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江苏省遗传学会2014年学术研讨会

作者：周丽慧张亚东朱镇陈涛赵庆勇姚姝赵凌赵春芳于新王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心

高产一直是水稻育种的第一目标。对单株个体而言,单株产量是由单株的有效穗数、每一单穗的颖花数、结实率和千粒重4个因素决定。为了发掘单株产量及其构成因素相关性状QTL,为单株产量相关性状的改良及超高产育种提供新的基因资源,本研究... 详细信息

高产一直是水稻育种的第一目标。对单株个体而言,单株产量是由单株的有效穗数、每一单穗的颖花数、结实率和千粒重4个因素决定。为了发掘单株产量及其构成因素相关性状QTL,为单株产量相关性状的改良及超高产育种提供新的基因资源,本研究以9311/日本晴染色体片段置换系群体为材料,调查了单株产量及单株产量构成因素,包括单株产量、单株实粒数、单株总颖花数、结实率、每穗实粒数、有效穗数、每穗颖花数、千粒重等8个性状。利用IciMappingv3.1软件,将分子标记检测结果与2010年田间性状调查值相结合,定位了与单株产量、单株实粒数、千粒重、每穗颖花数、结实率、单株总颖花数6个性状有关的数量性状基因座(QTL),未定位到与有效穗数(EPN)和每穗实粒数(GPP)有关的QTL。共定位到10个相关QTLs,分别分布于第1条、第2条、第5条、第7条、第8条染色体的7个区间,贡献率为7.52%～44.59%,其中4个QTLs的贡献率大于10.00%,分别为单株产量qGY1、单株实粒数qGN1、结实率qSSR1.1、qSSR1.2。单株产量qGY1,单株实粒数qGN1,结实率qSSR1.2、qSSR2和qSSR8,加性效应值为负值,表明9311的等位基因表现为增效作用;单株总颖花数qSN2,结实率qSSR1.1,千粒重qTGW5,每穗颖花数qSPP5和q SPP7,加性效应值为正值,表明日本晴的等位基因表现为增效作用。10个QTLs位点中,除qSN2、qTGW5、qSPP5与已克隆的LP、qSW5、OsNADH-GOGAT2可能位于同一区域外,其余7个位点均未被克隆或精细定位。

关键词：水稻染色体片段置换系数量性状基因座产量

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水稻粒型QTL的检测及测序分析

水稻粒型QTL的检测及测序分析

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江苏省遗传学会2014年学术研讨会

作者：张亚东郑佳朱镇陈涛赵庆勇周丽慧姚姝赵凌赵春芳于新王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所江苏省优质水稻工程技术研究中心国家水稻改良中心南京分中心

水稻粒长、粒宽、粒厚等粒型性状是与产量直接相关的重要性状,也是影响稻米品质的重要性状。这些性状大多属于多基因控制的数量性状。粒型研究方面已克隆了qGL3、GW8、GS5、GS3、GW2、GW5(qSW5)和TGW6等基因,并精细定位了qGL7、GS7等位... 详细信息

水稻粒长、粒宽、粒厚等粒型性状是与产量直接相关的重要性状,也是影响稻米品质的重要性状。这些性状大多属于多基因控制的数量性状。粒型研究方面已克隆了qGL3、GW8、GS5、GS3、GW2、GW5(qSW5)和TGW6等基因,并精细定位了qGL7、GS7等位点。相对于几乎分布于水稻的所有12条染色体上众多报道的粒型QTL,精细定位和克隆的基因数目仍偏少。因而,众多学者利用传统的高密度的遗传连锁图谱,构建的近等基因系、BC2F2群体、DH群体、重组自交系群体等方法,结合现代的测序技术,进行粒型的QTL或基因的定位研究。目前,研究者多大集中在定位位点上,对已知QTL位点真实性及准确性的研究报道偏少。利用特大粒粳稻TD70和籼稻品种Kasalath的重组自交系(RIL)为作图群体,分别于2012年和2013年对粒长、粒宽、粒厚性状进行鉴定,共检测到粒型性状的QTL 19个,其中粒长QTL个数为3个,粒宽性状为7个,粒厚性状为9个,分别位于第2、3、5、7、8、9染色体,LOD值介于2.51～33.52,每个性状各有1个QTL的LOD值大于10,分别解释相应性状表型变异的3.98%～64.92%。其中两年均检测到的QTL有6个,分布于第2、3和5染色体。定位结果共涉及到qGL3、GW8、GS5、GS3、GW2、GW5(q SW5)、qGL7、GS7等基因所在的位点,且增效等位基因均来源于大粒亲本TD70,增效作用显著。根据报道的粒型基因,设计相关引物进行同源克隆,测序发现TD70和Kasalath的GW2、GS3、qGL3、GW5(qSW5)、GS5、GW8和TGW6等7个基因序列间存在较多的差异;其中TD70的GW2、GS3、qGL3、GW5(qSW5)基因均为功能型基因,而TGW6基因表现为正常型;启动子多态性的差异GS5基因在Kasalath上也存在缺失GCGGCG 6个碱基关键缺少,与报道的窄粒品种一样;GW8基因间同样存在较多的多态性差异位点。研究证实,年度间稳定QTL,除qGW2-1为新位点外,其他区间均存在已知的粒型基因,其中极端大粒资源TD70存在qGL3、GS3、GW2、GW5(qSW5)基因的功能突变型和TGW6基因的正常型,Kasalath具有上述基因的正常表现型和TGW6基因的功能型,TD70与Kasalath在GS5、GW8序列间存在较明显的多态性差异。TD70和Kasalath构建的重组自交系(RIL)的表型和基因型为进一步粒型基因互作效应的研究提供了极佳的研究材料。

关键词：水稻极端粒型 QTL 粒型基因序列分析

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水稻粒重基因TGW6在大粒材料中的鉴定及效应检测

水稻粒重基因TGW6在大粒材料中的鉴定及效应检测

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江苏省遗传学会2014年学术研讨会

作者：梁彦丽张亚东赵春芳郑佳朱镇赵庆勇周丽慧姚姝于新王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所江苏省优质水稻工程技术研究中心国家水稻改良中心南京分中心

穗数、每穗粒数、千粒重和结实率是衡量水稻产量的四大因素,与其他三者相比,千粒重具有更好的遗传稳定性,可以通过分子标记进行定向改良。TGW6是已克隆的与水稻千粒重相关的一个重要基因,当Kasalath的TGW6基因导入日本晴时,能显著增加... 详细信息

穗数、每穗粒数、千粒重和结实率是衡量水稻产量的四大因素,与其他三者相比,千粒重具有更好的遗传稳定性,可以通过分子标记进行定向改良。TGW6是已克隆的与水稻千粒重相关的一个重要基因,当Kasalath的TGW6基因导入日本晴时,能显著增加日本晴的千粒重。本研究根据NCBI数据库中提供的TGW6基因序列信息设计引物,在大粒品种TD70(千粒重达70g以上)中进行PCR扩增和序列测定,通过序列比对,发现TD70的TGW6序列与日本晴的完全一致,与Kasalath存在7个位点的单碱基差异,其中第313位置的G插入/缺失造成基因编码提前终止,为功能变异位点,其余6个位点的单核苷酸变异为同义突变。在功能位点处设计CAPs标记(该标记可用限制性内切酶BssH II对Kasalath条带进行切割,而不能切割TD70条带),检测了TD70和Kasalath及其重组自交系群体(RIL)的TGW6基因型,并分析其对粒形及千粒重产生的效应。结果表明233个RILs中携带大粒基因型TGW6TD70的株系有138个,携带小粒基因型TGW6Kasalath的株系有95个。比较不同亲本来源基因型在2012年和2013年中的粒形及千粒重上的效应表现,发现TGW6TD70基因型的粒厚和千粒重比TGW6Kasalath基因型有所增加,TGW6Kasalath基因型的粒长比TGW6TD70基因型有所增加(表1),但是这种增加都是微小的,并没有达到显著水平。结果说明来源于Kasalath的TGW6基因在该群体中并没有产生增加粒重的效应,与文献报道不一致,可能由于该群体含有其他5个效应更大的粒形基因(GW2、GS5、GW8、qGL3、GS3)而掩盖了TGW6基因的效应,而文献中是用转基因方式将Kasalath的TGW6基因导入日本晴中,因此达到了单基因效应验证的良好效果;也可能是因为在其他粒形基因存在时该基因是通过与其他粒形基因的协同作用对粒形产生效应的,因此我们后续将TGW6基因与其他粒形基因的双基因或多基因组合形式进行效应检测,进一步探究其对粒形及粒重的遗传效应。

关键词：水稻 TGW6 基因型粒重粒形

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Mapping QTLs Associated with Sheath Blight Resistance Using Chromosome Segment Substitution Lines of Rice(Oryza sativa L.)

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Agricultural Science & Technology 2014年第5期15卷 756-759页

作者：林静张所兵张云辉汪迎节方先文江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省种质资源保护与利用研究中心/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014

In this study, a population of 119 chromosome segment substitution lines （CSSLs） derived from backcross between indica 9311 and japonica Nipponbare was employed to map quantitative trait loci （QTL） associated with sheath blight resis-tance in rice with toothpick inoculation method. A total of three sheath blight resis-tance-associated QTLs （qsb8-1, qsb8-2 and qsb8-3） were identified, which were lo-cated on adjacent molecular markers RM3262, RM5485 and RM3496 of chromo-some 8; the genetic interval was 81.7cM-91.7cM, 91.7cM-108.1cM and 108.1cM-119.6cM, respectively. The additive effect of qsb8-2 was negative, indicating that sheath blight resistance of susceptible parent harboring qsb8-2 fragment was en-hanced; additive effects of qsb8-1 and qsb8-3 were positive, indicating that sheath blight resistance of susceptible parent harboring qsb8-1 and qsb8-3 fragments was reduced.

关键词： Rice Sheath blight resistance Chromosome segment substitution lines（CSSLs） Quantitative trait locus （QTL） mapping

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Study on Starch Properties of Rice Enriched with Resistant Starch

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Agricultural Science & Technology 2014年第3期15卷 355-358,378页

作者：林静孙宝霞方先文王艳平张所兵汪迎节江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省种质资源保护与利用研究中心/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014 江苏省海安县雅周镇农业服务中心江苏海安226641

This study aimed to compare starch properties among rice germplasms with different contents of resistant starch. Rice germplasms with significant differ- ences in resistant starch content were screened by the rice germplasm resource project team in Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, to analyze the differences in RVA eigenvalues and starch crystal thermodynamic properties using differential scanning calorimeter （DSC）. The result showed that three rice materials with high contents of resistant starch exhibited low breakdown viscosity and high setback vis- cosity; three rice materials with low contents of resistant starch exhibited high breakdown viscosity and low setback viscosity. Significant differences were observed in RVA eigenvalues and starch crystal thermodynamic properties among rice germplasms with different contents of resistant starch, which provided new indices for breeding functional rice cultivars with high resistant starch content.

关键词： Rice Resistant starch RVA eigenvalue Starch crystal thermodynamics

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利用四引物扩增受阻突变体系PCR技术检测水稻低直链淀粉含量基因Wx-mq

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中国水稻科学 2013年第5期27卷 529-534页

作者：陈涛骆名瑞张亚东朱镇赵凌赵庆勇周丽慧姚姝于新王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心南京210014

根据Wx-mq基因存在的单核苷酸变异,利用四引物扩增受阻突变体系PCR(Tetra-primer ARMS-PCR)的方法设计特异引物,对12个水稻品种(或品系)以及武育粳3号(不含Wx-mq基因)/关东194(含Wx-mq基因)的F2分离群体进行扩增,依据其PCR产物的带型,... 详细信息

根据Wx-mq基因存在的单核苷酸变异,利用四引物扩增受阻突变体系PCR(Tetra-primer ARMS-PCR)的方法设计特异引物,对12个水稻品种(或品系)以及武育粳3号(不含Wx-mq基因)/关东194(含Wx-mq基因)的F2分离群体进行扩增,依据其PCR产物的带型,可以准确区分出Wx-mq基因纯合、非Wx-mq基因纯合以及杂合基因型三种类型,其电泳结果与成熟后对胚乳外观特性鉴定完全一致。因此,作为一种简单、低成本的实用技术,四引物ARMS-PCR可以广泛用于Wxmq基因水稻的资源鉴定和分子标记辅助育种。

关键词：水稻低直链淀粉含量 Wx—mq基因四引物扩增受阻突变体系PCR

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利用染色体片段置换系群体检测水稻叶片形态QTL

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中国水稻科学 2013年第1期27卷 26-34页

作者：周丽慧赵春芳赵凌张亚东朱镇陈涛赵庆勇姚姝于新王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014

水稻叶片的形态改良是水稻株型育种和产量育种的重要目标之一。以9311/日本晴染色体片段置换系(CSSLs)群体为材料,定位了上3叶叶片长、宽、叶面积共9个性状QTL,分析了叶片性状与产量性状之间的相关性,同时定位了主穗重及产量构成因素(... 详细信息

水稻叶片的形态改良是水稻株型育种和产量育种的重要目标之一。以9311/日本晴染色体片段置换系(CSSLs)群体为材料,定位了上3叶叶片长、宽、叶面积共9个性状QTL,分析了叶片性状与产量性状之间的相关性,同时定位了主穗重及产量构成因素(颖花数、千粒重、结实率)相关QTL。结果表明,CSSLs群体的叶片性状之间存在显著或极显著相关性;叶片性状与主穗重呈显著或极显著正相关,与主穗颖花数呈极显著正相关;叶片形态多数性状与结实率、千粒重没有显著相关性。两年共定位到20个叶片性状QTL,分布于第1、3、4、5、6、9、11共7条染色体的10个区间,贡献率为3.82%～14.61%,其中贡献率大于10%有6个,多个QTL成簇分布在相同区间,3个QTL在两年间重复检测到,8个QTL为前人未报道的新位点。两年共检测到16个与控制主穗产量相关的QTL,分布于第1、2、3、5、7、8、10共7条染色体13个区间,其中有7个主穗产量相关QTL所在5个区间与叶片形态14个QTL所在区间一致。

关键词：水稻染色体片段置换系数量性状基因座叶片形态产量主穗

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氮素水平对转C4光合基因水稻花期剑叶PSⅡ荧光特性的影响

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华北农学报 2013年第1期28卷 193-200页

作者：魏晓东李霞郭士伟陈平波江苏省农业科学院粮食作物研究所国家水稻改良中心南京分中心江苏省优质水稻工程技术研究中心江苏南京210014

为探讨转C4光合基因水稻在生育后期剑叶PSⅡ对氮素水平的响应特性,采用转pepc(PC)、ppdk(PK)、pepc+ppdk(CK)和未转基因的Kitaake(WT)为试验材料,测定了不同氮素条件下(0.7 mmol/L(1/4N)、3 mmol/L(1N)、6mmol/L(2N))不同品种剑叶SPAD值和形态学指标的变化,并运用叶绿素荧光动力学技术测定了各个品种叶绿素荧光动力学曲线和荧光参数的变化。结果表明,1/4N处理能增加各品种的根长,减小剑叶面积、株高以及叶片叶绿素含量,2N能使剑叶面积和叶绿素含量增加,转C4光合基因品种叶绿素含量在1/4N氮条件下具有显著优势,PC在1/4N条件下具有最长根长和最大剑叶面积,具有显著的形态学优势。1/4N处理使所有品种的荧光曲线出现了K相(300μs处)的增加,转C4基因水稻材料K相的峰值都比原种低,PC的峰值最低。叶绿素荧光曲线分析表明,低氮破坏了剑叶PSⅡ的构造,造成所有品种PSⅡ的OEC失活,从而出现300μs处K相的增加,低氮还造成所有品种失活反应中心增加,电子传递活性减弱,热耗散增加,进而造成PSⅡ最大光化学活性的减小。而PC在低氮当中PSⅡ的所有指标都显著高于其他品种,具有相对稳定的PSⅡ结构,具有耐低氮的优势。高氮对各品种PSⅡ光化学活性的影响不大。

关键词：氮素 C4光合基因叶绿素荧光光系统Ⅱ

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分子标记辅助选择定向改良武运粳7号的条纹叶枯病抗性

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华北农学报 2013年第4期28卷 195-203页

作者：姚姝陈涛骆名瑞张亚东朱镇赵庆勇周丽慧王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所江苏省优质水稻工程技术研究中心国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014

利用分子标记辅助选择技术改良武运粳7号的条纹叶枯病抗性,培育抗条纹叶枯病的粳稻新种质。以日本优质粳稻品种关东194为条纹叶枯病抗性基因Stv-bi的供体,采用定向回交育种策略,改良高产、感病品种武运粳7号的条纹叶枯病抗性。在连续回... 详细信息

利用分子标记辅助选择技术改良武运粳7号的条纹叶枯病抗性,培育抗条纹叶枯病的粳稻新种质。以日本优质粳稻品种关东194为条纹叶枯病抗性基因Stv-bi的供体,采用定向回交育种策略,改良高产、感病品种武运粳7号的条纹叶枯病抗性。在连续回交和自交过程中,利用与Stv-bi紧密连锁的SCAR标记进行跟踪检测,并结合条纹叶枯病田间抗性鉴定以及农艺性状的系统选择,将抗性基因Stv-bi转移到武运粳7号中。采用分子标记辅助选择,从BC3F3世代中筛选出14个具有Stv-bi纯合基因型的改良株系。其综合性状与武运粳7号十分相近,有的性状甚至优于武运粳7号。利用定向回交和分子标记辅助选择相结合的技术体系,可显著提高抗性改良的预见性和准确性,缩短育种年限、加快育种进程。新育成的武运粳7号抗性改良系,为条纹叶枯病抗性育种提供了重要的遗传资源。

关键词：水稻条纹叶枯病 Stv-bi基因回交育种分子标记辅助选择

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粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记的开发与应用

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中国水稻科学 2013年第3期27卷 259-264页

作者：陈涛骆名瑞张亚东朱镇赵凌赵庆勇周丽慧姚姝于新王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014

为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574bp的碱基插入/缺失,设计出功能标记InDel-Rf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测,结果表明所有的常规籼稻... 详细信息

为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574bp的碱基插入/缺失,设计出功能标记InDel-Rf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测,结果表明所有的常规籼稻品种、恢复系及保持系在Rf1a位点并不存在缺失,其基因型为Rf1aRf1a。这些材料对粳稻BT型细胞质雄性不育系具有恢复育性的作用;而绝大多数常规粳稻品种(爱知106和伊粳12号除外)在该位点存在缺失,其基因型为rf1arf1a,它们对BT型细胞质雄性不育系具有保持不育的能力。同时,为进一步验证该标记对不同基因型的检测效果,利用其对粳稻恢复系、不育系、杂交组合以及863A/宁恢8号F2分离群体的DNA进行扩增,根据其电泳带型可准确区分出Rf1a位点的3种基因型。

关键词：水稻 BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记

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