利用病菌培养液离体筛选水稻抗稻瘟病植株研究

以稻瘟病菌粗毒素提取液作为抗性筛选的选择压 ,对水稻体细胞系和花药及其愈伤组织进行抗病筛选。结果表明 ,毒素对体细胞和花药愈伤组织的诱导和植株再生有着明显的抑制作用 ,抑制程度随浓度的增加而增大。经过滤灭菌的粗毒素的毒性大于高压灭菌的毒性 ,花药的抑制程度大于种子胚愈伤组织 ,花药筛选系统的适宜毒素浓度低于体细胞筛选系统的毒素浓度。

水稻种质资源全基因组DNA指纹鉴定方法研究

开展水稻种质资源DNA指纹鉴定可以赋予每份种质统一的身份信息,对于查清我国资源家底、评估资源遗传基础、提高资源利用效率和保护种业知识产权等具有重要意义。本研究利用已完成全基因组DNA重测序的5374份水稻种质资源为材料,通过参考样本资源的选择、高质量SNP位点分析以及最优SNP数量和SNP组合的挑选,建立了2套水稻种质资源全基因组DNA指纹标准。通过主成分分析和系统进化树分析,指纹标准1和2选择的SNP可以代表94,197个高质量群体共有SNP进行群体遗传多样性检测;群体遗传相似度分析验证了指纹标准1和2对于开展水稻种质资源遗传相似性鉴定的有效性。本研究有望为水稻种质资源保护与利用以及种业知识产权保护等提供技术支撑,并为其他作物制定全基因组DNA指纹鉴定标准提供参考。

黔北民族地区生物多样性相关传统知识研究及评估

生物多样性相关传统知识是少数民族在千百年来的生产生活实践中创造的知识体系,是中华民族五千年文明对于现代社会的馈赠。传统知识的评估和保护,将有利于生物多样性的保护与可持续利用,有利于人类文明的传承。基于民族生态学视角,结合生态学、民族学和人类学等多学科理论与研究方法,对黔北民族地区生物多样性相关传统知识进行研究及评估。结果表明,现有代表性的黔北民族地区生物多样性相关传统知识词条共调查编目220条,种类齐全、内涵丰富,其中传统医药知识最为丰富;通过评估,62.7%的传统知识历史悠久,与少数民族协同发展、活态传承,仅有7.3%的传统知识呈狭域分布,16.4%的传统知识相关遗传资源因受到严重威胁而呈濒危状态,还有39.1%的传统知识目前无任何保护和传承措施;通过构建传统知识价值评估模型,计算出黔北地区生物多样性相关传统知识的综合评价值介于0.34~0.91之间,66.3%的传统知识属于Ⅰ、Ⅱ等级,急需或需要保护。本研究将传统知识的理论分析和现象描述转变为量化评估,以期对传统知识在生态资源管理和生物多样性保护的应用方面起到实际推动作用。

利用东乡野生稻染色体片段置换系鉴定穗部性状主效QTL

【目的】稻穗是水稻产量的主要承载者,发掘穗部性状相关的主效QTL对进一步精细定位、克隆和育种利用具有重要意义。【方法】以粳稻日本晴为受体、东乡野生稻为供体构建的一套染色体片段置换系(chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体为材料,在4个生态环境下进行穗部性状表型鉴定与主效QTL定位分析。【结果】不同生态环境下CSSL群体穗部性状存在较大幅度变异,东乡野生稻染色体片段的导入显著改变背景亲本的穗部性状,具有明显的增产效应;早季、中季、晚季和海南环境下共检测到64个控制每穗颖花数和籽粒大小的QTL,其中qPL2、qSN1.2、qSN2、qFGN3、qTGW2、qTGW12.1和qSL2在3个环境下稳定表达,21个QTL在2个环境下被重复检测到,其余QTL仅在单一环境下被发现;主效QTLqSN1.1、qSN1.2、qSN2、qSN3和qSN12对每穗颖花数具有明显的影响,多个QTL聚合具有明显调控每穗颖花数的功能;主效QTLqSL2、qSL3.2、qSLW3.1、qSLW3.2、qTGW8.1和qSLW10对籽粒大小具有明显的影响。这些位点分别作用于粒长、粒宽和长宽比,相互作用、共同决定籽粒大小;同时,穗部性状QTL成簇分布于10个染色体区段,其中主效QTL簇qGNS1.1、qGNS1.3、qGNS2.1、qGNS3.1、qGNS9、qGNS10和qGNS12包含多个调控每穗颖花数及籽粒大小性状的QTL,可在不同环境下稳定表达。来自东乡野生稻的等位基因具有明显调控产量表型的功能。【结论】研究结果不仅为东乡野生稻优异基因发掘奠定基础,也可为水稻穗部性状的分子育种提供新基因源。

水稻生长早期耐冷性QTL分析

以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2:3 代200个家系为作图群体,构建分子连锁图谱,并进行了F3 代家系的生长早期耐冷性鉴定和QTL分析。结果表明,幼苗期耐冷性、分蘖期耐冷性和低温下幼苗生长能力等生长早期耐冷性在F3 代表现为近似正态的连续分布,是由多基因控制的数量性状。在第1、5、9 染色体上分别检测到与幼苗期耐冷性相关的QTL各1个,其中qCTS1 对表型变异的解释率最大,达15.5%;在第2、3、7、9、11 染色体上分别检测到与分蘖期耐冷性相关的QTL各1个,而每个QTL对表型变异的解释率均较低;在第1、2、11、12染色体上分别检测到与低温下幼苗生长能力相关的QTL各1个,其中qGAS2 和qGAS12 对表型变异的解释率分别为26.6%和42.9%,是主效基因。

不同生长环境下水稻主要农艺性状的QTL分析

以籼粳交密阳23/吉冷1号200个F2:3家系作为作图群体,在北京(正常生长环境)、昆明(自然低温胁迫)、公主岭(冷水胁迫)、韩国春川(正常生长环境和冷水胁迫)等5种不同生长环境下进行了水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度等主要农艺性状的异地鉴定,并利用SSR标记进行了上述农艺性状的QTL分析。检测结果表明,5种不同环境下检测到与上述农艺性状相关的QTL共44个,分布于除第9染色体外的11条染色体上。qCL1a、qCL1b、qCL5a、qCL6b、qPL1a、qPL3a、qPL6b、qPL6c、qPL7b、qSP8b、qSP1c、qSP11a、qSP12和qPE1至少在2种不同生长环境下均检测到,受环境的影响较小,为较稳定的QTL。其中,qCL1a、qCL1b、qPL1a、qSP1c和qPE1对表型变异的解释率分别为24.2%～55.2%、22.7%～39.9%、12.5%～27.7%、14.4%～33.5%和26.6%～28.7%,为主效基因,主要表现为超显性。这些主效QTL在低温环境下对水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度有增效作用,与水稻耐冷性有一定的相关性。

水稻种质资源芽期耐冷性的鉴定与评价

对新收集的 879份水稻种质资源进行了水稻芽期耐冷性的鉴定与评价 ,从中筛选出芽期耐冷性极强的水稻种质资源 39份 ,均为贵州地方粳稻品种。供试粳稻品种 6 1 2 3%具有强芽期耐冷性 (3级 ) ,而籼稻品种只有 13 77%具有强芽期耐冷性 (3级 ) ,粳稻品种的芽期耐冷性显著强于籼稻品种。无论籼稻 ,还是粳稻 ,贵州地方稻种的芽期耐冷性显著强于来自其他地区的品种 ,从贵州地方稻种中挖掘极强耐冷种质资源的潜力较大。

水稻芽期耐冷性与其他耐冷性状的相关关系

籼粳交“密阳 2 3/吉冷 1号”的F3 系统群为试材 ,探讨了水稻芽期耐冷性遗传变异以及与其他耐冷性状的相关关系。结果表明 ,F3 系统群的芽期耐冷性表现为近似正态的连续分布 ,是由多基因控制的数量性状。在自然低温或冷水处理下水稻幼苗生长能力、抽穗天数、穗抽出度、孕穗期耐冷性 (低温下结实率 )和成熟期综合耐冷性等性状均与芽期耐冷性有着密切的相关关系。根据芽期耐冷性强弱所选择的耐冷系统群在自然低温或冷水处理下幼苗生长能力、穗抽出度、孕穗期耐冷性和成熟期综合耐冷性均明显强于冷敏系统群和选择前F3 系统群。通过对籼粳交低世代芽期耐冷性的严格选择 ,可以间接获得幼苗低温生长能力、孕穗期耐冷性和成熟期综合耐冷性较强的系统。

特种稻种质创新与营养特性评价

将系谱选择和花药培养相结合 ,分别选育出具有巨胚、甜味、有色种皮、软米、香味等单一特殊性状和聚合上述 2个以上特殊性状的特种稻种质 12份 ,并对这些种质进行了营养特性评价。结果表明 ,创新的特种稻种质营养成分含量明显高于普通稻 ,其中甜黑米 15 6 9和甜红米 15 71糙米千粒重很小 (8 4g、8 2 g) ,蛋白质 (12 4 %、11 7%)、赖氨酸 (0 75 %、0 76 %)、脂肪(5 2 9%、4 86 %)、油酸 (2 15 %、1 93%)和亚油酸 (1 93%、1 86 %)、维生素B1(8 4 2mg/kg、1 6 0mg/kg)和钙含量(36 8mg/10 0 g、2 9 5mg/10 0g)较高 ;巨胚香糯 15 74和白巨胚米 15 75的胚较大 ,千粒胚重 1 4 g以上 ,胚重占糙米重的比率 8%以上 ,蛋白质 (9 9%、10 6 %)、维生素B1(3 30mg/kg、0 98mg/kg)和钙含量 (2 7 7mg/10 0 g、32 5mg/10 0g)较高 ;黑糯米 15 6 8的维生素B1(6 5 7mg/kg)、铁和锌含量 (4 0mg/10 0 g、7 2mg/10 0 g)较高 ;红米 12 0 1的蛋白质 (11 1%)、锌 (7 0mg/10 0 g)和硒 (85 4ug/kg)含量较高。巨胚、甜味、有色种皮、香味等 2个以上特殊性状的聚合是增加水稻种质营养保健功能性的有效途径之一。

水稻孕穗期耐冷性QTLs分析

本研究以籼粳交“密阳2 3 吉冷1号”的F2∶3代2 0 0个家系为作图群体,在韩国春川进行冷水胁迫下水稻耐冷性鉴定,并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对水稻孕穗期耐冷性及其相对耐冷性进行数量性状位点(QTLs)分析。结果表明,在第1、2、4、11和12染色体上检测到与孕穗期耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5 .6 %～8 2 % ;在第1、3、4和11染色体上检测到与孕穗期相对耐冷性相关的QTL各1个,对表型变异的解释率为5 .9%～10 3%。所检测到的耐冷性QTL的增效等位基因多数来自吉冷1号,基因作用的方式主要为部分显性、显性和超显性。

不同生长环境下水稻结实率数量性状位点的检测

以籼稻密阳23与粳稻吉冷1号配制所获得的R2：3群体200个家系作为作图群体，在北京、昆明、三亚、公主岭和韩国春川等5个点进行水稻结实率的鉴定，并利用SSR标记对水稻结实率数量性状位点进行检测。结果表明，水稻结实率表型值及其在B家系群中的分布以及所检测到的QTL数目因生长环境不同而有较大差异，说明QTL与环境有明显的互作效应。水稻结实率在F3家系群中呈接近正态或偏态的连续分布，是由多个基因所控制的数量性状。共检测到与水稻结实率相关的QTL14个，分布于第1、2、3、4、6、7、8、10和12染色体上，对表型变异的贡献率为4．9％。15．3％。分别位于第1、2、6和12染色体RM1-RM259、RM263～RM6、RM340-RM30、RM270～RMl7区间的qSSR1、qSSR2、qSSR6和口SSRl2至少在2种生长环境下均检测到，对表型变异的贡献率分别为4．9％～8．4％、4．8％。7．2％、7．6％。10．7％和7．4％。10．4％。以上多数QTL增效等位基因均来自吉冷1号，基因作用方式主要为部分显性或显性或超显性。

水稻低温发芽势的遗传及数量性状基因座分析(英文)

利用籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2:3代200个家系作为作图群体,在14℃条件下鉴定萌发7d、11d、14d和17d时低温发芽势,并利用由SSR标记构建的分子连锁图谱为基础,对不同萌发阶段的低温发芽势进行了数量性状基因座(QTLs)检测,同时进行了低温发芽势与其他耐冷性状间的相关分析。结果表明,萌发7d时低温发芽势及其低温反应指数呈现向低发芽势和低的低温反应指数的偏态分布,而萌发11d、14d和17d时低温发芽势及其低温反应指数均呈现接近正态的单峰连续分布。萌发14d时低温发芽势与其他耐冷性的相关性较萌发7d、11d和17d时低温发芽势更为密切,与芽期耐冷性、幼苗期耐冷性、低温下幼苗生长能力和孕穗期耐冷性表现为显著或极显著的正相关。位于第2染色体RM29-RM262区间的qLVG2和第7染色体RM336-RM118区间的qLVG7-2、qCIVG7-2在萌发11d、14d和17d时均检测到;位于RM29-RM262区间的qCIVG2在萌发11d和14d时均检测到,并对表型变异的贡献率随着萌发进程而逐渐增加。与低温发芽势相关的qLVG2贡献率从6.9%增加到14.2%,qLVG7-2贡献率从9.9%增加到11.2%,而与发芽势的低温反应指数相关的qCIVG2贡献率从6.3%增加到9.0%,qCIVG7-2贡献率从8.3%增加12.9%。这些QTL的增效等位基因均来自强耐冷亲本吉冷1号,基因作用方式主要为部分显性。

水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响

利用籼粳稻杂交后代 (密阳 2 3/通 88- 7、密阳 2 3/ TR2 2 183、密阳 2 3/高产 10 2 )探讨了水稻幼苗期耐冷性选择对主要农艺性状的影响。从籼粳稻杂交后代 F2 和 F3 中选择的耐冷个体群或系统群与随机个体群或敏冷系统群间进行主要农艺性状的比较结果表明 ,在 F2 和 F3 水稻幼苗期耐冷性选择对秆长、穗长和穗数并不产生显著的影响 ,但选择获得的幼苗期耐冷性强的 F2 个体群的孕穗期耐冷性 (结实率 )、F3 系统群的分蘖期耐冷性 (赤枯度 )和孕穗期耐冷性 (结实率 )均显著强于随机个体群和敏冷系统群 ;在冷水处理下 F3 幼苗期耐冷性强的耐冷系统群的产量显著高于敏冷系统群。提出在水稻幼苗期以叶赤枯度来选择幼苗期耐冷性强的个体是获得高产耐冷后代材料的有效途径。

冷水胁迫下水稻幼苗期根系性状的QTL分析

本研究以籼粳交“密阳23／吉冷1号”的F2：3代200个家系作为作图群体，在自然和12℃冷水胁迫下，进行水稻幼苗期根系性状鉴定，并以利用SSR标记构建的分子连锁图谱为基础，对水稻幼苗期的根数、最大的根长、最大根的根径、根干重、根，苗比等根系性状进行了数量性状位点（QTLs）分析。结果表明，上述根系性状在F2代家系群均表现为连续分布，认为是由多基因所控制的数量性状。冷水胁迫下，在第1、2,6、11和12染色体上共检测到与根系性状相关的QTL 17个，对表型变异的解释率为5．8％．15．2％，其中与最大根的根径相关，位于第2染色体RM263-RM6区间的qCRD2和位于第11染色体RM21-RM206区间的qCRD11，以及与根干重相关，位于第2染色体RM262-RM263区间的qCRWT2和位于第11染色体RM229-RM21区间的qCRWT11贡献率较大，分别为15．0％、15．2％、10．6％和12．2％。这些基因的作用方式为部分显性或显性或超显性。

水稻耐冷性遗传及基因定位研究概况与展望

综述了水稻低温发芽力 ,幼苗期、孕穗期和开花期耐冷性等遗传研究概况和近年来在水稻耐冷性数量性状基因定位 (QTLs)研究方面所取得的进展 。

中国稻种资源农艺性状鉴定、编目和繁种入库概况

我国是亚洲栽培稻起源和分化中心之一。稻作历史悠久,稻区分布广泛,类型繁多。经考察和收集,尤其通过国家"七五"、"八五"和"九五"三个五年计划科技攻关协作,编入目录稻种资源75965份,鉴定和繁种67856份入国家种质库保存,获得150余万个性状数据,提供给国家作物种质资源数据库,为今后深入研究和育种利用奠定了丰富的物质基础。本文就我国稻种资源的考察和收集、农艺性状鉴定和编目、繁种与保存、存在问题加以论述,并对今后的稻种资源研究提出一些建议。

水稻耐冷性鉴定评价方法

水稻耐冷性是我国东北和西南高海拔地区、日本、韩国和朝鲜等国水稻育种的重要研究目标 ,至今许多学者对水稻耐冷性进行了广泛的研究 ,并且目前所采用的耐冷性鉴定评价方法已基本成熟 ,但国内还没有对其进行技术规范化。本文汇总了国内外至今所采用的水稻耐冷性鉴定方法和耐冷指标及分级标准等 ,将为水稻耐冷性种质资源鉴定和育种以及我国水稻耐冷性鉴定评价技术规范的制定提供参考依据。

中国稻种资源收集、保存和更新现状

截止2003年,我国共编目稻种资源77541份,其中各种类型所占百分比大小顺序为:地方稻种(68.68%)、国外引进稻种(12.65%)、野生稻种(9.45%)、选育稻种(6.96%)、杂交稻“三系”资源(2.09%)、遗传标记材料(0.16%);在国家长期库中共保存稻种资源69133份,其中各种类型所占百分比大小顺序为:地方稻种(71.38%)、国外引进稻种(12.16%)、野生稻种(8.09%)、选育稻种(6.52%)、杂交稻“三系”资源(1.54%)、遗传标记材料(0.18%)、其他(0.12%)。加强选育品种、品系、突变体的收集和保存;重视国外稻种资源的收集与引进;开展地方稻种的纯系筛选与保存;持续开展稻种资源的繁种更新;开展已筛选优异种质资源的确认和提供利用,这是今后稻种资源收集和保存工作的重要研究任务。

水稻主要农艺性状的冷水反应遗传分析

利用 10个水稻品种配制 4 5个半双列杂交组合 ,并在冷水处理下探讨了水稻主要农艺性状的冷水反应差异、配合力和遗传参数 ,以及冷水反应指数间的相关关系。研究表明 ,抽穗天数、秆长、穗长、穗粒数、结实率和穗颈长等农艺性状冷水反应的一般配合力和特殊配合力均呈显著 ,且一般配合力的变异大于特殊配合力的变异 ;水稻品种的冷水反应有着明显的差异 ,其中通 88 7、高产 10 2和TR2 2 183等品种的冷水反应较迟钝 ,并对主要农艺性状的冷水反应指数 (CRI)具有较高的一般配合力。亲本中控制秆长及其CRI值的正、负等位基因的频率基本相等 ,显隐性基因频率基本相同 ;秆长的表现型值及其CRI值受少数主效基因控制 ,具有较高的狭义遗传力。穗粒数、穗颈长和结实率及其CRI值与秆长的CRI值呈显著正相关 ,结实率的CRI值与穗颈长的CRI值呈显著的正相关。

水稻耐冷性对稻米品质冷水反应的影响

利用从密阳 2 3/通 88 7和密阳 2 3/TR2 2 183杂交组合F3 代选拔获得的水稻耐冷性强的系统群和弱的系统群以及 3个亲本品种 ,探讨了冷水胁迫对稻米品质特性的影响以及水稻耐冷性对稻米品质冷水反应的影响。研究结果表明 ,冷水胁迫使水稻糙米粒形变小 ,其中糙米粒长度、长宽比和千粒重比宽度和厚度更容易受到冷水胁迫的负面影响。冷水胁迫使稻米碱消值和蛋白质含量增加 ,而使稻米胶稠度、直链淀粉含量、最高粘度、冷胶粘度和崩解值下降。在水稻幼苗期对耐冷性进行选择 ,对糙米粒形并不产生显著影响。在自然条件下耐冷性强的和弱的2个系统群间品质特性未见显著差异 ,但在冷水胁迫下幼苗期耐冷性强或田间耐冷性强的系统群直链淀粉含量、最高粘度、热浆粘度、冷胶粘度显著高于幼苗期耐冷性弱或田间耐冷性弱的系统群 ,而蛋白质含量、消减值、崩解值和消减率则相反。认为耐冷性强的系统群的稻米品质比耐冷性弱的系统群表现出较迟钝的冷水反应 ,耐冷性对稻米品质的冷水反应产生一定影响。因此 ,提高水稻耐冷性对水稻品质的稳定和改善将产生积极的影响。