中国水稻科学

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杂交稻“大青棵”现象遗传基础剖析

曲丽君1,2,张宏军2,项超2,王辉3,夏加发3,李泽福3,高用明2,*,石英尧1,*

2013, 27(6): 559-568. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.001

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杂交稻的大青棵现象给我国水稻生产带来了巨大的经济损失，但大青棵产生的遗传基础相关研究尚未见报道。利用蜀恢527/辐恢838群体中的38个导入系为父本，以四个核心不育系II32A、协青早A、冈46A和金23A为母本，构建4个测交群体。在合肥、杭州和广州3个晚稻环境下，对其进行抽穗期和产量相关性状表型评价，结合基因型分析，利用单向（oneway ANOVA）和双向方差分析（twoway ANOVA）检测与感光性相关的QTL及QTL间互作。表型分析表明，55个组合在合肥表现为大青棵，相比之下，这些组合在杭州和广州表现为正常抽穗，但抽穗期延迟。利用单向方差分析，在多个环境或者群体中检测到12个标记与感光性QTL紧密连锁。通过双向方差分析，共检测到31对感光性上位性QTL，其中4对在不同群体和环境下稳定表达。结合基因型分析和上位性分析，发现位点RM331RM2、RM331RM5346、RM3395RM16和RM3325RM53间互作是导致导入系WD57、WD71、WD77、WD78、WD80、WD85和WD88与4个不育系测交组合产生大青棵的主要遗传基础。

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水稻产量相关农艺性状杂种优势位点的定位

王智权1，2 ,江玲1,尹长斌3,王晓玲2,雷建国2,肖宇龙2 ,刘喜1 ,刘世家1 ,陈亮明1 ,余传元2 ,万建民1，3，*

2013, 27(6): 569-576. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.002

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利用以籼稻IR24为受体亲本、粳稻Asominori为供体亲本的66个染色体片段置换系，分别与受体亲本IR24杂交构建1套对应的F1群体，研究杂种优势位点。以中亲优势值作为杂种优势QTL检测的基准表型值，结合新构建的基因型图谱，利用QTL IciMapping软件的逐步回归和极大似然估计结合的方法，检测杂种优势QTL。结果表明，各置换系对应的F1群体，在4个环境（2007年南京、2007年南昌、2008年南京、2008年南昌）下，共检测到53个与产量构成性状相关的杂种优势位点。其中只发现1个杂种优势位点能在多个环境重复检测到，即来自第1染色体与标记RM488紧密连锁的位点。该位点在杂合状态下增加F1的株高。22个位点在杂合状态下具有增效作用，占总位点数的41.51%；LOD值变幅为3.06~7.25，贡献率变幅为3.74%~18.5%。31个位点在杂合状态下具有减效作用，LOD值变幅为3.07~9.70，贡献率变幅为0.45%~3078%，这些具有减效作用的位点主要控制单株产量、每穗实粒数和结实率等性状，与籼粳杂种不育基因密切相关。

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不同供氮水平下水稻产量性状的QTL分析

冯跃,翟荣荣,林泽川,曹立勇,魏兴华,程式华*

2013, 27(6): 577-584. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.003

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利用超级稻协优9308(协青早B×中恢9308)衍生的重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体及其遗传连锁图谱，应用Windows QTL Cartographer 2.5对施氮和不施氮条件下水稻产量性状进行了QTL分析。共检测到52个控制水稻产量性状的QTL，分布于9条染色体上的27个染色体区域，单个QTL可解释的表型变异介于4.93%～26.73%之间。2种施氮水平下检测到11个相同的产量性状QTL 和30个差异表达的产量性状QTL，表明不同施氮水平下水稻产量性状的遗传机制不同。在第3染色体上RM135-RM168区间检测到的同时控制2种氮素水平下单株穗数、每穗颖花数、每穗实粒数和低氮水平下穗着粒密度的QTL和在第8染色体上RM5556-RM310区间检测到的同时控制2种氮素水平下每穗颖花数、每穗实粒数和低氮水平下单株穗数、穗着粒密度的QTL。上述QTL与已报道的水稻氮循环相关QTL位置相近。

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水稻淡绿叶突变体HM14的遗传分析与基因定位

施勇烽＃,魏彦林＃,奉保华,王惠梅,徐霞,黄奇娜,吕向光,张晓波,吴建利*

2013, 27(6): 585-590. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.004

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淡绿叶突变体HM14是通过EMS诱变籼稻IR64获得的，整个生育期叶色均保持淡绿。与野生型相比，突变体除了株高显著降低外，其他农艺性状未发生显著改变。光合色素含量和光合指数测定结果表明，突变体的叶绿素a、b含量较野生型IR64明显下降，突变体的净光合速率显著降低，但蒸腾速率明显上升，光合作用受到显著影响。遗传分析结果表明，突变体淡绿叶性状受一对隐性核基因控制。构建突变体HM14与Moroberekan的F2分离群体作为基因定位群体，将该淡绿叶基因pglHM14定位在第11染色体短臂RM1812和RM26092两个标记之间大约299 kb区间内。

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氮素穗肥对高温胁迫下水稻结实和稻米品质的影响

段骅1,2,傅亮1,剧成欣1,刘立军1,杨建昌1，*

2013, 27(6): 591-602. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.005

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以中熟籼稻品种沪旱15和中熟粳稻品种扬粳4038为材料，利用盆栽试验，在水稻穗分化期设置低氮（每盆0.5 g尿素）、中氮（每盆1.0 g尿素）和高氮（每盆2.0 g尿素）3种施氮量水平，在抽穗灌浆期进行高温（白天/夜间平均温度为35.1℃/20.8℃）和正常温度（白天/夜间平均温度为29.0℃/20.8℃）处理，探讨了氮素穗肥对水稻高温灌浆过程及其产量和品质的影响。结果表明，在高温胁迫下, 中氮和高氮显著增加每穗粒数、结实率、千粒重和产量，增加整精米率和支链淀粉短链比例, 降低垩白米率和支链淀粉中长链的比例, 其中，中氮效果更为明显。施用氮素穗肥还增加了叶片光合速率、根系氧化力和籽粒中蔗糖淀粉代谢途径关键酶活性。说明抽穗结实期遭受高温胁迫, 在穗分化期适当施用氮肥可以获得较高的产量和较好的稻米品质，根系和冠层生理活性的提高是其重要原因。

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水稻生育中后期使用外源植酸对产量和米质的影响

张卫星＃,孙成效＃,闵捷,段彬伍,朱智伟*

2013, 27(6): 603-609. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.006

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以杂交稻组合中浙优1号为材料，设4个时期、6种浓度的植酸溶液叶面喷施，研究了外源植酸对水稻产量及品质性状的影响。结果表明，喷施不同浓度外源植酸比对照增加籽粒产量4.1%~9.8%，经济系数提高，株高增加，穗长缩短，成熟期干物质量有所下降，整精米率、糙米率和垩白增加，精米率、碱消值和胶稠度有所降低，直链淀粉和蛋白质含量有升有降。植酸叶面喷施的浓度效应并不明显，不同生育期喷施所产生的反应存在差异。齐穗期喷施显著增加结实率和实粒数，灌浆期喷施显著提高千粒重；各时期喷施均提高经济系数；始穗期喷施增加株高，孕穗期和始穗期喷施缩短穗长；孕穗期喷施明显提高整精米率、碱消值、直链淀粉和蛋白质的含量，但同时也增加垩白。齐穗期和灌浆期喷施较低浓度（0.25%~0.5%）的植酸有利于增加产量和改善品质。

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水稻免耕机插质量、生长特性及产量形成

陈惠哲,向镜,徐一成,林贤青,张玉屏,朱德峰*

2013, 27(6): 610-616. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.007

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以中浙优1号、甬优9号和扬两优6号为试验材料，以翻耕为对照，研究了免耕条件下水稻的机插质量、群体生长及产量形成。结果表明，随着泡田时间延长，土壤容重呈下降趋势，免耕机插稻田泡田15 d后，0~25 cm表层的土壤容重从1.0~1.1 g/cm3下降到0.8~0.9 g/cm3；免耕机插秧苗种植深度比对照浅40%左右，但翻秧率、漂秧率有所上升；免耕机插导致水稻根系总量降低，且根系多集中于表层(0~5 cm)，中浙优1号和甬优9号免耕机插的表层（0~5 cm）根系比例分别达7718%和7708%，均高于对照；免耕机插产量比对照略有增产，但差异不显著，主要原因是免耕机插增加了单位面积有效穗数，但每穗粒数、结实率和千粒重均略有下降。

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稻油轮作连续免耕直播对作物产量及土壤理化性状的影响

杜兴彬1,2,罗利军1,陈晨1,李双喜3,刘国兰1,王飞名1,张安宁1,顾晓君2,余新桥1,2,*

2013, 27(6): 617-623. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.008

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为了研究稻油轮作免耕直播栽培模式对作物产量及土壤理化性状的影响，以常规翻耕直播为对照，选用适宜免耕直播的节水抗旱稻品种和适宜机械化种植的双低油菜品种为材料，进行连续4年的田间免耕直播试验。结果表明,与翻耕直播相比，免耕第1年节水抗旱稻单位面积实际产量下降8.10%，随后株高、每穗颖花数、结实率、千粒重、单株产量和收获指数逐年增加，产量逐年提高，第4年超过对照6.49%。相关分析表明穗长和产量显著相关；油菜免耕直播株高降低，单株角果数和千粒重减小，造成产量损失，但损失逐年减小，第4年和对照持平。相关分析表明每角粒数和产量显著相关。在土壤理化性状方面，免耕栽培土壤pH值逐年下降，有机质、全氮含量逐年增加，养分在土壤表层富集。与对照相比，免耕土壤表层(0-5 cm)容重减小，土壤有机质、全氮、速效氮养分含量均增加；免耕土壤亚表层（5-20 cm）容重、有机质、全氮含量都增大，速效氮和速效钾含量降低。此试验条件下，稻油轮作连续免耕直播有利于作物产量的提高和稻田表层土壤肥力的改善。

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褐飞虱取食对不同耐虫性水稻胼胝质沉积的影响

杨丽1,2,陈建明1,*,张海强1, 2,张珏锋1,何月平1

2013, 27(6): 624-632. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.009

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利用冷冻切片和荧光显微技术检测了褐飞虱取食对不同耐虫性水稻叶鞘组织中胼胝质的分布、形态和数量的影响，发现胼胝质主要分布在韧皮部组织、薄壁组织、表皮组织和木质部组织中，尤其以韧皮部筛管中的胼胝质沉积最多；胼胝质的形态主要有丝状、颗粒状，尤其是小颗粒占大多数。在褐飞虱取食、人工针刺或者注射褐飞虱唾液后，不同耐虫性水稻叶鞘组织胼胝质的沉积数量和面积明显增加，尤其是感虫品种TN1增加显著。移除褐飞虱后稻株恢复生长8d，与处理前比较，感虫品种的胼胝质数量和面积无明显差异，耐虫品种Utri Rajapan明显减少，抗生性品种Rathu Heenati略有减少。停止人工针刺或注射褐飞虱唾液后稻株恢复生长8d，感虫品种的胼胝质数量和面积显著增加，耐虫品种无明显差异，抗生性品种有所增加。上述结果说明，品种耐虫性与叶鞘维管束组织中胼胝质的沉积数量和沉积面积有关。

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酵母双杂交筛选灰飞虱体内水稻黑条矮缩病毒 p10 的互作蛋白

徐秋芳,陈晴晴,张金凤,李硕,倪海平,周益军*

2013, 27(6): 633-638. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.010

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为获取灰飞虱体内传播RBSDV相关介体因子，以RBSDV编码的外层外壳蛋白p10为诱饵，采用酵母双杂交方法从灰飞虱cDNA文库中筛选与RBSDV p10互作的蛋白。将RBSDV p10 基因构建至pGBKT7载体获得诱饵表达载体pGBKT7p10。自激活实验结果表明，p10蛋白对酵母细胞无毒性，也不具有自激活活性。通过pGADT7cDNA文库质粒转化含有pGBKT7p10的酵母AH109筛选获得灰飞虱cDNA文库中与p10互作的蛋白。文库筛选共获得326个阳性克隆。测序结果表明这些阳性克隆编码14种不同的互作蛋白，包括Actin 1，GAPDH，RACK等。这些互作蛋白参与胞吞胞吐作用和膜融合等过程，可能与病毒在介体内的循回和增殖相关。

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立枯丝核菌不同融合群菌株GPD基因的克隆及序列特征分析

王艳丽,任衍春,张震,王教瑜,毛雪琴,姜华,邱海萍,柴荣耀,杜新法,孙国昌*

2013, 27(6): 639-646. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.011

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利用同源克隆的方法对11个立枯丝核菌标准融合群菌株的GPD基因进行了分离。分析发现不同融合群立枯丝核菌GPD基因在外显子数目、编码蛋白长度及内含子剪切方式等方面存在差异，如AG22ⅢB、AG22Ⅳ、AG8三个融合群的GPD基因的外显子个数为10个，其他融合群均为11个；AG8融合群的GPD基因的编码蛋白长度为267个氨基酸，其余融合群的GPD基因的编码蛋白长度约为340个氨基酸。AG22ⅢB、AG22Ⅳ、AG8三个融合群的GPD基因在98、98、272氨基酸位点的内含子发生了缺失。基于蛋白序列的进化分析表明不同融合群之间GPD基因编码蛋白存在明显差异，可以有效地将不同融合群菌株区分开来；同时，不同物种之间GPD基因在进化上仍具有一定保守性，立枯丝核菌自身的GPD基因蛋白序列归为一类且与担子菌门同源性最高。这些结果表明进行保守基因序列差异分析是进行立枯丝核菌分类分群研究的新思路。

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根际溶氧量在水稻氮素利用中的作用机制研究

赵霞,徐春梅,王丹英,陈松,计成林,陈丽萍,章秀福*

2013, 27(6): 647-652. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.012

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稻田淹水使水稻根际溶氧量处于较低水平，导致土壤理化性状及微生物群落结构发生一系列的变化，直接影响氮素的硝化、反硝化和矿化作用。改变土壤各形态氮素的比例，不利于植株对氮素的吸收和利用。本文从水稻对不同氮素形态的吸收利用、根际溶氧量对水稻氮吸收代谢的作用、根际溶氧量对水稻氮素利用率的影响等三个方面综述了国内外相关研究进展，同时结合本课题近年来有关水稻氮氧互作机制的研究结果，对今后相关研究作了展望。

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铝毒和低磷胁迫下水稻幼苗抗氧化系统的响应

郭天荣*,姚鹏程,张子栋,王江佳,王梅

2013, 27(6): 653-657. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.013

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采用营养液培养，研究了低磷、铝毒单独及复合胁迫对耐铝性不同的水稻基因型（甬优8号和秀水132）幼苗生长、叶绿素和游离脯氨酸含量、抗氧化酶活性和膜质过氧化水平的影响。结果表明，低磷和铝毒处理均显著抑制水稻幼苗生长，并导致叶绿素含量下降，叶片中游离脯氨酸和根系及叶片中丙二醛（MDA）含量大幅上升，根系中过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性上升，而叶片中两类抗氧化酶活性下降。胁迫处理对甬优8号的生长抑制更强，秀水132表现为耐铝兼耐低磷胁迫。复合处理下低磷可加剧铝毒对水稻幼苗生长的抑制，并诱发更严重的氧化胁迫。

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基于GIS的广西水稻种植布局精细化气候区划

何燕1 ,王斌2 ,江立庚2 ,孟翠丽1 ,欧钊荣1 ,徐世宏3,*

2013, 27(6): 658-664. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2013.06.014

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根据水稻生长发育对气候条件的要求，分析确定了广西种植水稻合理布局的关键气候因子以及气候区划等级指标，即水稻安全生育期天数、安全期活动积温、日平均气温≥10℃的日照时数、年平均气温等4个关键气候因子，作为划分广西水稻种植布局的气候区划指标。采用广西90个气象台站1961－2010年的气候资料以及对应站点的地理基础信息数据，应用GIS技术和逐步回归分析方法建立气候区划指标因子的空间模拟推算模型，即水稻安全生育期天数的模拟推算模型（Y＝1193.028-9.831 φ -0.086 h-6.680 λ），安全期活动积温的模拟推算模型（Y＝30166.74-262.656 φ -2.848 h -165.549 λ），日平均气温≥10℃的日照时数模拟推算模型（Y=6665.195-110.344 φ -0.416 h -23.416 λ），以及年平均气温的模拟推算模型（Y＝73.237-0.735 φ -0.005 h -0.314 λ），并对气候区划指标要素进行细网格推算和残差订正计算，然后依据已确定的水稻各项气候区划等级指标，把广西划分为迟熟双季稻适宜气候区、中迟熟双季稻适宜气候区、早中熟双季稻适宜气候区、单季稻再生稻适宜气候区等四个气候区域，制作广西种植水稻布局的精细化气候区划专题图，并对其区划结果进行分析评述,提出适宜品种的建议。

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