湖南省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动工作概述

对湖南省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动的总体执行情况、取得的主要成效、采取的主要措施及存在的问题等进行总结和分析,提出将岳麓山实验室种质资源库纳入国家备份库行列,予以稳定的支持、加快种质资源鉴定评价利用机制等推进湖南省农作物种质资源普查保护管理工作的建议。

我国作物种质资源库建设现状与发展探讨

从我国作物种质资源库三次集中发展历程、国家种质资源保护体系建设、地方种质资源库高速发展等方面概述了国内作物种质资源库建设现状,剖析了种质库建设中存在的缺少本区域全局性顶层规划、地方库与国家库体系缺少衔接等问题,提出加紧种质资源保护科学布局,规范种质资源库建设;加强资源项目管理,形成可持续发展的机制;加速资源共享服务建设,建立可享可用公共平台的建议。

水稻种子耐厌氧萌发全基因组关联分析

本研究通过解析水稻芽期耐淹性的遗传基础,挖掘相关QTL,筛选优良单株,为分子标记辅助育种提供优异种质和理论支撑。选取318份国内外水稻种质资源,在正常有氧和厌氧条件下测定种子萌发期的胚芽鞘长度,并计算相对胚芽鞘长度,通过整合基因型和表型数据进行全基因组关联分析。318份水稻种质间相对胚芽鞘长度差异明显,相对胚芽鞘长度的平均值为-0.238,中位值为-0.342,最低值为-0.923,最高值为3.069。全基因组关联分析共鉴定到83个SNP与种子耐厌氧萌发性状显著相关。通过合并距离较近的SNP,共鉴定到27个耐厌氧萌发QTL,3个QTL与已报道的耐厌氧萌发QTL位置相近。其中qAG4-2与耐厌氧萌发性状的关联度较高,共有20个候选基因位于qAG4-2内,其中1个基因在厌氧条件下相对于正常有氧条件上调表达,2个基因下调表达。本研究挖掘的控制水稻耐厌氧萌发的QTL及优异种质资源将为水稻耐厌氧育种提供重要支撑。

水稻资源开花期耐热性的全基因组关联分析

水稻在开花期对高温非常敏感,挖掘耐热种质并解析耐热性的遗传机制,有助于水稻的耐热性遗传改良。本研究选取205份国内外种质资源,在抽穗开花期对遇高温的稻穗进行标记,以高温下标记穗的结实率作为耐热指标,结合高密度SNP标记进行全基因组关联分析并初步预测候选基因。结果表明:不同水稻种质的耐热性差异明显,高温下的结实率最低为19.0%,平均值为64.0%,中位值为65.9%,最高值为86.6%,其中06-32、剪刀齐、娄早籼5号等17份种质的耐热性较强;全基因组关联分析共筛选到130个与耐热性显著关联的SNP标记,并鉴定到18个耐热QTL,其中6个QTL与已报道的耐热相关QTL共定位;qHT4-6与耐热性的关联度最高,根据该区间lead SNP的单倍型分类,G单倍型材料的开花期耐热性显著强于A单倍型材料,该区间附近有7个基因可能受高温调控。

水稻裂颖突变体sh1的鉴定及基因定位

[目的]本研究旨在定位和克隆水稻裂颖基因,为解析水稻裂颖性的遗传机制提供依据。[方法]从籼稻品种湘早籼6号突变体库中筛选出一个裂颖突变体(split husk 1, sh1),观察突变体的花器官和浆片形态,利用突变体与02428的F2群体定位目标基因,进一步通过定量 PCR 分析相关基因的表达情况。[结果]sh1 突变体的颖花形态与野生型基本一致,能正常开花,但不能正常闭颖,裂颖的主要原因是浆片不能在开颖后正常萎蔫。sh1突变体的有效穗数增加,但结实率和千粒重显著下降;遗传分析表明,sh1的裂颖表型受一对隐性核基因控制。将SH1 基因定位在ID19827与ID19884两个InDel标记之间,物理距离约为110 kb。定位区间测序发现,突变体中丙二烯氧化合酶编码基因OsAOS1发生单碱基突变,导致氨基酸发生改变;SH1基因的突变显著降低了花器官中的茉莉酸含量,进而影响了茉莉酸合成及信号转导相关基因的表达。[结论]SH1基因通过影响茉莉酸的合成和信号转导调控水稻闭颖,OsAOS1可能是 SH1基因的候选基因。

人工加速老化对稻谷碾米品质、蒸煮品质和储藏品质的影响

为了解不同品种稻谷在储藏过程中碾米品质、食用蒸煮品质和储藏品质的变化,采用高温高湿人工加速老化法,对3个优质稻品种和3个杂交稻品种在100%相对湿度和40℃条件下分别处理0、1、3、5、7天。结果显示,随着老化时间的延长,不同品种稻谷的脂肪酸值含量均明显升高,但优质稻上升幅度明显大于杂交稻。稻谷糙米率、蛋白质总量和胶稠度的变化不大,优质稻的直链淀粉含量有所升高,所有稻谷的整精米率经老化处理后都有所降低,试验结果在一定程度上反映出不同储藏时间稻谷的安全性和品质的差异。稻谷在真空包装下品质变化速度小于网袋包装条件,说明真空包装可以适当延缓稻谷的陈化。研究结果可为今后稻谷耐储藏实践中延缓稻谷陈化和品质劣变提供技术参考。

农户保存与种质库保存的同近名地方稻品种的遗传多样性研究

通过对湖南农户自留种原地保存(简称农户保存)与异地低温保存在湖南种质库(简称种质库保存)的92份同近名水稻材料(7组,同近名材料6组)间的表现型及基因型进行分析,鉴定同近名品种间遗传距离,为之后有效保存、针对性供种、高效利用提供理论依据。结果表明,供试同近名材料间,及农户保存与种质库保存的同近名材料间在表现型性状上都有极显著差异。通过SSR标记基因型比较农户保存与种质库保存湖南同近名材料,发现除E组外,其他组都是农户保存的等位基因变异数小于种质库保存的等位基因变异数,说明农户保存的材料在年复一年的种植、收种过程中经历了自然选择和人工选择留种,进行了加代纯化。除C、E组外,在同近名组内SSR标记遗传相似系数显示,农户保存的材料间>种质库保存的材料间>农户保存材料与种质库保存材料,表明农户自留种保存的同近名水稻资源值得收集评价。

镉低积累水稻资源的镉积累稳定性及遗传相似性分析

以9311为高镉对照,湘晚籼12号为相邻低镉对照,2014-2017年经田间鉴定筛选出的15份镉低积累水稻资源为参试材料,鉴定精米的相对降镉率并筛选出年度间相对降镉率差异不显著的资源;采用45对SSR引物检测15份资源的遗传多样性,提出遗传距离大且相对降镉率高的育种可用资源。2018年试验结果表明,15份低镉水稻资源的精米镉含量都低于湘晚籼12号,相对降镉率大于50%的有10份,变幅为50.8%~83.5%;小于50%的有5份,变幅为1.9%~49.8%;2019年试验结果表明,7份生育期相近的资源,相对降镉率都大于50%,变幅为60.1%~78.7%;2年试验结果的综合分析表明,4份低镉资源BS82、X211、7W172、7W216的镉积累在年度间无显著性差异,且相对降镉率都在50%以上。15份镉低积累资源总体遗传多样性较为丰富(Na=4.311、Ne=3.257、Ho=0.041、He=0.657、I=1.207、Nei′s=0.639、PIC=0.612);遗传相似系数(GS)的平均值为0.377,BS82和X211、BS82和7W172(7W216)、X211和7W172(7W216)的遗传相似系数分别为0.319、0.447、0.426,表明亲缘关系较远。由上说明BS82、X211、7W172、7W216是镉低积累新品种选育的可利用的宝贵资源。

琼脂发芽床在水稻种子发芽试验中的应用

以3种常规水稻种子作为材料,使用滤纸发芽床和3g/L、6g/L、10g/L、15g/L、20g/L 5种琼脂浓度发芽床作为介质,测定并分析种子的发芽势、发芽率、不正常苗率、第7天芽长、第7天根长等指标。结果发现,发芽率测定时不同浓度琼脂发芽床与滤纸发芽床无显著差异,可以使用琼脂发芽床替代滤纸发芽床,且以3~10g/L浓度最佳;琼脂发芽床上发芽的水稻幼苗根系显著优于滤纸发芽床,在培养健壮幼苗时可以选用10~15g/L浓度的琼脂发芽床。

地方农作物种质资源库建设的建议与思考

通过对国内外农作物种质资源库建设概况的梳理总结,从种质库的规划设计、施工建设、运行管理3个方面,提出明确规划定位、加强顶层设计,施工建设严把质量关、安全关,运行管理标准化、实现可持续发展,以及给予长期稳定资金投入、构建全国种质资源库协作网的建议和思考。

种质资源库在农作物种质资源普查中的作用和建议

湖南省农作物种质资源库作为资源保存分发平台~[1],在"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动(湖南)"的组织管理和质量管理中分别发挥了中枢作用和内审作用。结合实际工作体会,为普查行动的顺利开展提出建议。

农户保存与种质库保存的同近名地方稻品种的遗传多样性研究（英文）

通过对湖南农户自留种原地保存(简称农户保存)与异地低温保存在湖南种质库(简称种质库保存)的92份同近名水稻材料(7组,同近名材料6组)的表现型及基因型进行分析,鉴定同近名品种间遗传距离,为之后有效保存、针对性供种、高效利用提供理论依据。结果表明,供试同近名材料间,及农户保存与种质库保存的同近名材料间在表现型性状上都有极显著差异。通过SSR标记基因型比较农户保存与种质库保存湖南同近名材料,发现除E组外,其他组都是农户保存的等位基因变异数小于种质库保存的等位基因变异数,说明农户保存的材料在年复一年的种植、收种过程中经历了自然选择和人工选择留种,进行了加代纯化。除C、E组外,在同近名组内SSR标记遗传相似系数显示,农户保存的材料间>种质库保存的材料间>农户保存材料与种质库保存材料,表明农户自留种保存的同近名水稻资源值得收集评价。

农作物种子检验的意义、内容与展望

农作物种子检验是农业生产的根基,扎实做好农作物种子检验工作,确保种子质量,对维护农民权益和种子产品国际化至关重要。对种子检验的内容、意义、存在的问题和未来发展方向进行了阐述,以供相关人员参考。

种质资源库在农作物种质资源普查中的作用和建议

湖南省农作物种质资源库作为资源保存分发平台[1],在“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动(湖南)”的组织管理和质量管理中分别发挥了中枢作用和内审作用.结合实际工作体会,为普查行动的顺利开展提出建议.

国内外香稻资源遗传多样性研究

收集来源于16个国家和地区的345份香稻和89份非香材料开展了遗传多样性研究。利用分布于12条染色体上77对SSR标记，共检测出573个等位基因位点，多态信息含量（PIC）变幅为0．090～0．845，平均为0．516：基因多样性（GD）变幅为0．091～0．859，平均为0．573；主效等位基因频率（MAF）平均为0．540，变幅从0．251～0．953。聚类分析和群体结构分析将434份材料分成3个亚群，亚群与亚群间FST平均为-0．116，变幅从-0．623～0．494；据Nei’s方法计算的亚群间遗传距离从0．207～0．355；各亚群内的主效等位基因频率为0．408～0．746，基因多样性变幅为0．354～0．699，多态信息含量则从0．320～0．658。通过对18个水稻品种中的6个线粒体基因测序结果发现5个基因内不存在核苷酸的差异，仅Mit4中包含了3个SNP的两种基因型，可以作为反应籼粳分化与香味基因进化的重要功能标记。本研究较为系统地反映了不同香稻材料间以及与非香稻资源间的亲缘关系，为进一步了解国内外香稻种质资源和优质香稻育种提供了重要的参考依据。

人工老化处理对水稻两系不育系及其杂交组合种子活力的影响

以两系不育系33S、株1S、隆科618S、C815S及其配组的杂交稻组合和晶两优华占种子为材料,人工老化(RH90%,45℃)处理2、5和8d后测定各样品的含水量、发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数。结果表明,老化处理后的种子含水量均显著上升,但水分含量的短期上升与活力变化没有相关性;不育系相同的杂交稻组合与其不育系种子活力变化规律不完全一致,但父本为华占的杂交组合种子整体上耐储藏性好,老化处理8 d后种子活力无显著变化,说明华占适合用于配制耐储藏的两系杂交稻组合。在配组两系杂交稻组合中,选用耐储藏的双亲,更容易配制出种子耐储藏的杂交稻组合。

湖南水稻种质资源普查中耐旱种质的芽期耐旱性鉴定

用20%PEG-6000作渗透介质,模拟干旱条件,利用干旱胁迫反应指数和平均隶属值,对第3次全国农作物种质资源普查与收集行动中湖南收集到的19份农民认知为耐旱的水稻种质进行芽期耐旱性鉴定。结果表明,仅有3份(H08、H15和H16)种质具有强的芽期耐旱性,它们可作为耐旱资源进一步研究。农民认知与科学鉴定存在一定差异,对普查收集的种质有必要进行全面细致的科学认证。

湖南农作物种质资源信息管理平台构建

构建农作物种质资源信息管理平台实现湖南农作物种质资源信息的数字化、网络化管理。不仅能促进种质资源的保存、利用与科学管理,还有效提高资源研究者的工作效率及种质资源的利用效率。基于渐进式框架,以PHP为开发平台,MYSQL为后台数据库,Windows Server 2008为操作平台进行农作物种质资源信息管理平台的开发。构建了湖南农作物种质资源信息管理平台,实现了种质资源信息数据管理、数据查询、元数据规范、用户管理及数据可视化展示等功能。构建的种质资源信息管理平台能够满足种质资源信息网络化管理的需求,为种质资源信息规范管理提供了信息化技术支持。