水稻二化螟和三化螟基因组ddRADseq文库的构建

本文介绍了构建水稻二化螟和三化螟"双酶切限制性酶切位点关联DNA测序"(Double digest restrictionsite associated DNA sequencing,ddRADseq)文库的方法。利用安捷伦2100生物分析仪对4种单酶切及2种双酶切的酶切产物片段大小及分布范围进行分析,筛选出Mlu C I和Nla III两种限制性内切酶组合对螟虫基因组DNA进行酶切。酶切后的DNA片段两端连接上特定的P1、P2接头后,用Pippin Prep回收大小为285-435 bp的DNA片段。通过PCR扩增进行文库的富集并引入index序列。构建好的ddRADseq文库用琼脂糖凝胶电泳和生物分析仪进行质量检测。本方法所构建的文库DNA片段长度、分布和摩尔浓度能够达到Illumina平台测序的技术要求。本研究证实了利用Mlu C I和Nla III组合酶切构建水稻螟虫基因组ddRADseq文库的可行性,为在水稻螟虫中利用ddRADseq技术开展生物地理学、种群遗传学和系统发育重建等方面的研究奠定基础。     

1991-2010年宁夏水稻病虫害发生特征与经济损失分析

水稻病虫害发生种类繁多、暴发频繁,是威胁宁夏水稻稳产、高产的重要因素,但对其变化趋势与实际危害损失不清楚.基于宁夏水稻统计数据、稻田覆盖类型遥感数据和水稻产量数据,分析1991年至2010年宁夏水稻病虫害发生特征与经济损失情况.结果表明:1991年到2010年期间,宁夏水稻病害、虫害年均发生面积分别为5.3万hm2和2.0万hm2,其年均防治面积分别为8.4万hm2和1.6万hm2;水稻病害的发生程度下降了23.10％,防治程度上升了77.30％.20年间宁夏水稻虫害的发生面积、发生程度、防治面积和防治程度均显著增加.防治水稻病害、虫害后,分别挽回稻谷为2.67万吨、0.28万吨,其挽回损失量在20年期间分别增加了55.15％、2775.0％,表明水稻病虫害防治意义重大.由于气候变化等诸多因子,导致1991年到2010年宁夏水稻病害、虫害年均造成的实际稻谷损失量分别为0.71万吨与0.13万吨,水稻病害实际损失量在0值附件波动、虫害呈现波动增加趋势,说明水稻病害防控效果好、虫害的防控还有提升的空间.从全区各市县分布来看,水稻病虫害主要分布在宁夏的银北地区.为有效地防止或减少病虫害对水稻产量的损失,应加强农田景观变化和气候变化等对水稻病虫害发生与灾变的风险评估和监测预警,开展区域性水稻病虫害综合治理研究,并建立相应的防控新对策与技术体系.     

广西水稻地方品种耐冷性鉴定及相关分析

对419份广西水稻地方品种初级核心种质进行芽期、苗期的耐冷性鉴定及相关分析,结果表明:广西水稻地方品种芽期、苗期耐冷性主要集中在7级和9级,总体耐冷性较弱。芽期、苗期极强耐冷种质(1级)分别为24份和27份,占参试总数的5.73%和6.44%,其中10份种质芽期和苗期均表现极强耐冷(1级)。芽期、苗期耐冷性呈极显著正相关(r=0.66)。粳稻芽期、苗期耐冷性均显著高于籼稻;粘糯稻之间耐冷性差异是由籼粳稻类型的耐冷差异引起的;来自高寒山区稻作区的品种芽期和苗期平均耐冷表现最强。利用34个SSR标记与芽期、苗期耐冷性进行Pearson相关分析,在第7和第9染色体上,各鉴定出1个同时与芽期和苗期耐冷性相关联的位点。本研究为水稻芽期、苗期耐冷育种提供新的抗源材料,并为水稻耐冷基因定位及机理研究奠定基础。     

南方水稻黑条矮缩病对褐飞虱和白背飞虱体内三种保护酶活性的影响

为探寻植物感染病毒病后对刺吸性害虫体内生化酶活性的影响,本文研究了感染南方水稻矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)的水稻对褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera成虫及若虫体内三种保护酶活性的影响。结果表明,取食染病水稻的白背飞虱和褐飞虱成虫及若虫体内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性均随取食时间的延长而增加。在带毒水稻上取食12 h后,白背飞虱成虫、褐飞虱成虫、若虫体内SOD活性与对照比差异不显著外,其他均显著高于对照;取食24 h后,白背飞虱若虫体内SOD、POD活性和褐飞虱若虫SOD活性虽高于对照但未达显著水平;取食5 d后,白背飞虱若虫、褐飞虱成虫、若虫POD活性未达显著外,其他均显著高于对照。以上研究结果可为进一步研究植物-病毒-寄主三种之间的关系提供参考。     

云南水稻地方品种月亮谷的群体多样性分析

月亮谷是云南元阳梯田种植历史悠久、种植面积最大的优良水稻地方品种之一,当地少数民族具有引种或换种的稻作习惯。为揭示这种稻作习惯对月亮谷群体遗传多样性的影响,本研究对该品种群体内和群体间进行了遗传多样性的比较和分析,目的是为更好地了解月亮谷的群体遗传结构,为持久利用地方品种提供理论依据。首先采用分层随机取样的策略从元阳梯田不同海拔获得24个原位栽培群体,采用形态指数分类法和抗病性测定对24个群体共720个单株样品的月亮谷进行形态学分类和稻瘟病抗性鉴定,并分析了这些单株材料在48个SSR位点的遗传多样性。研究结果表明,形态上月亮谷属于栽培稻的籼稻类型,其群体对稻瘟病具中抗水平,但无论是在群体内还是群体间,均普遍表现出明显差异,说明不同来源的月亮谷存在抗病功能表型上的变异;遗传多样性分析显示,48对SSR引物共检测出91个多态位点,多态性位点百分率为77.08%,Nei多样性指数平均值为0.064,变幅为0~0.4302。24个群体之间的遗传相似系数在0.9753~0.9866之间,群体内个体之间的遗传相似系数在0.86~1.00之间;AMOVA分析显示,以地理村寨作为自然居群单位,居群间的变异为3.36%,居群内群体间的变异为33.15%,居群内的变异为63.49%;聚类分析显示,村寨群体间的遗传多样性与村寨间的地理空间距离有一定相关性。     

水稻粒簇生材料Cgr320的鉴定及遗传偏分离分析

籽粒簇生稻Cgr320为一类水稻突变材料,其性状表现为2~3朵颖花(籽粒)簇生在水稻主穗轴或枝梗顶部。为了进一步明确其簇生性状的遗传机制,本研究用Cgr320作父本分别与武运粳24和93-11配制了2个杂交组合,获得杂种F1、F2分离群体,对亲本、F1和F2群体的簇生性状进行了形态学观察和遗传连锁分析。结果表明,Cgr320其他农艺性状与普通栽培稻差异不显著。簇生性状在F1植株表现为野生型,在F2群体中出现严重偏离孟德尔(3∶1)遗传分离,卡方测验值X2(3∶1)为7.71和144.87。随机选取第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12染色体上RM493、RM3762、RM1338、RM3217、RM249、RM20155、RM3325、RM22418、RM6797、RM1146、RM7557和RM27706等12对微卫星标记对武运粳24/Cgr320 22个F2隐性(簇生)单株进行遗传连锁分析,发现12个标记所扩增的22个F2隐性单株基因型都极显著偏向武运粳24,卡方检验值X2(1∶2∶1)大于X2(0.05,2)临界值5.991,控制cgr320簇生性状基因存在严重偏分离遗传,这种遗传现象必将误导我们判定控制籽粒簇生基因所在的连锁群。本研究结果将为水稻基因定位研究提供参考信息。     

水稻短根突变体Osksr5的遗传分析和基因定位

水稻根系对其生长、发育及产量等起着至关重要的作用。该研究从甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变的籼稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系变短的突变体,命名为Osksr5（Oryza sativa kasalath short root 5）,该突变体植株具体表现为主根、不定根和侧根都明显变短,不定根的数目相对减少,株高与野生型相比也明显矮小。遗传分析结果表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。利用图位克隆技术将OsKSR5基因定位在第1染色体的STS（sequence tagged site）分子标记33027k和33471k,物理距离约为444 kb。对OsKSR5基因的定位为进一步克隆该基因和阐明水稻根系发育的分子机理奠定了基础。     

籼粳稻杂交衍生RIL系的苗期抗旱性评价

为鉴定籼粳稻杂交衍生系的苗期抗旱性,以课题组自育的高代抗逆品系ZD15为母本、籼稻品种IR29为父本,以及杂交衍生的重组自交系群体120份为试验材料,利用PEG-6000对各材料苗期进行干旱胁迫处理,测定根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重;利用PEG-6000对各材料芽期进行干旱胁迫处理,测定芽鞘长和芽长。采用主成分分析和隶属函数法对各材料的抗旱性进行综合评价,根据综合抗旱D值可将122份材料分成3类,D值在0.201～0.400之间的有33份,属于不抗旱材料;D值在0.401～0.600之间的有79份,属于中等抗旱材料;D值在0.601～0.800之间的有10份,属于抗旱材料。利用D值进行逐步回归分析,结果表明根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重、芽鞘长和芽长8个性状均可作为水稻苗期抗旱性的评价指标。本研究筛选出的抗旱材料,可作为育种中间材料进一步培育,或作为育种资源加以利用,以丰富本区水稻育种的资源库。     

水稻减数分裂染色体分析方法

减数分裂粗线期染色体研究技术的发展, 很大程度上克服了水稻(Oryza sativa)细胞遗传研究中较小染色体所带来的研究困难。减数分裂染色体的制备与观察已经成为水稻细胞遗传学研究中的常规方法。该文详细描述了水稻中常用的减数分裂染色体制备、荧光原位杂交和免疫荧光染色的实验方法。     

水稻耐储藏特性三年动态鉴定与QTL分析

种子耐储藏特性是粮食作物的特殊农艺性状之一, 耐储藏性能对种子生产和种质资源保存有重要意义。以粳型超级稻龙稻5 (LD5)和高产籼稻中优早8 (ZYZ8)杂交衍生的重组自交系(RILs)群体(共180个株系)为实验材料, 自然高温高湿条件下放置1年、2年和3年后, 对不同储藏时段种子发芽率进行比较, 并利用223个分子标记的遗传图谱进行动态QTL鉴定。结果表明, 不同储藏时段龙稻5的发芽率均显著低于中优早8, 株系间耐储性存在较大差异; 不同储藏时段发芽率显著相关, 相邻存储时段发芽率关系紧密。共检测到17个耐储性相关的QTLs, 3个老化时段分别检测到5、4和3个, 检测到5个动态条件QTLs, 单一QTL解释5.60%-32.76%的表型变异, 加性效应在-16.78%-16.95%范围内。主效QTL簇qSSC2、qSSC6、qSSC7和qSSC8能调控不同储藏时段的发芽率, qSSC6具有明显降低发芽率的效应。共检测到26对上位性互作位点, 主效QTL qSS1和qSS4参与上位性互作, 这表明上位性互作是调控耐储藏性状的重要遗传组成。研究结果为水稻(Oryza sativa)耐储性相关QTL的精细定位奠定基础, 同时丰富了耐储性分子标记辅助选择育种的基因资源。