优质粳型杂交糯稻新组合选育及高产栽培技术

为了快速培育高产、优质、抗性强的杂交粳型糯稻新种质,选用综合农艺性状优良的粳型寒丰糯(HFwx),将其与同型的寒丰不育系(HFA)进行育性转换,获得了粳型糯质新不育系寒丰糯(HFwxA),并与自主选育的粳型糯质恢复系配组育成了杂交粳型糯稻新组合(HFwxA/N2R)。小区和示范试验结果表明,选育获得的杂交糯稻新组合具有高产、优质、抗性强等特点,具有生产应用前景。杂交糯稻新组合的生育特征特性和高产栽培技术的试验总结,对杂交糯稻的推广应用和产业化发展都具有十分重要的参考意义。     

我国杂交粳稻育种的现状与展望

本文回顾了我国杂交粳稻育种的历史和现状,分析了目前所存在的问题及其原因,并提出了解决这些问题的可能途径和方法,且对杂交粳稻的发展趋向进行了讨论。     

粳稻籽粒性状遗传分析

[目的]对籽粒相关性状进行遗传分析,为水稻高产改良提供指导。[方法]以秀水79和C堡构建的247个株系粳粳交重组自交系群体为试验材料,测定了籽粒相关性状(粒长、粒宽、粒重及长宽比)的表型值,利用主基因+多基因混合遗传模型对其进行遗传分析。[结果]粳稻粒长和粒重都受到3对主基因控制,二者均无多基因控制。粒宽为2对主基因控制无多基因的作用方式,粒长、粒宽和粒重主基因的遗传率均在99%以上。籽粒长宽比由多基因控制。[结论]粳稻粒长、粒重和粒宽受到主基因控制。     

疣粒野生稻抗白叶枯病新基因xa32(t)的鉴定及其分子标记定位

xa32(t)是从疣粒野生稻与栽培稻经体细胞杂交途径获得的新种质Y76中鉴定出的水稻抗白叶枯病新基因。将Y76与栽培稻"大粒香"回交构建F2群体,获得132个抗性稳定的株系。经致病菌株P6对该F2群体抗性鉴定,得到抗感株系数分别为32和100。随机选用覆盖水稻12条染色体的412对SSR引物对亲本和F2代群体进行多态性分析。筛选出8对多态性好的引物标记,连锁遗传分析发现位于xa32(t)同侧的RM8216和RM20A与其连锁,从而将xa32(t)定位在第12染色体长臂上,遗传距离为6.9cm和1.7cm。     

转录组和代谢组揭示独脚金内酯缺失影响水稻根和叶中的脂质和黄酮代谢

对水稻的独脚金内酯合成突变体d17及野生型水稻ZH11进行转录组研究,结果表明,在d17的根和叶中的248和441个差异表达基因在脂质代谢路径上出现富集。代谢组检测结果表明,脂质和黄酮类物质的含量在d17突变体和ZH11中表现出显著差异。进一步研究发现,d17中的溶血磷脂和黄酮的含量显著降低,相关基因的表达水平下降,表明独脚金内酯参与调控水稻体内的黄酮和脂质代谢。研究结果可为研究独脚金内酯调控水稻体内次生代谢及生长发育提供参考。     

早籼稻珍汕97B改良新不育系的配合力分析

为探究早籼稻珍汕97B改良新不育系的配合力和稻米品质,以珍汕97A为对照,利用珍汕97B改良的6个不育系,与7个早杂恢复系按照NCⅡ遗传设计配制成49个杂交组合。结果表明,新改良不育系及其配制组合的产量和品质性状配合力比珍汕97A有明显改善。其中,不育系珍品A分别在产量、总粒数和结实粒数上一般配合力效应最好,品质性状较好,在育种上有较好的利用价值。     

水稻籼粳杂种不育性的遗传机理及杂种优势利用

籼稻和粳稻是亚洲栽培稻的两个亚种,两者在形态、生理以及基因水平上存在显著差异,亚种间的遗传差异将会产生强大的杂种优势,能进一步提高水稻的产量潜力,但是,籼粳亚种间的 F1 杂种不育性严重阻碍了杂种优势的利用。杂种不育性是一种合子后生殖隔离,具有普遍性和复杂性,受多个不育基因座控制。广亲和品种的发现为克服亚种间杂种不育提供可能,该材料无论与籼稻还是粳稻杂交,F1 杂种都能正常结实或结实率较高。概述了籼稻与粳稻间差异,剖析了水稻籼粳亚种间杂种不育的遗传基础、已鉴定的杂种不育主效QTL 与基因,分析了已克隆杂种不育基因的分子作用机制及广亲和基因的功能。据此提出利用籼粳架桥培育亚种间渗入水稻、聚合育种培育广亲和系和粳型亲籼系,以及应用基因编辑技术创制广亲和系等途径,能够克服籼粳亚种间杂种不育性,精准化改良籼粳杂种的结实率,从而实现亚种间杂种优势的利用。籼粳亚种间杂交水稻的推广应用,将会推动水稻产业的又一次重大变革。     

水稻雄性不育细胞质效应的研究

用８种同核异质雄性不育系及其相应保持系分别与４个恢复系配个杂交组合进行裂区试验，在相同核北景下比较雄性不育细胞质效应的差异。结果表明：雄性不育细胞质对杂种一代单株产量和农艺性状多数表现负效应，但细胞质间存在极显著的差异。本研究发现，栽培籼稻的细胞质效应优于普通野稻，选育优良雄性不育细胞质的重点应在栽培籼稻中筛选。恢复系对不育细胞质效应也有不同程度的影响，核质互作对所研究的性状有极显著的作用。选育配     

云南粳亚种生态群间孕穗期耐冷性遗传研究

用热带粳、光壳稻和普通粳群中7个不同耐冷级别品种及其1／2P(P—1)配制的21个组合进行云南粳亚种生态群间穗期耐冷性遗传研究。结果表明：(1)云南高原冷凉稻区鉴定出孕穗期耐冷性同属极弱级热带粳、光壳稻与普通粳型所携的耐冷基因不同与冷驯化有关,粳亚种的孕穗期耐冷性划分为热带粳、光壳稻和普通粳3大类型。(2)耐冷性弱的不同生态群品种为背景,推断昆明小白谷、丽粳2号和半节芒穗期耐冷基因的显隐关系、耐冷性的受控基因对数及其基因效应存在明显的差别。     

过量表达AtNHXS1新基因显著提高水稻的耐盐性

以转基因和野生型水稻为材料,通过农杆菌介导法将AtNHXS1转到水稻植株中花11号中,分析在盐胁迫下Na+、K+含量的变化,对两者耐盐性进行比较,并对转基因株系进行分子鉴定和转录表达分析。结果表明:PCR初步鉴定得到了20个转基因株系,随机挑选2个PCR阳性株系进行Southern blot鉴定,确定AtNHXS1以单拷贝的形式成功插入到水稻基因组中。耐盐性分析表明,在盐胁迫条件下,转基因水稻植株的生长状况、干质量、鲜质量、Na+含量显著优于或高于野生型水稻植株;此外,300mmol/L NaCl处理下,转基因水稻植株能够正常存活,而野生型水稻5d内几乎全部死亡。将300mmol/L NaCl处理过的植株在无盐胁迫的条件下进行恢复生长试验,转基因植株10d内恢复正常,而野生型则不能。过量表达改组后的AtNHXS1新基因显著提高了水稻的耐盐性。     

太湖流域粳稻群体遗传结构分化和亚群特异性分析

目的:研究太湖流域粳稻群体的遗传结构分化以及不同生态亚群的遗传多样性、特异性及其相互关系,为太湖流域亲本遴选提供遗传背景依据。方法:从太湖流域823份地方品种构成的核心种质中筛选出58份品种和36份育成品种构成代表样品,选用均匀分布12条染色体上的91个标记,采用Structure Version2.2软件,对粳稻群体遗传多样性、亚群遗传分化及特异性进行分析。结果:太湖流域粳稻群体由8类血缘组成,遗传上可分为5个生态亚群,每个亚群的血缘构成各不相同。不同的生态亚群中含有各自的特有和特缺等位变异,其中生态型Ⅲ特有等位变异数最多,对其他4个亚群其具有最多的补充等位变异。     

与粳稻BT型细胞质育性恢复基因连锁的实用SSR标记的筛选

以粳稻BT型细胞质育性恢复基因Rf-1位点的近等基因系、77个测交父本以及5个不育系与77个测交父本配制的178个测交组合F1为材料,利用义献报道的与Rf-1连锁的12对SSR标记引物,筛选近等基因系间与育性等位基因连锁带型一致的SSR标记,再用后者扩增测交父本,并调查测交F1植株的自然结实率,验证父本带型与育性恢复力的关系.结果表明:住12对SSR标记引物中,RM5629在六千辛A和六千辛B中均扩增出120 bp的片段,在恢复基因供体77302-1和8个近等基因系六千辛R株系中均扩增出110 bp的片段,在六千辛A/六千辛R的杂种F1中扩增出110 hp和120 bp的互补片段.6427 R系列、武育粳3号R系列、六盐189R系列、157TR系列、4016LHR系列、4016R和秀水04R同质恢复系以及8个常用的非同质恢复系的RM5629标记基因型与育性恢复力的符合率均为100%,3726R系列同质恢复系的标记基因型与育性恢复力的符合率为94.1%,平均为97.3% RM5629可作为Rf-1分子标记辅助选抒的实用SSR标记.     

水稻腈水解酶蛋白家族的生物信息学分析

腈水解酶在植物的生命过程中起重要作用。本文对水稻中的腈水解酶进行了一系列的生物信息学分析,结果发现水稻中共有8个腈水解酶,他们都具有典型的碳氮水解酶结构域。通过ESTs搜索发现这些基因在水稻不同组织和不同胁迫条件下的的表达情况存在较大的差异。此外,对水稻的腈水解酶家族作了初步的进化分析。研究结果为进一步研究该类蛋白的分子和生物学功能奠定了良好基础。     

影响根癌农杆菌介导的高效水稻遗传转化的相关因素分析

以水稻基因组测序品种日本晴(OryzasativaL.ssp.japonica)为材料,对根癌农杆菌介导的水稻转化系统进行了优化。结果表明,水稻种子经质量分数2.5%的次氯酸钠灭菌30min后,愈伤组织诱导率最高;所获得的胚性愈伤组织经过6～7d的继代培养后转化率达到95%;感染液菌浓度OD600值为0.145～0.190时,转化效率高;将抗性愈伤组织进行7d的暗培养可使分化效率提高到85%。应用本转化系统已经获得了大量的转化体,GUS表达率达到30%,并且3个月即可获得转化植株。     

水稻雄性不育细胞质和核质互作的遗传表现

选用两个恢复系 IR_(24)、IR_(30),两个带有野败细胞质的置换系(W)IR_(24)、(W)IR_(30),以及由它们与雄性不育系(W)朝阳1号 A 和(G)朝阳1号 A 及其共同保持系朝阳1号 B 配制的16个F_1杂种,研究野败和冈型细胞质及核质互作的遗传表现。结果表明;①细胞核相同或类似而细胞质不同的核质组合,呈现出不同程度的细胞质效应。野败和冈型细胞质对单株产量、结实率、实粒数、着粒密度、穗颈长和株高有显著效应,对千粒重,最高分蘖数、有效穗数、抽穗期和穗长的影响不明显。相关分析揭示,这两种雄性不育细胞质对产量的负作用主要是通过实粒数而实现的。②在不同的核背景下,这两种细胞质的效应程度很不一样,涉及的性状包括产量、总粒数、实粒数、株高,穗颈长和结实率等。作者认为,这是核质互作现象。文中还对核质互作效应、雄性不育细胞质的副作用及解决的可能措施等问题进行了讨论。     

Determination of Amylose Content and Its Relationship with RVA Profile Within Genetically Similar Cultivars of Rice(Oryza sativa L.ssp.japonica)

Anther culture pure lines with antisense Wx gene were generated by Agrobacterium tumefaciens-mediated co-transformation followed by anther culture in transgenic rice(Oryza sativa L.ssp.japonica).The antisense Wx transgenic pure lines were used to analyze the differences and the relationship between RVA eigenvalues among the lines with different amylose contents.77 pure lines of anther culture having antisense Wx gene were studied for the amylose content of its offspring cultivar,Wuyunjing 7.It was found that levels of amylose content were similar to the control in 19 lines(16.0%);1-5% lower than control in 50 lines,of which,within 11.0-13.9% in 40 lines;and 3.1-4.0% in 8 lines.The effect of the amylose content on RVA eigenvalue was analyzed through the RVA profile graphic comparison and test of significance for RVA eigenvalues.The analysis of RVA profiles with different amylose contents indicated that there were two kinds of RVA profiles within genetically similar cultivars.The lines with 3.1-4.0% of amylose content were distinctly different from other lines and conventional glutinous rice.The comparison of the similarity curve of RVA profile of the lines with different amylose contents showed that the lines with lower amylose content had a distinguished RVA profile with the curve increasing gradually,but not exceeding the first apex.The test of significance for eigenvalues of the RVA profile in the lines with different amylose contents indicated that there were five eigenvalues remarkably different among the lines with 3.1-4.0% of amylose content compared with other two groups.Further,there were three eigenvalues remarkably different among the lines with 11.0-13.5% of amylose content compared with control group.An optimized mathematical model,which characterizes the relationships between the amylose content and RVA eigenvalue,has been established in this study.From this model,it was clearly indicated that the parameters PeT and SBV were more related to amylose content.It was concluded that the differences in amylose content not only affected the eigenvalues of RVA but also caused different RVA profiles within genetically similar cultivars.The introduction of antisense Wx gene could lead to reduce the amylose content and lay theoretical foundation for quality improvement in rice breeding programs.     

滇型杂交水稻不育系花粉败育特征及其稳定性研究

 本研究结果表明:籼稻D₄珍汕97A花粉败育发生在单核期,其余粳稻不育系花粉败育发生在双核至三核期。败育原因在于花粉发育过程中的第二次分化发生障碍,导致发育缓慢,到开花期仍不能成熟而表现败育。不育系花粉母细胞减数分裂基本正常。不同核质互作类型的不育系,花粉败育特征和败育程度有所不同,可分为4组:1组,X黎明A;2组,D₁、D₃黎明A和科情三号A;3组,D₁、D₈滇榆一号A和D₄、D₉科情三号A;4组,D₄珍汕97A。1,2组的不育系花粉败育程度较轻,易受环境条件影响而表现出不育性不稳定,出现少量自交结实现象。就细胞质的遗传效应而言,X型与D型相差明显,D₁和D₃型相似;X、D₁和D₃型不育性较不稳定,D₄、D₈和D₉型不育性较稳定。     

水稻DnaJ蛋白的生物信息学分析

DnaJ蛋白是一类很大的蛋白家族,因含有保守的DnaJ结构域而得名。本文对水稻DnaJ蛋白进行了生物信息学分析表明,水稻中共有101个DnaJ蛋白,分为典型的三大类。通过表达证据搜索发现,除了11个基因没有表达证据外,其他基因在水稻中都有表达。此外,对水稻的DnaJ蛋白家族进行了初步的进化分析。     

Determination of Amylose Content and Its Relationship with RVA Profile Within Genetically Similar Cultivars of Rice (Oryza sativa L.ssp.japonica)

Anther culture pure lines with antisense Wx gene were generated by Agrobacterium tumefaciens-mediated co-transformation followed by anther culture in transgenic rice (Oryza sativa L.ssp.japonica).The antisense Wx transgenic pure lines were used to analyze the differences and the relationship between RVA eigenvalues among the lines with different amylose contents.77 pure lines of anther culture having antisense Wx gene were studied for the amylose content of its offspring cultivar,Wuyunjing 7.It was found that levels of amylose content were similar to the control in 19 lines (16.0%);1-5%lower than control in 50 lines,of which,within 11.0-13.9% in 40 lines;and 3.1-4.0% in 8 lines.The effect of the amylose content on RVA eigenvalue was analyzed through the RVA profile graphic comparison and test of significance for RVA eigenvalues.The analysis of RVA profiles with different amylose contents indicated that there were two kinds of RVA profiles within genetically similar cultivars.The lines with 3.1-4.0% of amylose content were distinctly different from other lines and conventional glutinous rice.The comparison of the similarity curve of RVA profile of the lines with different amylose contents showed that the lines with lower amylose content had a distinguished RVA profile with the curve increasing gradually,but not exceeding the first apex.The test of significance for eigenvalues of the RVA profile in the lines with different amylose contents indicated that there were five eigenvalues remarkably different among the lines with 3.1-4.0% of amylose content compared with other two groups.Further,there were three eigenvalues remarkably different among the lines with 11.0-13.5% of amylose content compared with control group.An optimized mathematical model,which characterizes the relationships between the amylose content and RVA eigenvalue,has been established in this study.From this model,it was clearly indicated that the parameters PeT and SBV were more related to amylose content.It was concluded that the differences in amylose content not only affected the eigenvalues of RVA but also caused different RVA profiles within genetically similar cultivars.The introduction of antisense Wx gene could lead to reduce the amylose content and lay theoretical foundation for quality improvement in rice breeding programs.     

水稻CAS基因的克隆及分析

[目的]克隆并分析水稻OsCAS基因,研究其在水稻生长中的作用。[方法]以粳稻（Ooza sativa L．ssp．japonica）品种日本晴为材料进行总RNA提取并进行RT—PCR扩增,随后鉴定OsCAS在水稻不同组织中的表达。[结果]OsCAS基因包含1164个碱基对,编码387个氨基酸。实时定量PCR结果显示,OsCAS在水稻不同组织中的表达水平存在差异,叶片中表达量最高,茎中略低,根中的表达量最低。[结论]该研究可为水稻OsCAS基因在抗逆反应中的作用研究提供试验基础。