寒地水稻种质资源稻瘟病抗性研究

为了筛选出优异的水稻稻瘟病抗性材料,收集并整理我国黑龙江省、吉林省、辽宁省以及日本、韩国共203份水稻种质资源,按照不同的育成时期、来源进行分类,利用2a的抗病鉴定结果进行资源评价。结果表明:旱育稀植时期育成的品种稻瘟病抗性有很大的提高,韩国的水稻资源有更好的稻瘟病抗性。资源的年际间抗性有差异,应对材料进行多年、多点的鉴定。因此,在利用自然条件对育种材料抗稻瘟病筛选后,用接菌的方式对自然感病筛选出的未发病材料进行接菌鉴定能提高抗病鉴定的准确性。     

土壤-水稻体系中的重金属污染及其控制

综述了土壤-水稻体系中重金属污染的现状及其来源、特点,分析了重金属污染对作物自身以及对人体可能的危害,探讨了减少土壤-水稻体系重金属污染的途径与措施。提出：水稻在有毒重金属的吸收和积累上存在着显著的基因型差异,筛选和培育籽粒有毒重金属积累低的品种,是在轻、中度重金属污染土壤上持续生产安全稻米的一条经济、有效的途径。     

水稻苗期生长特性的遗传剖析

 以1个水稻重组自交系为作图群体进行盆栽试验，分别在播种后第14、24、34和44天进行第1、2、3和第4次取样，考察秧苗苗高和干物重以及播种前所用种子的千粒重。结合1张高密度的遗传图谱，对性状进行复合区间作图，分别检测到控制秧苗干物重、苗高和种子千粒重的主效应QTL 6、14和3个。其中，位于3号染色体RM148-RM85区段的QTL qGC-3-3同时影响第4期干物重和第1、3和4期苗高，且其对苗高的效应呈逐期递增的趋势。与qGC-3-3相反，位于5号染色体RM163-RM161区段的QTL qGC-5 同时影响第1～3期的干物重和苗高，但其效应由强趋弱。在第1～4期中，秧苗干物重与苗高的相关系数分别为0.60～.70，为极显著（P<0.01）正相关。秧苗干物重和苗高与种子千粒重的相关性均呈逐期递减的趋势、以至于到后期相关性较弱或不显著。QTL定位结果表明，对种子千粒重效应最大的QTL正是上述5号染色体上的qGC-5，该QTL对这3个相关性状的效应方向均一致，但对秧苗干物重和苗高的效应大小是逐期递减。将本研究中定位到的QTL与已报道的利用同一定位群体所检测到的籽粒产量性状QTL相比较，发现有的QTL（如3号染色体上的QTL qGC-3-1和qGC-3-3）尽管在水稻生育早期的效应较小，但其效应随着生育进程的发展而逐期递增，且加性效应的方向在全生育期一致；有的QTL（如5号染色体上的qGC-5）在水稻生育早期的效应相对较大，但其效应逐期减弱，以至于对生育后期的生长发育和产量性状没有直接影响或影响很小。这些QTL的表达具有较强的时期特异性。     

水稻含eui基因的半矮秆突变体02428ha 株高遗传分析

02428ha系从隐性高秆水稻02428h中发现的半矮秆迟熟突变体。用02428ha分别与隐性高秆材料02428h和半矮秆材料02428杂交,对其F1和F2世代株高进行遗传分析,结果表明,02428ha的株高是由3对基因控制,除eui基因和sd1-基因外,还含有另外1对半矮秆基因,暂命名为sd-h(t)。该文还讨论了02428ha潜在的育种价值。     

花粉管介导的转抗冻蛋白基因(AFP)水稻

低温和冷害在世界范围内广泛发生,对水稻的产量和品质造成严重影响。创造和培育具有强耐低温特性的水稻品种,对提高水稻产量具有重要的意义。本研究将从胡萝卜中克隆的抗冻蛋白基因(AFP)构建到植物表达载体pB I121(pB I121∶AFP)后,利用花粉管通道法将其转入籼稻品种NR158,获得了转基因后代。对T3代和T4代转基因植株的苗期耐冷性鉴定和PCR鉴定结果表明,部分转基因植株后代已经整合并且AFP基因得到了表达,获得了不同程度的耐低温性。     

利用单片段代换系定位水稻粒形QTL

 【目的】水稻谷粒形状（粒长、粒宽和长宽比）是衡量稻米外观品质的重要指标之一，为更好地开展粒形分子育种，对水稻粒形QTL进行分子定位。【方法】以单片段代换系（SSSL）为材料构建分离群体，利用微卫星标记对控制水稻谷粒长和谷粒宽的2个粒形QTL进行分子定位。【结果】粒宽QTL Gw-8被定位于第8染色体长臂末端微卫星标记RM502与RM447之间, 遗传距离均为0.3 cM。在此基础上构建了覆盖Gw-8的物理图谱，RM502与RM447位于同一克隆AP005529，两者之间的物理距离为55.0 kb。粒长QTL gl-3被定位于第3染色体着丝粒附近的微卫星标记RM6146和PSM377之间，遗传距离分别为1.5 cM和11.0 cM。【结论】利用单片段代换系能准确地定位水稻粒形QTL，这两个粒形QTL的定位为其克隆及稻米外观品质的分子育种奠定了基础。     

水稻粒形调控基因的研究进展

水稻粒形是重要的产量和品质性状,阐明其形成机理,是进一步提高水稻单产和改良其品质的基础.粒形是受多基因共同作用的数量性状,但其每一个构成基因,尤其是主效基因符合单基因孟德尔遗传模型,基于这一特点以及基因组学和分子生物学的巨大进步,目前,已有大量的数量性状基因座和不少于22个粒形相关基因被克隆.本文总结了水稻粒形的遗传特点,重点阐述了已克隆基因的功能以及存在的问题.     

水稻NBS-LRR类抗稻瘟病蛋白Pik-h的互作蛋白筛选

【目的】利用酵母双杂交系统,以组成抗稻瘟病基因Pik-h介导的抗病反应途径。【方法】以含抗稻瘟病基因Pik-h的近等基因系IRBL8为材料,取稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)GD0193接种12和24 h后的水稻叶片,等量混合后提取总RNA,按照2个紧密连锁且功能独立的Pikh-1和Pikh-2蛋白为诱饵,在水稻叶片中筛选与之互作的蛋白,以便深入研究抗病基因Pik-h的酵母双杂交试剂盒（Make Your Own “Mate&Plate” Library System）的要求构建水稻叶片靶标cDNA文库。利用快速重组克隆的方法构建pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2诱饵载体,并分别将它们转化至酵母菌株Y2H Gold,提取细胞总蛋白后利用Western blot检测Pikh1和Pikh2的表达情况,并对这2个诱饵载体自激活和毒性分析后进行酵母双杂交筛选。提取SD/-Ade/-Leu/-Trp/ -His/X-α-Gal筛选平板培养基上呈蓝色的酵母单克隆的质粒,将其分别与对应的诱饵载体共转化酵母菌株Y2H Gold,涂布于筛选平板培养基上进行互作的重复验证,将通过重复验证的质粒测序分析所得的序列比对水稻基因组数据库以确定目的基因,并对这些基因进行gene ontology（GO）注释分析以确定其分子功能、生物过程及细胞组成。【结果】靶标cDNA文库的库容量约为2.2×10⁶,插入片段长度均大于400 bp,表明水稻cDNA文库质量高。诱饵载体pGBKT7-Pikh1和pGBKT7-Pikh2均能在酵母细胞中正确表达出对应的Pikh1及Pikh2蛋白,无自激活活性而且对酵母无毒性作用,符合文库筛选的要求。利用含有诱饵载体的酵母菌株Y2H Gold与靶标文库菌株Y187结合（Mating）的方式筛选,获得13个与Pikh-1相互作用的蛋白、5个与Pikh-2相互作用的蛋白,其中有2个与Pikh-1及Pikh-2同时存在相互作用。这些蛋白包括4个在逆境响应或激素信号转导过程中起到重要作用的（辅）转录因子、3个信号蛋白、4个参与光合作用的叶绿体蛋白、1个含有U-BOX结构域的蛋白及4个未知功能蛋白。【结论】成功构建了适宜于研究抗病基因（R基因）介导反应途径的酵母双杂交cDNA文库,筛选出Pik-h的互作蛋白,为进一步研究Pik-h或其他抗稻瘟病基因介导的抗病机制打下了基础。     

早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响

[目的]研究早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响。[方法]以一季中稻为试验材料,在大棚内开展了轻度水分胁迫(QX)和重度水分胁迫(ZX)对不同生育时期不同器官影响的盆栽试验。[结果]2种水分胁迫处理均明显抑制了水稻不同时期的干物质量。分蘖期,CK组根、茎、叶干物质相对QX和ZX处理有不同程度(121.1%~211.2%)的增加。CK组穗重最大,为53.21 g/盆,其相对QX和ZX处理分别增加44.9%和43.3%,差异显著。相对CK而言,水分胁迫显著提高了ZX处理水稻茎秆和叶片的氮含量,但是由于水稻干物质量受到显著抑制,所以ZX处理的氮积累量显著低于CK组。[结论]前期的水分胁迫显著影响水稻产量和氮素吸收利用,田间管理措施要适时排水或灌溉,避免水分胁迫对水稻产量造成不可逆的影响。     

硫酸亚铁诱导根表铁膜形成对水稻吸收和转运铜锌的影响

通过水培条件下添加硫酸亚铁诱导水稻根表铁膜的形成,利用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液对根表铁膜进行提取后测定,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段对硫酸亚铁诱导产生的根表铁膜进行表征,并分析根表铁膜对水稻吸收铜锌的影响。结果表明,添加硫酸亚铁可以诱导根表铁膜在水稻根系表面产生,未处理的水稻根表Fe含量为731 mg·kg~(-1),80 mg·kg~(-1) Fe~(2+)处理下水稻根表Fe含量为53 562 mg·kg~(-1);SEM-EDS和XRD分析发现大量颗粒状含铁化合物附着于水稻根表。与未经硫酸亚铁处理相比,有根表铁膜水稻的铁膜中,其Cu含量最高增加73.16%,Zn含量最高增加112.10%;水稻根系Cu含量最高降低31.15%,Zn含量最高降低13.02%;水稻茎叶Cu含量最高降低19.50%,Zn含量最高降低25.56%。土壤添加硫酸亚铁可以显著降低水稻对Cu和Zn的吸收与积累。