国内信息

超级杂交水稻基因组计划正式启动据悉 ,中国超级杂交水稻基因组计划 5月初在北京正式启动。北京华大基因研究中心、中国科学院遗传所植物生物技术实验室和国家杂交水稻工程技术研究中心的科学家将联手破译超级杂交稻的遗传密码 ,为进一步提高水稻产量和改善品质打下基础。与今年 4月美国孟山都公司宣布无偿公开的水稻基因组项目成果———水稻 (粳稻 )基因组工作草图有所不同 ,我国将进行的是籼稻杂交稻的基因组测序。取得粳稻和籼稻两套基因组的信息 ,将大大加快水稻的育种速度 ,并有望使我国成为最先实现“超级稻计划”的国家。“超级稻计…     

水稻籼粳亚种杂交“花时不遇”研究取得新突破——水稻花时调控基因DFOT1的克隆与利用

<正>自第二次绿色革命以来,随着杂种优势理论的不断完善和杂交水稻持续的推广利用,我国杂交水稻已占水稻总种植面积的50%以上,占水稻总产的60%以上.杂交水稻为解决我国粮食安全问题作出了巨大贡献[1].目前我国杂交稻主要是籼稻亚种内籼籼交品种(组合)为主,但同一亚种内遗传多样性不足,严重限制了杂交水稻产业的拓展空间和粮食总产突破.     

水稻(籼稻)全基因组框架序列研究简介

水稻为世界一半以上的人口提供了主要食物。水稻基因组的常染色质部分长约 43 0个ｍｂ ,是拟南芥基因组长度的 3 .7倍 ,约为人类基因组长度的七分之一。我们最近完成了水稻的籼亚种——— (ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ .ｓｓｐ .ｉｎｄｉｃａ)中的全基因组序列草图的绘制 (Ｓｃｉｅｎｃｅ ,2 96 :79～ 92 ,2 0 0 2 )。籼稻在中国与东南亚广泛种植。我们分析的籼稻品种 93＿1 1就是袁隆平院士培育的超级杂交水稻两优培 9(ＬＹＰ9)的父本。水稻基因组全长 46 6ｍｂ ,包含有 46 0 2 2～ 5 5 0 1 5个基因。在已测序的序列中功能区占 92 .0 %。通过…     

组学技术揭示水稻杂种优势遗传机制

杂种优势是杂交后代在生长或生殖性状上表现出优于亲本的现象。虽然杂种优势在农业生产上已广为应用,但其分子机理仍不清楚。最近,中国科学家通过分析17个代表性杂交稻(Oryza sativa)品种,共10 074个F2个体的全基因组序列和表型,对水稻产量杂种优势相关位点进行了系统定位和解析。此外,中国另一个科研小组通过整合杂交稻亲本和杂交种的表型组、转录组及基因组等多层次数据,深入研究了超级杂交稻两优培九产量的杂种优势基础。这些研究不仅为杂种优势理论的建立提供了新数据,也为水稻育种实践提供了有益的指导。     

一个AA基因组特异的串联重复序列的克隆及其在中国普通野生稻和栽？…

从籼稻“窄叶青”中克隆到了１个重复序列（ｐＯｓ１３９）。经分子杂交证明,ｐＯｓ１３９为一稻属内ＡＡ基因组特异的串联重复序列。序列分析表明,ｐＯｓ１３９以３５５ｂｐ为一重复单位。以ｐＯｓ１３９为探针对２９份中国普通野生稻和４３份中国栽培稻的基因组ＤＮＡ进行的分子杂交表现,籼、粳亚种之间具有明显的差异,籼稻杂交带数明显多于粳稻,普通野生稻与籼稻相似,具有较多的杂交带数。拷贝数测定结果表明,ｐＯｓ１３９     

一个AA基因组特异的串联重复序列的克隆及其在中国普通野生稻和栽培稻中的分化特征

从籼稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．ｓｐｐ．ｉｎｄｉｃａ）“窄叶青”中克隆到了１个重复序列（ｐＯｓ１３９）。经分子杂交证明,ｐＯｓ１３９为一稻属内ＡＡ基因组特异的串联重复序列。序列分析表明,ｐＯｓ１３９以３５５ｂｐ为一重复单位。以ｐＯｓ１３９为探针对２９份中国普通野生稻和４３份中国栽培稻的基因组ＤＮＡ进行的分子杂交表明,籼、粳亚种之间具有明显的差异,籼稻杂交带数明显多于粳稻,普通野生稻与籼稻相似,具有较多的杂交带数。拷贝数测定结果表明,ｐＯｓ１３９在普通野生稻和籼稻中丰度均较高,在粳稻中丰度较低。结合ｐＯｓ１３９的Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果和以前的ＲＡＰＤ结果,认为籼稻和粳稻共同起源于普通野生稻。     

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.     

国际水稻基因组计划

计划背景继"人类基因组计划"之后,又一项重大的基因组计划——水稻基因组计划排上了各国科学家们的日程。水稻是世界上最重要的粮食作物,全球近半数人口以水稻为主食。由于巨大的社会效益和经济效益,国际上对水稻基因组研究的竞争非常激烈。日本于1991年将水稻基因组制图列入研究规划。1997年9月,由日本科学家牵头发起"国际水稻基因组计划"     

水稻重复DNA顺序克隆pRRD3的研究

用ＤＮＡ复性动力学方法克隆到一个水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）中度重复ＤＮＡ顺序。不同限制性内切酶消化和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析显示,这段重复ＤＮＡ顺序以串联加散布的形式存在于水稻基因组中;序列分析表明在它内部含有一个典型的植物启动子序列ＴＧＴＡＴＡＡＡＴＡ;以ｐＲＲＤ３克隆片段作探针,对水稻３４个品种进行拷贝数测定,在野生稻与栽培稻、籼稻与粳稻之间均存在拷贝数上的明显差异;对ＡＡ基因组不同亚型水稻ＤＮＡ进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析,得到基因组亚型特异的杂交带谱,说明该重复顺序是研究水稻进化和分类的一个有用探针。     

MITE类转座子mPing在水稻不同亚种间的差异分析

mPing是水稻中第一个被鉴定出的有活性的MITE类转座子,为了探索mPing在水稻粳稻品种日本晴和籼稻品种93-11基因组中的分布差异,本研究首先运用Southern杂交的方法初步检测m Ping在两个亚种中拷贝数的差异,然后通过同源性探寻方法发现,m Ping在水稻亚种日本晴和93-11基因组中拷贝数分别为52和14,并且日本晴基因组中的m Ping均为m Ping-1,93-11中m Ping-1的拷贝数为3,m Ping-2的拷贝数为11。通过分析m Ping上下游5 kb侧翼序列发现m Ping在日本晴和93-11中分别与23和3个已知基因相关联。本研究为阐明以m Ping的分布多样性为主要原因的粳稻和籼稻之间的遗传差异提供初步理论基础。     

我国杂交水稻基因工程育种策略探讨

杂交水稻在我国水稻及粮食生产中占有突出地位 ,基因工程可在杂交水稻育种中发挥重要作用。针对杂交水稻育种存在的主要问题 ,指出应将优质、抗虫和抗病作为当前基因工程育种的研究重点。同时提出基因工程育种与常规育种紧密结合 ,优质基因工程着重改良保持系及聚合转基因等策略 ,以培育出超高产优质抗病虫转基因聚合杂交稻新组合。     

中国杂交籼稻DNA甲基化多样性与遗传稳定性

水稻育种一直关注DNA序列多样性,但表观多样性(如DNA甲基化)也影响性状,不应被忽略.分析了20个杂交稻育种中广泛应用的籼稻亲本系间的DNA甲基化多样性及其遗传稳定性.结果表明,水稻育种系之间广泛存在DNA甲基化多样性;DNA甲基化与序列多样性之间存在正相关关系;DNA甲基化可以通过自交或杂交遗传给下一代.本研究揭示了DNA甲基化在水稻育种中应用的价值.     

亚种间杂交稻颖花受精率与温度的相关性及模型分析

分析了籼粳杂种、中间型杂种、籼稻和粳稻4种类型水稻15个品种2年分期播种的观测结果,结合对应的逐日气象资料,探讨了温湿度等气象因子对亚种间杂交稻受精率的影响规律,证实了亚种间杂交稻的受精率及其稳定性一般低于籼稻和粳稻.在温度、湿度、日照的11项气象因子中,探明温度是影响受精率的主要气象因子,且以盛花前后5～7 d的日均温影响最大.建立了4种水稻受精率-温度拟合模型,计算出亚种间杂交稻的受精最适温度和安全温度分别为28.2～29.3和23.4～24.3 ℃,比籼稻和粳稻的平均值分别高2.2和1.5 ℃.用旬平均气温24～25 ℃作为亚种间杂交稻的安全齐穗期温度指标分析表明,亚种间杂交稻的安全齐穗期在华南双季稻区为9月下旬～10月上旬,长江中下游稻区提前至9月上旬,江淮一季稻区则在8月下旬～9月上旬.     

中国科学家绘制籼稻高质量参考基因组序列图谱

2005年多国合作的国际水稻(Oryza sativa)基因组测序项目绘制了粳稻(O.sativa subsp.japonica)品种日本晴的参考基因组序列。最近,中国科学家发布了2个籼稻(O.sativa subsp.indica)品种(明恢63和珍汕97)的高质量参考基因组序列,为籼稻的功能基因组学研究和分子育种应用提供了便利。     

水稻育性调控的分子遗传研究进展

杂交水稻为世界粮食安全做出了重要贡献。细胞质雄性不育和光/温敏不育分别是三系和两系杂交稻生产利用的遗传基础,而(亚)种间杂种不育则是杂交稻生产中要克服的主要技术瓶颈。因此,水稻育性调控是杂交水稻生产技术的关键,也是研究植物核质互作和物种生殖隔离等基础科学问题的重要模型。我国植物遗传学家在阐明杂交水稻育性调控的分子遗传基础领域做出了重要贡献。本文回顾了我国杂交水稻的发展历程,系统总结了杂交水稻生产涉及的细胞质雄性不育与恢复、光/温敏不育与育性转换、杂种不育与亲和性的遗传基础和分子作用机制,探讨了我国杂交水稻生产存在的问题,指明了水稻杂种优势利用的发展方向。     

水稻子粒硒含量的遗传及QTL检测

富硒功能水稻具有富硒、优质、保健、防病、安全等特点,已成为当前研究的热点。子粒硒含量的QTL定位对研究富硒功能水稻的遗传育种具有重要的意义。以籼稻亲本奉新红米和明恢100杂交的145个株系的F2群体构建遗传连锁图谱,图谱拟合92个SSR标记位点,覆盖水稻基因组2187.5 cM,标记间平均遗传距离为23.7 cM,占水稻全基因组的49.2%。采用复合区间作图法,对水稻子粒硒含量进行QTL分析,在第5染色体上共检测到2个新的水稻子粒硒的QTL,对表型变异的贡献率分别为6.39%、8.01%。     

长江下游不同类型水稻分蘖期耐淹能力比较

在分蘖期对长江下游稻作区主栽的9个水稻品种进行大田模拟没顶淹涝处理,研究淹涝胁迫对水稻植株农艺性状、生理指标和产量性状的影响,比较分析了常规粳稻、杂交籼稻和杂交粳稻对淹水胁迫环境适应性的差异.结果表明:淹水胁迫4d后,水稻株高及顶部全展3片叶长均比对照有不同程度的增加,伸长程度为杂交粳稻＞杂交籼稻＞常规粳稻.杂交粳稻的茎蘖数、绿叶数和地上部干质量损失率分别为18.0％、41.4％、13.2％,显著小于常规粳稻;杂交籼稻则介于杂交粳稻和常规粳稻之间,且整株死亡率显著低于常规粳稻.常规粳稻叶片中丙二醛(MDA)含量比对照增加1.91 μmol·g-1 FM,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显降低;杂交粳稻和杂交籼稻MDA含量分别降低2.32和2.10 μmol·g-1 FM,SOD和CAT活性显著提高.不同类型品种的减产程度差异显著,常规粳稻的产量损失率达到38.5％,显著高于杂交粳稻和杂交籼稻,杂交粳稻产量损失率仅为4.1％.长江下游水稻分蘖期的耐淹涝能力为杂交粳稻强于杂交籼稻,常规粳稻的耐淹能力最低.     

水稻品种和稻螟种群消长的关系

籼稻比粳稻有利于二化螟的生长发育。杂交稻对三化螟和二化螟的生长发育都比常规籼稻有利,取食杂交稻的种群繁殖率可超过食常规籼稻的1～2倍。水稻品种生长期的长短,及其生长发育各阶段,与各地稻螟各世代各虫态的对应状况,是稻螟种群盛、衰的关键。对应状况适宜于稻螟为害繁殖时,其种群数量可数十倍于不适宜时的种群数量。研究水稻品种与稻螟种群消长的关系,应着重研究、协调各地水稻苗情与稻螟虫情的对应状况。     

水稻光敏核不育系的选育

湖北光敏感核不育水稻的发现,为两系杂交稻奠定了基础。农垦58S为晚梗型,经济性状不理想,直接利用于生产较困难,必须将光敏核不育特性转育到优良的籼、粳品种中,选育出符合生产要求的光敏核不育系,才有生产利用价值。光周期诱导水稻雄性育性转换特性是由1—2对主效基因控制的,可以通过杂交转育。自八十年代以来,湖北和全国的水稻遗传育种学家开展了水稻光敏核不育系的选育,到1991年止,由农垦58S为源的通过省级以上鉴定的水稻光(温)敏核不育系18个,其中籼稻10个粳稻8个,由光、温敏核不育系配制的两系杂交稻组合开始用于生产。     

水稻基因组精细序列图绘成

"国际水稻基因组测序计划"始于1998年,由日本、美国、中国等10个国家和地区参加,定位了水稻中的37500个基因,并率先在动植物中完成了对着丝粒的测序。2002年底,科学家们初步绘制完成了水稻基因组草图。其中中国科学家圆满完成了水稻4号染色体的精细序列测定和分析工作。英国《自然》杂志日前刊登了这张迄今为止最精确、最完整的水稻全基因组序列图,这也是目前在