中国水稻科学

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基于生物信息学的水稻候选SNP发掘

杨仑, 沈文飚, 陈虹, 姜洋, 张琳, 徐朗莱

2004, 18(3): 185-191 .

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综述了现今广泛用于人类基因组计划的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）发掘的生物信息学方法及相关研究进展。介绍了目前已经开展的围绕水稻品质、抗（耐）性等性状的SNP发掘工作。结合自身的研究（包括HD-Zip转录因子编码基因等），探讨了生物信息学方法用于水稻SNP发掘的可行性。最后阐述了SNP的开发对于水稻育种和功能基因组学研究的重要作用。

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水稻花期特异表达基因的cDNA和RNA阵列检测

王丽华, 邓晔, 方永启, 谭学林, 李德葆,

2004, 18(3): 192-198 .

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用水稻孕穗期、开花期总mRNA为探针与含有2200个独立基因的cDNA阵列杂交，以检测开花期群体基因的表达谱。结果发现，在所获得的1720个有效克隆当中，有472条基因表达下调（占27.44％），892条为持家基因（占51.86％），356条基因表达上调（占20.70％）。表达上调的基因中有250个功能已知（占14.53％），106个是功能未知的新基因（占6.16％）。其中S腺苷甲硫氨酸还原酶、查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ基因、过敏反应蛋白、醇溶蛋白、3-酮脂酰载体蛋白合酶Ⅲ和β-D-(1→3)-葡聚糖外水解酶等基因参与水稻开花和胚胎发育过程。为了进一步验证它们与开花过程的相关性，选取查尔酮合酶、酰基载体蛋白Ⅱ、醇溶蛋白、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和过敏反应蛋白等5个基因为探针，与755个水稻RNA斑点阵列进行杂交。结果证实醇溶蛋白和过敏反应蛋白基因受发育调节在乳熟成穗中高表达，查尔酮合酶和S-腺苷基甲硫氨酸还原酶基因在叶片中受光诱导、在根中受缺氮胁迫时高表达。在所有表型中，查尔酮合酶、S-腺苷基甲硫氨酸还原酶和酰基载体蛋白Ⅱ基因有相近的表达趋势，过敏反应蛋白和醇溶蛋白基因的表达趋势也相近。

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水稻瘤矮病病毒和矮缩病病毒的核苷酸结合蛋白和核酸结合蛋白及其结合能力分析

梁建设, 钟伯雄,

2004, 18(3): 199-202 .

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采用α-32P标记的三磷酸核苷酸与病毒粒子共浴的方法及Northwestern分子杂交方法，研究证明了RGDV结构蛋白中，P1蛋白可能是依赖于RNA的RNA聚合酶， P5蛋白可能具有RNA鸟苷酰转移酶功能,P6蛋白可能是核酸结合蛋白，是RGDV复制包装中的关键蛋白。与RGDV结构蛋白具有相同生物功能的RDV的核酸结合蛋白与核酸的结合能力最强，依赖于RNA的RNA聚合酶与核酸的结合能力次之，RNA鸟苷酰转移酶与核酸的结合能力最弱。结果暗示了可以根据与核酸的结合能力，辅助判断RDV或RGDV这3个结构蛋白的生物功能。

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水稻高亲和力磷酸盐转运蛋白功能的初步研究

明凤, 路群, 戴薇,沈大棱,

2004, 18(3): 203-207 .

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以所分离到的目的片段为基础,采用3'RACE技术获得编码水稻磷酸盐转运蛋白基因的全序列,ORF区为含535氨基酸的基因，具有保守的酪蛋白激酶Ⅱ、N糖基化与蛋白激酶C作用位点的序列。通过对此蛋白编码基因功能的初步研究，认为此基因具有增加植物在缺磷胁迫下根系吸磷的能力,转基因的愈伤组织在低磷处理下具有相对于对照愈伤组织较高的吸磷速率。经对愈伤组织的PCR与PCR Southern 杂交分析，吸磷速率高的愈伤组织为遗传转化的阳性植株。

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转mtlD/gutD双价基因稻米对大鼠的毒性试验

王慧中, 应奇才, 钟国庆, 田菊霞, 陈河, 黄大年, 钱前, 张红生

2004, 18(3): 208-212 .

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对转mtlD/gutD双价基因稻米进行了大鼠急性、亚急性毒性实验，致突变试验和30 d喂养试验。结果表明,大鼠经口LD50＞30 g/kg体质量，无致突变作用；30 d喂养试验中，18、36、54 g/kg体质量各剂量组大鼠发育、增重、食物利用率、血常规、脏体比及病理组织学观察等各项指标与基础对照组相比均无显著差异。初步表明转mtlD/gutD双价基因稻米对大鼠来说是安全的。

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水稻长穗颈性状的一种新遗传行为的发现与分析

张毅, 何光华, 杨光伟, 向娟, 沈福成, 杨正林

2004, 18(3): 213-217 .

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在罗沙米的自然群体中发现一种隐性高秆突变体，秆型分析表明,突变体的株高增加主要是倒1节间伸长所致，属最上节间伸长型，是一种长穗颈突变。该突变还引起了剑叶和粒长发生显著变化。突变体/野生型、野生型/突变体的F1代全部为正常穗颈，F2代正常穗颈与长穗颈之比为3∶1；突变体/缙恢10号、缙1B/突变体的F1代全部为正常穗颈，F2代正常穗颈与长穗颈之比为13∶3。遗传分析结果表明,除主要基因外，高秆性状的遗传还受到一对抑制基因的作用，有两种遗传模式可解释该突变体的遗传行为。

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利用基因型值构建水稻核心种质的方法研究

李长涛, 石春海, 吴建国, 徐海明, 张海珍, 任玉玲, 费万辛

2004, 18(3): 218-222 .

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以992份水稻品种为材料，通过13个性状的测定和评价，进行水稻核心种质的构建方法研究。采用调整无偏预测法（AUP）无偏预测水稻性状的基因型值，用基因型值计算不同遗传材料间的马氏距离，分别用3种聚类方法(最长距离法、不加权类平均以及离差平方和)结合随机取样法、优先取样和变异度取样3种抽样方法构建出9个不同的水稻核心种质。水稻核心种质和原种质资源群体的方差差异百分率、均值差异百分率、极差符合率和变异系数变化率的比较结果表明，采用不加权类平均法进行多次聚类、结合变异度取样的方法可以较好地构建出水稻核心种质。基于基因型值构建的水稻核心种质比利用表现型值构建的核心种质更能代表原种质资源群体的遗传多样性。

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相同父本的不同两系杂交组合物质生产和运输及产量形成特性

屠乃美, 周文新, 郑华, 刘爱玉

2004, 18(3): 223-228 .

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以父本相同的3个两系杂交组合及其父本为供试材料，研究其物质生产和分配及产量形成特点。结果表明：（1）各组合齐穗期叶面积指数和叶片蔗糖磷酸合成酶活性高于父本，后期差异不大；（2）孕穗期至齐穗期各组合群体净同化率、作物生长率高于或接近于父本，但齐穗后则有高有低；（3）各组合齐穗期糖花比与茎鞘物质输出率的乘积低于其父本；（4）父本的穗颈节间输导组织性状优于杂交组合，但各组合穗颈节间过氧化氢酶活性高于父本；（5）各组合结实率均低于父本，产量仅有陆18S/1125明显高于父本，其余差异不大。

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萘乙酸和烯效唑对超级杂交粳稻辽优3225根系生理活性的影响

华泽田, 陈温福, 王彦荣, 代贵金, 郝宪彬, 张忠旭, 王岩, 李全英

2004, 18(3): 229-233 .

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研究了不同时期施用萘乙酸(NAA)和烯效唑对根系的调控作用，结果表明NAA和烯效唑移栽前浸根和抽穗前喷施都能有效促进根系的生长，提高灌浆成熟期根系的功能和活力，延缓后期根系的衰老。NAA处理对前期根系生长的促进作用较大，但使后期根系活力衰退加快；烯效唑则使根系的生长总体上趋于平缓，即适当减弱前期生长，加强中后期根系生长。抽穗前喷施对改善后期根系的生长和活性作用更大。各处理在影响根系的同时，使产量结构发生改变。

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外源山梨醇对盐胁迫下两优培九和武运粳7号光合特性及类囊体膜多肽组分的影响

杨艳华,陈国祥, 刘少华, 周泉澄, 陈利, 王贵民, 吕川根

2004, 18(3): 234-238 .

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以4叶期的水稻幼苗为材料，比较研究了外源山梨醇处理对盐胁迫下两优培九和武运粳7号幼苗光合特性及类囊体膜多肽组分的影响。研究结果表明，随着盐处理浓度的增加，两优培九和武运粳7号的叶绿素含量、PSⅡ的电子传递活性、叶绿体放氧活性、光合速率呈下降趋势；叶绿体ATP含量、叶绿体ATP酶(Mg2＋ATP酶和Ca2＋ATP酶)活性先升后降，PSⅠ的电子传递活性、呼吸速率则呈上升的趋势；但类囊体膜的多肽组分并不存在明显的差异。相比之下，两优培九对盐胁迫的抗性大于武运粳7号，具有一定的高产优势。外源山梨醇对两种水稻抵抗盐胁迫具有一定的缓解作用。

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镉胁迫对不同水稻基因型植株生长和抗氧化酶系统的影响

邵国胜, MUHAMMAD Jaffar Hassan, 章秀福, 张国平

2004, 18(3): 239-244 .

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以籽粒镉积累水平不同的两种品种（丙97252，低积累型；秀水63，高积累型）为材料，研究了镉胁迫对水稻植株生长和抗氧化酶系统的影响。采用水培试验，镉处理设0.0、0.1、1.0和5.0 μmol/L 4个水平。结果表明，镉胁迫抑制植株生长和叶绿素合成，改变植株丙二醛（MDA）含量和超氧物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性。在抗氧化酶活性上，根和地上部对镉胁迫的反应存在着差异。总体上，SOD、CAT和POD活性随镉水平的提高而减少，而MDA含量则表现相反。根和地上部MDA含量随着培养液中镉浓度提高而增加，且增加幅度秀水63明显大于丙97252。与对照相比，生长在5.0 μmol/L Cd处理下的植株， SOD活性在孕穗期下降46%~52%，在分蘖期仅下降13%~19%。高浓度镉胁迫下，两品种在MDA含量的增加幅度和叶绿素含量的降低幅度上表现不同，显示出它们对镉的耐性存在着差异。

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生长素在水稻根负向光性反应中的作用

莫亿伟, 王忠, 钱善勤, 顾蕴洁

2004, 18(3): 245-248 .

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为了研究生长素在水稻根负向光性反应中的作用，用含有IAA的琼脂块贴附在种子根的根尖表面观测IAA对根的生长效应，用ELISA法测定根尖的IAA含量，并对种子根弯曲部分进行半薄切片，结果表明：(1) 种子根的生长方向既受光的调控也受外施的IAA的调控，根尖向贴有含IAA琼脂块的一侧弯曲生长;(2) 不定根在光照1.5 h后,背光侧的IAA含量明显大于向光侧；(3) 种子根尖发生弯曲生长是伸长区的细胞不均等生长所致。证实光引起根尖两侧IAA含量的差异导致根负向光性的形成。

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水稻颖花与籽粒发育模拟的初步研究

柳新伟, 孟亚利, 周治国, 曹卫星

2004, 18(3): 249-254 .

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在文献资料与田间试验研究的基础上，建立了基于过程的水稻颖花原基分化与退化数、结实粒数以及灌浆动态预测的机理模型。模型量化了穗部器官发育与生理发育时间（PDT）及环境因子的动态关系，确定了穗部籽粒发育的不均衡性与开花时间和同化物供应状况的关系，进一步模拟了不同类型品种强势粒与弱势粒不同粒位的灌浆动态。模型验证结果表明，此模型对颖花动态和籽粒灌浆过程有较好的预测性。

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转Bt基因水稻Cry1Ab杀虫蛋白在水稻土中的降解

白耀宇, 蒋明星, 程家安, 沈慧梅, 杨璞, 陈正贤, 姜永厚, 舒庆尧

2004, 18(3): 255-261 .

摘要 ( )

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室内研究了转Bt基因水稻克螟稻2号和华池B6叶片中的Cry1Ab杀虫蛋白在稻田水稻土中的降解动态。分别将克螟稻2号的粉碎叶片和华池B6的整张叶片埋入3种土壤（即老黄筋泥田、青紫泥田和黄松田）中，此后每隔6~10 d测定土壤或叶片中的Cry1Ab含量。克螟稻2号粉碎叶片中的Cry1Ab均以处理后的前36 d, 尤其是前6 d的降解较快，其中在青紫泥田中最快，黄松田中最慢。在处理后6~36 d内，不同土壤中的Cry1Ab残留量有显著差异，黄松田中的明显最高，老黄筋泥田中的次之，青紫泥田中的为最低；此后土壤间的残留量差异逐渐缩小，至处理后78 d差异已不明显。土壤淹水可显著加快华池B6叶片中Cry1Ab的降解，且淹水后其降解动态在不同土壤之间十分相似；淹水对Cry1Ab降解的促进作用仅发生在前12 d之内，此后多数时间内残留量在淹水与非淹水处理间无显著差异。建立了各处理中Cry1Ab降解的动力学指数方程，相应地得出了其降解的半衰期。还讨论了土壤有机质和微生物等因子对土壤中Cry1Ab降解的影响。

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湖南烟溪病圃稻瘟病菌的有性态及微卫星标记的遗传多样性分析

沈瑛, Julien FROUIN , 何月秋 , Claudia KAYE ,肖放华,Jean Loup NOTTEGHEM,刘二明,Didier THARREAU 

2004, 18(3): 262-268 .

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用2对稻瘟病菌的两性能育菌株（交配型1.1和交配型1.2）测定了来自湖南烟溪病圃上的4年124个稻瘟病菌株的交配型，用微卫星分子标记分析其中105个菌株的遗传多样性及其亲缘关系。 124个菌株中， 28个为交配型1.1, 39个为交配型1.2， 57个不育, 分别占供试菌株的22.58%、31.45%和45.97%；在0.67相似性的基础上，7对微卫星引物扩增出的标记可将105个菌株区分为6个系谱群。

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稻瘟病菌基因组中微卫星序列的频率和分布

李成云, 李进斌,周晓罡, 董爱荣, 许明辉

2004, 18(3): 269-273 .

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利用已经公布的稻瘟病菌基因组测序结果，对该植物病原真菌基因组中的微卫星（SSR）的类型、大小及分布进行了系统分析。在已经公布的37.89 Mb的基因组序列中，共有16 398个由1~6个核苷酸为基序的SSR序列（匹配值为80％），其总长度占整个基因组碱基数的0.87％，平均2.31 kb碱基中就分布有1个大于15 bp的SSR。其中数量最多的是单碱基重复，达到4 392个，其次为三碱基重复序列（3 586个），五碱基重复序列（3 442个），这3种SSR总数达11 420个，占SSR的 69.7%。数量最少的是二碱基重复序列，只有680个。在整个基因组中的主要基序有A，AG，AC，ACG，AGC，AAG，GGC，ACCT，ATCC，AAAG，AAAAG，AAAAT，AAAAC，AAAAAG， AAAAAT和AACTAG。有的基序类型则完全没有出现。对不同超级连锁群的分析结果表明，各连锁群之间的SSR分布有一定差异，但总体上仍是较为均衡的。这些结果为稻瘟病菌的基因标记、群体结构研究、非编码区DNA序列的结构及功能研究提供了一个较好的基础。

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水稻雄性不育性在异源胞质背景的遗传表达

王乃元,李毓, 梁康迳,蔡之军,杨仁崔,

2004, 18(3): 274-276 .

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以早籼金早6号天然雄性不育株与金早6号正常可育株杂交F1为父本，9个水稻种质O. barthii、O. glaberrima、 O. sativa的印度春籼T141、非洲栽培稻Gambiaka Kokum、中国早籼珍汕97、印尼爪哇稻Boak和Gannal品种、中国粳稻花壳糯和日本粳稻南粳56 与早籼珍汕97杂交并多次回交的同核异质代换系为母本进行杂交,观察后代的遗传表现。杂交F2代结果表明,金早6号雄性不育性在9个异源胞质背景下全部分离并出现雄性不育株，未发现与金早6号雄性不育基因互作导致可育的胞质类型。

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我国稻瘟病菌群体多样性研究

周益军, 白娟, 程兆榜, 范永坚, 熊如意, 王跃

2004, 18(3): 277-280 .

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利用Pot2-rep-PCR技术对收集自我国14个省水稻产区的324个稻瘟病菌株进行了DNA指纹分析。稻瘟病菌在DNA水平上的变异比较高，具有很丰富的多态性；在20%的遗传距离水平上，170个单型被划分成20个遗传系谱，其中CL20是绝对优势系谱；对病菌系谱的地区分布分析发现，不同地区之间稻瘟菌的群体结构差异是明显的，但是也有部分菌株属于相同的系谱甚至是同一单型；14个省稻区的菌株指纹图谱可以分为明显的两类，江浙、北方等省稻区菌株的DNA指纹相似程度比较高，南方9省稻区菌株DNA指纹相似程度比较高，这可能与两类地区的主栽品种类型不同有关。

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