玉米雄穗分枝数与主轴长的QTL鉴定

在包含103个SSR标记的连锁图谱基础上, 运用复合区间作图法检测玉米组合(N87-1×9526 )F3家系在正常与干旱胁迫环境下的雄穗分枝数与主轴长性状QTL。雄穗分枝数在正常环境下被检测到2个QTL座位, 分别位于第5和7连锁群上; 在胁迫环境下被检测到4个QTL座位分别位于 2、5、7和10连锁群上, 其中位于第5和7连锁群上的QTL不仅具有一致性而且与本作图群体中曾检测到的耐旱相关性状QTL存在连锁。雄穗主轴长在正常环境下被检测到2个QTL位于第2和第6连锁群上, 在干旱胁迫环境下被检测到了3个QTL分别于第2、4和10连锁群上, 其中位于第2染色体上的QTL是两种环境下所共同检测到的QTL。分析QTL的遗传作用方式表明, 雄穗分枝数以部分加性效应为主, 而雄主轴长全部表现为显性和超显性。     

虫压胁迫对抗虫转基因水稻生长发育及产量性状的影响

在大田条件下,以转基因抗虫水稻Bt63、R1和R2及非转基因水稻汕优63(对照)为材料,设置高、低两种虫压环境条件,研究虫压胁迫对转Bt抗虫基因水稻生长发育及产量相关性状的影响.结果表明： 抗虫水稻在虫压胁迫条件下可充分体现出外源基因的抗性特点.在高虫压条件下,3种转Bt基因水稻受螟虫危害程度远低于对照植株,株高、分蘖数、地上部鲜质量、穗长、穗质量、单株穗数、单株实粒数、实粒质量、结实率、千粒重等生长发育和产量指标均高于对照,但仅株高、分蘖数和穗长3个指标与对照有显著差异.因此,抗虫外源Bt基因的引入对水稻结实性不会产生负面效应,高虫压胁迫条件对抗虫转基因水稻产量的影响较小.     

转拟南芥NPR1基因桂99 T3代植株的抗病性及农艺性状表现

以转拟南芥AtNPR1基因的恢复系品种桂99T3代纯合株系为材料,考查其农艺性状及其抗病性,并比较转基因植株与桂99侵染水稻白叶枯病菌后的农艺性状。结果表明:转基因植株表现出对水稻白叶枯病的抗性显著增强77%以上;穗长、剑叶长、有效穗数、一次枝梗数、每穗实粒数、单株产量和谷粒宽等农艺性状与未转基因桂99无显著差别。在受到水稻白叶枯病菌侵染后,转基因植株的一次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数和单株产量等方面均比对照桂99高出13%～78%。说明AtNPR1基因增强了水稻的抗病能力,从而降低了病害引起的产量损失。转基因植株的恢复力不受影响,稻米品质比桂99更加优良。本工作为转基因水稻抗病育种的研究奠定了基础。     

干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响

玉米是需水量较大的粮食作物之一,拔节至开花的穗期是其一生中的需水临界期,研究玉米穗期对干旱胁迫的响应机制对提高玉米干旱适应性具有重要意义。以筛选后的干旱敏感自交系PH6WC(6WC)和抗旱自交系郑58(Z58)为试验材料,采用测坑控水试验,于穗期设置3个水分处理(正常灌水CK、轻度干旱LD、中度干旱MD),研究了穗期不同水分处理对雌雄穗发育特性、开花吐丝间隔以及穗位叶光合特性的影响。结果表明:LD对Z58的株高、雄穗生长特性、叶绿素相对含量和光系统II最大光化学效率没有显著影响,但雌穗长显著降低;MD显著降低了Z58的穗位叶光合特性、雌雄穗的穗长和干物质积累。对于6WC,LD抑制了其植株生长和穗的发育,使雌穗长、雌穗直径、雄穗长、干物质向穗的分配比率、穗位叶的叶绿素a、叶绿素b和光合性能综合指数(PIABS)分别降低了35.3%、11.8%、20.6%、25%、21.1%、20%、23.8%;干旱胁迫程度越重对6WC雌雄穗的发育影响越大。此外,LD与MD分别延长6WC的开花吐丝间隔期(ASI)至5天、9天,LD和MD分别延长Z58的ASI 0、3天。综上所述:穗期的干旱胁迫在不同程度上影响了6WC和Z58穗位叶的光合特性,但是对干旱敏感自交系6WC雌雄穗的生长发育的抑制显著高于Z58,以至于降低了干物质向穗部的积累与分配。     

油菜素内酯合成酶基因DAS5促进杨树生长及提高抗旱性的作用

以河北杨(Populus hopeiensis)为材料, 研究拟南芥(Arabidopsis thaliana)油菜素内酯(BR)生物合成酶基因DAS5对其生长表型、生物量及抗旱性的影响。结果表明: (1) 转DAS5基因河北杨植株的根长、地径、叶柄及叶片长度均显著大于野生型植株, 且地上、地下部分干重及根冠比显著高于野生型, 其拥有发达的根系; (2) 在干旱胁迫下, 转DAS5基因河北杨植株失水褪绿速度较野生型植株缓慢, 在复水后转基因植株能够较早较好地恢复活力, 萌发较多的新幼芽且长势良好; (3)控水期间, 转基因河北杨的相对生长率显著高于野生型, 且随着干旱胁迫程度的加剧, 其可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于野生型。实验结果表明, 与野生型相比, 转基因植株具有较高的生长量与较强的抗干旱胁迫能力, 说明来自拟南芥的BR生物合成酶基因DAS5可以显著增加河北杨的生长量并在抵御干旱胁迫机制中发挥重要作用。     

水稻穗瘟防卫反应相关基因的分离和鉴定

以遗传背景相近、对叶瘟抗性相同但对穗瘟抗性不同的两个水稻株系为材料,利用抑制消减杂交（SSH）技术构建穗瘟抗／感消减cDNA文库,经差异筛选及序列分析,共获得90个独立的差异表达cDNA克隆,根据与它们刚源的基因功能推测,这些克隆可能参与了对病原菌的防卫反应、信号传导和转录等一些重要的生物学过程。利ⅢRT-PCR分析了26个所筛选到的cDNA克隆在抗／感植株接种后的表达,17个基因的表达差异得到验证。对这螳差异表达基因在抗感株系接种后不同时间点的表达谱也进行了RT-PCR的分析。文章首次报道了什关水稻对穗瘟抗性在mRNA水平进行研究,为深入研究水稻对穗瘟抗性的遗传机理打下了基础。     

疏剪不同穗位小穗对小麦籽粒结实和粒重的影响

１９９７～１９９８年在河南省农作物品种展览中心以中大穗小麦品种温麦６号为材料,设计了去除不同穗位小穗的试验。结果表明,去除不同位小穗对结实粒数和粒重的影响不同, 除顶端小穗的粒数下降较多,穗粒重最低,却除基部小重申对结实粒数和粒重的影响较小,穗粒数和粒重下降较少;却除中部小穗对结实粒数影响较大,穗粒数量小,其穗粒重因剩余籽粒单粒重增加而得以一定程度补偿。     

不同土壤类型对北方粳稻穗部性状及产量构成的影响

以北方粳稻品种“长白9”、“东稻4”为试材,研究了水稻土(pH =7.25,ESP=7.60)、苏打盐碱土壤(pH=9.11,ESP=32.80)条件下两品种穗部性状及产量构成的变化规律.结果表明:与水稻土相比,在苏打盐碱土壤条件下,两品种大部分穗部性状有显著变化,枝梗数、枝梗长度、枝梗粒数均显著下降;各产量构成因素也发生显著变化,尤其是穗粒数显著减少(“东稻4”减少30.0％,“长白9”减少30.5％);单株产量与穗部性状相关分析表明,穗粒数较结实率、千粒重对产量的贡献率最大;每穗一次枝梗总粒数的减少主要受每穗一次枝梗数减少的影响,每穗二次枝梗总粒数的减少受每穗二次枝梗数及二次枝梗单枝着粒数减少共同影响;在苏打盐碱土壤条件下,相对一次枝梗来说,二次枝梗粒数更容易受环境影响.     

乌桕每株穗数和每穗果数对种子产量的影响初探

本文报道人工栽培乌桕(Sapium sebiferum (L)Roxb.)林在相同的品种、年龄、立地条例、抚有管理等条件下,每株穗数和每穗果数这两个因素在影响株产量的作用,其中以每株穗数对乌桕产量影响较大。     

四种不同穗型小麦的穗部性状分析

为了通过研究不同长相穗型小麦穗部特性,以达到提高产量和挖掘穗部潜力的目的。本文对长方型、棍棒型、椭圆型和纺锤型四种不同长相穗型小麦品种的穗部性状特性进行了分析。结果表明不同穗型小麦在小花数、穗粒数、粒重等方面均表现出先升后降的二次曲线趋势,但不同穗型小麦表现趋势不同,长方型和椭圆型小麦在穗粒数、穗重、各粒位粒重等方面均优于棍棒型和纺锤型小麦,棍棒型小麦由于其特殊的穗型结构,在小穗密度、粒重等方面表现独特,纺锤型小麦在各方面表现均较差。结果表明,在小麦生产用种和品种选育上,穗型的选择至关重要。长方型小麦有提高小麦产量的潜力。     

小量播种条件下冬小麦的产量效应

2001～2003年在北京进行了2个年度的秋播,研究冬小麦在小量播种条件下的产量效应．结果表明,在22．5kg·hm^-2播量处理中,DS1号和临抗1号的平均最高产量分别达6836．25和7353．75kg·hm^-2,在一些重复小区中,产量超过7500kg·hm^-2,小量播种试验中,参试品种有正常的生育表现．麦苗的总糖、脯氨酸、赖氨酸含量较高,单株分蘖能力强．旗叶净光合速率、蒸腾速率、气孔阻力、CO2传导度和叶肉细胞CO2浓度表明植株的生理功能较旺盛．硝酸还原酶和超氧化物歧化酶活性较高,表明植株代谢活性较强．在产量结构中,单株穗数多．在小量播种生产中,品种选择是前提,播量确定是关键。     

紧穗野生稻的褐飞虱抗性导入栽培稻的研究

栽培品种的远缘野生种O.eichingeri (2n=24,CC染色体组)是褐飞虱的重要抗源。为了将原产乌干达的O.eichingeri两个编号材料的褐飞虱抗性导入栽培稻02428中,利用胚培养技术获得了两个组合的F.杂种,可交配力分别为0.36％和1.62％。所得F.杂种生长旺盛,分蘖力强,但高度不育,其花粉母细胞中期Ⅰ二价体数为0～4个,平均1.33～1.37。F_1植株用02428回交及套袋自交产生的BC_1F_1和F_2植株形态相似,染色体组均为AAC,花粉母细胞中期Ⅰ染色体构型为(12.02～12.18)Ⅰ (11.67～11.89)Ⅱ (0.04～0.19)Ⅲ,均表现完全不育。进一步检查了42个BC_1F_2植株和9个BC_2F_1植株的染色体数目,其变幅为24～38,从中筛选到2n=25及2n=24的植株各21个,其中5个整倍体植株对褐飞虱表现抗,说明两份紧穗野生稻载有抗性基因的染色体片段已成功转入02428中。本研究还发现一些株高及每穗粒数等明显超亲的材料,这可能与染色体组A与C上某些基因的互作有关。     

水稻原生质体再生植株及后代的性状表现

获得了粳型水稻77-170品系原生质体再生植株(R_2)6个株系的206棵后代植株。对其中96株进行性状观察和细胞学染色体鉴定,发现再生植株子代在株高、剑叶和主穗长、单株有效穗数、每穗粒数、育性、生育期等性状上都产生了变异,除株高外其他性状在第2代遗传上不稳定,染色体倍性稳定(2_n=24)。对56株再生植株子代作酯酶、过氧化物酶同工酶测定,其酶谱谱带与对照实生株相似。     

水稻细菌性穗枯病的病原特性和抗性研究进展

水稻(Oryza sativa)细菌性穗枯病是世界性的重要病害之一, 严重威胁全球范围水稻的高产稳产。虽然该病目前仍被列为我国的检疫性病害, 但近几年的研究表明, 穗枯病随时有在内地蔓延的潜在危险, 因此除了加强检疫工作, 开展针对性的防控技术研发也十分必要。水稻细菌性穗枯病菌在侵染过程中涉及多种毒力因子, 同时, 水稻在与病原菌的长期互作过程中演化出了多种防卫机制, 抗性基因是主要的防卫机制之一。挖掘水稻基因组中抗细菌性穗枯病遗传位点并培育抗病品种是最安全且经济有效的防治途径。该文综述了水稻细菌性穗枯病的病原菌特性、发病特征、发病机制、病害循环和对水稻细菌性穗枯病的抗性研究现状, 以期为挖掘和分离水稻穗枯病抗性位点提供参考。     

直立密穗基因DEP2-1388的遗传分析及在杂交稻中的育种利用

通过EMS诱变籼型重穗恢复系蜀恢498,获得一个直立穗突变体R1338。与野生型相比,突变体表现为植株变矮、穗直立、穗长变短、一次枝梗变短、着粒密度增加、穗部抗弯曲力极显著增强、籽粒增宽增厚、粒长变短。组织细胞学分析发现,穗颈节直径、纤维素含量和木质素含量在穗部抗弯曲上发挥了重要的作用。遗传分析表明该直立穗表型受一对半显性核基因DEP2控制,通过重测序以及MutMap方法定位发现,在R1338突变体中,DEP2第7外显子有一个A到G的碱基置换,导致第928个精氨酸(AGG)被置换成甘氨酸(GGG),推测R1338直立穗性状可能由DEP2中该SNP导致。用R1338、野生型与不同穗型不育系分别配组,R1338与弯曲穗不育系所配组合穗部表现半直立,且保持较高的结实率和杂种优势,与DEP1直立穗不育系配组表现为基因累加效应的直立穗。本研究还讨论了直立穗突变体R1338在杂交水稻育种中的利用价值。     

水稻穗部性状QTL定位及候选基因分析

水稻(Oryza sativa)穗部性状与产量直接相关,其相关基因的挖掘与功能解析对于保障国家粮食安全意义重大。以籼稻华占(HZ)和粳稻热研2号(Nekken2)及构建的120个重组自交系(RILs)为实验材料,测定了穗长、每穗粒数、结实率、柱头外露率及一次枝梗数等穗部性状。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位,结果共检测到31个QTLs,分别位于第1、2、3、4、5、6、10和11号染色体上,其中2个位点的LOD值分别高达5.45与5.28。通过分析筛选QTL区间内可能影响穗部性状的相关基因,并利用qRT-PCR进行基因表达检测,发现LOC＿Os05g05490、LOC＿Os05g06150、LOC＿Os03g11700、LOC＿Os03g12430、LOC＿Os05g28720、LOC＿Os05g30890、LOC＿Os05g31740和LOC＿Os02g17880在双亲间的表达水平差异显著。其中,前5个基因编码三角状五肽重复蛋白,而后3个基因编码糖基转移酶。研究挖掘到31个与穗部性状相关的QTLs,为进一步定位和克隆相关基因,从而选育高产水稻新品种奠定理论基础。     

水稻抗旱性鉴定的形态指标

随着全球水资源的日益匮乏和旱灾的日趋严重,水资源短缺正成为制约我国农业发展的重要因素。培育抗旱栽培稻品种并实现水稻旱种,不但可较大程度地节约水资源,且有利于稳产增产、节约能源和减少环境污染,故栽培稻抗旱性研究作为稻作科学研究的重要课题显得愈来愈重要。水稻抗旱性机制较为复杂,国内外学者提出了一系列与抗旱性有关的形态、发育、生理与生化等的鉴定方法与指标,且有的已利用分子标记对一些指标进行了基因定位;但因大多数指标与产量的关系尚不甚清楚,致使有些指标在抗旱性研究中的应用价值受到质疑。本研究以旱作和淹水试验为处理,采用模糊隶属函数分析,以穗颈节粗为指标进行水稻抗旱性的单因子间接评定和以穗颈节粗、单本株有效穗、实粒数/穗、谷粒宽或结实率为指标进行水稻抗旱性的综合间接评定。以认同的采用产量抗旱系数(旱作下产量与淹水下产量之比)为鉴定指标的直接评定为依据,对上述两种间接评定的结果进行判别分析,从而验证试验中被采用指标和方法的准确性和可靠性。结果表明,以旱作穗颈节粗为指标的水稻抗旱性单一间接评定与以产量抗旱系数为指标的水稻抗旱性直接评定的吻合度为88.2%~100.0%,达极显著水平,即穗颈节粗可作为水稻抗旱性鉴定与评价的单一间接评定指标;且吻合度随品种类型而变,其中以籼型杂交稻的评定为最高(100.0%),其次是常规籼稻(91.7%),常规粳稻稍低(88.2%)。以旱作多个抗旱性状为指标的综合间接评定与以产量抗旱系数为指标的水稻抗旱性直接评定的吻合度均达100%,即穗颈节粗、单本株有效穗、实粒数/穗、谷粒宽和结实率可作为水稻抗旱性鉴定与评价的综合间接评定指标,且与品种类型无关。因此,旱作条件下,以穗颈节粗为指标的水稻抗旱性单一间接评定和以穗颈节粗、单本株有效穗、实粒数/穗、谷粒宽和结实率为指标的综合间接评定均是非常客观、简便易行、准确可靠和易被育种者接受的评定指标和方法,可应用于生产实践。     

GA_3、ABA和IBA对不同灌溉方式下水稻叶绿素荧光特性及产量构成的影响

为了明确外源激素诱导水稻抗旱性的效果及其生理机制。以中嘉早17为材料,分析外源激素在淹水灌溉、干湿交替灌溉和干旱灌溉方式下叶绿素荧光参数的差异及其对产量与产量构成的影响。结果表明,干旱灌溉显著降低了叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子产量、实际光量子效率、非光化学猝灭值、有效穗数、每穗粒数、结实率,孕穗期比分蘖期更为敏感,表现为相同胁迫时间下最大光化学量子产量、每穗粒数、单株穗数等下降更显著。赤霉素(gibberellin,GA3)处理后降低了PSⅡ最大光化学量子产量、非光化学猝灭和光化学猝灭系数,导致有效穗数减少、千粒重和结实率降低。脱落酸(abscisic acid,ABA)处理能缓解孕穗期干旱胁迫,减轻水稻叶片的光抑制程度,提高叶绿素荧光参数,增强抗旱能力。综合来看,以分蘖期淹水条件下结合IBA处理产量最高,比对照增产7.4%,这可能与淹水条件下吲哚丁酸(indolebutyric acid,IBA)处理能提高光合效率有关。     

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。     

密穗型水稻品种籽粒垩白性状改良研究

采用籽粒长宽比较大、穗部着粒密的散穗型材料(EG23)改良粳稻密穗型品种的籽粒垩白性状.结果表明,经改良后得到的密穗型品系EA6,与原亲本浙粳20比较,其穗部长度缩短,每穗总粒数增加,着粒密度增大,而籽粒垩白特性得到明显的改善,表明在穗部长度和着粒结构未得到改良的情况下,调节籽粒长宽比对改善密穗型品种籽粒垩白性状具有可能性.穗部不同粒位籽粒垩白性状改良的效果不同,穗顶部和穗中部的改良效果明显优于穗基部.设计的4个不同杂交配组方式中,以反回交配组方式(浙粳20/ EG23//浙粳20)选育效果最好.EA6具有较好的农艺性状,既可作为优异种质资源利用,也可直接应用于生产.这一结果从育种实践上较好地协调了密穗型品种高产与优质的矛盾,对于培育既有密穗型的高产株型又有优良籽粒外观品质的水稻品种具有重要意义.