利用已测序水稻品种分析其农艺性状基因座

水稻重要农艺性状的基因定位研究在育种上具有重要意义。2004年在海南陵水县种植两个完全测序水稻品种日本晴与9311的F₂群体及双亲，分别考察了其单株分蘖数、穗数、有效分蘖数、穗长、主穗长、抽穗期、株高和剑叶8个农艺性状3次重复的平均值。用已构建的连锁遗传图谱（Nipponbare/9311-F₂遗传图谱）及Excel 2000和Mapmaker/QTL 1.1b软件对这8个性状间的相互关系和基因位点进行了分析。结果在LOD>2.0和P＜0.005的条件下共检测到41个QTLs，它们分布在水稻所有染色体上，单个QTL对性状表型贡献率11.0%～46.4%，其中大于20%的有22个。对选用已测序材料为亲本构建图谱来探讨水稻农艺性状的分子基础及其育种意义进行了讨论。     

OsMAX1a,OsMAX1e通过参与独角金内酯的合成调控水稻分蘖

独角金内酯是调控水稻分蘖的重要激素,在拟南芥中AtMAX1编码细胞色素P450蛋白,是独角金内酯合成途径的重要基因。通过同源序列比对,发现在水稻中有5个MAX1同源基因,包括OsMAX1a、OsMAX1b、OsMAX1c、OsMAX1d和OsMAX1e。分析5个OsMAX1基因的转录水平,发现OsMAX1a和OsMAX1e基因能够在水稻组织中稳定高效表达。对OsMAX1a和OsMAX1e的基因功能进行了验证,在拟南芥中过量表达OsMAX1a和OsMAX1e基因能够使max1突变体多分支表型恢复正常;在水稻中干涉OsMAX1a和OsMAX1e基因的表达能够增加水稻分蘖数。进一步的研究表明,外施GR24能够抑制OsMAX1a和OsMAX1e基因的表达,磷饥饿条件能够提高两个基因的表达水平从而促进独角金内酯的合成。另外,外施生长素和激动素能够显著影响OsMAX1a和OsMAX1e的表达。因此,OsMAX1a和OsMAX1e基因参与了独角金内酯的合成,并且在水稻生长发育中响应植物激素信号的诱导,是调控水稻分蘖的重要基因。     

基于毒性相关基因序列的稻瘟病菌群体遗传多样性分析

 选用16对毒性相关基因特异性引物对四川和重庆9个县(市)分离到的200个稻瘟病菌单孢菌株进行PCR扩增,并采用最长距离法进行聚类分析,结果显示各引物均能扩增出其目的条带,多态位点百分率(P)高达93.75%,扩增频率差异较大;200个菌株可归为70个不同的单元型,其中单元型SCH13为优势单元型;在0.86遗传相似水平上,200个菌株可划分为27个遗传宗谱,包括1个优势宗谱,3个亚优势宗谱,14个次要宗谱,9个小宗谱,层次丰富;在群体平均水平上,病菌群体具有丰富的遗传多样性(H=0.324 4,I=0.484 2),且群体间差异较大;9个种群在遗传距离为0.05水平上可分为4个类群,种群遗传谱系与地理区域分布呈一定相关性。同时,该地区的群体存在一定的遗传分化(HT=0.320 0),群体内多样性大于群体间多样性(Hs=0.179 6,Dst=0.140 4),总遗传变异的56.13%存在于群体内(Gst=0.438 7),群体间基因流动性较小(Nm=0.639 6)。本研究揭示了四川和重庆部分区域稻瘟病菌群体遗传结构、遗传多样性及其与地理分布之间的关系,为抗病育种和品种布局奠定了基础。     

农杆菌介导的转高赖氨酸蛋白基因（sb401）水稻T4代分析

通过农杆菌介导的方法用富赖氨酸蛋白基因（sb401）转化粳稻品种日本晴,获得了独立的10个转化株系,对转化株系进行连续自交,通过筛选得到9个纯合的T4代转化株系。 Southern blotting分析发现,整合位点是随机的,并为低拷贝（1~3个）。TAI-PCR扩增得到8个T-DNA侧翼序列,并定位于日本晴的7条染色体上。蛋白质和氨基酸测定分析发现,sb401基因对各株系的蛋白质、赖氨酸和其他氨基酸组分的提高起到了一定的作用。将杂交结果与T-DNA插入位置结合分析发现,在低拷贝的情况下,表达量的差异不明显。     

利用Xa21基因改良杂交稻白叶枯病抗性

以转Xa 21基因的水稻优良恢复系BR527为抗白叶枯病基因供体,分别与不育系金23A、G46A、D62A、D200A进行组配,研究该基因在改良杂交水稻白叶枯病抗性方面的作用。分子检测表明,供体基因能够稳定遗传给杂交组合;田间接种鉴定发现杂交组合对P1,P2,P3,P4,P6和CII,CIV,CV等白叶枯病菌生理小种均表现出抗或高抗,揭示Xa 21基因的抗性好,抗谱广;农艺性状考察结果显示这些杂交组合的农艺性状与对照组合比较没有明显改变。说明该基因可以作为一个显性抗白叶枯病基因在杂交水稻抗性改良上上加以应用,与此同时,得到了四个白叶枯病抗性改良的优良杂交水稻组合。     

水稻穗部簇生突变体(Cl-dz)的遗传分析与初步定位

从水稻育种材料后代中获得1个受隐性单基因控制的簇生穗突变体(Cl-dz)。其表型特征为:在二次枝梗顶端有2～3个小穗簇生在一起,呈"W"形态。遗传分析表明该性状是受单基因控制的隐性性状。利用突变体Cl-dz与保持系冈46杂交构建F2定位群体,将该基因定位在6号染色体的SSR标记RM6036与RM1340之间,遗传距离分别为3.6cM和7.0cM。     

水稻SSR标记在RI群体的偏分离分析

以完成了部分测序的培矮64s和全基因组测序已经完成了的粳稻日本晴（Nipponbare）为亲本杂交得到的F6群体作为构图群体,共330个单株,构建了一张含92个微卫星标记的水稻分子遗传图谱。结果发现该F6群体有较高的偏分离现象,有63个分子标记表现偏分离（P〈0．05）,占总标记数的68．47％,在这些偏分离标记中,有60个标记偏向母本培矮64s,我们对这种偏分离现象和原因进行了分析讨论。     

稻米淀粉RVA谱特征与品质性状的相关性

 通过对106份水稻材料稻米外观品质、蒸煮品质和RVA谱特征值的测定,研究了淀粉黏滞性（RVA谱）特征值与各项品质指标的相关关系。RVA谱特征值与外观品质中的垩白率关系最为密切,其中垩白率与崩解值(BDV)和消减值(SBV)的相关系数分别为-0.43**和0.40**;RVA谱特征值与低直链淀粉含量(AC)品种和糯稻品种的蒸煮品质指标呈显著或极显著相关,与中高直链淀粉含量品种的指标相关性不显著,特别是高直链淀粉含量品种的AC与RVA谱特征值相关性均不显著,而糯稻品种的AC与RVA谱特征值（BDV和 SBV除外）的相关系数均在0.85以上。由此认为,水稻品种的AC越低,AC与RVA谱特征值的关系越密切。     

一个除草剂安全剂AD-67诱导的水稻基因片段的克隆和分析

为寻找化学诱导表达基因,利用mRNA差异显示方法,从除草剂安全剂AD 67（苯叉酰胺）诱导处理的水稻品种9311的幼苗中筛选分离得到1个诱导表达增强的cDNA片段。该片段在处理后6 h表达明显增强,直到第5天仍然有表达。从poly gel上回收片段并测序,核酸同源序列分析显示它与水稻多个EST和cDNA序列一致性达到100%,氨基酸序列分析表明它与水稻、四膜虫、隐球酵母等真核生物的Yippee基因相似性达60%~84%。序列经延伸得到831 bp的cDNA,由此设计引物并进行RT PCR分析,结果说明该基因在除草剂安全剂AD 67诱导后表达增强。     

基因芯片技术在水稻研究中的应用

基因芯片是研究生物大分子功能的新技术,目前此技术已经广泛地应用到植物基因组研究中。本文对基因芯片技术在水稻的基因表达检测、特异性相关基因分离、生长发育研究、杂种优势预测、种子纯度检测以及转基因植株检测与鉴定等方面的应用情况进行了详细的综述。