水稻粒长遗传及其功能基因研究进展

随着人民生活水平的提高,稻米需求呈现多样化趋势,在产量仍作为重要指标的同时,稻米品质也越来越受到重视.提高产量、改良稻米品质是现代水稻育种的两个主要目标,而水稻粒长不仅是影响水稻产量的重要农艺性状,还与外观品质性状密切相关,细长粒稻米通常表现较好的外观品质,且世界上的大多数地区的消费者更偏爱于长粒型的稻米.因此,改良水...     

水稻粒长基因GS3的功能基因标记鉴定

为了研究水稻粒长基因GS3的功能基因标记,建立水稻分子标记辅助育种技术体系,利用GS3特异引物对13个水稻长粒品种和9个短粒品种进行多态性扩增,回收特异性产物并测序,通过分子生物学比对分析寻找控制水稻长、短粒的功能基因标记。结果表明:在26对GS3特异性引物中,有4对引物扩增出多态性条带,分别是HGS3F3R3、HGS3F7R7、HGS3F10R10和HGS3F15R15,共产生10条多态性带,其中多态比率分别为33.3%、83.3%、50.0%和66.7%。通过NCBI Blast序列比对,确认了GS3功能基因的标记。     

水稻粒型基因研究进展及应用

水稻(Oryza sativa L.)粒型包含粒长、粒宽和长宽比等一系列农艺性状,是影响水稻稻米品质和产量的重要因素之一。随着功能基因组学和分子标记技术的发展,越来越多的粒型基因逐渐被定位和克隆。本文主要总结了目前已经克隆的与水稻粒型有关的基因：粒长基因有GS3、GL7、GL3.3等;粒宽基因有GW2、GW5、GS5等;长宽比基因有GW7、TGW3、GS2等,各个基因之间的互作关系以及各个粒型基因在生产中的实际应用。同时,指出了水稻粒型基因在进行分子植物育种时出现的问题并针对相应的问题提出解决建议。     

水稻长芒基因/QTLs的研究进展

芒是水稻的重要驯化性状之一。研究水稻长芒的遗传学和分子生物学机制,有助于人们了解水稻的驯化过程。本文分别概述了已被报道的长芒基因/QTLs,为水稻芒长的研究提供参考。     

基于水稻粒长 OsPPKL1基因的玉米同源基因的生物信息学分析

为弄清玉米中粒长基因的调控机制,采用生物信息学的方法,对水稻粒长基因OsPPKL1进行同源性分析。结果表明：玉米 GRMZM2G070323和 GRMZM2G148539基因是 OsPPKL1的同源基因,分别位于第1染色体和第5染色体上;这2个基因的基因结构存在一定差异;玉米同源基因与 OsPPKL1存在良好的共线性;这2个玉米基因与水稻粒长基因在蛋白质序列、理化性质、高级结构和表达部位等方面均表现出高度的一致性。     

水稻主要粒型基因及其遗传调控的研究进展

水稻粒型是决定产量最重要的因素之一。籽粒大小主要是受遗传因子的严格调控。目前,已经克隆了多个控制水稻籽粒大小的(QTL),这些QTL可以作用在独立的遗传途径,与其他已鉴定的粒型基因一起主要参与蛋白酶体降解、激素和G蛋白介导的信号途径,调节细胞增殖和细胞伸长。本文综述了近年来克隆的主要控制水稻籽粒大小的QTL及其调控的分子机制,为理解粒型的分子遗传基础和水稻遗传改良提供理论依据。     

水稻粒长基因qGL3功能标记的开发与鉴定

基于基因组DNA序列和PCR分析,对稻属已测序的野生稻、294份水稻微核心种质和2007~2013年江苏省审定的65份粳稻品种中粒长基因qGL3的变异类型进行鉴定。结果表明:稻属不同野生稻均含有基因qGL3的同源序列,但进化树显示其序列存在明显的分化;基于基因qGL3第10外显子的A/C功能变异开发了易于操作的dCAPS标记,并发现在水稻微核心种质中只有1个品种为A型(qgl3基因型),其余品种均为C型(qGL3基因型),表明碱基A变异为稀有变异;江苏省近年来审定的65份粳稻品种基因型均为qGL3。     

水稻粒型与粒质量的研究进展

水稻的粒型包括粒的长度、粒的宽度和长宽之比,既是水稻外观品质之一,又能影响粒质量,而粒质量是影响水稻产量的重要因子。因此,改良水稻粒型、粒质量具有十分重要的意义。基于此,综述水稻粒型、粒质量基因的克隆及其在分子育种中的应用,为提高水稻生产产量和改良品质提供理论依据。     

水稻落粒性的研究进展

为了阐明落粒性的机理,综述了水稻落粒生理基础与形态解剖学特征、水稻落粒性的遗传与QTL/基因定位等方面的研究进展。     

水稻粒型调控基因功能研究进展

水稻是世界上的重要谷类粮食作物之一，其产量和品质一直都是育种学家关注的重点，关系到全球粮食安全和人类健康。水稻粒型主要包括粒长、粒宽、粒厚等，是受多基因控制的重要数量性状，不仅直接影响水稻产量，还与水稻品质密切相关。深入了解水稻粒型的形成与调控机理将有助于进一步提升水稻单株产量、改善稻米品质。分子生物学的发展和基因组学的研究为探究水稻内部调控机制带来了新的变革。大量水稻粒型的数量性状遗传位点（Quantitative trait locus，QTL）成功被鉴定与解析，并验证了与之有关的基因功能。目前，已有几条调控粒型的通路得到鉴定，如泛素 - 蛋白酶体降解途径、G 蛋白信号途径、丝裂原活化蛋白激酶途径、转录因子调控途径、植物激素途径以及表观遗传途径等。然而，粒型调控网络极其复杂，多数基因上下游的调控组件作用机制尚不清楚，甚至影响粒型的各条通路间均存在一定的交叉互作。本文综述了影响水稻粒型的不同信号通路相关基因研究进展及关键粒型基因间的互作关系，总结了近年来粒型基因在育种上的应用情况，并提出结合多组学解析水稻粒型的调控机理研究，以期更好地服务于分子设计育种，为开发新的高产优质稻育种提供支撑。     

第三积温带长粒香型水稻栽培技术

水稻是我国的主要粮食作物之一。稻米不仅有很高的营养价值,更是多数人的主要粮食。稻谷副产品用途广泛,不但可以作为工业原料,还能有医疗功效。因此,发展水稻生产,不断发展高产高品质的的稻米,对我国农业经济的发展具有重要的意义。     

水稻落粒性的分子生物学研究进展

水稻是研究单子叶植物的模式作物,其落粒性的丧失是水稻被人工驯化的最为关键事件,近年来对水稻落粒性的研究取得了一系列进展,4个控制落粒性基因/主效QTL已经被克隆,并初步分析了相关基因的互作效应,为水稻人工驯化提供了重要依据。本文重点综述了水稻落粒性的分子机制研究进展,为水稻落粒性的遗传网络研究提供参考。     

美国南部长粒水稻的配合力和杂种优势

配合力和杂种优势的评价是有利于确定育种目标和方向。当前还缺乏对美国南部长粒水稻的配合力和杂种优势的评价。我们为评估如产量、株高、穗数、穗长、稳重及第一次枝梗数等参数，１９８９年我们完成了两个４×４双列杂交试验，１９９０年在Ａｒｋａｎｓａｓ（阿肯萨斯）位于Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ附近的水稻研究推广中心和Ｍａｒｉａｎｎａ的棉花试验站两个地点，对３２个杂交种Ｆ１和１６个亲本进行了研究。这１６个亲本是美国南部对育种者有效的长粒水稻种质资源中最优秀的代表。小区试验为单本插植，株、行距６１ｃｍ，一般配合力（ＧＣＡ）比特殊配合力（ＳＣＡ）更重要，即占产量变异的７０％，株高变异的８９％，穗数的８４％，穗长的６０％，穗重的６９％，第一次枝梗的８５％，除了穗数之外，其他性状的特殊配合力也是很明显的，这表明非加性基因的效应是很重要的。在确定杂交组合时，仅用中亲值不能充分地预测后代的平均特性。高值亲本的杂种产量优势变化范围为－１６％～１８％，产量的杂种优势基本上是穗重大于穗数。通过应用杂交水稻品种将可能提高美国南部长粒水稻的产量。     

水稻粒长基因GS3和qGL3功能标记的设计及应用

水稻粒型是与其产量直接相关的重要性状。在前期研究证实来源于特大粒水稻TD70和籼稻品种Kasalath的重组自交系(RIL)群体中检测到已克隆的粒长GS3和q GL3基因的基础上,通过TD70和Kasalath的GS3、q GL3基因序列差异分析,设计功能标记,检测240个RILs和不同粒长的6个粳稻、9个籼稻中GS3、q GL3基因类型及其效应。结果显示:TD70和Kasalath中的GS3基因和q GL3基因分别在第2外显子上的编码区+165位置和第10外显子上的编码区+1 092位置存在一个由碱基C到碱基A的单核苷酸替换,据此设计了四引物扩增受阻突变体系(Tetra-primer ARMS-PCR)标记,TD70的GS3和q GL3基因分别扩增为270 bp和145 bp条带及448 bp和288bp条带,Kasalath的GS3、q GL3基因分别扩增为270 bp和175 bp条带及448 bp和216 bp条带;240个RILs中含有GS3-T和q GL3-T基因的株系61个,含GS3-T和q GL3-K的株系48个,含GS3-K和q GL3-T的株系17个;不同粒型基因组合的粒长存在显著差异,表现为GS3-T+q GL3-TGS3-T+q GL3-K或GS3-K+q GL3-TGS3-K+q GL3-K;长粒型的1个粳稻和5个籼稻品种的GS3基因表现为TD70带型,短粒型的5个粳稻和4个籼稻品种的GS3基因表现为Kasalath带型;所有水稻品种的q GL3基因均表现为Kasalath带型。表明开发的GS3和q GL3基因功能标记是有效的,可用于水稻分子标记辅助育种。     

水稻粒长粒重主效基因GS3的功能标记开发与利用

【目的】开发控制水稻粒长和粒重的主效基因GS3的功能标记,并用于对广西晚稻主栽亲本美B的粒长改良,以期获得粒长增加的优良水稻亲本材料。【方法】根据短粒杂交稻亲本美B与长粒亲本宜香B在GS3基因序列的差异,开发GS3基因的功能分子标记M-GS3。利用宜香B为供体亲本,美B为受体亲本和轮回亲本,进行杂交和回交。在利用标记M-GS3对24份水稻亲本及BC_2F_7群体材料进行了基因分型检测,并对它们的粒长进行了测量。【结果】利用M-GS3对24份水稻亲本材料进行检测,发现在11份材料中含有GS3长粒等位基因,其余13份水稻亲本为GS3短粒等位基因,与24份水稻亲本的粒长表型一致。根据美B和宜香B的BC_2F_7群体材料基因分型的结果及粒长表型鉴定,筛选到10株农艺性状与美B接近,粒长大于9.5 mm的株系,其千粒重、粒长和长宽比均显著高于美B,而株高、有效穗数、穗长和结实率等性状与美B接近。【结论】标记M-GS3能有效检测出水稻亲本材料及育种群体中的GS3长粒等位基因。利用GS3基因进行水稻粒长改良,能有效提高被改良材料的粒长和千粒重。     

水稻分蘖基因研究进展

分蘖是水稻重要农艺性状之一,又是单子叶植物在生长发育过程中形成的一种特殊的分枝特性,具有重要的发育生物学特性。随着水稻基因组学和分子遗传学研究的快速发展,水稻分蘖基因研究取得大的发展。在水稻分蘖QTL研究方面,目前已经定位了177个QTLs,水稻分蘖QTL的检测和材料、群体类型与环境有很大的关系;在水稻分蘖突变体研究方面,目前已经鉴定出17种类型,并已经成功克隆了一个水稻分蘖基因。     

水稻抽穗期基因研究进展

抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一,它对于水稻适应不同的栽培地区和耕作季节是至关重要的。近年来,在水稻抽穗期基因的发掘、定位、克隆及作用机制等方面,特别是QTL研究方面取得较大进展。在此,回顾了水稻抽穗期基因/QTL的定位和克隆,阐述QTL的互作及与主基因的等位性关系,并通过和拟南芥模式植物的对比进一步阐述了水稻开花的分子机制,为研究禾本科植物的抽穗期基因提供了有意义的启示。旨在为中国水稻抽穗期基因遗传以及在育种上的应用提供理论依据。     

水稻分蘖基因研究进展

分蘖是单子叶植物特殊的一种分枝,也是水稻植株生长发育过程起重要作用的农艺特性,分蘖数量直接决定水稻有效穗数量,从而影响水稻产量。随着水稻基因组学和分子遗传学的快速发展,对分蘖的研究有了较大进步。综述了国内外在水稻分蘖基因研究领域,包括其遗传分析、定位与克隆等的研究进展。