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。     

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。     

不同穗型水稻群体生态环境的比较研究（简报）

中午前后（10∶30～13∶30）直立穗型水稻群体光照度和温度以及气体交换效率高于半直立和弯曲穗型,群体相对湿度低于后两种穗型。     

水稻产量相关性状驯化研究进展

水稻具有悠久的栽培历史,是重要的粮食作物,养育了1/3的世界人口。现代栽培稻(Oryza sativa)由野生稻(O.rufipogon)驯化而来,产量是驯化筛选的关键性状之一。株型、穗型和种子大小是决定水稻产量的重要性状,这些性状在水稻栽培过程中均受到了定向筛选。该文以水稻产量性状为核心,综述了株型、穗型和种子大小等性状的驯化分子机理研究进展,讨论了水稻产量驯化研究中存在的问题,展望了驯化性状和相关基因的研究前景,以期为水稻产量相关性状的驯化机理研究和水稻育种工作提供有价值的线索。     

复粒稻种质资源及其遗传育种利用

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一, 也是单子叶植物发育分子生物学研究的理想模式植物。穗部形态是影响水稻产量的重要因素, 也是当前水稻遗传改良和发育生物学研究的热点之一。复粒稻是发生于水稻穗粒部的一种突变体材料, 在形态上可分为小穗簇生型和颖壳多雌型两种, 有自然突变、杂交变异和理化诱变等多种来源途径。作为一种特异的水稻种质资源, 复粒稻在水稻新材料创建、复粒型新品种选育、改善杂交制种结实性及探讨单子叶植物成花机理等方面具有重要的研究价值, 对创造复粒新型育种材料、提高穗着粒密度及穗粒数、有效缩短穗长度、改良水稻植株性状及提高产量等都具有重要意义。该文综述了复粒稻的资源类型、来源途径、遗传分析、基因定位及其育种利用价值等方面的研究进展, 并提出了今后的研究方向, 以期为水稻遗传育种提供参考。     

"绿色"基因NGR5

水稻的产量主要是由分蘖数、每穗粒数和千粒重这三个产量要素决定的.既然氮肥促进农作物增产,那么,氮肥是如何影响水稻产量的三个要素呢?2020年的一项研究发现,氮肥能够促进水稻、小麦的分蘖数、每穗粒数和千粒重三个产量要素同时增加;而携带"绿色革命"基因的水稻、小麦品种的分蘖数增加得更多.由此推测,增加DELLA蛋白积累或增...     

江苏省直立穗型粳稻品种主要农艺性状和品质性状分析

通过对江苏省淮北稻区种植的主要粳稻品种品质状况和近十年来育成的直立穗型粳稻品种(系)主要品质和农艺性状的分析,发现前期育成直立穗型粳稻品种相时半直立穗型粳稻品种加工品质低,垩白率高和垩白度大,蛋白质含量高;而近期育成直立穗型粳稻品种在上述品质指标上有了较大改进,食味品质也有了显著提高.在主要农艺性状中,近期育成品种呈现每穗总粒数上升、穗长变长、着粒密度下降趋势,产量水平的提高与每穗粒数的增加有着紧密相关.     

玉米中OsAPO1同源序列克隆及其与产量相关性状的关系

产量性状是玉米育种的首要目标,但产量相关基因的精细定位与克隆进展缓慢.OsAPO1是水稻中一个控制花序结构的基因,它具有多种功能,既能提高抗倒伏能力又能影响作物的产量.本研究在玉米中克隆了OsAPO1的同源序列ZmAPO1-6和ZmAPO1-9.蛋白多序列比对发现,2个玉米序列和OsAPO1相似性均超过了83%而且都含有F-box结构域.组织特异性表达分析表明,ZmAPO1主要在孕穗期的雌穗中表达.利用近200个自交系与S型细胞质雄性不育系测交构建了关联分析群体,在2个环境下对这2个基因进行了关联分析.在ZmAPO1-6和ZmAPO1-9上分别检测到14和8个与产量相关性状显著关联的位点,其中前者检测到的显著位点主要与株高和茎粗有关,而后者检测到的位点主要与百粒重有关.初步的研究结果推测,OsAPO1在玉米中的2个同源基因可能与产量和产量相关性状有关,该同源基因的克隆和初步分析可为进一步功能研究提供参考.     

超显性效应对水稻杂种优势的重要作用

在衍生于杂交稻推广组合汕优10号的群体中,单株产量和单株穗数表现出明显的F₁超亲优势和F₂自交衰退.以均匀分布于连锁图谱的标记为固定因子,将F₂群体分成亚群体,发现在大量亚群体中,特别是固定因子为杂合型的亚群体中,杂合度与产量和穗数呈显著正相关.在表现这种相关性的杂合型亚群体中,检测到15个单株产量QTL和13个单株穗数QTL,其中大多表现超显性.结果表明,超显性效应是水稻杂种优势的重要基础之一.     

水稻直立穗突变体抗倒伏性的遗传力分析

为研究直立穗突变体R1338和R334在抗倒伏特性方面的遗传力与配合力,选用弯曲穗型不育系川农1A、ABG15s和2个含有DEP1直立穗基因的直立穗不育系E69A、E102A,与蜀恢498及其直立穗突变体R1338、R334进行不完全双列杂交,比较F1基部各节的抗倒伏特性。发现F1基部各节抗折力与倒伏指数呈极显著负相关性,抗折力与茎节的直径和茎壁厚度呈极显著正相关;通过回归分析发现影响水稻基部节抗倒伏能力的主要影响因子为茎节的抗折力和弯曲力矩,抗折力越大、弯曲力矩越小其倒伏指数也就越低;2个直立穗突变体基部节倒伏指数的一般配合力效应值均低于野生型,其中R1338的倒伏指数的一般配合力效应值更低一些。因此利用直立穗亲本配组可以显著改良杂交后代的抗倒伏能力。     

东乡野生稻BILs群体耐低氮性表型性状指标筛选及其综合评价

为了鉴定东乡野生稻及其后代群体的耐低氮性,研究低氮和正常氮2种处理下“协青早B//东乡野生稻/协青早B”BC₁-F₁₂回交重组自交系株高、抽穗期、穗长、有效穗数、穗实粒数、穗总粒数、着粒密度、结实率、千粒重和单株产量等10个表型性状,利用主成分分析和模糊隶属函数对BILs群体的耐低氮性进行综合评价.结果表明： 株系116、143和157的耐低氮性强,可作为东乡野生稻耐低氮性遗传研究和水稻耐低氮性育种的中间材料.采用逐步回归分析法建立了耐低氮性最优回归方程,筛选到株高、穗总粒数、结实率、千粒重和单株产量等5个性状相对值可作为水稻全生育期耐低氮性的综合评价指标.因此,在水稻耐低氮性遗传改良中,应注重对这5个性状,尤其是穗总粒数和单株产量相对值的选择.
     

超级杂交水稻谷粒产量与叶光合速率的关系

在2000～2005年期间,通过测定几种超级杂交水稻与普通杂交水稻‘汕优63’的产量构成和叶片光合作用探讨了谷粒产量与光合作用的关系。结果表明:(1)4种超级杂交水稻‘培矮64S/E32’、‘P88S/O293’、‘金23A/611’和‘GD-lS/ RB207’的产量水平显著高于‘汕优63’,是对照的108%～120%。(2)与‘汕优63’相比,这些超级杂交水稻的株型好,上层叶片直立,穗大即每穗粒数多,是对照的125%～177%。(3)与‘汕优63’相比,这些组合第二叶的净光合速率显著提高,但第一叶即剑叶的未必都较高。(4)去半叶处理降低了‘GD-1S/RB207’的结实率,而去半穗处理显著提高了结实率。因此,这些超级杂交水稻的高产原因在于穗大、株型好以及群体光能利用效率高。增加单叶特别是剑叶的光合能力是克服谷粒产量的光合产物源限制和在未来的超级杂交水稻育种中实现产量潜力新突破的关键。     

不同穗型粳稻品种产量和品质性状的比较分析

利用不同穗型粳稻品种,在不同氮肥水平下对产量性状和品质性状进行了比较.试验结果表明,随着施氮水平的提高,直立穗型品种产量增加幅度大于半直立和弯曲穗型品种,但产量构成因素的变化趋势,在各种穗型品种间变化基本一致.随着施氮量的增加,3种穗型品种的糙米率、精米率和整精米率均增加,而垩白率的变化在不同穗型品种间不相一致.直立穗型品种较半直立和弯曲穗型品种,胶稠度相对较硬,蛋白质含量较高,并且对氮素的反应较敏感.     

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.     

开放式空气CO2浓度增高对水稻产量形成的影响

在大田栽培条件下,研究开放式空气CO₂浓度增加(FACE)200μmol·mol^-1的处理对水稻产量及产量构成因素的影响.结果表明,FACE处理对水稻株高和主茎叶片数没有明显影响,但使水稻生育进程加快,全生育期显著缩短,增加施N量可减缓FACE处理对水稻全生育期缩短的程度;FACE处理能显著增加分蘖数,极显著增加穗数,提高结实率,但使每穗颖花数显著减少;FACE处理能显著提高水稻产量,在高N条件下增产幅度更大;提高FACE处理的每穗颖花数和单位面积颖花数能极显著提高水稻产量,增加施N量是提高FACE处理每穗颖花数和单位面积颖花数的重要措施.     

小麦芒基因定位及其与农艺性状的相关性分析

芒是位于植物穗上的针状结构,广泛存在于禾本科作物水稻、小麦、高粱和大麦中,不同作物芒的结构存在差异.小麦中,芒对提高穗光合效率和产量、防鸟、抗虫及抗逆有重要作用.前人已经对抑制小麦芒发育的主要基因进行了定位和遗传分析,4个主效基因中仅有B1(Tipped1)基因被克隆.本研究基于人工群体云南3号和偃展1号BC3F6群体...     

开放式空气CO2浓度增高对水稻产量形成的影响

在大田栽培条件下 ,研究开放式空气CO2 浓度增加 (FACE) 2 0 0 μmol·mol-1的处理对水稻产量及产量构成因素的影响 .结果表明 ,FACE处理对水稻株高和主茎叶片数没有明显影响 ,但使水稻生育进程加快 ,全生育期显著缩短 ,增加施N量可减缓FACE处理对水稻全生育期缩短的程度 ;FACE处理能显著增加分蘖数 ,极显著增加穗数 ,提高结实率 ,但使每穗颖花数显著减少 ;FACE处理能显著提高水稻产量 ,在高N条件下增产幅度更大 ;提高FACE处理的每穗颖花数和单位面积颖花数能极显著提高水稻产量 ,增加施N量是提高FACE处理每穗颖花数和单位面积颖花数的重要措施 .     

直立穗型粳稻品种农艺特性及育种研究进展

本文综述了国内外有关直立穗型粳稻品种的研究现状和进展,并分析了直立穗型粳稻品种存在的优缺点。直立穗型粳稻品种具有产量潜力大、抗逆性强等优点,目前在国内推广面积呈快速增大趋势,对直立穗型粳稻品种的产量生理和优质栽培技术值得进一步研究。     

水稻产量数量性状的遗传调控机制研究进展

粒重、每穗粒数和每株穗数是决定水稻产量的三大要素,也是水稻育种改良的重点．这些性状都是遗传复杂的数量性状．近十年来,水稻数量性状遗传学领域取得了突破性的进展,成功克隆了一批控制水稻产量性状的数量性状位点（QTL）．本文将简要介绍产量性状相关QTL的功能与作用机制．这些研究成果不仅有助于揭示产量性状形成的遗传基础,也将有力推动水稻分子设计育种的进程．     

利用两种方法构建的近等基因系对水稻两个多效区段遗传效应进行评价

水稻每穗颖花数是水稻产量的重要构成因子之一。适当的抽穗期和株高对水稻高产是非常必要的。依据珍汕97和HR5衍生的重组自交系初步定位的结果, 利用高世代回交的方法构建了第7染色体同时控制抽穗期、株高和每穗颖花数的靶区段近等基因系(BC4F2); 利用基于重组自交系群体的杂合区段自交的方法构建了第8染色体同时控制抽穗期、株高和每穗颖花数的靶区段近等基因系, 并利用两个近等基因系对这两个多效区段的遗传效应进行了准确的评价。两个近等基因系的QTL分析结果表明, 3个性状都是由一个QTL或紧密连锁的QTL控制, 而且加性效应和显性效应的方向均相同; 同时3个性状在各自的近等基因系中呈现典型的双峰分布或不连续分布,这些结果暗示3个性状可能是一因多效的结果。文章还对抽穗期和株高与水稻产量的关系、3个性状显著正相关在育种中的应用及两种构建近等基因系方法的优缺点也进行了讨论。