水稻零等位RFLP标记的遗传学研究

采用8种限制性内切酶与247个已定位到水稻12条染色体上的分子探针组合,对典型籼稻(Oryza sativa L.ssp.indica)“南京11”和粳稻(O.sativa L.ssp.japonica)“金南凤M”以及中间型品种“Bellemont”之间存在的零等位位点进行了分析,9个探针揭示出零等位位点的存在。其中,RG573、G122、G93、G402和G1318特异揭示了“南京11”的零等位,G261特异揭示了“金南凤M”的零等位,RG229特异揭示了“Bellemont”的零等位,C397揭示了“南京11”和“Bellemont”的零等位,而RG131揭示了“金南凤M”和“Bellemont”的零等位。利用“南京11”/“金南凤M”的杂交F_2群体,对其中58个单株进行了7个零等位RFLP标记及程氏指数法中的6个形态性状的测验,据此计算出各植株的零等位基因型及籼、粳分类指数,结果表明:零等位标记在F_2群体中呈显性遗传。在F_2群体中进一步对G93、G122、G261、G402、G1318、C397、RG573零等位标记与程氏指数之间进行了成组数据t测验,发现G93、G122、G402、G1318、G397差异达显著或极显著水平,G261、RG573的t值也较大,显示出零等位标记在籼、粳交后代,可特异鉴定籼、粳差异。     

无载体主干序列的bar和cecropin B 基因表达框共转化水稻

基因枪等直接转化法可将去除质粒载体主干序列的外源基因表达框导入植物基因组,消除质粒主干序列对植物基因组的影响,同时由于转基因分子较小,比较容易实现多个基因的共转化,在植物基因工程育种上有重要的应用价值,研究了基因枪介导外源基因表达框（包括启动子、基因开放阅读框和终止子）转化水稻的影响因素和转基因的整合模式,结果表明：（1）基因枪介导外源基因表达框转化水稻的频率约在0.1%～0.5%之间,非选择标准基因与选择标记基因的共转化频率约为50%～60%,增加基因表达框DNA浓度可提高转化率。相同基因构建物对不同品质水稻的转化率不同,基因构建物的侧边序列对基因枪转化的品种差异可能具有重要影响。（2）非选择标记基因cecropin B表达框在水稻基因组内整合模式简单,仅有1～3个拷贝;筛选标记基因bar表达框却比完整质粒转化后的整合模式复杂得多,插入拷贝数在4～14个之间,线形基因表达框的游离DNA末端和CaMV 35S启动中子重组热点介导的转基因重组可能是导致bar基因表达框复杂整合的重要原因。     

突破复杂性状多基因转化技术壁垒,首创胚乳花青素高积累的水稻新种质

随着转基因技术的日趋成熟,利用生物工程手段加快改良作物农艺性状,已经越来越显示出其巨大的应用潜力。在改良多基因调控的复杂农艺性状方面,单基因转化收效甚微,而长期以来多基因转化不仅受限于技术因素,而且在协调表达调控、代谢及修饰等一系列相关基因方面更是难于突破。近期,我国科学家首次利用自创的多基因垛叠表达系统,成功在水稻(Oryza sativa)胚乳中合成了具有抗氧化活性的花青素,在复杂性状多基因转化领域取得了突破性进展。     

高秆突变体Mh-11的株高遗传研究

Mh-11是从矮秆品种桂朝2号辐射诱变后代中产生的高秆突变体.用Mh-11与sd-11矮秆、非sd-11矮秆和普通高秆材料杂交,通过对F1、F2、F3 等世代以及测交后代的株高进行遗传分析,结果表明Mh-11的高秆特性是由1对隐性抑制基因控制的.该抑制基因能调节sd-11基因的表达,而对由非sd-11基因控制的矮秆没有抑制作用,这一隐性抑制基因暂时被定名为i-sd-11(t).还讨论了该基因的遗传学意义和可能的育种利用价值.     

Genetic analysis of morphological index and its related taxonomic traits for classification of indica/japonica rice

A doubled haploid population derived from anther culture of ZYQ8/JX17 F1, a typical indica and japonica hybrid, was used in this study. Morphological index and its related taxonomic traits were investigated in 121 DH lines. The quantitative trait loci (QTLs) for morphological index and its related taxonomic traits were analyzed. Two major QTLs for leaf hairiness, three QTLs for length/width of grain, one QTL for color of hull when heading, one QTL for hairiness of hull, two QTLs for length of the first and second panicle internode, and one major QTL and two QTLs for phenol reaction were detected. Four QTLs for morphological index were also identified on chromosomes 1, 3, 4 and 6, respectively, three of which on chromosomes 1, 3 and 6, respectively, were found to be located in the same chromosome regions where some QTLs for the related taxonomic traits were located.     

籼稻标记性状等基因系的构建

选用涉及水稻(Oryza sativa L.)全部12条染色体的、表现简单遗传且易于识别的形态标记材料27份,以早籼品种浙辐802为轮回亲本,经10余次回交,转育成一套籼型标记等基因系.在此基础上,对同一染色体上的标记进行聚合,育成了15份双标记等基因系.该套材料除所带标记性状外,生育期、株高、分蘖力和穗子大小等主要农艺性性状与轮回亲本基本相仿.     

2010年中国植物科学若干领域重要研究进展

2010年中国植物科学研究继续快速发展。中国科学家在植物科学各领域中取得了大量的具有原创意义的研究成果,尤其是在水稻产量决定的遗传机制和作物基因组研究方面获得了一系列突破,农业生态学研究等方面也取得了重大进展,获得国内外的高度评价。该文对2010年中国本土植物生命科学若干领域取得的重要研究进展进行概括性评述,旨在全面追踪当前中国植物科学领域发展的最新前沿和热点事件,并展现我国科学家所取得的杰出成就。     

喀斯特不同土地利用方式和恢复模式对土壤酶活性C:N:P比值的影响

为探究喀斯特地区不同土地利用方式和生态恢复模式对土壤酶活性及其碳(C):氮(N):磷(P)比值的影响,该文在广西环江县的中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站长期定位观测试验地选取了3种土地利用方式 [退化干扰地、牧草地和果树(枇杷)林地]和4种恢复模式(常绿乔木林、落叶乔木林、常绿落叶混交林和自然恢复林)作为研究对象,分析了4种土壤酶 [β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、β-1,4-N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(ALP)]的活性和C:N:P比值变化与土壤生态因子之间的关系。结果表明:(1)恢复模式土壤的4种酶活性均高于土地利用方式。在不同土地利用方式中,牧草地4种酶的活性、C:P和N:P比值高于其他两种土地利用方式; 在不同恢复模式中,落叶乔木林的βG和ALP酶活性显著高于自然恢复林和常绿乔木林,常绿乔木林的NAG酶活性显著高于其他3种恢复模式,而落叶乔木林的酶活性C:P比值和常绿落叶混交林的酶活性N:P比值均显著低于其他3种恢复模式。另外,酶活性计量比值矢量角度分析显示,所有土地利用和恢复模式受磷限制。(2)4种酶活性均与土壤有机碳(SOC)、铵态氮(NH⁺₄-N)和硝态氮(NO₃^--N)含量呈显著正相关,与全磷(TP)含量呈显著负相关; βG酶活性与速效磷(AP)含量呈显著正相关,ALP酶活性与全氮(TN)含量呈显著正相关。(3)冗余分析(RDA)显示,土壤TP、NH⁺₄-N、NO₃^--N和AP含量分别解释了土壤酶活性和C:N:P比值变化的38.3%、9.5%、9.3%和8.0%。综上认为,喀斯特不同土地利用和恢复模式中土壤磷限制普遍存在,意味着土地利用开发和恢复过程中磷的赋存和转化是土壤质量改善的重点。另外,牧草地、常绿落叶混交林和落叶乔木林相对于其他土地利用和恢复模式具有较高的土壤酶活性和C:P比值以及AP含量,表明牧草和落叶植物可能对喀斯特土地利用和生态恢复过程中土壤质量改善有积极作用。     

2021年中国植物科学重要研究进展

2021年中国植物科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量相比2020年显著增加, 在雌雄细胞识别与受精、干细胞命运决定、菌根共生、光合膜蛋白复合体、氮磷养分利用、先天免疫、作物从头驯化与基因组设计等方面取得了重要研究进展,“异源四倍体野生稻快速从头驯化”入选2021年度“中国生命科学十大进展”。该文总结了2021年度我国植物科学研究取得的成绩, 简要介绍了30项重要进展, 以帮助读者了解我国植物科学的发展态势, 思考如何更好地将植物科学研究与国家重大需求有效衔接。