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2015年, 第29卷, 第1期
刊出日期：2015-01-10 上一期    下一期

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利用选择导入系进行水稻耐低磷鉴定与QTL定位分析 任洁, 赵秀琴, 丁在松, 项超, 张晶, 王超, 张俊巍, 张强, 庞昀龙, 高用明, 石英尧 2015, 29(1): 1-13.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.001 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1139KB) ( )   选取我国当前生产上大面积推广应用的籼稻恢复系明恢86和蜀恢527作为轮回亲本,以籼稻品种爷驼崽为供体亲本构建了2个BC2F4群体,在河北廊坊田间正常土壤正常施肥(对照)、贫瘠土壤正常施肥和贫瘠土壤低磷胁迫这三种处理下进行产量及相关性状的表型评价。同时,在北京温室采用水培法进行苗期耐低磷鉴定。在廊坊检测到49个产量及相关性状主效QTL,这些QTL对表型变异的贡献率为6.7%~16.5%; 其中有25个(51.0%) QTL的有利等位基因来自供体亲本爷驼崽。在北京检测到影响耐低磷相关性状(根长、根系干质量、根冠比、地上部分干质量和总干质量)的主效QTL 48个,这些QTL对表型变异的贡献率为7.7%~16.6%; 其中有21个(43.8%) QTL的有利等位基因来自供体亲本爷驼崽。多达79.6%的QTL能在廊坊环境两个或两个以上处理下被检测到,特别是与每穗总粒数、结实率和千粒重有关的QTL,不仅能稳定的表达,并且它们在不同处理下具有比较一致的效应。在检测到的所有QTL中,有8个染色体区段在两种环境的低磷胁迫条件下被同时检测到,其中与第12染色体RM511(Bin12.4)紧密连锁的位点,同时控制每穗实粒数、每穗总粒数、根长、根系干质量、地上部分干质量和总干质量等6个性状。

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水稻白条纹叶突变体 st11的遗传分析与基因定位 成钦淑, 叶邦全, 袁灿, 李伟滔, 尹俊杰, 王静, 贺闽, 汪吉春, 王玉平, 李仕贵, 陈学伟 2015, 29(1): 14-21.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.002 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1541KB) ( )   白条纹叶突变体 st11是从粳稻品种Kitaake组培过程中获得的。该突变体在分蘖前叶色表现为正常,从分蘖期开始新生叶表现为白条纹直至成熟期。与野生型相比,该突变体的分蘖、株高、结实率和千粒重等农艺性状没有发生明显变化。遗传分析表明该突变体白条纹叶性状受一对隐性核基因控制。利用该突变体分别与水稻02428、Jodan杂交构建了两个F2群体用于基因定位。通过集群分离分析(bulked segregant analysis)发现该基因位于第1染色体端粒附近,并与分子标记RM151和RM10080连锁。进一步利用更多分子标记分析F2群体,我们将该基因定位于I10和I26两个标记之间大约270kb的区间内。

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水稻新裂颖突变体sg1的遗传分析与基因定位 曾生元, 郭旻, 李荣德, 盛生兰, 龚红兵, 严长杰 2015, 29(1): 22-27.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.003 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(982KB) ( )   从中籼3037辐射突变体库中获得一个颖花开裂突变体(split glume1, sg1),表型分析发现该突变体不仅颖壳异常,且伴随着生育期提前,植株变矮,颖花退化等现象,结实率也显著降低。遗传分析和分子生物学分析结果表明该突变受1对隐性核基因控制,并最终将其定位在水稻第1染色体上分子标记M1-z21与M1-z27之间,物理距离约为47 kb,这是一种控制颖花发育的新基因,通过预测发现该区段内存在6个开放阅读框。

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云南哈尼梯田当前栽培水稻遗传多样性及群体结构分析 刘承晨, 赵富伟, 吴晓霞, 张昌泉, 朱孔志, 薛达元, 武建勇, 黄绍文, 徐小颖, 金银根, 刘巧泉 2015, 29(1): 28-34.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.004 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(861KB) ( )   利用118对SSR分子标记对2012年云南哈尼梯田的47份水稻材料进行多态性检测,分析其遗传多样性,并利用Structure 2.3.4软件进行群体结构分析。结果显示,118对SSR标记共检测到255个等位变异,变幅为2~4个,平均每个标记2.161个。基因多样性指数变异范围为0.043~0.656,平均0.303。多态信息含量(PIC)变异范围为0.042~0.583,平均0.256。其中高度多态位点(PIC>0.5)有2个,中度多态位点(0.25<PIC<0.5)有66个;通过遗传相似系数及基于数学模型的群体结构分析均将供试材料分为偏籼和偏粳2个类群;聚类结果和海拔高度总体上没有明显规律,但偏籼类群中的偏籼红米亚群按海拔高低分别聚在一起。 研究表明,云南哈尼梯田现有栽培水稻以偏籼水稻为主,但本研究估测的遗传多样性低于前人报道。

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水稻SUMO化E3连接酶SIZ1调控缺磷条件下根的发育和根构型形成 周红敏, 王化敦, 孙瑞, 裴文霞, 吴学能, 曹越, 孙雅菲, 徐国华, 孙淑斌 2015, 29(1): 35-44.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.005 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(4530KB) ( )   植物应对磷胁迫的方法之一是改变根系的构型。以水稻SUMO化E3连接酶SIZ1突变体ossiz1为供试材料,研究了OsSIZ1在水稻根发育中的作用以及其与磷胁迫、生长素之间的关系。与野生型相比,OsSIZ1抑制ossiz1种子根和不定根的伸长,促进侧根密度的增加和根毛的增多。缺磷时,突变体ossiz1的反应更强烈,即不定根伸长、侧根密度增大和根毛增多的趋势更加明显。说明OsSIZ1参与调控水稻根构型的改变,低磷时效果更明显。ossiz1地上部和地下部的总磷浓度显著高于野生型,说明OsSIZ1在水稻中负调控磷素的吸收利用。定量RT-PCR结果显示,ossiz1中OsYUCCA1和OsPIN1a/1b的相对表达量显著高于野生型,说明OsSIZ1负调控根中生长素的合成与极性运输,并且缺磷时负调控作用减弱。结果表明,SUMO化E3连接酶OsSIZ1调控缺磷条件下根构型的形成,而且这一过程可能是通过调控生长素分布完成的。

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有序摆抛栽对超级稻植株抗倒伏能力的影响 郭保卫, 朱大伟, 许轲, 张洪程, 周兴涛, 朱聪聪, 曹利强, 陈厚存, 陈京都, 戴其根, 霍中洋, 魏海燕, 李明银 2015, 29(1): 45-55.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.006 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(557KB) ( )   以粳型超级稻武运粳24和南粳44为试材,设置摆栽、点抛和撒抛三种抛栽方式,并以机插为对照,从茎秆抗折力、茎秆壁厚、节间长度、粗度、干质量等方面系统研究了有序摆抛稻的茎秆特性及其抗倒伏能力,结果如下:1)超级稻不同抛栽方式间抗倒伏能力差异显著,茎秆倒伏指数不同抛栽方式间表现为摆栽<点抛<撒抛、机插,基部节间抗折力、弯曲力矩和抗倒伏能力均表现为摆栽>点抛>撒抛、机插。就各抛栽方式下不同连孔处理而言,基部N1节间倒伏指数差异不显著,N2、N3、N4抗倒伏能力表现为2连孔、3连孔>单孔。2)有序摆抛栽水稻相对重心高度稍低,成熟期茎鞘干物质量大,单穗干质量大,尤其2连孔和3连孔植株优势明显。不同抛栽方式间基部节间粗度、壁厚、节间质量和单位干质量表现为摆栽>点抛>撒抛,不同连孔处理间为2连孔>3连孔>单孔。除基部第1节间外,节间长度在抛栽方式间表现为摆栽>点抛>撒抛的趋势,不同连孔节间表现为2连孔、3连孔<单孔的趋势。2连孔、3连孔钵苗有序摆抛在高产条件下稻株茎秆粗壮,节间短粗,节间壁厚,茎秆单位节间重,基部节间抗折力大,抗倒伏能力强,是一种利于提高水稻抗倒能力的新型水稻轻简高产栽培方式。

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不同土壤肥力条件下麦秆还田与氮肥运筹对杂交稻氮素利用、产量及米质的影响 严奉君, 孙永健, 马均, 徐徽, 李玥, 代邹, 杨志远 2015, 29(1): 56-64.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.007 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(652KB) ( )   以杂交稻F优498为材料,研究了高、低土壤肥力下麦秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻主要生育期氮素吸收利用特征、产量及米质的影响,并探讨了不同土壤肥力下麦秆覆盖和氮肥运筹对结实期剑叶SPAD值与稻米品质的形成的影响。结果表明,不同土壤肥力下,麦秆覆盖均有效促进杂交稻各生育时期氮素积累,提高了氮素利用效率以及稻谷产量,增加了稻米蛋白质含量、稻米胶稠度,显著降低了稻米垩白度以及垩白粒率,且高土壤肥力下麦秆覆盖优于低土壤肥力下麦秆覆盖处理。同时,不同土壤肥力下麦秆覆盖处理,均以m基肥:m蘖肥:m穗肥为3:3:4的氮肥运筹模式最优,均能有效调节水稻灌浆结实期叶片SPAD值,提高水稻氮素吸收利用效率及稻谷产量;但稻米品质方面,高土壤肥力以m基肥:m蘖肥:m穗肥为5:3:2时最佳;而低土壤肥力可适当提高氮肥后移比例,以m基肥:m蘖肥:m穗肥=3:3:4最佳。相关分析表明,水稻灌浆期剑叶SPAD值与稻米出糙率、整精米率以及蛋白质含量显著或极显著正相关(r=0.47*~0.90**);与垩百度、垩白粒率负相关,但相关未达显著水平;而高土壤肥力下稻米品质各项指标分别与齐穗后19~27 d剑叶SPAD值,低土壤肥力下麦秆覆盖与齐穗后13~19 d剑叶SPAD值相关系数最大。

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干旱胁迫下NO 对水稻日本晴叶片生理特性的影响 杨永杰, 杨雪芹, 张彩霞, 符冠富, 陈婷婷, 陶龙兴 2015, 29(1): 65-72.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.008 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1236KB) ( )   研究干旱胁迫下一氧化氮(Nitric oxide, NO)对水稻叶片光合速率、相对含水量及抗氧化系统的影响,旨在揭示NO 增强水稻耐旱性的作用机制。以常规粳稻日本晴为材料,在土培条件下于水稻分蘖盛期叶面喷施硝普钠(SNP, NO 缓释剂)和/或cPTIO(NO 清除剂)后进行干旱处理,6 d 后,取样并分析叶片各生理指标。结果表明,与清水对照相比,干旱胁迫下,喷施100 μmol/L SNP 可显著增强水稻耐旱性,叶片表现出较高的相对含水量和光合速率,较低的丙二醛和过氧化氢含量。相反,100 μmol/L cPTIO 处理的水稻叶片光合速率明显低于对照,相对含水量略低于对照,而丙二醛和过氧化氢含量显著高于清水对照。进一步研究表明,干旱胁迫下喷施外源SNP 的叶片具有较高的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,较低的抗坏血酸(AsA)含量和总谷胱甘肽(GSH+GSSH)含量。此外,外源喷施SNP 对水稻叶片过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性影响不大,各处理间差异不显著。总之,以100 μmol/L SNP 作为NO 缓释剂处理的水稻干旱损伤较轻,干旱胁迫下叶片具有较高的SOD 及CAT 活性,这可能是NO 增强水稻耐旱性的主要原因。

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水稻糖质胚乳突变体Sug-11籽粒灌浆过程的淀粉合成关键酶活性及其与淀粉理化特性关系 赵华, 王俊敏, 张其芳, 赵倩, 梅淑芳, 刘向蕾, 程方民 2015, 29(1): 73-81.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.009 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1195KB) ( )   以水稻糖质胚乳突变体Sug-11与其野生型对照中花11为材料,通过对两者籽粒中可溶性总糖、蔗糖含量和淀粉含量以及有关淀粉品质理化指标的比较,结合籽粒灌浆过程中糖类物质含量、淀粉合成代谢关键酶活性和相关同工型基因转录表达水平的动态测定,从籽粒淀粉合成代谢角度,对水稻糖质突变体Sug-11的籽粒糖类含量变化和千粒重下降的生理原因进行了分析。结果表明,Sug-11糖质突变体与其野生型在灌浆初期的可溶性糖和蔗糖含量差异并不明显,随着籽粒灌浆进程,两者间的籽粒糖分含量差异在灌浆中后期逐步趋于明显;与野生型相比,Sug-11糖质胚乳突变体的稻米直链淀粉含量和直链淀粉碘蓝值显著下降,而淀粉溶解度和支链淀粉碘蓝值则显著升高,糖质胚乳突变对稻米淀粉的理化特性也产生了明显的影响;在籽粒淀粉合成代谢的几个关键酶中,Sug-11糖质突变体籽粒中的DBE活性及其在灌浆过程中的动态变化与其野生型存在明显差异,揭示了胚乳糖质突变体Sug-11籽粒中淀粉积累减少、糖分含量增加主要是由籽粒灌浆中后期的PUL转录表达水平和DBE活性的大幅下降所引起的,而Sug-11的籽粒灌浆不良和千粒重下降等现象,则与其ADPGase活性在籽粒灌浆前期的显著下降存在一定的联系。

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江苏省杂草稻的传播与籼粳分化研究 陈晓锋, 强胜, 杨金玲, 张帮华, 张峥, 宋小玲, 戴伟民 2015, 29(1): 82-90.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.010 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(6555KB) ( )   21世纪初,杂草稻仅在江苏省局部区域发生,目前已扩大到全省,并对粳稻的高产和稳产造成严重威胁。为了掌握其快速发生机制,便于杂草稻的防除工作,需要进一步明确江苏省13市杂草稻是独立发生还是相互传播,以及江苏省杂草稻籼粳地理分布。采集了江苏省13个市58个样地的58个种群,总计205份的杂草稻样品。所有样品在南京农业大学江浦农场田间种植,并测量了38个形态学性状和6个程氏指数鉴别性状。欧氏距离聚类分析,表明江苏省13个市的杂草稻是相互混杂的。籼粳地理分布表明,江苏省杂草稻主要以籼型和偏籼型为主,籼型和偏籼型杂草稻在全部58个样点中都有分布,分别占样品总量的54.15%和42.40%;偏粳型和粳型仅分布于6个样点(淮安、苏州、盐城与扬州),分别占样品总量的2.93%和0.48%。此外,对比江苏省杂草稻的籼粳地理分布与江苏省地方品种的籼粳地理分布,未显示对应关系。籼粳比例和地理分布揭示了江苏省杂草稻主要为籼型,其中极少数为粳型杂草稻,粳型杂草稻的比例与杂草稻和栽培稻之间的自然基因漂移比例相近。

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稻瘟病菌大片段DNA转化载体的构建 陈亚平, 施文骁, 王洪凯 2015, 29(1): 91-96.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.011 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(687KB) ( )   构建能够转化大片段DNA的载体是进行基因簇功能分析的重要手段。利用cosmid载体和pBHt2载体构建了一个可以在稻瘟病菌中转化大片段DNA的载体,通过农杆菌介导的转化方法,成功地将超过30 kb的大片段DNA转化到稻瘟病菌中。研究结果将促进稻瘟病菌基因簇的功能分析。

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水稻苗期纹枯病抗性鉴定微室接种技术的改良 徐国娟, 袁正杰, 左示敏, 潘学彪, 王志龙, 瞿绍洪 2015, 29(1): 97-105.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.012 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1026KB) ( )   水稻对纹枯病的抗性属于典型的数量性状,多数栽培品种的抗病水平较低,并且抗性差异较小。水稻纹枯病接种和抗性评价体系是培育抗病品种的重要基础。利用植物生长箱的控温、控光和控湿条件以及生长势相对一致的水稻秧苗,对苗期纹枯病微室接种技术进行了改进。试验品种苗期的纹枯病抗性从高到低依次为YSBR1、特青、泰粳394、日本晴和Lemont,并且与大田成株期接种鉴定的结果一致。RT-PCR分析显示,苗期和成株期接种纹枯病菌均诱导4个水稻抗病相关基因的表达。通过“叶枕高”和“苗挺高”计算的各品种苗期病级变幅分别为2.82~8.54级和1.20~3.39级。前者与大田成株期的病级变幅一致,因而“叶枕高”病级计算方法更适用于微室接种鉴定体系。

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田间高温严重降低杂交水稻制种的异交结实 闫浩亮, 潘幸福, 陈建珍, 姚仪敏, 卢碧林, 田小海 2015, 29(1): 106-110.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.01.013 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1216KB) ( )   在江苏盐城制种基地设置长期多品种分期播种试验,旨在探讨不同开花结实前后田间气象条件对结实的影响; 2013年盐城在8月中下旬发生连续18 d高温天气,该时期与各播期制种水稻的开花前时段相重叠。与2011年相比,水稻组合新两优223的制种结实率平均降低6.89个百分点,达显著水平。不同组合受高温影响,结实率降幅不同,其中,新两优223 异交高温耐性强于新两优香四和新两优223改。2013年多组合各播期水稻异交结实率与水稻始穗期前后10 d日平均气温呈显著负相关;回归分析表明,水稻始穗期前后10 d日平均气温达28.0℃,异交结实开始受影响,达29.0℃时异交结实大幅下降。