水稻雄性不育恢复系明恢63的感光基因分析

水稻恢复系明恢63是中国应用面积最大、利用最广泛的恢复系。利用抽穗期感光性近等基因系EG0～EG7及ER～LR对明恢63进行的分析表明,明恢63在E1、E2、E3位点分别带有E1、e3、E3基因,在Se-1位点带无感光功能的Se-1^e基因。进一步用抽穗期QTL近等基因系NIL(Hd1)和NIL（Hd4)进行的研究表明,明恢63带有显性感光基因E1和无感光功能的Se-1^e基因,并推测明恢63带有能抑制E,基因表达的隐性抑制基因。认为籼型杂交稻抽穗期受不育系和恢复系感光基因及感光性抑制基因的共同作用。初步讨论了明恢63广适性的遗传基础。     

低能氮离子注入同源四倍体水稻的生物学效应

以低能氮离子束为诱变源,对同源四倍体水稻进行注入处理后,对其生物学效应进行了研究。研究结果表明,同源四倍体水稻比二倍体水稻对低能氮离子束注入处理更敏感。在注入离子剂量为3×1017N+/cm2时,同源四倍体水稻所受到的损伤比二倍体水稻所受到的损伤更严重。4份同源四倍体水稻(即IR36(4)、IR28(4)、紫血稻(4)、明恢63(4))的成苗率分别是2.0%、3.5%、3.0%和4.0%,致死率非常高。在同样条件下,4份相应的二倍体水稻(即IR36(2)、IR28(2)、紫血稻(2)、明恢63(2))的成苗率分别是33.0%、31.5%、29.0%和24.5%,致死率也比较高。在经过注入处理后的当代群体内,4份同源四倍体水稻的平均变异频率为32.5%,而4份相应的二倍体水稻的平均变异频率为9.5%。在同源四倍体水稻IR36(4)和IR28(4)的变异群体内分别发现22株和14株结实率均达到75.0%以上的单株,其中在IR36(4)群体内有1单株的结实率高达91.89%;在紫血稻(4)的变异群体内发现2株具有双胚苗性状的单株;在二倍体水稻明恢63(2)的变异群体内发现1株具有红心米性状的单株。在第二代群体中,除了叶鞘变异和米质变异这两个变异性状能稳定遗传之外,其它变异性状在群体内都发生了明显的性状分离现象。同源四倍体水稻的高结实率特性和双胚苗特性表现出一定的可遗传性。     

水稻配子体、孢子体细胞质雄性不育系线粒体蛋白质的分析

利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳方法分析了水稻配子体细胞质雄性不育系粤泰A、保持系粤泰B、F_1代泰优2号、恢复系胜优2号和孢子体细胞质雄性不育系马协A、保持系马协B、F_1代马协63、恢复系明恢63及另一种孢子体细胞质雄性不育系珍汕97A、保持系珍汕97B、F_1代汕优63、恢复系明恢63黄化苗的线粒体蛋白质。结果表明,粤泰A、B、F_1、恢复系之间出现6条多肽带的差异,马协A、B、F_1、恢复系之间出现4条多肽带的差异,珍汕97A、B、F_1、恢复系之间出现2条多肽带的差异。     

中籼杂交水稻亲本多态性的AFLP分析

对15个籼型杂交水稻亲本进行AFLP分析,结果表明：亲本间遗传距离小,在0.0589-0.3305之间,平均为0.2033。15个亲本按类平均法可聚为两类,Ⅰ类为不育系,Ⅱ类为恢复系。其中Ⅱ类又分为两个亚类,Ⅱ－1不含明恢63血缘、Ⅱ－2全部含明恢63血缘。Ⅰ/Ⅱ－1与Ⅰ/Ⅱ－2间的遗传距离无明显差异,揭示恢复系的遗传基础较一致,这可能是当前的品种不能超过籼优63的重要原因之一。要提高水稻的杂种优势,需丰富亲本的遗传基础,扩大其遗传差异。     

不同水稻品种上白背飞虱取食行为的EPG分析

【目的】为探明不同水稻品种（丰源优272、R9810-T、华恢1号、明恢63、麻糯谷和Rathu Heenati）对白背飞虱Sogatella furcifera的抗性差异机理,利用刺吸电位技术(electronic penetration graph, EPG)记录了该虫在这6个品种三叶期稻苗上的取食行为。【方法】结合特定的EPG波形,考察了9个非韧皮部指标和22个韧皮部指标。【结果】在总记录时间8 h内,白背飞虱在品种Rathu Heenati上非刺探波np的总时间最长,其次是麻糯谷上非刺探波np的总时间,这两者间差异显著且都显著地长于其他4个品种的np总时间(P<0.05);该虫在Rathu Heenati上路径波Nc的总时间为8 523.41 s,是感虫品种明恢63 Nc总时间的2.24倍;该虫在Rathu Heenati上吸食韧皮部汁液N4-b的总时间显著地比其他品种短(P<0.05)。华恢1号和R9810-T上所有的EPG指标和感虫品种明恢63的EPG指标都没有显著的差异(P≥0.05)。白背飞虱在丰源优272上单次分泌水溶性唾液N4-a的平均时间更长,并伴随长时间的韧皮部取食。【结论】由此推测,品种Rathu Heenati可能存在不利于白背飞虱取食的忌避成分,并且在韧皮部外组织和韧皮部组织都存在抗性因子;在麻糯谷上仅存在忌避成分;然而,品种华恢1号和R9810-T可能对白背飞虱不具有明显的抗性;丰源优272可能是比明恢63更为感虫的品种。结合介体昆虫取食行为与传播持久性病毒的关系,这些结果也为利用抗白背飞虱品种控制南方水稻黑条矮缩病提供了参考。     

同源四倍体水稻恢复系TP-4和D明恢63与保持系D46B的细胞遗传学比较

以高结实率的同源四倍体水稻恢复系TP-4和D明恢63及优良保持系D46B为材料进行细胞遗传学研究。所有四倍体材料的染色体组成均为2n = 48, 这与有丝分裂的结果一致。恢复系TP-4和D明恢63及保持系D46B的中期Ⅰ单价体和三价体的比例都很低, 配对染色体的比率在99%以上, 具有优良的细胞学特征。恢复系TP-4和D明恢63在中期Ⅰ四价体频率分别为2.00/PMC和2.26/PMC, 而保持系D46B在中期Ⅰ四价体频率为6.00/PMC, 极显著地高于恢复系品系因而具有更好的染色体配对性质; 后期Ⅰ保持系D46B的染色体滞后频率为10.62%, 远低于恢复系材料TP-4的19.44%和D明恢63的23.14%, 接近二倍体对照明恢63的7.30%水平; 末期Ⅰ保持系D46B具有比恢复系更低频率的微核数而末期ⅡD46B的正常四分小孢子比率不但高于恢复系品系甚至高于二倍体对照。相关分析表明后期Ⅰ染色体滞后细胞比率同末期Ⅰ异常细胞比率呈极显著的正相关, 推测后期Ⅰ染色体分离和末期Ⅰ微核形成可能是由相同的显性单基因或主效基因控制。     

籼稻明恢63成熟种子愈伤组织的诱导及转基因水稻的抗性检测

利用不含附加营养成分的2,4-D培养基（2mg/L）诱导明恢63的成熟种子,9天预诱导后获得了大量的愈伤组织。利用基因枪辅助的土壤农杆菌转化法将天花粉蛋白（Trichosanthin, TCS）基因转入籼稻明恢63的愈伤组织,并通过再生（含有3mg/L 6-BA, 0.5mg/L ABA和1mg/L NAA的N6培养基）获得了转基因植物。 Southern blot分析和Western blot检测证明外源基因已经插入到T0代明恢63的基因组中并获得了表达。初步研究结果表明,转基因水稻对稻瘟病菌侵染具有抗性。     

水稻单拷贝Xa21近等转基因系的培育与抗性分析

植物转基因的表达在一定程度上受其所在宿主基因组整合位置的影响 ,通常称为转基因位置效应。利用农杆菌介导法将抗白叶枯病基因Xa21转入水稻品种明恢 63,获得带有不同转基因拷贝数的转化体。对转化体连续自交 ,并对转基因整合位点进行鉴定和筛选 ,获得了明恢63遗传背景下整合在不同染色体位点的单拷贝Xa21转基因纯合系。这些转基因系除一个单拷贝转基因整合位点外 ,在基因组水平上是等同的 ,构成了近等转基因系。经分子杂交和遗传定位验证 ,共获得明恢63遗传背景下的6个近等转基因系。对这些近等转基因系进行抗白叶枯病分析,显示出几乎相同的高抗水平。这表明整合位点对Xa21的抗性没有影响 ,不存在转基因位置效应.     

水稻籼型优质不育系宜香1A特性研究

用4个不育系与5个恢复系组成4×5不完全双列杂交作产量配合力分析,分析结果宜香1A一般配合力效应值为0.3756,极显著优于Ⅱ-32A和汕A。采用BC Sood介绍的水稻香味快速测定法,对水稻不育系宜香1A的香味遗传进行研究,其香味由1对隐性主基因控制,是一个选育香型杂交稻的理想不育系。以不育系Ⅱ-32A和冈46A为对照,对宜香1A开花后的柱头活力进行分析研究,其变化规律与Ⅱ-32A相当,即都是开花后第4天柱头授粉结实能力最强,第6或7天柱头活力几乎完全丧失,而冈46A开花后3~4 d柱头授粉结实能力最强,第5天柱头活力几乎完全丧失。     

转bar基因水稻在杂种优势育种中的利用

以3个美国转bar基因水稻抗除草剂品种Bengal Hu-10、Cypress PB-6和Gulfmont为父本,分别与三系、两系不育系及人工去雄恢复系杂交。考种结果发现：这3个抗性亲本所配组合杂种优势不明显。通过杂交将抗除草剂亲本中的bar基因转移到常规恢复系,已经培育出3个抗除草剂恢复系明恢63－B、测64－B和特青－B;且已选配出5个抗性杂交组合,它们能保持原组合的产量水平。还讨论了水稻杂种优势利用面临的问题和转bar基因水稻抗性亲本在杂种优势上的应用前景。     

水稻空间诱变恢复系杂种优势测定试验初报

利用返回式科学卫星搭载水稻一晚明恢63、外七、湘哥和粳稻北K15等纯系干种子,由于空间环境条件的综合作用,使空间诱变的品种均产生了变异。从诱变后代的突变体中选育出对三系籼型不育系具有恢复能力的强恢复系明恢63、无恢复能力的籼稻外七、湘哥和粳稻北K15。同时选出早熟强恢复系SP40098、具有育性恢复能力的SP40115、SP40037、SP50025等恢复系突变体。结果说明,空间诱变既可改良现有恢复系,又可创造新恢复系。具恢复能力的突变体能遗传重现。 Abstract：Pure seeds of rice varieties including Minghui 63,Wa i qi,Xiangge and Bei K 15（Japanica rice）,were carried into space by retrieve d satellite, and under space condition, mutation took place in all the s eed above mentioned. From these mutants, new restorer lines Minghui 63 with r estoring ability to the sterile line of three-line indica hybrid rice had be en developed, and other early restorers SP40098,SP40115,SP40037 and SP50025 ha ve also been selected from the mutants of Indica rice Waiqi,Xiangge,and Ja panica rice Bei K 15.The results indicated that space mutagenesis can n ot only improve existing restorers,also create new restorers.In addition,thei r restoring ability can be stably inherited.     

通过转PSAG12—IPT基因培育延缓叶片衰老水稻

利用农杆菌介导的遗传转化方法将PSAG12 _IPT导入籼稻品种明恢 6 3。在获得的 6 1个独立的转基因植株中 ,有一些表现出叶片衰老显著延缓 ,对选择的两个纯合转基因株系的小区试验的结果显示 :(1)转基因植株倒三叶的持绿性极显著延长 ;(2 )两个纯合转基因株系比原品种的结实率极显著提高 ,株高极显著降低 ;(3)两个纯合转基因株系的有效穗数比原品种极显著或显著提高。     

水稻耐贮藏基因（lox-3）DH作图群体构建方法的比较研究

以与水稻耐贮藏材料（Daw Dam）有丰富分子标记多态性的常规材料2070、明恢63、Dulur/协青早B为亲本,分别与之杂交,采用改良一步成苗花药培养法对其F1代进行花药培养,以一步成苗法为对照,评价新方法在构建耐贮藏基因DH作图群体中的应用潜力。研究结果表明,改良一步成苗法显著地提高了愈伤组织分化率、植株再生率、绿苗率、绿苗素质,而且得到的加倍单倍体系田间表现良好,是构建耐贮藏基因DH作图群体的理想方法,但在不同基因型间表现有一定的差异性,其中Daw Dam/2070、Daw Dam/明恢63组合的培养效率有较大增幅。利用改良一步成苗法已获得一定数量的DH群体,为开展进一步研究奠定了基础。 Abstract:Crosses were produced by using a storable rice variety (Daw Dam) and 2070,Ming Hui 63,as well as Dulur/Xie Qing Zao B as parents,among these materials there are abundant polymorphisms of DNA molecular markers.Their F1's were applied to generate DH lines by an improved method of direct induction of pollen plant.The method of the direct induction of pollen plant was used as check treatment to evaluate the improved method.The results showed that the improved method increased the re-differentiation percentage of pollen callus,the percentage of regeneration plantlets,and the percentage of green regeneration plantlets and produced more vigorous seedlings.The improved method was a competent method of establishing DH population for mapping lox-3 gene.It was also showed that the efficiency of the new method was different among genotypes and out of three experimental crosses Daw Dam/2070 and Daw Dam/Minghui 63 showed more efficient.More than 60 DH lines have been obtained in this experiment.     

Field performance of transgenic elite commercial hybrid rice expressing bacillus thuringiensis delta-endotoxin

Here we describe development of transgenic elite rice lines expressing a Bt fusion gene derived from cryIA(b) and cryIA(c) under the control of rice actinI promoter. The lines used in the study were indica CMS restorer line of Minghui 63 and its derived hybrid rice Shanyou 63. The level of Bt fusion protein CryIA(b)/CryIA(c) detected in Minghui 63 (T51-1) plants was 20 ng/mg soluble protein. The Bt Shanyou 63 was field-tested in natural and repeated heavy manual infestation of two lepidopteran insects, leaffolder and yellow stem borer. The transgenic hybrid plants showed high protection against both insect pests without reduced yield.     

Alteration of Gene Expression in Rice Hybrid F1 and Its Parental Seedlings

Hybrid rice ( Oryza sativa L. ) seedling is more vigorous in root development and plant growth than its parental lines in the tested indica rice of hybridized combination (Shanyou 63 (Fl): Zhenshan 97A × ♂Minghui 63). Analysis of the difference in gene expression between the hybrid Fl and its parental seedlings by means of mRNA differential display indicated that gene expression of the parental lines was obviously altered the hybrid Fl both in quantity and quality., Quantitatively, there were over-expression and under-expression of genes in hybrid Fl with genetic expression trend forwards a single parent. Qualititatively, hybrid Fl could have specific gene expression, single parem (maternal or paternal) gene silence, co-suppression of paternal genes, and single paternal gene expression. The relationship between heterosis formation and alteration of gene expression of parental lines in hybrid Fl was also discussed.     

水稻杂种一代与亲本幼苗基因表达差异的分析

杂种优势是一种普遍存在的生物学现象,其形成的原因十分复杂。本世纪初,Bruce和Shull相继提出的杂种优势形成的显性互补假设和超亲优势假设至今仍作为一种理论模型而缺乏实验证实。水稻杂种优势的利用自70年代三系配套技术建立得到了广泛的应用,但水稻杂种优势形成的遗传学基础目前还知之甚少。在水稻杂种优势形成机理研究中,分别从生理生化代谢、同工酶分析、DNA限制性片段多态性和DNA含量差异进行了分析,但杂种优势形成的分子机理仍未得到阐明。杂种优势的形成是与异质化相关的过程,它涉及到两个遗传背景不同的体系的相互作用。因此,在相互作用过程中,亲本基因的表达与调控就决定了杂种一代的基因表达类型和特性。因此,我们从分析基因表达与调控入手,运用mRNA差异展示技术分析了玉米杂种一代与亲本基因表达的差异,揭示了不少有意义的现象。本研究以水稻籼型杂交组合(汕优63:珍汕97A×明恢63)为材料,探讨水稻杂种一代与亲本基因表达的差异,揭示了杂种优势形成过程中的一些重要现象。     

杂交水稻产量性状配合力研究

利用 9个不育系和 7个恢复系配制 40个杂交组合 ,对 6个产量性状的亲本一般配合力和组合特殊配合力效应进行分析。结果表明 ,杂种一代 (F1)各性状的形成同时受亲本一般配合力和组合特殊配合力的影响。单株穗数、每穗总粒数、千粒重三性状主要受一般配合力作用 ;每穗实粒数、结实率、单株粒重三性状则一般配合力和组合特殊配合力的作用同样明显 ,或特殊配合力作用更明显些。不育系珍汕 97A、龙特浦A、K1 8A和恢复系明恢 63、直龙、1 0 2 5的一般配合力高 ,利用它们容易配制出高产组合。两年试验结果千粒重、单株粒重二性状的形成均是不育系的作用大于恢复系 ,近期育种工作重点应放在不育系的选育上。     

水稻转基因系"明恢63-Xa21"的基因组分析

植物基因工程研究已经建立了多种转基因的方法 ,这些方法包括农杆菌侵染[1 ] 、粒子轰击[2 ] 、电激转化和原生质体培养[3 ] 等。研究人员希望通过这些方法 ,将功能外源基因整合到受体基因组 ,而同时不引起其它性状的变化。已有的研究表明 ,各种转基因系统均能成功地将外源基因整合到受体基因组并能稳定地遗传到后代[1～ 3 ] 。然而通常情况下人们主要关注目标性状的变化 ,而对受体基因组的其它变化研究较少。事实上许多转基因植物发生了不希望出现的变异[4,5] 。已建立的各种分子标记如ＳＳＲＰ(简单序列重复多态性 ) [6] 、ＲＡＰＤ(随机…     

转cry1Ab基因抗虫水稻的田间试验

采用农杆菌介导的遗传转化技术, 将Bt基因cry1Ab导入三系恢复系明恢63获得了一批抗虫性及农艺性状较好的转基因纯合株系。研究中, 进一步检测了这些纯合株系的拷贝数、Bt蛋白含量、抗虫性及主要农艺性状。结果显示: 5个转基因纯合株系均为单拷贝; 纯合株系T_1Ab-10及其杂种的Bt蛋白含量最高; 人工接虫和自然感虫试验中, T_1Ab-10对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟均表现高度抗性; 喷药试验中, 阳性植株与阴性植株、对照植株的主要农艺性状均没有显著差异。这说明转cry1Ab基因纯合株系T_1Ab-10具商品化潜力, 可作基因聚合材料。