中国菰资源及其应用价值的研究

中国菰 [Z .LatifoliaGriseb(Turcz) ]是本木科菰属 (ZinaniaLinnaeus) 4种植物之一 ,是一种多年水生草本植物。我国从周代开始已有 3 0 0 0多年的应用记载。对中国南四湖、洪湖、洪泽湖、太湖、巢湖、白马湖、高邮湖、骆马湖、石臼湖、宝应湖的野生菰资源的调查显示 ,其菰草总面积大约 4 88km2 ,估计每年菰草和菰米产量分别约是 55× 1 0 4 t和 1 8× 1 0 4 t。实验室和人群研究表明 ,中国菰米食用安全、风味独特 ,未见致突变作用和人体毒副作用 ;其蛋白质含量达 1 3 2 % ,蛋白质功效比值达 2 75;富含无机盐和B族维生素。菰草粉中蛋白质、脂肪、灰分、钙和磷含量分别是 7 4 %、2 3 %、1 2 %、0 4 9%、和 0 1 2 %。菰植物的根、茎、叶、果都有多种用途和功能 ,具有很高的经济价值 ,亟待科学、合理、综合地开发利用。

AB-QTL法定位广东高州野生稻谷粒外观性状和粒重基因

以广东高州野生稻为供体亲本，在栽培稻粤香占的遗传背景下构建了一套高代回交BC3F1群体，共计245个株系。选择117对在双亲间有多态性的SSR引物，对BC3F1株系进行了基因型分析。利用AB-QTL分析法对谷粒外观性状和粒重进行QTL分析，结果表明粒长、粒宽、粒长宽比以及粒重4个性状共检测到23个QTL，分布于水稻第1、2、3、4、5、6、8和ll染色体上，单个QTL的贡献率范围为3．77％-28．67％。其中有6个QTL的贡献率超过20％，分别是控制粒宽的qGW-11-1，控制长宽比的qLWR-2和qLWR-11，控制粒重的qGWt-5-1、qGWt-5-2和qGWt-11-1。与现有的以普通野生稻为供体的相关研究比较，本研究所定位的基因数目较多，表明高州野生稻亟需研究利用。

我国三个野生稻种谷粒和花药形态的扫描电镜观察

为了探求栽培稻同野生稻的亲缘关系,采用扫描电镜比较观察了我国的普通野稻(O.rufipogon)、药用野稻(O.officinalis)、瘤粒野稻(O.meyeriana subsp.tuberculata)和栽培稻(O.sativa)的谷粒和花药的形态结构,获得下列主要结果:(1)谷粒表面的形态特征——栽培稻、普通野稻和药用野稻是由排列整齐、分布均匀的乳头状突起组成,瘤粒野稻是由分布不均匀的小瘤状突起组成。栽培稻、普通野稻和药用野稻具有粗刺毛和纤细毛,瘤粒野稻具有钩毛和纤细毛。(2)花药壁表面结构——栽培稻和普通野稻是由排列整齐的长形细胞组成;药用野稻和瘤粒野稻由两类细胞组成,一类是排列整齐的细胞,另一类是大小不均等、排列不呈条状的细胞。从谷粒形态、刺毛种类和分布、稃表面结构、花药形态、花药壁表面结构的相似性和差异性的研究结果表明,栽培稻与普通野稻的亲缘关系较近。

优质水稻恢复系测679的选育与应用

测679是广西大学农学院用合浦普通野生稻与恢复系IR661、IR2061复合杂交(IR661∥IR2061/合浦野生稻)于2000年育成的水稻恢复系。该恢复系恢复力强,配合力高,米质优,同时具有合浦野生稻抗寒性强的特性。用测679组配的杂交稻组合中优679(中9A/测679)、博优679(博A/测679)和优Ⅰ679(优ⅠA/测679)已先后通过了广西品种审定。

基于广西普通野生稻染色体片段代换系的落粒性QTL鉴定及相关主效QTL定位

【目的】挖掘广西普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)蕴藏的落粒性基因,为广西普通野生稻进化及栽培稻起源等研究提供参考依据。【方法】通过杂交、回交和分子标记辅助选择(MAS)等方法构建广西普通野生稻DP30和DP15的染色体单片段代换系(CSSLs)群体(DP30-CSSLs和DP15-CSSLs),对CSSLs群体进行落粒性鉴定和数量性状位点(QTL)分析;并以筛选出的强落粒性代换系Y99(CSSL-Y99)与受体亲本93-11杂交构建次级F2群体,对落粒性相关QTL进行定位。【结果】构建出由144个CSSLs组成的DP30-CSSLs群体和由59个CSSLs组成的DP15-CSSLs群体。DP30-CSSLs群体代换片段累计全长737.5 Mb,对DP30全基因组的覆盖率约为94.71%;DP15-CSSLs群体代换片段累计全长337.36 Mb,对DP15全基因组的覆盖率约为73.11%。从2个广西普通野生稻CSSLs群体中鉴定出12个落粒性CSSLs(CSSL-Y104、CSSL-Y68、CSSL-Y83、CSSL-Y328、CSSL-Y235、CSSL-Y64、CSSL-Y63-2、CSSL-Y303、CSSLY99、CSSL-Y106-3、CSSL-Z37和CSSL-Z38),检测出6个落粒性QTLs(qSH2.1、qSH4.1、qSH5.1、qSH9.1、qSH11.1和qSH11.2)。其中,q SH11.1的加性效应(-37.5)和表型贡献率(-23.4%)最高。利用在qSH11.1所在区间内开发的6对InDel分子标记(M1、M2、M3、M4、M5和M6)对从次级F2群体进行基因型分析,筛选出4个重组单株(43、167、128和136),并将落粒性主效QTL qSH11.1定位于第11染色体M5~M6间约1.5 Mb的范围内。【结论】从构建的广西普通野生稻核心种质资源(DP30和DP15)CSSLs群体中检测出6个落粒性QTLs,主效QTL qSH11.1定位于第11染色体M5~M6间约1.5Mb的范围内,是新发现的落粒性QTL。

栽培稻与野生稻离体受精获得的中间类型

通过离体受精获得栽培稻(珍汕97A)与野生稻(窄叶短花药野生稻)杂交产生的植株,它的穗形和颖花均与父母本有一定的差异,尤其是雄蕊变异较多,它的颖花过氧化物酶同工酶酶谱为与父母本均不相同的中间类型。

尼瓦拉野生稻(Oryza nivara)小粒基因GS3-N的克隆及功能分析

水稻粒型是影响产量的一个重要因素,为挖掘和利用野生稻中粒型相关基因并解析其功能机制,本研究以尼瓦拉野生稻(Oryza nivara)为供体亲本,粳稻品种‘滇粳优1号’(DJY1)为轮回亲本,构建了一个极小粒近等基因系NIL-J155。图位克隆获得了尼瓦拉野生稻中负调控籽粒大小的GS3基因的一个新的单倍型,命名为GS3-N(GS3 from O.nivara)。GS3-N定位在细胞膜,且在不同生长阶段的不同组织中均有表达。序列分析表明,小粒单倍型GS3-NJ155第5个外显子处有312 bp的插入和缺失,其编码的蛋白含有植物特有的器官大小调控区(OSR)和跨膜结构域,而大粒单倍型GS3-NDJY1由于第2个外显子处的无义突变,导致编码蛋白只含有部分OSR结构域。进一步的研究表明,在J155背景下分别敲除OSR和跨膜结构域都能显著增加其粒长和粒重,过表达植株则表现粒长明显变短,株高降低,穗长变短,证明GS3-N可能具有一因多效的作用。本研究结果表明作为调控粒长的负调节子,GS3-N编码蛋白和转录表达水平的差异是引起J155和DJY1粒型差异的原因,这不仅为水稻粒型驯化机制提供新的理论基础,还将为现代水稻栽培种提供更多的粒型遗传资源。

东乡野生稻的粒形相关QTL分析

以东乡野生稻/协青早B∥协青早B的回交自交系群体为遗传材料,利用简化基因组测序技术鉴定群体的SNP分子标记基因型,对东乡野生稻的粒形相关性状进行QTL分析。在水稻第1,3,4,5,10,12号染色体上共发现14个粒形相关QTL,包括6个粒长QTL(q GL1、q GL3.1、q GL3.2、q GL4、q GL10.1、q GL10.2)、2个粒厚QTL(q GT5、q GT10)和6个粒重QTL(q KGW3、q KGM4、q KGW5、q KGW 10.1、q KGW10.2、q KGW12)。其中q GL3.1与q KGW3、q GT5与q KGW5、q GL4与q KGM4、q GL10.1与q KGW10.1以及q GL10.2、q GT10与q KGW10.2定位区间重叠,推测这些QTL具有一因多效特性。加性效应最大的粒长QTL即q GL3.1(q KGW3)被定位在第3染色体的粒形基因GS3的区域中,且q GL3.1与GS3都是控制粒长的主效QTL,推测q GL3.1就是GS3基因。而在q GL3.1区域附近还存在粒长QTL q GL3.2,该位点与已克隆的粒长QTL即GL3.1在位置上重叠,推测q GL3.2可能就是GL3.1/Os PPKL1基因。