中国水稻科学

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张芳#,艾昊#,王丹凤,曹越,史书林,顾冕,孙淑斌*,徐国华

2014, 28(1): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.001

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磷转运蛋白OsPT6为水稻Pht1家族成员之一，具有吸收和转运磷酸盐双重功能。以水稻高产品种武育粳7号的OsPT6超表达转基因材料为试材，研究磷转运蛋白OsPT6在武育粳7号磷素吸收利用中的作用。结果表明：1)OsPT6在武育粳7号的地下部表达丰度较高，同时在地下部和地上部该基因均受缺磷诱导表达量显著增加。2)OsPT6超表达后，转基因植株生长良好。正常供磷和低磷处理35 d后,OsPT6超表达植株地上部和地下部干物质量都显著增加。3)OsPT6超表达转基因材料在不同浓度磷素处理后，各组织全磷含量有所增加，其中营养器官尤为显著。

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稻曲病菌UvHog1基因的克隆及表达分析

饶玉春1,2,#,丁正中1,3,#,陈析丰1,曾大力2,马伯军1,顾志敏1,*

2014, 28(1): 9-14. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.002

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稻曲病由稻曲病菌引起，是水稻穗部的重要病害。利用同源克隆和RACE技术，根据丝状真菌相对保守的氨基酸序列设计简并引物，从稻曲病菌中分离了丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）编码基因的全长cDNA序列，命名为UvHog1。 UvHog1含有MAPK保守的蛋白激酶激活域（TGY），序列与稻瘟病菌MgOsm1 （AAF09475.1）、球孢白僵菌BbHog1（AAS77871.1）、烟曲霉AfOsm1 （XP752664.1）和隐球酵母CrHog1（AAM26267.1）等MAPK高度同源，相似性分别为95%、93%、88%和81%。系统聚类结果表明，UvHog1与酵母Hog1 MAPK同源。在盐胁迫条件下，UvHog1的相对表达量明显降低，表明UvHog1参与了对盐胁迫的信号响应。

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洁净DNA转化获得2mG2epsps基因单拷贝整合的抗草甘膦水稻

赵艳*,邓春泉,邓丽蝶

2014, 28(1): 15-22. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.003

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洁净DNA转化是基因枪介导外源基因表达框导入植物的转化技术，能从根本上消除载体框架序列对转基因植株的不利影响。2mG2epsps基因是具有重要育种价值的草甘膦除草剂抗性基因。以日本晴为材料，研究了草甘膦对水稻愈伤组织生长及分化的影响，采用洁净DNA转化技术将2mG2epsps基因表达框导入水稻。结果表明：1)草甘膦对水稻愈伤组织的生长及分化有明显的抑制作用，当草甘膦浓度为2 mmol/L时，愈伤组织绿苗分化率为18.97%，较对照71.67%显著降低。2)基因枪介导2mG2epsps基因表达框转化水稻时，经草甘膦筛选获得抗性愈伤后，在植株再生培养基中去除筛选剂利于抗性愈伤的分化，转化率为17.20%。经Southern 杂交分析，2mG2epsps基因表达框均以单拷贝整合到受体基因组。52.17%（12/23)转基因株系可耐受12~50 mmol/L的草甘膦。

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粳稻杂种后代胚乳可溶性淀粉合成酶及同工型基因表达特性分析

曲莹,金正勋*,刘海英,徐振华,朱立楠,郑冠龙,朱方旭,张忠臣

2014, 28(1): 23-31. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.004

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以籽粒直链淀粉含量为选择指标，从东农423×藤系180 F2代起连续定向选择培育成的籽粒直链淀粉含量有显著差异的F10后代东农1006（直链淀粉含量为18.82%）、东农1012（直链淀粉含量为7.70%），同样，从系选1号×通769后代中选出东农1001（直链淀粉含量为17.51%）、东农1024（直链淀粉含量为7.40%）比较分析了灌浆过程中籽粒直链淀粉含量和可溶性淀粉合成酶活性及同工型基因表达量等变化特征。结果表明，灌浆不同时期籽粒直链淀粉含量低的后代及亲本直链淀粉量始终低于直链淀粉含量高的后代及亲本；成熟期籽粒直链淀粉含量低的亲本和后代籽粒支链淀粉含量均显著高于籽粒直链淀粉含量高的亲本和后代，抽穗后10 d、17 d、24 d的籽粒直链淀粉含量与支链淀粉含量间均呈负相关，但相关未达显著水平；抽穗后10 d、17 d、24 d的可溶性淀粉合成酶活性与籽粒直链淀粉含量的相关系数分别为0.8115**， -0.7554*， -0.5957，与支链淀粉含量的相关系数分别为-0.0694， 0.5453， -0.0207；在灌浆过程中亲本及后代的胚乳OsSSSⅠ、 OsSSSⅡ1、 OsSSSⅡ3、 OsSSSⅢ1和 OsSSSⅢ2基因随籽粒灌浆进程其mRNA转录表达量逐渐增加，达到峰值后又逐渐下降，呈单峰曲线变化；而OsSSSⅢ2和OsSSSⅣ2基因mRNA转录表达量在灌浆各时期都比其他基因大；灌浆不同时期直链淀粉含量高的后代与高亲相比、直链淀粉含量低的后代与低亲相比，既有转录表达量增加的基因，也有降低的基因；可溶性淀粉合成酶活性与OsSSSⅠ、OsSSSⅡ3、OsSSSⅢ2的mRNA转录表达量正相关，相关达显著水平；与OsSSSⅡ1、OsSSSⅣ2的mRNA转录表达量正相关，但相关未达显著水平，与OsSSSⅢ1的mRNA转录表达量呈负相关，但相关未达显著水平。

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干旱驯化后节水抗旱稻苗期不同发育时间DNA甲基化模式变化分析

郑小国1,2，# ,陈亮1，# ,楼巧君1 ,夏辉1,李明寿1,罗利军1, 2, *

2014, 28(1): 32-40. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.005

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以一个节水抗旱稻沪旱3号为研究材料，经过连续6代干旱胁迫驯化后，采用甲基化敏感扩增多态性方法在苗期不同发育时间对原始代（G0）和第6代（G6）DNA甲基化变化情况进行分析。结果表明，沪旱3号甲基化位点比例约为34%，其中，全甲基化位点约占84%，半甲基化位点约占16%。在苗期，随着沪旱3号生长发育，甲基化水平下降。不同世代或/和不同发育时间差异甲基化位点占总检测位点的4.0%，其中，大部分仅与发育相关（57.9%），而世代之间无差异。干旱驯化后，G6的DNA甲基化模式发生了改变。G6与G0相比，在3叶期，去甲基化事件占主要部分（59.1%）；在4叶期，甲基化事件占主要部分（47.9%）。生长发育涉及全基因组DNA甲基化变化，变化位点主要分布在启动子区域和外显子区域。功能聚类分析表明差异甲基化位点相关基因涉及广泛的功能。

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一个水稻黄绿叶突变体ygl10的遗传分析和基因定位

杨海莲#,刘敏#,郭旻,李荣德,张宏根,严长杰*

2014, 28(1): 41-48. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.006

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以籼稻9311为背景的水稻突变体中发现一个黄绿叶突变体(yellowgreen leaf, ygl10)。形态分析表明，与野生型9311相比，ygl10突变体株高、穗长降低，结实率下降。叶绿素含量测定表明，ygl10突变体中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著降低，其中叶绿素b降幅最大，只有野生型的2%。叶绿体超微结构观察表明，突变体中类囊体和基粒片层数量明显减少。遗传分析结果表明，该黄绿叶突变体由一隐性核基因控制。进一步利用分子标记将ygl10定位在水稻第10染色体约380 kb的区段内。对该区段内存在的ORF进行序列分析，发现编码叶绿素a氧化酶（chlorophyll a oxygenase）基因（OsCAO1）的第9个外显子存在5个碱基缺失，从而导致提前出现终止密码子，推测CAO1即为ygl10的候选基因。

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水稻白条纹突变体6001剑叶光合功能衰老特性研究

甄晓辉1,沈唯军1,张小娟1 ,徐金刚1 ,张启军2,吕川根2,陈国祥1，3，* ,高志萍1，*

2014, 28(1): 49-56. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.007

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利用生理生化方法和电镜观察，对衰老过程中白条纹突变体6001剑叶光合特性进行分析。检测结果表明，该突变体抽穗期和乳熟期的叶绿素含量分别比野生型6028低34.78%和3.00%，而完熟期高于野生型；突变体的净光合速率在抽穗期较低，但在衰老过程中，特别是衰老后期净光合速率的下降显著减缓；Ca2+ATPase和Mg2+ATPase酶的活性和光合磷酸化活性也表现出相同的变化趋势；在整个衰老过程中类囊体膜只有68 kDa多肽组分发生了明显变化，68 kDa多肽组分的含量变化可能是导致光合作用变化的原因之一；电镜观察结果表明，在衰老过程中突变体的叶绿体结构更为完整，叶绿体膜解体缓慢。突变体6001在衰老过程中光合性能衰老相对缓慢，表现出抗衰老特性。

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杂交水稻不同器官重金属铅浓度与累积量

陈新红1,*,叶玉秀1 ,潘国庆1,赵步洪2,杨建昌3

2014, 28(1): 57-64. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.008

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以生长于盆钵中的两系杂交稻和三系杂交稻共6个组合为试验材料，设置土壤铅(Pb)浓度为500 mg/kg和不加Pb土壤（对照）两个处理，测定水稻植株不同器官Pb的浓度和累积量。结果表明，Pb处理降低了两优培九、103S/郑粳2号、丰优香占和汕优63的产量，主要是每穗粒数减少，对其余组合的产量无显著影响；不同基因型水稻植株对Pb吸收与积累存在差异，以103S/郑粳2号和两优培九累积量最多，K优818累积量最少；水稻植株不同器官Pb的浓度和累积量的大小顺序为根> 茎鞘> 叶片。籽粒不同部位Pb的浓度大小顺序为糠层> 颖壳> 精米，精米中Pb累积量仅为谷粒的25%左右，精米中Pb的浓度以103S/郑粳2号最高，K优818最低；在抽穗期和成熟期，同一器官Pb浓度与累积量呈显著或极显著正相关，但不同器官之间的相关不显著。对不同杂交稻组合植株中Pb浓度和累积量差异的原因进行了讨论。

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梯度干旱胁迫对水稻叶片光合和水分状况的影响

丁雷1,李英瑞1,李勇2 ,沈其荣1 ,郭世伟1,*

2014, 28(1): 65-70. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.009

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采用温室营养液培养方式，通过添加0%、10%、20%、30% PEG6000模拟干旱胁迫，对水稻幼苗叶片的光合作用和水分状况进行比较分析。结果表明：1）在干旱胁迫下，水稻叶片的光合速率、气孔导度、叶肉导度、总导度和叶绿体内CO2浓度等都显著降低；2）在干旱胁迫条件下，限制光合作用的非气孔限制值并没有显著提高，而气孔限制值则大幅提高；与正常水分条件相比，扬稻6号和汕优63在30％PEG干旱胁迫下气孔限制值分别提高了42％和81％；3）光合速率与气孔导度、叶肉导度、总导度及叶绿体内CO2浓度呈正相关；4）在重度干旱胁迫下（20％和30％），叶片水势和含水量都显著下降，并且叶片水势与气孔导度、叶肉导度和总导度呈正相关。因此，气孔关闭导致的叶绿体内CO2浓度降低是限制光合作用的最主要因素，同时叶片水势的降低增加了叶片内CO2传输的阻力。

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外源硅减轻高温引起的杂交水稻结实降低

吴晨阳1,姚仪敏1 ,邵平1,王燚1,汪志威1,田小海1,2,*

2014, 28(1): 71-77. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.010

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选用硅酸钠（Na2SiO3·9H2O）为硅源，于大田条件下对耐热性不同的2个杂交水稻组合在拔节期连续3次喷施4个浓度水平（TCK, 0 mmol/L; T1.25， 1.25 mmol/L; T2.50， 2.50 mmol/L; T3.75， 3.75 mmol/L）的外源硅，研究施硅对花期自然高温和自然常温下杂交水稻柱头授粉性能、花药开裂性能和受精率的影响，并筛选适宜浓度的硅酸钠施用方案。结果表明，在田间高温条件下，与TCK相比，施硅处理（T1.25、T2.50和T375）使热敏感组合金优63和耐热组合汕优63的颖花受精率分别提高10.6和4.7百分点（绝对值）；花药基部开裂宽度分别增加190%和103%（相对值）；每柱头花粉萌发数增加169%和396%；授粉总数分别增加34%和305%；花粉萌发率上升113和70百分点；花粉萌发数大于10粒的小花的占比上升93和276百分点；花粉总数小于20粒的小花占比下降188和81百分点（相对值）。经对两个组合在常温和高温下施硅的花药发育及授粉特性的解析，初步认为外源硅对水稻授粉性能有综合提高作用，但比较而言，其作用可能主要与提高花粉发育质量有关，而提高授粉总数和改善花药裂药性能也有一定的辅助作用。此外，外源硅施用对高温敏感组合效果更佳，其适宜的喷施浓度为2.50 mmol/L。

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旱稻孢囊线虫在广西的发生及其rDNAITS异质性分析

卓侃1,宋汉达1 ,王宏洪1 ,陶冶1 ,张洪玲1,陆秀红2,黄金玲2,刘志明2 ,廖金铃1,*

2014, 28(1): 78-84. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.011

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2011年，从广西龙胜梯田的水稻根系和稻田土壤中分离到一种孢囊线虫。该线虫形态特征与已报道的旱稻孢囊线虫（Heterodera elachista）相符，其rDNAITS序列与GenBank中旱稻孢囊线虫的rDNAITS序列相似性为97.7%~99.3%。rDNAITS分子发育树表明该线虫与旱稻孢囊线虫以100%的置信度及较小的遗传距离形成一个单系，据此将该线虫鉴定为旱稻孢囊线虫。进一步对本研究获得的10条旱稻孢囊线虫rDNAITS区序列及Tanha Maafi等报道的1条旱稻孢囊线虫rDNAITS序列（AF498391）的酶切位点进行分析，结果发现AluⅠ、AvaⅠ、MvaⅠ和RsaⅠ 4个内切酶的酶切位点在11条序列中完全一致，而Bsh1236Ⅰ、BsuRⅠ和CfoⅠ 3种酶的酶切位点存在变异，其中Bsh1236Ⅰ和BsuRⅠ有2种变异型，CfoⅠ则有3种变异型，表明旱稻孢囊线虫的rDNAITS序列存在DNA异质性。

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分子标记辅助选择改良宁恢8号的条纹叶枯病抗性

姚姝,陈涛,张亚东,朱镇,赵庆勇,周丽慧,赵凌,李余生,王才林*

2014, 28(1): 85-91. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.012

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为改良宁恢8号的条纹叶枯病抗性，以含条纹叶枯病抗性基因Stvbi的品种关东194为供体，通过杂交、回交，利用与条纹叶枯病抗性基因Stvbi和恢复基因Rf1a共分离的分子标记进行辅助选择，将条纹叶枯病抗性基因Stvbi导入宁恢8号，结合田间抗性和性状鉴定，至BC3F3育成10个条纹叶枯病抗性显著提高、农艺性状优良的改良系。选择其中4个综合性状较优的株系分别与不育系A25、A19和A70进行配组鉴定。结果表明，改良系2所配组合的综合性状明显优于对照宁恢8号的相应组合。

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褐飞虱杀雄菌属共生菌Arsenophonus的传递方式与生物学意义初探

陈宇,陈洋,王渭霞,赖凤香,傅强*

2014, 28(1): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.013

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通过阳性（含Arsenophonus）与阴性（不含Arsenophonus）褐飞虱初羽化成虫的正反交试验，发现子代感染Arsenophonus的情况由其母本决定，而与父本无关，表明褐飞虱体内的Arsenophonus可由母体垂直传递给子代。初羽化阳性和阴性成虫的配对实验结果表明，Arsenophonus对褐飞虱后代数量及性比没有显著的作用，无雄性致死作用。通过黄绿绿僵菌ARSEF1764菌株对初羽化雌成虫褐飞虱的接种实验，发现阴性试虫的感病率为55.2% ，显著高于阳性试虫的32.5% ，表明感染Arsenophonus有助于提高褐飞虱对黄绿绿僵菌ARSEF1764菌株的抵抗能力。

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杂草稻中胚轴伸长动态及其与籽粒淀粉酶活性和可溶性糖含量的关系

马殿荣*,孔德秀,刘晓亮,高齐,丁国华,赵明辉,唐亮,徐正进,陈温福*

2014, 28(1): 97-102. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.014

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采用恒温培养箱，在黑暗条件下进行发芽试验，观察杂草稻中胚轴伸长的动态过程，分析杂草稻中胚轴伸长过程中籽粒淀粉酶活性和可溶性糖含量的变化及相互关系。结果表明，黑暗条件下发芽后1 d到3 d，杂草稻中胚轴伸长非常慢，发芽后4 d到5 d中胚轴伸长加快，发芽后7天中胚轴伸长逐渐停止，其最终长度显著长于辽粳294。杂草稻发芽过程中，籽粒α淀粉酶活性、β淀粉酶活性和可溶性糖含量均呈逐渐上升趋势。可溶性糖含量与α淀粉酶活性、β淀粉酶活性均呈极显著正相关。中胚轴伸长长度与籽粒α淀粉酶活性、β淀粉酶活性、可溶性糖含量也均呈极显著正相关。杂草稻发芽初期淀粉酶活性增强，促进了籽粒中淀粉水解为可溶性糖，为中胚轴伸长生长提供了物质和能量基础。

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移栽水稻高产高效节水灌溉技术的生理生化机理研究进展

陈婷婷,杨建昌*

2014, 28(1): 103-110. DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.01.015

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水资源匮乏威胁水稻生产的可持续发展和粮食安全。为了应对水资源紧缺和增加粮食产量，农业科学家开发了各种节水灌溉技术和生产体系。本文综述了当前移栽水稻生产上主要应用的节水灌溉技术并从水稻生长、激素、蔗糖淀粉代谢途径关键酶活性等方面阐述了其生理生化机制，提出水稻高产高效节水灌溉技术存在的问题与研究展望。

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