利用高代回交导入群体进行水稻耐盐碱鉴定与筛选

以粳稻吉粳88为轮回亲本与11个来自不同国家的供体品种杂交和回交培育的BC2F4群体,在吉林省白城市盐碱地进行全生育期耐盐碱筛选,对入选的耐盐碱单株后代分别进行苗期耐盐和耐碱鉴定。结果表明,在大田盐碱胁迫条件下绝大多数回交后代均出现耐盐碱的超亲分离,表明这些供体均带有控制这些性状的有利基因。各个组合间的耐盐碱筛选效率存在较大差异,表明回交后代的耐盐碱表现不仅取决于供体本身,还取决于受体品种与供体品种的不同组合。对筛选出的耐盐碱株系进行苗期耐盐和耐碱鉴定,结果显示全生育期耐盐碱的株系在苗期的耐盐和耐碱性表现不一,一部分株系表现不耐盐碱,一部分株系具有较强的耐盐或耐碱性,还有少数株系表现既耐盐又耐碱,表明水稻不同生育期的耐盐碱性存在差异,而且耐盐与耐碱可能存在不同的遗传机制。筛选出的耐盐碱导入系将成为耐盐碱有利基因发掘以及通过有利基因高效聚合定向改良水稻耐盐碱性的材料平台。     

利用回交导入系群体发掘水稻种质资源中的有利耐盐QTL

以中等感盐籼稻IR64与粳稻Tarom molaii培育的85个BC₂F₈回交导入系为材料，定位苗期在140 mmol L^-1 NaCl胁迫下影响叶片盐害级别、幼苗存活天数、地上部和根部的K⁺、Na⁺浓度等6个耐盐相关性状的QTL。幼苗存活天数与地上部Na⁺浓度呈极显著负相关，与地上部K⁺浓度呈显著正相关，与根部K⁺、Na⁺浓度无关，表明叶片盐害是由于地上部Na⁺积累过多造成的。根部K⁺浓度与Na⁺浓度高度正相关，但与地上部的K⁺、Na⁺浓度均无关，表明根对K⁺、Na⁺的离子吸收与向地上部运输存在不同的机制。检测到影响6个耐盐相关性状的23个QTL，包括影响叶片盐害级别的5个、幼苗存活天数的6个、地上部K⁺浓度的4个、地上部Na+浓度的4个、根部K+浓度的1个和根部Na+浓度的3个。影响地上部K⁺、Na⁺浓度与影响根部K⁺、Na⁺浓度的QTL分布在不同基因组区域，进一步表明根和茎对K⁺、Na⁺的吸收存在不同的遗传机制。通过比较图谱，发现影响耐盐相关性状的23个QTL中有12个（占52.2%）与以往不同群体中影响耐盐相关性状的QTL定位在同一或相邻的染色体区域。其中在第2染色体RM240~RM112区间检测到1个影响地上部所有4个耐盐相关性状的主效QTL，其增加耐盐性的有利基因来自供体Tarom molaii，适宜用作标记辅助选择耐盐性的遗传改良。对从种质资源中发掘“隐蔽”耐盐QTL进行了讨论。     

回交导入后代群体中玉米耐旱基因的鉴定研究

种质资源蕴藏着品种遗传改良的各种有利基因，高效发掘种质资源的有利基因是实现育种突破的前提。本研究选择丹340、齐319和掖478为轮回亲本与34个供体的回交世代BC2F2群体为材料，在干旱胁迫条件下，通过测定雌雄穗开花间隔（ASI）进行耐旱鉴定。结果表明，尽管有些亲本本身对缺水环境不具备很好的耐性，但在绝大多数回交后代中均出现耐旱的超亲分离，表明这些供体均带有对这些性状的有利基因。这种潜在“隐蔽”有利基因的表达受遗传背景影响较大。从总体上看，耐旱性状的选择效率以齐319背景最高，掖478背景次之，丹340背景最低。研究表明通过大规模回交导入，并对回交后代性状的严格鉴定是发掘种质资源有利基因的有效途径。     

回交导入后代水稻种质有利基因的鉴定与筛选研究

种质资源蕴藏着品种遗传改良的各种有利基因,高效发掘种质资源的有利基因是实现育种突破的前提。本研究选择IR64、特青和新株型（NPT）为轮回亲本与13个供体的不同回交世代（BC2F2-BC4F2）群体为材料,进行耐盐、耐淹和褐稻虱抗性鉴定与筛选。结果表明,尽管多数亲本本身对这些逆境不具备很好抗性或耐性,但在绝大多数回交后代中均出现耐盐、耐淹和抗褐稻虱的超亲分离,表明这些供体均带有对这些性状的有利基因。这种潜在“隐蔽”有利基因的表达受遗传背景影响较大。从总体上看,3个性状的选择效率以IR64背景最高,特青背景高于NPT背景。BC2对耐盐性的选择效率明显高于BC3和BC4代,BC3和BC4的选择效率因不同组合而异。研究表明通过大规模回交导入和回交后代性状的严格鉴定是发掘种质资源有利基因的有效途径。     

抗旱、耐盐基因类型及其机理的研究进展

不良的环境因子如干旱、盐碱等严重影响着农作物的正常生长发育和产量,培育高抗性和高产优质的粮食作物,成为缓解世界粮食安全的有效途径。文章就目前国内外在抗旱、抗盐碱等抗逆基因的类型、作用机理以及相关转基因作物存在的问题进行了综述。     

抗旱耐盐红粒水稻品种Kunthali

印度抗旱耐盐红粒地方水稻品种Kunthali，能够在印度沿海地区不进行人工灌溉的条件下生长。该品种在印度Sirkali talukvizVellakulam，Keevarodai（Vettangudi附近），Thoduvai，Koozhaiyar，Thirumullaivasal等沿海地区传统种植。其生育期为110～120天，每年9月的最后一周或或者10月的第一周季风来临前播种，产量达850 to 1200kgs／英亩（1英亩=6．07亩）。     

植物耐盐相关基因及其耐盐机制研究进展

植物的耐盐性是一个复杂的数量性状,涉及诸多基因和多种耐盐机制的协调作用。本文综述了近年来国内外在植物耐盐分子方面的研究成果与最新进展。Na /H 反向转运蛋白、K 转运体HAK和K 转运的调控基因AtHAL3a、高亲和性K 转运体HKT等通过调控植物体内离子跨膜转运,重建体内离子平衡来抵御盐渍伤害;Δ'-二氢吡咯-5-羧酸合成酶(P5CS)和Δ'-二氢吡咯-5-羧酸还原酶(P5CR)基因、胆碱单加氧酶(CMO)和甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因、1-磷酸甘露醇脱氢酶(mtlD)和6-磷酸山梨醇脱氢酶(gutD)基因以及海藻糖合成酶基因等通过合成渗透保护物质维持细胞的渗透势、清除体内活性氧和稳定蛋白质的高级结构来保护植物免受盐渍胁迫伤害;植物细胞中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、抗坏血酸-谷光苷肽循环中的酶等在清除细胞内过多的活性氧方面起重要作用;水通道蛋白基因与晚期胚胎发生丰富蛋白(LEA蛋白)基因参与多种胁迫的应答,它们与保持细胞水分平衡相关;另外,与离子或渗透胁迫信号转导相关受体蛋白、顺式作用元件、转录因子、蛋白激酶及其它调控序列可以启动或关闭某些胁迫相关基因,使这些基因在不同的时间、空间协调表达,以维持植物正常的生长和发育。本文还在小结中从整体水平上阐述了植物感受盐渍胁迫和其应答的基本分子机理。为植物耐盐机理的进一步研究及培育耐盐植物奠定了理论基础。     

抗旱、耐盐基因P5CS植物表达双元载体的构建

以含有P5CS的重组质粒pBIP5CS—F129A为模板,通过PCR的方法获得了目的基因P5CS（1905bp）并将其克隆到pBS—T载体上。利用限制性核酸内切酶BamHⅠ和SalⅠ将P5CS基因从克隆载体上消化下来,定向插入到无GUS基因植物表达载体pCHF3的CaMV35S启动子和NOS终止子之间。通过冻融法将此表达载体导入农杆菌LBA4404中,经PCR鉴定表明,P5CS基因植物表达双元载体构建成功。     

水稻抗旱选择导入系产量相关性状分析

为广泛利用水稻种质资源隐蔽抗旱有利基因来全面改善品种抗旱性,以粳型恢复系C418为轮回亲本,以3个籼型品种(Manawthukha,粤香占,特青)为供体构建了抗旱极端选择导入群体.3个群体两种水分条件对比,千粒重和单株有效穗数均表现出正相关,最大相关系数分别为r=0.88**和r=0.64**;不同水分条件下产量构成因子与产量的相关分析结果显示,水分胁迫下单株有效穗数和每穗总粒数在所有群体中都是对产量贡献较大的因子;不同水分条件下产量构成因子与产量的通径分析结果显示,不同群体的产量构成因子之间存在着相互促进或相互制约关系;优良株系在胁迫下单株产量极显著高于轮回亲本充分体现了远缘杂交优势,说明应用回交导入方法利用籼稻优良基因改良粳稻品种是可行的.     

Production of Drought and Salt Tolerant Transgenic Cereal Plants

Genetic transformation of cereal plants is a powerful method for producing agronomically useful transgenic plants. Salt and drought stress result in substantial yield losses, which amounts to many billions of dollars each     

北方粳稻回交群体后代的米质研究

对5个供体导入轮回亲本C01培育的BC2F2群体的米质及粒型进行了分析。结果表明,供体亲本与BC2F2群体的糙米品质及粒型关系不大。BC2F2群体之间除裂纹米和米粒长度之外,没有明显差异。BC2F2群体米质各性状的相关分析结果表明:糙米率和精米率呈极显著正相关且糙米直链淀粉含量和脂肪酸含量呈极显著正相关。完全粒重比与碎粒重比及完全粒数比与碎粒数比分别呈极显著负相关;裂纹米粒重比和粒数比与米粒厚度均呈极显著正相关,而与白度呈显著负相关;碎粒粒重比和完全粒重比与完全粒数比均呈极显著负相关;碎粒粒重比和碎粒粒数比与米粒长度均呈极显著负相关;碎粒粒数比与裂纹米粒重比和裂纹米粒数比呈显著或极显著正相关。在以不同轮回亲本配制的BC2F2群体中,稻米的品质及粒型各性状的变异程度不同,在育种实践中,要根据育种目标在不同的世代做有针对性的选择。     

不同大豆材料的抗旱性鉴定及耐旱品种筛选

发掘、创新、筛选综合性状优良、具有抗旱潜力的大豆种质对于优良大豆品种的选育及满足市场的需求具有重要意义。以山西耐旱大豆品种晋豆21为对照,10份其他地区较耐旱优异大豆品种为试验材料,通过分析自然干旱胁迫和正常灌水条件下植株叶片的3个生理生化指标（叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性）的变化,及评价成熟期植株产量相关农艺性状表现,从而筛选出适宜晋北干旱地区种植的优异抗旱大豆品种。与正常灌水处理（对照）相比,自然干旱胁迫下大豆的正常生长发育受到严重影响。自然干旱胁迫处理比正常灌水处理叶绿素损失率为9.70%~44.93%,超氧化物歧化酶活性增长率0.98%~68.10%,过氧化物酶活性增长率1.66%~58.72%。与耐旱品种晋豆21相比,绥农4、绥农14、合丰56这3份材料抗旱性较强。     

节水抗旱杂交稻的选育和应用前景

节水抗旱杂交稻的选育和应用有利于整合水稻的节水抗旱性、杂种优势和其他优良特性，提高干旱和节水栽培条件下水稻的产量和经济效益。通过测配筛选大量的抗旱稻资源，获得一个对野败不育系具有一定保持能力国外引进品种EAIC139-55-1-23，经系统选育获得一个稳定的选系进而转育成优质节水抗旱稻胞质雄性不育系——沪旱1A。组织国内相关单位在不同生态区以沪旱1A为母本，与当地优良水稻恢复系配制组合，获得具有良好地域适应性的节水抗旱杂交稻新组合，同时通过杂交育种和标记辅助选择等技术手段进一步改良现有不育系异交结实率和恢复系的耐旱性、品质、抗病虫等特性。育成旱优2号、旱优3号等杂交旱稻组合在大量节约水资源的栽培条件下表现较强的增产潜力，预示广阔的应用前景。     

水稻高世代回交导入系耐盐性的遗传研究

水稻是一种对盐敏感的作物，盐分是限制水稻产量的主要因子之一。本研究利用广泛推广种植的杂交籼稻的亲本珍汕97（ZS97）和测序粳稻品种日本晴（Nipponbare）杂交、回交构建的导入系，对水稻的耐盐性进行遗传研究。用88份导入系作苗期盐胁迫（0．3％氯化钠）处理试验，发现6份导入系的耐盐性同受体亲本ZS97有显著差异，其中5份导入系耐盐，1份对盐敏感。图示基因型分析表明5份导入系中含有少数外源导入片段及耐盐相关的基因。     

耐高糖酵母的筛选及其在黄酒中的应用研究

从蜂蜜、葡萄、面包3种原料中提取天然酵母进行梯度驯化,再通过紫外诱变育种,筛选出具有耐高糖性质的酵母并对其相关特性进行研究,将筛选出的菌株应用于黄酒酿造过程。结果表明,筛选出的酵母可耐受的糖度、pH值、酒精度分别为40%,1.5和10%Vol,将其应用于黄酒发酵中,经过7 d发酵后,菌株降糖能力较传统菌株提高了20 g/L,酒精度提高了0.4%Vol,糖类物质转化率达到11%。采用自然驯化和紫外诱变育种相结合,得到适用于黄酒酿造生产的耐高糖酵母菌株。     

耐旱耐盐棉花种子萌发的影响因子分析初报

为了明确耐旱、耐盐和敏旱敏盐棉花品种播前影响种子萌发的因子,以耐旱、耐盐和敏旱敏盐3种不同类型棉花品种为材料,研究温度、浸种时间,光照对种子萌发的影响,探讨在相同的浸种温度和时间处理中,不同类型棉种是否存在种子吸水率、发芽势的差异。结果表明:棉花纸间最佳发芽温度为29℃。3种类型的品种都是浸种前期6 h吸水快,后期慢,在浸种22 h达到吸水饱和;中H 177、中9835和中S 9612的种子吸水率分别在64%、73%和75%时,种子达到最高发芽势分别为96%、92.5%和88%。不同类型品种种子发芽势最高时种子吸水率存在较大差异,同期种子吸水率表现为耐盐品种>敏旱敏盐品种>耐旱品种,2种处理温度显示,相同吸水时间内同一品种29℃吸水率>20℃吸水率。3个品种比较,耐旱品种吸水率低,发芽势高,耐盐品种吸水率最高,发芽势低;3类品种均在达到饱和吸水率前发芽势最高,饱和吸水后继续浸种种子发芽势下降。不同品种对光照敏感性存在差异,光照能提高种子发芽势。结论:棉花种子萌发最佳温度为29℃;耐旱品种中H 177 29℃浸种18 h吸水率64%时达到发芽势最高,敏旱敏盐品种中S 9612和耐盐品种中9835均在29℃浸种20 h吸水率分别为75%、73%时达到发芽势最高。光照能提高棉花种子的发芽势。     

水稻苗期抗旱性指标的筛选

为探索水稻苗期抗旱性形态和生理机制，筛选苗期抗旱性指标，以15个水稻品种为试验材料，在干旱棚内系统研究了水、旱条件下苗期形态和生理指标的变化。结果表明，叶龄、心叶下倒数第1叶叶面积、叶鲜重、根长4个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的形态指标；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，氨基酸（AA）、抗坏血酸（AsA）、还原性谷甘肽（GSH）、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）含量8个指标的相对值与反复干旱存活率显著或极显著相关，可作为苗期抗旱性的生理指标。通过主成分分析确立了SOD酶活性、GSH含量、叶鲜重和叶龄4个指标相对值为水稻苗期抗旱性的综合指标，以反复干旱存活率为因变量，4个综合指标为自变量建立的回归方程对供试品种的抗旱性进行预测效果较好。