Characterization and identification of the candidate gene of rice thermo-sensitive genic male sterile gene <Emphasis Type="Italic">tms5</Emphasis> by mapping

Previous research has demonstrated that the thermo-sensitive genic male-sterile (TGMS) gene in rice was regulated by temperature. TGMS rice is important to hybrid rice production because the application of the TGMS system in two-line breeding is cost-effective, simple, efficient and overcomes the limitations of the cytoplasmic male sterility (CMS) system. AnnongS is the first discovered and deeply studied TGMS rice line in China. Previous studies have suggested that AnnongS-1 and Y58S, two derivative TGMS lines of AnnongS, were both controlled by a single recessive gene named tms5, which was genetically mapped on chromosome 2. In the current study, three populations (AnnongS-1 × Nanjing11, Y58S × Q611, and Y58S × Guanghui122) were developed to investigate the tms5 gene molecular map. Analysis of recombination events of sterile samples, utilizing 125 probes covering the tms5 region, suggested that the tms5 gene was physically mapped to a 19 kb DNA fragment between two markers, 4039-1 and 4039-2, located on the BAC clone AP004039. Following the construction of a physical map between the two markers, ONAC023, a member of the NAC (NAM-ATAF-CUC-related) gene family, was identified as the candidate of the tms5 gene.     

高产水稻光合速率的变化

1998年早季于广州,测定了水稻两系高产杂交组合培矮64s/E32、地矮64s/93、粤杂122,高产品种粤香占和特三矮2号在四个主要生育期顶叶光合速率及叶绿素含量。（1）在人工气候箱的弱光下测得的分蘖期盆栽植株的非饱和光合速率在5个品种/组合间差异不大。（2）4个品种/组合的大田植株在四个生育期中以分蘖盛期到幼穗分化初期的光合速率最大,其值已达到或接近水稻品种最大光合速率30μmol　m-2s-1的上限;品种/组合间差异不大。抽穗期和黄熟期光合速率较前期下降很大,但两期间变化不大。收割期光合速率进一步大幅下降。（3）4个品种/组合抽穗期叶绿素含量较前期下降或不变,黄熟期叶绿素含量又升高,收割期则大幅下降。（4）讨论了叶片光合速率在抽穗后下降的原因,并据此提出了光合保持能力的概念。认为在形态性状改良的基础上,提高群体整体光合能力,是提高水稻光合生产力和实现超高产育种目标的有效途径。     

化感水稻根际微生物类群及酶活性变化

以化感水稻PI312777（PI）和非化感水稻Lemont（LE）为材料,分别测定不同水稻叶龄期（3～7叶期）根际微生物区系变化及根际土壤酶活性.结果表明,化感水稻明显影响土壤根际微生物类群及相关酶活性.化感水稻PI根际细菌、放线菌、固氮菌的数量高于非化感水稻LE,增幅分别在11.2%～28.3%、40%～78.6%和111.5%～173.9%之间,而真菌数量低于非化感水稻LE,最高仅为其值的25.5％,说明化感水稻PI对绝大多数细菌、放线菌、固氮菌生长有促进作用,对一些真菌生长有抑制作用.进一步分析表明,化感水稻PI对氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌、好气性固氮菌、好气性纤维素分解菌、硫化细菌的生长具有促进作用,其中以氨化细菌、好气性固氮菌的更为明显,最低增幅分别为53.7％和57.6％;而对反硫化细菌、反硝化细菌生长有抑制作用,其值最高分别为非化感水稻的54.2％和50.6％.此外,化感水稻PI根系分泌物对脲酶、磷酸酶、蔗糖酶的活性具有促进作用,而对过氧化氢酶则呈抑制作用.     

水稻RIL群体苗期耐冷性QTL分析

水稻苗期冷害是影响早春季节和高纬度地区水稻成苗和秧苗生长的重要限制因素之一。为了鉴定控制水稻苗期耐冷性的QTL,研究采用了1个水稻“粳籼交”重组自交系(RIL)群体,结合1张高密度分子遗传图谱,对3叶期幼苗经过10℃冷处理3d、恢复培养2d和4d时的秧苗存活率进行复合区间作图。亲本Lemont和特青的苗期耐冷性具有极显著差异,Lemont的苗期耐冷性很强,而特青对低温敏感。在重组自交系群体中,苗期耐冷性表现为连续变异,在两个方向上均出现大量超亲分离。共检测到5个水稻苗期耐冷性QTL,分别位于水稻1、3、8和11号染色体上,单个QTL对性状的贡献率为7％～21％。其中,4个QTL的增效基因来源于亲本Lemont,另1个QTL的增效基因来源于亲本特青。2个主效QTL(qSCT-3和qSCT-8)分别位于3号染色体标记区间RM282-RM156和8号染色体标记区间RM230—RM264,对性状的贡献率达到或接近20％,被检测到的LOD值显著较高,其增效基因均来自于耐冷性亲本Lemont。研究结果进一步揭示了水稻苗期耐冷性QTL具有丰富的位点多样性,表明耐冷性普遍较强的粳稻是发掘苗期耐冷性优异基因的主要稻种资源。     

不同生态品种群桃果实糖酸及其组分含量分析

以涵盖我国6个生态品种群的118份桃地方品种为试验材料,对其糖酸组分进行全面分析,以明确不同桃区果实糖酸组分分布特性,为优异糖酸种质筛选提供依据。应用斐林试剂测定果实可溶性糖含量;应用Na OH测定果实可滴定酸含量;应用高效液相色谱(HPLC)技术测定果实糖组分,离子色谱技术测定果实酸组分。结果表明:西北高旱桃区的品种,主要以可滴定酸、柠檬酸、苹果酸、总酸表现出较高的分布水平,蔗糖、总糖、糖酸比、固酸比表现出较低的分布水平;华北平原及长江流域桃区的品种,主要以糖酸比、固酸比表现出较高的分布水平,可滴定酸、柠檬酸、苹果酸、总酸表现出较低的分布水平;云贵高原桃区的品种,主要以可溶性糖、蔗糖、总糖表现出较高的分布水平,糖酸比、固酸比表现出较低的分布水平;华南亚热带桃区的品种,主要以蔗糖、总糖、糖酸比、固酸比表现出较高的分布水平,可滴定酸、柠檬酸、苹果酸表现出较低的分布水平;东北高寒桃区的品种,主要以果糖表现出较高的分布水平,糖酸比、固酸比表现出较低的分布水平。6个生态品种群的品种,果糖所占比例以长江流域桃区最高,葡萄糖以西北高旱桃区最高,山梨醇以华南亚热带桃区最高,而东北高寒桃区最低,蔗糖所占比例在不同生态区无明显差别。柠檬酸所占比例以长江流域桃区最高,而华南亚热带桃区最低,奎宁酸所占比例以华南亚热带桃区最高,琥珀酸、苹果酸所占比例在不同生态品种群间无明显差异。     

相同遗传背景不同植株形态水稻等基因系与杂草的竞争及化感作用

利用相同遗传背景不同株形水稻浙辐802等基因系为材料,研究了IG1、IG4、IG25和IG26与无芒稗的竞争和化感作用潜力,探索了二者之间的相互关系.结果表明,IG1和IG4的植株高度和分蘖角度显著大于IG25和IG26,但它们的根系活力却显著小于IG25和IG26.IG1和IG4对无芒稗生物量干重抑制率分别达到15%和17%,显著高于IG26的64%,表明水稻与无芒稗竞争力与水稻植株高度和分蘖角度成正比,而与水稻根系活力成反比.IG1叶片水浸提液对无芒稗根长抑制率为77.6%,显著高于非化感对照品种秀水63,而植株形态相近的IG4的化感作用却未达到显著水平,显示在相同遗传背景下水稻化感作用强弱与水稻株型无相关性.     

稻麦叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系

作物氮素积累动态是评价作物群体长势及估测产量和品质的重要指标,对于作物氮素的实时监测和精确管理具有重要意义。该文以5个小麦(Triticum aestivum)品种和3个水稻(Oryza sativa)品种在不同施氮水平下的3年田间试验为基础,综合研究了稻麦叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系。结果表明,不同试验中拔节后叶片氮积累量均随施氮水平呈上升趋势;稻麦冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异,可见光区(460~710 nm)反射率一般随施氮水平的增加逐渐降低,近红外波段(760~1 220 nm)反射率却随施氮水平的增加逐渐升高;就单波段而言,810和870 nm处的冠层光谱反射率均与稻麦叶片氮积累量具有相对较高的相关性;在光谱参数中,比值植被指数(Ratio vegetation index, RVI)(870,660)和RVI(810,660)均与稻麦叶片氮积累量具有高度的相关性,且相关系数明显高于单波段反射率,尤其是水稻作物;对于小麦和水稻,均可以利用统一的波段和光谱指数来监测其叶片氮积累量,并可以采用统一的回归方程来描述其叶片氮积累量随单波段反射率和反射光谱参数的变化模式,但若采用单独的回归系数则可以提高稻麦叶片氮积累量估测的准确性。     

细胞质雄性不育水稻幼穗和花药的呼吸酶活性研究

研究珍汕97A和珍汕97B的雌雄蕊原基形成期、花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期的幼穗及单核期、二核期和三核期的花药中呼吸代谢三羧酸循环（TCA）的苹果酸脱氢酶（MDH）和异柠檬酸脱氢酶（IDH）及戊糖途径（PPP）的磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PDH）、磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6PGDH）和5一磷酸核糖异构酶（RSPI）的活性。结果表明：可育花药的5种酶活性皆高于同期不育花药;而幼穗中,TCA途径中的MDH和IDH在不育系与保持系之间无差异,PPP途径的G6PDH和6PGDH及R5PI则保持系高于不育系。这说明不育系中PPP发生的变化早于TCA途径,PPP途径的改变可能与小孢子败育有着更为直接的关系。     

几个优良籼稻亲本品质性状的配合力和杂种优势分析

以3个不育系和10个恢复系为材料,采用NCII交配设计研究10个米质性状的配合力和杂种优势。结果表明：①大多数品质性状的量值介于双亲之间,除粒重表现一定的超亲优势、垩白度和粒宽表现一定的正向平均优势外,其他品质性状优势不明显。②杂种稻米的品质性状主要受不育系或恢复系的影响,其中粒长、粒宽和直链淀粉含量3个性状,不育系的影响要高于恢复系;而对于整精米率、粒重、垩白率、垩白度和糊化温度,则恢复系的影响要高于不育系。③就优质育种的利用价值而言,不育系以广占63-4S为好,恢复系以扬稻6号为好,R527、镇恢084次之,用上述亲本选配的杂交组合米质较好;恢复系特青、盐恢559表现为一般配合力效应低,特殊配合力方差小,优质育种利用价值不大。