中国水稻科学

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RNA干涉下调RACK1基因表达增强水稻抗旱能力

李大红,刘卉,杨艳丽,甄萍萍 , 梁建生,

2008, 22(5): 447-453 .

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RACK1是一种多功能支架蛋白，广泛参与植物生长发育过程的调节。利用RNA干涉技术抑制水稻RACK1基因的表达，分析了RACK1基因在响应干旱胁迫中的功能。实时定量PCR对获得的转基因植株的RACK1基因表达分析结果表明，转基因水稻RACK1基因表达受抑制程度达50%左右。与非转基因水稻（对照）相比，转基因水稻耐干旱能力显著强于对照，其膜的过氧化酶和丙二醛的产生显著低于对照，而超氧化物歧化酶活性极显著高于对照。表明RACK1蛋白质调节水稻对干旱胁迫的耐性，并且这种调节在很大程度上与植株体内的氧化还原系统有关。

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水稻二化螟诱导表达基因OsSABATH启动子的克隆与缺失体构建

李冉, Sumera AFSHEEN,周国鑫,任楠, 娄永根

2008, 22(5): 454-458 .

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Northern杂交结果表明，OsSABATH基因受二化螟(Chilo suppressalis)为害诱导表达，但却不受机械损伤诱导。利用该基因序列和水稻基因组数据库相应序列设计引物，扩增到该基因编码区5′上游2050 bp的启动子序列。用PLACE软件分析顺式作用元件，发现该基因起始密码子上游1.4 kb的区域内存在几个可能与该基因表达调控相关的顺式作用元件，如W盒、DOF 结合序列、GT1、 BIHD1 结合序列等。将该基因启动子区域及其5′部分缺失构件与GUS报告基因相连，并克隆进pCAMBIA1391载体中，用于分析启动子活性及虫伤诱导特异性相关的顺式作用元件。

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转hrf1基因水稻对稻瘟病多小种非专化的稳定抗性

邵敏,肖姗姗,李林,黄万春,王金生

2008, 22(5): 459-464 .

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以表达水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）编码harpin广谱抗性激发子的hrf1基因的转基因系为材料，在温室和田间病圃鉴定它们对稻瘟病菌的抗性，分析转基因水稻抗稻瘟病的作用机制。研究结果显示，转hrf1基因水稻对稻瘟病菌ZC3、ZD1和ZG1小种表现高抗，对ZB13表现中抗，表明hrf1基因在水稻中表达可以产生非小种专化抗性。在稻瘟病圃中对水稻稻瘟病抗性鉴定结果显示，转hrf1基因水稻在T1、T3、T5和T7代对稻瘟病菌都表现很好的抗性，表明转hrf1基因水稻对稻瘟病菌的抗性能稳定遗传。转hrf1基因抗病水稻中防卫反应基因OsPR1a、OsPR1b、PAL和Chia4a以及正向调控水杨酸介导信号传导的NPR1基因的表达显著增强。转基因抗病水稻中硅含量显著提高。Harpin编码基因在水稻中表达，可能通过激发水稻中防卫反应基因的表达，提高水稻中硅含量等，从而使水稻产生对稻瘟病菌的广谱抗性。

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水稻第1染色体短臂粒长和粒宽QTL的精细定位

余守武,樊叶杨,杨长登,李西明

2008, 22(5): 465-471 .

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以第1染色体短臂RM1-RM3746和RM151-RM243区间内呈杂合、背景基本纯合的2个水稻剩余杂合体（RHL）衍生两个F6群体，将控制水稻粒长和粒宽的2个粒形QTL（qGL1和qGW1）定位于RM3746-RM243区间内。在此基础上，应用SSR标记检测，从其中1个群体中筛选到杂合区间分别为RM151-RM10404、RM10398-RM5359、RM10435-RM259和RM10381-RM243的4个单株，应用SSR标记进一步检测4套F2群体，从每套F2群体中分别筛选到母本珍汕97B和父本密阳46纯合型材料各10株，自交获得4套近等基因系材料并考查其粒长和粒宽。利用交迭重组染色体片段代换系分析法，将控制粒长和粒宽的QTL （qGL1和qGW1）界定于437.5 kb的RM10390-RM1344区间和392.9 kb的RM10376-RM10398区间，增效等位基因均来自母本珍汕97B，表明qGL1和qGW1是紧密连锁的不同座位。

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利用重组自交系分析水稻稻曲病抗性位点及效应

李余生,张亚东,朱镇,赵凌,王才林

2008, 22(5): 472-476 .

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利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体，采用高效引发稻曲病人工接种方法，以病情指数作为稻曲病的表型值，鉴定了亲本及157个重组自交系群体对水稻稻曲病的抗性。利用QTL Cartographer 软件，对水稻稻曲病抗性基因进行检测分析。检测到qFsr1、qFsr4、qFsr10、qFsr11和qFsr12共 5个QTL位点，分别位于第1、4、10、11和12染色体上，贡献率为9.8%~22.5%。根据抗性位点加性效应方向，在qFsr1、qFsr10、qFsr11和qFsr12位点上，亲本IR28存在抗稻曲病的增效等位基因，大关稻具有减效等位基因；而qFsr4位点抗性效应来源于大关稻。

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水稻生理特性与抗旱性的相关分析及QTL定位

王辉,曹立勇,郭玉华,程式华,

2008, 22(5): 477-484 .

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利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含110个加倍单倍体株系的群体，在干旱胁迫和正常水分条件下，连续在2004年和2005年于抽穗期分别测定了叶片水势、相对含水量、叶绿素含量(SPAD值)、游离脯氨酸含量、气孔导度和蒸腾速率，并于成熟期取样，计算抗旱系数。与正常水分状况下相比，干旱胁迫条件下叶片的游离脯氨酸含量的增加达极显著水平，干旱胁迫条件下叶片的相对含水量、水势、叶绿素含量和气孔导度的降低均达显著或极显著水平。相关分析表明，在干旱胁迫条件下，叶片相对含水量、叶片水势与抗旱系数呈显著或极显著正相关。利用175个RFLP标记构建的遗传连锁图谱分析了与抗旱性相关的叶片生理指标，共检测到与抗旱性相关的6个生理指标的7个加性QTL，31对上位性QTL，其中有2个主效QTL、9对上位性QTL存在环境互作效应。在两种水分条件下检测到的QTL结果有较大差异，说明干旱胁迫对控制与抗旱性相关的叶片生理性状基因的表达有显著的影响。在6个抗旱相关生理指标中，检测到的控制叶片气孔导度和水势的QTL较多，有3个加性QTL和8对上位性QTL控制气孔导度，有8对上位性QTL控制水势。

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粳稻叶片茸毛和谷壳稃毛的分布特征及毛数的遗传分析

朱晓彪,孙大运,程保山,洪德林

2008, 22(5): 485-492 .

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在光学显微镜下观察了粳稻叶片茸毛在叶面上的分布特征和谷壳稃毛在谷壳上的分布特征。调查了粳稻3个杂交组合的P1、P2、F1、B1（F1/P1)、B2(F1/P2) 和F2共6个世代的叶片茸毛数和谷壳稃毛数，运用主基因+多基因混合遗传模型6个世代联合分析的方法，对这两个性状进行了遗传分析。结果发现，叶片茸毛有规律地分布在叶面的暗绿条带和淡绿条带的交界线上，形状是基部膨大，顶端细小；谷壳稃毛无规律地分布在整个谷壳上，长短不一。在泗稻10号A/武育粳3号R与武育粳3号A/泗稻10号R正反交组合中叶片茸毛数均受1对加性主基因+加性显性多基因共同控制，在六盐189A/HR122组合中叶片茸毛数受1对加性显性主基因+加性显性多基因共同控制；在3个杂交组合中谷壳稃毛数均受1对加性主基因+加性显性多基因共同控制；叶片茸毛数和谷壳稃毛数都以主基因遗传为主。

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同源四倍体多胚苗水稻双受精过程及胚胎早期发育的观察

代西梅,黄群策,梁秋霞,秦广雍

2008, 22(5): 493-498 .

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以同源四倍体多胚苗突变水稻IR36双为材料，利用激光扫描共聚焦显微镜技术对其双受精过程及胚、胚乳的早期发育特征进行了观察。在“IR36双”双受精及胚胎发育过程中，观察到一些异常受精现象和胚囊发生败育的异常类型。统计结果表明，异常受精作用或败育胚囊的发生频率高达46.67%，远高于其野生型品种IR364x（33.00%）。主要有子房退化、胚囊退化、单受精、双胚珠、双胚等几种异常类型。这些异常类型是导致结实率降低及形成双胚苗的细胞学基础。

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高浓度CO2条件下水稻叶片氮含量下降与氮代谢关键酶活性的关系

王亮, 朱建国,朱春梧, 曹际玲,王明娜,曾青 ,谢祖彬,刘钢

2008, 22(5): 499-506 .

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利用FACE（Free Air CarbonDioxide Enrichment）平台技术，研究了低氮（125 kg/hm2，以纯N计）和常氮（250 kg/hm2）水平下，高浓度CO2（周围大气CO2浓度+200 μmol/mol）对水稻不同生育期功能叶N代谢关键酶活性的影响。结果表明，高浓度CO2提高了叶片硝酸还原酶和蛋白水解酶的活性，两者在常N下的响应程度大于在低N下的响应程度；高浓度CO2降低了低N下叶片谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脱氢酶（NADHGDH）活性，常N水平下酶活性的下降趋势得到改变或缓解。由此可见，高浓度CO2条件下NO3-转化为NH4+加速，而NH4+进一步同化为有机N却受阻，而且，由于后期蛋白水解加速，将进一步加剧叶片N含量的下降。这是水稻叶片N含量下降的内在因素。而增施N肥，有利于同化酶的表达，降低叶片蛋白水解酶活力，从而缓解叶片N含量的下降。

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施氮量和栽插密度对超高产水稻中早22产量和品质的影响

徐春梅,王丹英,邵国胜,章秀福

2008, 22(5): 507-512 .

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以超高产水稻中早22为材料，研究不同氮肥用量（纯N 0、105、150、195 kg/hm2）和栽插密度（24万、30万、36万穴/hm2）对水稻产量和品质的影响。结果表明：1）栽插密度对结实率、千粒重、有效穗数和每穗粒数影响较小，各栽插密度下，产量差异未达显著水平；2）氮肥用量对每穗粒数影响较小，对有效穗数、结实率和千粒重影响较大，纯N用量为195 kg/hm2时，增穗作用不明显，反而显著降低结实率和千粒重，导致减产；3）不同栽插密度对中早22稻米品质影响不明显，蛋白质含量随栽插密度提高略有增加；4）氮肥用量的增加利于提高稻米的碾磨和外观品质，蛋白质含量也随之增加。

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安徽安庆混作稻区稻纵卷叶螟第三、四代发生规律研究

齐国君,秦冉冉,肖满开,郑兆阳,江潮,程遐年,张孝羲,翟保平,

2008, 22(5): 513-518 .

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对2007年安徽安庆单双混作稻区第3、4代稻纵卷叶螟发生规律的系统研究表明，第3、4代稻纵卷叶螟在安庆混作稻区有两个发生高峰期，单季早中稻在7月下旬至8月初，双季晚稻在8月下旬末至9月上旬。结合雌蛾卵巢解剖和灯诱数据，进行世代性质分析。结果表明，早中稻田第3代以本地繁殖世代为主，有部分迁入；第4代为本地虫源，大部分迁出，少部分滞留为害。对比两种不同类型稻田的第4代稻纵卷叶螟雌蛾卵巢解剖数据，发现安庆稻区单季早中稻稻纵卷叶螟第4代以迁出型为主，双季晚稻田为居留型，早中稻田稻纵卷叶螟除远距离迁飞外，也可直接转移扩散到附近晚稻田中滞留为害。滞留的原因包括两方面，一是近年来暖秋（9月份）频率增大；二是安庆单双混作稻区的栽培制度和水稻品种的变革，使得单季稻比例上升，水稻在生长季节中不间断地种植，为稻纵卷叶螟的栖居、繁殖和秋季滞留为害提供了条件。

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防治褐飞虱的高毒农药替代药剂的室内筛选及交互抗性研究

王彦华,陈进,沈晋良,高聪芬,黄悦,张久双,李文红,周威君

2008, 22(5): 519-526 .

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为了筛选防治褐飞虱的高毒农药的替代药剂，于2005-2006年, 采用稻茎浸渍法测定了6类20余种杀虫剂对广西南宁、桂林，湖南常德和江苏南京褐飞虱种群的室内毒力。结果表明,噻嗪酮、氟虫腈、噻虫嗪、烯啶虫胺、毒死蜱、异丙威、猛杀威、丁硫克百威等8种药剂对褐飞虱具有较高的毒力，可作为替代高毒药剂的候选品种。采用稻茎浸渍法对1个室内褐飞虱种群用吡虫啉筛选23代后，褐飞虱对吡虫啉的抗性从筛选前的200.1倍上升至筛选后的1298.5倍（上升了5.5倍）；高抗吡虫啉的褐飞虱种群对氯噻啉、噻虫啉和啶虫脒表现出明显的交互抗性，而对呋虫胺、噻虫嗪和烯啶虫胺则无明显的交互抗性。还讨论了褐飞虱的抗性治理策略。

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琼脂糖凝胶电泳在水稻EcoTILLING技术中的应用

张志刚,谢勇,李成云,陆春明,王云月,朱有勇

2008, 22(5): 527-532 .

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为构建低成本的基于琼脂糖凝胶电泳的EcoTILLING技术体系，用于水稻及其他生物自然群体变异的检测，对基于琼脂糖凝胶的EcoTILLING技术进行了优化。结果表明，从芹菜中提取的CEL Ⅰ核酸酶粗提物结合琼脂糖凝胶电泳检测技术，可以成功地检测到目的基因位点的突变。利用该技术，在云南地方水稻品种大吊糯中检测到2 个SNPs。

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稻瘟病抗性基因的鉴定及利用进展

鄂志国,张丽靖,焦桂爱,程本义,王磊,

2008, 22(5): 533-540 .

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20世纪60年代中期，日本率先开展了水稻品种抗稻瘟病基因分析的研究工作，鉴定了最初的8个抗性位点上的14个基因，并建立了一套抗稻瘟病基因分析用的鉴别体系（JDCs, Japanese differential cultivars），随后，国际水稻研究所和中国等产稻国也逐渐开展了水稻稻瘟病抗性遗传的系统性研究。截至2007年12月，已至少报道了58个抗稻瘟病位点共67个主效基因。这些基因成簇地分布于除第3染色体外的所有水稻染色体上，其中，66个为显性基因，1个为隐性基因，包括Pib、Pita、Piz5、Pizt、Pi9、Pid2、Pi36和Pi37等8个已被克隆的基因(Piz5、Pizt和Pi9同为Piz基因位点上的复等位基因)。还讨论了合理利用抗性基因等问题。

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水稻立枯丝核菌G蛋白β亚基基因的克隆、表达及序列分析

肖勇 ,李双成,初明光 ,周鹏,关鹏,柳莉,王玲霞,郑爱萍,李平,

2008, 22(5): 541-544 .

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根据Thanatephorus cucumeris G蛋白β亚基序列（AY884129）设计引物，对水稻立枯丝核菌AG1IA的 G蛋白β亚基基因进行了克隆。PCR结果得到1条约为1.9 kb的扩增片段，包含1个约1.7 kb的完整开放阅读框，编码366个氨基酸。同源性检索发现该序列与大量Ｇ蛋白β亚基基因明显同源，一致性介于57.34%~88.14%。根据其推导cDNA序列设计引物进行RTPCR分析，发现该基因在对数生长期表达量最高，提示水稻立枯丝核菌AG1IA G蛋白β亚基基因可能具有时空表达特性。

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水稻叶片中水通道蛋白基因OsAQP的表达分析

刘悦霞, 梁卫红,张利娟

2008, 22(5): 545-547 .

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利用半定量RTPCR技术，检测了水稻水通道蛋白基因OsAQP在水稻不同生长时期叶片中的表达情况。并利用地高辛标记原位杂交技术，检测了OsAQP在叶组织中的定位。OsAQP在叶片中的表达水平在水稻种子发芽后15 d内呈现下降的趋势。该基因的转录本在叶片保卫细胞中的信号最强，叶肉细胞中信号较弱，而在表皮细胞中没有检测到信号，提示该基因可能通过介导保卫细胞水分的快速运输而与气孔功能相关。

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稻米糊化温度特性形成规律研究

池晓菲,舒庆尧

2008, 22(5): 548-550 .

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利用差示扫描量热仪(DSC)对花后5 d起灌浆期间稻米糊化温度特性进行了研究。结果表明，糊化温度特性是随着谷粒的成熟而逐步形成的，表现出由高到低并逐渐趋于稳定的趋势。低糊化温度水稻品种黄玉B和高糊化温度品种Ⅱ32B的起始糊化温度(To)分别在花后第7 天和第9 天达到稳定，此后不再显著下降。两个品种花后5 d的稻米峰值温度(Tp)和终结温度(Tc)均极显著高于此后的稻米样本；花后7~25 d，黄玉B的Tp和Tc都出现了下降上升下降上升的过程，但花后7 d和25 d的值没有显著差异；Ⅱ32B的Tc的变化与黄玉B相似，但其Tp只出现了一个下降上升过程，且开花后7 d的Tp显著高于开花后25 d。这些结果表明，高、低糊化温度品种糊化温度特征的形成可能存在差异，在生产实践中，应该针对不同品种类型加以调控。

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氮钾对杂交水稻B优827籽粒淀粉含量及淀粉合成酶活性的影响

张玲,谢崇华,李伟,杨国涛

2008, 22(5): 551-554 .

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以优质杂交籼稻B优827为材料，通过施用不同水平的氮、钾肥，并在B优827灌浆时段测定籽粒的直链淀粉、总淀粉含量以及淀粉合成酶的活性,分析氮、钾对水稻灌浆过程中籽粒淀粉积累、淀粉合成关键酶活性的影响，以及直链淀粉的积累与淀粉合成关键酶活性间的相关性。B优827的直链淀粉含量在开花后20 d内呈线性增加，开花20 d后有所下降；可溶性淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线，开花后12 d酶活性达到了最高值，以后随天数增加而迅速降低；淀粉粒结合型淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线，开花后15 d酶活性达到最高值，开花后15 d籽粒直链淀粉含量也接近最高值；灌浆中后期可溶性淀粉合成酶（SSS)、淀粉粒结合型淀粉合成酶（GBSS)与直链淀粉含量呈现出显著的正相关关系。增施氮肥可以提高SSS和GBSS活性，施钾肥在生育前期提高SSS和GBSS活性，后期抑制两者的活性；氮肥和钾肥均有促进淀粉积累的作用，但氮肥施用量过高时会抑制淀粉的积累。适当控施氮肥、增施钾肥是提高B优827籽粒产量的有效途径。

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基于多光谱图像的水稻叶片叶绿素和籽粒氮素含量检测研究

张浩,姚旭国,张小斌,祝利莉,叶少挺,郑可锋,胡为群

2008, 22(5): 555-558 .

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先利用常规技术分析了水稻的叶片叶绿素和籽粒氮素含量，然后用包含绿(G)、红(R)和近红外(NIR)三波段通道的电荷耦合器件(CCD)成像技术对水稻叶片和籽粒进行了无损检测。试验结果显示，水稻叶片叶绿素a、叶绿素b分别与G、NIR通道图像灰度呈极显著线性相关，叶绿素(a+b)含量则与上述两通道图像灰度呈显著线性相关；而且，水稻籽粒氮素含量与G、NIR通道、归一化植被指数(NDVI)灰度呈显著线性相关。由此建立了水稻叶片叶绿素和籽粒氮素含量的多光谱图像预测模型，并分别用21个样本对模型进行检验，其中线性显著相关的7个模型的相对误差RE(%)介于9.36%~157%，实现了对水稻叶片叶绿素和籽粒氮素含量的快速、准确、非破坏性检测。

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