水稻早衰突变体esl5的鉴定及其基因精细定位

叶片早衰直接影响作物产量和品质, 鉴定早衰突变体、图位克隆调控基因对于研究植物衰老机理具有重要的意义。以甲基磺酸乙酯诱变水稻籼型恢复系缙恢10号, 获得一个早衰突变体esl5 (early senescent leaf mutant 5), 本文对其进行了形态鉴定、细胞学观察、理化分析和基因定位等研究。结果表明, 与野生型相比, esl5的苗期叶片正常, 分蘖期呈黄绿色, 孕穗期开始叶片中上部逐渐黄化衰老; 衰老部位的细胞结构异常, 细胞膜降解, 叶绿体基质片层疏松、排列不规则, 光合色素含量和光合速率极显著下降。此外, esl5的·OH和H₂O₂含量极显著升高, SOD和CAT的活性则极显著降低。与野生型相比, esl5的生育期延长了20 d左右, 千粒重显著增加, 穗粒数、实粒数和结实率则显著降低。esl5受1对隐性核基因调控, 精细定位在第3染色体Indel标记Indel03-1和Indel03-2之间83.4 kb的物理范围内, 包含11个注释基因, 这为ESL5的克隆和功能研究奠定了基础, 也有利于水稻品种的遗传改良。     

水稻单侧卷叶突变体url2(t)的鉴定与遗传分析

水稻叶片适度卷曲有利于保持叶片直立,改善群体内部光照条件,提高光能利用效率,从而提高产量和品质.卷叶突变体是水稻超高产育种重要的种质资源.在甲基磺酸乙酯诱变水稻骨干恢复系缙恢10号构建的突变体库中发现了一个单侧卷叶突变体,暂命名为url2(t).该突变体表现叶片单侧向近轴面卷曲,另一侧则基本保持平展.突变体不同时期的叶绿素质量分数均高于其野生型缙恢10号,尤其拔节期和抽穗期,url2(t)突变体显著高于野生型缙恢10号.url2(t)突变体叶片在孕穗期和抽穗期卷曲度适中,功能叶的叶基角均小于缙恢10号,即叶片表现直立.这样的形态结构使水稻叶片直立有利于合理密植、提高光能利用率、高光效群体的建成及光合产物的积累.遗传分析表明该突变性状受一对隐性基因控制.     

水稻高秆染色体片段代换系Z1377的鉴定及重要农艺性状QTL定位

株高是水稻重要的农艺性状, 往往与产量相关性状密切关联, 在水稻育种中有重要利用价值。本研究以日本晴为受体、缙恢35为供体亲本, 经表型和分子标记双重选择, 鉴定了一个水稻高秆染色体片段代换系Z1377。Z1377共含有18个代换片段, 平均代换长度为2.95 Mb。与日本晴相比, Z1377的株高、倒一节间至倒四节间长、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、粒长、每穗实粒数、总粒数显著增加; 粒宽显著变细, 有效穗数、结实率显著减少, 但仍达86.75%。用日本晴与Z1377杂交构建的次级F₂群体共检测到16个相关QTL, 分布于第2、第3、第4、第5、第6、第7和第9染色体。其中有8个可能与已克隆基因等位, 如GW2、EUI1、ZFP185等, 另8个如qPH3等尚未见报道。Z1377的株高由一个主效QTL (qPH3)和一个微效QTL (qPH5)控制, 其中qPH3的贡献率达28.59%。而且, 在F₂群体中, 高秆和矮秆基本呈现双峰分布, 经卡平方测验, 符合3∶1分离比, 表明高秆对矮秆显性, 并主要由qPH3负责。这将为该主效基因的精细定位和克隆奠定基础, 同时为进一步选育含2~3个代换片段的中高优良染色体片段代换系并应用于育种奠定基础。     

水稻窄叶突变体nal7(t)的遗传分析与基因定位

本研究以恢复系缙恢10号为试验材料,经过EMS诱变,对水稻叶突变进行了研究。结果表明,群体中发现一个窄叶突变体,表现为叶片变窄、节间变细、结实率降低等一系列突变表型。成熟期的功能叶片宽度为野生型的74.69%,倒一、二、三节的宽度分别为野生型的45.10%、57.38%、74.63%,总叶脉数为野生型的67.36%。遗传分析表明该突变性状受一对隐性核基因控制,利用SSR标记将其定位在第3染色体长臂RM14379和RM14427之间,遗传距离分别为2.1cM和3.0cM。因与nal7位于相同的染色体区段,暂命名为nal7(t)。     

干旱胁迫对10个水稻外源DNA导入系的农艺性状影响

全球淡水资源日渐缺乏,水稻耐旱种质资源创新对粮食生产安全有重要意义.该研究以10个导入空心莲子草DNA的水稻导入系及2个对照为试验材料,采用二因素随机区组试验设计分析了中后期干旱胁迫下导入系及对照品种间农艺性状的差异.结果表明:①穗长、有效穗数、一次枝梗和二次枝梗数水、旱间没有显著差异;而株高、总粒数、每穗实粒数和结实率水、旱差异显著.可以作为水稻耐旱的参考指标.③从农艺性状判断,6号、8号和10号导入系具有耐旱特性.     

5个骨干籼型恢复系再生能力的比较研究

以5个有重要育种价值的籼型恢复系为材料,研究了影响籼稻愈伤组织诱导、生长和再生的几个重要因素。结果表明,对于籼稻品种而言,MS,NB培养基都是较为适合的培养基类型,愈伤诱导率都比较高,且愈伤质量较好,具有较强的再生能力,但是不同品种对不同培养基的反应有所不同,籼稻品种之间再生能力存在极大差异;分化培养基中适宜的激素配比为BAP3mg／L NAA0．5mg／L;适当的干燥处理可以极大地提高愈伤组织的再生能力。还从这5个品种中初步确定了3个再生频率较高的品种,作为进一步研究籼稻组织培养特性的材料,并进行下一步的遗传转化试验。     

一个水稻分蘖角度突变体tac2的遗传分析和基因初步定位

  水稻散生突变体tac2是以恢复系缙恢10号为材料经甲基磺酸乙酯（EMS）化学诱变所得。该突变体苗期表型正常,分蘖期株型松散,分蘖角度较野生型显著增大,株高明显降低。外源赤霉素处理可以使该突变体株高恢复,但分蘖角度不受影响。遗传分析表明该突变性状受1对隐性主效基因控制。利用分子标记将该基因初步定位于第9染色体上的RM3320与RM201之间,遗传距离分别为19.2和16.7 cM。     

不同遗传背景下杂交水稻产量性状的遗传分析

以两套不完全双列杂交材料分析了不同遗传背景下杂交稻7个产量性状的遗传力、配合力方差所占总变异相对密度的差异,结果表明:①两套材料的7个产量性状一般配合力方差所占总变异相对密度均在65%以上,但第一套材料除单株粒质量外的其它6个性状的一般配合力方差所占总变异的相对密度比第二套平均高出14.01%.②两套材料的7个产量性状的广义遗传力没有显著差异,狭义遗传力因性状不同而存在差异.第一套材料的总粒数、有效稳、千粒质量、稳质量和结实率的狭义遗传力都比第二套高10%以上,而其它两个性状没有明显差异.研究表明不同遗传背景的材料,加性遗传和非加性遗传都随性状不同而有差异.因此,对于不同遗传背景的材料,亲本的选育及组合的评价都要以不同的性状区别对待.     

一个水稻披叶突变体的遗传分析和基因定位

在杂交育种后代中,发现了一个叶片披垂的突变体,暂命名为dl(t).通过两年观察,表现稳定遗传.以该突变体为父本,Y2B和缙香2B分别为母本配制杂交组合,F2遗传分析表明,该披叶性状由一对隐性基因控制.利用突变体与Y2B杂交得到的F2代群体进行基因定位,发现dl(t)基因位于第3染色体短臂上标记RM6038和RM5347之间,遗传距离分别为3.99 cM和0.94 cM.进一步在两标记之间发展新的分子标记,将该基因定位在RM6038和RM7576之间,分别相距3.99 cM和0.47 cM,且与RM1324共分离.这一结果表明该基因可能与已报道的水稻披叶突变基因dl(drooping leaf)等位.但该披叶突变体除叶片表现披垂外,其他性状与所有已报道的dl等位基因都不同,特别是花器官性状发育正常,这显然与已有报道的dl等位基因不同.     

两系杂交水稻产量性状的相关性及对播期的反应

研究了两系杂交水稻主要产量性状间的相互关系及播期对其影响。结果表明,单株产量与单株有效穗、穗粒数、结实率及千粒重呈极显著正相关,结实率对单株产量的直接贡献最大,两者相关性最显著。播期对单株产量、结实率及结实率相对重要性影响较大。而对单株产量与单株有效穗、穗粒数及结实率的偏相关影响较小。