~3 d,是影响抽穗期的一个重要主效QTL。通过与以往相同亲本来源的7个不同定位群体在不同环境下定位结果的比较,鉴定出一些在不同遗传背景和环境下稳定表达的主效QTL,如QHd3、QHd8a、QPh3和QPh4,适宜用于水稻抽穗期和株高的分子标记改良。基于QTL定位结果,本文对如何通过分子标记辅助改良品种在不同环境下的抽穗期进行了深入探讨。     

水稻高秆染色体片段代换系Z1377的鉴定及重要农艺性状QTL定位

株高是水稻重要的农艺性状, 往往与产量相关性状密切关联, 在水稻育种中有重要利用价值。本研究以日本晴为受体、缙恢35为供体亲本, 经表型和分子标记双重选择, 鉴定了一个水稻高秆染色体片段代换系Z1377。Z1377共含有18个代换片段, 平均代换长度为2.95 Mb。与日本晴相比, Z1377的株高、倒一节间至倒四节间长、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、粒长、每穗实粒数、总粒数显著增加; 粒宽显著变细, 有效穗数、结实率显著减少, 但仍达86.75%。用日本晴与Z1377杂交构建的次级F₂群体共检测到16个相关QTL, 分布于第2、第3、第4、第5、第6、第7和第9染色体。其中有8个可能与已克隆基因等位, 如GW2、EUI1、ZFP185等, 另8个如qPH3等尚未见报道。Z1377的株高由一个主效QTL (qPH3)和一个微效QTL (qPH5)控制, 其中qPH3的贡献率达28.59%。而且, 在F₂群体中, 高秆和矮秆基本呈现双峰分布, 经卡平方测验, 符合3∶1分离比, 表明高秆对矮秆显性, 并主要由qPH3负责。这将为该主效基因的精细定位和克隆奠定基础, 同时为进一步选育含2~3个代换片段的中高优良染色体片段代换系并应用于育种奠定基础。     

水稻株高QTL分析及其与产量QTL的关系

分别应用具有112和160个标记位点的两个籼/籼交组合的F2群体的连锁图,对控制水稻株高的数量性状基因(QTL)进行了研究.各定位了4个和3个株高QTL,每个QTL的贡献率在5.6%～22.9%之间.在一个群体中,4个QTL都表现为完全显性或超显性;在另一个群体中,3个QTL均表现为部分显性.分别检测到7对和5对影响株高的双基因互作,其中一个群体以