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2015年, 第29卷, 第2期
刊出日期：2015-03-10 上一期    下一期

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水稻黄绿叶突变体ygl11(t)的生理特性和基因克隆 吴书俊, 杨杰, 闫影, 张丽霞, 范方军, 朱金燕, 李文奇, 仲维功, 曹黎明, 王军 2015, 29(2): 111-118.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.001 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2739KB) ( )   在水稻品种南粳41中发现了一个黄绿叶自然突变体,经过多代连续自交形成了稳定的突变系,命名为ygl11(t),ygl11(t)整个生育期叶片都表现为黄绿色。对苗期、分蘖盛期、齐穗期突变体和野生型的叶绿素含量进行测定,ygl11(t) 的叶绿素含量是野生型的45.7%~74.7%,叶绿素a 含量是野生型的55.2%~87.5%,叶绿素b含量是野生型的12.5%~25.3%,ygl11(t) 的类胡萝卜素的含量是野生型的62.3%~97.0%。ygl11(t)在分蘖盛期的净光合速率显著高于野生型,花后10 d,ygl11(t)的净光合速率比野生型略低。对突变体叶片中叶绿体的超微结构进行观察,发现突变体叶绿体内的类囊体基粒片层数目减少且严重扭曲变形。遗传分析表明,ygl11(t)叶色性状受1对隐性核基因控制。利用SSR分子标记将YGL11(t)初步定位在水稻第10染色体的长臂上,进一步利用新开发的InDel和CAPS标记将YGL11(t)定位在58.1 kb的物理距离内。对该区段内存在的开放阅读框进行序列分析,发现突变体ygl11(t) 中编码叶绿素a氧化酶(chlorophyll a oxygenase 1)基因(OsCAO 1) 的第9个外显子存在2个碱基缺失,从而导致提前出现终止密码子,初步分析OsCAO1即为YGL11(t)的候选基因。

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水稻抽穗扬花期耐热QTL(qHTH5) 定位及其遗传效应分析 曹志斌, 谢红卫, 聂元元, 毛凌华, 李永辉, 蔡耀辉 2015, 29(2): 119-125.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.002 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(524KB) ( )   对元江普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.) (简称元江普野)荷花塘3号为供体、籼稻(O. sativa ssp. indica)恢复系蜀恢527为轮回亲本构建的种间近等基因系群体进行数量性状位点(QTL)分析,在近等基因导入系YJ10-03-01中鉴定了一个抽穗扬花期耐热QTL。利用均匀分布在水稻12条染色体上的360个SSR标记检测近等基因系YJ10-03-01和籼稻恢复系蜀恢527,共获得9个多态性标记。单标记分析表明第5染色体短臂上的多态性标记与抽穗扬花期耐热性极显著相关。进一步在人工气候室模拟高温条件下处理YJ10-03-01与蜀恢527杂交得到F2分离群体(1027个单株)并进行SSR标记分析,以水稻结实率为耐热指标,利用复合区间作图方法在第5染色体短臂上检测到一个抽穗扬花期耐热性QTL,暂命名为qHTH5。该QTL在F2及F3世代分别解释8.6% 和19.4%的表型变异。在F3世代,继续利用目标区间标记RM7320和RM7444之间的SSR标记鉴定纯合重组体,利用置换作图法将QTL定位在约304.2 kb之内(RM592-RM17921)。

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水稻纤维素合酶催化亚基的编码基因BC88的表达分析 李晓静, 徐多多, 徐益敏, 翟开恩, 杨窑龙, 潘建伟, 饶玉春 2015, 29(2): 126-134.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.003 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(5213KB) ( )   禾本科植物的脆秆突变体是进行次生细胞壁研究的理想材料。对水稻 bc88突变体的前期研究表明, BC88编码一个纤维素合酶催化亚基OsCesA9。通过水稻遗传转化 BC88启动子融合GUS的载体, 检测到BC88在根、茎、叶、鞘、花中均有表达,并且在茎和根中表达量较高,这可能是由于 BC88突变后影响了根系的正常发育及功能,进而影响地上部的生长,最终导致 bc88半矮表型。将 BC88与GFP的融合表达载体转入水稻和烟草表皮细胞中,共聚焦显微观察显示,OsCesA9定位在质膜上。质膜是纤维素合成的主要场所,这充分说明了OsCesA9是水稻次生细胞壁中纤维素合成必不可少的纤维素合酶催化亚基之一。本研究为 BC88执行其生物学功能提供了新依据,对进一步认识该基因在调节次生细胞壁合成等方面的作用具有重要的意义。

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水稻锌指蛋白基因OsZFP1的功能分析 李贺, 韩艺娟, 林艺娟, 刘丽华, 张承康, 张连虎, 王宗华, 鲁国东 2015, 29(2): 135-140.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.004 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1685KB) ( )   生物信息学分析表明,稻瘟病菌丝氨酸蛋白酶MoSp1在水稻中的互作蛋白OsZfp1,为含有环指结构域的C3HC4型锌指蛋白。对稻瘟病菌侵染过程中OsZFP1基因的表达动态分析表明,OsZFP1基因表达水平在稻瘟病菌Guy11孢子悬浮液接种水稻后缓慢升高,接种后18 h达到最高峰,约为3.8倍,这表明该基因响应稻瘟病菌的侵染。利用改进的农杆菌介导的转基因技术成功获得OsZFP1基因的过表达植株。抗性分析表明OsZFP1过表达植株的整体抗稻瘟病能力得到显著提高。说明OsZFP1基因在水稻抵抗稻瘟病菌侵染过程中扮演着十分重要的角色。

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施氮量和遮荫对不同基因型水稻产量及一些生理特性的影响 潘圣刚, 闻祥成, 莫钊文, 段美洋, 董浩然, 黄贵兴, 田华, 唐湘如 2015, 29(2): 141-149.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.005 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(452KB) ( )   以培杂泰丰、粤晶丝苗和天优998为材料,分别设置不施氮、中氮和高氮3个不同的氮肥水平(即施纯氮0、120和180 kg/hm2,依次记为NN、MN、HN),研究始穗期遮荫(分别为双层遮荫、单层遮荫和不遮荫,依次记为DS、SS、CK)对不同基因型水稻产量及一些生理特性的影响。结果表明,与不施氮处理相比,遮荫处理结束后恢复5d高氮显著增加水稻叶面积指数、茎鞘干质量、总干质量、茎鞘物质输出量和茎鞘物质转运率,水稻剑叶的光合速率和气孔导度也显著提高。高氮处理下水稻的收获产量、有效穗数和每穗总粒数显著高于不施氮处理,而结实率和千粒重却显著降低。与不遮荫相比,双层遮荫处理水稻叶面积指数、茎鞘干质量、总干质量、剑叶的光合速率和气孔导度显著降低,双层遮荫处理水稻的收获产量和有效穗数也显著降低。氮肥和遮荫的互作效应对水稻叶面积指数、茎鞘干质量、总干质量、有效穗数以及收获产量的影响也达到显著水平。在单层遮荫条件下,增施氮肥可以减轻遮荫对水稻叶面积指数、叶片干质量、茎鞘干质量、总干质量、有效穗数和收获产量的不利影响。对不同品种而言,超级杂交稻天优998受到氮肥和遮荫的影响更大。

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膜下滴灌和淹灌两种栽培模式下水稻光合生理特性的研究 王志军, 谢宗铭, 田又升, 陈林, 董永梅, 李有忠, 吕昭智 2015, 29(2): 150-158.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.006 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(891KB) ( )   以粳稻品系T-04和T-43为试材,通过盆栽控水试验,比较了在膜下滴灌和淹灌两种栽培模式下乳熟期叶片的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数和渗透调节物质含量的差异,分析了两种栽培模式下的水分利用效率和产量构成因素。结果表明,在膜下滴灌栽培模式下,2个水稻品系的水分利用效率显著高于淹灌,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均降低;最大净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率显著降低,表明光合速率下降受叶绿素含量和气孔的双重影响;表观量子效率、羧化效率、ΦPSII、电子传递速率、Fv/Fm均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSⅡ反应中心捕光能力减弱和光化学转化效率降低,从而使叶片光合速率降低;可溶性糖、可溶性蛋白均显著低于淹灌栽培;丙二醛、脯氨酸含量高于淹灌栽培,说明滴灌栽培水稻植株的膜脂过氧化加剧,细胞膜系统受到一定程度的破坏,通过主动积累渗透调节物质,适应干旱胁迫。膜下滴灌栽培水稻单位面积有效穗数和结实率显著降低,导致最终减产。

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外源磷处理对水稻籽粒植酸含量及相关代谢基因表达的影响 苏达, 王复标, 雷炳婷, 王珏, 潘刚, 程方民 2015, 29(2): 159-166.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.007 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(902KB) ( )   利用水稻穗离体培养方法,对不同外源磷浓度下水稻籽粒植酸等磷化物含量的差异及其植酸代谢相关功能基因在灌浆过程中的表达特征进行了探讨。结果表明,水稻籽粒中的植酸、无机磷和总磷含量随外源磷处理浓度上升呈增加趋势,但磷处理对千粒重和单位籽粒中植酸积累量的影响因磷浓度水平而异,高磷处理会导致水稻千粒重和籽粒植酸积累绝对量的显著降低;外源磷处理浓度的上升,不仅会引起水稻籽粒中锌和铁元素含量的显著降低,而且会导致锌、铁营养的生物有效性下降;外源磷处理对水稻籽粒植酸含量的影响与不同磷处理下RINO1基因的相对表达量之间存在较密切关系,中磷浓度(3P)处理会诱导RINO1基因的表达,但高磷浓度(12P)会抑制RINO1基因的表达,RINO1是外源磷浓度处理对水稻籽粒植酸合成代谢过程产生调控作用的一个重要功能基因位点,而IPK2基因与水稻在不同磷浓度处理下的植酸含量变化无直接联系。

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籼粳稻杂交后代蒸煮食味品质与亚种分化的关系 张佳, 程海涛, 徐海, 夏英俊, 刘春香, 徐正进 2015, 29(2): 167-173.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.008 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1931KB) ( )   以2个典型籼粳稻杂交重组自交系F8群体(中优早8号×丰锦,计158株系;七山占×秋光,计142株系)为试材,利用程氏指数法鉴别其籼粳属性,同时测定稻米食味品质及淀粉RVA特征值,分析籼粳杂交后代稻米蒸煮食味品质与籼粳亚种性状特征的关系。结果表明:1)2个群体程氏指数、口感、综合评分及RVA谱特征值均呈连续分布,大部分株系介于双亲值之间;2)程氏指数与口感、综合评分及各RVA谱特征值的相关不显著或相关系数较小,依据程氏指数划分的类型间口感、综合评分及RVA谱特征值无明显差异,说明籼粳分化对稻米食味品质无直接影响;3)随着口感改善和综合评分的提高,热浆黏度、冷胶黏度、消减值降低、回复值升高,其他RVA谱特征值变化规律性不明显。

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鱼塘种稻对养殖水体营养物质的去除作用研究 李凤博, 冯金飞, 周锡跃, 吴殿星, 陈凡, 徐春春, 方福平 2015, 29(2): 174-180.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.009 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(851KB) ( )   以黄颡鱼精养塘为例,探索鱼塘种植高秆型水稻对精养池塘水体氮磷养分等水质指标的修复作用。结果表明,在水稻生长期,种稻黄颡鱼精养塘水体氮、磷养分含量显著低于单养鱼池塘。在水稻收获期,单养鱼塘水体总氮(TN)和总磷(TP)含量高达11.98 mg/L和0.52 mg/L,超过了《淡水池塘养殖水排放要求》标准;而种稻鱼塘水体中TN、TP含量则仅为0.49 mg/L和0.08 mg/L,达到《淡水池塘养殖水排放要求》一级排放标准。种稻鱼塘水体中TN、NH4+-N、NO3--N、TP和PO43--P含量比不种稻单养鱼塘分别降低95.95%、98.09%、98.07%、84.47%和64.57%。种稻鱼塘COD含量和pH值低于单养鱼塘。可见,种稻能有效降低水体养分含量,改善养殖水体水质。

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秸秆还田条件下不同水分管理对双季稻田综合温室效应的影响 商庆银, 杨秀霞, 成臣, 罗亢, 黄山, 石庆华, 潘晓华, 曾勇军 2015, 29(2): 181-190.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.010 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1248KB) ( )   以南方红壤区双季稻-紫云英为研究对象,利用静态箱-气相色谱法分别分析包括绿肥和稻草等秸秆还田条件下不同水分管理对稻田CH4和N2O排放、水稻产量以及综合温室效应(GWP)的影响。试验设持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)处理。结果表明,秸秆还田条件下双季稻田周年CH4排放量介于208.3 kg/hm2(F-D-F-M处理)和678.2 kg/hm2(F处理)之间,其中,晚稻生长季占周年CH4排放量的60.6%~71.7%。F处理周年CH4排放量显著高于F-D-F和F-D-F-M处理(P<0.05)。秸秆还田条件下双季稻田周年N2O排放量为4.75~8.19 kg/hm2。与F处理相比,F-D-F-M处理周年N2O排放通量显著增加(60.9%);而F和F-D-F处理之间没有显著差异。早稻和晚稻各处理产量分别为7.76~8.02 t/hm2和7.22~8.69 t/hm2。秸秆还田条件下,双季稻单位面积GWP和单位产量GWP分别为7648.8~18471.8 kg/hm2和0.48~1.12 kg/kg,其中F-D-F和F-D-F-M处理分别显著低于F处理(P<0.05)。因此,在秸秆还田条件下采用中期烤田和间歇灌溉替代持续淹水,可以同步实现双季稻高产和减轻农业生产对气候的潜在影响。

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优质稻南粳9108机插高产栽培区域生态适应性分析 朱大伟, 郭保卫, 张洪程, 王力, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 高辉 2015, 29(2): 191-199.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.011 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(895KB) ( )   研究稻麦两熟制条件下江苏不同生态区机插粳型优质食味水稻南粳9108产量、生育期及温光资源利用差异,为该品种大面积的科学布局和机插推广提供理论依据。以优质超级稻南粳9108为材料,采用毯状小苗机插的方式,比较江苏不同纬度对南粳9108产量、生育期及温光利用和青米率的影响。结果表明,产量和总积温随纬度的升高先增加后减少,成熟度随纬度的升高而降低。全生育期天数随纬度的升高而增加,纬度每升高1°全生育期平均增加3 d左右。日照时数表现出和全生育期一样的趋势。该优质稻的产量受积温影响较大。因此,在机插条件下,按大面积650 kg/667m2产量目标,南粳9108适宜在北纬32°~34°地区种植(苏中和苏南北部地区),生育期适中,成熟度较好,苏北地区次之。

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印度梨形孢对水稻的促生作用及其机理的初探 吴金丹, 陈乾, 刘晓曦, 林福呈, 高其康, 楼兵干 2015, 29(2): 200-207.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.012 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1127KB) ( )   印度梨形孢(Piriformospora indica)是一种能与植物建立互惠共生关系的根部内生真菌,能促进植物生长,增加作物产量。为了研究印度梨形孢对水稻生长发育的影响,将印度梨形孢与籼稻苗共培养后,分析印度梨形孢对水稻植株高度、生物量、分蘖数、抽穗期、穗粒性状、叶绿素含量、硝酸还原酶活性、根系活力以及生长相关调控基因表达水平的影响。结果显示,接种印度梨形孢的水稻株高、地上部干鲜质量、分蘖数、硝酸还原酶活性和根系活力显著高于对照;与对照相比,印度梨形孢定殖的水稻植株抽穗期提前4~6 d;印度梨形孢处理第3、4周后,叶片叶绿素含量比对照分别增加了19.77%和17.89%。RT-PCR分析表明,印度梨形孢定殖的水稻植株叶片中生长素相关调控基因OsIAA13和YUCCA的上调表达,表达量分别为对照的1.49倍和1.30倍;负调控水稻生长的NRR基因表达量为对照的58%。印度梨形孢促进水稻地上部的生长与叶绿素含量、硝酸还原酶活性、根系活力和生长相关调控基因的表达有关,印度梨形孢可能通过提高光合速率、增强水稻对矿质营养的吸收与利用和诱导生长素的分泌,促进水稻地上部的生长。

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二代测序技术在水稻基因组学和转录组学研究中的应用 高阳, 薛大伟, 钱前, 高振宇 2015, 29(2): 208-214.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.013 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(429KB) ( )   二代测序技术是测序技术的一次革命性突破,它具有高通量、高精度、低成本的优势,为水稻基因组学研究提供了新的研究方法和解决方案。概述了以使用合成法测序和连接法测序为原理的二代测序技术的特点和发展,并总结了其在水稻基因组学,包括结构基因组学和功能基因组学以及转录组学研究中的应用,并就当前测序技术的发展趋势作了展望。

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水稻穗腐病和穗枯病的研究进展 李路, 刘连盟, 王国荣, 汪爱娟, 王玲, 孙磊, 黎起秦, 黄世文 2015, 29(2): 215-222.  DOI: 10.3969/j.issn.1001-7216.2015.02.014 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1293KB) ( )   水稻穗腐病和穗枯病是我国新上升或新出现的两个水稻后期穗部病害。近年来,随着气候的变化、耕作栽培制度及肥水管理的改变以及品种(组合)的更替,两病在我国的发生和危害程度越来越严重。穗腐病和穗枯病病原菌有色,可产生毒素,不但直接影响水稻产量,还导致稻米品质降低,危害食用者的健康。穗腐病和穗枯病在发病时期、发生部位和危害程度上具有相似性。综述了两病害的发生、流行规律、危害状况、病原菌生物特性和毒素研究以及防治方法,提出了研究上目前存在的问题和今后的研究方向。