水稻脆秆矮生突变体鉴定及基因定位研究

经过氮离子束处理的籼稻品种9311,其M₂代中发现1株茎、叶均较脆且株高偏矮的突变体,暂定名为矮脆(dfr)。该突变体株高74.5cm,而野生型株高为122.9cm;细胞壁成分分析表明,突变体和野生型叶片纤维素含量分别为13.8%和23.8%;半纤维素分别为24.2%和20.6%;突变体和野生型茎秆的纤维素含量分别为22.3%和34.1%;半纤维素分别为30.3%和18.6%;细胞壁其他成分无明显变化。遗传分析表明,该突变体脆性矮生性状受单隐性基因控制;以突变体dfr与02428杂交组合的F₂代群体为基因定位群体,利用SSR分析标记将dfr突变位点定位在2号染色体,位于SSR分子标记的RM5472和RM240之间,遗传距离分别为1.1cM和1.6cM。这些结果为研究脆秆矮生突变体及其基因克隆打下基础。     

水稻橙红色突变体的遗传分析与基因定位

从水稻材料H9808航天诱变的后代中筛选出1株与色素相关的突变体,该突变植株在幼穗分化期新出幼叶的叶脉为橙红色,到拔节后期植株节间及下部约1/3的茎秆均呈现橙红色,在茎杆节底部中心有一橙红色的原点,抽穗时颖壳为橙红色,并保持到种子成熟,遗传分析表明突变体受1对隐性基因控制。在突变体与9311杂交的F2代隐性群体中,利用SSR标记将橙红色基因定位在2号染色体RM5350和RM12601标记之间,遗传距离分别为0.55cM和1.38cM。再利用新设计的InDel标记,进一步将该基因定位在S1和S2之间,遗传距离分别为0.41和0.25,为克隆水稻橙红色基因奠定了基础。     

一个新的水稻温敏感叶色突变体基因定位分析

粳稻品种嘉花1号种子经60Coγ射线辐照后,筛选得到一个温敏感叶色突变体MR20。该突变体的幼苗叶色在较低温度(20℃)下呈黄白色,并随着温度升高叶色由黄白逐渐转绿,其临界温度约为22.5℃,在低温(20℃)和高温(32℃)条件下叶绿素含量也存在显著差异,表明该突变体为低温导致叶绿素合成受阻的温敏感叶色突变体。遗传分析表明该突变体性状受一对隐性核基因控制,暂命名为tsc(t)。以该突变体与籼稻9311杂交的F2群体作为定位群体,利用SSR分子标记将tsc(t)基因初步定位在水稻第3染色体短臂上的分子标记RM231和RM14407之间,其遗传距离分别为1.5cM和0.5cM。随后,进一步扩大F2群体将该tsc(t)基因定位在分子标记MM0541和RM14407之间的约440kb内。     

晚粳稻品种浙粳22内稃突变体基因的遗传分析和基因定位

晚粳稻品种浙粳22内稃突变体是60Co γ射线对浙粳22辐照后选到的内稃约有正常内稃一半大小的突变体。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性基因控制。该内稃突变体与籼稻珍汕97杂交的F₂群体,采用SSR分子标记对突变性状基因进行初步遗传定位,把内稃突变基因定位在第9号染色体上,暂将该突变基因命名为hig1,位于RM6051和RM556之间,遗传距离为12.7cM。     

一个水稻金黄色颖壳与节间基因的定位

在粳稻品种浙粳88种子经60Co γ射线辐照的后代中,筛选得到1个金黄色颖壳与节间基因突变体,将该突变体命名为浙粳88GH,该突变体的颖壳和茎间与野生型浙粳88相比具较明显的金黄色。遗传分析表明,该突变体性状受1对隐性核基因控制,暂将该突变基因命名为gold hull 6(gh6)。以该突变体与籼稻珍汕97B杂交的F₂作为定位群体,采用SSR分子标记和隐性群体分析法,将gh6基因初步定位在第2号染色体短臂端的分子标记RM3732和RM6378之间,遗传距离分别为21.2cM和28cM。然后,进一步扩大F₂群体将gh6基因定位在分子标记Indel3和Indel4之间约90kb内。     

GENETIC ANALYSIS AND GENE FINE MAPPING FOR MUTATION OF YELLOW-GREEN LEAF IN RICE

通过甲基磺酸乙酯（EMS）诱变晚粳稻品种秀水09,获得了1个稳定遗传的全生育期黄绿叶突变体Ygl,遗传分析表明该突变性状由1对隐性核基因控制。利用突变体与籼稻品种珍汕97杂交,构建F2群体对突变基因进行定位,发现目的基因与第11号染色体上的SSR标记RM2459连锁,在该标记附近发展了14对InDel标记,将突变基因定位在约82kb区间内。通过在线最新水稻注释系统的基因功能预测分析,寻找候选基因,经测序发现突变体发生单碱基突变。     

浙粳22类病斑突变体spl(t)特征及其基因定位

在浙粳22辐照的突变体库中,筛选出一个对环境不敏感的全生育期表达的类病斑突变体。遗传分析表明,该突变性状由1对隐性核基因spl(t)控制。利用SSR标记对类病斑突变体spl(t)与珍汕97B杂交构建的F2群体进行基因定位,把spl(t)基因定位在第12号染色体短臂端的着丝粒附近,位于SSR标记RM7195与RM27929之间的0.8cM区间内。锥虫蓝染色检测结果表明spl(t)类病斑的形成和发展是一个程序性细胞死亡的过程。进一步研究表明,这种程序性细胞死亡是由H2O2氧迸发而致。突变体经白叶枯病和稻瘟病鉴定,表明该突变体的抗病性与野生型品种浙粳22相仿。     

GENETIC ANALYSIS AND MAPPING OF LIPOXYGENASE ISOENZYME Loxl OF RICE EMBRYO

为研究水稻种胚脂肪氧化酶Loxl的遗传规律及分子机制,以Loxl缺失突变体1297分别与Loxl活性正常的9311、日本晴杂交,构建2个F2群体,对2个F2群体种子的种胚Loxl进行定量测定和遗传学分析,结果表明低Loxl是受l对单基因控制的隐性性状。以1297与日本晴组配的F2分离群体300个单株为定位群体,将水稻种胚低Loxl基因定位于水稻第3染色体的RM4512和RM282之间,距两侧标记的遗传距离分别为13．0cM和9．1cM,为进一步的分子标记辅助育种和图位克隆打下了基础。通过人工加速老化对种子进行了耐储性评价,表明水稻种胚Loxl与种子储藏特性关系密切。     

水稻种胚脂肪氧化酶Lox1基因的遗传分析及定位

为研究水稻种胚脂肪氧化酶Lox1的遗传规律及分子机制,以Lox1缺失突变体1297分别与Lox1活性正常的9311、日本晴杂交,构建2个F2群体,对2个F2群体种子的种胚Lox1进行定量测定和遗传学分析,结果表明低Lox1是受1对单基因控制的隐性性状。以1297与日本晴组配的F2分离群体300个单株为定位群体,将水稻种胚低Lox1基因定位于水稻第3染色体的RM4512和RM282之间,距两侧标记的遗传距离分别为13.0cM和9.1cM,为进一步的分子标记辅助育种和图位克隆打下了基础。通过人工加速老化对种子进行了耐储性评价,表明水稻种胚Lox1与种子储藏特性关系密切。     

水稻秃穗突变体nsp1的遗传分析和精细定位

开展穗相关突变基因的定位与克隆有利于解析穗发育的分子调控机理,对水稻超高产分子设计育种具有重要理论价值。为探究水稻穗发育分子机理,在甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的水稻突变体库中鉴定到了一个能稳定遗传的秃穗突变体nsp1。遗传分析表明,该突变性状是由一对单隐性核基因控制。通过SSR和STS分子标记对F2分离群体进行遗传定位,最终将NSP1精细定位在4号染色体分子标记zd38和zd30之间约41.6 Kb的区间内,发现该区间共有7个预测基因,其中LOC_Os04g56780为一个与分生组织发育相关的WUSCHEL的同源基因,可能为NSP1的候选基因。本研究结果为进一步克隆该基因和功能分析奠定了基础。     

水稻苗期不同阶段与低氮耐性相关的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)的重组自交系(R IL)为材料,通过溶液培养试验检测苗期不同阶段与低氮耐性相关的数量性状基因座(QTL)。结果共检测到14个QTLs,单个QTL可解释的表型变异为7.13%1~3.03%。其中,处理后15 d检测到6个QTLs,分别位于第1、7、1、7、10和11染色体上;处理后30 d检测到8个QTLs,分别位于第3、8、3、10、3、8、10和4染色体上。处理后15 d,在第1染色体RM297-RM212区间检测到同时控制相对冠干重和相对总干重的QTL,与氮循环有关,此染色体区域可能富含关键的氮代谢基因。定位结果表明,两个时间检测出的低氮耐性QTL的差异表达与水稻不同发育阶段基因的时空表达密切相关,从而反映在低氮耐性位点的差异上。     

不同水分条件下水稻苗期根系性状的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)衍生的234个重组自交系(RIL)为材料,在正常水分和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下对水稻苗期最长根长、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根冠比进行QTL定位分析。采用复合区间作图法,共检测到影响8个根部性状的21个QTL,单个QTL可解释的表型变异介于4.80%～11.35%。其中,正常水分条件下检测到7个QTL,分布在第2、3、9、10、11染色体上;水分胁迫条件下检测到14个QTL,分布在第2、3、5、6、9染色体上。不同水分条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同水分条件下的遗传机制不同。在第3和第6染色体上各检测到1个根部性状的QTL簇,尤其在第3染色体RM6283-RM7370区间发现苗期根系性状与抗旱性及产量相关性状之间存在连锁关系,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时对多个相关性状进行遗传改良。     

适宜机插株行距促进水稻生长提高产量

为了比较不同行距插秧机的作业效果,以及机插秧不同株行距组合对水稻生长和产量的影响,在江苏靖江、张家港和黄海农场3地进行了连续2 a田间定位试验。每个试验点设置行株距分别为:30 cm×11 cm、25 cm×14 cm、25 cm×11 cm 3种株行距组合处理,3次重复。结果表明,在水稻漏插率方面,2012年30 cm×11 cm(行距×株距)处理最高,25 cm×11 cm(行距×株距)处理最低,2013年30 cm×11 cm(行距×株距)处理仍最高,25 cm×14 cm(行距×株距)处理最低。窄行距大株距有利于降低水稻漏插率,但在伤秧率、倒秧率方面和每穴平均株数方面,3个品种的不同处理之间均无统一规律;分蘖稳定后各试验点茎蘖数均为30 cm×11 cm(行距×株距)处理最高,25 cm×11 cm(行距×株距)处理最低,大株行距有利于促进水稻分蘖;产量方面各处理每公顷有效穗数30 cm×11 cm(行距×株距)处理25 cm×11 cm(行距×株距)处理,其他产量构成因素差异不显著,最终各处理实际产量表现为25 cm×11 cm(行距×株距)处理较好,故插秧机行株距为25 cm×11 cm较适合于江苏省水稻机械化种植。该研究可为江苏省水稻插秧机机具选型提供参考。     

非洲栽培稻基因渗入系粒形和剑叶形态性状的QTL定位

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)杂交衍生的包含188个株系的F₂和F_2:3群体为材料,对粒形性状包括粒长、粒宽、籽粒长宽比、千粒重,剑叶形态性状包括剑叶长、剑叶宽进行数量性状点位(QTL)检测。结果共检测到16个QTL,包括2个粒长QTL、3个粒宽QTL、2个籽粒长宽比QTL、2个千粒重QTL、1个剑叶长QTL、6个剑叶宽QTL,分布于第1、第6、第7、第10和第11号染色体上,贡献率为2.25%~25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL qGW7-1、qFLL10、qFLW10、qTGW7在F₂和F_2:3群体中被重复检测到,其中在第7号染色体RM3859-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高达17.10%,是一个来源于非洲栽培稻的新粒形QTL。本研究为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。     

水稻光叶性状基因gl1的精细定位与候选基因分析

光叶水稻是一类在叶片和谷粒等表面都光滑无毛的水稻,是美国南部和非洲一些国家的主栽品种。已有研究表明水稻的光叶性状受一对位于第5染色体上的隐性基因gl1控制。本试验旨在对gl1进行精细定位,分析候选基因,为最终克隆gl1基因、研究毛状体形态建成的调控奠定基础。首先根据与gl1连锁的RFLP标记在第5染色体上的大致位置,有...     

普通野生稻稻米加工品质和外观品质性状QTL定位

本研究利用一套以籼稻品种“特青”为遗传背景的云南元江普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）渗入系为材料，采用单标记回归分析和渗入片段叠代法，对出糙率、整精米率、垩白粒率、垩白度、长宽比等5个品质性状的QTL进行了分析，初步定位了16个QTL，有10个QTL来自野生稻的等位基因能改良群体的品质性状。在第5染色体RM289附近检测到了同时影响长宽比、垩白粒率QTL，来自野生稻的等位基因能增加长宽比、降低垩白粒率，贡献率也较高。在第8染色体RM152附近检测到降低垩白粒率和垩白度的QTL，其贡献率分别为14％和9%。本研究结果不仅为品质性状分子标记辅助选择提供参考，而且充分显示了利用野生稻的优异基因改良栽培稻品质性状的巨大潜力。     

稻秆与紫云英联合还田提高黄泥田氮素利用率和土壤肥力

[目的]稻秆与紫云英为南方稻田培肥的重要有机肥源.研究福建黄泥田稻秆、紫云英联合还田与化肥不同比例配施对水稻产量、养分吸收利用及土壤肥力的影响,旨在为该区域中低产田改良培肥及化肥替代提供依据.[方法]开展连续4年的田间定位试验,在等氮投入条件下,设置稻秆、紫云英联合还田与化肥不同配比6个处理,稻秆与紫云英二者氮素投入总...     

Can conservation tillage and residue management enhance energy use efficiency and sustainability of rice-pea system in the Eastern Himalayas?

ABSTRACT

Low productivity and energy use efficiency (EUE) of rice farming are the major concerns for agricultural sustainability in the Eastern Himalayan region of India. A field experiment on rice (Oryza sativa L.)-pea (Pisum sativum L) system was conducted for three consecutive years during 2012–15 in lowland ecosystem to assess the direct and residual impact of tillage and residue management (RM) practises on productivity and sustainability. Significantly higher grain yield of rice was achieved under no-till (NT) than minimum tillage (MT) and conventional tillage (CT). Among RM practises, 50% NPK + green leaf manure, 50% NPK + weed biomass and 50% NPK + in-situ residue retention recorded significantly higher mean grain yields than application of 50% NPK and 100% NPK without residues. Residual effect of MT in preceding rice gave significantly higher green pod yield of succeeding pea than NT and CT. The system EUE was significantly higher under MT (rice)-NT (pea) compared to those of NT-NT and CT-NT systems. The sustainable yield index of rice and pea was maximum under MT-NT followed by NT-NT. Thus, NT/MT with suitable RM practises is a pertinent strategy for sustainable productivity of rice-pea system in the Eastern Himalayas and in similar adjoining regions.