江苏粳稻育成品种氮响应相关性状位点分析

【目的】江苏省是水稻氮肥施用量较高的区域,且水稻品种选育历史悠久,种质来源广泛;为了鉴定江苏水稻品种的氮响应相关性状以及氮响应相关基因,筛选氮高效品系,最终降低氮肥用量。【方法】利用76份不同地区、不同选育时间育成的江苏粳稻品种为试验材料,利用GATK4等软件获取群体变异信息,并用Admixture软件分析群体结构,以三个不同氮肥处理水平,调查成熟期氮响应相关性状并分析氮响应相关位点。【结果】筛选到了华粳5号和宁粳5号等氮钝感品种;利用关联分析,发现了已知或已报道的氮相关基因(OsAMT1.2,OsNRT2.4和Fd-GOGAT1等)邻近位点;进一步分析了位点的优异变异和携带优异位点的品种。【结论】鉴定了江苏育成粳稻品种的氮响应差异和携带的优异位点,可为选育不同氮响应品种提供参考。

优良食味粳稻品种金香玉1号产量与品质对播期的响应

以优良食味粳稻新品种金香玉1号为试材,设置3个不同播期[05-15(S1)、05-25(S2)、06-05(S3)]研究不同播期对其产量和品质的影响。结果表明:播期对金香玉1号产量及其构成、品质等指标有显著影响。随播期的推迟,金香玉1号有效穗增加,每穗总粒数、结实率、千粒重和产量呈下降趋势,其中播期推迟对每穗粒数和产量影响差异显著。随播期的推迟,金香玉1号整精米率下降,垩白率和垩白度呈下降趋势,播期推迟对整精米率和垩白度影响差异显著,但播期推迟显著提高稻米的峰值黏度和崩解值,改善稻米的食味品质。

抗稻瘟病和白叶枯病籼稻新种质R156的创制

扬稻6号是杂交水稻育种中被广泛应用、具有重要地位的骨干亲本,但其稻瘟病抗性和白叶枯病抗性均普遍偏弱。通过分子标记辅助选择,将抗稻瘟病基因Pigm和Pi33、抗白叶枯病基因Xa21和Xa23导入到扬稻6号,借助重测序技术最大限度地消除每个抗性基因的连锁阻力,构建了高背景回复率近等基因系NIL^(Pigm)、NIL^(Pi33)、NIL^(Xa21)和NIL^(Xa23),表现为稻瘟病或白叶枯病抗性的明显改良。在此基础上,进一步通过基因聚合创制了性状优良、包含所有4个抗性基因的优良株系R156,可作为水稻分子育种的核心种质。

调控水稻分蘖角的分子机制研究进展

水稻是我国第一大粮食作物,在农业生产上具有重要的战略地位。随着人口快速增长、城市化进程加快,有限的产量提升使得水稻生产正面临着严峻挑战。培育产量显著提高的水稻品种对于保障粮食安全和实现农业可持续发展具有重要意义。理想株型是品种改良的重要方向,直接影响着水稻产量。分蘖角作为构建水稻理想株型最重要的核心要素之一,它通过调节水稻群体光能利用效率进而影响单位面积产量。生产实践表明,具有合适分蘖角的水稻品种往往表现出更好的抗倒性和稳产潜力。近年来,随着功能基因组学的快速发展,研究学者在水稻分蘖角调控基因的挖掘及其分子机制解析方面取得了诸多重要进展。本研究系统总结了调控水稻分蘖角的功能基因及其遗传代谢网络,重点阐述了水稻分蘖角的驯化过程、重力反应介导的分子遗传途径以及植物激素和环境因素的调控机制,并展望了现有理论框架下未来的潜在研究方向,以期为高产、理想株型新品种的遗传改良和分子设计育种提供重要理论支撑。

稻瘟病抗性分子机制及抗病育种策略研究进展

由稻瘟菌侵染引起的稻瘟病是威胁水稻安全生产最严重的真菌病害之一。鉴定克隆水稻抗稻瘟病基因,系统深入研究稻瘟菌与水稻的相互作用,揭示水稻的抗病机制,进而创制推广抗稻瘟病新材料,对确保粮食安全具有重要意义。本文总结了近10年来稻瘟病抗病基因和感病基因的鉴定、分子机理解析和应用等进展,总结归纳了抗病基因聚合、分子设计育种、感病基因编辑、抗病基因的病原诱导表达等抗病育种主要策略。最后提出充分利用种质资源,利用新技术挖掘新基因及创制新材料,深入研究叶瘟和穗瘟抗病机制差异等是稻瘟病抗病育种下一步重点研究方向和新挑战。

CRISPR/Cas基因编辑系统在水稻中的研究进展

基因编辑是一种能对特定基因进行修饰的基因工程技术,能快速对靶点基因编辑,是高效捕获目的基因、快速研究目标基因功能的重要手段,在基因功能研究和作物育种等方面有着重要意义和广阔的应用前景。基因编辑利用特异的DNA结合元件和切割元件开展编辑工作,然而该技术最需注意的是特异性和脱靶率问题,不同时期的基因编辑技术也针对上述2个问题进行改良,目前应用最为广泛的是CRISPR/Cas9,Cas12a由于其特异性高且脱靶率大大降低也受到越来越多的关注。本文对基因编辑的技术发展及特点、CRISPR/Cas9和Cas12a的技术优势进行介绍,并对这2种技术在水稻产量、抗性及品质中的研究进展进行综述,同时对拓展CRISPR/Cas基因编辑技术在水稻中的应用提出展望,为基因功能鉴定及遗传改良提供参考。

优质抗病粳稻新品种扬香玉200的选育与应用

扬香玉200是江苏里下河地区农业科学研究所与江苏焦点富硒农业有限公司合作育成的稻瘟病抗性与优质高产协同提升的迟熟中粳稻新品种。该品种于2023年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,具有稻米品质优、综合抗性好、高产广适等优点。介绍了该品种的选育过程、特征特性以及主要栽培技术。

不同基因型水稻种质对黑条矮缩病抗性的初步分析

对包含不育系、中籼稻恢复系、粳稻恢复系和常规粳稻等不同类型在内的175份水稻种质进行水稻黑条矮缩病的自然诱发鉴定,同时调查粳稻条纹叶枯病的发病率,通过聚类分析等方法进行抗感分类和评价。结果表明:水稻黑条矮缩病与条纹叶枯病呈相互独立的遗传关系;不同基因型水稻种质对黑条矮缩病的抗性存在极显著差异,可分为抗/高抗、中抗、中感、感和高感等5种类型,三系早籼稻不育系基本为感或高感型,绝大多数的中籼稻恢复系为抗病型,通过籼粳杂交培育的粳稻恢复系基本为感或中感型,而常规粳稻中分布有抗、中抗、中感、感和高感的不同基因型。筛选抗性种质,加以创新和改良,可有效开展水稻黑条矮缩病抗性育种应用研究。

一个水稻多重颖壳突变体的形态学观察及初步遗传分析

从T-DNA插入突变体库中筛选获得1份多重颖壳突变体。解剖镜下观察发现其内外稃伸长，同时伴有类颖壳状结构而普遍呈现多重颖壳。在所观察的215朵颖花中，14．27％的颖花没有雌、雄蕊，23．72％的颖花包含有额外小花，62．01％的颖花其雌、雄蕊数耳变化分别为1～3枚和1～9枚，部分颖花的花丝基部可看到泡状透明瘤状物；突变体浆片稃片化而使其颖花在自然条件下不能开放；完全雄性和雌性不育。扫描电镜观察揭示其颖花原基分化正常，但进人雌、雄蕊原基的分化较迟，会继续进行类似多重颖壳状器官的分化；同时，颖花原基进行不均衡分裂，产生数目不等的雌、雄蕊。遗传分析显示该突变是一个单基因控制的隐性性状，并与T-DNA插入表现共分离。推断它是E类基因引起的功能突变。

转基因株系及不同水稻品种的几丁质酶活力及纹枯病抗性

对几个转几丁质酶基因的高世代纯合株系及不同抗感品种的几丁质酶活力进行了测定 ,并接菌调查纹枯病抗性 ,结果表明 :转基因可提高水稻对纹枯病的抗性 ,不同转基因系的抗性水平与外源几丁质酶的表达活力一致 ;在内源几丁质酶活力相对较低的情况下 ,转导外源基因可掩盖或抑制内源基因的表达 ;抗 /感品种在接菌诱导后 ,其几丁质酶活力均有所上升 ,并均在接菌 72h左右达到诱导高峰 ,但抗病品种诱导效应和强度要显著得多 ;无论是转基因株系 ,还是不同抗感品种 ,不同空间叶位叶片的几丁质酶活力无明显差异。

水稻T-DNA插入突变体库的筛选及遗传分析(英文)

T-DNA标签技术是分离和研究植物功能基因的有效方法,寻找T-DNA插入表型突变体是进一步开展研究的关键所在。文章对以ZH11、ZH15为受体亲本构建的4416份T1代标签系进行了表型鉴定,发现存在拟纯合突变和系内分离突变两种类型,突变表型涉及株高、生育期、叶形、叶色、分蘖力、植株松紧度、穗颈节、穗形、颖花、粒形、类病变、雄性不育、生长极性等14类性状。其中,株高、生育期、叶色、雄性不育有着相对较高的突变频率(超过1%),株高和叶色的突变频率在品种及年度问表现稳定,而生育期、雄性不育波动较大,表明这类性状的表型易受到环境的影响。通过T1、T2连续世代的共分离分析,筛选出3个与穗部或颖花发育相关的T-DNA插入突变体,为分离相关功能基因奠定基础。随机选择42份有表型突变的标签系,通过质粒拯救和TAIL-PCR的方法分离其侧翼序列,从39个标签系中获得40条序列,其中25条为载体序列,14条与水稻基因组有很好的同源性,BlastN分析结果表明T-DNA有优先整合进植物功能基因内部的特性。

以标记辅助选择改良江苏主栽粳稻品种“淮稻5号”黑条矮缩病抗性

水稻黑条矮缩病是由灰飞虱传播的一种病毒病,最近在江苏、浙江等省暴发给水稻生产造成严重威胁。本研究在前期对水稻黑条矮缩病抗性基因初步定位的基础上,针对第6染色体短臂上紧密连锁的2个抗性QTL,以抗性亲本"明恢63"为供体,感病亲本"淮稻5号"为轮回亲本,通过标记辅助选择,构建了携带目标抗性QTL的系列近等基因系。自然接种和人工接种鉴定表明新培育的近等基因系其发病率较对照轮回亲本下降25%左右,抗性得到显著改良。农艺性状调查结果显示大多数近等基因系其生育期、株高及产量构成性状等与轮回亲本相似,表明目标区段存在较少的累赘连锁。此外,对有关如何实现目标QTL的精细定位,以及利用标记辅助选择聚合多个抗性QTL培育抗病品种的策略也进行了探讨。

高产杂交粳稻株型特征及理想株型的探讨

高产 杂交粳 稻泗优６８ ６ 、泗 优５２３ 的株 型特征 在于 具有 协调 的茎、叶、穗 系，后 期叶 片日积累力 高，存活 绿色叶片 数多，熟 相佳。提 出了高产 杂交 粳稻 的理 想株 型 模式 ，并 阐述 了江 苏 省高产杂交 粳稻育 种的关键 ，是在塑 造理想株 型的基 础上，协调 竞争优 势与超亲 优势的齐 驱并进 。

籼型杂交水稻黑条矮缩病抗性配合力分析

以6个不育系与18个恢复系配制108个杂交籼稻组合,进行水稻黑条矮缩病抗性的杂种优势、配合力分析和遗传参数估计。结果表明:①93.5%的组合其发病率介于双亲之间,与双亲发病率的中亲值呈极显著相关;69.4%的组合其发病率呈显著或极显著的负向离中优势。②97S发病率的一般配合力和特殊配合力低,对黑条矮缩病抗性育种而言,是一个极有利用价值的两系不育系,而Ⅱ-32A则是相对较好的三系不育系;R533、R814、HR12、R13、R419等则是具有较好抗性育种利用价值的恢复系。③基因的加性效应对杂种抗病性的形成起主导作用,其中,母本的作用显著超过父本;黑条矮缩病抗性的狭义遗传力达到59.45%,是一个遗传力较高的性状。

基于SSR标记的不同组群杂交中籼稻亲本配组优势分析

本研究利用48个SSR标记将12个不育系(保持系)、8个恢复系划分为4个组群,并利用NCⅡ设计共配制96个组合,研究不同组群亲本配组的杂种优势表现。研究结果表明,不育系和恢复系分别被分为3和2个组群,共产生6种配组模式,两系主栽不育系×扬稻6号类群恢复系(G2×G3)、三系保持系×三系恢复系(G4×G1)、扬稻6号类群不育系×三系恢复系(G3×G1)三类配组模式杂种优势明显。进一步研究显示遗传距离与杂种优势之间相关不显著。生育期是三系恢复系与两系主栽不育系配组(G2×G1)杂种低产的限制因子。扬稻6号类群不育系×三系恢复系(G3×G1)是一种新的杂种优势模式,因此,筛选、培育与扬稻6号属于同一类群的新型不育系,可进一步拓宽现有三系恢复系的利用范围,提高籼型杂种优势利用水平。

LBD基因家族在高等植物中的研究进展

LBD基因是最近在高等植物中发现的为植物所特有的一类新的基因,含有保守的LOB(lateralor-ganboundaries)结构域。研究发现拟南芥和水稻中的LBD基因均为一大的基因家族,LBD基因参与了侧生器官原基的启动、侧生器官的形态建成以及侧生器官与茎尖分生组织(SAM,shootapicalmeristem)之间边界的建立,并与茎尖分生组织中特异表达的部分基因或基因家族间存在相互作用的关系,对高等植物地上部、地下部的特定器官的形成与发育具有重要影响。本文对LBD基因的结构域特征、在单/双子叶模式植物中的分类、表达特点、已克隆LBD基因的功能及与其它基因或基因家族间的相互作用关系进行了综述,并对LBD基因在高等植物中的功能冗余特性、LOB结构域可能所具有的基本功能和LBD基因与其它基因相互作用的分子机制进行了探讨。

转基因水稻株系的纹枯病抗性分析

对通过基因枪转化获得的 41个转水稻碱性几丁质酶和苜蓿β 1,3 葡聚糖酶基因 (RC2 4和 β 1,3 Glu)的高世代纯合株系进行纹枯病抗性接菌鉴定 ,结果表明不同转基因系间抗性存在极显著差异 ,聚类分析可分为抗、中抗、中感、感病四种类型 ,但其中 92 .1%的株系属中抗或中感类型 ;选择不同抗感类型的代表性株系 ,测定其几丁质酶活力 ,结果显示中抗、中感、感病类型转基因株系表达的几丁质酶活力与其纹枯病抗性表现呈现一致性 ,而抗病类型表达目标基因编码的酶活力低于中抗类型 ;接菌诱导后 ,在不同时间或同一植株的不同部位检测 ,转基因系的几丁质酶活力因其组成性表达而无明显差异 ,而未转基因的对照品种在诱导后不同时间其几丁质酶活力表达呈“峰”式曲线分布 。

转Cry1Ab基因水稻种质杂交后代的标记辅助选择及抗虫性评价

以转Cry1Ab基因的水稻株系TS-9(后命名为克螟稻)为种质, 与优良亲本杂交, 在分离世代,通过与目标基因紧密连锁的潮霉素抗性作为筛选标记,结合田间农艺性状选择, 获得目标基因位点纯合的新品系。Cry1Ab蛋白含量检测结果表明大多数新品系携带的靶基因在经杂交重组、自交纯合后保留了原亲本高效表达的特性。抗虫鉴定结果表明,对二化螟(Chilosuppressalis)、稻纵卷叶螟等(Cnaphalocrocismedinalis)鳞翅目害虫表现高抗性能,同时,在株高、生育期、产量构成因子等重要农艺性状上也有显著改良。从而,对转基因水稻种质的育种利用途径和选择方法作了有益探索。

优质、高产杂交籼稻新组合“丰优香占”

“丰优香占”是江苏里下河地区农科所选育的优质杂交籼稻组合，2002～2004年先后通过国家及江苏、湖北、陕西、广西、河南等省审定定名，分别被列为国家科技成果重点推广项目、农业部“跨越计划”主推品种、长江流域优质水稻产业带主导品种、国家水稻综合生产能力提升计划主导品种、江苏省农业高新技术产品。获国家植物新品种权保护（品种权号：CNA20020188．9）。