Peculiarities of nuclear DNA multiplication during embryogenesis in rice(Oryza sativa ssp.japonica)embryo cells

The study was to determine the Feulgen-DNAcontents of the nuclei in the cells of globular,

两套籼型杂交水稻材料粒形遗传效应分析

采用禾谷类作物胚乳品质性状的遗传模型及其分析方法,对两套双列杂交组合粒形性状(谷粒粒形、糙米粒形和整精米粒形)的长、宽、厚及长宽比等性状进行研究。结果表明,籼型杂交水稻粒形性状除谷粒厚和糙米厚外主要受种子直接效应和母体效应的影响,以种子直接加性效应为主,谷粒厚和糙米厚两性状主要受母体效应影响。大多数粒形性状的普通直接遗传率和普通母体遗传率都达显著或极显著水平,且除糙米厚和整精米厚外都以普通直接遗传率为主,糙米厚和整精米厚以普通母体遗传率为主,但因材料和性状的不同有所差异。遗传效应预测值结果表明,缙香1A、缙香2A、缙2A、N45、缙恢34、蜀恢527和泸恢17等对改良粒性状有较好的效果,其中以缙香1A对谷粒、糙米和整精米粒形性状改良效果较好。

水稻灌浆期叶鞘蛋白质差异表达分析

为研究叶鞘在籽粒灌浆期间代谢的分子机理,应用差异蛋白质组学方法分析了大穗型水稻"金恢809"在籽粒灌浆不同时期,叶鞘的蛋白质组变化趋势,共检测到23个差异蛋白质点,其中11个得到鉴定,并按其表达丰度的变化分为6类。第1类,随着灌浆进程表达量逐渐降低,如α-亚基草酰乙酸脱羧酶;第2类,表达量先升后降,如二磷酸核酮糖羧化酶小链和ADP-核糖基化因子1;第3类,表达量先降后升再降低,如生长素响应因子、锌指-C3HC4型家族蛋白、液泡H+-ATP酶和二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶;第4类,表达量先升后降再升又降,如核酮糖α亚基结合蛋白;第5类,表达量先降后升,如金属硫蛋白Ⅱ相似蛋白-1A和牻牛儿基牻牛儿基二磷酸合酶;第6类,表达量逐渐升高,如蛋白激酶家族蛋白。这6类蛋白分别参与叶鞘光合作用、激素调节、物质转运、植株衰老的抗性反应以及细胞信号转导,共同调控叶鞘的源、库、流转化。

水稻灌浆期叶片蛋白质差异表达及其作用机理分析

采用双向电泳和质谱技术研究大穗型水稻"金恢809"灌浆期旗叶的蛋白质表达模式,共发现17个蛋白质发生差异表达,其中3个在灌浆前期至中期大量表达,9个在中后期大量表达,4个在后期大量表达,1个在灌浆前期和后期出现两次表达高峰。经MALDI-TOF/MS分析和数据库检索,鉴定出12个差异蛋白质,分别参与叶片的物质合成与降解,碳水化合物运输,植株抗氧化反应,激素代谢,以及细胞骨架的构建和组织成熟等生理反应。分析结果表明,核糖/半乳糖/甲基半乳糖苷运输ATP结合蛋白1在灌浆前中期参与物质向籽粒的运输;生长素响应蛋白IAA27通过调节ATPase活性影响叶片物质运输;N-乙酰谷氨酸半醛脱氢酶在灌浆末期参与叶片的多胺代谢,延缓叶片衰老;谷胱甘肽S-转移酶和Cu/Zn-超氧化物歧化酶在籽粒灌浆后期的植物解毒和防御活性氧伤害中起着重要作用。

籼粳稻杂交后代维管束性状与穗部性状的关系

以籼稻中优早8号和粳稻丰锦杂交育成的重组自交系F6代群体为试材,研究了水稻维管束性状与穗部性状的关系。结果表明,水稻穗颈和倒二节间大小维管束数、大维管束效率和一次枝梗效率与一二次枝梗数、一二次枝梗总长度、一二次枝梗实粒数、一二次枝梗总粒数、二次粒率、穗颈粗、穗长、穗重、着粒密度、穗实粒数、穗总粒数和单株产量都呈极显著正相关,而与穗数呈极显著负相关,且与二次枝梗性状关系更为紧密。倒二节间大小维管束数比、大维管束数比、小维管束数比与穗部性状关系却相反。维管束性状与结实率、千粒重、穗型指数和第1节位长度关系不大。逐步回归及通径分析表明:一次枝梗效率对穗总粒数、一二次枝梗数、一二次枝梗总粒数的直接作用都较大,对单株产量直接作用最大;而大维管束效率对穗部性状的间接作用都较大,对单株产量间接作用最大。籼型和偏籼型水稻大维管束效率>1/2,而粳型和偏粳型<1/2。粳型和偏粳型水稻一次枝梗效率接近1,而籼型和偏籼型在1/2左右。大维管束效率和一次枝梗效率与穗部性状和单株产量关系密切,在亲本及杂交后代中所分化的程度明显不同,能反映出穗部性状良好的形态和机能,可以作为选择良好穗部性状的参考指标。

杂交粳稻若干米质性状的配合力

杂交粳稻F_2种子的加工品质和外观品质,除整精米率同时受一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)的作用外,糙米率、精米率、糙米长和长/宽比以及垩白米率主要受亲本GCA的作用。亲本GCA可决定上述性状变异的74.77—91.59％,其中恢复系GCA所决定的变异为49.57—83.58％。除垩白米率外,其余性状的GCA与亲本本身的表现有密切的关系。

杂交粳稻主要经济性状的配合力与年份的互作效应

母本株高、结实率和收获指数的GCA;父本抽穗期、株高、每穗总粒数、结实率和千粒重的GCA以及千粒重的SCA与年份之间都存在显著互作。多数性状的GCA具有较高的稳定性,不同年份的GCA效应相似性较大;而SCA的稳定性除了抽穗期、株高和每穗实粒数较高以外,其余性状均较低,不同年份SCA效应的相似性亦较差。认为根据一年试验得到的GCA效应具有一定的参考价值;而SCA效应需经多年或多点鉴定。

玉米PEPC基因和PPDK基因在籼稻明恢63中的整合及与光合作用相关的特性分析

丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)是C4植物光合作用途径中,二氧化碳固定的关键酶。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)是在C4和景天酸(CAM)植物光合作用的初级碳同化中的一个关键酶,该酶介导不可逆的β羧化反应,将磷酸烯醇式丙酮酸转化成草酰乙酸和磷酸。本研究将编码玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因的质粒和编码玉米丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)基因的质粒通过基因枪轰击转化的方法同时导入籼稻明恢63中,PCR-Southern印迹杂交的结果表明,玉米丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)基因已经整合到明恢63中。在温室条件下,分析了转基因明恢63植株的剑叶全氮含量,结果表明,不同的转基因明恢63植株,其剑叶的全氮含量是不同的,大部分转基因明恢63植株剑叶的全氮含量高于非转基因明恢63对照的全氮含量,转基因明恢63植株ZHM3-50剑叶全氮含量为3.82%,比非转基因明恢63对照高0.45%。对转基因明恢63植株的产量构成因素的分析结果表明,在温室条件下,不同的转基因明恢63植株之间,产量构成因素差异比较大,比如植株干重、收获指数等。这些有助于育种家们选择不同的育种材料。

不同环境条件下籼型杂交水稻粒形遗传效应的研究

采用包括基因型×环境互作效应的种子遗传模型,对不同环境条件下的双列杂交组合粒形性状(谷粒粒形、糙米粒形和整精米粒形)的长、宽、厚及长宽比等性状进行研究.结果表明,籼型杂交水稻粒形除谷粒厚和糙米厚外的粒形性状主要受遗传主效应控制,其中以种子直接加性效应起决定作用,其次是母体基因效应;谷粒厚和糙米厚两性状主要受基因型×环境互作效应的影响,以母体加性×环境互作效应为主.除谷粒厚和糙米厚外的所有粒形性状以普通遗传率为主,谷粒厚和糙米厚以互作遗传率为主;整精米粒形性状受环境的影响相对于谷粒和糙米要小.遗传效应预测值结果表明,缙香1A、缙香2A、缙2A、N45和缙恢34等对改良粒性状有较好的效果,其中以缙香1A对谷粒、糙米和整精米粒形性状改良效果较好,且受环境的影响较小.

粳稻杂种劣势的遗传及表型特性分析

杂种优势是自然界的一种普遍现象,但在杂交水稻育种实践中也时常发现杂种劣势现象,为了更好地阐明杂交育种理论和揭示品种本质有必要对杂种劣势的遗传机理进行更深层次的研究。本研究旨在通过两个韩国粳稻品种(Aranghyangchalbyeo和Sanghaehyangheolua)及其正反交后代(F1,F2)特性的比较,解析水稻杂种劣势的表型、类别及其遗传模式。形态学分析表明,正反交F1植株的劣势表现均明显、稳定且不受环境影响,主要农艺性状的中亲劣势值均为负值,其中F1的株高、分蘖数和结实率与亲本相比显著降低(P<0.01);F1劣势表现从发芽后第5d开始,地下部的劣势表现比地上部更为明显。细胞组织结构观察表明,分蘖盛期F1劣势植株叶片发育正常,而其根部气腔发育较亲本迟缓,从而阻碍了地上部与地下部的通气情况,因此也影响了整个植株的正常生长。遗传学分析发现,该劣势组合成熟期F2群体中正常与劣势植株呈现7:9的分离,结合分蘖盛期该F2群体株高的分离模式,推断该杂种劣势的表型是由两个互补的显性基因控制。该研究结果为揭示杂种劣势的多样性及分子遗传机制提供了新思路。

两系杂交粳稻配合力测定及通径分析

用5个粳型光敏核不育系和5个恢复系配制24个组合(缺失一个组合),单行种植,重复3,,按NCⅡ设计,估算配合力和有关方差,并按逐步剔除法作通径分析.结果表明,对单株产量贡献大的性状依次为每穗实粒数、单株有效穗、千粒重和结实率.就一般配合力而言,_(7001)S、_(6085)S、轮回422的单株谷重,每穗实粒数的一般配合力效应最高,所配组合的产量及实粒数也高.M_(105)S、皖恢9号的有效穗一般配合力及特殊配合力方差均高,所配组合易获多穗._(5088)S、M_(105)S、4859所配组合的千粒重高.就特殊配合力来说,单株产量特殊配合力效应最高的组合为5047×皖恢9号,其次是M_(105)S×培C_(115),结实率的特殊配合效应最高的为_(6085)S×轮回422和_(7001)S×皖恢9号.从组合产量优势看,有22个组合超过鄂宜105,5个组合超过当优C堡,其中2个是_(7001)S配组,3个是轮回422配组的组合.

增效位点在稻米碾磨品质分子预测中的效应及其与遗传效应的关系

利用重庆和泸州两个环境下种植的两套杂交水稻不完全双列组合(按NCII设计),结合SSR和AFLP标记,按照单向分组的方差分析法筛选与F_2碾磨品质表现相关的阳性位点和增效位点,分别就此两类位点建立相应的预测模型,同时采用包括基因型×环境互作效应的种子遗传模型对这两套材料进行遗传效应分析,旨在分析水稻碾磨品质的分子预测效果及其与遗传效应之间的关系.结果表明:(1)增效预测模型较阳性预测模型稳定性好,精确度高.糙米率、精米率和整精米率的增效预测模型可决系数分别为0.6467、0.6516和0.7265,而阳性预测模型则为0.4053、0.4981和0.6897;增效预测模型的剩余平方和分别为0.8104、0.8011和4.4508,而阳性预测模型则为0.9826、0.9673和6.2676;增效预测模型的预测变异系数为6.79%、7.27%和5.02%,而阳性预测模型则为9.12%、8.13%和6.09%.(2)增效预测模型预测效果因材料和性状的不同存在差异,套内预测好于套间预测,固定不育系预测好于固定恢复系预测;预测效果以整精米率最好,精米率次之,糙米率稍差;(3)不同性状和材料的预测效果受环境互作的影响不同,糙米率受环境互作影响大于精米率大于整精米率.因此,可根据不育系和恢复系材料特性,在一定环境条件下建立碾磨品质性状的预测模型,或者选择遗传主效应表现良好,同时环境互作效应表现较为稳定的亲本建立预测模型,可能将会获得较为理想的预测效果.