种子加工、检验理论与技术现状及思考

种子加工及检验是种子向市场流通的关键,是商业化育种中赋予种子商品属性不可或缺的环节。种子加工、检验理论与技术的研究是完善种业产业链、实现规模化商业育种、夯实"育繁推一体化"种业科学的重要一环。中国的种业科学技术体系正在形成与完善之中,受制于行业发展水平,种子加工及检验理论与技术相对薄弱。本文回顾了种子加工及检验理论与技术研究发展历程,提出了完善中国种业科学发展的策略与建议。围绕种业发展的需要,在做好品种优质化繁育的基础上,分析种子加工及检验理论与技术的新方向和新需求,加强种业应用性研究,建立先进的种子质量检验体系,研制适合现代种业发展需求的种子加工设备,打造种子加工产业标准化生产体系,完善种业科学技术学科建设,促进种业产业持续健康发展。     

水稻株型相关性状QTL定位研究

以粳稻日本晴(NIP)和籼型超级稻中嘉早17(YK17)构建的重组自交系(recombinant inbred line,简称RIL)群体为研究材料,于2015—2016年分3季种植于杭州和海南,成熟期考察株型相关性状(分蘖数、株高、剑叶长、剑叶宽、剑叶长宽比、穗长)。并应用这2种群体已构建的分子连锁图谱,对株型相关性状进行QTL分析,共检测到34个相关QTL,分布于除第9染色体外的其他染色体上,LOD值介于2.68～14.39之间,表型贡献率变幅为4.00%～26.62%,3个环境下重复检测到10个QTL。对QTL与环境互作分析发现,24个QTL与环境互作,其中2个QTL对环境敏感。株型相关性状QTL主要分布在第1、2、4、7染色体上,呈簇分布。qPH1、qLFL1和qLFLW1a在3个环境下重复检测到,且贡献率较高,有待于进行克隆和功能分析。     

粳稻不同穗部籽粒的淀粉与垩白品质差异及分子机制

为探讨粳稻不同穗部籽粒的淀粉与垩白品质差异及分子机制。将稻穗籽粒按一次枝梗在主穗上的节点划分为稻穗上部、中部和下部籽粒,比较了嘉58等6个品种不同穗部籽粒成熟后的淀粉含量及垩白度等品质差异,同时测定了不同穗部籽粒灌浆期游离糖与淀粉含量,淀粉合成途径相关酶活,相关基因表达量的动态变化。结果显示:除秀水134外,其余5个品种直链淀粉含量均表现为上部籽粒>中部>下部;2个垩白度较高品种嘉58和中嘉8号则表现为上部籽粒垩白>下部>中部。扫描电镜观察发现不同垩白度籽粒中淀粉粒的大小和形状差异显著,高垩白籽粒垩白部位淀粉粒普遍表现为半椭球形或其他曲面球形的形状,淀粉粒排布比较疏散,而低垩白籽粒对应部位的淀粉粒外形多为规则多面体,淀粉粒排布相对紧密。不同品种及部位籽粒在灌浆期内蔗糖、葡萄糖和果糖含量差异较大,但蔗糖含量动态变化均为先下降后微微上升,葡萄糖和果糖则基本表现为先上升后下降。淀粉合成相关催化酶中蔗糖转化酶(Invertase)和ADPG焦磷酸化酶(AGPase)的活性在不同部位间的差异最为显著,其中, AGPase在整个灌浆期内均表现为上部>中部>下部,...     

近红外光谱分析技术在稻米品质测定和遗传分析中应用研究概述

近红外光谱定量分析技术是一项高效、快速检测样品中化学成分的方法,在米质组分检测、快速筛选育种材料等方面得到广泛应用。文章简要介绍了该技术的基本原理、定量分析的步骤及其在稻米品质改良中的应用。近红外技术不仅能提高育种材料选择效率,而且还有助于品质遗传机理研究的深入,加速稻米品质改良进程。     

我国华北地区粳稻品种抽穗期遗传分析

 设置长、短日照和高、低温共4种环境,分析了我国华北地区14份主栽粳稻品种的抽穗期光、温敏感性及基本营养性。结果表明,华北地区多数粳稻品种表现出感光性,但感光性大都偏弱,抽穗期长短与品种的感光性呈显著线性相关。此外,大多数品种对温度也比较敏感。并利用一套抽穗期主基因近等基因系对这些品种抽穗期基因型进行了分析。结果表明,所有华北地区粳稻品种都携带主效感光基因E1,而在Se 1位点,有11个品种为非感光的Se 1e,同时,有13个品种都携带早熟基因Ef 1,另外,有9个品种还携带具有一定感光抑制效应的hd2。这些结果从基因型角度揭示了华北地区粳稻品种具有一定的感光性和较短的基本营养生长期的原因,为华北地区选育适宜抽穗期的粳稻品种提供了依据。     

一个水稻“斑马叶”叶色突变体基因zebraleaf2(zl2)的图位克隆

 从粳稻品种Asominori组培后代中获得一个稳定遗传的黄绿相间叶色突变体（zebra leaf 2, zl2）。该突变体在苗期表现为黄绿相间的斑马状,分蘖后期斑马叶性状逐渐减弱,到抽穗期叶片逐渐变为淡黄色。与野生型相比,zl2 在3叶期、分蘖盛期、抽穗期及成熟期叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量显著降低,成熟后其结实率、千粒重、株高也显著下降。电镜观察结果显示,苗期zl2叶片黄色部分叶肉细胞中叶绿体显微结构发生了明显的异常,而绿色部分与野生型基本一致。遗传分析结果表明,zl2突变性状受一对隐性核基因控制。从zl2与籼稻品种南京11衍生的F2群体中挑选1607株表现为突变性状的分离单株,最终将该突变基因定位于第11染色体约164.3 kb的区域内。基因预测表明该区域内存在13个ORFs,其中ORF12编码一个类胡萝卜素异构酶,序列分析表明突变体中的该基因第10个内含子与第11外显子的交界处碱基A突变为T,导致cDNA发生错误剪切,缺失4个碱基,产生移码突变,并于第395个氨基酸处提前终止。RT PCR分析表明,相对野生型在突变体中ZL2的表达量显著下降,同时叶色相关基因PORA、RbcL、RbcS、 Cab1、Cab2、 psaA、psbA、OsDVR表达量也显著下降,而HEMA1、YGL1、V1、V2、SPP、OsPPR的表达量显著上升。结果表明ZL2在水稻叶绿素合成及叶绿体发育中起着重要作用。     

日本晴/中嘉早17重组自交系产量性状QTL定位

【目的】对产量相关性状进行多年、多环境的QTL分析,寻找能够稳定遗传的产量性状主效QTL,剖析超级早籼稻中嘉早17的高产机理,为选育高产新品种提供有用信息。【方法】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体为研究材料。筛选亲本间多态性SSR标记,对群体各家系进行基因型分析,利用Mapmarker/exp 3.0构建分子遗传连锁图谱。群体于2015—2016年,两地三季种植于杭州、海南和杭州,成熟期考察有效穗数、每穗粒数、单株产量、结实率、千粒重、粒长、粒宽和粒厚等产量相关性状。运用Windows QTL Cartographer 2.5检测产量相关性状QTL,运用QTL Network 2.2检测QTL与环境互作效应。【结果】构建的连锁图谱共包含163对SSR标记,73%的标记父母本基因型比例符合1﹕1理论分离比,23%标记显著偏分离,主要偏向父本中嘉早17,图谱总图距约1 479.4 cM,标记间平均距离约为9.08 c M。3个环境下共检测到46个QTL,分布于除第11染色体外的其他染色体上,贡献率变幅为3.78%—25.45%。共有10个QTL在3个环境下能被重复检测到,分别是控制有效穗数的qEP1、qEP2、qEP4a,控制每穗粒数的qNGPE1、qNGPE7,控制结实率的q SRT7,控制千粒重的q TGW2,控制粒长的qGL3和qGL9,控制粒宽的q GW2b;其中qEP1、qEP2、qNGPE7、qTGW2和q GW2b的增效等位来自亲本日本晴;而qEP4a、qNGPE1、qSRT7、qGL3和qGL9的增效等位来自亲本中嘉早17;除此之外,所检测到的每穗粒数、结实率、粒长和单株产量QTL中大部分增效等位基因均来自中嘉早17。产量性状与环境互作分析显示,控制每穗粒数qNGPE1和qNGPE7、控制结实率的q SRT1a和q SRT7、控制单株产量的q YPP1和q YPP7等6个QTL与环境互作效应显著或极显著。此外,在第1、2、7染色体某区段多个与产量相关的QTL成簇分布。【结论】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体连锁图谱具有丰富的多态性标记,覆盖水稻基因组的93.64%,可较好地满足水稻重要农艺性状QTL定位要求。利用该套群体检测到多个产量相关性状QTL,其中,多数控制每穗粒数、结实率、粒长和单株产量的QTL的增效等位基因均来自中嘉早17。该结果与中嘉早17的每穗粒数、结实率、单株产量、千粒重和粒长等性状显著明显优于日本晴的结果一致,这些产量增效QTL可能是中嘉早17高产、稳产的遗传基础。     

我国水稻种业发展现状与对策浅析

种业是我国农业发展的重要基石,水稻种源自主可控是保障国家粮食安全的根本基础。我国水稻传统育种技术创新力强,知识产权保护体系较为完善,但新兴育种技术仍存在发展空间。因此,未来我国仍需加大财政支持力度,提高种业核心技术研发能力等,不断提高水稻种业科技创新能力。     

稻米蒸煮品质及其淀粉合成相关酶基因的研究进展

综述了稻米品质的相关性状,对蒸煮食味品质作了详细介绍,并概述了直链淀粉含量、胶稠度和糊化温度3项指标的最新研究进展。如今,相关淀粉合成酶基因QTL已被定位,且主要酶基因也已被克隆,但是其对蒸煮食味品质的深层调控机制仍不明了,文章对今后稻米蒸煮品质的研究方向作了进一步的展望。