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2013年, 第27卷, 第1期
刊出日期：2013-01-10 上一期    下一期
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研究报告


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籼稻矮化多分蘖突变体gsor23的基因克隆与表达分析 王涛1,袁守江2 ,尹亮2 ,赵金凤1,万建民1,3,李学勇1,* 2013, 27(1): 1-8.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.001 摘要 ( )   PDF(1295KB) ( )   矮化多分蘖突变体gsor23是籼稻品种Indica9经γ射线辐射后获得的。遗传分析表明其矮化多分蘖表型受一个隐性基因控制，并将突变基因定位在第1染色体长臂上InDel标记C1WT2与C1WT4之间。这两个标记之间物理距离为386 kb，其间包含一个抑制植物分枝的基因D10。对gsor23中的D10基因测序发现编码区第404位的碱基C缺失，导致从第135位氨基酸开始移码突变。gsor23的突变位点与已报道的粳稻背景的d101和d102突变体不一样，是D10基因一个新的等位突变体。D10编码的类胡萝卜素裂解双加氧酶8 (carotenoidcleaving dioxygenase, CCD8)，是抑制分枝的新型植物激素独脚金内酯(strigolactones, SLs)合成途径中的关键酶之一。用SLs人工合成类似物GR24处理gsor23，其多分蘖表型受到抑制。实时 RTPCR结果显示D10在水稻根部表达量较高，叶片较低。在突变体gsor23中，参与 SLs合成的基因D10上调表达，而可能参与SLs信号转导的基因D3和D14表达下调。

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利用RNA干涉研究水稻锌指蛋白基因OsZRL的功能 玉晓红1 ,晁丽1,陈昌冬1 ,刘永胜1，2 ,牛向丽1, 2, * 2013, 27(1): 9-16.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.002 摘要 ( )   PDF(1552KB) ( )   通过RNA干涉对一个水稻锌指蛋白基因OsZRL的功能进行分析。半定量RTPCR、定量PCR分析结果显示，转基因植株OsZRL基因表达水平显著下调。与野生型相比，OsZRL表达水平下调的转基因株系叶片变大，根系、茎秆更为发达，表明OsZRL的下调对水稻植株的生长有促进作用。OsZRL基因的表达模式和转基因幼苗表型显示OsZRL参与赤霉素、脱落酸信号途径。因而推测锌指蛋白OsZRL是受赤霉素、脱落酸调节的水稻生长发育负调控因子。

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基于生物信息学分析的水稻无机焦磷酸化酶基因OsIP1的克隆及其遗传转化 张亚芳,余永旗,左示敏,娄丽娟,陈宗祥,潘学彪* 2013, 27(1): 17-25.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.003 摘要 ( )   PDF(3780KB) ( )   无机焦磷酸化酶在植物体内催化焦磷酸基团分解为磷酸基团的反应，而焦磷酸的及时降解，被认为是原初光合产物合成双糖特别是蔗糖，进而进行长距离运输的关键步骤之一。但是，蔗糖在维管束中的运输需要焦磷酸，因此，在叶肉细胞中特异性过表达焦磷酸化酶基因，被认为是拉动和促进光合作用的关键措施之一。对水稻中约30个无机焦磷酸化酶编码基因进行氨基酸序列比较、结构域特征、亚细胞定位预测以及上游顺式元件释义等生物信息学分析，进而克隆了1个预测为编码胞质型可溶性无机焦磷酸化酶的基因OsIP1（Os04g0687100），并将其与叶肉细胞特异性启动子cyFBPase相连，构建成嵌合基因cyFBPase:OsIP1；通过农杆菌转化法将其转入2个水稻品种中，累计获得48个阳性转基因植株。

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利用染色体片段置换系群体检测水稻叶片形态QTL 周丽慧,赵春芳,赵凌,张亚东,朱镇,陈涛,赵庆勇,姚姝,于新,王才林* 2013, 27(1): 26-34.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.004 摘要 ( )   PDF(1391KB) ( )   水稻叶片的形态改良是水稻株型育种和产量育种的重要目标之一。以9311/日本晴染色体片段置换系（CSSLs）群体为材料，定位了上3叶叶片长、宽、叶面积共9个性状QTL，分析了叶片性状与产量性状之间的相关性，同时定位了主穗重及产量构成因素（颖花数、千粒重、结实率）相关QTL。结果表明，CSSLs群体的叶片性状之间存在显著或极显著相关性；叶片性状与主穗重呈显著或极显著正相关，与主穗颖花数呈极显著正相关；叶片形态多数性状与结实率、千粒重没有显著相关性。两年共定位到20个叶片性状QTL，分布于第1、3、4、5、6、9、11共7条染色体的10个区间，贡献率为3.82%~14.61%，其中贡献率大于10%有6个，多个QTL成簇分布在相同区间，3个QTL在两年间重复检测到，8个QTL为前人未报道的新位点。两年共检测到16个与控制主穗产量相关的QTL，分布于第1、2、3、5、7、8、10共7条染色体13个区间，其中有7个主穗产量相关QTL所在5个区间与叶片形态14个QTL所在区间一致。

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水稻矮秆突变体Zj88d的鉴定与基因定位 纪现军1,2 ,叶胜海2 ,周涯2,3 ,修芬连2,3,邓晓梅1,2,尚海漩2,3,刘继云2,3,陈萍萍2,3,李小华1,2,金庆生2,张小明2,* 2013, 27(1): 35-40.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.005 摘要 ( )   PDF(1305KB) ( )   用甲基磺酸乙酯诱变处理常规粳稻浙粳88，获得了矮秆水稻突变体Zj88d，多代自交稳定遗传。遗传分析表明突变体Zj88d的矮秆性状受一对隐性核基因控制。采用图位克隆方法，将目的基因定位在水稻第7染色体短臂末端744w和RM5344间的603 kb区间。排查该区间包含的100个候选基因，发现已克隆的矮秆基因OSH15也位于其中。测序结果显示，突变体Zj88d中的OSH15基因在第2内含子最末位发生“g→a”单碱基突变。

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基于SSR标记的云南地方稻种群体内遗传多样性分析 孙建昌1,2,余滕琼3,汤翠凤3,曹桂兰1,徐福荣3,韩龙植1,* 2013, 27(1): 41-48.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.006 摘要 ( )   PDF(851KB) ( )   用20对SSR引物对原产于云南的16份地方稻种和2份选育品种进行单个品种群体内的遗传多样性分析。结果表明，87.5%的地方品种群体内SSR多态性高于选育品种，而12.5%的地方品种群体内SSR标记多态性与选育品种相近。81.2%的地方稻种群体内的等位基因数(Na)和Nei基因遗传多样性指数(He)高于选育品种，而18.8%的地方品种群体内Na和He与选育品种相同或略小。水稻地方稻种群体内He的差异较大，其变异范围为0.0146～0.5117，其中，黄板所1（1980年收集）、黄板所2（2007年收集）、麻线谷1（1980年收集）、麻线谷2（2007年收集）的群体内遗传多样性较高，分别为0.2327、0.4214、0.5117和0.4489。87.5%地方品种的杂合度(Ho)明显高于选育品种；地方品种群体间遗传多样性差异很大，其中1/4的遗传差异来源于地方稻种群体内，差异极显著。RM333、RM257和RM180在供试云南地方稻种群体内的多态性、等位基因数、多样性指数和变异百分率均较高，适用于云南地方稻种群体内遗传多样性检测。

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生态环境对籼粳交后代株型特性和产量构成的影响 金峰1,徐海1,江奕君2 ,赵明珠1 ,周平1,杨莉3,李茂柏4,徐正进1，*,陈温福1,郑家奎3 2013, 27(1): 49-55.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.007 摘要 ( )   PDF(752KB) ( )   以两个籼粳稻杂交F2群体（F2A：晚轮422/沈农265;F2B：泸恢99/沈农265）为试材，在四川和辽宁同年种植，研究生态环境对株型特性、产量构成及其相互关系的影响。结果表明，生态环境对株型特性和产量构成因素具有较为明显的影响。从四川到辽宁，株高和穗弯曲度显著提高，而穗长、剑叶长、剑叶宽及剑叶张角则表现出降低趋势。在辽宁，有效穗数、千粒重、结实率以及产量均显著高于四川，每穗粒数则显著低于四川。千粒重、结实率和产量表现为Cw（长剑叶、弯穗）> Cz（长剑叶、直穗） > Dw（短剑叶、弯穗） > Dz（短剑叶、直穗），穗数和每穗粒数以Dz最低，Cz和Cw较高。剑叶长与产量构成因素间的相关性均未达到显著水平，而剑叶宽与每穗粒数均呈显著或极显著正相关，在辽宁，剑叶宽与结实率呈显著负相关。穗弯曲度只在四川分别与结实率及产量显著或极显著正相关，在辽宁则表现为与大多数产量构成因素相关不显著。

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利用重测序的水稻染色体片段代换系定位控制稻米淀粉黏滞性谱QTL 张昌泉,胡冰,朱孔志,张华,冷亚麟,汤述翥,顾铭洪,刘巧泉* 2013, 27(1): 56-64.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.008 摘要 ( )   PDF(4952KB) ( )   稻米RVA谱是评价稻米蒸煮与食用品质的重要指标之一，发掘新的控制稻米RVA谱QTL对稻米品质改良具有重要意义。利用以粳稻品种日本晴为受体、籼稻品种9311为供体并经高通量重测序的染色体片段代换系群体为材料，在两年两点的环境下对该群体中控制RVA谱特征值的QTL进行了定位分析。通过单因素方差分析和Dunnett多重比较, 分析染色体片段代换系与受体亲本之间相关RVA谱特征值的差异，以两年两点都能检测到的显著差异位点作为稳定表达的QTL。共检测到10个稳定表达的QTL，包括控制峰值黏度的4个QTL qPKV2.1、qPKV5.1、qPKV7.1和qPKV8.1，控制热浆黏度的2个QTL qHPV5.1和qHPV7.1，控制冷胶黏度的2个QTL qCPV5.1和qCPV7.1及控制消减值的2个QTL qSBV2.1和qSBV7.1。在两年两点的检测中10个稳定表达QTL的贡献率介于-31.8%～53.2%，这10个QTL分布在第2、5、7和8染色体上，其中位于第2、5和7染色体上的位点存在一因多效性。

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缺磷条件下蔗糖对水稻磷素吸收利用起重要作用 赵建琦,吴学能,曹越,印洁,孙淑斌*,徐国华 2013, 27(1): 65-70.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.009 摘要 ( )   PDF(799KB) ( )   研究了水稻缺磷条件下蔗糖对其生长、磷素吸收利用的影响。结果表明，外加蔗糖可以提高水稻缺磷条件下的生物量，可以促进水稻缺磷条件下的磷素吸收；利用磷转运蛋白基因OsPT2启动子+ GUS报告基因转基因水稻材料，进一步探讨了蔗糖在水稻缺磷条件下促进磷素吸收利用的分子机理。结果表明，水稻磷转运蛋白OsPT2参与了蔗糖促进缺磷水稻的磷素吸收与转运。

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水稻灌浆期高温对天冬氨酸代谢酶活性及其家族氨基酸含量的影响 梁成刚#,张青#,李敬,熊丹,许光利,汪燕,刘泉,黄鹏,李天* 2013, 27(1): 71-76.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.010 摘要 ( )   PDF(560KB) ( )   选用粳稻越光和籼稻IR72为材料，研究了灌浆期高温对水稻籽粒中天冬氨酸转氨酶（AAT）、天冬氨酸激酶（AK）活性以及稻米蛋白质组分与天冬氨酸族氨基酸组分含量的影响。结果表明，水稻灌浆期高温下籽粒中AAT和AK活性、天冬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸相对含量均显著提高，籽粒中AAT和AK活性与天冬氨酸家族总氨基酸含量分别呈显著和极显著正相关，说明水稻籽粒中AAT和AK对于高温下稻米天冬氨酸家族氨基酸含量的提高具有重要作用。高温有利于稻米中蛋白质组分与天冬氨酸族氨基酸组分相对含量的提高，有利于单粒稻米中谷蛋白与天冬氨酸家族氨基酸组分的积累以及粗蛋白中部分氨基酸比例的改善，但高温降低了每穗稻米中蛋白质组分与部分氨基酸组分的含量。

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抽穗期干旱复水对不同产量早稻品种结实及一些生理指标的影响 陈小荣*,刘灵燕,严崇虎,钟蕾,朱昌兰,彭小松,贺晓鹏,傅军如,欧阳林娟,贺浩华 2013, 27(1): 77-83.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.011 摘要 ( )   PDF(861KB) ( )   为了探明生育后期干旱复水对双季早稻产量补偿效应及其生理机制，选择淦鑫203和淦鑫206为材料，于抽穗期干旱7 d，然后复水处理，分析了其结实和产量、剑叶渗透调节物质、丙二醛（MDA）和内源激素含量及保护酶活性等。结果表明，干旱复水处理后供试品种的结实率、千粒重及单株产量均表现出不同程度下降，其中，结实率和单株产量降幅均达显著水平；抽穗期干旱7 d复水不存在产量补偿效应；两个品种剑叶可溶性糖（SS）、游离脯氨酸（Pro）、MDA含量以及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均表现为干旱处理显著高于CK，以复水0 d后相差最大，复水后上述指标均明显下降，但处理与CK之间至复水12 d后仍然存在一定差距；总体上，淹水条件下抽穗期两个品种剑叶IAA、GA3含量随生育进程呈现上升趋势，而ABA、ZR含量呈现下降趋势；干旱复水处理下两个品种剑叶ABA、IAA及ZR含量呈持续上升趋势，GA3含量则表现出先降后升趋势。抽穗期干旱处理将启动稻株体内抗衰老机制，复水后将在一定程度上激活稻株体内生长促进因子并抑制生长抑制因子，但其效果十分有限，且与品种产量相关不显著。

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东北水稻生长发育和产量对夜间升温的响应 陈金1,田云录1,董文军1,侯立刚2,马巍2,徐志宇3,张卫建1,4，* 2013, 27(1): 84-90.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.012 摘要 ( )   PDF(594KB) ( )   采用两套开放式增温系统，在吉林公主岭开展了4年的水稻全生育期夜间增温试验。结果表明，全生育期冠层夜间温度平均升高0.7℃~1.0℃，水稻始花期提前2~3 d，但灌浆时间延长1~2 d。夜间增温对水稻净光合速率无显著影响，但显著提高剑叶面积、花后总绿叶面积和叶面积指数，其中吉粳81和吉粳83叶面积指数提高了40.0%和45.5%。夜间增温下，水稻地上部生物量和籽粒产量呈现递增趋势，增幅皆为10%左右；有效穗数和每穗粒数分别提高7.0%和5.7%。夜间温度升高主要通过缓解低温对水稻生长的影响，其对东北寒地水稻的直接效应将以增产为主。

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蛋白质影响水稻米饭食味品质的机理 谢黎虹#,罗炬#,唐绍清,陈能,焦桂爱,邵高能 ,魏祥进,胡培松* 2013, 27(1): 91-96.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.013 摘要 ( )   PDF(1508KB) ( )   以杂交中籼丰两优1号组合为材料，设置不同的播期和收获期，分析稻米主要品质指标(直链淀粉、总蛋白含量、RVA特征值等)和米饭食味品质，并用二硫苏糖醇 (DTT)或蛋白酶(Trypsin)分别打破样品蛋白质二硫键或酶解蛋白质后，观察RVA特征谱和膨胀势的变化，旨在明确蛋白质对不同食味品质样品RVA的影响，进而探索蛋白质影响米饭食味品质的机理。结果表明，第3播期(6月13日)稻米品质主要指标（直链淀粉、总蛋白、膨胀势、RVA特征值）与第4播期（6月23日）样品差异不显著，但食味品质明显好于后者；分别经蛋白酶处理后，第3和第4播期样品RVA上升段斜率差异不显著，但前者后段冷却后回升斜率明显小于第4播期。由于影响RVA特征谱后段凝胶刚性的主要因素是淀粉与水之比，刚性随淀粉凝胶中含水量减少而提高，食味品质较好的第3播期米粉经蛋白酶处理后，凝胶刚性小且减弱程度大，这可能是蛋白质酶解后形成蛋白质碎片的持水能力弱，即淀粉与水之比低，由此推测蛋白质影响米饭食味品质可能在米饭蒸煮后阶段，即可能与蛋白质水合后持水能力差异有关。

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添加秸秆和黑炭对水稻土碳氮转化及土壤微生物代谢图谱的影响 王娟1，2,张丽君1,姚槐应1，2,* 2013, 27(1): 97-104.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.014 摘要 ( )   PDF(1120KB) ( )   通过向水稻土中添加秸秆和黑炭进行水稻盆栽实验（秸秆的添加量为2 g/kg和10 g/kg，黑炭的添加量为5 g/kg和25 g/kg），分别在孕穗期和成熟期取样研究土壤碳氮转化及微生物代谢剖面的变化。对土壤有机碳、全氮、铵氮等含量的测定结果显示，秸秆和黑炭均能于一定程度上促进土壤碳氮转化，提高水稻产量；Microresp方法检测的微生物代谢图谱表明，秸秆和黑炭的添加量越大，对微生物的代谢影响越大。造成这些差异的主要原因是添加秸秆和黑炭后微生物对果糖、丙氨酸、乙酰葡萄糖胺和赖氨酸盐酸盐的利用率上升。另外，秸秆对微生物碳和净碳矿化速率的影响显著高于黑炭，而黑炭对水稻产量和土壤固碳的影响更大。

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褐飞虱近似种伪褐飞虱和拟褐飞虱的寄主植物 崔亚丽,何佳春,罗举,赖凤香,傅强* 2013, 27(1): 105-110.  DOI: 10.3969/j.issn.10017216.2013.01.015 摘要 ( )   PDF(999KB) ( )   通过室内笼罩饲养法观察了褐飞虱\[Nilaparvata lugens (Stl)\]的两种同属近似种伪褐飞虱(N. muiri China)和拟褐飞虱\[N. bakeri (Muir)\]在水稻、游草\[Leersia hexandra (李氏禾)\]、秕谷草(L. sayanuka)等禾本科常见作物或杂草上的成虫繁殖力、卵和若虫发育情况。结果表明，伪褐飞虱、拟褐飞虱的适宜寄主不同于褐飞虱，前两者为游草和秕谷草，褐飞虱则为水稻。水稻上的伪褐飞虱和拟褐飞虱均能完成世代发育，但种群趋势指数分别仅0.2和0.02，不能持续繁衍。3种褐飞虱的繁衍能力有明显差别，褐飞虱明显高于伪褐飞虱和拟褐飞虱，三者的最高种群趋势指数分别为水稻上褐飞虱的333.82、秕谷草上伪褐飞虱的82.06和游草上拟褐飞虱的39.28。