杂草稻叶绿体籼粳分化的多重PCR分析

通过分析籼稻93-11和粳稻培矮64S的叶绿体全基因组,优化和构建了籼粳分化的叶绿体分子标记ORF100和ORF29-TrnC^GCA的多重PCR。应用这个多重PCR对200余份世界各地杂草稻和其它水稻材料进行分析。结果表明:杂草稻中有明显的叶绿体籼粳分化,表现出明显的地域性,且与传统的中国栽培稻的南籼北粳能较好的对应。推测粳型杂草稻可能是栽培稻突变或粳型水稻(作母本)与其它类型水稻材料杂交而形成的。     

水稻多元有害生物为害特征及产量损失量化

收集了云南粳稻主产区沾益、寻甸两县106块稻田水稻有害生物为害和产量等信息,并用两种方法对其分析。第一种方法应用聚类分析和对应分析描述水稻有害生物为害类型和产量水平之间的关系,第二种方法应用主成分分析和多元逐步回归估计各为害的产量损失。聚类分析确定了7种有害生物为害类型,其中IN1、IN2和IN3为害水平较低,而IN5、IN6和IN7为害水平较高。有害生物为害类型和水稻产量水平之间的对应分析,在前两个轴构成的因子空间内绘出了各为害类型和产量水平的位置,并给出了一条与为害类型紧密联系的产量水平增加路线。该分析暗示与位于该因子平面右边的有害生物为害类型(IN1、IN2和IN3)相比,位于左边的为害类型(IN5、IN6和IN7)将引起水稻更大的产量损失。主成分多元回归分析评估了水稻各种病、虫、草害所造成的减产量及其相对重要性。分析结果表明,高于水稻冠层杂草、蛀茎害虫(白穗)、稻纵卷叶螟、白叶枯病、粘虫、叶瘟病和稻飞虱是该稻作区对水稻产量影响较大的为害因子。     

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。     

稻鸭共作对水稻条纹叶枯病发生规律的影响

由灰飞虱传毒危害的水稻条纹叶枯病是近年来在我国部分稻作区严重发生的病毒病害.作为稻作生产生态实践模式之一的稻鸭共作技术对稻田病虫草具有显著的控制效应,然而目前还没有关于稻鸭共作对灰飞虱和条纹叶枯病影响的报道.因此,于2004～2005年在南京农业大学东台试验场进行了田间实验,共设计了4个处理,分别为常规稻作区（不养鸭、施药）、稻鸭共作区（养鸭、不施药）和秧田期覆盖防虫网、栽后大田稻鸭共作区（秧田覆盖防虫网、栽后稻田养鸭、不施药）和对照区（不养鸭、不施药）.结果表明：稻鸭共作以及秧田期覆盖防虫网、栽后大田稻鸭共作处理对灰飞虱有显著的控制效应,因此也显著降低了两处理在水稻整个生长期间条纹叶枯病的发病率;稻鸭共作处理对条纹叶枯病的综合防效为79.44﹪,略高于常规稻作78.82﹪的防效,而秧田期覆盖防虫网、栽后大田稻鸭共作处理对稻田灰飞虱和条纹叶枯病的防治效果最好,对条纹叶枯病的防效超过94.01﹪.总之,通过以上试验结果可知,稻鸭共作尤其是秧田期覆盖防虫网、栽后稻鸭共作处理为防治条纹叶枯病提供了一条安全高效的生态控制途径.     

不同水稻品种对稻纵卷叶螟生长发育、存活、生殖及飞行能力的影响

系统研究了稻纵卷叶螟在6种不同水稻品种(常规粳稻武育粳3号,杂交粳稻宁粳1号,常规籼稻TN1,杂交籼稻汕优63,超级杂交籼稻两优培九,超级杂交籼粳稻甬优9号)上取食后的发育历期、存活率、卵巢发育进度、繁殖力和飞行能力.结果表明,武育粳3号和宁粳1号能显著延长稻纵卷叶螟未成熟期的发育历期,降低其存活率,延缓卵巢发育进度,降低成虫繁殖率,并提高成虫的飞行能力;不同水稻品种间的影响存在显著差异,其影响从大到小排列为杂交粳稻＞常规粳稻＞常规籼稻＞杂交籼稻＞超级杂交稻.这说明,幼虫期营养对稻纵卷叶螟的生长发育、存活、生殖和飞行能力具有显著影响.     

贵州地方水稻种质资源籼-粳遗传分化的InDel分子标记研究

本研究利用36对InDel分子标记引物对贵州地方水稻种质的籼-粳遗传分化和亲缘关系进行分析,结果表明,82份贵州地方栽培稻中49份为粳稻,33份为籼稻,贵州地方栽培稻“禾”品种主要属于粳稻,而“谷”品种主要为籼稻。基于Nei氏遗传距离的亲缘关系分析表明在粳稻群体和籼稻群体中均存在与野生稻亲缘关系近的品种,其中的粳稻品种与野生稻的遗传关系比之籼稻品种近。而基于MCMC算法的遗传结构分析揭示了贵州地方籼稻品种中存在较为复杂的遗传结构。分子变异分析显示,粳稻和籼稻品种的遗传变异主要来自亚种内,遗传多样性分析表明其亚种内籼稻品种的遗传多样性略高于粳稻品种。研究结果揭示了贵州省黔东南地区栽培稻种质资源的籼-粳分化程度、遗传关系及其遗传多样性。     

中国栽培稻的起源与演化

中国栽培稻起源地主要有4种假说:华南起源说、云南起源说、长江中下游说和长江中游-淮河上游说。对其进行了简要概括,并进行评述:目前没有一种假说能完全符合水稻起源的4个条件,此外有些学者提出水稻的多起源中心;从分子生物学角度综述了栽培稻籼粳分化研究进展,主要有两个起源说:一源论和二次(或多次)起源论,大量研究支持籼稻和粳稻多起源论;从古DNA、水稻落粒性与驯化、植硅石等方面探讨栽培稻起源演化的研究方法。旨在能为水稻的起源演化研究提供有价值的参考。     

辽宁和江苏两省杂草稻植物性状多样性

辽宁和江苏两省是我国杂草稻(Oryza sativa f. spontanea)发生最为严重的地区之一, 为明确两省杂草稻识别特征和类型, 我们在两省14个市29个样点采集样品, 与当地栽培水稻品种一并在南京种植, 观测了营养生长期和生殖生长期的23个植物性状。结果表明, 两省杂草稻在营养生长期的1月株高、1月和2月分蘖数, 在生殖生长期的果皮色、谷粒长/宽比、百粒重、落粒性、秆硬度、剑叶宽、剑叶长、有效穗数、50%黄熟、50%黄熟–50%抽穗和全黄熟等性状与相应的当地栽培稻存在差异;主成分1和主成分2组成的二维散点图(累计贡献率达43.24%)也显示出两省杂草稻间以及与栽培稻间的差异性。采用欧氏距离对两省杂草稻进行系统聚类可以将杂草稻分为籼型和粳型。其中辽宁省杂草稻全部聚在粳型类群中, 它们又可细分为两类; 江苏省杂草稻既有粳型, 又有籼型, 其中粳型与辽宁省杂草稻聚在粳型类群中, 籼型又可分为3类。这6个类群分别具有如下突出特点: 第1类为强落粒、粒轻、秆矮、早熟、偏粳等; 第2类为无芒、穗多、强休眠、剑叶窄、偏粳等; 第3类为长芒、弱分蘖、穗少、弱落粒、偏粳等; 第4类为硬秆、剑叶宽、迟熟、强休眠、偏籼等; 第5类为红果皮、粒长、软秆、粒重、偏籼等; 第6类为无芒、株高、穗长、剑叶长、偏籼等。上述杂草稻的形态学指标和类型的研究将为两省开展杂草稻危害防治工作提供理论依据。     

地中海地区稻种资源的籼粳分类及遗传多样性

利用SSR标记及程氏综合指数法分析了109份从地中海引进的水稻种质资源的遗传多样性和籼粳类型,同时利用籼粳测交法分析了其中37份资源的籼粳亲和性.结果表明,大部分引进的水稻种质属粳稻类型,基于SSR聚类、程氏综合指数法分析所确定的粳型品种数分别占引进种质的80.73%和77.98%,基于籼粳亲和性分类所确定的粳型品种数占供试37份资源的75.68%.地中海稻种资源具有较高的遗传多样性,平均有效等位基因数为3.84个,Nei多样性指数平均值为0.482,其中籼稻群与粳稻群的Nei多样性指数分别为0.459和0.340,籼稻遗传多样性高于粳稻.研究结果对于科学引进、合理保存和有效利用国外水稻种质改良国内水稻品种具有指导意义.     

水稻同工酶基因多样性及非随机组合现象的研究

通过对６８０份栽培稻、８８份中国纯合普通野生稻的同工酶基因多样性和非随机组合现象的研究发现：（１）籼稻的多样性大于粳稻,对中国而言,普通野生稻大于籼稻,籼稻大于粳稻。（２）东南亚品种的非随机组合值很低,分化较低。基因多样性（Ｈ）、基因型频率（Ｆ）很高,是一个多样性中心。（３）南亚品种多样性和东南亚差不多,非随机组合值偏低,分化较差。但Ａｕｓ稻多样性很小,非随机组合值较高,分化较彻底。（４）除中国云南以外的中国其它品种籼粳分化最彻底,多样性很小。中国云南粳稻多样最小,籼稻多样性近中,非随机组合值和中国的其它品种接近,从同工酶上看,中国云南不像是一个多样性中心。但发现和Ｅｓｔ－２座位相关的非随机组合值很低。（５）籼粳交后代材料非随机组合值低,多样性偏高,推测籼粳交在水稻籼粳分化过程中起着很大的作用,有降低分化程度,增加多样性的作用。（６）中国普通野生稻非随机组合值很小,多数座位间不显著。可见,野生稻的分化是很小的。（７）广亲和品种与Ｅｓｔ－２相关的非随机组合值很低,全部不显著,但其余的组合都较高。与中国云南品种的非随机组合值结果十分类似。     

云南水稻地方品种磷高效种质的筛选及生态分布规律研究

在土壤有效磷含量为0.02 mg/kg和80 mg/kg条件下,采用土壤盆栽法对云南5个稻作区的548份云南水稻地方品种核心种质进行磷高效种质的筛选和生态分布规律研究。通过考查18个相对表型性状,发现相对穗干重、相对总干重、相对地上干重对低磷反应较为敏感,可作为鉴定云南水稻地方品种核心种质磷高效材料的首选指标,并筛选出极强磷高效稻种(穗干重、总干重和地上干重的相对值均>90%的稻种)27份。平均值变量分析和差异显著性检验结果显示,滇西北高寒粳稻区和滇东北高原粳稻区稻种磷高效能力较强,南部边缘水陆稻区和滇南单双季籼稻区稻种磷高效能力强且呈现多样性分布,滇中一季籼粳稻区则相对较弱。     

亚洲栽培稻起源、演化中两个重要稻种类型的研究

分布子云南及南亚的光稃稻和镰刀谷在研究亚洲栽培稻(O.sativa L.)的起源、演化及稻作育种上有重要意义。它们在分类上的地位往往被误分,进而影响这些类型的开发利用。研究表明,光稃稻是普通野生稻被引上亚洲的热带与亚热带山区在旱地上首先被人类驯化成的原始粳型陆稻,当其进一步被引向高海拔和高纬度时则演化成普通粳稻。镰刀谷迄今多被划为籼稻,我们的初步研究表明,镶刀谷大部分属粳稻,其中也包括一部分籼稻。它的起源及其分类上的地位尚待研究。     

云南地方稻种持久抗瘟性的研究

1996～1999年,在不同纬度、不同海拔和不同稻作生态类型的重病区设立5个持久抗性稻瘟病鉴定圃.试验材料为云南的74份地方稻种资源,其中粳稻56份,籼稻18份(含野生稻3份).通过多个抗性组分进行了系统研究,初步表明大白谷(粳、墨江县)、毫弄早(籼、勐海县)、毫玉浪(籼、勐海县)、疣粒野生稻(野、西双版纳自治州)等具有持久抗瘟性能;其中疣粒野生稻高抗细菌性条斑病,对白叶枯病抗性为0级,接近免疫,中抗稻瘟病.通过对品种多抗性组分分析和品种抗性系统聚类分析,提出在不同生态类型时、空动态的病叶片上的产孢量和病斑表型可作为简易、快速鉴定持久抗瘟性指标.     

云南地方稻种持久抗瘟性的研究

1996～1999年,在不同纬度、不同海拔和不同稻作生态类型的重病区设立5个持久抗性稻瘟病鉴定圃。试验材料为云南的74份地方稻种资源,其中粳稻56份,籼稻18份(含野生稻3份)。通过多个抗性组分进行了系统研究,初步表明大白谷(粳、墨江县)、毫弄早(籼、勐海县)、毫玉浪(籼、勐海县)、疣粒野生稻(野、西双版纳自治州)等具有持久抗瘟性能;其中疣粒野生稻高抗细菌性条斑病,对白叶枯病抗性为0级,接近免疫,中抗稻瘟病。通过对品种多抗性组分分析和品种抗性系统聚类分析,提出在不同生态类型时、空动态的病叶片上的产孢量和病斑表型可作为简易、快速鉴定持久抗瘟性指标。     

稻瘟病抗性基因Pita和Pib在我国水稻主栽品种中的分布

主效抗稻瘟病基因Pita和Pib在我国很多稻区表现高水平的稻瘟病抗性,被广泛应用于我国的水稻育种和生产.但这2个基因在国内主栽品种中的分布及利用情况一直缺乏详细的资料,致使育种利用上存在着盲目性.本研究利用源于Pita和Pib基因本身的特异性分子标记,结合稻瘟病菌接种鉴定,检测和分析了我国58份水稻主栽品种(杂交稻亲本)的Pita和Pib抗性基因型.结果表明,特籼占25、佳禾早占、密阳46、测64-7等4个籼稻品种携带Pita和Pib 2个基因;籼小占等4个籼稻品种(系)和早丰9号等5个粳稻品种携带抗性基因Pita;绵恢501等5个籼稻品种(系)和粳稻品种武育粳7号、辽粳454携带抗性基因Pib.     

籼粳稻杂交后代的剑叶气孔性状与亚种特性的关系

水稻品种‘秋光’和‘七山占’的杂交后代F9群体,用TM1000台式扫描电镜观察水稻剑叶气孔各种性状的结果表明：籼粳杂交后代剑叶的气孔性状间变化规律不同,背部气孔密度大于腹部,背部气孔长度小于腹部,而气孔宽度则是背部大于腹部。杂交后代按照程氏指数分为籼稻、偏籼稻、偏粳稻、粳稻4种类型,它们的叶片背部气孔密度大小依次为粳型〉偏籼型〉偏粳型〉籼型;腹部和背部气孔密度的变化规律相一致。背部气孔长度依次为偏粳型〉偏籼型〉籼型〉粳型;腹部气孔长度变化为籼型〉偏粳型〉偏籼型〉粳型;背部气孔宽度变化为粳型〉偏粳型〉偏籼型〉籼型;腹部气孔宽度变化为偏粳型〉偏籼型〉粳型〉籼型。     

籼粳交错区光壳稻品种亲和性鉴定与低温不育性研究

对籼粳测验种与光壳稻、02428和Dular配制的122个组合F1及其亲本在云南籼粳交错区宜良县进行亲和性鉴定分析表明,云南光壳稻资源中蕴藏着耐冷性强于02428、Dular的广亲和基因源。籼稻测验种与光壳稻单交F1育性易受低温影响,巴利拉与光壳稻单交F1易产生低温敏感不育现象。Dular与光壳稻、籼粳测验种间抽穗期的遗传差异较大及对低温敏感是造成杂交后代结实率低的直接原因。用亲和指数将籼粳测验种与光壳稻、02428、Dular单交F1组合划分为低温不育型、低温敏感型、亲和型和耐冷亲和型四大类型;并将亲本品种分为四大类型即：Dular属于低温不育型,明子谷、大白糯、毫梅和毫秕属于低温敏感型,02428、矮嘎、扎那嘎、镰刀谷属于亲和型品种,花二早、花二早l属于耐冷亲和型品种。     

云南栽培稻种SSR 遗传多样性比较

采用64个SSR标记对96份云南水稻(Oryz a sativa)地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析。结果发现64个标记都具有多态性, 共检测到741个等位基因, 每个多态性位点检测到的等位基因数为2-29个, 平均11.57个; Nei基因多样性指数(He)范围在0.345(RM321)-0.932(RM1)之间, 平均为0.56。水稻品种的遗传多样性并非按地理位置均匀分布, 而是在相 似系数为0.17的水平上明显分为2个不同类群, 即籼稻类群和粳稻类群, 且籼粳亚种间的SSR多样性差异不明显, 籼稻平均等位基因数(Ap)和Nei基因多样性指数(Ap=10.6, He=0.46)与粳稻品种(Ap=10.7, He=0.48)十分接近, 可能与这些品种间存在一定频率的基因交流有关。糯稻和非糯稻在籼稻群和粳稻群中都有表现, 没有特别的分布规律。云南栽培稻选育品种与地方稻亲缘关系较近, 其遗传基础可能来源于云南水稻地方品种。本研究结果表明, SSR标记能较好地区分云南栽培稻品种, 且云南水稻地方品种遗传多样性丰富, 存在大量的优质性状可供育种实践选择。     

基于线粒体基因片段核苷酸多态性的亚洲栽培稻起源进化研究

亚洲栽培稻的祖先是普通野生稻,已成为世界公认的观点,然而亚洲栽培稻的2个亚种:粳稻和籼稻是一次起源还是二次起源仍存在很大争议,其起源地是国内还是国外依然是国际学者间争论的焦点。本文通过对184份亚洲栽培稻和203份普通野生稻3段基因序列cox3、cox1、orf 224和2段基因间序列ssv-39/178、rps2-trnfM的多样性研究,验证了以下观点:1)粳稻起源于中国,籼稻起源于中国和国外;2)亚洲栽培稻的起源为二次起源,即普通野生稻存在偏籼和偏粳2种类型,亚洲栽培稻的2个亚种籼稻和粳稻在进化过程中分别由偏籼型的普通野生稻和偏粳型的普通野生稻进化而来。     

云南稻核心种质BC1F2代形态性状的遗传变异

在昆明孕穗期平均温度18.1℃的自然低温下,以云南当家品种滇屯502和合系35作轮回亲本,以548份云南稻核心种质为供体亲本配制的杂种BC1F2(458份)为材料,按籼粳、稻作区进行云南稻核心种质杂种后代形态性状遗传变异研究。结果表明:(1)杂种BC1F2具有丰富的形态多样性,结实率、实粒数、秕粒数、穗颈长等形态性状都表现出较大的变异,平均多样性指数也较高。(2)籼粳间、稻作区间单一性状变异趋势基本一致,但多样性指数存在一定差异。