摘要：随着人们生活水平的提高,对稻米品质的要求越来越高,蒸煮食味品质逐渐成为水稻育种家的重要育种目标与工作难点。对稻米蒸熟食味品质相关性状的遗传解析、探索基于优异单倍型组合是改善、提升水稻蒸煮食味品质的基础。考察收集的199份华南优质稻直链淀粉含量、蛋白质含量、碱消值、食味值、蒸煮食味值等5个稻米蒸煮食味品质性状,结合全基因组测序(覆盖深度20×)所得4818707个单核苷酸多态性(SNP),用混合线性模型进行稻米蒸煮食味品质的全基因组关联分析。结果表明,共定位到显著性位点342个,其中5个为已克隆的与蒸煮食味品质相关的候选基因/QTL,包括调节稻米中直链淀粉含量的基因Du3、Flo2、OsSSI、Wx与控制稻米糊化温度的主效基因ALK。针对极显著关联的ALK与Wx基因功能变异位点,结合水稻基因组序列变异数据库RiceVarMap开展功能单倍型分析,发现Wx基因的Hap2(T)、ALK基因的Hap3(CAC)有利于提高稻米的蒸煮食味品质。研究结果可为利用优质单倍型组合提高稻米蒸煮食味品质的水稻分子设计育种研究提供理论参考。

摘要：磷是植物生长和发育中最重要的必须元素之一。尽管土壤中磷资源很丰富,但大部分磷是以植物不能吸收利用的固定态和有机态存在,特别是以酸性土壤为主的南方稻田,水稻缺磷现象非常严重。理解和掌握水稻对低磷的适应机制有助于利用分子手段培育磷高效利用水稻品种。为阐明蔗糖提高水稻耐低磷的机制,本研究对水稻幼苗进行不同磷、糖处理,分析水稻幼苗在不同磷糖配比培养基中的根系结构、无机磷、酸性磷酸酶活性的变化,并利用定量RT-PCR技术分析水稻磷酸转运蛋白基因(OsPT)和酸性磷酸酶基因(OsSAP1)的表达。试验设2个磷浓度:无磷和85 mg·L?1KH2PO4,2个蔗糖浓度:无糖和3%蔗糖,正交设计。结果表明,在低磷胁迫时添加蔗糖,能使水稻幼苗的根总长度、总根数、根冠比显著增加,根分泌的酸性磷酸酶活性降低,但水稻体内的磷酸转运酶活性提高。11个与磷具有高度亲和力的磷酸转运酶的表达发生了改变,其中根优势表达的4个基因OsPT2、OsPT3、OsPT4、OsPT6对磷、糖的影响最为敏感,暗示了蔗糖是通过调节磷转运蛋白维持磷的吸收和平衡。增加根系的蔗糖分配能够提高水稻幼苗对磷胁迫的耐受性。

摘要：【目的】利用基因编辑技术编辑水稻香味基因,改良优质粳稻香味性状。【方法】构建CRISPR/Cas9-BADH基因编辑载体,转化优质粳稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134,测序鉴定3个优质粳稻品种的香味基因Betaine aldehyde dehydrogenase 2(Badh2)突变体并分析潜在脱靶效应,利用气相色谱-质谱联用技术测定不同遗传背景badh2突变体稻米的2-乙酰-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline,2AP)含量。【结果】转化获得的30株T0代中有24株为badh2突变体,其中53.33%为杂合型突变,16.67%为纯合型突变,10%为双等位突变类型。T1代非转基因植株内共鉴定获得7种纯合badh2突变基因型。在5个预测位置上未检测到脱靶事件的发生,说明设计的sgRNA具有高度特异性。所有Badh2移码突变体稻米的2AP含量都达到或高于稻花香的水平,但不同品种来源的badh2突变体间2AP含量差异极显著。【结论】本研究提供了一个能够高效诱导水稻Badh2突变的CRISPR/Cas9定向编辑靶点,改良了生产上大面积推广的3个优质水稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134的香味性状,发现了不同遗传背景的水稻badh2突变体间2AP含量差异显著,为基于定向编辑Badh2基因的方法培育适合生产应用的香稻品种、提高育种效率提供科学依据。

摘要：【目的】研究不同水稻tms5突变位点对雄性不育起点温度的影响,探讨不育起点温度遗传调控途径。【方法】在水稻TMS5的6个外显子上设计11个CRISPR/Cas9基因编辑靶点,依次命名为T501—T511,构建相应载体转化粳稻品种日本晴和籼稻品种明恢86,获得各靶点的tms5移码突变体。田间自然高温及人工气候箱(设日平均22、24和28℃3种温度)条件下分析tms5突变体的花粉碘染及自交结实率,鉴定不育起点温度。【结果】粳稻日本晴tms5突变体的不育起点温度高于28℃,籼稻明恢86的不同tms5突变体不育起点温度为22~28℃。此外,同一遗传背景下,通过T501靶点编辑产生的tms5-1移码突变体不育起点温度均显著高于T502靶点的tm5-2突变体,其他位点上的tms5突变体育性特征与tm5-2突变体并无差异。基因表达量分析表明,tms5-1突变体幼穗Ub_(L40)基因表达量显著低于tm5-2突变体的表达量。【结论】水稻tms5突变体不育起点温度不仅受遗传背景的影响,tms5基因突变位点不同也会影响不育起点温度,特别是T501位点与其余位点突变体间不育起点温度差异显著,为研究水稻tms5两系不育起点温度的分子机理及遗传调控网络提供了新思路。

摘要：谷丰A是一个优良的抗稻瘟病水稻细胞质雄性不育系,利用它已配制出多个优良杂交水稻品种,并且已成为选育抗稻瘟病不育系的重要亲本之一。本研究利用Pigm、Pi9、Pi2、Piz-t、Pi-d2、Pi-d3、Pit、Pi5、Pii、Pib、Pi-ta等11个抗稻瘟病基因的特异分子标记,检测和分析了谷丰A的抗稻瘟病基因型。结果表明,该不育系中含有稻瘟病抗性基因Pi-d2、Pi-d3和Pigm。进一步分析确定了这3个基因都来源于其亲本之一地谷A。用8个稻瘟病菌田间接种鉴定表明,谷丰A比福伊B及单基因系谷梅4号、IRBLKs-Ka (Pik)、IRBL9-W (Pi9)、IRBLta-K1 (Pi-ta)等广谱高抗的材料具有更好的抗性。

摘要：【目的】改良三系杂交籼稻强势恢复系闽恢3301的稻瘟病抗性,以提高其在生产中的应用价值。【方法】以75-1-127和C101A51为稻瘟病主效基因Pi9和Pi2的供体亲本,以闽恢3301为受体亲本,通过杂交、多代回交和自交,结合分子标记辅助选择和田间选择的方法,将供体亲本的Pi9和Pi2基因导入闽恢3301中,改良其稻瘟病抗性。利用21个福建近年流行的稻瘟菌菌株及其混合菌液对闽恢3301改良系进行人工接种抗性鉴定,并连续两年在上杭茶地病圃进行田间自然诱发抗性鉴定。将闽恢3301改良系和闽恢3301分别与三系不育系荟丰A和广8A及两系不育系GRD-7S进行测配,考察其农艺性状,以闽恢3301为父本的杂交组合为对照。【结果】通过利用Pi2/9分子标记对抗病基因进行跟踪选择,最终获得含Pi9和Pi2的闽恢3301改良系(闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2)各20份。除闽恢3301-Pi9对SH17004菌株表现为中感外,闽恢3301-Pi9对其他20个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病,且闽恢3301-Pi2对21个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病或高抗,二者抗性达到甚至超过两供体亲本75-1-127和C101A51的抗性水平,但闽恢3301对7个稻瘟病菌株表现感病,对1个菌株表现中感,对其他菌株则表现中抗或抗病,且田间自然诱发鉴定中均表现高感,说明闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性水平得到有效提高。除RGD-7S×闽恢3301-Pi9和RGD-7S×闽恢3301-Pi2组合的单株产量分别极显著(P0.05),表明闽恢3301-Pi2和闽恢3301-Pi9在培育稻瘟病抗性杂交水稻组合上具有广阔的应用前景。【结论】闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性得到有效提高的同时在农艺性状和配合力等方面保持了闽恢3301及其组合的主要特性,说明利用Pi9和Pi2基因可有效改良闽恢3301的稻瘟病抗性,不仅拓宽了稻瘟病抗谱,还不影响闽恢3301的配合力,二者可作为新的水稻材料进行推广应用。

摘要：分蘖角度是水稻重要的株型性状,合适分蘖角是实现水稻高产的关键因素。针对控制水稻分蘖角度的主效基因TAC1的功能位点,设计了基于STARP(Semi-thermal asymmetric reverse PCR)技术的特异性分子标记S-TAC1,并对56份已测序常规水稻品种及164份杂交水稻进行了基因型鉴定。S-TAC1准确地鉴定了56个已测序常规品种的基因型,紧凑纯合基因型tac1/tac136份,松散纯合型TAC1/TAC120份,表明S-TAC1分型结果准确可靠。在164份杂交水稻中,杂合基因型TAC1/tac162份,松散纯合型TAC1/TAC1102份。本研究开发的功能标记为通过分子标记辅助选择培育理想株型的水稻品种提供了技术支撑。

摘要：RR-TZF锌指基因在植物生长发育和胁迫反应中起着重要作用。利用TALEN基因组编辑技术定点突变水稻RR-TZF基因OsTZF9,结果表明:根据日本晴基因组中的OsTZF9基因序列,设计3对TALEN靶序列,并构建相应的3个TALEN植物敲除表达载体;通过农杆菌介导法分别将3个TALEN敲除载体导入水稻明恢86和秀水134的胚性愈伤组织中,获得了100个转化再生植株,PCR检测获得87个阳性植株;PCR扩增转基因植株靶突变区并测序列,发现所有转基因植株均未出现靶突变。