重组自交系稻米品质性状的相关性分析及QTL定位

[目的]分析重组自交系稻米品质性状的相关性,并对其进行数量性状座位(QTL)定位,为水稻品质性状遗传改良提供理论依据.[方法]以珍汕97B、柳沙油占202及二者杂交构建的174个重组自交系群体为材料,对12个稻米品质性状进行相关性分析和QTL定位.[结果]3个稻米碾磨品质性状(出糙率、精米率和整精米率)间均呈极显著正相关(P<0.01,下同).6个稻米外观品质性状中,除粒长与垩白率、垩白度和透明度间无显著相关性(P>0.05)外,其他性状间均呈极显著正或负相关.3个稻米蒸煮食味品质性状中,胶稠度与直链淀粉含量和碱消值呈极显著负相关.碾磨品质性状、外观品质性状和蒸煮食味品质性状间也存在不同程度相关性,如垩白粒率和垩白度与除粒长外的其他9个性状呈显著(P<0.05,下同)或极显著相关等.在第5和第6染色体上共检测出出糙率、精米率、粒宽、长宽比、垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值9个性状的11个QTL,其中9个QTL的表型变异贡献率大于10%,为主效QTL,且显著或极显著相关性状的QTL定位区域存在趋同现象.[结论]重组自交系群体12个稻米品质性状存在互作效应,与QTL定位结果相互印证.鉴定所得主效QTL可用于水稻稻米品质相关性状的遗传改良.     

木薯愈伤组织诱导培养初步研究

用木薯茎切段及顶芽作为外植体，诱导木薯愈伤组织的形成。在含2，4-D1～8mg／L、6-BA0．5mg／L、蔗糖30g／L、琼脂7g／L的改良MS培养基上，能诱导产生愈伤组织。在同样培养基或添加不同附加物的培养基上继代培养，观察比较愈伤组织的增长情况。     

AFLP对广西主栽木薯品种的遗传多态性分析

利用AFLP分子标记方法对广西主栽21个木薯品种进行基因组DNA多态性分析,筛选出E-ACT/ M-CAT、E-ACA/ M-CAA与E-AGG/ M-CTT三对选择性扩增引物,并对所得的结果进行UPGMA聚类分析.结果表明,品种间相似系数较高,都在0.661～0.865之间,从相似系数0.755处划分,可划分为两个主要类群,GR891、GR911等属于同一类群;面包木薯、桂经引983、新选048等品种属同一类群;南植105,南植188,泰农50,年海一号,其差异明显,不属于同一类群,可能与引种的地区不同有关.     

代谢组学揭示水稻—稻瘿蚊互作的潜在生化标识物

【目的】筛选稻瘿蚊（RGM）侵染下抗、感水稻材料差异代谢物,揭示水稻抗虫靶标化合物,为解析植物与昆虫互作关系及水稻害虫绿色防控提供理论依据。【方法】分别对抗RGM水稻材料GXM-001-2和易感RGM水稻材料TN1进行RGM接虫胁迫,接虫后48 h利用液相色谱—质谱联用仪（LC-MS）对RGM侵染及未侵染抗、感水稻材料的代谢物进行化学成分分析。【结果】RGM侵染下抗、感水稻材料的差异代谢物分析显示,LC-MS共检测到330种代谢物,其中155种为已知代谢物;被RGM侵染后,GXM-001-2中上调代谢物种类远少于其下调代谢物种类,也远少于TN1中的上调代谢物种类。RGM侵染下水稻潜在生化标识物种类分析表明,差异代谢物分为抗性特性（n=16）、易感特性（n=16）、侵染特性（n=7）和宿主特性（n=3）等4类。生化标识物及差异倍数分析表明,抗性特性物包括1-氨基环丙烷羧酸、3-磷酸甘油酸和二十烷酸等物质,其中6-甲基维生素D、谷氨酸、叶绿醇和酪氨酸等物质上调表达;易感特性物包括2-己酮酸、3-苯基乳酸和6-羟基己酸等物质,其中6-羟基己酸、葡萄糖和白皮杉醇等7种物质下调表达;侵染特性物包括γ-氨基丁酸、半乳糖酸和丙醇二酸等物质,其中腺嘌呤、尿苷、丙醇二酸和γ-氨基丁酸在抗、感材料中变化趋势一致;宿主特性物包括异亮氨酸、十六烷酸和环亮氨酸,前2种物质在GXM-001-2中显著高于TN1（P<0.05）。【结论】RGM侵染后从抗、感水稻材料中筛选到抗性特性物、易感特性物、侵染特性物和宿主特性物,其中脂肪酸及其衍生物（十六烷酸、二十烷酸、十四烷酸和β-羟基十四烷酸）、氨基酸（谷氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和γ-氨基丁酸）、酚类（阿魏酸）、萜类（叶绿醇）和胺类（乙酰苯胺、苄胺和乳酰胺）可能在植物抗虫防御反应中发挥重要作用,是RGM侵染水稻最重要的潜在生化标识物。     

基于40K基因芯片的326份水稻品种遗传多样性与重要病虫抗性基因鉴定

为明确华南稻作区水稻品种的遗传多样性和褐飞虱、稻瘟病及白叶枯病抗性基因的分布,本研究利用32 887个SNP标记对326份水稻品种进行遗传多样性分析,并检测20个褐飞虱、稻瘟病及白叶枯病抗性位点。聚类分析结果表明,当遗传距离为0.421 0时,326份水稻材料可分为4个群体(Ⅰ～Ⅳ),类群Ⅳ包含249个水稻材料,又可分为4个亚群。利用水稻12条染色体上SNP标记进行品种间两两比较分析,发现有18对品种间无差异位点,25对材料间差异SNP少于300个。检测Bph6、Bph9、Bph14、Bph15、Bph18、Bph26、Pi1、Pi2、Pi5、Pi9、Pia、Pid2、Pid3、Pigm、Pita、xa5、Xa7、xa13、Xa21和Xa23在326份材料中的分布情况,结果表明,大部分华南稻作区水稻品种携带稻瘟病抗性基因Pi5 (48.2%)、Pia (59.8%)、Pid2 (65.9%)、Pid3 (82.8%)和Pita (48.2%);主要应用的白叶枯病抗性基因为Xa21;但仅有5.2%的品种含有褐飞虱抗性基因。本研究结果为华南稻作区水稻培育多样化品种和抗性育种提供科学依据。     

深水稻品种赤禾纹枯病抗性QTLs定位

以高抗纹枯病的深水稻品种赤禾及感病品种Lemont为材料,构建了F2群体,以牙签嵌入法对该群体128株单株进行纹枯病抗性鉴定. 采用105个均匀分布于水稻12条染色体上的SSR多态性标记,构建该群体的分子标记连锁图,进行数量性状位点(QTL)分析.以LOD值2.5为阈值,在全基因组范围内搜索,初步检测到3个主效抗病QTLs,暂命名为qSB-2、qSB-5和qSB-11,分别位于第2、5和11染色体上,各自能解释表型抗性变异的17.17 %、14.7 %和27.78 %,其中qSB-5来自抗病亲本赤禾, qSB-2,、qSB-11来自感病亲本Lemont.     

广西水稻地方品种核心种质稻瘟病抗性位点全基因组关联分析

稻瘟病是水稻重要病害之一,严重影响水稻的产量与品质。培育抗性品种是防治稻瘟病最经济、环保的方式。稻瘟病抗性基因的鉴定与挖掘是开展抗病育种的基础与前提。本课题组前期对419份广西水稻地方品种核心种质进行简化基因组测序,获得208,993个高质量SNP标记。本研究采用苗期喷雾接种方法,研究了该419份核心种质对7个稻瘟病生理小种的抗性,并根据表型和基因型数据,利用一般线性模型(general linear model,GLM)和混合线性模型(mixed linear model,MLM)进行全基因组关联分析。2种模型下共检测到20个位点,其中GLM检测到20个位点,MLM检测到1个位点,Chr12_10803913位点在2种模型下都检测到。17个位点与前人定位的基因/QTLs重叠,其余3个是新位点,分别为Chr3_18302718、Chr3_18302744及Chr5_10379127位点。在20个显著关联位点上下游各150 kb的基因组区域中共筛选出候选基因323个,初步确定8个候选基因与抗病相关,其中LOC_Os12g18360(Pita)、LOC_Os12g18729(Ptr)为已知克隆的基因,LOC_Os03g32100、LOC_Os03g32180和LOC_Os05g18090为新位点附近筛选到的候选基因。本研究结果为稻瘟病抗性位点挖掘与稻瘟病相关基因克隆提供了科学依据。     

南方水稻黑条矮缩病抗性的遗传分析及主效QTL的精细定位

【目的】近年来由白背飞虱传播的南方水稻黑条矮缩病给水稻生产造成了巨大损失,开展该病的抗性遗传分析和基因精细定位,将为抗性育种提供材料和理论依据。【方法】分析了抗性材料D4对南方水稻黑条矮缩病的抗性特征,并通过广恢998/D4F2群体分析该病抗性的遗传规律,利用QTL-seq技术联合遗传连锁分析定位主效抗性QTL。【结果】D4对南方水稻黑条矮缩病的抗性表现为抗病毒性而非抗虫性,且受主效基因和微效基因共同控制。QTL-seq和连锁分析将南方水稻黑条矮缩病主效抗性QTL定位于第9染色体上,命名为qSRBSDV9。利用代换作图法进一步将qSRBSDV9定位在102.3kb的区间内,该区间包含21个预测基因,其中9个基因与赤霉素信号传导相关。【结论】揭示了D4对南方水稻黑条矮缩病的抗性特征及遗传规律,精细定位了南方水稻黑条矮缩病主效抗性QTL qSRBSDV9。这为该QTL的图位克隆及育种利用奠定了基础。     

广西地方稻种资源微核心种质的抗旱性鉴定评价

本研究利用全生育期旱胁迫方法,以穗颈粗、单株有效穗、千粒重、穗实粒数、总粒数、结实率与单株产量7个形态性状的综合抗旱D值为鉴定评价指标,对105份广西地方稻种资源的微核心种质进行了抗旱性鉴定评价。结果表明,在干旱胁迫下,单株产量与穗颈粗呈显著正相关,与其他5个形态性状呈极显著正相关。通过综合抗旱指数D值的鉴定评价,本研究获得了7个强抗旱型的地方栽培稻品种,占6.67%。广西的陆稻资源的综合抗旱力较强,可重点用于强抗旱种质材料的筛选。本研究为广西的抗旱育种提供了材料基础及理论依据。     

水稻苗期感染SRBSDV后赤霉素相关基因表达量及赤霉素含量的变化

为明确水稻在苗期被南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)浸染后植株体内赤霉素合成相关基因表达量和赤霉素含量的变化情况,利用q RT-PCR技术检测水稻在3叶期感染SRBSDV后的5个时期Os01g0883800、Os03g0856700、Os07g0169700三个赤霉素的生物合成基因表达量;采用高效液相色谱法检测GH998和Y11植株感染SRBSDV后的赤霉素含量;观察GH998病株施用外源赤霉素后病症的缓解效果。结果表明,感染SRBSDV后在GH998叶片中,以在第0天为对照组,Os01g0883800和Os07g0169700相对表达量最大分别下调25.6倍和21.1倍,Os03g0856700在第3天相对表达量下调20.5倍,在第6天上调2.3倍;在茎中,Os01g0883800、Os07g0169700、Os03g0856700的相对表达量在第3天分别下调8.5倍、6.4倍和1.4倍。在Y11叶片中Os01g0883800、Os03g0856700和Os07g0169700相对表达量最大下调分别为6.6倍,42.7倍和16.9倍;在茎中,Os01g0883800、Os07g0169700相对表达量最大下调分别为5.3倍和10.5倍;Os03g0856700在第3天时表达量上调1.5倍,在第12天下调2.8倍。GH998感染SRBSDV后植株体内赤霉素含量显著降低;施用外源赤霉素能缓解SRBSDV部分病症,表现为株高、剑叶长、剑叶宽和根长等均增加。