水稻Pi9基因序列标记的开发及其抗瘟育种应用

利用广谱抗稻瘟病基因Pi9的3'UTR序列设计特异DNA标记pi9utr,通过分子标记辅助选择和连续回交育种实践,改良7份籼稻亲本(316B、金23B、R207、R228、R288、R389、明恢86)的稻瘟病抗性。结果表明:pi9utr是一个高效显性分子标记,除R207外,在其余6份受体亲本与Pi9供体亲本75-1-127间均存在明显而稳定的多态;在室内接种后的316B×75-1-127 BC4F1群体和R288×775-1-127 BC6F1群体中随机取样,进行稻瘟病抗性表型和基因型鉴定及Pi9基因表达分析,证明pi9utr对两个组合回交后代个体的抗病性辅助选择效率均为100%,且在所有抗病单株中均能检测到Pi9基因的高效表达,在所有感病单株中均没有检测到Pi9基因的表达。利用pi9utr在回交世代中的连续辅助选择,获得了3个组合的BC4F1及3个组合的BC6F2代群体,为选育抗稻瘟病新品种打下了基础。     

天津野生稻稻瘟病抗性的遗传分析与抗瘟基因Pi2–1的初步定位

为了更好地揭示天津野生稻对稻瘟病抗性的遗传机理,以天津野生稻与感病品种CO39杂交构建的F2群体为研究对象,利用稻瘟病菌株CHL1743、110–2和318–2进行室内接种鉴定,F2群体的抗感单株分离比符合3∶1,表明其对3个稻瘟病菌株的抗性均由1个主效基因控制,命名为Pi2–1。利用群体分离分析法和隐性群体分离法进行初步定位分析,将Pi2–1基因定位在水稻第6号染色体着丝粒附近的SSR标记AP5659–5到RM7213之间,与2个标记的遗传距离分别为0.9 cM和1.4 cM。     

抗水稻黑条矮缩病转基因材料的鉴定分析

针对水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)的核心粒子外壳蛋白基因(S8)、毒质与非结构蛋白基因(S9)及其嵌合基因(S8S9)构建了6个RNAi载体,经农杆菌介导转化武陵粳1号获得转基因植株。通过潮霉素溶液浸泡法对转基因植株进行初步筛选,剔除假阳性植株;再通过PCR从DNA水平进行转基因阳性鉴定;进一步通过q RT–PCR从RNA水平进行转基因表达量分析。选取q RT–PCR表达量高的单拷贝纯系S8后代进行灰飞虱传毒试验,结果表明,含有S8 RNAi片段的转基因水稻材料对RBSDV具有一定抗性。     

谷田中双斑长跗萤叶甲种群动态初步研究

为了明确双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)在谷田中的发生规律,并为该虫的预测预报和综合治理提供科学依据。[方法]2015年在山西省长治市的谷田中,用网捕法和直接观察法对双斑萤叶甲种群动态、垂直分布和有虫率进行了调查。[结果]调查结果为该虫成虫在7月份开始危害谷田;7月下旬到8月上旬,双斑萤叶甲种群数量急剧上升;8月中旬在谷子抽穗期和花期时成虫种群数量达到高峰;8月下旬随着谷子花期结束,双斑萤叶甲种群数开始大量迁出谷田。[结论]结果说明2015年双斑萤叶甲在山西长治地区谷田内爆发;其危害谷子的部位集中于谷穗上;通过相关性分析表明谷田中植株有虫率与该虫种群数量呈正相关。     

水稻-病原菌互作途径研究进展

水稻稻瘟病和白叶枯病分别由真菌病原菌Magnaporthe oryzae (M. oryzae)和细菌病原菌 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)引起,是造成世界范围内水稻减产的主要病因,水稻-稻瘟病菌及水稻-白叶枯病原菌互作已成为研究植物-病原菌互作的模式系统。本文归纳了目前已克隆的抗稻瘟病及白叶枯病基因与其分子结构和功能,概括了近年来鉴定的一些病原菌相关分子(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)及稻瘟病菌和白叶枯菌分泌的效应蛋白,并总结了针对稻瘟病菌和白叶枯菌介导的病原物分子诱导的抗病反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应蛋白诱导的抗病性(Effector-triggered immunity,ETI)及其信号传导途径的研究成果,指出效应蛋白-抗病蛋白间互作将为探索植物-病原菌间互作提供新的分子基础,并为水稻抗病育种实践提供借鉴与指导。     

抗稻瘟病位点LABR＿64的起源及其分布和序列多样性

【目的】研究抗病基因在水稻种群中的分布特征是培育抗病品种的基础。【方法】以水稻第9染色体上与Pi3/Pi5/Pii/Pi15等位的抗病位点LABR_64为研究对象,结合稻瘟病抗性鉴定,对该位点中包含的两个抗病基因LABR_64-1和LABR_64-2在水稻群体中的分布特征进行了研究,并对其在单子叶植物中对应的直系同源序列进行了共线性分析。【结果】LABR_64位点在水稻中存在的频率约为16%,所有存在该位点的粳稻均表现高抗病性,缺失该位点的粳稻品种均表现出高感病性,而籼稻品种中LABR_64位点存在频率低于5%,虽然其存在情况下均表现出抗病性,但大部分缺失该位点品种也表现出抗性;存在LABR_64位点的品种中,LABR_64-2基因编码序列高度保守;LABR_64起源于单子叶与双子叶植物完全分离后及单子叶植物分化早期,其在不同的单子叶植物的分化过程中一直保持着良好的共线性。【结论】粳稻抗稻瘟病表型与LABR_64-1和LABR_64-2存在与否紧密关联,而籼稻的相关性不大,表明籼稻中其他抗性基因在稻瘟病抗性过程中起主导作用;鉴于LABR_64-2的高度保守性,可根据其编码序列设计分子标记,用于高效筛选抗稻瘟病粳稻品种;LABR_64可能在不同单子叶植物抗病过程中均具有重要作用。     

覆盖作物在玉米/大豆间作模式中的效应分析

在玉米/大豆2∶2型间作模式中以大豆作为覆盖作物,从生物覆盖的角度对玉米根际土壤、田间气候的温湿度变化、玉米农艺性状及产量进行分析,研究间作系统中覆盖作物对主作物所产生的效应。结果表明,在玉米行间种植覆盖作物,土壤含水量在玉米乳熟期比玉米单作平均提高15.1%,10～30 cm土壤温度平均提升1.4℃,田间气温提高1℃。与单作相比,玉米各农艺性状有所改善,产量明显增加,土壤水分利用率最高可达10.5%。覆盖作物对主作物所产生的效应是覆盖、互作、叠加、互补等多种效应的复合表现,对主作物根际土壤及田间气候的温度、湿度具有调节作用,可有效提高光能和土壤水分利用率。通过覆盖作物和主作物间作的有机结合,可达到旱作农业用地与养地有效统一。     

可降解地膜覆盖对土壤水热及春玉米产量的影响

为探讨可降解地膜在晋东南地区玉米生产中的实际意义,从土壤保温性、土壤保水性、玉米生育进程与产量、田间降解等方面对3种地膜进行分析比较。结果显示：与不覆膜裸地相比,两种降解地膜能显著提高土壤温度和土壤水分,但效果稍逊于普通地膜,两种降解地膜之间差异不显著;地膜覆盖可显著加快玉米生育进程和增加玉米产量,降解地膜使生育期缩短4天,普通地膜使生育期缩短了9天,分别增产9.06%、9.72%、14.54%,普通地膜优于可降解地膜的促进效果,但普通地膜与降解地膜产量之间差异未达显著水平。在地膜降解方面,2种可降解地膜破裂启动期较为一致,发生于覆膜后约40～50天,可基本满足玉米苗期对温度、水分的需要; 覆膜 90～100天后可降解地膜从土壤表面基本消失。以上结果显示,供试的2种可降解地膜不仅具有显著的生物学效应和经济学效果,其降解特性也基本符合玉米生长对环境条件的要求,且较普通地膜既省工省时,并可降低环境污染,所以降解地膜替代普通地膜应用于晋东南玉米生产具有可行性。     

玉米新品种长单511特征特性及种子生产技术规程

长单511系山西省农业科学院谷子研究所以自选系11S145为母本,自选系长S 25为父本杂交选育而成的普通玉米杂交种。该品种具有株型清秀、熟期适中、高产、稳产、广适、抗病、抗旱抗倒等特点,是一个综合性状好、增产潜力大、稳产性好的玉米新品种。2017年通过山西省农作物品种审定委员会审定,审定编号:晋审玉20170015。     

退耕地植被演替过程对土壤化学计量特征的影响

本研究采用以空间代替时间的方法,探索了不同演替阶段植被多样性变化及其与土壤化学计量比之间的关系。研究发现,随着演替年限的增长,土壤有机碳、全氮、全磷、碳氮比、碳磷比及氮磷比均呈增长趋势;在垂直剖面上,土壤有机碳、全氮、碳氮比及碳磷比随土壤深度的增加而减小。植被多样性指标与土壤养分之间相关性较弱,说明土壤养分及其化学计量比与植被恢复演替的关系较为复杂,仍需进一步研究。