中缅水稻科技合作

正以稻带路从20世纪90年代开始,我们的研究团队已经与缅甸等东南亚国家开展了有关水稻研究、保护、利用、推广等的国际合作研究。在此期间,我们发现缅甸水稻的单产仅为中国的一半左右。20世纪90年代初,缅甸政府制定了"提高水稻单产计划",其北部地区先后从中国引种杂交     

作物抗旱机理及基因工程研究进展

综述了作物抗旱的生理学机制,从渗透调节、Lea蛋白,水通道和脱水素、氧化胁迫与耐受、基因的研究与开发及转录调节、ABA和生化处理6个方面介绍了作物抗旱基因工程的研究进展。以期为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和新的手段。     

跨农业:研制水稻智能育种机器人的探讨

当前我国面临粮食需求持续增加但粮食产量增速明显放缓的粮食安全问题,探索育种新技术新方法的创新是实现作物新品种选育重大突破,促进粮食单产和总产较大幅度稳步提高,保障我国粮食安全的关键和核心。在结合传统农业研究理论和方法的基础上,探索一种整合多学科的"跨农业"研究模式,可为实现上述目标提供全新的思维和研究模式。"跨农业"是现代农业概念的延伸和发展,是指在面临全球气候变化、资源短缺和粮食安全等重大农业问题背景下,整合政治、经济、科技和农业等各学科领域的优势资源,开展跨学科、跨领域和跨产业的联合攻关与集成创新,以解决重大农业问题的研究模式和解决方案。目前水稻育种理论、基因组学、表型组学、图像识别与处理技术、自动化技术和信息技术的快速发展已为这种"跨农业"的研究模式提供了必要条件。论文在"跨农业"思维指导下,结合课题组在"种子基因分型仪及水稻SSR指纹图谱云计算终端"上的联合研制工作,对水稻智能育种机器人的研制背景、基础与技术条件、可行性、研制方案和应用前景等进行了分析、探讨和展望。     

同源四倍体水稻籼型突变体Wx基因序列分析及特异识别分子标记的建立

同源四倍体水稻突变株D4063-1直链淀粉含量比来源二倍体明恢63下降一半,即其直链淀粉含量为5.23%。为研究其直链淀粉含量下降的原因, 根据普通水稻Wx基因设计引物, 扩增测序获得了D4063-1Wx基因的全序列, 并与已报道的Wx基因进行比对分析; 同源四倍体水稻D4063-1Wx基因最显著变化为在外显子序列中发生碱基缺失, 导致移码突变, 在第9外显子终止密码子提前出现。D4063-1Wx基因碱基位点的变化还导致其序列上酶切位点的变化,对常用限制性内切酶位点分析结果表明, 同源四倍体水稻相对于籼稻和粳稻多了2个sphⅠ酶切位点, 相对于粳稻减少了6个AccⅠ, 增加了4个XbaⅠ, 1个XhoⅠ, 1个PstⅠ和1个SalⅠ酶切位点。聚类分析表明D4063-1Wx基因序列与籼稻亲源关系较近, 由此推测D4063-1Wx基因来源于籼稻的Wxa基因型。另外, 根据D4063-1Wx基因的碱基差异, 推测D4063-1Wx基因外显子碱基变化导致的RNA加工障碍是其直链淀粉降低的主要原因, 并可能与其米饭较软等品质相关。本研究还根据D4063-1和籼稻、粳稻的序列差异及D4063-1在该片段上的特征序列位点设计了用于识别D4063-1的寡核苷酸片段,并作为PCR反应的引物命名为AUT4063-1,将该引物与作者设计的扩增普通籼稻、粳稻Wx基因的引物F5配合使用, 建立了识别D4063-1的显性和共显性两种检测方式的分子标记, 为快速、准确鉴别低直链淀粉含量突变体D4063-1创造了条件。     

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。