水稻适应淹水胁迫的分子机理及品种改良

淹水胁迫是继干旱和杂草之后限制水稻产量的第3个重要因素;挖掘水稻适应淹水环境的基因资源,培育适应淹水环境的高产品种,是实现水稻高产稳产的重要措施.本文综述了深水稻和低地雨育稻适应淹水环境的两种策略——避淹和耐淹策略,深水稻和低地雨育稻适应淹水环境的分子机理,以及结合分子标记辅助选择技术利用SK和SUB1A基因培育适应淹水环境的高产水稻品种的前景;提出了转基因技术用于水稻耐逆境品种改良的策略.     

水稻产量要素相关性状QTL定位

为了定位水稻产量及其要素相关性状QTL并揭示各性状间相关的遗传基础,本研究以来源于杂交组合Lemont/特青的F12重组自交系群体为材料,在大田直播条件下对水稻单株产量、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重、始穗期、成熟期7个相关性状进行了QTL分析.共检测到22个产量要素相关性状QTL,分布于8条水稻染色体上,单个QTL的贡献率为6%～24%,单个性状QTL位点数为1～5个.共有4个染色体区段的共位点(co-located)QTL能同时影响2～4个产量要素相关性状,并且每个共位点QTL对性状作用的加性效应方向相同,其中2个增效等位基因来自Lemont,另外2个增效等位基因来自特青,这为各性状间表型相关提供了一定的遗传解释.     

水稻剑叶叶绿素含量相关性状的QTL分析

利用包含117个株系的籼粳杂交来源(窄叶青8号×京系17)的水稻加倍单倍体(DH)群体,对剑叶叶绿素含量相关的4个生理性状(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和叶绿素a/b)进行数量性状基因座位(quantitativetrait loci,QTL)分析.在DH群体中,剑叶叶绿素a、叶绿素b与总叶绿素含量彼此之间均呈极显著正相关,叶绿素a/b比值与叶绿素b含量呈极显著负相关.叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量及叶绿素a/b值均呈现出连续性分布,且有明显的超亲分离,表明受微效多基因控制.4个性状共检测到11个QTL位点,分布在6条染色体上,这些QTL对相应性状的贡献率介于9.2%~19.6%之间.其中控制叶绿素a含量的2个QTL位点位于第2、5染色体上;影响叶绿素b含量的4个QTL分别定位在第2、3、5、9染色体上;控制总叶绿素含量的3个QTL位于第3、5、9染色体上;影响叶绿素a/b值的2个QTL位点位于第6、11染色体上.文章系统讨论了这4个叶绿素相关性状的相互关系及其定位结果在水稻育种上的实践意义.     

集胞藻PCC6803脂肪酸脱饱和酶基因desD在转基因水稻中的表达

为了提高水稻的耐冷性，从集胞藻PCC6803中克隆酰基脂肪酸脱饱和酶基因desD与植物表达载体pCAMBIA1301连接，构建了重组质粒pCdesD。采用农杆菌介导的水稻愈伤组织转化系统将desD基因成功地导入粳稻中花11号和朝鲜的平壤21号中，获得一批转基因植株。经PCR检测和Southern杂交分析，证明外源基因已导入并整合到水稻的基因组中；分子检测外源基因单拷贝整合的转化体在T1代呈现3：1的分离。Northern杂交结果表明该基因在mRNA水平上获得表达。低温胁迫处理后，对转基因水稻进行脂肪酸成分和光合生理分析，结果表明转基因水稻提高了不饱和脂肪酸含量，光合生理也得到了改善，水稻的耐寒能力明显增强。