中国水稻科学

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赵锋王丹英, 徐春梅, 张卫建, 章秀福,

2009, 23(4): 335-341 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.01

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氧是水稻生命活动过程中重要的营养因子。水稻利用通气组织将大气中的氧从地上部分转运到根部，同时也能通过根系从生长介质中吸收一部分氧。良好的氧营养状况下水稻才能正常生长，不仅如此，氧营养还参与了水稻土壤环境系统的作用过程，具有重要的生态效应。从氧营养的水稻生物学响应和根际生态效应两个方面综述了近年来稻田氧营养相关研究状况，重点总结了目前国内外有关水稻需氧性，氧营养对水稻形态学、解剖学特征的影响，相应的生理、生态机制以及环境效应的研究成果，同时比较了水稻生产上所采用的氧营养调控途径，并对水稻氧营养研究作了展望。

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水稻中一个与OsHSP90互作的新基因特性分析

马炳田,万佳,张琦,江斌,徐永菊,李冬梅,徐正君

2009, 23(4): 342-348 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.02

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OsHSP90是水稻中一类可以在不同逆境条件下被诱导的基因。利用酵母双杂交系统，在水稻低温和干旱cDNA文库中筛选出1个与OsHSP90互作的未知基因，命名为OsHSPBP。序列分析表明，该基因全长1321 bp，编码一个具有244个氨基酸残基的多肽，推测分子量为25.5 kD。在OsHSPBP蛋白的97-132位氨基酸残基间存在tify功能域，185-211位氨基酸残基构成CCT_2基序，与其他植物中的同源蛋白相似性介于30.66%～70.40%。经分析，该基因启动子区域存在6种不同的逆境反应顺式作用元件。RTPCR半定量结果表明， OsHSP90与OsHSPBP在逆境胁迫下，均能被不同程度地诱导并呈现相似的表达趋势，说明两者可能与水稻逆境胁迫的应答和信号传递有关。

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根际pH对水稻细胞膜质子泵基因表达的影响

沈静,朱毅勇,徐国华

2009, 23(4): 349-353 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.03

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通过水培试验研究了不同根际pH对水稻(日本晴)细胞膜质子泵基因表达的影响。以栽培在pH 5.5的营养液中的水稻作为对照，然后分别转移到pH 3.5和pH 7.5的营养液中培养。研究发现，质子泵基因OsPMA1、 OsPMA2、OsPMA3、OsPMA7在根系和叶片中均有表达；当营养液pH为3.5或7.5时，上述质子泵基因的表达总体上均比对照（pH 55）降低。但植物地上部的质子泵表达不受根际pH的影响。而且，pH越低，水稻生物量与体内的氮含量越低。其可能的原因是，水稻在pH骤然降为3.5的营养液中没有及时适应高浓度的H+胁迫，导致根系细胞膜质子泵受抑制，进而影响水稻对养分的吸收。而pH 7.5与植物细胞质pH相当，质子泵无需过量表达即可用于养分吸收。说明根际pH直接影响到根系细胞膜质子泵在转录水平上的表达，并间接影响根系对养分的吸收和植物的生长。

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超级杂交稻协优9308重组自交系群体的穗部性状QTL分析

沈希宏,曹立勇,陈深广,占小登,吴伟明,程式华

2009, 23(4): 354-362 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.04

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将281个株系组成的超级杂交稻协优9308重组自交系群体种植在海南陵水（2006年和2007年）和浙江富阳（2006年），采用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法进行QTL检测。共检测到控制7个穗部性状的52个QTL，其中包括7个控制穗长的QTL，8个控制一次枝梗数的QTL，9个控制二次枝梗数的QTL，6个控制着粒密度的QTL， 7个控制每穗总粒数的QTL，11个控制每穗实粒数的QTL，4个控制结实率的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为23%~312%。控制穗部性状的QTL基本上以加性效应为主，上位性效应和环境互作效应不大。在3组试验中都检测到控制3个穗部性状的8个QTL：qPL-1，qPL-6-1；qTNSP-1，qTNSP-2，qTNSP-3；qNFGP-1，qNFGP-3-2，qNFGP-6-2。这些QTL，尤其是第3染色体RM168-RM143区间控制每穗总粒数的qTNSP-3和控制每穗实粒数的qNFGP-3-2,其加性效应值和贡献率均较大，可以考虑下一步进行QTL精细定位和克隆。研究发现多个重要QTL聚集区间，在同一QTL聚集区间，控制相关性状的QTL效应方向基本上相同，利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择，可望同时针对多个性状进行遗传改良。

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影响水稻株高和剑叶宽主效QTL对人工选择的响应

王韵,程立锐,郑天清,孙勇,周政,杨静,徐正进,徐建龙,黎志康,

2009, 23(4): 363-370 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.05

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利用粳稻Lemont导入籼稻特青背景构建的高代回交导入系和重组自交系群体，在北京和海南两地检测影响株高和剑叶宽的稳定表达的主效QTL，分析这些主效QTL在导入系和重组自交系群体的不同选择强度（5%、10%和20%）的极端群体中的等位基因偏离，研究不同性状的主效QTL对不同选择强度的响应及不同遗传结构群体对主效QTL人工选择响应的影响。结果表明，导入系的选择群体中所有主效QTL等位基因的偏离方向都使得供体等位基因频率增加，等位基因产生偏离的性状选择方向及供体等位基因的偏离方向与基因的加性效应方向完全一致，而重组自交系的选择群体中主效QTL等位基因的偏离既有供体等位基因增加的，也有等位基因降低的，两种群体中不同性状的主效QTL等位基因偏离与选择强度密切相关。通过比较不同群体结构的主效QTL定位及对选择响应的异同，发现一些假阳性QTL和在随机作图群体中漏检的QTL，强调作图群体QTL定位结果验证的重要性。鉴于不同群体、不同性状和不同主效QTL的选择响应特点，对不同主效QTL在基于常规表型选择和分子标记辅助选择回交育种中的利用价值及注意事项进行了探讨。

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粳稻垩白性状的QTL检测

黎毛毛,徐磊,任军芳,曹桂兰,余丽琴,高熙宗,贺浩华韩龙植,

2009, 23(4): 371-376 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.06

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利用大粒粳稻DL115与小粒粳稻XL005杂交获得的F2群体200个单株为作图群体，采用复合区间作图方法，利用SSR标记对稻米垩白性状进行了数量性状基因座(QTL)检测。研究结果表明，稻米垩白粒率、垩白大小和垩白度在F3株系均呈连续分布，表现为由多基因控制的数量性状。检测到与稻米垩白性状相关的QTL 8个，分别位于第3（5个）、第5（2个）和第6（1个）染色体上，包括与垩白粒率有关的QTL 3个，与垩白大小相关的QTL 2个，与垩白度有关的QTL 3个。其中位于第3染色体RM6832-RM411、RM15456-RM6832和RM6266-RM15456区间的qPGWC3、qACE3b和qDEC3b，分别解释垩白粒率、垩白大小和垩白度表型变异的43.89%、18.83%和19.57%，为主效QTL。上述3个主效QTL所在染色体上的位置与前人研究结果均不一致，认为是新的QTL。所检测到的8个QTL中，除qPGWC6的增效等位基因来自无垩白亲本XL005外，其他7个QTL的增效等位基因均来自垩白性状值较大的亲本DL115。垩白粒率和垩白大小基因作用表现为部分显性，垩白度基因作用表现为加性。

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粳稻野败型细胞质雄性不育恢复系SWR78的恢复基因定位

张宏根,朱正斌,李波,刘超,汤述翥,梁国华,顾铭洪

2009, 23(4): 377-382 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.07

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利用野败(WA)型粳稻广亲和不育系苏秋A和广亲和广谱型恢复系SWR78配组，根据F2与BC1F1群体的育性分离情况，初步推测WA型苏秋A的育性恢复至少由3对基因控制。选取F2群体中无染色花粉植株，采用隐性基因组分析法进行恢复基因定位，将其中1个主效基因Rf4定位于第10染色体长臂上，与标记RM5629、RM5373、STS1017和STS1018分别相距0.17、0.03、0.03和0.07 cM。Rf4位于标记RM5373与STS1017之间，两标记间的物理距离为78 kb。

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用SSR标记评估东北三省水稻推广品种的遗传多样性

李红宇,侯昱铭,陈英华,徐正进,陈温福,赵明辉,马殿荣,徐海,王嘉宇

2009, 23(4): 383-390 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.08

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利用53个SSR标记和24个表型性状分析东北三省107个水稻推广品种，探讨东北水稻推广品种群体遗传多样性及不同育成年代、省份间的遗传多样性和互补性。结果表明，表型遗传多样性高于DNA水平，年代间表型与微卫星标记的遗传多样性具有较高的相似性，而地区间无明显相似性。东北水稻推广品种遗传多样性比较狭窄，随着时间推移增加的新等位基因多于消失的旧等位基因数。三省水稻推广品种遗传多样性呈现黑龙江>吉林>辽宁的趋势，但由于地区间频繁引种，东北水稻品种在区域上的遗传分化已不明显，其差异主要来源于品种间的基因型差异。不同省份存在较多的互补等位变异，最多的在黑龙江和辽宁之间。不同省份和不同年代间分别拥有各自特有和特缺的等位变异。参试品种可分为5个类群，每一类群均有两个以上年代（省份）品种分布。

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江淮流域杂草稻叶绿体DNA的籼粳分化

杨杰,王军,曹卿,陈志德,汤陵华,王艳萍,方先文,王才林,仲维功

2009, 23(4): 391-397 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.09

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为了探明江淮流域杂草稻的细胞质来源，根据水稻叶绿体DNA ORF100（Open Reading Frame 100）序列在籼粳间存在69 bp差异的特征，设计了InDel标记cpDNA69。利用该标记对2个分别以籼稻和粳稻为母本的F2群体、22份栽培稻（Oryza sativa L.）、3份普通野生稻（O. rufipogon Griff.）进行了分析验证。PCR结果可以获得缺失和非缺失两种带型，缺失带型与以籼稻为母本的F2群体、10份籼稻材料完全对应；非缺失带型与以粳稻为母本的F2群体、11份粳稻材料完全对应，3份广西普通野生稻为非缺失带型，属粳型，1份以粳稻为母本的籼粳杂交材料为粳型。因此，cpDNA69可以用作叶绿体籼粳鉴定标记。利用该标记对22份杂草稻的叶绿体DNA鉴定的结果表明，7份早年发现的杂草稻，即江苏省连云港穭稻和安徽省怀远、来安、全椒、肥东的塘稻的叶绿体DNA为非缺失带型，属粳型，而近年来在江苏省扬中、高邮、灌云、洪泽、盐都、兴化、如皋等地直播稻田发现的15份红米杂草稻的叶绿体DNA为缺失带型，属籼型。这为进一步研究江淮流域杂草稻的来源提供了依据。

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北方杂交粳稻株型与稻米品质性状的关系

郝宪彬马秀芳,胡培松,张忠旭,隋国民,华泽田,

2009, 23(4): 398-404 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.10

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为明确株型与稻米品质的关系，将株型育种与优质育种有机结合，运用典型相关分析及典型冗余分析等方法，以10个不育系与10个恢复系配组的100个杂交粳稻为材料，研究了株型与稻米品质间的关系。结果表明株型与部分米质性状之间关系密切；倒2叶基角、单穗重在株型性状体系中起重要作用；直链淀粉含量及粒长在米质性状体系中起重要作用。倒2叶基角、株高和单穗重对米质性状影响较大；直链淀粉含量、糙米率和透明度受株型性状影响较大。选择指数模型表明米质较优的北方杂交粳稻的株型为：剑叶、倒2叶较宽，倒3叶较短且窄，株高偏矮，秆长较短，穗子较长，穗数较多且单穗重较轻。

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四个不同粒重水稻品种颖果发育的比较

陈义芳,顾蕴洁,王忠

2009, 23(4): 405-413 .

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以粒重差异较大的4个水稻品种为供试材料，采用树脂切片、酶解胚乳细胞和显微观察等方法，比较研究了品种间在颖果生长、胚乳细胞增殖、果皮和胚乳结构等方面的差异，探讨了影响颖果生长的因素。大粒品种颖果发育时间较小粒品种长，其胚乳细胞数、胚乳干质量及单个胚乳细胞平均干质量均高于小粒品种。在粒重相近的情况下，籼稻颖果发育和淀粉积累快于粳稻。与小粒品种相比，大粒品种子房壁细胞中淀粉粒多，子房壁细胞生长的持续时间长，果皮及背部维管束衰亡迟。小粒品种胚乳外层细胞在花后7 d已转化成糊粉层细胞，大粒品种胚乳外层细胞要在花后10 d才转化成糊粉层细胞。大粒品种的库容大和生理活性期长是其颖果能显著增大的生理原因。

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花后水稻穗部夜间远红外增温处理对稻米品质的影响

戴云云,丁艳锋,刘正辉,王强盛,李刚华,王绍华

2009, 23(4): 414-420 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.12

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以武育粳3号为材料，在开放环境下使用远红外加热器对水稻穗部进行增温处理，研究了灌浆结实期穗部日间或夜间增温对稻米品质的影响。结果表明，夜间增温降低了糙米率、精米率和整精米率，增加了垩白发生，降低了稻米的加工品质和外观品质，与日间增温影响一致。夜间增温提高了稻米蛋白质含量，与日间增温相似，但夜间增温有降低稻米直链淀粉含量的趋势，与日间增温相反。夜间增温处理淀粉结构与日间增温差异较分明，尤其是胚乳腹部，夜间增温胚乳腹部的淀粉粒个体较大，棱角分明，排列紧密；而日间增温淀粉体较小，呈圆形和椭圆形，但数量较多。夜间增温对淀粉相对结晶度的影响与日间增温相似，但夜间增温增幅较小。总体来说，灌浆结实期夜间增温对稻米的加工品质、外观品质、营养品质影响与日间增温一致，对蒸煮食味品质和淀粉结构的影响与日间增温存在很大的差异，且夜间增温对稻米品质的影响程度整体上小于日间增温。

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稻米蛋白质组分及总蛋白质含量与淀粉RVA谱特征值的关系

吴洪恺,刘世家,江玲,张文伟,王益华,任玉龙,韩小华,刘峰

2009, 23(4): 421-426 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.13

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利用低谷蛋白含量（low glutelin content， LGC）粳稻品种W1721与大面积应用的杂交粳稻恢复系轮回422构建了重组自交系群体。根据种子总蛋白质的SDSPAGE带型，推断各单株LGC位点的基因型。在排除脂肪的影响下，比较了基因型LGCLGC（谷蛋白含量较醇溶蛋白低）与基因型lgclgc（谷蛋白含量较醇溶蛋白高）在RVA谱特征值上的差异，以及同一基因型内总蛋白质含量与淀粉RVA谱特征值的关系。结果表明基因型LGCLGC的崩解值和回复值的平均值分别显著和极显著大于基因型lgclgc；LGC对崩解值和回复值的相对加性效应分别为3.91%和4.45%，贡献率分别为4.81%和12.81%。LGCLGC型的稻米，总蛋白质含量与崩解值和消减值分别存在显著的负线性回归和正线性回归关系，贡献率分别为9.86%和11.48%；lgclgc型的稻米，总蛋白质含量与消减值和回复值都存在极显著的负线性回归关系，贡献率分别为1341%和27.88%。结合前人研究认为，稻米食味品质受谷蛋白相对于醇溶蛋白的含量以及总蛋白质含量的影响；而总蛋白质含量对食味品质的影响因谷蛋白相对于醇溶蛋白的含量的不同而异。因此，育种工作中应当把谷蛋白相对于醇溶蛋白的含量以及总蛋白质含量同时作为选择指标。

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粳稻品种的粒厚特征及其对食味品质的影响

孟庆虹, 潘国君,李霞辉,张瑞英,姚鑫淼,王伟威,关海涛,黄晓群,王翠

2009, 23(4): 427-432 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.14

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以2006年收获的71份北方粳稻主栽品种为试材，研究了糙米粒厚的分布及粒厚与食味品质的相关性。结果表明，品种间糙米粒厚差异较大，变异系数为6.57%，粒厚在1.81~2.10 mm的品种占参试品种总数的78.88％。糙米粒厚与米饭食味评分呈极显著正相关。用粒厚分级机对其中5个粳稻品种进行粒厚分级，测定同一品种不同粒厚样品的米饭食味评分值、蛋白质含量、直链淀粉含量和RVA谱特征值。结果表明，粒厚对稻米蛋白质含量、RVA特征值、米饭食味评分等指标有显著影响，同一品种随着粒厚的增加，食味品质得到改善。讨论了粒厚作为品种选育指标的必要性。

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广西野生稻资源抗稻瘟病材料的鉴定与评价

韦燕萍黄大辉陈英之刘驰,杨朗罗雪梅,马增凤张月雄,

2009, 23(4): 433-436 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.15

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经过3代自交纯化与稻瘟病抗性鉴定，在1500份普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)中发现38份抗病材料，在113份药用野生稻(O. officinalis Wall. ex Watt.)中发现18份抗病材料。普通野生稻和药用野生稻相同材料在不同年份的田间病区诱发鉴定中，各级抗性植株分布差异不显著，鉴定结果表现一致。与普通野生稻相比，广西药用野生稻抗性基因发生的频率显著较高、抗性稳定，是一种特殊抗性类型，从中获得具有重要利用价值的新抗性基因的可能性较大。研究还表明，自交提纯能够明显提高这两种野生稻的平均抗性水平。在田间病区诱发条件下，广西普通野生稻抗性材料出现的频率与地区居群的遗传多样性没有显著相关性。

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含白叶枯病抗性基因Xa23水稻恢复系的分子标记辅助选育

郑家团,涂诗航,张建福,郑轶,赵开军,张水金,谢华安,

2009, 23(4): 437-439 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.16

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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。

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基于多结构神经网络的大米外观品质评判方法

刘璎瑛,丁为民,沈明霞

2009, 23(4): 440-442 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.17

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应用多结构神经网络建立了大米外观品质评判模型，可实现5类大米的识别。模型采用5个并行工作的多层前向神经网络。每个多层前向神经网络包含两个隐含层，以大米图像的形状特征和颜色特征作为网络输入。网络训练和仿真结果显示模型识别的平均准确率为92.66%，比相同网络复杂度下的多层前向神经网络模型提高5.04个百分点，并且网络学习速率快。

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水稻杂交后代灌浆成熟期籽粒淀粉合成关键酶和谷氨酰胺合成酶活性变化的初步研究

李晓光刘海英,金正勋刘洪亮,黄星,徐美兰

2009, 23(4): 443-446 . DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2009.04.18

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以东农423和藤系180为试材，籽粒直链淀粉和蛋白质含量为选择指标，通过逐代的定向选择形成了遗传背景相近且直链淀粉和蛋白质含量有显著差异的杂种后代，并对水稻灌浆成熟过程中籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶、谷氨酰胺合成酶活性变化进行了初步研究。高直链淀粉含量杂交后代的籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶活性峰值显著或极显著高于低直链淀粉含量后代，而且在籽粒灌浆前期蛋白质含量高的后代籽粒谷氨酰胺合成酶活性显著或极显著高于蛋白质含量低的后代。因此，通过直链淀粉和蛋白质含量的连续定向选择可以显著提高或降低灌浆过程中的籽粒碳氮代谢关键酶活性。

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