不同水稻品种种子固有细菌群落的多样性

种子固有细菌是植物内生细菌的重要来源, 对植物的健康以及接种细菌的定殖能产生重要影响。该文以杂交水稻(Oryza sativa)种子为研究对象, 比较研究了不同品种水稻种子中固有细菌群落的多样性。利用799f和1492r这对引物成功地从水稻种子中扩增出固有细菌16S rDNA片段; 通过构建16S rDNA文库和扩增核糖体RNA基因酶切分型(ARDRA)的方法, 对杂交水稻 ‘丰优611’ (‘丰源A’ × ‘远恢611’)、‘金优611’ (‘金23A’ × ‘远恢611’)和‘金23A/09H013’ ( ‘金23A’ × ‘09H013’) 3个组合的子代及其各自亲本的种子固有细菌群落结构的多样性进行了研究。构建的7个克隆文库中, 每个文库含有200-300个克隆, 30-40个操作分类单元(OTU), 对ARDRA分型得到的代表序列进行分析, 在16S rDNA文库中发现多种细菌类群, 包括α变形杆菌(α-Proteobacteria)、β变形杆菌、γ变形杆菌、放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)和拟菌(Bacteroidetes), 优势菌属是泛菌属(Pantoea)和芽孢杆菌属(Bacillus)。不同品种的水稻种子固有细菌群落结构不同, 而杂交子代种子中的优势菌与亲本种子中的优势菌在种类和数量上都具有一定的相关性。此外, 子代种子中丰度5%以上的细菌也能在各自父本或母本中检测到。     

基于染色体置换系的野生稻抽穗期及紫色性状QTL的鉴定

利用一套以9311为背景的普通野生稻染色体片段置换系群体为研究材料,进行野生稻相关QTL的定位与基因的鉴定。在多年多点的抽穗期调查数据基础上,结合200多个分子标记引物的基因型鉴定结果,定位到11个与抽穗期相关的QTL;选取携带相关QTL导入片段的两个置换系进一步研究,发现2个抽穗期主效QTL均为已克隆基因的等位基因。利用叶鞘、稃尖、柱头颜色与9311差异显著的一个单片段置换系定位到来自野生稻的紫色性状基因Or C,初步鉴定与栽培稻的等位基因功能不同。这些结果再次表明染色体片段置换系是行之有效的QTL定位以及基因发掘的遗传群体。通过对抽穗期、紫色性状相关QTL的定位与基因的鉴定,为进一步的功能研究提供了基因资源。     

普通野生稻中增产相关QTL的发掘

普通野生稻(Oryza Rufipogon)是重要的遗传资源,发掘其优良等位基因将对水稻遗传改良产生重要影响。文章从以珍汕97为轮回亲本,普通野生稻为供体的BC2F1群体中选择一个与珍汕97表型明显不同的单株BC2F1-15,经过连续自交获得回交重组自交系BC2F5群体。均匀分布于12条染色体的126个多态性SSR(Simplesequence repeats)标记基因型分析,发现BC2F1-15单株在30%的标记位点为杂合基因型;利用该群体共检测到4个抽穗期、3个株高、4个每穗颖花数、2个千粒重和1个单株产量QTL。在第7染色体RM481-RM2区间,检测到抽穗期、每穗颖花数和产量QTL,野生稻等位基因表现增效作用;其他3个每穗颖花数QTL位点,野生稻等位基因也均具有增效作用。结果表明野生稻携带有增产相关的等位基因,这些有利等位基因无疑是水稻遗传改良可资利用的新资源。     

影响二花脸猪高产仔性能的生理及遗传机制研究进展

二花脸猪是我国太湖流域以产仔数高而闻名于世界的优质猪种。已有的研究发现,二花脸猪排卵数高、胚胎死亡率低和子宫容积大是其高产性能的重要生理特征,通过候选基因法鉴别到其高产的重要候选基因——促卵泡素β亚基(follicular-stimulating hormone beta, FSH?),采用QTL定位方法在猪第2、6、7、8、12、13和15号染色体上定位到影响其产仔性状的QTL。但是,目前影响二花脸猪产仔数的主效基因尚不清楚。本文主要介绍了二花脸猪的高排卵数、低胚胎死亡率和高子宫容积特性对高产仔性能形成的生理作用;概括了基于传统方法鉴别出的影响二花脸猪高产仔性能的候选基因和QTL,以及基于组学方法鉴别出的二花脸猪高产候选基因;探讨了如何利用基因组、转录组、蛋白质组和功能组等多组学手段深入研究二花脸猪高产性能的成因,以期为深入解析二花脸猪高产性能的分子遗传机制提供参考。     

云南元江普通野生稻穗颈维管束和穗部性状的QTL分析

以云南元江普通野生稻为供体亲本,籼稻品种特青为轮回亲本构建高代回交群体,用SSR标记构建连锁图谱,在第1、2、3、4、7和10染色体上定位到7个控制穗颈大维管束数的QTL,在第1、2、3、4和8染色体上定位到5个控制穗颈小维管束数的QTL,在第11和12以外的10条染色体上,共定位到15个控制穗一、二次枝梗数和穗颖花数QTL。来自野生稻的等位基因大多表现负效,能显著减少群体的穗颈维管束数、枝梗数和颖花数,说明从野生稻演化成栽培稻的过程中,可能淘汰了一些对产量不利的QTL,保留了有利的QTL。相当一部分控制穗颈维管束数、枝梗数及颖花数的QTL在染色体上成簇分布或紧密连锁,且加性效应的方向一致,从理论上解释了这些性状表型显著相关的遗传基础,同时也说明在人工选择或自然选择下,这些性状可能存在平行进化或协同进化的关系。     

江西东乡野生稻苗期抗旱基因定位

普通野生稻是栽培稻的祖先种,其遗传多样性远远大于栽培稻,蕴涵着栽培品种中难以找到的重要性状.以江西东乡普通野生稻为供体、以桂朝2号为遗传背景的野生稻基因渗入系（BC4F5、BC4F6）为材料,利用30%的PEG人工模拟干旱环境,对渗入系二叶一心苗期进行抗旱鉴定,共定位了12个与抗旱有关的QTL,其中在第2、6和12染色体上发现了4个QTL的加性效应值为正,来自东乡野生稻的等位基因能使渗入系的抗旱性增强,特别是位于第12染色体RM17附近的qSDT12-2在多次重复中均被检测到,在PEG处理后1-8 d能稳定表达.通过对抗旱性QTL的动态分析,发现不同QTL表达时间不同.     

籽粒镉低积累水稻地上部镉高积累遗传特性分析

农田土壤镉（Cd）污染日益严重,导致稻米Cd含量超标事件频繁出现,使粮食安全问题备受关注。因此,合理利用Cd污染农田、降低水稻籽粒Cd含量成为亟待解决的问题。籽粒Cd低积累水稻雅恢2816的地上部具有较强的Cd积累能力,研究旨在弄清其地上部Cd积累能力的遗传稳定性,进一步揭示控制该性状的遗传基础,为利用分子标记辅助选育地上部Cd富集能力强、籽粒Cd安全的水稻提供途径。以水稻雅恢2816和3个不同品种水稻分别组配获得的F₁为研究对象,分析地上部Cd积累相关性状的杂种优势。进一步以优势组合C268A/雅恢2816构建F₂作图群体,对地上部Cd积累相关性状进行QTL定位分析。结果表明：（1） F₁地上部Cd积累相关性状杂种优势明显,遗传稳定性强。地上部Cd积累相关性状属数量性状,F₂中/超亲分离现象明显。（2）在第4、6号染色体上共挖掘到1个控制水稻地上部生物量和3个控制地上部Cd积累量的QTL位点,分别为qSB-6、qSCdA-4、qSCdA-6-1和qSCdA-6-2,表型贡献率为10.6%—14.4%,且增效等位基因均来自雅恢2816。（3）地上部Cd积累量与地上部生物量、Cd含量,根、糙米的生物量、Cd积累量,根-地上部转移系数均呈极显著正相关,与地上部-籽粒转移系数呈极显著负相关,存在4个QTL集簇区Cl-4-1、Cl-6-1、Cl-6-2和Cl-6-3。（4）区间marker 04171-marker 04197控制着地上部生物量和Cd积累量,与控制糙米Cd含量的QTL不重叠。研究表明：籽粒Cd低积累水稻雅恢2816携带控制地上部Cd高积累的等位基因,可在世代间稳定遗传,QTL位点qSCdA-4、qSCdA-6-1、qSCdA-6-2是控制该性状的重要遗传基础,可为分子标记辅助选育地上部Cd高积累、籽粒Cd低积累水稻提供理论依据。     

棉花“三桃”性状的QTL定位

棉花的"三桃"(伏前桃、伏桃和秋桃)一直以来被认为是棉花早熟高产的重要指标。文章以早熟高产棉百棉2号为核心亲本,分别与中晚熟材料TM-1和中棉所12杂交,获得两个组合的F2和F2:3家系群体。对两个组合进行了遗传连锁图谱构建,标记位点分别为269个和127个,图谱总长分别为1 837.8 cM和1 244.3 cM。两组合共检测到29个"三桃"性状QTL,包括16个可能性QTL和13个显著性QTL,其中,5个显著性QTL的LOD值既大于3又大于permutation阈值;16个QTL的贡献率大于10%,解释表型变异的10.9%～44.5%。在两组合的相同染色体共同标记附近检测到4个共同QTL,分别为伏前桃qPSB-17、伏桃qSB-17(qSB-17a/17b)和秋桃qAB-17、qAB-12/26,可用于棉花"三桃"性状的标记辅助选择;其中,伏桃qSB-17(qSB-17a/17b)在两个组合中的贡献率均大于10%,秋桃qAB-17、qAB-12/26在一个组合中的贡献率均大于10%,这些既共同又贡献率较大的QTL在标记辅助选择中应优先考虑。     

小麦杂种F_1、F_2籽粒灌浆10个性状杂种优势和遗传力的初步分析

高产生理研究是近代作物育种工作的重要内容。它是通过培育各种生理过程较为协调、具有理想株型的作物品种,充分有效地利用太阳能,提高光合效率,增加生物产量,并扩大向籽粒分配同化产物的比例,提高经济系数来实现的。小麦高产品种的理想株型,其籽粒灌浆必须是以在源、流、库若干生理指标方面达到综合平衡为前提条件的。张晓龙曾从生理角度出发,研究了小麦籽粒灌浆过程中源、流、库部分     

云南元江普通野生稻株高和抽穗期QTL定位研究

以云南元江普通野生稻为供体亲本,在特青的遗传背景下构建了一套BC3高代回交群体。利用117个SSR标记分析383个BC3F2株系的基因型,采用单标记分析法对控制元江普野株高和抽穗期的QTL进行分析。在北京和合肥两个地点试验结果表明,控制株高的QTL分布在第1染色体上,在RM104附近有一个QTL,与sd-1位置相当,其对表现型变异的贡献率在两个地点分别为27％和28％,其加性效应值分别为26．24cm和26．28cm,来自野生稻的等位基因显著提高回交群体的株高;在第1、3、7、8、11染色体共检测到6个控制抽穗期QTL,其中第8染色体RM25附近控制抽穗期的QTL在两个地点的贡献率分别为13％和15％,加性效应值为4．60d和3．65d,来自野生稻的等位基因使回交群体抽穗期延迟。     

云南野生稻叶茎根组织结构特性的比较研究

采用徒手切片法对云南3种野生稻和栽培稻的叶片、茎秆及根的组织结构进行比较研究,以明确野生稻的内部结构,为进一步揭示其结构与云南野生稻的生长势旺盛、营养吸收能力强、抗某些病虫害能力强的关系奠定基础。结果表明,(1)云南野生稻与栽培稻叶片主脉、茎秆及根的组织结构差异显著,其中景洪疣粒野生稻、景洪药用野生稻与栽培稻的差异最明显。(2)在叶主脉结构中,景洪疣粒野生稻无气腔结构,维管束数量少、面积小;景洪药用野生稻、3个普通野生稻材料存在多个维管束和气腔结构,维管束、束内导管直径及气腔面积较栽培稻大,而栽培稻中的气腔均为2个。(3)在茎秆结构方面,景洪疣粒野生稻茎秆最小,维管束数量最少,其茎壁内的维管束排列方式与栽培稻不同;景洪药用野生稻和普通野生稻茎秆及茎壁较栽培稻粗厚,维管束数量也较栽培稻多,普通野生稻的茎壁中有通气组织。(4)在根的组织结构中,3种野生稻的导管数量较多,导管直径及中柱面积较栽培稻大,外皮层出现了具有凯氏带功能的凯氏点等。     

Photosynthetic light and CO2 utilization and C4 traits of two novel super-rice hybrids

Characteristics of photosynthetic light and CO2 use efficiency from seedling to heading stage, and C4 pathway enzyme activities in both flag leaves and lemma were compared between two newly developed super-rice hybrids (Oryza sativa L.), Liangyoupeijiu and Hua-an 3, and a traditional rice hybrid, Shanyou 63. At seedling and tillering stages, Liangyoupeijiu and Hua-an 3 had higher net photosynthetic rates (Pn) and light saturated assimilation rates (Asat) than did Shanyou 63, at both normal (360 micromol mol(-1)) and doubled (720 micromol mol(-1)) CO2 concentrations. At the heading stage, the flag leaves of all three rice hybrids had similar Pn and Asat. However, the two super-rice hybrids had higher apparent quantum yield (AQY) and carboxylation efficiency (CE) during all three typical developmental stages, and higher quantum yield of CO2 fixation (PhiCO2) at the tillering and heading stages. In addition, Liangyoupeijiu showed significantly higher activities of the C(4) pathway enzymes in both flag leaves and lemmas than did Shanyou 63. As a result, flag leaves of the two super-rice hybrids had higher Pn at morning, noontime and late afternoon during the daily cycle. Since most of the grain yield of rice comes from the photosynthesis of flag leaves, the similar Asat and much higher AQY, CE and PhiCO2 at heading stage of the two super-rice hybrids indicates that higher photosynthetic efficiency rather than higher photosynthetic capacity may be the primary factor contributing to their higher grain yields.     

茶陵野生稻苗期耐冷性与抗氧化系统的关系

为探讨茶陵野生稻苗期耐冷的生理机制,以耐冷性强弱不同的栽培稻及东乡野生稻为对照,研究了茶陵野生稻苗期冷胁迫后抗氧化系统的变化.结果表明,茶陵野生稻经冷胁迫后,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量增加幅度大于冷敏感对照,而稍小于或相当于耐冷对照;超氧阴离子(O2)产生速率和丙二醛(MDA)含量低于冷敏感对照品种,而稍高于或相当于耐冷对照.说明茶陵野生稻苗期耐冷性与其抗氧化系统冷胁迫后的适应性变化密切相关.     

Preparation of DNA from Silica Gel Dried Mini-amount of Leaves of Oryza rufipogon for RAPD Study and Total DNA Bank Construction

Gene resources of Oryza rufipogon Griff. play a crucial role in rice breeding, and hence to study their conservation is of utter importance. The authors describe a method for preparation of DNA from mini- amotmt of the silica-gel-dried leaves of Oryza rufipogon. The high molecular weight DNAs of 1 168 individuals representing 44 populations have been obtained with high yields, which could be used for RAPD PCR and construction of total DNA bank of this species. The template DNA from silica-gel-dried leaves stored for one year at room temperature gave the same RAPD results as that from the newly prepared silica-gel-dried leaves. The optional template DNA concentrations for amplification ranged from 3.1 ng to 50 ng. In addition, the quality and quantity of the template DNAs that affect RAPD results are also discussed.     

从普通野生稻硅胶干燥的小量叶片中制备DNA用于RAPD分析和总DNA库的建立(英文)

普通野生稻（ Ｏｒｙｚａｒｕｆｉｐｏｇｏｎ Ｇｒｉｆｆ．）的基因资源对水稻的育种起着至关重要的作用。报道了从其硅胶干燥的小量叶片中制备ＤＮＡ的方法。用此方法制备的ＤＮＡ分子量大（４０～４５ ｋｂ） ,产率也较高（５０ ～２００ μｇ／ｇ） ,且成功地进行了ＲＡＰＤ扩增。用制备的４４ 个居群,１１６８ 个个体的总ＤＮＡ 建立了中国普通野生稻的总ＤＮＡ 库作长期冷冻保存,可用于基于ＰＣＲ 的ＤＮＡ水平上的各种目的的研究。根据实验结果,从在室温下贮存１ 周、３ 个月、６ 个月、１ 年的硅胶干燥的叶片中提取的ＤＮＡ 用于ＲＡＰＤ扩增所得的扩增产物没有差异;模板ＤＮＡ浓度在３ ．１ ～５０ ｎｇ 的范围内均得到很好的ＲＡＰＤ扩增结果。这说明了从硅胶干燥的叶片中提取的普通野生稻的ＤＮＡ 用于ＲＡＰＤ扩增的产物很稳定,将其用于群体遗传分析具有很好的可比性和可靠性。同时也讨论了模板ＤＮＡ的纯度和浓度对ＲＡＰＤ扩增的影响     

广东普通野生稻调查、收集与保护建议

为了全面了解广东省普通野生稻自然生存现状,更好地为我国野生稻资源的长远保护提供决策依据,2005-2016年我们对广东普通野生稻自然生存状况进行了实地调查。结果查明,目前广东共有25个县(市)尚存普通野生稻,尚有分布点118个,其中103个有历史资料记载,15个为本次调查新发现。根据历史资料统计,广东省原有普通野生稻分布点1083个,但截至目前野生稻已全部消失的分布点有980个,分布点丧失率90.49%,呈现严重濒危的趋势。调查发现,造成野生稻大量消失的原因主要有垦荒造田、水利建设、城镇建设、养殖业发展、除草剂使用、环境污染和外来物种侵袭等。调查的同时,从118个点共收集了1371份种茎样本进行异位保存,为普通野生稻资源持续利用提供了更大的物质保障。此外,对广东普通野生稻的长远保护提出了建议。     

云南及周边普通野生稻遗传多样性及其分布特征研究

利用27对SSR标记对云南普通野生稻的2个自然群体进行遗传多样性和起源进化分析,结果发现我国其他省份的材料与东南亚材料的遗传多样性较高,云南元江材料的遗传多样性最低。亲缘关系分析结果表明,云南元江材料与我国其他省份的普通野生稻之间关系较近,云南景洪普通野生稻与缅甸的普通野生稻关系最近,且云南元江和景洪的普通野生稻的遗传结构之间存在明显差异,说明云南普通野生稻属于中国与东南亚普通野生稻的过渡类型,为水稻起源地的"印度阿萨姆——中国云南"学说提供了科学依据。     

超级杂交水稻谷粒产量与叶光合速率的关系

在2000～2005年期间,通过测定几种超级杂交水稻与普通杂交水稻‘汕优63’的产量构成和叶片光合作用探讨了谷粒产量与光合作用的关系。结果表明:(1)4种超级杂交水稻‘培矮64S/E32’、‘P88S/O293’、‘金23A/611’和‘GD-lS/ RB207’的产量水平显著高于‘汕优63’,是对照的108%～120%。(2)与‘汕优63’相比,这些超级杂交水稻的株型好,上层叶片直立,穗大即每穗粒数多,是对照的125%～177%。(3)与‘汕优63’相比,这些组合第二叶的净光合速率显著提高,但第一叶即剑叶的未必都较高。(4)去半叶处理降低了‘GD-1S/RB207’的结实率,而去半穗处理显著提高了结实率。因此,这些超级杂交水稻的高产原因在于穗大、株型好以及群体光能利用效率高。增加单叶特别是剑叶的光合能力是克服谷粒产量的光合产物源限制和在未来的超级杂交水稻育种中实现产量潜力新突破的关键。     

Identification of trait-improving quantitative trait loci alleles from a wild rice relative,Oryza rufipogon.

Wild species are valued as a unique source of genetic variation, but they have rarely been used for the genetic improvement of quantitative traits. To identify trait-improving quantitative trait loci (QTL) alleles from exotic species, an accession of Oryza rufipogon, a relative of cultivated rice, was chosen on the basis of a genetic diversity study. An interspecific BC2 testcross population (V20A/O. rufipogon//V20B///V20B////Ce64) consisting of 300 families was evaluated for 12 agronomically important quantitative traits. The O. rufipogon accession was phenotypically inferior for all 12 traits. However, transgressive segregants that outperformed the original elite hybrid variety, V20A/Ce64, were observed for all traits examined. A set of 122 RFLP and microsatellite markers was used to identify QTL. A total of 68 significant QTL were identified, and of these, 35 (51%) had beneficial alleles derived from the phenotypically inferior O. rufipogon parent. Nineteen (54%) of these beneficial QTL alleles were free of deleterious effects on other characters. O. rufipogon alleles at two QTL on chromosomes 1 and 2 were associated with an 18 and 17% increase in grain yield per plant, respectively, without delaying maturity or increasing plant height. This discovery suggests that the innovative use of molecular maps and markers can alter the way geneticists utilize wild and exotic germplasm.