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2016年, 第30卷, 第1期
刊出日期：2016-01-10 上一期    下一期
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水稻小粒矮秆突变体sgd1(t)的表型分析及基因克隆 汪鹏, 蔡跃, 陈韦韦, 马婧, 陈新刚, 唐小洁, 尤小满, 孔飞, 张杰, 燕海刚, 汪国湘, 江玲, 张文伟, 万建民 2016, 30(1): 1-9.  DOI: 10.16819/j.1001-7216. 2016.5025 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2605KB) ( )   在日本晴T-DNA突变体库中筛选得到小粒矮秆突变体sgd1(t) ,经多代自交稳定遗传。sgd1(t) 出现植株矮化、粒型圆小、叶色深绿和颖壳厚实等表型。茎秆及颖壳细胞扫描电镜结果表明,sgd1(t) 茎秆细胞不能形成正常细胞列、维管束发育异常;颖壳表皮细胞排列紧密但不规则;GA信号转导途径响应正常。遗传分析表明突变体sgd1(t) 的矮秆性状受一对隐性核基因控制。采用图位克隆方法,将sgd1(t) 定位于第9染色体短臂Indel标记DF13和DF26之间,物理距离约为230 kb。该区间存在已克隆的矮秆基因BC12/GDD1。测序结果显示,sgd1(t) 在该基因第4个外显子发生由G到T的单碱基突变,导致第186位保守氨基酸由甘氨酸突变为缬氨酸。

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水稻无选择标记Xa21转基因系CX8621的获得与遗传分析 夏志辉, 刘鹏程, 高利芬, 刘栋峰, 姜丽, 江光怀, 郭乐群, 翟文学 2016, 30(1): 10-16.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5130 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1143KB) ( )   无选择标记和转基因稳定遗传是转基因作物安全应用的基本要求。按照我国转基因作物安全评价指南,利用双右边界T-DNA载体系统将广谱抗白叶枯病基因Xa21转入水稻恢复系明恢86。通过抗性鉴定、PCR分析和Southern杂交,跟踪了外源Xa21基因在转基因后代植株的遗传,并在T3代获得了无选择标记和载体骨架序列的单拷贝抗病纯合系CX8621。多年的观察和鉴定表明转基因恢复系CX8621具有稳定的白叶枯病抗性。目前CX8621已经稳定遗传至T16,并已通过小规模的田间试验(环境释放)和大规模的田间试验(生产性试验)的安全评价。

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云南地方稻种抗稻瘟病基因Pi-d3序列变异分析 杨奕, 孙一丁, 马继琼, 王炎炎, 许明辉 2016, 30(1): 17-26.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5092 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1097KB) ( )   对来自云南的80份地方稻种抗稻瘟病基因Pi-d3编码区序列进行了PCR扩增并测序分析。结果表明,与地谷相比,80份云南地方稻种的Pi-d3编码区序列(全长2775 bp)存在39个变异位点,平均变异率为1.41%。所有材料可以归为37种单倍型,频率较高的单倍型是H8(28.8%)、H4(11.3%)、H23(5.0%),其他单倍型频率较低,显示了云南地方稻种Pi-d3基因变异丰富,单倍型类型多,但频率较低。37种单倍型中存在28个氨基酸差异位点,共编码33种蛋白,其中18种单倍型共计32份材料(包括12份籼稻品种)出现了假基因,假基因化的频率较高,可能是粳稻Pi-d3假基因化向籼稻渗透。除已发现的737位氨基酸假基因位点外,新发现32和467两个假基因位点。Pi-d3基因在籼稻、粳稻亚种,水稻、陆稻,黏稻、糯稻的单倍型类型及频率两方面均存在差异,表明亚种间或生态型间发生了一定的遗传分化。37种单倍型在云南的地理分布呈大分散、小聚居的特点,普洱、版纳、临沧的单倍型种类最丰富,并以之为中心向外扩展,单倍型种类随之减少。

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水稻剑叶角度qFla-8-2位点的精细定位 朱长丰, 梁利君, 曾思远, 李天伟, 董冠杉, 洪德林 2016, 30(1): 27-34.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5101 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(907KB) ( )   为更好地理解水稻大剑叶角的分子遗传机制,对已初定位的控制剑叶角度的qFla-8进行精细定位和候选基因预测。利用以863B为受体亲本、A7444为供体亲本衍生的BC3F3群体中仅在目标基因区段杂合的172个单株自交构建的次级分离群体,对qFla-8所在的RM6215-RM8265区间9个SSR标记的基因型进行鉴定,结合表型数据进一步缩短qFla-8所在染色体区段。结果发现qFla-8位点所在染色体区段存在两个紧密连锁的位点qFla-8-1和qFla-8-2。其中,qFla-8-1位于RM6215和RM3153之间,可解释22.33%的表型变异;qFla-8-2位于RM1309和RM3491之间,可解释23.81%的表型变异。进一步对加性效应较大的qFla-8-2精细定位,通过开发插入缺失(InDel)分子标记,将qFla-8-2位点限定于InDel标记Z7和SSR标记RM23071之间,该区间的物理距离为67 kb。该区段包含3个预测基因Os08g0408200,Os08g0408300和Os08g0408500,分别编码功能类似GAMYB的WD40结构域蛋白、假定蛋白以及类APETALA2蛋白。

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超级稻品种中嘉早17产量相关性状QTL定位研究 圣忠华, 朱子亮, 马宁, 李威, 贺记外, 魏祥进, 邵高能, 王建龙, 胡培松, 唐绍清 2016, 30(1): 35-43.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5061 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1046KB) ( )   以中嘉早17/D50 F2和F2:3群体为材料,考查各群体株系产量相关农艺性状,同时构建其遗传连锁图谱,最后定位到与产量性状相关的66个QTL,其贡献率变幅为0.08% ~ 20.45%,分布于除第9染色体外的其他各染色体上。两个群体在第3、7、10染色体某区段同时定位到多个与产量性状相关的QTL, 这些QTL的加性效应来自中嘉早17。在定位到的66个QTL中,F2和F2:3群体均检测到,且贡献率较大的QTL qPH-10(株高)、qFLW-4(剑叶宽)、qTGW-2(千粒重) 加性效应均来自中嘉早17。初步检测到超级稻品种中嘉早17携带多个高产QTL,为今后将中嘉早17的优良基因导入其他水稻品种进而培育产量更高、综合性状更优良的超级稻新品种提供理论和技术支持。

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籼稻93-11辐射诱变突变体库的创建及其筛选 龙湍, 安保光, 李新鹏, 张维, 李京琳, 杨瑶华, 曾翔, 吴永忠, 黄培劲 2016, 30(1): 44-52.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5126 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1901KB) ( )   人工诱变突变体库是植物种质资源创新和基因组功能分析的有力工具。本研究以具有优异农艺性状且已完成基因组测序的籼稻常规品种93-11(O. sativa ssp. indica cv. 93-11)为材料,创建了一个包含3617个家系的辐射诱变突变体库。通过在M2和M3代各生育期的筛选,从该突变体库中获得308个表型稳定的突变体。这些突变体的表型可以分成15类,包括株高、分蘖数、株型、穗型、小穗结构、育性、叶色、叶型、抽穗期、苯达松抗性等,突变频率为0.03%~2.74%。使用反向遗传学策略,鉴定出了2个雄性不育突变体和2个苯达松敏感突变体中的基因突变位点。其中,2个雄性不育突变体的突变表型是由于CYP704B2分别在第3和第4外显子发生碱基替换和片段缺失造成的,而2个苯达松敏感突变体的突变表型是由于CYP81A6中第1和第2外显子分别缺失了一个7 bp和一个23 bp的片段造成的。4个突变体家系中野生型和突变体植株的分离比均符合3:1,属单基因隐性突变。这一籼稻突变体库将有助于籼稻基因组的功能分析,并且为水稻遗传改良提供了有价值的材料。

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赤霉素与多效唑协同影响超级稻甬优12产量形成的作用途径分析 杨雪芹, 陈婷婷, 赵霞, 张彩霞, 杨永杰, 符冠富, 陶龙兴 2016, 30(1): 53-61.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.4209 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1912KB) ( )   以超级稻甬优12为材料,于水稻抽穗后3 d喷施3.2%赤霉素·多效唑(俗名粒粒饱,LLB),分析3.2%赤霉素·多效唑对超级稻甬优12产量形成的影响,并探讨其作用途径。研究表明,3.2%赤霉素·多效唑可在一定程度上提高水稻产量,2012-2013年的实际产量比对照(CK)分别高4.41%和4.31%,理论产量比对照分别高9.21%和6.26%。结实率和千粒重的增加是3.2%赤霉素·多效唑提高超级稻甬优12产量的主要因素。3.2%赤霉素·多效唑处理的结实率分别比对照高9.94%(2012年)和4.46%(2013年),而柱头花粉粒萌发率的提高是结实率增加的主要原因,因为和对照相比,3.2%赤霉素·多效唑处理对水稻花粉粒育性及柱头花粉粒数的影响不大,处理间差异不显著,但其柱头花粉萌发率显著高于对照。与对照相比,3.2%赤霉素·多效唑处理的千粒重分别增加0.39 g(2012年)和0.46 g(2013年),尤其弱势粒,其粒重增幅明显大于强势粒。此外,研究还表明,3.2%赤霉素·多效唑处理的剑叶叶绿素含量、光合速率及叶片比叶重在籽粒灌浆后期高于对照,而其籽粒和叶片可溶性糖含量比值低于对照,表明3.2%赤霉素·多效唑不仅可延缓叶片衰老,还可以促进光合同化物(可溶性糖)向籽粒转运。

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灌浆结实期冷水胁迫对寒地粳稻籽粒淀粉积累及相关酶活性的影响 夏楠, 赵宏伟, 吕艳超, 赵振东, 邹德堂, 刘化龙, 王敬国, 贾琰 2016, 30(1): 62-74.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5099 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1048KB) ( )   采用寒地粳稻田间试验,研究灌浆结实期冷水胁迫(17℃,持续3,6,9,12,15 d)对三个不同寒地粳稻品种(东农428、松粳10、龙稻7号)籽粒淀粉合成与积累、产量构成因素的影响,并探讨冷水胁迫下淀粉合成关键酶活性变化与淀粉组分及其含量的关系。结果表明,与对照相比,灌浆结实期17℃冷水胁迫下,不同寒地粳稻品种灌浆结实期可溶性淀粉合成酶(SSS)活性、淀粉分支酶(SBE)活性降低,籽粒总淀粉含量、支链淀粉含量显著下降,直链淀粉含量显著上升。相关分析表明,SSS活性、SBE活性与淀粉及其淀粉组分密切相关,对淀粉及淀粉组分含量变化均有同等重要的作用。同时,冷水胁迫下,灌浆结实期不同寒地粳稻品种的每穗实粒数、千粒重及结实率均显著降低,随着冷水胁迫时间的延长,不同寒地粳稻品种各指标的变化幅度逐渐加大。寒地粳稻产量构成因素各相关指标是不同耐冷性品种响应冷水胁迫的差异产物, 可用于耐冷性鉴定。从不同寒地粳稻品种对冷水胁迫的反应指数看,松粳10受影响最大,东农428受影响最小,龙稻7号介于二者之间。

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膜下滴灌水稻优化毛管配置模式及适宜灌溉强度的研究 何海兵, 杨茹, 武立权, 马富裕 2016, 30(1): 75-84.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5058 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1421KB) ( )   膜下滴灌水稻在干旱/半旱区(新疆、宁夏)表现出较高的生产潜力,而优化毛管配置模式和灌溉强度是其实现高产的前提。为此,本研究于石河子地区通过设置毛管配置模式和灌溉强度双因素多水平处理,开展为期一年的小区试验,旨在为膜下滴灌水稻获得高产高效的毛管配置模式和灌溉强度提供理论依据。研究结果表明,综合品种和灌溉强度因素,群体整齐度以1膜4管8行配置(R1)最优,其次是1膜2管8行配置(R2),1膜1管8行配置(R3)最差。 R2模式通过促进近滴灌带行位株穴的生长发育来弥补远滴灌带行位株穴生长发育,最终R2模式的产量、水分利用效率及经济效益与R1差异不显著;由于R3模式下距滴灌带第3行位和第4行位的株穴生长严重受限,进而导致R3模式的产量、水分利用效率及经济效益显著低于R1和 R2模式;总体而言,增加灌溉强度有利于膜下滴灌水稻生长发育。在砂壤土质条件下,膜下滴灌水稻为获得较高的谷物产量,毛管间距以40~80 cm为宜。关键生育期灌溉强度为抽穗前11 mm /d,抽穗后需维持更高的灌量,可以考虑维持在20~25 mm /d。

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配方施肥及磷肥后移对单季稻磷素利用效率、产量和经济效益的影响 李鹏, 张敬智, 魏亚, 常江, 郜红建, 章力干, 丁玉宇 2016, 30(1): 85-92.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5094 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(761KB) ( )   采用田间试验,研究了常规施肥、配方施肥以及磷肥后移对水稻磷素吸收积累量、利用效率、产量和经济效益的影响。结果表明,与常规施肥相比,配方施肥和磷肥后移使水稻植株内磷素吸收累积量增加,磷肥贡献率、吸收利用率、农学利用率和偏生产力等均显著提高;在相同施磷水平下,与磷肥全部基施处理相比,磷肥后移处理(m基肥:m追肥=7:3)使水稻生育后期磷素总累积量和净吸收量提高了6.86%和20.07%,磷肥贡献率、吸收利用率、农学利用率、偏生产力和生理利用率提高了36.56%、23.10%、46.16%、7.09%和18.25%,水稻产量和产投比提高了7.09%和7.04%。综合分析,配方施肥尤其是磷肥后移可显著增加水稻生育期磷素吸收累积量,提高水稻磷肥利用效率、产量和产投比,达到增产增效的目的。

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云南白背飞虱标记释放回收试验与轨迹模拟 沈慧梅, 李向永, 谌爱东, 赵雪晴, 尹艳琼, 吕建平, 翟保平, 田维奎 2016, 30(1): 93-98.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5121 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1334KB) ( )   为了阐明云南省内白背飞虱的迁飞路径,于2012年5月下旬在云南勐海县勐遮镇曼燕村开展了白背飞虱田间种群标记释放回收试验。试验后共收集全省31个站点测报灯下飞虱虫体,经过室内显微镜镜检,确认在耿马站、双江站分别收到标记虫1头、2头。借助美国国家大气与海洋局与澳大利亚国家气象局共同开发研制的大气质点轨迹分析平台模型HYSPLIT和气象图形分析软件GrADS对这两个迁飞过程进行迁飞路径模拟与天气学背景分析。结果表明:1)2012年5月下旬勐海白背飞虱迁出种群可以进入滇西南临沧稻区,白背飞虱的实际迁飞路径与HYSPLIT轨迹模拟结果一致;2)两个迁飞过程中因运载气流不强,迁飞距离均不远,西南气流与东南气流的辐合交汇是导致集中降虫的主要气象因子。这些结果不仅可以明确云南省内白背飞虱的实际迁飞路线,亦可证实通过HYSPLIT轨迹模拟平台进行白背飞虱迁飞路径研究的确是一种简单有效的技术手段。

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水稻小穗颖壳发育的研究进展 徐乾坤, 任德勇, 李自壮, 曾大力, 郭龙彪, 钱前 2016, 30(1): 99-104.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5153 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(369KB) ( )   水稻(Oryza sativa L.)是世界上重要的粮食作物,也是单子叶植物的模式植物。开花时间、花序和花器官的形态结构对其产量和品质均有重要影响。对花器官形态结构及发育机理的研究有助于提高水稻产量并改良其品质。花器官的形成和发育是水稻从营养生长转向生殖生长的重要过程,其发育模式和分子机理,一直是生物学研究的热点和焦点。水稻小穗的颖壳是禾本科特有的器官,主要包括内外稃、护颖和副护颖,关于其起源和形成的分子机制还知之甚少。近些年对颖壳的研究不断深入,不仅有助于深入认识水稻小穗或花器官的发育,而且能系统地了解水稻小穗或花器官发育的整个调控网络。本文主要介绍了水稻小穗颖壳发育的相关进展及植物花器官发育的ABCDE模型。

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水稻根系细胞膜质子泵在氮磷钾养分吸收中的作用 许飞云, 张茂星, 曾后清, 朱毅勇 2016, 30(1): 106-110.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2016.5115 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(493KB) ( )   水稻是我国最重要的粮食作物,其产量的形成与养分的吸收密切相关。氮、磷、钾是植物最重要的三种营养元素,它们在根系的吸收和转运直接影响养分的利用效率。植物细胞膜质子泵能够将细胞质中的H+泵出细胞,在细胞膜内外形成H+浓度梯度,建立膜电位,并形成质子驱动力,从而为各种养分离子的跨膜运输提供动力。本文综述了近年来关于水稻根系细胞膜质子泵在铵态氮、磷酸盐和钾离子吸收中的作用机理,为水稻养分利用效率的提高提供理论依据。