中国水稻微核心种质的耐储藏特性初步研究

采用人工老化方法对193份中国水稻微核心种质进行了耐储藏特性研究。结果表明,中国水稻微核心种质的耐储藏特性差异很大,绝大多数种质不耐储藏,但仍有少数种质的耐储藏特性较好,其中籼稻的耐储藏特性一般好于粳稻,同时籼稻和粳稻中都存在较好的耐储藏种质。在地域分布上,不同来源的中国水稻微核心种质的耐储藏特性差异很大,其中来源于湖南、湖北、四川、安徽、广东、江西、江苏等省份的种质较耐储藏。因此,可以从大量的种质资源中筛选出耐储藏特性较好的种质用于耐储藏水稻新品种选育。

籼型杂交稻恢复系明恢63的利用与创新

明恢63是我国杂交水稻组合配制中应用最广,种植面积最大,持续时间最长,效益最显著的恢复系,至今仍在生产上大面积应用。明恢63作为恢复系选育的骨干亲本,对我国杂交水稻的更新换代起到里程碑的作用。到2010年,全国以明恢63为父本配组了34个组合通过省级以上审定,其中4个组合通过国家审定,从1984～2009年,明恢63直接配制的组合累计推广面积达8 414.4万hm2,占全国杂交水稻推广面积的24.51%。全国各育种单位利用明恢63作为骨干亲本选育的新恢复系有543个,这些新恢复系配组了922个组合通过省级以上审定,从1990～2009年,以明恢63作为骨干亲本衍生的新恢复系配组的组合累计推广面积达8 101.3万hm2,占全国杂交水稻推广面积的28.22%。明恢63在分子育种方面,主要是导入抗虫、抗除草剂、抗稻瘟病、抗白叶枯、抗飞虱基因和产量QTL等。明恢63作为分子生物学研究的优异材料,到2010年为止,从中主要定位了43个基因,其中9个基因已被克隆。结合育种实践,展望未来杂交水稻育种,提出了"四性"综合的育种理论。

水稻耐储藏种质筛选和遗传多样性分析

采用恒温恒湿培养箱在42℃、RH88%的条件下人工老化21d的方法筛选243份水稻种质的耐储藏特性,SSR分子标记分析人工老化后发芽率在40%以上60份种质资源的遗传多样性和聚类分析。结果表明,人工老化后发芽率小于40%的有180份,占74.10%;发芽率41%～70%的有45份,占18.52%;发芽率在70%以上的仅有16份,占6.58%。遗传相似系数以0.44为阈值时,可分2大类;遗传相似系数以0.72为阈值时,可分为12亚类。说明60份材料的遗传多样性比较丰富,可以作为水稻耐储藏特性遗传育种研究的基础材料。

含白叶枯病抗性基因Xa23水稻恢复系的分子标记辅助选育

通过常规杂交育种技术和分子标记辅助选择技术,对携有白叶枯病抗性基因Xa23的亲本材料CBB23进行回交转育和农艺性状改良。通过分子标记辅助选择检测目的基因,快速获得了12份具有Xa23基因的恢复系稳定材料。采用白叶枯病菌株的专化强毒菌系P6对该12份材料进行室内接种鉴定,筛选出1份高抗白叶枯病的抗性新恢复系材料。应用3个不同的不育系对该恢复系进行测交,结果表明该恢复系具有良好的恢复性及产量潜力。

侵染甘薯的SPCSV、SPVG、SPFMV多重RT-PCR检测方法的建立及应用

为建立可同时检测甘薯褪绿矮化病毒（SPCSV）、甘薯G病毒（SPVG）和甘薯羽状斑驳病毒（SPFMV）多重RT-PCR检测方法,本文根据SPCSV热激蛋白基因（hsp70）及SPVG、SPFMV外壳蛋白基因（CP）基因核苷酸序列的保守区域设计特异性引物,通过引物筛选,优化多重RT-PCR反应条件,建立了能同时检测SPCSV、SPVG和SPFMV 3种病毒的多重RT-PCR检测方法。该体系能有效扩增出大小为304、433、601 bp 3个特异性片段。测序结果表明3种病毒与参考序列的一致性达94%-99%。应用建立的多重RT-PCR检测方法可稳定、准确、灵敏地同时检测单一或复合侵染3种甘薯病毒,为甘薯脱毒和病毒病诊断奠定基础。

水稻稻瘟病抗性基因定位、克隆及应用

稻瘟病是水稻生产中最严重的病害之一,严重影响水稻的产量和品质,由于稻瘟菌小种的变异快,垂直抗性基因难以持续控制稻瘟病的危害,因此,定位和克隆广谱持久的稻瘟病抗性基因,揭示其作用的分子机理,结合分子育种技术培育高产优质多抗的水稻新品种将是今后解决稻瘟病抗性育种最有效的途径。本文综述了水稻和稻瘟病菌之间的互作,稻瘟病抗性的分子机制,稻瘟病抗性基因定位,目前已经定位了73个稻瘟病质量抗性基因,其中9个稻瘟病抗性基因已经被克隆并进行了深入的研究,此外定位了至少11个QTL以及稻瘟病抗性基因克隆和功能分析,及其在水稻抗病育种中的应用。

再生稻净光合速率与产量及其构成因素的相关性分析

以13个杂交稻组合为材料,分析了再生季产量及其构成因素与水稻灌浆期和成熟期光合速率的相关性。结果表明,再生稻灌浆期净光合速率显著高于成熟期,且灌浆期不同组合间的差异大于成熟期。不同组合间在同一生育期净光合速率存在显著差异。再生稻灌浆期的净光合速率与产量呈极显著正相关,而成熟期净光合速率与产量则呈显著负相关。此外,灌浆期净光合速率与结实率呈显著正相关。

16个青贮玉米自交系主要性状的配合力分析及通径分析

选用福建省农业科学院作物研究所选育的12个青贮玉米自交系与国内4个主要骨干自交系,按NCⅡ(不完全双列杂交)设计的原理和方法对组配的48个杂交种进行配合力分析,并进行相关及通径分析。结果表明:MQ12-243是各个性状GCA效应值表现优良的自交系;生物产量高的组合为MQ12-243×18599;生物产量的狭义遗传力h2N较低,而株高的狭义遗传力h2N较高。相关及通径分析表明,株高、穗位高和百粒重与生物产量为显著正相关;百粒重对生物产量的直接效应明显,株高和穗位高对生物产量的直接和间接作用均较明显;因此,在选育高生物产量品种的过程中应注重对株高、穗位高和粒重的选择。

影响青贮玉米生物产量及品质关键农艺性状的初步分析

以29份不同农艺性状的青贮玉米材料组配54个杂交组合用于试验。经相关和通径分析,明确了影响青贮玉米生物产量的关键农艺性状为秸秆产量、茎粗、籽粒产量、节间数、株高、穗位高和苞叶数,建立了以青贮玉米生物产量为依变量的回归方程。通过对影响生物产量的农艺性状与品质性状相关性进行初步分析,发现对生物产量有关农艺性状的选择,并不会显著改变各个品质性状;但是对秸秆产量选育,将会降低粗蛋白含量、提高中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量,因此,在选育高产优质青贮玉米新品种时,要适当降低秸秆产量,提高籽粒产量,处理好秸秆产量和籽粒产量这一对矛盾。

切花型向日葵新品种“闽日1号”的选育

利用无花粉观赏向日葵品种雄性自发突变的单株，经杂交、回交、多代自交选育出向日葵切花型新品种“闽日1号”，该品种花色特别是花盘颜色与其父母本有明显的差异，表现为花瓣黄色，花盘绿色，花药黑色，花粉黄色，整个花盘色彩艳丽，层次分明，观赏性状稳定；该品种为切花型，生育期80～120d，株高115～170cm，花朵直径11～15cm，花瓣数35-45枚，瓶插寿命8～14d；生长势强、适应性广、生长期短、可周年栽培，切花产量9．0～12．0万枝·hm^-2。

福建花生产量与主要农艺性状之间的灰色关联度分析

采用灰色关联度分析法研究了11个花生品种的产量与主要农艺性状之间的关系。结果表明:影响花生产量的主要农艺性状的排列顺序为:主茎高>第一对侧枝长>单株饱果数>百果重>单株秕果数>单株分枝数>单株结果枝数>生育期。因此主茎高对花生产量的影响最大,生育期对花生产量的影响最小。

水稻稻瘟病抗性基因的归类分析及其功能研究进展

稻瘟病是世界水稻各稻区的主要病害之一。目前比较经济实效的稻瘟病控制方法是培育抗性水稻品种,传统遗传育种在提高水稻病害抗性方面做出了重要贡献,然而却存在着局限性,如优质品种却感病,抗病品种产量低,育种周期长,稻瘟病菌生理小种变异快等,使得传统育种陷入了僵局。随着分子生物学研究的深入,通过转基因和分子标记辅助选择的方法,选育集高产、优质和多抗于一体的品种则可以弥补传统育种的不足;因此,在控制稻瘟病方面,更多的抗性基因的鉴定、分离和克隆就显得更加迫切和必要。本文一方面对已经克隆的14个稻瘟病抗性基因在基因结构方面进行了归类分析,找出它们基因结构间的区别与联系,为新基因的发掘提供结构上的借鉴,另一方面对这些基因抗性获得的原因进行了归类分析,探寻抗感差异原因之间的联系。最后对基因的有效利用做了一简要阐述可为生产应用方面提供帮助。抗性基因的有效发掘和利用在选育抗稻瘟病水稻新品种方面具有重要的理论和实际意义。

大豆Nramp基因家族的序列特征与亲缘关系分析

大豆基因组测序与注释为重要基因的发现和基因功能、进化和发生的研究提供了坚实基础。Nramp蛋白是古老的膜整合转运蛋白家族,在重金属抗性中起着重要的作用。本研究利用BLAST从大豆基因组搜索出8个编码Nramp蛋白的基因,GmNramp氨基酸序列非常保守,具有典型的Nramp结构域,预测的跨膜结构域10-11个。根据结构的差异,GmNramp蛋白分为两个亚家族。大豆GmNramp基因家族的扩张主要是由于染色体复制引起的,并且GmNramp在不同的组织或器官中可被转录,表明GmNramp在大豆生长发育过程具有一定的功能。研究结果为进一步分离大豆GmNramp基因奠定了基础。

福建省花生秸秆存量、品质与固碳评价

为缓解福建省发展畜牧业过程中豆科饲草短缺现状,了解福建省花生秸秆资源情况,为花生秸秆资源的合理利用提供依据,采用随机区组小区试验和品质分析等方法,结合统计年鉴数据,对12个福建省适栽的花生品种秸秆产量、主要品质与固碳量进行评价分析。结果表明:荚果产量为4012.5～5557.5kg/hm2,平均为5119.5kg/hm2;籽仁产量2742～3843kg/hm2,平均为2881.5kg/hm2;花生秸秆鲜草产量为20425.5～28488kg/hm2,平均为24475.5kg/hm2;花生秸秆含水率为69.95%～73.98%,平均为72.41%;估算出2008—2010年福建省花生秸秆鲜草存量约235.087万～242.45303万t,年平均为239.199万t;干草量约64.86万～66.89万t,年平均为65.995万t。秸秆蛋白质含量8.38%～10.7%,平均为9.57%;粗脂肪含量1.2%～2.5%,平均为1.7%;总糖含量0.82%～6.26%,平均为4.72%;蔗糖含量0.4%～3.0%,平均为2.2%;还原糖含量0.4%～3.2%,平均为2.4%;中性洗涤纤维含量43.03%～52.4%,平均为46.48%;酸性洗涤纤维含量33.49%～42.23%,平均为36.67%;酸洗木质素含量7.19%～9.66%,平均为8.15%。综合品质分析,‘福花4号’、‘皖花4号’等品种的秸秆品质较优。福建省花生所固定的CO2约133.455924万～143.007561万t,年平均为136.0317315万t。花生秸秆是优质的牧草资源,可相当于65万t饲料粮食,花生生产对CO2固定的贡献巨大,可减轻CO2排放对大气温室效应的影响。

野生花生Hsp70基因家族的全基因组鉴定及生物信息学分析

热激蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)是细胞应对高温和其它胁迫环境时所产生的一类分子伴侣类型应激蛋白。本研究以Arachis duranensis和Arachis ipansis基因组数据库为基础,利用生物信息学方法对Hsp70基因家族进行鉴定分析。结果表明,A.duranensis含有34个Hsp70基因成员,A.ipansis含有35个Hsp70基因成员,两者的直系同源基因大部分分布于两套染色体相近的位置。Ad Hsp70和Ai Hsp70基因家族根据亚细胞定位结果可分4种类型,各类型的Hsp70基因结构相对保守。根据系统进化分析Hsp70基因家族可分为ClassⅠ(Hsp70)和ClassⅡ(Hsp110)两个亚家族,其中ClassⅠ亚家族进一步分为3个小家族,同时揭示Hsp70基因家族成员产生于单双子叶分化之前。GO分析预测表明,Ad Hsp70和Ai Hsp70基因家族功能类别完全一致,各功能类别数目比例变化相似。本研究结果有助于了解花生属植物Hsp70基因家族功能,以期为深入研究花生逆境生理过程中的分子调控机理提供基础。

花生‘福花4号’产量与籽仁营养成分积累过程研究

以‘福花4号’为材料,采用国家有关检测标准,研究花生鲜果产量、花生群体与品质相关的主要营养成分积累过程。结果表明,花生鲜果产量增长,水分逐渐下降。成熟期(下针65天)鲜果籽仁粗脂肪含量为15.1%,其中,C18:1n9c占45.8%,C18:2n6c占31.4%,C16:0占13.0%,三者占粗脂肪含量的90.2%。粗脂肪含量增长曲线呈抛物线,脂肪酸组成积累过程有3种类型,成熟时O/L值最高值达1.46。籽仁蛋白质积累呈波浪型,氨基酸总量的变化趋势与蛋白质一致,峰值都出现在下针35天左右。成熟期蛋白质含量为8.85g/100g;氨基酸含量为7.46%;检测出17种氨基酸,谷氨酸含量最高,氨基酸变化曲线有3种类型。蔗糖、还原糖、总糖含量曲线均随花生干物质的积累过程呈由高到低后再回升的趋势。成熟期的蔗糖、还原糖、总糖含量分别为2.2g/100g、0.1g/100g和2.42g/100g。此试验结果得出,‘福花4号’鲜果产量与群体品质有关的主要营养成分含量在花生成熟期达最高或次高值,若要获得高产花生的鲜果产量和良好的品质应待花生成熟时采收。

转基因植物选择标记基因删除技术

本文系统地介绍了4种转基因植物选择标记基因删除技术——(共转化法(co-transformation)、转座子法(transposable element)、位点特异性重组法(site-specific recombination)、染色体内同源重组法(intrachromosomal recombination)的基本原理和操作过程,并分析了各自的特点和实际应用情况,比较了它们的优缺点,展望了删除技术的前景。删除技术的发展,无论是对于转基因作物的安全性和商业化,还是转基因技术的发展和完善都有积极的作用。

闽东高山反季节糯玉米栽培密度对主要性状及经济效益的影响

为了确定糯玉米高山反季节栽培适宜种植密度,通过糯玉米‘闽糯0018’闽东高山反季节栽培不同种植密度对主要性状及经济效益的影响进行初步研究。结果表明,栽培密度在5.7万株/hm2时,鲜苞商品性状和产量能够得到比较好的协调,取得较好的经济效益。密度过高或过低会影响鲜苞产量及经济效益。糯玉米‘闽糯0018’闽东高山反季节大面积栽培时,种植密度应控制在5.7万株/hm2左右。

不同蛋白质含量大豆品种氮素积累、分配和运转规律研究

以3个籽粒产量相近但蛋白质含量差别较大的大豆品种为材料,分析了分枝期后不同器官的氮素积累、分配和运转规律及其对籽粒蛋白质含量的影响。结果表明:结荚前品种之间氮素含量和积累量差别不大,结荚后高蛋白大豆营养器官(叶片、茎秆和叶柄)的氮素含量除个别时期外(叶柄第7周)都高于普通大豆,说明营养器官较高的氮素含量及长时间保持较高水平有利于籽粒氮素的积累;而荚皮氮素含量除成熟期外均低于普通大豆,说明高蛋白大豆籽粒对氮素的利用效率更高;籽粒形成及成熟期,蛋白质含量越高的品种吸收和运转的氮素越多,运转氮素对籽粒的贡献比例越大。成熟期高蛋白大豆依然比普通大豆吸收更多的氮素,且成熟期各个器官氮素含量均比普通大豆高,这有利于高蛋白大豆品种籽粒蛋白的加工利用和秸秆饲用及还田等方面的综合利用。

转甘蔗pepc基因籼稻恢复系N175的遗传学分析

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)是C4双羧酸循环途径中CO2固定初始反应的一种酶,在该酶作用下,C4植物的光合速率,特别是在强光高温条件下,明显高于C3植物。甘蔗属于禾本科甘蔗属,为C4作物之一。本研究对转甘蔗pepc基因水稻恢复系N175的转基因后代进行遗传学分析,Southernblot检测结果表明,甘蔗pepc基因已经整合到水稻恢复系N175基因组中,在一些转基因株系中,甘蔗pepc基因以单拷贝的方式整合到杂交水稻恢复系N175的基因组中。对转甘蔗pepc基因的水稻恢复系N175株系进行光合效率分析,结果表明转基因株系的光合效率显著高于非转基因对照。在转基因株系中,最高的光合效率为26.50μmol·m-2·s-1,与非转基因对照相比,光合效率提高了106%,说明甘蔗的pepc基因在一定程度上可以提高转基因水稻的光合效率。