水稻胚乳淀粉体被膜的降解和复粒淀粉粒概念的探讨

运用电子显微镜技术,系统观察了水稻胚乳发育过程中淀粉粒的发育、淀粉体被膜的降解和复粒淀粉粒的形态。多个淀粉粒可以同时在1个淀粉体内发生与发育,淀粉粒形态从近球形到椭球形,最后彼此接触,接触面呈多角形。淀粉体被淀粉粒充实后,淀粉体被膜开始降解,降解的被膜片段发生卷曲包裹细胞质基质形成环形被膜结构。发育良好的呈多角形的淀粉粒在淀粉体内排列紧密,淀粉体被膜降解后,这些淀粉粒仍聚集在一起维持淀粉体的轮廓,胚乳细胞不易被断开,成熟籽粒表现为透明性状。发育不良的呈球形或椭球形的淀粉粒在淀粉体内排列疏松,淀粉体被膜降解消失后,这些淀粉粒不能维持淀粉体的轮廓,胚乳细胞易被断开,成熟籽粒表现为垩白性状。还对复粒淀粉粒的概念进行了探讨。     

及其启动子的表达特性分析

利用实时定量RT-PCR方法研究了水稻异淀粉酶基因ISA1在各组织及不同发育阶段籽粒中的表达模式,结果表明该基因只在发育籽粒中表达。同时,克隆了ISA1基因起始密码子上游1.1 kb和2.1 kb两个不同长度的启动子片段,并分别与GUS报告基因融合,经农杆菌介导转入水稻中。对转基因水稻植株中GUS活性的定性与定量结果表明,2.1 kb的ISA1启动子具有很好的胚乳表达特异性,与内源基因定量表达分析的结果一致;而1.1 kb的ISA1启动子则不具备该表达特性,它在胚乳、茎、茎节及谷壳中都有很高的表达。这可能是因为 2.1 kb启动子中含有抑制目的基因在茎等组织或器官中表达的顺式作用元件。     

无抗性选择标记的转高赖氨酸蛋白(LRP)基因籼稻恢复系的获得

将四棱豆中高赖氨酸含量蛋白基因转移到水稻恢复系R893中,获得了较好表达高赖氨酸含量蛋白基因、且无抗生素选择标记的籼稻恢复系C28。赖氨酸分析结果表明,C28为3.752 mg/g,对照R893为3.503 mg/g;杂交组合准S/C28为3.338 mg/g,对照准S/R893为3.175 mg/g。转基因水稻的赖氨酸含量都有所提高。但C28的结实率为76.37%,而R893为78.56%,转基因恢复系略低于对照;准S/C28为76.63%,对照准S/R893为89.35%,转基因的杂种极显著地低于对照。     

Wx与ALK主要等位基因不同组合对稻米品质的影响

【目的】稻米蒸煮和食味品质主要受Wx和ALK两个主效基因的调控。这两个基因在栽培稻中存在多个复等位变异,本研究旨在明确Wx和ALK基因的主要等位变异及其组合对稻米品质的影响。【方法】将Wx的3个主要等位基因(Wx^a、Wx^b和wx)与ALK的2个主要等位基因(ALK^a和ALK^c)进行不同的组合,在粳稻品种日本晴(Nip)背景下创建6个含有Wx和ALK基因不同等位变异组合的近等基因系。通过测定近等基因系的稻米理化品质明确不同等位基因及其组合对稻米品质的效应。【结果】在相同的ALK基因型背景下,含Wx^a等位基因稻米的糊化温度极显著低于wx型和Wxb型的近等基因系。稻米黏滞性受Wx和ALK等位基因组合影响较大,Wx等位变异主要影响稻米的峰值黏度、峰值时间和冷胶黏度;在相同Wx背景下,ALK等位基因主要影响稻米RVA谱的起浆温度,对稻米崩解值和消减值的影响不显著。总体来看,Nip-Wx^a/ALK^a和Nip-Wx^a/ALK^c型稻米具有较高直链淀粉含量和崩解值,较低的胶稠度,因而食味值较差;Nip-wx/ALK^a和Nip-Wx^b/ALK^a型水稻具有适中的直链淀粉含量、较软的胶稠度以及较低的糊化温度,因此这两个近等基因系热饭和冷饭的食味值较好;虽然Nip-Wx^b/ALK^c的糊化温度较高,但因其适中的直链淀粉含量和较高的胶稠度,其冷饭食味值降幅较小;Nip-wx/ALK^c稻米的热饭食味值与Nip-wx/ALK^a、Nip-Wx^b/ALK^a和Nip-Wx^b/ALK^c无差异,但因其较高的糊化温度,其冷饭食味值显著下降。【结论】Wx基因变异主要影响稻米直链淀粉含量和胶稠度,对糊化温度有一定的影响;ALK基因变异主要影响糊化温度,对直链淀粉含量无显著影响,对胶稠度存在微效影响。     

中日粳三系交叉配组杂交种的鉴定与评价

中、日双方通过交换粳稻不育系,分别与各自的恢复系配组,杂种F1在中国扬州和日本磐田鉴定,结果表明,引进日本优质不育系与中国恢复系配组,由于亲本地理距离和亲缘关系较远,有利于提高杂交粳稻的优势,且由于日本不育系米质优良,也有助于杂种品质的提高;利用广亲和粳稻不育系与籼稻恢复系配组是实现三系法亚种间杂种优势利用的可行途径之一。     

不同粒型稻米碾磨特性及蛋白质分布的比较

以3个具不同品质和粒形特点的典型水稻品种,比较研究了稻米碾磨特性及蛋白质含量与组分在籽粒内部的分布情况。碾磨程度和达到相应碾磨程度所需碾磨时间之间的非线性关系显示糠层由外到内硬度不断增加;淀粉胚乳层硬度保持不变,且高于糠层硬度。不同品种达到相同碾磨程度所需时间差异较大,说明淀粉等物质的沉积密度在品种中存在较大差异。蛋白质含量在籽粒不同部位不是均匀分布的,3个品种糙米中均约85%的蛋白质分布在胚乳层中,清芦占11的蛋白质含量以外层胚乳最高,苏御糯和扬辐粳4901蛋白质含量均以糠层最高。随碾磨程度的提高,籽粒蛋白质含量由表及里呈降低趋势,核心层胚乳只有糠层的1/2左右,但不同类型水稻品种的降低趋势不同。SDS-PAGE分析表明,不同种子贮藏蛋白组分在籽粒内部的分布是相对均匀的,说明不同蛋白质组分在积累过程中,其遗传表达相对同步。     

中国江苏和日本粳稻不育系主要性状的配合力分析

以6个BT型日本粳稻不育系和6个BT型江苏粳稻不育系为母本,与7个中国粳稻恢复系杂交,比较分析两类不育系12个性状的配合力.结果表明: 与江苏不育系相比,日本不育系单株产量、垩白粒率的一般配合力较好,所配制的杂种多表现为早熟、穗多、结实率高、产量高、品质优等特点,但穗型一般较小、千粒重较低.亲缘关系较远可能是日本不育系与中国恢复系配组杂种优势较强的原因之一.据此,利用日本优质粳稻不育系陵风A与中国恢复系SIR218杂交,育成杂交中粳组合陵风优18.     

根癌农杆菌介导的水稻转化系统的优化及转反义Wx基因植株的获得

以具不同直链淀粉含量的籼粳稻品种为受体材料,试验了适宜于根癌农杆菌介导转化的水稻愈伤组织诱导培养基及其诱导培养的时间。结果表明,一种基于MS基本培养基的商品培养基较适合作为籼粳稻幼胚愈伤组织的诱导培养基;对于籼型杂交稻亲本协青早B,转化前幼胚较适合的愈伤组织诱导培养天数为8 d左右。在此基础上,将反义蜡质（Wx）基因分别导入上述受体亲本中,获得了一批转基因水稻植株。PCR和Southern杂交分析表明反义Wx基因已经整合进了转基因水稻的基因组中。遗传分析表明外源基因在转基因水稻后代中的分离符合3∶1的理论比例。     

转基因稻谷日粮对肉仔鸡血清生化指标的影响

为了研究转基因稻谷日粮对肉仔鸡血液生化指标的影响,监测转基因稻谷对肉仔鸡健康状况的影响。试验将200只1日龄的肉仔鸡随机分成2组,试验组、对照组分别饲喂转基因稻谷及其亲本配制的基础日粮。21日龄、42日龄时测定试验组与对照组血液生化指标之间的差异。结果表明:饲喂含有转基因稻谷日粮的肉仔鸡在早期可降低碱性磷酸酶含量,降低后期血液中尿酸含量,而对其它血液生化指标无显著影响。转基因稻谷日粮作为肉仔鸡的饲料原料对肉仔鸡血液生化指标未造成负面影响。     

分子标记辅助选择改良C418对红莲型粳稻不育系的恢复力

【目的】高效选育红莲型(Honglian,HL)粳稻恢复系有助于HL型杂交粳稻育种,对促进三系杂交粳稻的发展具有重要的意义。【方法】Rf6是一个HL型恢复基因,来源于HL型籼稻强恢复系9311。前期研究中,在以9311为供体、日本晴为受体的一套染色体片段代换系中鉴定出携带Rf6的株系R1093。本研究利用R1093与BT型粳稻恢复系C418(携带Rf1)杂交,通过常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将Rf6导入C418中,进行Rf6与Rf1聚合育种;利用BT型、HL型六千辛A进行测交鉴定改良系的恢复力。【结果】共获得12个BC₃F₄株系和55个BC₄F₃株系,其中6个改良系的农艺性状已基本接近C418;测交鉴定结果表明聚合Rf6的改良系对HL型粳稻不育系的恢复度达到85%以上,可应用于水稻生产;对BT型粳稻不育系的恢复度提升效果不显著。【结论】聚合Rf6能有效改良BT型粳稻恢复系对HL型粳稻不育系恢复力,是选育HL型粳稻恢复系的一条重要途径。