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2013年, 第27卷, 第3期
刊出日期：2013-05-10 上一期    下一期
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研究报告
综述与专论
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研究简报


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研究报告

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抑制OsAGO1a基因的表达导致水稻叶片近轴面卷曲 李磊1,#,薛芗1,#,左示敏1,陈宗祥1,张亚芳1,李前前1,朱俊凯2,马玉银3,潘学彪1,*,潘存红2,* 2013, 27(3): 223-230.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.001 摘要 ( )   PDF(2584KB) ( )   AGO蛋白是RNA诱导沉默复合体的核心元件，在植物生长发育过程中发挥着重要作用。通过分别特异性地扩增OsAGO1a基因中第2外显子和第11~12外显子的片段，构建了两个干涉载体OsAGO1aI1E和OsAGO1aI2E。利用农杆菌介导法转化水稻品种日本晴，抑制OsAGO1a基因的表达，借此研究OsAGO1a的功能及其对水稻生长发育的影响。结果表明, 抑制OsAGO1a的表达导致叶片的近轴面卷曲而对其他主要农艺性状的影响不大。

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一个水稻“斑马叶”叶色突变体基因zebraleaf2(zl2)的图位克隆 刘胜1, 2, # ,魏祥进1, # ,邵高能1 ,唐绍清1, * ,胡培松1, * 2013, 27(3): 231-239.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.002 摘要 ( )   PDF(2841KB) ( )   从粳稻品种Asominori组培后代中获得一个稳定遗传的黄绿相间叶色突变体（zebra leaf 2， zl2）。该突变体在苗期表现为黄绿相间的斑马状，分蘖后期斑马叶性状逐渐减弱，到抽穗期叶片逐渐变为淡黄色。与野生型相比，zl2 在3叶期、分蘖盛期、抽穗期及成熟期叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量显著降低，成熟后其结实率、千粒重、株高也显著下降。电镜观察结果显示，苗期zl2叶片黄色部分叶肉细胞中叶绿体显微结构发生了明显的异常，而绿色部分与野生型基本一致。遗传分析结果表明，zl2突变性状受一对隐性核基因控制。从zl2与籼稻品种南京11衍生的F2群体中挑选1607株表现为突变性状的分离单株，最终将该突变基因定位于第11染色体约164.3 kb的区域内。基因预测表明该区域内存在13个ORFs，其中ORF12编码一个类胡萝卜素异构酶，序列分析表明突变体中的该基因第10个内含子与第11外显子的交界处碱基A突变为T，导致cDNA发生错误剪切，缺失4个碱基，产生移码突变，并于第395个氨基酸处提前终止。RTPCR分析表明，相对野生型在突变体中ZL2的表达量显著下降，同时叶色相关基因PORA、RbcL、RbcS、 Cab1、Cab2、 psaA、psbA、OsDVR表达量也显著下降，而HEMA1、YGL1、V1、V2、SPP、OsPPR的表达量显著上升。结果表明ZL2在水稻叶绿素合成及叶绿体发育中起着重要作用。

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水稻白化致死突变体abl4的鉴定和基因定位 程世超1,2 ,刘合芹2 ,翟国伟2 ,冯世座1,2 ,赵辉1,2 ,汪得凯2，* ,陶跃之2 2013, 27(3): 240-246.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.003 摘要 ( )   PDF(1232KB) ( )   从60Co诱变的粳稻中花11 M2代中发现了一个白化致死突变体，该突变体从发芽后至3叶期一直表现白化，3叶后逐渐死亡，根据随后的基因定位研究结果，将该白化突变体暂定名为albino lethal 4 (abl4)。与野生型相比，abl4突变体的叶绿素含量与类胡萝卜素含量极低，几乎难以检测到。叶绿素荧光分析结果表明，abl4叶片中的电子传递速率和实际光化学效率都为0，而最大光化学效率也极低，显示突变体没有光化学活性。abl4突变体中包括过氧化物酶、超氧化物歧化酶在内的抗氧化酶活性显著升高，过氧化氢酶（CAT）活性显著下降，脂质过氧化产物丙二醛含量显著提高，提示abl4突变体受到氧化胁迫。电子显微镜观察表明abl4不能形成完整的叶绿体，只有类似前质体结构。遗传分析表明，该突变表型受一对隐性核基因控制。利用abl4突变体与籼稻品种龙特甫B杂交获得的F2分离群体进行基因定位，首先将该基因定位于水稻第4条染色体上的SSR标记RM3785和RM303之间。随后，利用新开发的STS和dCAPS标记，进一步将ABL4 基因定位在RH4631和RH4633之间，物理距离约为201 kb。

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粳稻8个异交相关性状及其中亲优势的QTL定位与遗传分析 张红1 ,江建华1,2 ,刘晓丽1 ,吉家曾1 ,牛付安1 ,张有富1,3 ,洪德林1,* 2013, 27(3): 247-258.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.004 摘要 ( )   PDF(1059KB) ( )   为探明控制粳稻异交相关性状及其中亲优势的基因作用类型，利用秀堡RIL群体及其2个回交(BCF1)群体对穗抽出度、剑叶长、剑叶角度、穗剑高度差、倒2叶长、倒2叶角度、穗与倒2叶（穗二）高度差和倒1节间长8个异交相关性状及其中亲优势进行QTL定位。3个群体中共检测到45个显著的主效QTL（MQTL），单个MQTL的贡献率变幅为1.5%～803%。73.3%的MQTL表现为加性效应，4.5%的MQTL表现为部分或完全显性效应，22.2%的MQTL表现为超显性效应。3个群体中共检测到82对显著的双基因上位性QTL（EQTL）。RIL群体中检测到43对EQTL，单对EQTL的贡献率变幅为1.0%～7.0%，平均2.7%。在以秀水79为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（XSBCF1群体）中检测到16对EQTL，其中利用BCF1表型值检测到11对EQTL，单对EQTL的贡献率变幅为11.2%～36.8%，平均21.0%；利用中亲优势值检测到6对EQTL，单对EQTL的贡献率变幅为33.1%～76.8%，平均55.0%。在以C堡为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（CBBCF1群体）中检测到23对EQTL，其中利用BCF1表型值检测到16对EQTL，单对EQTL的贡献率变幅为6.2%～60.0%，平均24.0%；利用中亲优势值检测到7对EQTL，单对EQTL的贡献率变幅为21.3%～44.4%，平均31.0%。上述结果表明，粳稻异交相关性状是由多位点控制的，基因对性状本身的作用类型以加性效应为主；粳稻异交相关性状中亲优势主要遗传基础为超显性效应和上位性效应。

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粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记的开发与应用 陈涛,骆名瑞,张亚东,朱镇,赵凌,赵庆勇,周丽慧,姚姝,于新,王才林* 2013, 27(3): 259-264.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.005 摘要 ( )   PDF(1068KB) ( )   为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率，在前人克隆的基础上，根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574 bp的碱基插入/缺失，设计出功能标记InDelRf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测，结果表明所有的常规籼稻品种、恢复系及保持系在Rf1a位点并不存在缺失，其基因型为Rf1aRf1a。这些材料对粳稻BT型细胞质雄性不育系具有恢复育性的作用；而绝大多数常规粳稻品种（爱知106和伊粳12号除外）在该位点存在缺失，其基因型为rf1arf1a，它们对BT型细胞质雄性不育系具有保持不育的能力。同时，为进一步验证该标记对不同基因型的检测效果，利用其对粳稻恢复系、不育系、杂交组合以及863A/宁恢 8号 F2分离群体的DNA进行扩增，根据其电泳带型可准确区分出Rf1a位点的3种基因型。

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钙信号试剂对水稻种子根负向光性生长的影响 陈娟1 ,莫亿伟2,3，* ,胥华伟4 2013, 27(3): 265-272.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.006 摘要 ( )   PDF(1394KB) ( )   为了探讨水稻根负向光性形成与钙信号传导的关系，以水稻种子根为材料，用不同浓度的钙信号试剂\[氯化钙、钙通道有机阻断剂异搏定、钙通道无机阻断剂氯化镧、钙调素抑制剂氯丙嗪（CPZ）以及生长素极性运输抑制剂NPA\]处理水稻种子根，以1/10 Hoagland培养液为对照，并用100~200 μmol/(m2·s)单侧光照射24 h。实验结果表明，适量的CaCl2使水稻种子根负向光性增强并使其生长加快，负向光性增强是由于外源Ca2+进一步促进生长素从向光侧向背光侧运输引起的，与生长速率加快无关；同时，随着钙通道有机阻断剂、无机阻断剂、钙调素抑制剂以及生长素极性运输抑制剂浓度的上升，水稻根的负向光性及生长均受显著抑制，当异搏定的浓度大于100 μmol/L，LaCl3的浓度大于12.5 μmol/L，负向光性消失，种子根的生长也受到严重的影响；而60 μmol/L钙调素抑制剂氯丙嗪、6 μmol/L 生长素极性运输抑制剂NPA也使得根负向光性消失，根的生长几乎停止；向LaCl3溶液、异搏定溶液以及NPA溶液中添加100 μmol/L CaCl2可使负向光性及生长速率得到不同程度的恢复，表明钙离子作为第二信使系统，与生长素相互作用，参与光信号调控水稻根生长和负向光性形成。

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砷胁迫下磷用量对不同磷效率水稻苗生长、磷和砷吸收的影响 连娟,郭再华*,贺立源 2013, 27(3): 273-279.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.007 摘要 ( )   PDF(2123KB) ( )   通过盆栽试验研究了苗期砷胁迫下磷用量对磷高效水稻99011和磷低效水稻99056生长以及对P、As吸收的影响。试验设3个磷水平（0、30、150 mg/kg）和5个砷水平（0、25、50、100、200 mg/kg）。结果表明，苗期施砷显著增加了两个水稻品种地上部及地下部砷的含量，降低了两个水稻品种的株高、分蘖数、地上部及地下部干质量；施磷不但促进了两个水稻品种的生长，而且还增加了根系对砷的吸收量。当土壤砷浓度为25 mg/kg和50 mg/kg时，施用30 mg/kg磷抑制了两个水稻品种砷向地上部的转移，但施用150 mg/kg磷却促进了砷向地上部的转移。相同的处理，磷高效水稻99011地上部干质量和根干质量均显著高于磷低效水稻99056。施砷后，在30 mg/kg磷水平上磷低效水稻99056的砷转移系数最低。

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盐胁迫对不同水稻品种光合特性和生理生化特性的影响 徐晨1 ,凌风楼2 ,徐克章2 ,武志海2 ,刘晓龙2 ,安久海2 ,赵兰坡3,* 2013, 27(3): 280-286.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.008 摘要 ( )   PDF(893KB) ( )   用2个耐盐水稻品种和2个盐敏感型水稻品种为材料，研究盐胁迫对水稻植株生物量积累、光合特性等生理特性的影响。结果表明，在盐胁迫条件下，耐盐水稻品种和盐敏感型水稻品种地上和根系的干鲜质量均呈下降趋势，其中，以盐敏感型水稻品种的地上部鲜质量与根系干质量的下降最为显著。盐胁迫条件下，水稻叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾作用（Tr）和表观叶肉导度（AMC）均呈不同程度的下降趋势。其中，耐盐水稻品种Pn、Gs、Tr和Pn/Ci的下降均低于盐敏感型水稻品种。同时，耐盐品种水分利用效率（WUE）也高于盐敏感型品种。盐胁迫条件下，耐盐水稻品种和盐敏感型水稻品种的胞间二氧化碳浓度（Ci）变化并不明显，气孔限制百分率（Ls）均较低，品种间差异也不显著，而表观叶肉导度显著下降，由此推测盐胁迫条件下Pn的下降并非因为气孔的限制，而与RuBPCase活性的下降有关。盐胁迫条件下水稻叶片和根系的渗透性调节物质脯氨酸、总氨基酸和可溶性糖含量上升，其中以可溶性糖含量上升最为显著（P＜0.01）。盐胁迫下叶片保护酶SOD、POD和CAT活性增强，膜透性增强，丙二醛含量增加，同时，根系活力下降。

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土壤类型对东北粳稻光合物质生产特征及稻米品质的影响 李洪亮1,* ,孙玉友1 ,曲金玲1 ,魏才强1 ,孙国宏1 ,赵云彤1 ,赵立斐2 ,柴永山1,* 2013, 27(3): 287-296.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.009 摘要 ( )   PDF(1385KB) ( )   以响水火山玄武岩天然石板地、人造石板地和附近非石板地为试验对象，研究了不同土壤类型对东北粳稻光合物质生产特征及稻米品质的影响。结果表明：1）非石板地同天然石板地、人造石板地相比，各时期单茎干物质量差异达到显著或极显著水平；拔节至成熟期，非石板地群体干物质积累量明显高于天然石板地和人造石板地，后两者间差异不显著;2）不同土壤类型间水稻叶面积指数在拔节期差异不显著，拔节后，叶面积指数差异达到显著或极显著水平，且叶面积指数表现为非石板地>天然石板地>人造石板地;3）有效叶面积率在不同土壤类型间没有显著差异，而高效叶面积率不同土壤类型间差异达极显著水平，非石板地最高，天然石板地次之，人造石板地最低；4）播种至拔节期、拔节至抽穗期、抽穗至成熟期及全生育期总的光合势，均表现为非石板地最高，天然石板地次之，人造石板地最低，且差异都达到显著或极显著水平；5）供试品种在火山玄武岩天然石板地上种植，其糙米率、整精米率、垩白米率、垩白度、胶稠度、蛋白质含量及食味评分均高于人造石板地和非石板地，而直链淀粉含量却低于人造石板地和非石板地。

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播期和地点对不同生态类型粳稻稻米品质性状的影响 赵庆勇,朱镇,张亚东,陈涛,姚姝,周丽慧,于新,赵凌,王才林* 2013, 27(3): 297-304.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.010 摘要 ( )   PDF(488KB) ( )   以不同生态类型的5个粳稻品种为材料，在江苏省选择5个不同纬度地点，通过分期播种试验研究稻米品质性状的差异，探讨不同地点和不同播期对稻米加工、外观、蒸煮食味和营养品质的影响。结果表明，13个品质性状在地点、播期及品种间的差异均达到了极显著水平，多数性状品种间变异最大，地点次之，播期影响最小。不同品质性状在不同纬度的变化趋势不同，稻米加工品质随纬度的升高呈改善趋势，粒长、粒宽和长宽比在不同纬度间的变化较小，直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度和食味值呈北高南低的趋势，垩白率、垩白度和蛋白质含量则呈现南高北低的趋势，食味品质随纬度的升高有提高趋势。随播期的推迟，加工品质、直链淀粉含量、糊化温度、蛋白质含量均有提高的趋势，粒长和长宽比增加，粒宽减小，胶稠度降低，垩白率和垩白度在不同播期之间存在显著差异，但变幅不大，过早或过迟播种食味值均有降低趋势。不同性状对地点和播期的反应不同，糙米率、粒宽、粒长、长宽比和精米率受影响较小，而垩白率和垩白度受影响较大，整精米率、糊化温度、蛋白质含量、直链淀粉含量、胶稠度和食味值居两者之间。不同品种不同品质性状在地点和播期间的稳定性不同，南粳46的品质性状综合表现最好，但受地点和播期的影响较大。

综述与专论

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白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）与水稻抗病基因识别的分子机理 张帆,周永力* 2013, 27(3): 305-311.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.011 摘要 ( )   PDF(681KB) ( )   水稻白叶枯病是全球稻作栽培中毁灭性细菌病害，水稻与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,  Xoo)是研究寄主病原菌互作的模式系统之一。水稻对Xoo的抗病反应包括两个层次：一是病原相关分子模式诱导的植物免疫反应(effectortrigged immunity，ETI)，即传统的“基因对基因”抗性；二是效应蛋白诱导的免疫反应(pathogenassociated molecular patterns triggered immunity, PTI)，即基础防御反应。近年的研究结果表明ETI由TAL(transcriptional activatorlike效应蛋白）调控，而PTI由硫化的Ax21与抗病基因Xa21识别诱导。本文介绍了水稻与Xoo识别分子机制的研究进展，同时探讨了PTI和ETI在水稻抗白叶枯病育种中的应用前景。

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中国稻瘟病菌种群分布及优势生理小种的研究进展 肖丹凤1 ,张佩胜2 ,王玲1 ,黄世文1，* 2013, 27(3): 312-320.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.012 摘要 ( )   PDF(542KB) ( )   着重概述了中国主要水稻产区稻瘟病菌的种群分布与生理小种的组成状况。目前东北稻区稻瘟菌主要种群为ZF、ZD、ZE和ZA，出现频率分别达到23.2%、22.2%、15.6%、12.3%。西南稻区以强致病力菌株ZA和ZB为主，四川省内ZB种群频率高达53%，ZA为22.3%；贵州省的优势种群为ZB、ZA和ZG，出现频率分别为41.4%、18.5%和10.7%。华南稻区主要种群为ZB和ZC，出现频率分别为28.0%和37.0%。华北稻区以致病力较弱的ZE、ZF和ZG群体为主，出现频率分别达到21.5%、22.1%和44.3%。华东稻区主要种群为ZB、ZG、ZC和ZA，出现频率分别为43.3%、25.0%、13.9%和123%。华中稻区主要是ZA、ZB、ZE和ZC，出现频率分别为34.9%、28.8%、21.4%和14.1%。西北地区水稻种植较少，但以致病力强的ZA和ZB群为优势种群。

实验技术

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应用单引物PCR获得以Bar基因为锚定基因的转基因水稻侧翼序列 李道恒1,马建1,王云鹏1,马景勇1,* 2013, 27(3): 321-324.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.013 摘要 ( )   PDF(2259KB) ( )   确定外源基因在水稻基因组上的插入位置，是转基因水稻研究的重要内容之一。为了建立一种简单、快速、准确的获取外源基因在水稻基因组上插入位置侧翼序列的方法，结合前人TAILPCR引物设计的原则和经验，以转入水稻基因组中的Bar基因为锚定基因，设计了既能作为锚定引物又能作为随机引物使用的一系列单引物，应用这些单引物通过单引物PCR成功获得了外源基因在水稻基因组插入位点的侧翼序列。这种方法与目前较为常用的TAILPCR相比，简化了70%左右的试验步骤，节省了60%以上的试验时间，是一种简便、快捷的获得未知侧翼序列的方法。

研究简报

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水稻稻瘟病抗性基因Pita的SNP检测方法 张羽1 ,张晓娟1 ,杨凤娇2 ,冯志峰3 2013, 27(3): 325-328.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.014 摘要 ( )   PDF(631KB) ( )   针对稻瘟病抗性基因Pita位点上的抗感基因的编码产物仅有1个氨基酸的差异，利用已经建立的检测该基因的SNP方法以及作者在该基因编码序列构建的四引物扩增受阻突变体系PCR，对62份2012年长江上游国家水稻区域试验材料和97份陕西省水稻区域试验材料进行了Pita基因检测，2种分子标记检测结果一致。该方法的检测结果真实可靠，可以用于检测水稻Pita基因位点。

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分子标记辅助选择创制抗白背飞虱水稻恢复系 张建福1 ,曾大力2 ,朱永生1 ,谢鸿光1 ,蔡秋华1 ,连玲1 ,吴方喜1 ,罗曦1 ,王颖姮1 ,郑轶1 ,谢华安1，* 2013, 27(3): 329-334.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.03.015 摘要 ( )   PDF(3029KB) ( )   将分子标记辅助选择技术与传统育种的杂交、回交方法及白背飞虱频发区大田自然诱发抗虫鉴定相结合，创制了米质优、配合力好且具有水稻白背飞虱拒食抗性主效QTL位点qSI4 的新恢复系材料3份(R38、R46和R58)。室内抗性鉴定结果表明，新创制的恢复系材料的白背飞虱抗性与抗源春江06的抗性水平相当，具有较强的白背飞虱抗性。这些新恢复系通过与不同遗传背景的不育系进行杂交配组，经过田间测产和室内米质鉴定、评比，筛选出一批集抗性好、米质优、产量高等优良性状于一体的杂交水稻新组合。