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中国水稻科学 2017年第6期31卷 568-579页

作者：张习春鲁菲菲吕育松罗荣剑焦桂爱邬亚文唐绍清胡培松魏祥进中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006

【目的】研究两个水稻垩白突变体胚乳垩白的形成机制,为稻米品质改良提供理论基础。【方法】以从中花11的EMS突变体库中筛选出的两个稳定遗传的垩白突变体eb6、eb7为材料,对其进行农艺性状、稻米理化性质和遗传学分析,并利用eb6与南京1... 详细信息

【目的】研究两个水稻垩白突变体胚乳垩白的形成机制,为稻米品质改良提供理论基础。【方法】以从中花11的EMS突变体库中筛选出的两个稳定遗传的垩白突变体eb6、eb7为材料,对其进行农艺性状、稻米理化性质和遗传学分析,并利用eb6与南京11衍生的F2群体对控制垩白的基因进行图位克隆。同时对候选基因的表达模式及淀粉合成相关基因在突变体及野生型中表达情况进行了分析。【结果】与野生型相比,两个突变体胚乳中央部位呈现白色且不透明,淀粉复合颗粒形状不规则且排列疏松,而突变体胚乳边缘部位与野生型无异,都为半透明状,淀粉复合颗粒呈多面体且排列致密。相对于野生型,突变体eb6、eb7成熟种子中的直链淀粉含量和胶稠度显著降低,蛋白质含量显著升高。RVA谱分析显示突变体淀粉黏滞性明显低于野生型。同时,支链淀粉聚合度分析显示突变体eb6中聚合度(DP)小于16的短链显著增加,DP为16~23的中长链显著减少。遗传分析表明突变体eb6、eb7胚乳垩白表型由单隐性核基因控制,并且它们为一对等位突变体。利用突变体eb6与南京11杂交衍生的F2群体将突变体基因定位在第1染色体长臂上物理距离86.6 kb的区间内。该区间包含22个开放阅读框(ORF),其中ORF13编码腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶大亚基2(Os AGPL2)。序列分析发现eb6与eb7分别在Os AGPL2第3、第7外显子上发生1个单碱基替换,并分别导致一个氨基酸替换。RT-PCR及原位杂交结果显示,Os AGPL2主要在水稻发育中的籽粒中表达。同时Os AGPL2的突变导致了多个淀粉合成相关基因在水稻籽粒灌浆过程中的表达模式发生改变。【结论】突变体eb6、eb7籽粒胚乳出现严重垩白表型为Os AGPL2突变所致。本研究进一步证明了Os AGPL2在调控水稻籽粒胚乳中淀粉的合成、淀粉复合颗粒的形成及稻米理化性质的平衡中起着重要的作用。

关键词：垩白淀粉合成图位克隆 OsAGPL2 水稻

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利用岗46B/A232RILs群体定位籼稻粒形和粒重的QTL

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分子植物育种 2018年第12期16卷 3956-3966页

作者：李永洪李传旭刘成元何珊向箭宇谢戎四川省农业科学院水稻高粱研究所农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室国家水稻改良中心泸州分中心德阳618000 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

本研究利用岗46B/A232构建的重组自交系(F10)176个家系为作图群体,运用QTL Ici Mapping4.0软件对2016和2017年RIL群体的粒形性状和千粒重性状进行QTL检测及其遗传效应分析。结果表明,两年共检测到28个粒形和粒重QTL,分别分布在第1、第2... 详细信息

本研究利用岗46B/A232构建的重组自交系(F10)176个家系为作图群体,运用QTL Ici Mapping4.0软件对2016和2017年RIL群体的粒形性状和千粒重性状进行QTL检测及其遗传效应分析。结果表明,两年共检测到28个粒形和粒重QTL,分别分布在第1、第2、第3、第4、第5、第6、第8、第9和第12染色体上。其中粒长相关QTL 10个,贡献率为4.90%~31.96%;粒宽相关QTL 6个,贡献率为3.38%~48.76%;谷粒长宽比相关QTL 9个,贡献率为5.70%~30.32%;粒厚相关QTL 6个,贡献率为6.06%~34.09%;千粒重相关QTL6个,贡献率为6.94%~21.22%。本研究中,有9对QTL两年均在同一位置被检测到:3对粒长QTL,1对粒宽QTL,1对谷粒长宽比QTL,2对粒厚QTL和2对千粒重QTL,说明他们受环境影响小,能稳定表达,可用于水稻分子标记辅助育种。第5染色体上RM1089~RM18119区间上稳定检测到控制粒长、粒宽、谷粒长宽比、粒厚和千粒重QTL,多数染色体的多处区段上均检测到一因多效性。

关键词： QTL位点重组自交系粒形粒重环境

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深水灌溉条件下杂交中稻品种比较研究

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中国稻米 2019年第5期25卷 93-94,98页

作者：徐富贤徐麟周兴兵张林蒋鹏刘茂郭晓艺朱永川熊洪四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室/作物生理生态及栽培四川省重点实验室四川德阳618000 国家水稻改良中心四川泸州分中心四川泸州646000 宜宾市翠屏区农林局四川宜宾644000

为给稻田养鱼模式提供适宜的水稻品种,以15个杂交中稻品种为材料,采用盆栽试验方法研究了在移栽后20d至成熟期淹深水(15cm)条件下,不同品种的产量及其相关因子表现。结果表明,川谷优2348、宜香优2115、奇优894、蓉优22等4个杂交组合在... 详细信息

为给稻田养鱼模式提供适宜的水稻品种,以15个杂交中稻品种为材料,采用盆栽试验方法研究了在移栽后20d至成熟期淹深水(15cm)条件下,不同品种的产量及其相关因子表现。结果表明,川谷优2348、宜香优2115、奇优894、蓉优22等4个杂交组合在淹深水条件下产量相对较高,比15个组合的平均产量高14.54%~20.74%,通径分析表明,对产量直接正效应较大的前3个因子从高到低依次为有效穗数、千粒重、每穗粒数。

关键词：杂交中稻深水灌溉品种产量

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稻米品质遗传和基因设计育种

稻米品质遗传和基因设计育种

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第九届全国小麦基因组学及分子育种大会

作者：曾大力钱前中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州 310006

水稻的产量和品质均为复杂的数量性状，迄今为止，人们已经鉴定出水稻产量相关的数量性状基因座位(QTL)或基因达数百之多。我们以前的研究表明，水稻蒸煮品质主要受淀粉合成相关基因组成的遗传网络的调控。经过精心设计，以超高产但综... 详细信息

水稻的产量和品质均为复杂的数量性状，迄今为止，人们已经鉴定出水稻产量相关的数量性状基因座位(QTL)或基因达数百之多。我们以前的研究表明，水稻蒸煮品质主要受淀粉合成相关基因组成的遗传网络的调控。经过精心设计，以超高产但综合品质差的品种"特青"作为受体，以蒸煮和外观品质具有良好特性的品种"日本晴"和"93-11"为供体，对涉及水稻产量、稻米外观品质、蒸煮食味品质和生态适应性的 28个目标基因进行优化组合，经过多年的努力，利用杂交、回交与分子标记定向选择等技术，成功将优质目标基因的优异等位聚合到受体材料，并充分保留了"特青"的高产特性。这些优异的"品种设计"材料，在高产的基础上，稻米外观品质、蒸煮食味品质、口感和风味等方面均有显著改良，并且以其配组的杂交稻稻米品质也显著提高。这项研究结果是作物由传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变的大胆尝试。

关键词：水稻品质遗传设计育种

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控制水稻金黄色颖壳与节间基因OsCAD2的图位克隆

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中国水稻科学 2017年第5期31卷 465-474页

作者：王宏张迎信孙廉平孟帅徐鹏吴玮勋程式华曹立勇沈希宏中国水稻研究所/浙江省超级稻研究重点实验室/水稻生物学国家重点实验室杭州311401

【目的】水稻色素不仅对其自身生长发育有重要生理作用,而且在水稻育种、农副产品改良等方面运用比较广泛。对水稻色素相关基因进行表型分析和基因定位,为进一步研究色素代谢途径及调控机理奠定基础。【方法】利用EMS诱变粳稻长粒粳(CL... 详细信息

【目的】水稻色素不仅对其自身生长发育有重要生理作用,而且在水稻育种、农副产品改良等方面运用比较广泛。对水稻色素相关基因进行表型分析和基因定位,为进一步研究色素代谢途径及调控机理奠定基础。【方法】利用EMS诱变粳稻长粒粳(CLJ),在突变体库内筛选到一个金黄色颖壳与节间突变体gh881;在成熟期,测定野生型与gh881的主要农艺性状;将gh881与野生型及中恢8015杂交,观察BC1F1及F1植株表型,并对BC1F2及F2表型分离进行卡方检验,对gh881进行遗传分析;利用F2群体和图位克隆的方法对gh881突变基因进行定位;采用q PCR检测颖壳颜色相关基因在gh881与野生型不同发育时期的幼穗、节间以及剑叶叶鞘的相对表达量。【结果】与野生型相比,突变体的颖壳与节间均呈金黄色;除单株有效穗数外,gh881突变体的株高、每穗总粒数及实粒数、结实率和千粒重等性状均极显著降低。遗传分析和基因定位结果表明,gh881的突变表型受1对隐性核基因控制,位于第2染色体短臂,并最终将该基因精细定位于标记FH-13和RH-25之间,物理距离约33.2 kb,该区域中包含4个开放阅读框(ORFs)。【结论】序列分析结果表明,发现其中一个编码肉桂醇脱氢酶(CAD)的基因OsC AD2(Os02g0187800)的3 563 bp处发生了1个单碱基突变(G转换为A),导致该基因编码区的第297位氨基酸由甘氨酸突变为天冬氨酸,由此认为该突变体为OsC AD2基因单碱基突变的新等位基因。q RT-PCR结果表明,突变体的节间中OsCAD2相对表达量极显著下调,而在剑叶叶鞘及穗部则基本都是极显著增加,其他相关基因也发生显著变化,证实OsCAD2是木质素代谢中的重要基因,且可能与其他相关基因存在反馈调节。

关键词：水稻色素突变体颖壳节间基因定位

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利用岗46B/A232重组自交系群体分析叶绿素含量相关QTL

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西南农业学报 2018年第11期31卷 2223-2228页

作者：李永洪李传旭刘成元何珊向箭宇谢戎四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室/国家水稻改良中心泸州分中心四川德阳618000 华中农业大学生命科学技术学院湖北武汉430070

【目的】本文剖析了水稻叶绿素在不同时期的表达规律。【方法】利用由2个籼稻品种岗46B和A232杂交构建的包含173个株系(F10)的重组自交系群体,其相应的包含130个SSR标记的遗传图谱,采用完备区间作图法,检测2年2个生长阶段(分蘖期和抽穗... 详细信息

【目的】本文剖析了水稻叶绿素在不同时期的表达规律。【方法】利用由2个籼稻品种岗46B和A232杂交构建的包含173个株系(F10)的重组自交系群体,其相应的包含130个SSR标记的遗传图谱,采用完备区间作图法,检测2年2个生长阶段(分蘖期和抽穗期)控制顶三叶叶绿素含量的QTL。【结果】2年共检测到30个QTL,分布在第1、2、3、4、5和7染色体上的16个标记区间上,单个QTL对表型的贡献率为5. 91%～38. 69%。位于第3染色体RM231～RM3392区间,2年中共有8次被检测到,说明该区间上的QTLs受环境影响较小,且在不同生长阶段也能稳定表达,有利于提高叶片叶绿素含量,增强光合作用。与其他研究比较发现,定位在第3染色体RM5625～RM1350区段和RM231～RM3392区段、第4染色体RM280～RM1113区段和RM5473～RM303区段和第7染色体RM21253-RM248区段的位点可以在不同群体和不同环境下稳定表达。【结论】这些QTL将为进一步了解水稻叶绿素含量的遗传机制提供理论依据,可用于水稻分子标记辅助育种。

关键词：水稻重组自交系数量性状基因座叶绿素含量

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突破复杂性状多基因转化技术壁垒,首创胚乳花青素高积累的水稻新种质

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植物学报 2017年第5期52卷 539-542页

作者：朱丽钱前中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州311401

随着转基因技术的日趋成熟,利用生物工程手段加快改良作物农艺性状,已经越来越显示出其巨大的应用潜力。在改良多基因调控的复杂农艺性状方面,单基因转化收效甚微,而长期以来多基因转化不仅受限于技术因素,而且在协调表达调控、代谢及... 详细信息

随着转基因技术的日趋成熟,利用生物工程手段加快改良作物农艺性状,已经越来越显示出其巨大的应用潜力。在改良多基因调控的复杂农艺性状方面,单基因转化收效甚微,而长期以来多基因转化不仅受限于技术因素,而且在协调表达调控、代谢及修饰等一系列相关基因方面更是难于突破。近期,我国科学家首次利用自创的多基因垛叠表达系统,成功在水稻(Oryza sativa)胚乳中合成了具有抗氧化活性的花青素,在复杂性状多基因转化领域取得了突破性进展。

关键词：花青素多基因转化胚乳无选择标记水稻

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矮秆小粒水稻潇湘矮的形态学与分子遗传学分析

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中国水稻科学 2017年第3期31卷 238-246页

作者：吕育松谢耘丰圣忠华邬亚文唐绍清胡培松魏祥进中国水稻研究所国家水稻改良中心/水稻生物学国家重点实验室杭州310006 杭州师范大学生命与环境科学学院杭州310036

【目的】研究揭示潇湘矮矮秆小粒的遗传机制,为潇湘矮的育种利用提供理论基础。【方法】利用水稻育种过程中自然突变而得到的稳定遗传的矮秆小粒水稻材料潇湘矮,对其进行农艺性状考查、赤霉素(GA_3)和油菜素内酯(BR)敏感性分析、遗传学... 详细信息

【目的】研究揭示潇湘矮矮秆小粒的遗传机制,为潇湘矮的育种利用提供理论基础。【方法】利用水稻育种过程中自然突变而得到的稳定遗传的矮秆小粒水稻材料潇湘矮,对其进行农艺性状考查、赤霉素(GA_3)和油菜素内酯(BR)敏感性分析、遗传学分析,并利用潇湘矮与其近等基因系NIL(NIP)衍生的F_2群体对控制矮秆小粒的基因xxa进行图位克隆,最终利用转基因互补试验验证候选基因。【结果】潇湘矮除表现为矮秆小粒外,其穗长变短,穗型紧凑,千粒重极显著下降。不同浓度梯度的赤霉素(GA_3)和油菜素内酯(BR)处理,发现潇湘矮对GA_3部分敏感,而对BR不敏感。遗传分析发现其符合孟德尔3∶1分离规律。图位克隆将xxa基因定位于第5染色体In Del标记F81和F82之间约70 kb区间的物理距离内。该区间包含8个开放阅读框(ORF)。其中,第5个ORF(LOC_Os05g26890)被注释为水稻株高基因D1。序列分析发现,潇湘矮的D1基因在第5和12外显子分别有1个碱基的无义替换和3个碱基的缺失,其中第12外显子3个碱基的缺失导致1个赖氨酸的缺失。转基因互补显示D1可以恢复潇湘矮的表型。【结论】潇湘矮控制株高的途径可能与GA_3代谢有关;潇湘矮矮秆小粒表型符合单隐性核基因控制的遗传规律;潇湘矮矮秆小粒性状是由D1基因突变所致。

关键词：水稻矮秆小粒图位克隆机械化制种

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丙草胺在机直播稻“播种同步”机械化除草新技术中的应用

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浙江农业科学 2018年第12期59卷 2187-2189页

作者：张建萍朱晓群唐伟于晓玥陆永良中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006 海盐县农业技术推广中心浙江嘉兴314300

为解决机直播水稻田草害重、防治难的问题,对50%丙草胺水乳剂单剂和混配10%苄嘧磺隆可湿性粉剂后在机直播田"播喷同步"机械化除草新技术中进行应用研究。结果表明,机械施药20 d后,丙草胺单剂或混配苄嘧磺隆处理对水稻出苗均... 详细信息

为解决机直播水稻田草害重、防治难的问题,对50%丙草胺水乳剂单剂和混配10%苄嘧磺隆可湿性粉剂后在机直播田"播喷同步"机械化除草新技术中进行应用研究。结果表明,机械施药20 d后,丙草胺单剂或混配苄嘧磺隆处理对水稻出苗均无影响,与未施药对照比,出苗率在87. 1%～97. 8%。施药48 d后,510～780 g·hm-2处理对稗草植株密度和鲜重防效在98. 0%以上,对阔叶草植株的鲜重防效在94. 3%以上,均为优良水平。表明50%丙草胺单剂或混配10%苄嘧磺隆在机直播稻"播喷同步"机械化除草技术中应用对水稻出苗安全,杂草防效好,有良好的应用前景。

关键词：水稻机械化生产除草剂出苗率杂草防效丙草胺

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33%嗪吡嘧磺隆水分散粒剂在机直播稻“播喷同步”机械除草新技术中的应用

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黑龙江农业科学 2018年第7期 54-57页

作者：张建萍朱晓群唐伟于晓玥陆永良中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006 海盐县农业技术推广中心浙江嘉兴314300

为解决机直播水稻田草害重、防治难的问题,研究了33%嗪吡嘧磺隆水分散粒剂在机直播田"播喷同步"机械除草新技术中的应用效果。结果表明:机械施药20d后,33%嗪吡嘧磺隆水分散粒剂有效成分84.2或99.0g·hm^(-2)处理对水稻出... 详细信息

为解决机直播水稻田草害重、防治难的问题,研究了33%嗪吡嘧磺隆水分散粒剂在机直播田"播喷同步"机械除草新技术中的应用效果。结果表明:机械施药20d后,33%嗪吡嘧磺隆水分散粒剂有效成分84.2或99.0g·hm^(-2)处理对水稻出苗没有影响,与未施药对照比出苗率为96.2%。施药48d后,99.0g·hm^(-2)处理,对稗草、阔叶草和莎草植株的密度和鲜重防效达98%以上,降低除草剂剂量15%后,对杂草防效没有显著降低,仍为优良水平。表明33%嗪吡嘧磺隆水分散粒剂采用机直播稻"播喷同步"机械除草技术在水稻生产中应用前景良好。

关键词：水稻机械化生产除草剂出苗率杂草防效安达星

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