利用RAPD分子标记对三组三系杂交水稻及亲本的遗传分析和鉴定

利用RAPD技术,从248个随机寡聚核苷酸（10bp）中筛选出13个引物能在供试的三组三系杂交水稻及亲本间扩增出43条稳定性较好的多态性片段,其中6个引物能在供试材料间扩增出20个强的多态性标记。利用这些标记能有效地区分各组合中不育系、保持系、恢复系和F1,并能看出各组合中不育系与保持系、不育系与恢复系、F1与亲本间的遗传关系。 Abstract:A total of 248 arbitrary 10-mer oligonucleotide primers were screened using RAPD (random amplified polymorphic DNA) techniques with the genome DNA of three groups of three-line hybrid rice and their parents.Thirteen primers produced 43 polymorphism fragments.Six primers of them produced 20 obviously repeatable polymorphic markers among rice lines tested.Using this RAPD markers,the hybrid rice combinations (sterile-line,maintainer-line,restorer-line and F1)can be effectively identified,and the genetic relationship among them can be shown.     

红莲型杂交稻(红莲2号)及其骨干亲本的RAPD分析与鉴定

利用RAPD技术,从248个随机寡核苷酸引物（10－mer）中筛出18个引物对红莲型杂交稻组合红莲2号及其亲本（T－07A、T－07B、YD6－05）,另6个红莲型胞质不育系的骨干恢复和汕优63及其亲本共14份水稻材料进行分析。共检测到173个多态性标记。聚类分析结果表明：不育系与保持系间因核背景相似,遗传差异很小;杂种（F1）的基因型更倾向于恢复系;恢复系与保持系间遗传距离的相对较大,但各恢复系之间的遗传距离较小。利用这些标记能有效地地区交组合中不育系,保持系、恢复系和杂种（F1）。     

自然条件下中熟籼稻初穗期剑叶光合的气孔和非气孔限制特征

为探究自然条件下中熟籼稻初穗期剑叶光合作用的气孔与非气孔限制特征,利用LI-6400光合仪测定了4个水稻品种(恢复系R7-35,不育系井大3S,杂交F_1代井大3S/R7-35和对照品种9311)的气体交换数据,获得了它们的净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和气孔限制值对光的响应曲线。结果表明:与最大净光合速率相对应的饱和光强(I_(sat))分别为1500、1800、1200和1200μmol·m~(-2)·s~(-1);除井大3S/R7-35外,其他3个水稻品种的气孔导度随光强的增加而非线性增加,由此可知,在较高光强处限制这4个水稻叶片光合作用的因素是非气孔限制。与最小胞间CO_2浓度(C_i)相对应的光强分别为1600、1600、1400和1600μmol·m~(-2)·s~(-1),与最大气孔限制值(L_s)相对应的饱和光强分别为1400、1200、1400和600μmol·m~(-2)·s~(-1)。根据Ci降低和Ls升高作为判断叶片光合速率降低的主要原因是气孔因素的判据标准,品种9311则在光强小于1600μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Ci随光强的增加而降低,在光强小于600μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Ls随光强的增加而升高,但该品种在光强小于1200μmol·m~(-2)·s~(-1)时,其光合能力随光强的增加而非线性增加。这个结果与以Ci降低和Ls升高作为判断准则相互矛盾。为此,提出用植物叶片是否存在I_(sat)作为判断光合速率下降的非气孔限制因素准则,用气孔导度是否存在最大值作为植物叶片的气孔限制因素准则。     

不同CO2浓度下大豆叶片的光合生理生态特性

CO₂是光合作用的原料和底物,影响着光合作用的进程和光合产物的数量.利用Li-6400-40B同时测量大豆叶片在不同CO₂浓度(300、400、500和600 μmol·mol^-1)下的光合电子传递速率和光合作用对光的响应曲线,并用构建的光合作用对光响应机理模型拟合这些光响应曲线,获得大豆叶片一系列的光合参数、生理生态参数和捕光色素分子的物理参数.结果表明: 电子利用效率、最大电子传递速率和最大净光合速率随CO₂浓度的升高而增加;光补偿点和暗呼吸速率随CO₂浓度的升高而下降;光能利用效率和内禀(瞬时)水分利用效率随CO₂浓度的升高而增加,不同CO₂浓度下的最大光能利用效率和最大内禀(瞬时)水分利用效率之间存在显著差异,但不同CO₂浓度下的最大羧化效率的差异不显著.CO₂浓度的大小对光合作用中原初光反应存在一定程度的影响,即高CO₂浓度有利于减小捕光色素分子处于最低激发态的最小平均寿命,以提高光能传递的速度及增加大豆光合电子流的利用效率.     

最大电子传递速率的确定及其对电子流分配的影响

非直角双曲线模型(简称模型Ⅰ)是Farquhar、von Caemmerer和Berry提出的生物化学光合模型(简称FvCB生化模型)的主要子模型。在植物光合作用对光响应曲线的拟合中,模型Ⅰ得到广泛的应用和验证。同时,模型Ⅰ也可用于估算植物叶片的最大电子传递速率(J_(max))。然而,由模型Ⅰ估算植物叶片的J_(max)是否与实测值相符,尚未得到严格的验证。该文应用LI-6400-40光合测定仪测定了遮阴和全日照条件下大豆(Glycine max)叶片的光合速率和电子传递速率对光的响应曲线,然后分别用模型Ⅰ和电子传递速率对光响应机理模型(简称模型Ⅱ)进行了拟合。结果表明,由模型Ⅰ估算遮阴和全日照条件下大豆叶片的J_(max)与观测值之间存在显著差异;由模型Ⅱ计算得到的J_(max)与实测值之间不存在显著差异。此外,用模型Ⅰ估算的J_(max)将高估光合电子流分配到光呼吸的量,从而高估光呼吸对植物的光保护作用。因此,在估算植物叶片J_(max)和准确评估光呼吸对植物光保护作用方面,模型Ⅱ更合理。     

四种水稻品种的光合光响应曲线及其模型拟合

应用4种典型的光响应模型对4个水稻品种“02428”、“淦鑫688”、“JR8892-1”和“JR8892-2”叶片的光合光响应曲线进行了拟合.结果表明:直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数函数以及修正的直角双曲线模型对4个水稻品种的光合光响应曲线都可以进行拟合,决定系数均为R2 ＞0.99.但只有修正的直角双曲线模型可以拟合发生光抑制部分的光响应曲线,且可直接计算其饱和光强(Isat);由各模型计算的光合参数可知,直角双曲线模型、非直角双曲线模型求得的最大净光合速率(Pnmax)远高于实测值,指数函数与修正的直角双曲线模型求得的Pnm.与实测值最为接近;直角双曲线、非直角双曲线模型以及指数函数求得的Isat均与实测值相差较大,除了“JR8892-1”采用指数函数求得的Isat大于实测值外,其余3个品种用上述3种模型拟合求得的Isat均小于实测值,唯有修正的直角双曲线模型求得的Isat与实测值最为相符;对于低光强部分的参数光补偿点(Ic)与暗呼吸速率(Rd),修正的直角双曲线模型最接近其测量值;不同水稻品种的光合特性,“JR8892-1”饱和光强与最大净光合速率明显高于高光效品种“02428”;处于分蘖盛期的“JR8892-2”也表现出较高的饱和光强和最大净光合速率,而超级稻“淦鑫688”相对于其他品种,则具有较低的暗呼吸速率,光合产物消耗少.     

不同CO2浓度下大豆叶片的光合生理生态特性

CO₂是光合作用的原料和底物,影响着光合作用的进程和光合产物的数量.利用Li-6400-40B同时测量大豆叶片在不同CO₂浓度(300、400、500和600 μmol·mol^-1)下的光合电子传递速率和光合作用对光的响应曲线,并用构建的光合作用对光响应机理模型拟合这些光响应曲线,获得大豆叶片一系列的光合参数、生理生态参数和捕光色素分子的物理参数.结果表明: 电子利用效率、最大电子传递速率和最大净光合速率随CO₂浓度的升高而增加;光补偿点和暗呼吸速率随CO₂浓度的升高而下降;光能利用效率和内禀(瞬时)水分利用效率随CO₂浓度的升高而增加,不同CO₂浓度下的最大光能利用效率和最大内禀(瞬时)水分利用效率之间存在显著差异,但不同CO₂浓度下的最大羧化效率的差异不显著.CO₂浓度的大小对光合作用中原初光反应存在一定程度的影响,即高CO₂浓度有利于减小捕光色素分子处于最低激发态的最小平均寿命,以提高光能传递的速度及增加大豆光合电子流的利用效率.     

水稻CMS相关基因在稻属AA基因组中的分布及其单核苷酸多态性

水稻线粒体基因组嵌合基因orf79 和 orfH79分别被认为与BT-型和HL-型水稻CMS有关, 两者具有98%的同源性, 并且其DNA序列只存在4核苷酸的差异。对于这两个嵌合基因, 前者来源于栽培稻(Oryza. sativa L.), 而后者则来源于普通野生稻(O. rufipogon Griff.)。这意味着orf79/ orfH79可能在广泛分布于稻属AA基因组中。为了调查orf79/ orfH79在稻属物种中的分布和变异, 190份栽培稻品系[包括156份亚洲栽培稻(O. sativa var. landrace)和34份非洲栽培稻(O. glaberrima)]以及104份稻属AA基因组野生稻品系(包括O. rufipogon、O.nivara、O. glumaepatula、O. barthii、O. longistaminata和O. meridionalis 6个种), 被用于PCR扩增检测。31份具有控制粤泰A和笹锦A的特异片段的稻属AA基因组水稻品系被检测出。所有特异片段均被回收并测序, 基于DNA 序列的聚类结果显示31份水稻材料被分成了两组, 分别代表为BT-型和HL-型水稻不育细胞质组群。结果也进一步表明: HL-型水稻CMS胞质主要分布于一年生的O. nivara中; BT-型水稻CMS胞质可能来源于栽培稻变种或多年生野生稻O. rufipogon。     

用微卫星DNA标记对我国杂交水稻主要恢复系遗传差异的检测分析

选用分布于水稻（Oryza sativaL.)12条染色体上的25对SSR（Simple sequence repeats)引物,分析了生产中广泛应用的35个杂交 水稻恢复系,在35个杂交水稻恢复系材料间共检测出65个等位基因（alleles),平均每对SSR引物可检测到2.6个等位基因,PIC（Polymorphism index content）值的变动范围为0.206-0.682,平均值为0.414。聚类分析表明,我国杂交 水稻恢复系资源比较丰富,但其遗传差异较小,遗传背景单一,从而在很大程度上限制了我国水稻杂种优势的利用。