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2014年, 第28卷, 第3期
刊出日期：2014-05-10 上一期    下一期
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研究报告


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水稻同源异型域转录因子OsHox9的反向遗传学分析 艾丽萍，申奥，高志超，李政龙，孙琼琳，栾维江 2014, 28(3): 223-228.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.001 摘要 ( )   PDF(1114KB) ( )   同源异型域（Homeobox，HB）转录因子对于植物的生长发育具有重要的调控作用，主要涉及细胞分化、形态建成、内外环境信号应答等多个方面。为了研究该转录因子家族成员在水稻中的功能，构建了该家族成员OsHox9基因的RNAi表达载体，利用反向遗传方法分析该基因的功能。与野生型对照植株相比，RNAi转基因植株株高变矮，分蘖数减少。实时PCR表达分析表明OsHox9基因在有表型转基因植株中的表达下调，但在没有表型转基因植株中OsHox9表达量与野生型植株差异不显著，说明RNAi载体起到了干涉作用，转基因植株的表型是由RNAi造成的。组织特异性表达分析表明OsHox9在水稻的根、茎、叶、茎顶端分生组织及不同时期的幼穗中均有表达，但在茎顶端分生组织及幼穗中表达量较高。为了查明OsHox9的亚细胞定位，构建了OsHox9与绿色荧光蛋白GFP的融合载体并导入烟草叶片中进行瞬时表达，结果表明OsHox9定位于细胞膜上，在细胞膜上起作用。

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水稻小粒密穗突变体sep1的遗传分析、基因定位与育种利用 王跃星,吴昆,方云霞,陈红旗,倪深,付向东 ,朱旭东 2014, 28(3): 229-234.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03. 002 摘要 ( )   PDF(1660KB) ( )   通过60Co衰变产生的r射线辐照籼稻品种“双科早”，获得小粒密穗突变体sep1，该突变体与野生型双科早相比表现为籽粒变小，穗轴变短，着粒密度增加。主茎切片观察结果显示，突变体维管束数和单位面积细胞数均比野生型多。遗传分析和等位性分析结果表明，该突变体为隐性突变，与已克隆的直立密穗基因不等位。利用InDel分子标记将小粒密穗基因sep1定位在第5染色体着丝粒附近的两个标记XP2628与XP2631之间，物理距离约为3.896 Mb。此外，还利用该突变体开展了相应的育种利用研究，已获得高代稳定的不育系材料。

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杂交籼稻骨干保持系岗46B稻谷粒形及垩白的QTL分析 高方远1,#,邱玲1,2,# ,陆贤军1 ,任鄄胜1 ,吴贤婷1 ,任光俊1 ,曾礼华2,* 2014, 28(3): 235-242.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.003 摘要 ( )   PDF(694KB) ( )   利用籼稻保持系骨干亲本岗46B与美国水稻品种Lemont 多次回交培育的低垩白、窄粒株系K1075与岗46B构建F2群体，对稻谷粒长、粒宽、长宽比、粒厚、百粒重和垩白粒率进行数量性状位点（QTL）分析。6个性状在F2群体中均呈正态连续分布，属于典型的数量性状。除粒长与百粒重间没有显著相关性外，其他性状间均存在显著的正相关或负相关。采用SSR标记构建遗传连锁图，通过复合区间作图法共检测到14个控制稻谷粒形和垩白的QTL，包括2个控制粒长的QTL（qGL2和qGL5），2个控制粒宽的QTL（qGW5和qGW8），5个控制长宽比的QTL（qLWR2、qLWR5、qLWR6、qLWR8和qLWR12），1个控制粒厚的QTL（qGT5），1个控制百粒重的QTL（qHGW5）和3个控制垩白粒率的QTL（qPGWC5、qPGWC6和qPGWC8）。在这些位点中，岗46B等位基因增加粒宽、粒厚、粒重和垩白粒率，减小粒长和长宽比。控制粒宽、粒厚、粒重、垩白粒率和长宽比的主效QTL均位于第5染色体RM17990-RM18004-RM18068区间，这一结果与仅选择极端表型单株，采用连锁及连锁不平衡方法（LD）获得的结果一致。

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水稻籽粒性状的SSR关联分析 陈氏秋江1，2,党小景1 ,刘强明1,赵凯铭1,3 ,王卉1,洪德林1,* 2014, 28(3): 243-257.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.004 摘要 ( )   PDF(2504KB) ( )   用262个SSR标记对来自不同生态区的540份水稻品种的基因组变异进行扫描，分析该自然群体的遗传多样性、群体结构和连锁不平衡位点，并采用TASSEL软件的一般线性模型（GLM）方法进行标记与性状的关联分析。结果表明：1）该自然群体由7个亚群体组成；每个亚群内，无论是共线SSR标记位点之间还是非共线SSR标记位点之间均存在一定程度的连锁不平衡。2）三年均检测到的与粒长显著相关的标记位点有45个，贡献率最高的是RM5849（52.86%），M3766140是增加表型效应最大的等位变异，载体品种是农香25。与粒宽显著相关的位点有7个，贡献率最高的是RM17（63.61%），增加表型效应最大的等位变异是RM17145和RM573235，载体品种分别是宁粳恢338和早十日黄稻。与粒厚显著相关的位点有11个，贡献率最高的是RM276（25.44%），增加表型效应最大的等位变异是RM508215和RM7288205，载体品种都是红芒沙粳。与千粒重显著相关的位点有6个，贡献率最高的是RM17（32.17%），增加表型效应最大的等位变异是RM17145，载体品种是宁粳恢338。预测了利用这些载体材料改良籽粒性状的潜在杂交亲本组合。

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晒田强度和氮素穗肥运筹对不同氮效率杂交稻产量及氮素利用的影响 朱从桦1,2 ,孙永健1,2 ,严奉君1 ,蒋明金1 ,徐徽1 ,赵建红1 ,马均1,2,* 2014, 28(3): 258-266.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.005 摘要 ( )   PDF(565KB) ( )   以氮高效品种（德香4103）和氮低效品种（宜香3724）为材料，研究3种晒田强度（0-20 cm土壤体积含水量为53.60%±5.00%、40.20%±5.00%和26.80%±5.00%，分别记为W1、W2和W3）和3种穗肥运筹（晒田复水后第1、8和15天施用氮素穗肥，分别记为N1、N2和N3）对水稻干物质生产和氮素积累、转运、利用及产量的影响。结果表明，适度晒田能提高水稻干物质积累和转运、氮素积累、转运和利用及产量；各晒田强度下，穗肥运筹对不同氮效率品种产量和氮肥利用率的影响存在差异，与氮低效品种相比，氮高效品种抽穗期干物质积累量更高，抽穗后物质转运能力更强、氮素转运和氮素利用效率更高，并且氮高效品种的产量平均比氮低效品种高1.12 t/hm2。相关性分析表明，氮高效品种和氮低效品种的产量均与干物质积累、转运呈显著正相关，氮高效品种产量与茎秆氮素转运量显著正相关，氮低效品种产量与茎叶氮素转运量呈显著正相关。因此，氮高效品种采用晒田强度（W1）配合复水后15 d施用氮素穗肥，氮低效品种采用晒田强度（W2）配合复水后8 d施用氮素穗肥，均能提高其氮肥利用效率和稻谷产量。

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江淮下游地区籼粳超级稻生育期与温光资源利用特征的差异研究 龚金龙,邢志鹏,胡雅杰,张洪程*,戴其根,霍中洋,许轲,魏海燕,高辉 2014, 28(3): 267-276.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.006 摘要 ( )   PDF(757KB) ( )   为阐明籼粳超级稻生育期及温光资源利用特征的差异，以当地主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料，在稻麦两熟制条件下对籼粳超级稻主要生育期、干物质积累量、有效积温、温度生产效率、光合有效辐射、光能利用率等方面进行了系统比较。结果表明，大田生长阶段粳稻生育进程迟于籼稻，成熟期粳稻较籼稻迟16.2 d，其中抽穗成熟期较籼稻长25.82%，差异极显著。粳稻对低温具有较强的适应性，利于适当推迟抽穗结实，延长灌浆结实期与全生育期，加强对秋末温光资源的利用。粳稻经济产量、生物产量、日产量、全生育期天数、有效积温、光合有效辐射和光能利用率以及主要生育期、有效积温和光合有效辐射、抽穗成熟期温度生产效率、拔节成熟期干物质积累量和光能利用率均高于籼稻；而灌浆速率、全生育期温度生产效率以及播种抽穗期温度生产效率、播种拔节期干物质积累量和光能利用率均低于籼稻，差异显著或极显著。相关分析表明，水稻实收产量与全生育期天数、日产量和灌浆结实期天数均呈极显著正相关，而与灌浆速率呈极显著负相关；生物产量与全生育期有效积温、光合有效辐射和光能利用率均呈极显著正相关，而与全生育期温度生产效率负相关，且相关未达显著水平。因此，在稳定提高温光资源利用率、日产量和灌浆速率的基础上，通过延长生育期，尤其是灌浆结实期，来提高有效积温和光合有效辐射，进而提高干物质阶段积累量及生物学产量，是粳稻高生产力形成的重要途径与特征之一。

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孕穗期低温对水稻产量的影响及其生理机制 李健陵1,3 ,霍治国2 ,吴丽姬1 ,朱庆华1 ,胡飞1,* 2014, 28(3): 277-288.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.007 摘要 ( )   PDF(1634KB) ( )   以天优998和桂农占为材料进行盆栽种植，孕穗期置于人工气候箱内进行低温处理，旨在分析不同低温强度及持续时间对水稻产量的影响及其生理机制，探明华南地区主栽水稻孕穗期的低温预警指标。低温设置为日最低温（Tmin）18℃、16℃、14℃和12℃，日较差为4℃，均匀变温，历期分别为1 d、3 d和5 d，另设自然条件下生长的水稻为对照。结果表明，孕穗期低温使早稻倒2叶SOD和POD酶活性下降，MDA含量上升，叶绿素含量和光合速率下降，造成光合同化物减少。同时，颖花受精率和可育率下降。每穗总粒数减少、结实率及千粒重降低是造成天优998和桂农占产量降低的主要原因。经Tmin≤16℃处理3d，天优998和桂农占产量显著下降，籽粒发育形成过程明显受阻，倒2叶光合能力降低（P<0.05）。温度越低，持续时间越长，受害越严重。杂交稻组合天优998比常规稻桂农占耐低温的能力略弱。日最低温度为16℃持续3 d的低温可作为华南地区早稻孕穗期低温冷害指标。

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FACE下二氧化碳、施氮量、密度和锌肥对Ⅱ优084稻米锌浓度及有效性的影响 周三妮1,王云霞2,* ,赖上坤1 ,齐义涛1 ,朱建国3 ,杨连新1 ,王余龙1,* 2014, 28(3): 289-296.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.008 摘要 ( )   PDF(597KB) ( )   利用稻田FACE（Free Air CO2 Enrichment）平台，以Ⅱ优084为供试材料，主区CO2处理设置环境CO2浓度（Ambient）和高CO2浓度（比Ambient高50%）两个水平，裂区设置施氮量（15和25 g/m2）、移栽密度（16和24 株/m2，单本栽插）以及叶面施锌（0%和0.2%ZnSO4）处理，研究大气CO2浓度升高对超级稻精米和糙米锌浓度和有效性的影响。精米锌浓度、植酸含量以及植酸与锌的摩尔比均明显低于糙米。大气CO2浓度升高使精米和糙米锌浓度平均下降5%和7%，锌处理使对应部位锌浓度分别增加40%和63%，差异均达极显著水平，但施氮量或栽插密度处理对两部位锌浓度影响未达显著水平。CO2浓度和锌处理对精米和糙米的植酸含量均无显著影响，但增加施氮量和移栽密度使糙米植酸含量分别下降8%和6%，差异均达极显著水平。大气CO2浓度升高使精米和糙米中植酸与锌的摩尔比平均增加6%和7%，锌处理使对应部位植酸与锌的摩尔比分别下降28%和40%，增加施氮量和移栽密度使糙米中植酸与锌的摩尔比平均下降10%和7%。说明高浓度CO2环境下超级稻Ⅱ优084食用部位微量元素锌含量下降且生物有效性降低，但适当增加施氮量或移栽密度特别是结实期叶面喷施锌肥，可不同程度地改善该品种稻米的锌营养水平。

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高温下水稻开花习性对受精率的影响 周建霞,张玉屏,朱德峰*,林贤青,向镜,陈惠哲,胡声博 2014, 28(3): 297-303.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.009 摘要 ( )   PDF(1620KB) ( )   以籼稻Ⅱ优7954（中等敏感）和Ⅱ优7号（耐高温）为材料采用人工气候箱在水稻抽穗开花期进行38℃高温处理，研究高温下颖花开放特性对受精率的影响。结果表明，高温下Ⅱ优7号与Ⅱ优7954花时较对照提前，Ⅱ优7号花时集中，而Ⅱ优7954花时分散；Ⅱ优7954处理温度与高温处理时间之间存在互作，随着高温处理时间延长受精率下降；高温处理时段和变温模式直接影响水稻的开花习性，对受精率的影响很大。

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江苏省杂草稻Rc基因的单体型分析 李潇艳,强胜,宋小玲,蔡堃,戴伟民* 2014, 28(3): 304-313.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.010 摘要 ( )   PDF(2468KB) ( )   测定了来自江苏省10个市的杂草稻样品的Rc基因序列（全长6.4 kb），并整理现有文献中全球166份稻属的Rc基因序列。序列共线性分析表明，江苏杂草稻Rc基因等位基因类型全部为Rc野生型。核苷酸多态性和单倍型分析表明，10份江苏杂草稻Rc基因的核苷酸多态性（π=0.19）和分离位点比率（θw =0.28）均高于56份美国杂草稻（π=0.09；θw =0.07）。单倍型的进化网络和系统进化树分析表明，江苏杂草稻Rc基因并非直接来源于普通白色栽培稻回复突变。此外，发现连云港穞稻和安徽塘稻的Rc基因序列与栽培稻相似，而与江苏目前正在发生危害的杂草稻Rc基因距离较远。

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二化螟Ty3/gypsy反转座子的克隆与序列分析 李晓欢1, 2, ＃,罗光华2, ＃,张志春2,刘宝生2,方继朝1, 2,* 2014, 28(3): 314-321.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.011 摘要 ( )   PDF(2064KB) ( )   转座子是宿主基因组的重要组成部分。Ty3/gypsy反转座子是广泛存在于生物体内的一类反转座子。通过反向PCR（inverse PCR）和基因组步移方法成功地从二化螟体内获得一个具有完整结构的Ty3/gypsy反转座子拷贝，命名为CsuTy3（GenBank登录号：KJ191261）。该反转座子拷贝全长4 934 bp，在基因组上插入的靶位点（target sit duplications，TSDs）是“AACGT”，两端的长末端重复序列（long terminal repeat，LTR）不完全相同，5′端LTR长161 bp，3′端LTR长168 bp，两者的一致度为93.5%；在靠近3′端LTR处有一段长15 bp的嘌呤尾（polypurine tract，PPT）序列。经ORF Finder分析，CsuTy3中包含三个独立的ORF，从左至右第一个ORF编码类似病毒的结构蛋白，称为GAG蛋白；第二个ORF编码天冬氨酰蛋白酶（aspartic protease，AP）蛋白；第三个ORF编码一个多聚蛋白，包含反转录酶（reverse transcriptase，RT)、RNA酶H（RNase H，RH）以及整合酶（integrase，IN）。Southern杂交显示二化螟不同地理种群中均有较多的CsuTy3拷贝。在特定基因座位上，对CsuTy3拷贝插入与否的检测结果显示，二化螟不同地理种群中在该位点上均含有CsuTy3拷贝的插入，但在德阳和江津种群中有些个体在该位点上没有检测到CsuTy3拷贝的插入。

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褐飞虱胁迫对不同抗性水稻品种根际土壤酶活性和微生物含量的影响 苏婷1 ,徐红星2 ,韩海亮1 ,杨亚军2 ,王桂跃1,* ,郑许松2 ,吕仲贤2,* 2014, 28(3): 322-326.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.012 摘要 ( )   PDF(360KB) ( )   为明确褐飞虱取食对不同抗性水稻地下部生态系统的影响，对褐飞虱取食不同天数后，感虫水稻品种（TN1）和抗虫水稻品种（IR26和IR36）根际土壤pH值、土壤酶活性和微生物含量进行分析。结果表明，褐飞虱取食1 d和5 d后，感虫品种TN1的土壤pH值显著降低, 而抗虫品种上差异不显著；褐飞虱取食1 d后，根际土壤蔗糖酶和脲酶活性均无明显差异，而在褐飞虱取食9 d后，抗虫品种IR36根际土壤蔗糖酶活性显著上升，而脲酶活性显著降低；褐飞虱取食1 d后IR36根际土壤细菌含量即显著降低，而感虫品种TN1在褐飞虱取食5 d后其真菌含量显著降低，褐飞虱取食9 d后，抗虫品种IR26和IR36的土壤放线菌含量也显著降低。多因素方差分析结果显示，水稻品种对土壤pH值和微生物数量无显著影响，而对土壤中蔗糖酶和脲酶活性有显著影响；褐飞虱取食和取食时间对土壤pH值、蔗糖酶、脲酶和微生物数量均有显著影响。

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近30年江苏省迟熟中粳品种产量与品质分析 张宏根1,朱国永1,封智蔷1,许明2,吉健安2,裴艳1,钱凯1,汤述翥1，*,顾铭洪1 2014, 28(3): 327-334.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2014.03.013 摘要 ( )   PDF(1671KB) ( )   通过对近30年来江苏省育成的45个迟熟中粳品种的区域试验资料分析和种植鉴定，了解江苏迟熟中粳品种的育种状况，为新品种选育提供参考依据。区试资料分析表明，江苏近30年来迟熟中粳品种产量连上3个台阶，代表品种为1983年审定的盐粳2号，产量达到500 kg/667m2；1992年审定的武育粳3号，产量达到580 kg/667m2；1999年审定的武运粳8号，产量达到650 kg/667m2。2005年以后育成的品种产量徘徊在600 kg/667m2。2012年扬州种植鉴定结果表明，不同时期育成的品种产量为500~600 kg/667m2，产量提升不明显。近年来注重品种的外观品质改良，垩白粒率有明显改进，但垩白度和食味品质的改良仍需要加强。