摘要：千粒质量作为水稻产量的三要素之一,对产量的影响较大,其中千粒质量主要受水稻粒型的影响,因此挖掘新的粒型基因在生产中具有重要的意义.研究选育到1个以日本晴为受体亲本、自育优良籼稻恢复系R225为供体亲本的水稻染色体片段代换系(CSSL)Z29. Z29含有来自R225的10个代换片段,平均代换长度2.90 Mb. Z29粒长和粒宽均极显著增加,表现为大粒表型,且其籽粒变大是由颖壳细胞数量极显著增多、增大引起.利用日本晴与Z29杂交构建的次级F2群体进行QTL定位,共检测到8个粒型相关QTL.进一步利用MAS法在F3群体中选育出14个次级染色体片段代换系,包括4个单片段代换系、 5个双片段代换系、 2个三片段代换系和3个四片段代换系.结果可为目的粒型相关QTL克隆和分子机制解析奠定基础,为分子设计育种提供资源.

摘要：在水稻品种培育的历史中,重大发现、理论创新、技术进步和基因资源是水稻育种发展创新的源动力.面向高产优质水稻新品种选育这一国家重大需求,中国水稻研究所王跃星研究员团队持续开展了重要农艺性状关键调控基因的克隆和功能分析,从遗传资源与核心种质资源中挖掘出粒型、株型关键调控基因GL7、GS2和HTD1HZ等,并深入解析了其作用机理,相关研究结果发表在Nature Genetics、Molecular Plant和Rice等国内外专业期刊,为高产优质水稻品种分子设计育种提供了重要的参考和基因资源.

摘要：水稻籽粒大小是一个复杂的农艺性状,受多基因控制。染色体片段代换系是创造自然变异的有效手段,也是复杂性状研究的理想材料。本研究构建了一个新的水稻长大粒染色体片段代换系Z66,Z66以日本晴的基因组为遗传背景,含有来自R225的12个代换片段,平均代换长度为3.32Mb。然后,以日本晴/Z66创建的次级F2群体定位出12个控制水稻籽粒大小的QTL,并培育出具有目标QTL的5个新单片段代换系(S1~S5)和4个新双片段代换系(D1~D4)。其中有9个QTL(qGL3、qGL7、qGL10、qGW6、qGW10、qRLW3、qRLW10、qGWT3、qGWT10)可被单片段代换系所验证,表明这些QTL遗传稳定。此外,还利用单片段代换系鉴定到6个新的QTL(qGL9-2、qGW9-2、qRLW6、qRLW7、qRLW9-2、qGWT7)。在这18个QTL中,qGL9-2、qRLW9-1、qRLW9-2、qGW9-2、qGWT9-2可能是新鉴定的QTL。双基因聚合分析表明,不同QTL间聚合产生不同的上位性效应。如qRLW3(a=0.21)和qRLW9-2(a=0.08)聚合产生了0.10的上位性效应,使D2具有比受体日本晴、S1(qRLW3)和S4(qRLW9-2)更大的谷粒长宽比,且差异显著。qGWT3(a=3.99)和qGWT10(a=3.98)聚合产生了-5.35的上位性效应,其遗传效应(2.62)使D3的千粒重比日本晴显著增加,而比S1(qGWT3)和S5(qGWT10)显著减少。了解QTL间的互作效应可对未来基因型的表型进行预测,从而对实现智能型设计育种至关重要。

摘要：水稻是最重要的粮食作物之一,其产量对世界粮食安全影响巨大。提高水稻的产量是育种的永恒主题,也是解决全球人口迅速增长和耕地面积持续下降矛盾的迫切需求。水稻粒型是决定其单株产量的主要因素之一,是受多基因控制的能够稳定遗传的数量性状,由籽粒的粒长、粒宽和粒厚共同决定。籽粒大小由调控母体组织和合子的信号协同控制,与颖壳细胞的增殖和扩张、胚乳的生长发育密切相关。近年来,基于图位克隆和全基因组关联分析技术的发展,对粒型调控机制的的遗传研究逐步深入。大量粒型相关数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)被确定,许多粒型相关基因被克隆并进行了功能解析,这些基因大多表现为一因多效,与其他粒型基因共同协调表达,进而构成调控网络。鉴定和解析水稻粒型调控的遗传和分子机制,能为水稻分子设计育种提供新的思路。本文从胚乳发育和颖壳发育视角,概述了水稻籽粒发育的基本过程,以及粒型相关QTL的研究现状,聚焦于近来取得较大进展的G蛋白信号通路、促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联、泛素-蛋白酶体途径以及miRNA相关通路在水稻粒型调控中的功能,梳理了水稻粒型调控分子网络,并就水稻粒型遗传研究中的前景和存在的主要问题进行了展望和分析,旨在为水稻的定向遗传改良和分子设计育种研究提供参考。

摘要：水稻是人类主要的粮食作物,如何有效提高其产量和品质是备受关注的重大科学问题。水稻籽粒大小是影响产量的主要因素之一,水稻籽粒发育调控的研究对利用分子设计育种提高产量、改善品质具有重要的指导意义。粒型由籽粒的长度、宽度和厚度共同决定,是受多基因调控的数量性状,是决定水稻产量和品质的关键因素之一。近年来,通过对水稻种子发育缺陷突变体的研究,发现了大量与粒型相关的数量性状位点(quantitative trait locus,QTL),一些相关基因也相继被克隆和鉴定,调控水稻粒型的复杂信号通路正在逐步阐明,其中一些基因涉及植物激素的合成、分解、运输,以及植物激素的信号转导途径。本文概述了水稻胚乳发育的基本过程,归纳了目前对胚乳发育过程中植物激素动态变化的整体认识,聚焦于控制水稻粒型的植物激素信号通路相关QTL和基因的研究现状,并对近年来取得较大进展的细胞分裂素、油菜素内酯、生长素、赤霉素、乙烯、茉莉酸和脱落酸相关通路与粒型调控的关系进行了总结和分析,进一步梳理了水稻粒型相关植物激素信号调控网络,旨在为鉴定和解析植物激素调控水稻粒型的分子机制提供参考,同时为水稻分子设计育种提供新的思路。

摘要：蚕豆(ViciafabaL.)是我国重要的食用豆作物,在我国南方为秋播作物,主要生产大粒鲜食型蚕豆,对该地区蚕豆资源进行粒型性状关联分析,发掘与其关联的分子标记,有助于鲜食型蚕豆分子标记辅助育种。本研究以90份秋播区蚕豆资源为材料,于2019年和2020年对其粒型性状进行了表型鉴定;采用67对多态性的SSR标记对群体进行基因型鉴定,共扩增出278个等位变异,平均等位基因数目为4.1,聚类分析将该资源分成3大类,其中粒长、粒宽和百粒重3个性状值较大的品种主要分布在A类群。在群体结构分析的基础上,利用TASSEL软件的MLM(Q+K)模型分析了67个SSR标记与粒型性状的相关性,通过关联分析共检测到50个与粒型性状显著相关联的分子标记(P18%)。本研究将有助于我国秋播区蚕豆的分子标记辅助选择和分子设计育种。

摘要：水稻是世界上的重要谷类粮食作物之一,其产量和品质一直都是育种学家关注的重点,关系到全球粮食安全和人类健康。水稻粒型主要包括粒长、粒宽、粒厚等,是受多基因控制的重要数量性状,不仅直接影响水稻产量,还与水稻品质密切相关。深入了解水稻粒型的形成与调控机理将有助于进一步提升水稻单株产量、改善稻米品质。分子生物学的发展和基因组学的研究为探究水稻内部调控机制带来了新的变革。大量水稻粒型的数量性状遗传位点(Quantitative trait locus,QTL)成功被鉴定与解析,并验证了与之有关的基因功能。目前,已有几条调控粒型的通路得到鉴定,如泛素-蛋白酶体降解途径、G蛋白信号途径、丝裂原活化蛋白激酶途径、转录因子调控途径、植物激素途径以及表观遗传途径等。然而,粒型调控网络极其复杂,多数基因上下游的调控组件作用机制尚不清楚,甚至影响粒型的各条通路间均存在一定的交叉互作。本文综述了影响水稻粒型的不同信号通路相关基因研究进展及关键粒型基因间的互作关系,总结了近年来粒型基因在育种上的应用情况,并提出结合多组学解析水稻粒型的调控机理研究,以期更好地服务于分子设计育种,为开发新的高产优质稻育种提供支撑。

摘要：以一套用籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的128个染色体片段代换系为材料,按随机区组实验设计种植,于成熟后考查代换系粒长、粒宽性状,利用多元回归分析方法,结合Bin图谱,鉴定出6个与粒长相关的QTL、2个与粒宽相关的QTL。其中,qGL3.1被定位在水稻第3染色体的5 792 954bp区间内;qGL3.2被定位在第3染色体的917 878bp区间内;qGL8.1被定位在第8染色体的889 543bp区间内;qGL8.2被定位在第8染色体的208 614bp区间内;qGL9.1被定位在第9染色体的1 149 685bp区间内;qGL11.1被定位在第11染色体的3 184 760bp区间内;qGW1.1被定位在第1染色体的200 070bp区间内;qGW5.1被定位在第5染色体的704 905bp区间内。上述QTL的准确定位,为进一步精细定位及克隆相应QTL和开展水稻粒型分子育种奠定了基础。

摘要：粒型是稻米分级的重要特征之一。对利用计算机图像处理技术检测稻米粒型的方法进行了探索,设计了一种利用稻米轮廓的最小外接矩形(MER,MinimumEnclosingRectangle)计算粒型的方法,并对算法进行了验证。实际测量值与计算值的相关性为0.959,最大误差在0.21以内,最大相对误差为5.69%,平均相对误差为3.21%。最小外接矩形计算方法不仅为进一步研究开发基于图像处理技术的稻米外观品质检测系统打下了基础,而且可用于对其他谷物进行粒型检测。

摘要：株型是水稻产量的重要决定因素,创制理想株型品种是提高水稻产量的重要途径。20世纪50年代的矮化育种和70年代的杂交水稻培育是水稻增产的两次革命,但近几年水稻产量增长放缓,通过理想株型与杂种优势的结合进而实现超高产将成为第三次育种革命的关键。本文简要回顾了水稻株型分子调控机理的最新研究概况,重点关注了叶形、穗型和粒型等方面所取得的进展,并展望了水稻理想株型未来的研究趋势,为通过分子设计育种创制水稻理想株型,进一步提高水稻产量提供参考。