利用回交重组自交群体检测水稻抗褐飞虱数量性状基因座

利用由98个系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系（Backcross Inbred lines,BILs）作图群体（BC1F9）,进行水稻抗褐飞虱数量性状基因座（Quantative Trait Locus,QTL）的检测和遗传效应分析。采用苗期集团鉴定方法,并以死苗率作为抗褐飞虱表型值,分析亲本和98个BILs抗褐飞虱表现。共检测到3个苗期抗褐飞虱QTL,分别位于2、10和12染色体上,各QTL的LOD值为2.01～2.33,贡献率为10.4%～16.6%,可解释群体总表型变异的39.0%。这3个数量性状基因座对褐飞虱的抗性均来自抗虫亲本Kasalath。与这些数量性状基因座连锁的分子标记可望应用于聚合多个抗性基因,培育对褐飞虱具有水平抗性水稻新品种的育种实践中。     

抗褐飞虱基因的发掘、鉴定与利用

水稻是我国最重要的粮食作物,而褐飞虱是水稻生产中的主要害虫,培育与利用抗褐飞虱的水稻品种是综合防治褐飞虱的基础。现从水稻抗褐飞虱种质资源、水稻抗褐飞虱基因的定位与克隆、水稻抗褐飞虱的分子机理,以及抗褐飞虱水稻的培育等方面,综述水稻抗褐飞虱基因研究的最新成果。     

水稻抗褐飞虱基因Bph3和Bph24(t)的聚合育种利用

在水稻(Oryza sativa)的生产实践中,常常会受到褐飞虱(Nilaparvatal lugens)等多种病虫害的威胁。聚合不同抗性基因,培育抗性品系,是应对各种生物胁迫最有效的策略。传统香稻由于其自身抗性等条件限制,无法大面积推广。本研究结合分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)技术,以含有抗褐飞虱基因Bph3或Bph24(t)的供体亲本与含有抗稻瘟病基因(Pi2、Pib或Pimh)、抗白叶枯病基因(Xa23)或香味基因(badh2)的优质三系杂交水稻保持系和恢复系进行多亲本复合杂交。将抗褐飞虱基因聚合到优良水稻品系中,筛选获得41个含有抗褐飞虱基因且与其他目的基因以不同组合方式相聚合的稳定品系。抗性鉴定、香味检测和农艺性状测定表明,各聚合品系的褐飞虱抗性水平较受体亲本均有明显提升,且具有双抗、三抗和/或香味等优良表型。这些新品系为多抗、优质水稻新品种的选育提供新的种质材料。     

利用普通野生稻褐飞虱抗性改良水稻恢复系的研究

褐飞虱是我国水稻主要害虫之一,挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗稻飞虱的水稻品种是目前防治褐飞虱最科学、安全的一种措施。本研究利用具有高抗褐飞虱显性基因的抗源材料HS204作为抗源供体,以恢复系明恢65、582、MR等作为轮回亲本,通过回交,苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择,成功地将高抗褐飞虱基因转育到轮回亲本中,获得45份抗性纯合株系,同时其配合力、米质等其他农艺性状也得到了相应改善。     

转Bt基因水稻“赣绿1号”对非靶标害虫褐飞虱取食、产卵行为及生长发育的影响

【目的】研究转cry1Ab/Ac基因水稻"赣绿1号"对非靶标害虫褐飞虱Nilaparvata lugens的潜在影响。【方法】采用标准苗期集团筛选法研究"赣绿1号"对褐飞虱的抗性;利用取食和产卵选择性研究"赣绿1号"对褐飞虱取食、产卵行为的影响;用"赣绿1号"连续饲养褐飞虱5代,研究对褐飞虱生长发育(若虫发育历期、成虫体重)和繁殖(孵化子代若虫数量)的影响。【结果】"赣绿1号"与非转基因亲本对褐飞虱均表现为中抗;褐飞虱于"赣绿1号"上取食、产卵选择与非转基因亲本均无显著差异;除取食"赣绿1号"第2代褐飞虱第3龄龄期显著短于取食非转基因亲本水稻的褐飞虱外,第2代和第5代若虫各龄龄期均无显著差异,褐飞虱雌雄成虫体重和孵化若虫数均无显著差异。【结论】与对照水稻相比,转Bt基因水稻"赣绿1号"对非靶标害虫褐飞虱的苗期抗性、取食、产卵行为及生长发育等无明显的不利影响。     

抗性水稻品种对褐飞虱和白背飞虱种群参数的影响

在半自然状态下 ,用生命表方法初步比较了褐飞虱Nilaparvatalugens和白背飞虱Sogatellafurcif era在 4个抗褐飞虱水稻品种ASD7,IR3 6,JX89和Mudgo上的种群参数。初步的结果表明 ,白背飞虱在 4个抗褐飞虱水稻品种上具有较高的繁殖率 ,较短的发育时间和较大的种群增长。对褐飞虱各种群参数影响最大的是JX89,对白背飞虱影响最大的是Mudgo。与感性品种TN1比较 ,这些抗褐飞虱的水稻品种对 2种稻飞虱均具有不同程度的抗性。这些结果说明 ,抗褐飞虱水稻品种对白背飞虱同样具有一定的抗性 ,但白背飞虱对这种抗性具有较强的适应性 ,如果在一个地区长期推广抗褐飞虱的水稻品种 ,势必会导致白背飞虱的大发生     

水稻与褐飞虱的相互作用研究进展

褐飞虱(Nilapavata lugens,brown planthopper,BPH)是水稻生产中最重要的害虫.水稻与褐飞虱互作机制的研究为培育新的水稻品种做出了贡献.本文综述了栽培稻和野生稻中分离定位的抗褐飞虱基因,以及褐飞虱唾液蛋白、水稻和褐飞虱代谢物和褐飞虱共生菌在水稻-褐飞虱互作关系中的作用.目前从栽培稻和野生稻中鉴定了 40个抗褐飞虱基因,褐飞虱取食的信号转导开启水稻抗性基因的表达和防御机制的改变,包括筛管封闭、次生代谢产物的产生,以及蛋白酶抑制剂的诱导等.褐飞虱的唾液蛋白以及体内存在多种共生微生物对褐飞虱的生长发育和适应抗性都起到一定作用,但目前提出的水稻-褐飞虱分子相互作用的模型仍有许多方面有待研究.     

水稻抗褐飞虱基因研究和利用现状

稻褐飞虱（Nilaparvata lugens Stal）是一种单食性水稻害虫,根据其对水稻品种的危害,可分为生物型1、2、3、4等类型。它对亚洲各国水稻生产造成极大危害。实践证明,利用抗虫品种是防治稻褐飞虱最经济有效的方法。本文综述了稻褐飞虱的生物学特征和分布、生物类型,着重介绍抗稻褐飞虱基因的研究和利用现状,并对今后开展抗稻褐飞虱基因研究提出几点建议。     

药用野生稻抗褐飞虱基因的RAPD标记研究

以药用野生稻1665(O.officinals)和栽培稻桂99远缘杂交的抗褐飞虱近等基因系B3F4分离群体为材料,利用随机引物对其抗褐飞虱基因进行了RAPD标记研究,获得3个与抗褐飞虱基因表现连锁的RAPD分子标记(S229703、S403783和S11591408)。采用MAPMAKER/EXP.Version 3.0分析,结果表明3个RAPD分子标记与抗褐飞虱基因属于同一连锁群,覆盖大小为18.1cm,标记间平均距离为4.53cm,为下一步水稻抗褐飞虱基因的精确定位和克隆奠定坚实的基础。     

抗褐飞虱水稻品种的培育及其抗性表现

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)是危害水稻的主要虫害之一,发掘和利用新的抗褐飞虱基因培育抗性品种是目前防治褐飞虱最经济有效的方法之一。抗褐飞虱基因来自药用野生稻的抗虫品种B5,对褐飞虱生物型1和2具有高度抗性,B5携带的抗性基因Bph14被定位在第3染色体上。本研究以B5-10为抗源,以优良杂交稻亲本扬稻6号为受体亲本,通过复交和回交,利用与Bph14紧密连锁的分子标记MRG2329在后代中进行分子标记辅助选择,通过苗期分子标记检测和成株期农艺性状选择,最后育成恢复系R476和杂交组合广两优476。采用苗期群体鉴定技术对R476和广两优476的褐飞虱抗性进行了鉴定,R476和广两优476的抗性水平分别为中抗和中感。广两优476在稻飞虱发生较重的稻田进行试种示范,与对照品种扬两优6号和两优培九相比,广两优476对稻飞虱表现出明显的抗性。研究结果表明在育种过程中利用分子标记辅助选择Bph14基因是培育抗褐飞虱水稻品种的有效途径之一。     

云南高原粳稻品质特性分析

采用表型主成分及聚类分析法,对76个云南高原粳稻的11个品质性状进行了分析。结果表明,（1）直链淀粉含量的平均值达食用稻品种品质1级标准,糙米率、透明度、碱消值和胶稠度达2级标准,精米率达3级标准,其余品质性状的平均值均在3级以下。品种间变异最小的品质性状是糙米率和碱消值,变异最大的是垩白度,其次是垩白粒率。（2）稻米品质性状间存在复杂的相关关系。（3）在选出的6个影响云南稻米品质的主因子中,精米率、垩白粒率和垩白度因子对稻米品质的累积贡献率为49.6%。（4）76个云南粳稻聚为4类,其中第一类包括52个品种,表明遗传距离近,遗传基础狭窄。在今后的云南粳稻品质育种中,应降低垩白粒率和垩白度,提高精米率和整精米率,同时拓宽遗传基础。     

粳稻品质性状间及其与植株性状和产量性状间的遗传相关

利用朱军等提出的种子性状遗传模型,采用 3×3 NCⅡ正反交设计的亲本和部分组合F2代种子,分析了品质性状糙米率、垩白粒率、垩白面积和AC间及上述品质性状与株高、穗部性状等的遗传相关,以期为粳稻育种后代选择提供指导。结果表明,精米重与糙米率存在极显著的母体加性相关;虽然控制品质性状的主要遗传效应分量与植株性状相应遗传效应分量遗传协方差不显著,但在其他相应遗传效应分量方面存在着复杂的关系。     

杂交水稻加工、外观品质性状间接选择的数学模型研究

利用19个优质杂交水稻品种（组合）,采用双向逐步筛选,求出加工和外观品质性状与产量性状的最优相关子集,建立了品质性状的回归方程,并对子集作了广义相关分析。结果表明千粒重、穗长与糙米率、整精米率、垩白粒率的相关已反映了品质性状与产量性状相关的主要信息（90％以上）,千粒重在21.96～27.64g、穗长在21.18～26.07cm范围内,增大千粒重可提高糙米率,但整米率下降、垩白粒率上升,适当缩短穗长可提高糙米率和整精米率,降低垩白粒率。     

国际水稻所水稻新株系的抗性评价

为了进一步扩大我国稻种资源,丰富水稻育种材料,引进了165份国际水稻研究所在非洲进行穿梭育种的水稻新株系,于2011年和2012年在湖北生态条件下进行稻瘟病抗性、白叶枯病抗性和褐飞虱抗性的评价。评价结果表明,在165份新株系中有14份株系在宜昌和恩施2个稻瘟病病圃鉴定均表现抗或中抗稻瘟病,有40份株系同时高抗或抗白叶枯病菌株ZHE173和GD1358,有19份株系抗或中抗褐飞虱,有7份株系同时抗白叶枯病和稻瘟病,有8份株系同时抗白叶枯病和褐飞虱,有1份株系同时中抗稻瘟病、褐飞虱和白叶枯病。部分材料正在作为中间材料用于水稻育种。     

浙江省早籼稻区试品种（系）碾磨品质研究

本文对水稻区域试验中多品种（系）、多年、非平衡、无重复分析值的品质性状资料提出相应的统计分析方法,并对早籼稻区试品种（系）碾磨品质作了统计分析．分析结果表明,91—94年期间参试的早籼稻品种（系）其糙米率、精米率较“七五”期间参试的品种（系）有显著提高,金89—1、中选2号、浙733品种（系）的糙米率、精米率都显著或极显著的高于对照品种．三个碾磨品质中整精米率的方差较大,且变异主要来自于品种×年份的交互作用．     

广东省地方稻种品质性状表型多样性及其形成的生态因子分析

（广东省农业科学院水稻研究所,广州 510640） 摘要 为了进一步完善广东地方稻种资源的鉴定评价,并为该资源在水稻品质育种中的有效利用提供科学依据,我们以国家作物种质库编目的2974份广东地方稻种为研究对象,其9个品质性状数据为基础,研究了广东地方稻种品质性状的区域分布特点,并对总体和不同稻作区品质性状多样性进行了比较分析.同时对部分生态因子与品质性状的相关性进行了初探。结果显示,广东地方稻种资源品质性状具有丰富的多样性。其糙、精米率较高,蛋白质含量丰富多样,胶稠度的变异幅度大,直链淀粉含量适中达国标的材料偏少;中南稻作区为广东优质地方稻种的主要集中地;不同稻作区的品质性状多样性表现各异;直链淀粉含量、碱消值及胶稠度是影响广东地方稻种品质形成的主要指标;湿度和温度的地域差异是广东地方稻种稻米品质多样性的主要成因。本研究结果充分说明,广东地方稻种中具有优异品质性状资源的利用对改良现有品质的稻米品质和拓宽遗传基础具有十分重要的意义。     

褐飞虱刺吸诱导的水稻一些防御性酶活性的变化

褐飞虱刺吸导致稻株体内丙二醛含量迅速上升,表明褐飞虱刺吸引起了水稻植株膜脂的过氧化;抗虫和感虫品种植株体内脂氧合酶(LOX)、脂氢过氧化物裂解酶(HPL)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性均显著升高;而过氧化氢酶(CAT)活性在抗虫品种稻株体内明显受抑制,H2O2含量提高,但在感虫品种植株体内CAT的活性略有提高,H2O2含量略有下降.对抗虫品种植株不同器官的测定结果表明,褐飞虱刺吸对PAL和H2O2的影响是系统性的,而对LOX的影响则仅局限于褐飞虱刺吸部位的茎杆中.     

Influence of pymetrozine on feeding behaviors of three rice planthoppers and a rice leafhopper using electrical penetration graphs

Pymetrozine reportedly inhibits feeding of plant sap-sucking insects, such as aphids and brown planthopper (Nilaparvata lugens (St?l)). By using electrical penetration graph (EPG), this study was conducted to investigate any differential effect of pymetrozine on the feeding behaviors of four major rice sap-sucking insect species, 1) N. lugens, 2) white-backed planthopper (Sogatella furcifera (Horváth)), 3) small brown planthopper (Laodelphax striatellus (Fallen)), and 4) green rice leafhopper (Nephotettix cincticeps Uhler). On pymetrozine-free TN1 rice plants, white-backed planthopper and small brown planthopper showed a significantly less activity in the phloem phases than brown planthopper or green rice leafhopper while green rice leafhopper engaged in relatively more xylem ingestion than brown planthopper, white-backed planthopper, and small brown planthopper. On the plants treated with 100 mg liter(-1) of pymetrozine, all four insect species showed significant increases, in total duration of nonprobing and significant decreases in the activities in phloem tissue, while all species showed similar feeding behavior during the pathway and xylem phases. This study revealed that, regardless of whether the insects on untreated plants spent more time feeding on phloem than xylem (brown planthopper) or more time on xylem than phloem (green rice leafhopper) or similar times on phloem and xylem (white-backed planthopper and small brown planthopper), their feeding behavior was disturbed by pymetrozine and exhibited similar patterns of sharp decline in activity in the phloem tissue and a significant increase the nonprobing.     

Intraspecific Variation in Chemical Attraction of Rice to Insect Predators

The olfactory response of predators of the brown planthopper,Nilaparvata lugensStål, to different genotypes of rice (14 cultivars and breeding lines ofOryza sativaL. and 1 wild species,Oryza nivaraSharma et Shastry) was measured in an airflow olfactometer. Odor from rice plants attracted more females of the mirid predatorCyrtorhinus lividipennisReuter than plain air (control) on only 6 of the 15 rice genotypes. Orientation ofC. lividipennistoward volatiles of certain rice genotypes was apparent even when the plants were free of the brown planthopper. However, the predator distinguished between prey-infested and uninfested plants and preferred plants with eggs over plants with nymphs. The predator did not distinguish different stages of plant growth (vegetative, booting, or flowering). Plants artificially injured to simulate brown planthopper oviposition wounds were not as attractive to the predator as plants on which the planthopper had oviposited. The preassay preconditioning on the cultivar TN1 did not produce a predator bias for this genotype. This suggests that rearing effects or chemically mediated associative learning reported for some natural enemies did not influenceC. lividipennis'host response. Results with another predator, the coccinellidMicraspis hirashimaiSasaji, produced less consistent behavior. Planthopper-infested plants attracted more females ofM. hirashimaithan unifested plants in only 1 of the 12 rice genotypes evaluated. Implications for augmenting predators by rice cultivar selection and modification are discussed.     

水稻蛋白激酶基因Pti1的克隆与分析

植物Pti1基因编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是重要的抗病相关基因。在水稻抗褐飞虱基因Qbp1所在的染色体区段存在一个与番茄Pti1基因高度同源的序列片段。从抗虫水稻B5中分离了Pti1基因的全长cDNA克隆,测定了基因组序列。分析发现,水稻中Pti1基因长度有5644bp,含有7个内含子,编码368个氨基酸的激酶蛋白。其蛋白质的C末端在不同植物之间具有高度的保守性,而N末端的变异则相对较大。对不同水稻材料Pti1基因的序列进行了比较,发现药用野生稻与栽培稻之间存在较大的差异,而栽培稻各品种之间的差异较小。讨论了Pti1基因在抗虫防卫反应中可能的作用。