摘要：MAPK信号通路中的MKKs家族基因在水稻生长发育和防御信号传导中起承上启下的作用,并参与调控多种生物学过程。本研究通过生物信息学分析,鉴定了水稻中的MKKs基因,并构建了它们的系统发育树,揭示了MKKs家族基因的保守性和多样性。利用基因编辑技术,编辑日本晴水稻品种中Os MKK4基因,成功获得了6种该基因不同突变类型的材料,其粒长、粒宽和千粒重均较野生型显著降低。单倍型分析结果表明,Os MKK4基因的单倍型有明显的籼粳分化,主要为Glu^(14)粳型和Leu^(14)籼型。含有Glu^(14)粳型稻的平均粒长较低,平均粒宽和千粒重较高。此外,将Kasalath中带有Leu^(14)单倍型的Os MKK4基因导入日本晴,导致DHX(CSSL)的粒长、粒宽和千粒重较日本晴显著降低;与Kasalath相比,代换系的粒宽和千粒重显著增加。本研究探索了Os MKK4基因的重要单倍型对水稻籽粒的影响,为更精确的分子设计育种提供基因资源和策略。

摘要：直链淀粉含量是影响稻米食味品质的重要因素,主要由蜡质基因(Wx)调控,Wx基因座存在Wxa、Wxb、Wxin、Wxmw等多个复等位基因,通过分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)培育中低直链淀粉含量的水稻品种是提高稻米适口性的重要途径。Wx复等位基因的功能由单碱基核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)决定,其检测依赖于测序或酶切,存在耗时多、费用昂贵等缺点。为提高选择效率,本文利用Wx复等位基因的SNP差异和四引物扩增受阻突变(tetra-primer ARMS-PCR)原理,进行PCR功能标记的开发。引物设计过程中,针对扩增效率低和非匹配的延伸2个技术难题,提出了调整错配位点的解决方案,成功开发了基于PCR技术的两对功能性标记Waxygt-ARMS2和Waxyac-ARMS2,可以准确区分上述复等位基因型,且具有操作简单、耗费较低的特点。利用新开发标记对辽宁省育成的部分水稻品种进行Wx基因型检测的结果表明,40份辽宁育成品种均携带Wxb基因,遗传基础单一。上述结果为利用Wx基因位点的分子标记培育中低直链淀粉含量的水稻品种,改良辽宁省水稻品种的食味品质提供了技术支撑。

摘要：提出了水稻理想穗型的概念, 分析了水稻理想穗型设计的原理, 初步建立了辽宁水稻理想穗型参数: 穗长2 mm, 大维管束数和一次枝梗数>15个/穗, 一次枝梗粒数>80粒/穗, 二次枝梗籽粒偏向穗轴中上部分布, 穗型指数>0.5.此外, 还讨论了通过理想穗型实现产量与品质在更高水平上统一起来的可能性.

摘要：对最小过弯时间算法的研究是赛车单圈行驶时间优化的关键问题之一。在最优控制理论的框架下,设计了一种基于Kalman滤波器的过弯时间优化控制算法。运用Kalman滤波算法估计了车辆行驶状态,通过控制算法调节轮胎转角实现了过弯轨迹的优化。最后,根据相似理论Buckingham Pi定理,运用飞思卡尔智能模型车进行试验。结果表明,所设计的优化控制算法可有效缩短车辆过弯时间,验证了优化算法的有效性。

摘要：杂种优势已经在许多作物上广泛应用,但对杂种遗传基础的认识仍显不足。显性和超显性假说是传播最广的两种学术观点,也得到一些DNA分子标记研究结果的支持。现在已经明确杂种优势是由多个基因共同控制的,基因位点间的上位性互作发挥了重要作用,存在控制杂种优势的遗传网络。这些研究将为有效预测杂种优势和利用分子设计更好地利用杂种优势奠定了良好基础。

摘要：为了解2个广谱抗稻瘟病基因Pi-b、Pi-5在东北三省水稻品种中的分布以及部分外引材料在黑龙江省的应用价值,以68份水稻品种(52份东北三省材料、16份外引材料)和31份带有不同抗性基因的水稻单基因系为试验材料,利用基于水稻抗稻瘟病基因Pi-b、Pi-5设计的功能标记对其进行检测,同时采用黑龙江省稻瘟病优势生理小种进行混合接种鉴定。结果表明,供试材料中阳性对照BL1和沈农265、辽粳371、辽粳9号、辽星1号、中辽9052、吉粳53、吉粳94、垦稻19、垦糯2号含有抗性基因Pi-b;阳性对照Tetep和盐粳68、吉粳53、关东107、吉玉粳、九稻44、空育163、龙粳37、中156含有Pi-5基因,其中吉粳53同时含有这2个基因。接菌鉴定表明Pi-b、Pi-5 2个基因的抗性在黑龙江省无效。16份外引材料及31份水稻单基因系的接菌鉴定表明,目前对黑龙江省利用价值较高的抗瘟基因有Pi-3、Pi-7(t)、Pi-9(t)、Pi-12(t)、Pi-20、Pi-ta^2、Pi-z^t、Pi-24、Pi-25、Pi-gm。本研究对东北水稻生产中抗稻瘟病品种的选择以及抗稻瘟病育种实践具有重要意义。

摘要：从三交组合Ⅱ-32B//协青早B/Dular的F2群体中获得了1个脆性突变体,整个植株表现全生育期脆性。根据该突变体的表型,将其命名为Bc18(Brittle culm 18)。为了更好地鉴定该突变体,用正常茎秆强度品种中9B作轮回亲本与Bc18杂交,创制了Bc18脆秆近等基因系中脆B和中9B。表型鉴定显示,突变体Bc18在生育期、株高、单株穗数、每穗粒数、结实率和千粒重等主要农艺和产量性状上与野生型中9B无显著差别,但茎、叶的机械强度分别下降了70.70%和47.16%。细胞壁组分分析表明,突变体Bc18茎、叶的纤维素和木质素含量与野生型中9B无显著差异,但半纤维素含量分别提高了31.84%和17.35%。6个杂交组合F2和12个回交BC1F1群体的遗传分析证明Bc18脆性突变由单显性基因控制。采用图位克隆技术,构建了Bc18/02428和Bc18/9311的F2定位群体,并利用网上公布的SSR标记和新设计的InDel标记,最终将Bc18基因定位在第1染色体长臂端InDel标记PBC22与PBC33之间约154kb的区间内。

摘要：在简要介绍国内外水稻株型研究概况基础上,从直立穗型基因遗传及精确定位、穗型与群体结构和物质生产及产量的关系、穗型与籽粒灌浆和品质的关系、北方水稻穗部性状比较研究、理想穗型设计原理与参数、北方粳稻穗型改良技术等方面介绍了本研究主要成果,并通过与国内外同类研究比较论证了本研究的特色与创新。指出今后需要进一步发掘利用新的直立穗型遗传资源,丰富遗传基础;利用分子标记聚合穗颈维管束发达,一次枝梗数及其着生粒数多,二次枝梗偏向穗轴上部分布、食味好等有利基因,使产量和品质在更高水平上达到新的平衡;同时,明确迄今直立穗型品种仍然局限于粳稻的遗传和生理生态机制,探索在籼稻特别是杂交籼稻的利用价值。

摘要：利用沈农265/丽江新团黑谷的176个F2 3家系群体构建包含90个SSR标记的连锁图谱,并对穗长、每穗颖花数、每穗实粒数、着粒密度、结实率、有效穗数和千粒重等7个产量相关性状进行QTL分析。结果表明,共检测到15个控制产量性状的QTL,分布在第3、4、6、8、9以及第12染色体上。包括3个控制穗长的QTL;3个控制每穗颖花数的QTL;1个控制每穗实粒数的QTL;2个控制着粒密度的QTL;2个控制结实率的QTL;3个控制千粒重的QTL以及1个控制有效穗数的QTL。其中,主效QTL有4个,分别是qPL9,qSPP4-1,qSD9和qRG12。这些QTL将为水稻分子设计育种提供"元件",同时为阐明水稻产量相关性状分子机制提供基础信息。

摘要：以国审玉米新品种辽单575为供试材料,采用随机试验设计,设3个种植密度:6.0万株/hm^(2)(D_(6.00))、6.75万株/hm^(2)(D_(6.75))和7.5万株/hm^(2)(D_(7.50)),3个施氮量:135(N_(135))、180(N_(180))和225 kg/hm^(2)(N_(225)),研究氮密互作对辽西地区春玉米地上部干物质积累、氮素积累及子粒产量的影响。结果表明,与D_(6.00)处理相比,D_(6.75)、D_(7.50)处理下玉米群体干物质积累量显著升高,2017年提高14.9%、17.6%,2018年提高0.4%、11.3%。与N_(135)处理相比,N_(180)、N_(225)处理的氮素积累量较高,分别提高0.2%、0.9%(2017年)和9.3%、8.1%(2018年)。两年间玉米子粒最高产量均在D_(6.75)和N_(225)处理下获得。2017年D_(6.75)N_(225)处理和2018年D_(6.75)N_(180)、D_(6.75)N_(225)处理的玉米产量显著高于其他处理,密度和氮肥的互作效应对玉米产量的影响显著,说明适量增密减氮是协同提高玉米产量的重要途径。两年间收获指数、氮收获指数和氮肥偏生产力最高值均在D_(6.75)处理下获得。辽单575适宜的种植密度从常规的密度增加到6.75万株/hm^(2),施氮量第一年为225 kg/hm^(2),第二年减少为180 kg/hm^(2),可实现减氮增密增产的目标。