水稻化感作用及其分子生态学研究进展

综述了近年来国际上研究水稻化感作用的新进展,比较分析了当前常用于室内评价水稻化感作用潜力的几种生物测试法的优缺点,指出了琼脂迟播共培法是较为理想的室内生物测试法并已广泛应用于化感作用研究中。在此基础上,分析了水稻化感作用的数量遗传特性及其QTL定位的研究现状;阐明了水稻化感作用的遗传多样性及其分子生态特性;并就当前普遍关注的焦点问题：逆境条件（如低氮或高伴生杂草密度胁迫）常引起水稻化感作用潜力增大的生理过程与分子机制作了阐述。结合近年来应用差异蛋白组学和生物信息学的研究实例,阐明了逆境引起水稻化感作用增强与其酚类合成代谢相关酶蛋白表达丰度增加,萜类合成代谢相关酶蛋白表达丰度下降有关。就究竟什么是水稻的化感物质及其作用方式等问题作了分析与讨论．指出水稻的化感抑草效应是其众多化感物质综合作用的结果,应重视区分化感物质对靶标杂草的原生作用和进入土壤生态系统中经生物转化后的次生作用。根据当前植物化感作用研究的发展趋势,阐明了进一步研究水稻化感作用的焦点问题,提出了水稻化感作用的根际生物学特性与分子生态学机制,是未来国际上竞相角逐的重点研究领域,并认为以现代系统生物学理论为指导,运用基因组学、蛋白质组学和代谢组学等技术方法,是揭示这一分子生态学过程与机制的重要技术选择和优先研究领域。     

RAPD和ISSR标记对水稻化感种质资源遗传多态性的分析

运用RAPD和ISSR技术分析水稻化感种质资源的遗传多态性。从供试材料中筛选到具有多态性的RAPD引物12条,ISSR引物7条。RAPD引物共扩增到85条清晰的多态性条带,多态性条带比率为69．4％。ISSR引物共扩增到34条清晰的多态性条带,多态性条带比率为53．0％。对两种标记结果进行UPGMA聚类分析,结果极其类似,呈极显著的正相关(r=0．74)。聚类结果表明,地理位置相近的品种聚为一类。部分具有较强化感作用潜力的水稻品种亲缘关系很近,表明控制其化感作用性状的基因可能是等位的相同基因。而部分化感作用潜力差异显著的水稻品种聚为一类,这是由于人类在长期高产品种的定向选择过程中,水稻化感作用性状不被注意而丢失,遗传基础日益狭窄的原因。     

蚕豆种质资源、抗病育种和QTL定位及抗逆性研究进展

蚕豆是世界温带和亚热带地区一种重要的食用豆类作物,在中国的栽培历史超过2100年。中国是世界上蚕豆栽培面积最大、总产量最多的国家,蚕豆因其高效生物固氮、土壤改良和环境友好特性,已成为中国现代农业种植结构调整、西部经济欠发达地区和丘陵山区农民脱贫致富的重要经济作物。目前,多种DNA标记已广泛应用于大豆、菜豆、豌豆等豆类作物,并取得了一系列重要进展,但蚕豆分子遗传学的研究进展相对缓慢。本文对蚕豆的起源、分类、国内外蚕豆遗传多样性、遗传图谱构建,以及生长习性、抗病育种和QTL定位、抗逆性研究进行了综述,旨在为国内外蚕豆资源的深入研究和利用提供参考。     

水稻化感作用的机制与应用的研究进展

水稻是我国的主要粮食作物,其与周围植物的相生相克作用（化感作用）得到越来越多的重视.简要介绍了近来国内外对水稻对高等植物的化感作用的研究成果,介绍其化感作用途径、化感物质的分离、鉴定、可能的作用原理及在生产实践中的应用.     

利用一个水稻RIL群体定位控制淀粉特性的QTL

利用个山籼粳(Oryza sativa L.)杂交发展成的重组自交系(RIL)群体研究影响淀粉特性的遗传因子,测定了一系列淀粉特性有关性状,包括直链淀粉含量、胶稠度、淀粉糊粘度、胶的质地、糊化温度、热学特性、回生特性等22个参数。共定位了44个QTL,分布在第2～6、8、9、11染色体上,每个性状所定位的QTL在1到4个不等。其中有2个是主基因,一个是第6染色体上的Wx基因,它控制直链淀粉含量、胶稠度、淀粉糊粘度、胶的质地、回生特性等性状,另一个足第6染色体上的alk基因,它控制糊化温度与热学特性等性状,其他QTL都是微效基因,在第9染色体上RZ404和G295区间系首次检测到,它控制淀粉胶的硬度(hardness)、胶粘性(gumminess)、咀嚼性(chewiness)、回生淀粉的最高糊化温度、回生率等性状,这些性状都未曾研究过。     

水稻化感作用研究综述

主要对水稻化感现象发现,化感生物检测,化感物质分离和鉴定,化感种质资源等方面的研究进展了系统的综合论述,在此基础上,进一步对化感作用研究中的主要问题,例如;生物检测手段,化感作用利用途径等进行了分析。并对我国的化感作用研究的存在问题及发展方向作出了论述。     

水稻QTL定位研究进展

水稻的许多重要农艺性状均属于数量性状,研究水稻数量性状遗传对水稻育种具有十分重要的意义.近年来大量的研究揭示了水稻QTL的基本特征,剖析了重要农艺性状的遗传基础,给水稻遗传改良带来了新策略,不断深入的研究已经完成了水稻特定数量基因的精细定位和克隆,到目前为止已经有一万多个水稻QTL进行了定位,其中有19个进行了克隆,这对水稻育种具有十分重要的意义.本文主要综述了QTL定位的理论基础,水稻QTL定位的研究进展,并对水稻QTL研究的趋势进行了展望.     

林木数量性状基因定位中的若干问题

随着ＤＮＡ分子标记技术的迅速发展,ＱＴＬ定位已成为当前生物学研究领域的前沿。身心健康已对许多种动、植物定位了许多重要性状的ＱＴＬ。这些研究促进了遗传学的发展,并将作为育种的新策略应用。与作物相比,林木ＱＴＬ定位有其特性。本文详细讨论了林木的生物学特性对ＱＴＬ定位的影响、ＱＴＬ定位的系谱设计和统计分析方法。     

太湖地区稻种资源的化感特性鉴定

从江苏省农业科学院粮食作物研究所保存的近万份稻种资源中,取出太湖流域地方品种1670份,测定它们的化感作用,从中发现对油菜(Brassica campestris L.)生长有轻微影响的品种35份,对油菜生长有抑制作用的品种68份,对油菜生长有致死作用的品种49份。这种抑制作用是否可以作用于水田杂草,还需要进一步的实验证据,但已可以证明水稻种质资源中确实存在着具有化感作用潜质的品种。     

利用RFLP进行数量基因定位及效应分析的原理与方法

本文介绍了利用RFLP分子标记进行数量基因定位及效应分析的原理与方法,并讨论了其应用存在的问题．     

东南亚国家引进水稻种质的遗传多样性和遗传结构分析

用72对SSR引物对316份东南亚不同地理来源的水稻种质资源进行遗传多样性和遗传结构分析。结果表明,共检测到387个等位基因,平均每对引物检测到5.375个,变幅在2~12之间;其中频率5%的稀有等位基因有293个,占全部等位基因数的75.7%。Nei基因多样性指数(He)变化幅度在0.055~0.855之间,平均为0.623。He以菲律宾的种质资源最为丰富(He=0.619),其余国家的He大小依次是越南(He=0.515)老挝(He=0.467)柬埔寨(He=0.455);聚类分析显示分为籼粳稻两大群体,地理分组不是特别清晰。AMOVA分析表明,遗传变异主要来源于不同地理类群间,且遗传分化极显著。遗传结构分析结果显示K=2时,有相对明显的遗传结构。其次是K=5时,显示菲律宾群体分为了3个比较明显的小类群,存在较为明显的遗传分化结构。东南亚引进水稻种质资源丰富的遗传多样性和遗传结构为后期水稻育种的亲本选择提供依据。     

复杂的农业景观系统中植物物种多样性的评价方法-PLEC农业生物多样性指导小组（PLEC-BAG）对资料搜集与分析的指南

农业生物多样性已成为国际关注的热点领域之一。本文根据郭辉军等中国专家提出的农业生物多样性评价（Agobiodiyersity Assessment,ABA）方法为基础,提出了景观水平农业生物多样性评价相关术语、基本用词的定义,一系列用于搜集PLEC植物物种多样性核心资料的基本原理与实用指南,以及资料分析与报告指南,以指导全球环境基金/联合国环境署/联合国大学PLEC项目计划20多个国家的研究。图表可于实地调查时用于搜集及分析核心资料;这些资料最终将会包括于PLEC物种多样性数据库。正文则提供辅助的咨询解释。     

Genetic and QTL Analysis for Low-Temperature Vigor of Germination in Rice

The quantitative trait loci (QTLs) for low-temperature vigor of germination (LVG) with a germination period of 7 d, 11 d, 14 d, and 17 d at 14 °C was identified using F_2:3 population, which included 200 individuals and lines derived from a cross of indica and japonica “Milyang 23/Jileng 1” with microsatellite markers. The correlation coefficient between LVG and other cold tolerance traits was analyzed. LVG and the cold response index for vigor of germination (CIVG) detected when the germination period was 7 d showed a continuous distribution, which was partial to lower LVG and lower CIVG in F₃ lines. LVG and CIVG detected when the germination periods were 11 d, 14 d, and 17 d showed a continuous distribution near normal, which were quantitative traits controlled by multiple genes. LVG detected when the germination period was 14 d was more correlated with other cold tolerance traits than LVG detected when the germination periods were 7 d, 11 d, and 17 d, which was significantly associated with cold tolerance during the bud bursting period, the seedling stage, the booting stage, and the growing ability under cold conditions. qLVG2 located in RM29-RM262 on chromosome 2, qLVG7-2 and qCIVG7-2 located in RM336-RM118 on chromosome 7 were detected when the germination periods were 11 d, 14 d, and 17 d. qCIVG2 located in RM29-RM262 on chromosome 2 was detected when the germination periods were 11 d and 14 d. The variation is due to the observed phenotypic variation by the above QTLs, which was increased following the germination. The variation of qLVG2 related to LVG was increased from 6.9% to 14.2%. The variation of qLVG7-2 associated with LVG was increased from 9.9% to 11.2%. The variation of qCIVG2 correlated with CIVG was increased from 6.3% to 9.0%. The variation of qCIVG7-2 associated with CIVG was increased from 8.3% to 12.9%. These QTL alleles were obtained from the tolerant parent Jileng 1, and the gene action was most likely to be partially dominant.     

水稻低温发芽势的遗传及数量性状基因座分析

利用籼粳交“密阳23／吉冷1号”的F2：3代200个家系作为作图群体,在14℃条件下鉴定萌发7d、11d、14d和17d时低温发芽势,并利用由SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对不同萌发阶段的低温发芽势进行了数量性状基因座（QTLs）检测,同时进行了低温发芽势与其他耐冷性状间的相关分析。结果表明,萌发7d时低温发芽势及其低温反应指数呈现向低发芽势和低的低温反应指数的偏态分布,而萌发11d、14d和17d时低温发芽势及其低温反应指数均呈现接近正态的单峰连续分布。萌发14d时低温发芽势与其他耐冷性的相关性较萌发7d、11d和17d时低温发芽势更为密切,与芽期耐冷性、幼苗期耐冷性、低温下幼苗生长能力和孕穗期耐冷性表现为显著或极显著的正相关。位于第2染色体RM29-RM262区间的qLVG2和第7染色体RM336-RM118区间的qLVG7-2、qCIVG7-2在萌发11d、14d和17d时均检测到;位于RM29-RM262区间的qCIVG2在萌发11d和14d时均检测到,并对表型变异的贡献率随着萌发进程而逐渐增加。与低温发芽势相关的qLVG2贡献率从6．9％增加到14.2％,qLVG7-2贡献率从9．9％增加到11．2％,而与发芽势的低温反应指数相关的qCIVG2贡献率从6.3％增加到9．0％,qCIVG7-2贡献率从8．3％增加12．9％。这些QTL的增效等位基因均来自强耐冷亲本吉冷1号,基因作用方式主要为部分显性。     

水稻抗虫基因工程研究进展

近年来,随着植物基因工程的发展,水稻抗虫转化研究工作进展迅速,一批极具应用潜力的抗虫品系初露端倪。综述了目前国内外水稻抗虫基因工程取得的进展。结合植物抗虫基因工程的研究成果,对目前水稻抗虫基因工程中存在的一些问题提出了相关的对策,其中主要讨论提高外源基因表达效率的途径。     

水稻种质资源芽期耐冷性的鉴定与评价

对新收集的879份水稻种质资源进行了水稻芽期耐冷性的鉴定与评价,从中筛选出芽期耐冷性极强的水稻种质资源39份,均为贵州地方粳稻品种.供试粳稻品种61.23%具有强芽期耐冷性(3级),而籼稻品种只有13.77%具有强芽期耐冷性(3级 ),粳稻品种的芽期耐冷性显著强于籼稻品种.无论籼稻,还是粳稻,贵州地方稻种的芽期耐冷性显著强于来自其他地区的品种,从贵州地方稻种中挖掘极强耐冷种质资源的潜力较大 .     

水稻耐盐碱性生理和遗传研究进展

水稻是对盐碱中度敏感的作物,其耐盐碱性因品种、生育阶段、器官、土壤盐碱类型等而存在差异。盐碱胁迫对水稻的伤害主要表现为延迟种子发芽时间、降低发芽率、抑制生育进程、阻碍幼穗分化、推迟分蘖时间、减少分蘖数、降低产量和品质。本文论述了近年来在水稻耐盐碱生理机理、转运蛋白、遗传和数量性状位点的分子检测、分子信号传导以及基因克隆转化方面的研究进展,并对今后的研究工作提出了建议。     

水稻国外引种的探讨和建议

自1949年以来,中国共引进国外普通栽培稻品种(系)23890份和野生稻种质资源2201份,这些资源中许多已被直接或间接用于生产或育种.其中,年种植面积超过6.67万公顷的品种23个,年种植面积0.667～6.67万公顷的品种75个;直接利用于杂交水稻的国外恢复系或利用国外强恢复源培育的恢复系,已占我国恢复系总数的95.7%;众多国外品种成为我国高产、优质和多抗育种的骨干亲本.因此,加强国外水稻资源的引入、评价和利用,对于丰富我国稻种资源宝库和增加遗传多样性意义重大,也是应对各国激烈争夺生物资源的战略决策.本文根据水稻国外引种出现的新情况,重点阐述了我国的引种规律、引种地区和强化引种的建议.     

水稻花药培养力的遗传分析及基因定位

在栽培稻的籼粳亚种间,花药培养力存在显著差异,这一差异主要是由遗传因素引起的。以适合籼粳稻杂种花药培养的SK_3培养基,经花药培养获得了一个籼粳交F_1代的加倍单倍体(DH)群体,对该群体的110个株系用同一种培养基进行花药培养,利用该群体构建的分子图谱进行有关水稻花药培养力的数量性状基因座位(QTLs)的分析。结果表明,与水稻花药培养力有关的4个性状在DH群体中均表现为连续分布,愈伤组织诱导率与绿苗分化率之间不存在相关性,而绿苗产率与愈伤组织诱导率和绿苗分化率均显著相关。在第6、7、8、10和12 5条染色体上分别检测到与愈伤组织诱导率有关的5个QTLs,其加性效应均为正。在第1和第9染色体上检测到与绿苗分化率有关的2个QTLs,这两个性状间的QTs不存在连锁。在第9染色体上有一个主效基因与白苗分化率有关,对绿苗产率则没有检测到特有的QTL。     

我国水稻微核心种质资源对白叶枯病抗性的鉴定和评价

由Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)引起的白叶枯病是水稻生产中普遍发生、危害严重的一种细菌病害。本研究采用我国和菲律宾的6个Xoo代表菌株,人工接种评价了来源于我国26个省份的174份水稻微核心种质资源对白叶枯病的抗性。结果表明,来源于不同稻作区的种质资源以及籼粳亚种对白叶枯病的抗性存在明显分化,6个粳稻品种和7个籼稻品种对2个或2个以上的菌株具有抗性,其中7-304、山酒谷、麻谷子、包二幅以及古154抗谱较广。本文的研究结果将为水稻抗白叶枯病育种提供有用的信息。