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    2011年, 第25卷, 第3期
    刊出日期:2011-05-10
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    综述与专论
    研究报告
    研究简报
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    综述与专论
    我国杂交稻育种研究的亮点及难点
    陆作楣
    2011, 25(3): 231-235 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.001
    摘要 ( )   PDF(391KB) ( )  
    我国杂交稻经过40年的发展,取得了三系杂交、两系杂交及杂交稻种子生产技术体系等一系列研究成果。概述了我国杂交稻育种研究的四大亮点,同时分析了面临的四个难点,并阐述了我国杂交稻育种加强基础理论研究以及培养高级育种人才的重要意义。
    研究报告
    水稻叶片中活性甲基循环、转移相关基因对干旱胁迫的应答
    张小丽,刘 敏,商 奇,葛才林
    2011, 25(3): 236-242 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.002
    摘要 ( )   PDF(746KB) ( )  
    以中旱3号、汕优63和矮仔占为材料,在10% PEG6000模拟干旱条件下,分别应用基因芯片和mRNA 差异显示技术检测了不同基因型水稻叶片中活性甲基循环、转移相关基因表达对干旱胁迫的应答。中旱3号和汕优63叶片中活性甲基循环过程受干旱胁迫诱导,而矮仔占叶片中这一过程受到干旱胁迫的抑制;干旱胁迫诱导中旱3号叶片中更多甲基转移酶基因的表达,尤其是对Rubisco蛋白甲基化修饰基因转录的诱导,有利于防止Rubisco蛋白的氧化降解;干旱胁迫抑制矮仔占叶片中DNA甲基转移酶、组蛋白甲基转移酶基因的转录。这一结果证明水稻中甲基循环、转移基因的表达在水稻耐旱中有一定的作用。
    一种简便的获得无标记耐盐转基因水稻植株的NaCl有效筛选浓度选择法
    赵艳,罗园园,张晓丽,郭龙彪, 钱前, 董禹然
    2011, 25(3): 243-248 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.003
    摘要 ( )   PDF(538KB) ( )  
    以4个粳稻品种(日本晴、秀水11、武运粳7号、中花11)为材料, 研究发现,在含NaCl的NB培养基上,NaCl对水稻种子发芽的抑制率与对成熟胚愈伤组织生长的抑制率之间呈线性正相关。水稻种子发芽抑制率达50%左右时的NaCl浓度与愈伤组织生长抑制率达80%左右时的NaCl浓度一致,可以作为耐盐基因转化水稻时NaCl有效筛选浓度的重要参考。由此获得日本晴、武运粳7号和中花11 NaCl有效筛选浓度为200 mmol/L,秀水11 NaCl有效筛选浓度为250 mmol/L。采用上述浓度的NaCl对BADH基因转化的日本晴和秀水11愈伤组织进行筛选,成功获得了无标记基因的转基因水稻植株,转化率分别达到38.9%和32.0%。建立的NaCl筛选浓度确定法通过测定NaCl对水稻种子的发芽抑制率来确定水稻耐盐基因转化时合适的NaCl筛选浓度,操作简便,实验周期短,无需其他抗性标记基因。
    双胚苗水稻单倍体及其杂交后代基因组DNA甲基化特异位点的分析及功能探讨
    吴绍华,薛晶晶,张红宇,徐培洲,吴先军
    2011, 25(3): 249-255 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.004
    摘要 ( )   PDF(1231KB) ( )  
    采用甲基化敏感性扩增多态性技术对水稻单倍体SARⅡ628及它与蜀恢527、蜀恢363的杂交后代基因组DNA甲基化位点进行了分析。用16对选择性扩增引物在双亲及杂交后代中共检测到765个DNA甲基化位点,与双亲相比,杂交后代DNA甲基化水平均有不同程度的降低。通过分析两个杂交组合与双亲的甲基化带型差异,发现非单倍体遗传及单倍体独立遗传两种甲基化差异位点。对部分甲基化位点的序列进行功能分析,发现这些位点主要涉及细胞构造、代谢途径、应激反应等生物学功能。推测这类功能基因的甲基化修饰调控着相关基因的开启与关闭,为植物的生存、生长、发育及进化提供动力。
    一个水稻类病变黄叶突变体的鉴定和精细定位
    吴 超,付亚萍,胡国成,斯华敏,刘旭日,孙宗修,程式华,刘文真,
    2011, 25(3): 256-260 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.005
    摘要 ( )   PDF(790KB) ( )  
    从15 000多个水稻转基因株系中发现了一个类病变黄叶突变体。该突变体最显著的特征为叶片由下而上依次黄化,同时出现类似病原体感染的病斑。根据突变体表型, 将该突变体命名为syl1(spotted and yellow leaves 1)。 遗传学分析表明, 该突变性状受1对隐性核基因控制。PCR检测和潮霉素抗性分析显示,该突变表型不是由TDNA插入引起的。为了克隆该基因,将此突变体和籼稻品种龙特甫杂交获得F2和F3定位群体,利用网上公布的SSR标记首先将突变基因定位在第12染色体短臂端分子标记RM7619附近。随后利用日本晴和9311序列的差异, 在该区域新设计了9对InDel分子标记, 进一步将syl1 基因定位在BAC克隆OSJNBa0002O20内分子标记WL32与WL35之间约102 kb的区域。 为进一步克隆syl1 基因奠定了基础。
    水稻皱曲叶突变体rtl1的遗传分析与分子定位
    方云霞,宋修娟,彭友林,董国军,郭龙彪,曾大力,张光恒,颜红岚,钱 前,
    2011, 25(3): 261-266 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.006
    摘要 ( )   PDF(567KB) ( )  
    水稻扭曲叶突变体rtl1是利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种日本晴获得的。在苗期,该突变体的叶片就表现出皱缩和扭曲状。将该突变体分别与籼稻品种台中本地1号和浙辐802进行配组。遗传分析表明该突变体性状受1对隐性单基因控制。通过混合分离法,找到了位于第4染色体上的紧密连锁SSR标记RM1155,通过新发展的多态性STS标记,最终将该基因定位在STS标记T1591和SSR标记RM1359之间,其遗传距离分别为0.48和0.96 cM。为进一步克隆该基因打下了基础。
    我国西南地区粳稻品种抽穗期的遗传分析
    周振玲, ,魏祥进, 江 玲 ,刘 凯,徐大勇,翟虎渠,万建民
    2011, 25(3): 267-276 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.007
    摘要 ( )   PDF(2559KB) ( )  
    设置长日高温、长日低温、短日高温和短日低温4组环境,对我国西南地区26份主栽粳稻品种的感光性、感温性及基本营养生长性进行了分析。西南地区各粳稻品种表现出不同程度的感光性和感温性,基本营养生长性整体表现适中,品种间也存在着一定的差异。回归分析发现,抽穗期长短与品种的感光性呈显著相关,感光性是影响西南地区粳稻品种抽穗期长短的主要因素。以一套抽穗期主基因近等基因系以及2个QTL近等基因系为测验品种分析26份粳稻品种的抽穗期基因型。结果表明,西南地区粳稻品种携带有显性早熟等位基因Ef1或Ef1t,多数品种在E1位点都携带主效显性感光等位基因E1或感光性比E1稍差的E1t;在Se1位点,大部分品种携带非感光等位基因Se1e; 另外,有22个品种还携带可部分抑制Se1、E1表达的隐性感光抑制因子hd2。进一步明确了我国西南地区粳稻品种的抽穗期基因型,揭示了该地区粳稻品种具有不同程度感光性、感温性和适中基本营养生长性的遗传基础,为该地区粳稻品种的选育和推广提供了依据。
    利用条件QTL定位发掘粳稻生育期和株高及单株有效穗数适用有利等位变异
    江建华,赵其兵,刘强明 ,陈 兰,陈甫龙,乔保健,洪德林,
    2011, 25(3): 277-283 .  DOI: 0.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.008
    摘要 ( )   PDF(383KB) ( )  
    利用粳稻品种秀水79/C堡重组自交系群体的254个株系,在南京和泗洪两个环境条件下,对水稻生育期、株高和单株有效穗数进行非条件和条件QTL定位。结果表明,2种方法检测到的3个性状的QTL均以加性效应为主,上位性位点对表型解释率较小,加性位点和上位性位点均不存在基因型与环境互作。将生育期矫正到同一水平,检测到1个单株有效穗数适用有利等位变异RM80160bp,加性效应为0.71。将单株有效穗数矫正到同一水平,检测到1个生育期性状适用有利等位变异 RM448240bp,加性效应为4.64。将株高矫正到同一水平,检测到1个单株有效穗数适用有利等位变异RM80160bp,加性效应为0.62;1个生育期适用有利等位变异RM448240bp,加性效应为3.89。利用这些适用有利等位变异改良目标性状不会对另外2个性状产生影响。
    稻草覆盖还田对华南双季晚稻物质生产和产量的影响
    张水清, 钟旭华, 黄农荣, 吕国安
    2011, 25(3): 284-290 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.009
    摘要 ( )   PDF(957KB) ( )  

    以杂交稻天优998为材料,设置稻草覆盖还田和无稻草还田2种处理和4种氮肥处理,并进行了连续2年的田间试验。稻草覆盖还田可以显著提高晚稻产量,4个施氮处理表现一致。在产量构成因素中,有效穗数对产量的贡献最大。稻草覆盖还田促进水稻分蘖,最高茎蘖数和分蘖成穗率协同提高,最终使有效穗数显著增加。稻草还田增强群体物质生产能力,叶面积指数和叶片叶绿素含量 (SPAD值)提高,最终提高了地上部干物质量。稻谷产量与不同时期的叶片叶绿素含量、地上部干物质量及茎蘖数呈极显著正相关。在稻草覆盖还田的情况下,增加前期施氮量对稻谷产量没有显著影响。

    两种籽粒镉含量不同水稻的镉吸收转运及其生理效应差异初探
    李 鹏, ,葛 滢,吴龙华,沈丽波,谭维娜,骆永明
    2011, 25(3): 291-296 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.010
    摘要 ( )   PDF(396KB) ( )  
    以籽粒镉(Cd)含量不同的两个水稻品种为材料,采用水培和盆栽试验,研究了水稻不同生育期Cd吸收转运、生理效应对籽粒Cd浓度的影响。盆栽试验结果表明,在Cd含量为1.57 mg/kg的土壤中,中香1号(A16,低Cd品种)和IR656103824263(A54,高Cd品种)糙米中Cd含量分别为0.88和0.31 mg/kg。水培和土培试验均显示品种A16对Cd的吸收转运在苗期强于A54,但在苗期之后,A54吸收转运Cd的强度高于A16。比较不同生育期两个品种单株Cd累积量,发现苗期至拔节期的增幅最大。水稻非蛋白巯基(NPT)含量不仅与Cd胁迫程度密切相关,也在一定程度上制约着Cd从根部向地上部的转运,从而对水稻籽粒Cd含量产生影响。从各生育期A16和A54地上部和根中的Cd和NPT含量可以推断,水稻籽粒Cd含量的差异很大程度上受到根部吸收和向地上部转运的制约。水稻苗期和其他生育期Cd吸收转运特点不同的原因可能包括根系Cd滞留能力及根际土壤性状的差异。
    水稻不同粒位籽粒淀粉与蛋白质累积动态差异
    董明辉,谢裕林,乔中英 ,刘晓斌,吴翔宙,赵步洪,杨建昌,
    2011, 25(3): 297-306 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.011
    摘要 ( )   PDF(4476KB) ( )  
    以中熟籼稻(扬稻6号)和中熟粳稻(扬粳9538)为材料,研究了穗上不同粒位籽粒灌浆过程中粒重、淀粉、可溶性糖和粗蛋白质含量等动态变化,以期通过分析灌浆物质累积动态差异探讨不同粒位间籽粒品质差异形成的生理原因。穗上不同粒位籽粒灌浆物质累积动态存在显著差异,同一穗上早开花籽粒起步灌浆早,初期灌浆速率快;灌浆前、中期籽粒中淀粉和直链淀粉累积速率、累积量与籽粒开花顺序较为一致,即早开花籽粒大于迟开花籽粒,而不同粒位籽粒间的可溶性糖含量变化则与之相反。灌浆在粒位间的差异扬粳9538大于扬稻6号。成熟期籽粒直链淀粉含量则与开花顺序无必然联系。粗蛋白质含量随灌浆进程呈倒“S”型趋势,即灌浆前期下降较快,至最低点后略有回升,前期下降速率迟开花籽粒大于早开花籽粒,但蛋白质含量在整个灌浆阶段则以迟开花籽粒大于早开花籽粒,二次枝梗大于一次枝梗籽粒,穗下部籽粒高于其他部位籽粒。灌浆前、中期同枝梗上较早开花籽粒含水量下降幅度大于迟开花的籽粒,一次枝梗上第1粒尤为明显。以上结果说明,可溶性碳水化合物的供给可能不是弱势粒发育不良的限制因子,弱势粒灌浆充实不良可能与其较低的生理活性有关。
    早稻产量动态集成预报方法研究
    易雪,王建林,宋迎波,帅细强
    2011, 25(3): 307-313 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.012
    摘要 ( )   PDF(1409KB) ( )  
    应用作物产量历史丰歉气象影响指数、作物气候适宜指数、作物生长模拟模型分别建立早稻产量动态预报方法,利用这3种方法分别对1996―2005年湖南早稻产量进行动态模拟预报,在分析预报误差的基础上,确定每种方法的预报权重,建立动态集成预报方法。拟合检验结果表明, 集成预报方法的丰歉趋势预报正确率、产量预报准确率都较任意单一预报方法稳定,且有一定程度提高。利用上述方法分别对2006―2008年湖南早稻产量进行预报检验,结果表明,除2006年的丰歉趋势预报因早稻收获阶段遭遇台风出现错误外,集成预报法的丰歉趋势预报正确率、产量预报准确率都较高,且好于任意单一预报方法,能够满足业务服务的要求。
    稻瘟病菌对新型模式植物二穗短柄草的致病性研究
    王小艳,王教瑜,姜 华 ,王艳丽,张 震,柴荣耀,毛雪琴,邱海萍,杜新法,孙国昌,
    2011, 25(3): 314-320 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.013
    摘要 ( )   PDF(1073KB) ( )  
    建立了稻瘟病菌对二穗短柄草的接种体系,观察了稻瘟病菌在二穗短柄草上的发病过程和特点,并与在水稻和大麦上的发病情况进行了比较。在人为接种稻瘟病菌的条件下,二穗短柄草的叶片、叶鞘、茎秆、穗部均可获病。利用稻瘟病菌孢子悬浮液对二穗短柄草进行苗期活体或离体接种,都能引发典型病斑。与大麦相比,二穗短柄草叶片上病斑的出现时间及发展速度更接近水稻。同时,二穗短柄草叶片上的接种和发病条件比水稻更易控制,病斑更具一致性。另外,稻瘟病菌致病突变体在二穗短柄草叶片上致病性变化(降低或丧失)趋势与在水稻上的情况一致。显微观察及组织化学染色表明,稻瘟病菌在二穗短柄草叶片上可有效形成附着胞,侵入叶片表皮细胞,形成典型的侵染菌丝,其过程与水稻近似。因此,二穗短柄草可以作为稻瘟病菌与寄主互作的研究材料,并有望为杂草上梨孢菌的研究提供可能的模式植物以及为农作物的抗病育种提供参考。
    人工饲料饲养稻纵卷叶螟的生长发育与繁殖
    李传明,徐 健,杨亚军,祁建杭,郑许松,王 艳,刘 琴,吕仲贤,
    2011, 25(3): 321-325 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.014
    摘要 ( )   PDF(607KB) ( )  
    利用生命表法研究了一种人工饲料饲养的稻纵卷叶螟的生长发育和繁殖。结果表明,人工饲料饲养条件下稻纵卷叶螟幼虫能够完成生长发育并化蛹。幼虫历期28.1 d,蛹历期10.1 d, 较水稻离体叶片饲养分别延长6.1 d和1.7 d。成虫单雌产卵41.6粒,较离体叶片饲养增加26.2%。幼虫种群存活率曲线呈死亡率年龄降函数,与离体叶片饲养差异不显著。实验种群生命表参数种群净增殖率、内禀增长力和周限增长率分别为17.6928、0.0884和1.0924,平均世代周期和种群加倍时间较离体叶片饲养增加4.9 d和 1.3 d,种群趋势指数为3.26,表明采用人工饲料饲养的稻纵卷叶螟种群数量呈上升趋势。
    研究简报
    新霉素磷酸转移酶基因nptⅡ的原核表达、蛋白纯化及其活性鉴定
    王 玲,刘连盟,傅 强,黄世文
    2011, 25(3): 326-330 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.015
    摘要 ( )   PDF(594KB) ( )  
    通过PCR方法从pCAMBIA1305载体上克隆了新霉素磷酸转移酶基因nptⅡ的全编码序列,并插入到原核表达载体pET30a(+)中,构建了重组质粒pET30anptⅡ。将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)宿主菌,经IPTG诱导,获得了相对分子量为35 kD的表达蛋白,约占全菌总蛋白的45%。表达蛋白以可溶性和包涵体两种形式存在。用5 mmol/L 二硫苏糖醇和1%十二烷基肌氨酸钠变性溶解包涵体,经透析后复性获得了可溶性重组蛋白。将可溶的表达蛋白用Ni2+NTA亲和层析纯化,获得纯化的NPTⅡ蛋白,电泳谱带扫描分析表明蛋白纯度达95%以上。体外活性检测显示,NPTⅡ蛋白具有良好的生物活性,在浓度30 μg/mL以上时可使卡拉霉素失去抑菌活性。
    通过分子标记辅助选择技术选育携有水稻白叶枯病抗性基因Xa23的水稻株系
    范宏环,王林友,张礼霞,于 新,王 曦,金庆生,王建军
    2011, 25(3): 331-334 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.016
    摘要 ( )   PDF(625KB) ( )  
    通过杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料18113携有的水稻白叶枯病抗病基因Xa23导入亚种间恢复系H705和优质恢复系H706。利用EST标记C189检测目的基因,在18113/H705 F3和18113/H706 F3株系中,分别获得71和52份携有Xa23纯合基因型恢复系。采用水稻白叶枯病Ⅳ型小种代表菌株浙173进行剪叶接种,分别鉴定出61和44份抗病株系,它们的分子标记辅助选择准确率分别为85.92%和84.61%。研究结果表明,C189是检测Xa23基因的有效分子标记之一,不过,其假阳性的几率高于理论交换率的现象还有待于进一步研究。
    高温胁迫对水稻剑叶净光合速率和叶绿素荧光参数的影响
    张顺堂,张桂莲 ,陈立云,肖应辉
    2011, 25(3): 335-338 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.017
    摘要 ( )   PDF(1468KB) ( )  
    对两个耐热性不同的水稻材料进行高温处理(8:00-17:00, 37℃; 17:00-8:00, 30℃),研究了高温胁迫对水稻剑叶净光合速率和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,高温胁迫下两个材料的剑叶光合速率迅速降低,热敏感的4628比耐热的996下降幅度更大。高温下996 PSⅡ反应中心和天线系统受到的伤害轻,反应中心过剩激发能积累少,可藉较高的qP 和qN进行过剩光能的耗散,保护光合机构免受高温伤害;而4628 qP下降快,Ex 增加较多,但qN却随高温延长而下降,说明它的反应中心和天线系统都受到了严重的伤害,导致光合速率下降。
    苯醚甲环唑在水稻和稻田中的残留
    张志勇,王冬兰,张存政,吴长付,刘贤进
    2011, 25(3): 339-342 .  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2011.03.018
    摘要 ( )   PDF(682KB) ( )  
    为明确苯醚甲环唑在稻田系统的使用安全性,调查了我国3个不同水稻种植区域(湖南长沙、吉林长春和浙江杭州)苯醚甲环唑在稻田系统中的残留消解动态以及在糙米、稻壳、水稻茎秆和土壤中的最终残留量。按高剂量(112.5 g/hm2)施药1次后,苯醚甲环唑在不同种植区域水稻植株、稻田水和土壤中的半衰期分别为6.1~8.9 d,5.3~6.2 d和3.8~4.1 d。各试验点最终残留结果表明,施药后28 d采样时糙米中苯醚甲环唑的最终残留量均<0.01 mg/kg,水稻茎秆中含量最高,土壤中均未检出苯醚甲环唑(<0.01 mg/kg)。结合生产实际,按该试验设计的施药剂量、施药次数和采收间隔期,糙米、水稻茎秆和稻壳中苯醚甲环唑的残留量是安全的,但若是稻渔共作种植方式,则应尽量避免该农药的使用,以免对鱼类造成不利影响。