水稻胚乳外观云雾性状形成基础及其快速识别条件分析

以早籼稻新品种(系)、杂交水稻不育系、恢复系及其衍生的部分杂交组合为材料进行研究,发现云雾性状是低表观直链淀粉含量品种（系）特有的胚乳外观,其形成的原因和胚乳内淀粉的形态和结构有关。种子老化试验表明,种子水分和老化是快速识别云雾性状的两个重要条件。育种实践中可采用高温烘干和高温保湿预处理两种方法来快速识别胚乳云雾性状,并以此作为标记,早期特异性剔除低表观直链淀粉材料。     

胚乳外观标记与RVA谱理化指标相结合辅助改良早籼稻食用品质

对具有较低和中等表观直链淀粉含量的浙辐504和IR64的杂交后代进行观察,发现胚乳外观存在4种类型：乳白色、云雾状、透明状及各外观混合体。与胚乳外观紧密关联,表观直链淀粉含量(AAC)也相应有4种含量水平：明显低AAC变异型、浙辐504型、IR64型和介于双亲的中间型。RVA谱分析表明,不同胚乳外观的淀粉粘滞特性差异明显。透明状外观尽管AAC相仿,但个体间淀粉粘滞性分化明显,只有个别优良品系的RVA谱与优质亲本IR64相似。表明以胚乳外观标记和RVA谱理化指标辅助选择可有效控制表观直链淀粉含量和淀粉粘滞性,是改良早籼稻米品质的一条有效途径。     

部分亚洲稻品种胚乳直链淀粉含量分析

本研究分析了来自印度、斯里兰卡、中国云南、孟加拉、缅甸和印度尼西亚的204个水稻品种胚乳直链淀粉含量。结果表明:(1)大部分来自印度、斯里兰卡和孟加拉的水稻品种胚乳直链淀粉的含量较高,而来自中国云南、印度尼西亚和缅甸的水稻品种,胚乳直链淀粉的含量变化较大;(2)大部分粳稻品种胚乳直链淀粉含量较低,部分为糯性胚乳;虽然部分籼稻品种为糯性胚乳或低直链淀粉含量,但大部分籼稻品种直链淀粉的含量较高。     

利用Wx和fgr基因双功能性标记高效选育优质水稻保持系

 对选取的13份籼型保持系进行直链淀粉含量和香味测定及分子标记（484/485和fgr 1F/1R）检测,筛选出宜香1B作为试验用分子育种优质供体亲本。配组Ⅱ 32B/宜香1B,F2代进行该双标记分离分析,结果表明,不仅F2单株间特异性谱带差别明显便于鉴别,且呈现出两对独立遗传基因分离模式。选取F2代 484/485和fgr 1F/1R呈Ⅰ型（与宜香B相同的带型）和Ⅲ型（杂合带型）的优良单株,经F3~F6加代,并结合农艺性状（株型、播抽历期等）和稻米品质性状（粒型、垩白度、透明度等）鉴定和选择,在F6再利用484/485和fgr 1F/1R分子标记进行复测和验证,从而获得了一批株系内性状基本稳定、株型好、直链淀粉含量中等、具有香味、外观和蒸煮食用品质优良的高世代株系。经测交鉴定,发现其保持系株系比例约占75.5%。表明利用Wx和fgr基因功能性分子标记的早世代检测和辅助选择,结合常规优质保持系鉴定和选育方法,可以快速获得直链淀粉含量中等、香味、长粒型、透明、低垩白、较易糊化等综合性状较优的保持系。     

利用RVA谱快速鉴别不同表现直链淀粉含量早籼稻的淀粉粘滞特性

采用粘度速测仪分析了浙江省新近培育的早籼稻新品种（系）的淀粉粘滞特性，结果表明不同品种（系）具有特征性RVA谱。依消减值可有效区分出品种（系）表观直链淀粉含量（AAC）的高低。低AAC品种（系）的消减一般为负值，中等或高AAC品种（系）的消减值为正值。中等AAC品种（系）间食用品质的优劣，可根据消减值和崩解值判断。RVA谱的崩解值与胶稠度和米饭口感相关，消减值与米饭质地关联。上述结果表明，RVA谱特性可望作为理化标记在优质稻米育种中发挥重要作用。     

水稻胚乳淀粉合成相关酶的结构、功能及其互作研究进展

淀粉作为稻米最主要的储藏物质,其生物合成过程直接影响水稻的产量和品质。水稻淀粉的生物合成在造粉体中通过一系列酶促反应完成。本文综述了淀粉合成过程中ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(SSs)、淀粉分支酶(BE)及淀粉脱支酶(DBE)的结构、功能以及各酶之间的相互作用的最新研究进展,以期为稻米品质改良提供理论参考依据。     

利用Wx和fgr基因双功能性标记高效选育优质水稻保持系

对选取的13份籼型保持系进行直链淀粉含量和香味测定及分子标记(484/485和fgr-1F/1R)检测,筛选出宜香1B作为试验用分子育种优质供体亲本。配组Ⅱ-32B/宜香1B,F2代进行该双标记分离分析,结果表明,不仅F2单株间特异性谱带差别明显便于鉴别,且呈现出两对独立遗传基因分离模式。选取F2代484/485和fgr-1F/1R呈Ⅰ型(与宜香B相同的带型)和Ⅲ型(杂合带型)的优良单株,经F3～F6加代,并结合农艺性状(株型、播抽历期等)和稻米品质性状(粒型、垩白度、透明度等)鉴定和选择,在F6再利用484/485和fgr-1F/1R分子标记进行复测和验证,从而获得了一批株系内性状基本稳定、株型好、直链淀粉含量中等、具有香味、外观和蒸煮食用品质优良的高世代株系。经测交鉴定,发现其保持系株系比例约占75.5%。表明利用Wx和fgr基因功能性分子标记的早世代检测和辅助选择,结合常规优质保持系鉴定和选育方法,可以快速获得直链淀粉含量中等、香味、长粒型、透明、低垩白、较易糊化等综合性状较优的保持系。     

辽宁省水稻品种外观品质性状分析

以近年来辽宁省审定的77个水稻品种为试材,对辽宁省水稻品种外观品质性状进行了分析。结果显示,辽宁省水稻品种间外观品质性状差异较大,垩白粒率、垩白度变异幅度最大。垩白、粒形、透明是影响稻米外观品质的主要因子。性状间只有粒长与籽粒长宽比、垩白粒率与垩白度、粒长与透明度相关达到极显著或显著水平。中等粒长品种垩白性状和透明程式度较好,为品种外观品质改良和田间选择提供了依据。同时,探讨了在水稻品质改良中种质资源利用问题。     

水稻数量性状定位研究进展

20世纪80年代以来,DNA标记技术的诞生给数量性状的遗传研究带来了革命性的变化。分子生物学的快速发展和数量性状（QTL）定位技术的逐渐完善,为水稻的QTL研究提供了技术支撑。已有大量的研究表述和发现了QTL的特征特性,阐述了一些重要农艺性状的遗传理论基础,从而使水稻的育种遗传改良获得新方法、新手段。从QTL的定位群体、定位方法以及水稻QTL的研究现状和利用等方面,对水稻数量性状基因的研究进行了综述,并对今后的研究提出了一些分析。     

分子标记辅助选择聚合水稻暗胚乳突变基因Wx-mq和抗条纹叶枯病基因Stv-b~i

以江苏高产粳稻品种武运粳7号为母本,具有条纹叶枯病抗性基因Stv-bi和暗胚乳突变基因Wx-mq的日本粳稻品种关东194作父本配制杂交组合进行聚合育种。利用与Stv-bi基因共分离的SCAR标记及与暗胚乳突变基因Wx-mq紧密连锁的CAPS功能标记对其分离世代进行标记位点的检测,结合田间多代选育、抗性鉴定和籽粒胚乳外观鉴定,将条纹叶枯病抗性基因Stv-bi和暗胚乳突变基因Wx-mq同时转育到高产品种中,筛选、培育出优质、抗病、高产且农艺性状优良的水稻新品系宁9108。利用与水稻优质及抗病基因紧密连锁的分子标记,不仅初步建立了优质、抗病育种的分子标记辅助选择体系,也为水稻优质、抗病、高产育种提供了一种简单、快捷的选择方法和重要的中间材料。     

利用分子标记技术降低协优57的直链淀粉含量

 为克服产量高、适应性广的中籼组合协优57的直链淀粉含量较高、蒸煮食味品质较差的缺点,对其父母本较高的直链淀粉含量特性进行了改良。先前利用PCR AccⅠ分子标记辅助选择对其父本057进行改良,育成了直链淀粉含量改良型057, 简称057(TT)。本研究以ND42为优质基因的供体,利用PCR AccⅠ分子标记对协青早B\[母本协青早A的保持系,简称协青早B(GG)\]进行改良,得到直链淀粉含量改良型协青早B,简称协青早B(TT)。然后用改良前、后的各亲本分别配组,分析各组合的基因型(GG、GT、TT)和食味品质。结果表明,改良单亲的GT型组合协青早B(GG)/057(TT)、协青早B(TT)/057(GG)杂交稻米的直链淀粉含量由原组合协青早B(GG)/057(GG)的26.1%分别降到19.3%和19.2%,但均一性较差。改良双亲的TT纯合型组合协青早B(TT)/057(TT)的杂交稻米,不仅直链淀粉含量降到中等偏低水平(12.5%)、胶稠度变得更软,而且直链淀粉含量的均一性也有了很大的提高。     

水稻胚乳细胞发育的结构观察及其矿质元素分析

 为了探明水稻胚乳发育的过程和糊粉层形成的机理, 用光学显微镜和电子显微镜观察了水稻糊粉层细胞和内胚乳细胞在颖果发育过程中的结构变化,用能谱仪分析了胚乳细胞中元素的种类和相对含量。结果表明, 糊粉层细胞是由胚乳表层细胞转化而来的。糊粉层细胞中的P、K、Mg和Ca等矿质元素含量要明显高于内胚乳细胞。发育初期糊粉层细胞中富含线粒体、圆球体和小液泡;发育中后期小液泡积累蛋白质和矿质元素而形成糊粉粒。在发育中后期,内胚乳细胞随着细胞内淀粉体的充实,细胞核发生形变而衰亡;而糊粉层细胞的核在发育过程中不消亡。糊粉层的形成与表层细胞积聚矿质和脂类等“灌浆废物”(指非内胚乳细胞的贮藏物)有关。因而,转运灌浆物质多的胚乳背部,其糊粉层细胞的层数要比腹部和侧部多。谷物胚乳发育分为游离核期、细胞化期、分化期和成熟期四个时期。     

水稻直链淀粉合成调控新基因Wx410的功能与效应分析

【目的】挖掘Wx新等位变异,明确Wx410新等位基因对稻米品质性状的影响。【方法】以Wx^lv、Wx^a和Wx^b等位基因为模板,利用PCR进行第10外显子第101位碱基的A-G单点突变,分别构建了不同Wx等位背景下的Wx410定点突变植物表达载体p EGFC-Wx^lv410、p EGFC-Wx^a410和p EGFC-Wx^b410,阳性对照组载体分别为p EGFC-Wx^lv、p EGFC-Wx^a和p EGFC-Wx^b。通过转化糯稻品种苏御糯,分析该位点的变异对稻米品质的遗传效应。【结果】花后7 d和14 d,转基因植株p EGFC-Wx^lv410,p EGFC-Wx^a410及p EGFC-Wx^b410的胚乳Wx基因表达量较各自的阳性对照材料无显著变化,而颗粒结合淀粉合酶活性极显著降低;转基因植株直链淀粉含量较野生型显著降低,而糊化温...     

ZmC4Ppc基因水稻的标记辅助选择及其后代的产量性状分析

ZmC4Ppc基因全长6781bp，PCR扩增时带型不清晰。重复性差，影响标记辅助选择的准确性。通过序列比对找到了该基因在玉米上存在而在水稻上不存在的特异片段，利用PrimerPremier5．0设计了1对用于水稻标记辅助选择的特异性引物（前引物为5’AAGCAGGGAAGCGAGACG3’，后引物为5‘GATTGCCGCCAGcAGTAG3＇，命名为MRpc）。结果表明。经MRpc筛选的该基因在各生育阶段都能高效表达，且为组成性表达。对标记辅助选择后代FPM881进行了遗传背景、PEPCase活性、净光台速率、一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）分析。FPM881与对照的遗传背景相似度已达95％以上，ZInC4Ppc在MAS的各世代中能够高效表达。GCA和ScA分析结果表明从FPM881中能够筛选出单株产量、有效穗和千粒重优于对照、GCA较高的改良恢复系并得到SCA显著高于对照的杂交组合。试验结果说明，ZINC4Ppc基因高效表达能提高经济产量，在水稻遗传背景中发挥其基因效应。     

稻米淀粉粘滞性谱特征的表现及其遗传

通过对水稻F[sub]2[/sub]无性系群体及大量品种（系）的RVA谱的测定,研究了稻米淀粉RVA谱的类型及遗传。结果表明：（1）RVA谱可分为A~F六种类型,糯稻的特征图谱为A型,籼稻的特征图谱有B、C、D、E、F五种类型,粳稻有D、E、F三种类型。（2）稻米的表观直链淀粉含量（AAC）不同,RVA谱则不同。稻米的AAC相同,RVA谱也可不同,在低、中AAC类型中,RVA谱的差异能反映品种食味品质的差异。（3）4个杂交稻组合的RVA谱表现出相同的特点,除最高粘度和起浆温度外,其他特征值均介于双亲之间,表明杂交稻米品质改良要求不育系与恢复系的改良同步进行。（4）在F[sub]2[/sub]无性系群体中,RVA谱各特征均呈连续分布,最高粘度是典型的数量性状遗传,热浆粘度、冷胶粘度、崩解值、消减值、回复值都可能是由一对主效基因和若干微效基因共同控制的遗传。     

稻米直链淀粉和蛋白质含量对糙米重与外观品质性状间遗传相关性的影响

利用7个籼型不育系和5个籼型恢复系按不完全双列杂交方式配制杂交组合,采用包括胚乳、细胞质和母体植株基因效应的非条件和条件分析方法,研究了稻米直链淀粉和蛋白质含量对糙米重、稻米外观品质性状间遗传相关性的影响。结果表明,糙米重与稻米直链淀粉含量、蛋白质含量之间存在着显著或极显著的相关性,可以利用条件分析的方法排除直链淀粉含量或蛋白质含量对糙米重的影响,进而深入分析糙米重与稻米外观品质性状间存在的真实遗传相关性。条件分析结果表明,直链淀粉含量的表现会增大糙米重与糙米长、糙米宽、糙米厚间的基因型相关性,降低糙米重与糙米长宽比、糙米长厚比间的基因型相关性;蛋白质含量的表现除了对糙米重与糙米长厚比间的遗传相关性影响不大外,其他与直链淀粉含量的表现相反。不同遗传体系的条件相关分量表明,当排除了直链淀粉含量或蛋白质含量对糙米重的影响后,糙米重与外观品质成对性状间的条件相关分量会产生与非条件分析结果明显不同的变化,其中以细胞质主效应相关、母体加性主效应相关以及相应的环境互作相关等尤为明显。     

水稻粒重及其相关性状的遗传解析

 应用292个 Lemont/ 特青F13重组自交系(RILs)和272个标记的遗传连锁图谱分析粒重及籽粒长、宽、厚、长/宽、体积和容重6个相关性状的遗传。所有性状在RILs中出现超亲分离。粒重与其他籽粒性状均呈显著正相关，而涉及籽粒品质的容重与粒宽、粒厚呈显著负相关。检测到影响粒重及其相关性状的主效QTL 48个和互作位点38对，这些QTL解释了各性状55%以上的表型变异。80%以上的主效QTL呈现一因多效或生理相关。QGl3和 QGl2等通过籽粒体积间接影响粒重， Lemont增效等位基因有利于籽粒品质的改良，而QGw5、QGt1和QGv7的特青增效等位基因增加粒重同时降低籽粒容重及品质。通过标记辅助选择进行不同QTL的重组，有望在增加粒重的同时改善籽粒品质。     

水稻粉质胚乳突变体ws的表型分析及基因克隆

从甲基亚硝基脲(1-Methyl-1-Nitrosourea,MNU)处理的粳稻品种滇粳优1号突变体库中,筛选到一个稳定遗传的胚乳粉质突变体ws,其籽粒的千粒重、籽粒大小、总淀粉含量、直链淀粉含量等指标均降低,淀粉在尿素溶液中的膨胀能力减弱。对成熟及发育中的胚乳淀粉结构进行观察,发现ws突变体的胚乳中产生大量小而不规则排布的单淀粉颗粒。利用F2群体中分离出的92个隐性极端个体将突变基因连锁在第8染色体近着丝粒位置,随后共用2025个极端个体将目标基因定位于95kb的区间。测序发现ws突变体中编码腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(Adenosine diphosphate glucose pyrophosphorylase,AGPase)小亚基S2的基因发生点突变,导致编码氨基酸的替换。基因表达分析发现,突变体胚乳中编码AGPase各亚基的相关基因表达量没有发生显著改变,而Western杂交分析显示突变体中AGPS2b的蛋白含量下降。同时,ws突变体的胚乳中AGPase活性下降为野生型的一半。研究结果表明,OsAGPS2的突变导致水稻胚乳中AGPase活性降低,从而影响了淀粉合成。     

水稻杂种后代籽粒直链淀粉含量选择与品质和产量性状的关系

 选用4个稻米直链淀粉含量有显著差异的粳稻品种配制两个杂交组合（系选1号×通769和东农423×藤系180）,研究其杂交后代籽粒直链淀粉含量选择对品质和产量性状的影响。结果表明,籽粒直链淀粉含量选择对杂种后代蒸煮食味品质和产量相关性状有不同程度的影响,其影响程度因杂交组合及性状不同而异;在蒸煮食味品质性状中,淀粉黏滞性谱的崩解值和消减值受直链淀粉含量选择的影响较大,而在产量相关性状中抽穗期、单株有效穗数、结实率、单株粒重等受直链淀粉含量选择的影响相对较大;通过直链淀粉含量的连续定向选择可以从杂种后代中分出直链淀粉含量不同的后代,粳稻杂种后代低直链淀粉含量的定向选择效果优于高直链淀粉含量的选择效果,更容易得到超低亲的变异类型;直链淀粉含量的选择对杂种后代产量性状的影响较复杂,存在有利或不利的影响,低直链淀粉含量的选择将会导致单株粒重的下降。     

利用分子标记辅助选择选育中等直链淀粉含量的籼型三系不育系H22A

用高直链淀粉含量的珍汕97B与中等直链淀粉含量的优质保持系贵9B杂交,F4代选择优良单株与金23A测交并逐代回交转育,在BC1F1和BC5F1用PCR-AccⅠ分子标记对控制中等直链淀粉含量的基因型(TT基因型,产生460bp纯合带)进行辅助选择,选育出了综合农艺性状优良、不育性彻底、直链淀粉含量中等的三系籼型不育系H22A,并于2008年在贵阳通过贵州省科技厅组织的技术鉴定。