水稻卷叶性状遗传及育种应用研究进展
水稻转基因育种的研究进展与应用现状
水稻转基因育种的研究进展与应用现状刘志宏1 田 媛2 陈红娜1 周志豪1 郑 洁2 杨晓怀1（1深圳市农业科技促进中心，广东深圳518000；2暨南大学食品科学与工程系，广东广州510632）摘要：随着生物技术发展的不断深入，我国水稻种业的发展也面临着全新的机遇和挑战。
目前，改善水稻品种质量的主要方法有分子标记技术、基因编辑技术和转基因技术。
其中，转基因水稻是利用生物技术手段将外源基因转入到目标水稻的基因组中，通过外源基因的表达，获得具有抗病、抗虫、抗除草剂等优良性状的水稻品种。
近年来，国内外在采用转基因技术进行水稻育种，提升水稻产量、改善水稻品质方面具有较多的研究进展。
在阐述转基因技术工作原理的基础上，概述国内外利用转基因技术在优质水稻育种方面的研究进展，进一步探究转基因技术在我国水稻育种领域的发展前景。
关键词：转基因育种；水稻；病虫害；除草剂Research Progress and Application Status of Rice Transgenic Breeding LIU Zhihong1，TIAN Yuan2，CHEN Hongna1，ZHOU Zhihao1，ZHENG Jie2，YANG Xiaohuai1（1Shenzhen Agricultural Technology Promotion Center，Shenzhen 518000，Guangdong；2Department of Food Science and Engineering，Jinan University，Guangzhou 510632）水稻（Oryza sativa L.）作为世界上重要的粮食作物之一，为世界超过1/3的人口提供了主粮，全球种植面积约1.4亿hm2[1]。
“十二五”以来，我国水稻产量连续稳定在2亿t以上[2]。
水稻作为我国的主要粮食作物，在我国粮食生产领域占据着十分重要的地位，水稻品种改良仍是保障种业持续发展和国家粮食安全的重点。
水稻基因功能和分子育种的研究进展
水稻基因功能和分子育种的研究进展随着人口的不断增长，粮食的需求也在不断上升。
在如何提高粮食产量方面，农业科技的作用一直是不可忽视的。
在水稻栽培中，遗传改良一直是一个重要的研究方向，因为水稻是许多人的主要粮食来源。
基因功能和分子育种的研究，为实现高产优质水稻的目标提供了新的追求。
本文将介绍水稻基因功能以及分子育种的研究进展。
一、基因功能的探究从人类基因组计划开始，基因测序和基因功能的研究已经成为了整个生命科学中必不可少的一个领域。
在20世纪60年代，稻米开始成为基因改良的对象，并成为一些实验室的研究人员的关注点。
当然在那个时候，还不可能进行广泛的基因测序和分析，因为许多必要的技术和工具还未被发明。
因此，在这个时候，探究基因功能的方法主要是基于随机诱变的筛选设计，以及与整合数据库时代相比更为原始的生物学技术。
但在1980年左右，技术进步和计算能力的提高使得基因测序变得越来越容易。
导致研究集中在了单基因疾病的研究中，同时，在水稻的研究方面，也以此为基础。
因此，对非许多基因的功能进行长期研究成为了一种必要的选择。
大多数的研究的结果都是基于遗传改良领域从其他的研究中已经被证实的方案转移到水稻种植中。
随着时间的推移，基因功能研究的技术也不断改进和更新，不断产生更新的重大成果。
遗传变异测序成为一个更加完善的方法和工具，可以进一步帮助我们精细化地了解基因与染色体交互作用，以及它们在实现遗传多样性和发展中的作用。
二、分子育种的应用分子育种的研究是栽培优化的积累了长期的基础，分子育种要比传统的育种方法更准确和可靠。
创造变异体只是育种的第一步，如何确定抗性基因、环境适应性、产量等性状就成了育种的多步骤。
由于分子生物学和基因组学的不断发展，现代育种与传统的育种方法已经大有不同。
与传统育种方法相比，分子育种可以更快，更容易关注种植与植物物质代谢关系的生物过程。
另外，现代分子育种将农业生产和技术处理的素材提供给了第二个生产阶段。
水稻粒型调控机制及相关基因在育种中应用研究进展
水稻粒型调控机制及相关基因在育种中应用研究进展水稻粒型是指水稻颖壳内的稻谷形状和大小，与水稻产量和品质密切相关。
水稻粒型调控机制主要包括颖稃和花器官发育以及内源激素信号调控等。
近年来，随着分子生物学和遗传学的发展，水稻粒型调控机制的研究取得了显著进展，并且已经成功应用于育种实践中。
颖稃是影响水稻粒型的重要因素之一、研究发现，颖稃的发育受到多个基因的调控。
例如，Hd6基因编码的E3连接酶是水稻颖稃大小的主要控制基因之一，通过介导蛋白质降解调控颖稃发育过程。
此外，OsMADS1和OsMADS6基因调控颖稃发育也起到重要作用。
这些研究为深入探究颖稃发育机制提供了重要的理论基础。
水稻花器官发育过程也对粒型具有重要影响。
花器官发育的关键是融合作用和自什作用之间的平衡。
在典型杂交水稻品种中，柱头的延伸程度和花粉发育时间的错位是控制籽粒形态的重要因素。
研究表明，QTSV2、SPS1和GS2等基因调控花器官发育过程中的融合作用和自什作用。
如通过对QTSV2基因的突变，可以显著改变花器官的形态，从而影响籽粒形态。
除了颖稃和花器官发育的调控，内源激素的信号也在水稻粒型调控中发挥重要作用。
植物内源激素主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、激动素和脱落酸等。
这些激素通过上下游信号转导调控多个基因的表达，从而影响水稻粒型的形成。
例如，赤霉素参与了水稻颖稃发育的调控，而细胞分裂素则调控了颖稃和花器官的大小。
综上所述，水稻粒型调控机制的研究取得了重要进展，并且已经在育种中取得了具体应用。
未来，随着深入研究的继续进行，相信水稻粒型调控的研究会为水稻产量和品质的提高提供更多的理论依据和技术支持。
水稻基因组和遗传育种的研究进展
水稻基因组和遗传育种的研究进展水稻，作为世界上最为重要的粮食作物之一，一直以来都受到人们的重视。
为了提高水稻的产量和质量，科学家们不断探索水稻的基因组和遗传育种，取得了许多研究进展。
第一部分：水稻基因组的研究进展1.1高质量水稻基因组测序和注释2002年，国际水稻基因组组织(IRGSP)启动了水稻基因组测序工作，历时十年，于2012年公布了高质量水稻基因组序列。
该项目不仅提供了水稻基因组的底图，也为全球的水稻研究工作提供了重要的资源。
除了基因组测序，对基因组的注释也至关重要。
2018年，中国、日本、美国等国的科学家们联合发表了一篇名为“HostPathogen”(Waxman)，通过整合多种表达组学数据，对水稻基因组的注释进行了更新，共发现了14614个新的基因，有效地促进了水稻基因组研究的深入。
1.2水稻基因组结构和功能特点的研究水稻基因组大小为389Mb，包含大约4.29万个基因。
其中，基因密度比拟其他植物要大，基因的组织分布也呈现出显著的区分。
此外，水稻的基因序列中还含有许多支配了基因表达和基因功能的调控因子，如调控元件、非编码RNA等。
这些结构和特点的研究有助于更深层次的解析水稻的遗传机制。
第二部分：水稻遗传育种的研究进展2.1利用基因编辑技术改良水稻水稻主要遗传特征的研究为利用基因编辑技术改良水稻提供了核心思路。
近年来，科学家们通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术，针对水稻各个方面的遗传特征进行了深入的研究。
其中具有代表性的成果有：（1）使水稻茎粗略化的“SNU-16”基因的敲除，使其茎干更粗壮，抗风能力更强；（2）针对水稻的“脱粒非白化”基因进行靶向基因编辑，在保持其他基因不变的情况下，成功实现了水稻产量的提升。
2.2水稻病虫害抗性的研究水稻的病虫害是影响水稻丰产的主要因素之一。
研究表明，水稻的病虫害抗性主要由多个基因共同作用而得。
因此，为了实现水稻病虫害抗性的提升，科学家们也探寻了许多新的遗传调控方法。
我国水稻育种研究进程与发展方向探析
我国水稻育种研究进程与发展方向探析作者：冼霖杨蒙来源：《山西农经》 2018年第22期摘要：水稻是当前我国主要的粮食作物之一，种植面积和产量在我国粮食作物中位居首位。
保证水稻产量，对促进我国农业发展和解决我国粮食问题有很大帮助。
介绍了近年来我国水稻遗传育种经历的3个重要历程，指出了我国水稻育种未来的发展方向。
关键词：水稻遗传育种；历程；发展方向文章编号：1004-7026（2018）22-0066-01中国图书分类号：S511文献标志码：A水稻是重要的粮食作物，在全世界粮食作物种植中占有很大的比重。
我国耕地面积有限，想要依靠扩大种植面积来增加水稻的产量是不可行的。
为了满足人们对水稻的需求，我国大量依赖农药化肥提高水稻产量。
这种生产模式严重破坏了生态环境，不可以长久使用。
想要发展绿色水稻产业，就需要培育能够适应生态环境的高产新品种。
1 水稻遗传育种历程1.1 矮化育种我国的水稻品种基本都是高秆类型。
遇到大风天气，水稻容易发生倒伏，不能保证正常的产量。
因此，培育矮秆类型的水稻品种是我国水稻育种急需解决的问题。
在20世纪50年代，我国育种专家以广西水稻品种“矮仔占”为材料，选育出“矮仔占4号”，并与高秆品种“广场13”进行杂交，培训出第一个矮秆籼稻品种“广场矮”。
1.2 杂种优势利用杂种优势是指一个物种的不同品种或者物种间的杂交后代的生物量、发育速度和产量的表型值优于两个亲本的现象[1]。
20世纪50年代，世界各国开始研究杂交稻，我国于20世纪60年代开始从事杂交稻研究。
1966年，袁隆平提出利用雄性不育制备杂交稻的设想，并首次育成了生产上所能应用的强优势杂交稻。
在袁隆平主持培育“超级稻”计划期间，先后培育出一批强优势杂交新品种，使杂交水稻得以大规模种植。
研究发现，与近缘亲本系相比，杂交水稻品种产量优势为10％～20％。
1.3 超级稻育成1996年我国开始启动超级稻研究。
近20年来，我国水稻单产有了大幅度提高。
水稻卷叶性状的研究进展
水 稻株 型是 指 在 群 体 条 件 下 ， 体植 株 的茎 、 个 蘖 、 、 的整 体 形 态 特征 及 其 变化 动 态 。理 想 株 叶 穗 型 则是 育 种家 建立 的某 种模 式 ， 群体 条件下 植 株 使
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随着粮 食需 求 不断增 加 和耕 地 面积 持续 减少 ， 提高水 稻单 产越 来越 受 到重视 ， 高产 和超 高产 一直 是水 稻 研 究 的 主 题 。２ ０世 纪 ５—６ ０ ０年 代 半 矮 杆 基因 的发 现 和 利 用使 水 稻 产 量 提 高 了 ２ ％ ～ ０
的形态尤其是叶片始终处于最佳姿势 ， 能充分利用 特定 生态 条件 下 的光 能 ， 而使 生物学 产量 和经 济 从
系数 均达 到较 高 水 平 。理 想 株 型 中 特别 注 重 叶 片
的直 立性 和 叶片 的适 度卷 曲。Ｄ ｎ ｌ、 岛 等人 具 ｏ ａｄ 松
代， 野败种 质 的发 现和利用 使 杂种优 势 利用取 得 突 破， 为水 稻产 量 实 现 了第 二 次 飞 跃 ；０世 纪 末 ， ２ 超 级 稻 的 研 究 成 功 ， 中 国 杂 交 稻 产 量 再 次 提 高 使 ２ ％ 。超级 稻育 种 的主 要 技术 途 径 是 理 想 株 型 与 ０
文章 编 号 ：６ ２ ５ Ｘ（０ ６ ０ —０ ６ —０ １ ７ —７ ５ ２ ０ ）１ ０ ２ ５
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ＧＡＯ ｎ ｈ ｎ Ｖ ｕ ｎ ｇ ｎ Ｙａ — ｏ ｇ ．Ｌ Ｃｈ ａ — ｅ
水稻育种中的重要性状遗传分析
水稻育种中的重要性状遗传分析一、引言水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是许多国家的主要粮食来源。
水稻育种是增加粮食产量和改善品质的关键。
在水稻育种中，了解水稻的重要性状的遗传特征是一项关键工作。
二、水稻的重要性状1. 产量水稻的产量是育种的关键目标之一。
产量的遗传因素复杂，可以分为单因素遗传和多因素遗传。
2. 生长期水稻的生长期也是一个重要的性状，因为不同品种的生长期有所不同，生长周期的长短也会影响产量。
一般而言，短期生长期的水稻品种产量较低，因为其生长时间较短。
3. 抗病性水稻病虫害是水稻生产中的主要问题之一。
抗病性是一个重要的性状，因为抗病性强的水稻品种可以在病害环境中生存并保持良好的产量。
4. 耐旱性水稻是一种水生作物，对水分的需求很高，并对干旱和缺水环境敏感。
因此，耐旱性也是水稻育种中的重要性状之一。
5. 籽粒品质水稻籽粒的品质直接影响其市场价值。
品质包括粘性、淀粉含量、色泽和口感等方面。
三、水稻重要性状的遗传分析1. 遗传基础水稻性状的遗传基础非常复杂，常见的遗传基因有单倍型基因、多倍型基因、三倍体基因、四倍体基因和染色体数变异基因等。
遗传基因是水稻性状表现的基础，了解水稻遗传基因的分布和特点是遗传分析的前提。
2. 基因型、表型和环境的关系水稻某一基因的表现是由其基因型、环境和自然选择等因素共同作用的结果。
通过分析基因型与表型之间的关系以及基因型、表型和环境之间的相互作用，可以了解水稻性状的遗传特征。
3. 基因定位基因定位是通过遗传分析确定水稻性状影响基因位置的一种方法。
基因定位可以使用单倍型基因分析、连锁图谱分析、克隆定位和基因组学方法等。
4. QTL分析QTL（量状性状基因）是一个影响复杂性状的基因群，通过QTL分析可以确定水稻性状影响的基因群，了解重要性状的遗传规律。
QTL定位可以使用关联分析和基因组学方法等。
5. 分子标记辅助育种分子标记辅助育种是在育种过程中使用分子标记技术进行优质育种的一种方法。
水稻株型遗传的研究进展
摘
要 ： 稻 第 三 次 产 量 的 突破 将 可能 产 生 于理 想 株 型 与 优 势利 用 相 结 合 的 超 高产 育 种 ， 文 综 述 了 水 稻 理 想 株 型 水 本
式 。
１ 水 稻理想 株型
所谓株 型 ， 的是 植 株 的形 态 结 构及 其 生 理 、 态特 指 生 点 ， 株 的形 态结构 及其生 理和生 态独具 的特 殊功 能 等 是植 方 面的综 合 体 现。水 稻 理 想 株 型 问 题 ， 是水 稻 育 种 问 既 题， 又与水稻栽 培有 关 。为 实 现产 量潜 力 的再 次飞 跃 ， 国
候带 ， 想株 型的特征 也有相 应的改 变 。 理
为食 ， 因此 ， 生产 在我 国粮食 生 产 中具 有 重 要 的战 略 水稻 地位 。水 稻栽培 品种 自 ２ 纪 ６ ７ ０世 ０— ０年 代 培育 和 推 广 半矮秆 耐肥型常 规水稻 和杂交 组合 以来 ， 水稻产 量 有 了大 幅度 提高 ， 种 的 更 替 也 经 历 了几 个 阶 段 ： 秆 农 家 品 品 高 种一 高秆改 良品 种一矮 秆 改 良品种一 杂 交水 稻 。从 高秆 农家 品种到 高秆改 良品种 到矮秆改 良品种 ， 量 大约 提高 产 了 ２ ％ 一 ０ ； 秆 品 种 到 杂 交水 稻 ， 量 又 提 高 了约 ０ ３％ 矮 产 ２％ … 。水稻 单产水 平在 经 历 了 矮化 育 种 和杂 种优 势 利 ０ 用两 次大 的飞跃 后 ， 已有 相 当长 一段 时 间 停滞 不 前 ， 三 第 次产 量突破 将产生 于理 想株 型与 优势 利 用 相结 合 的 超 高
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２ ．扬 州职 业 大 学 生 化 工 程 系 ， 苏 扬 州 ２ ５０ ） 江 ２０ ９
摘
要 ：水稻 叶 片卷 曲 。 有 效 解 决 叶 长 和 叶挺 两 者 之 间 的 矛 盾 。 叶 片适 度 卷 曲 有 利 于 降 低 群 体 消 光 系数 ， 高 光 合 效 可 提
率 ， 而 提 高产 量 。水 稻 卷 叶 基 因 的发 掘和 应 用 研 究 成 为 叶 片 性状 研 究 的 热 点 之 一 ， 者 概 述 了 在 水 稻 卷 叶基 因 挖 掘 、 进 作 卷 叶性 状 的遗 传 和 育 种应 用 研 究 方 面 取 得 的 进展 ， 其 中存 在 的 问题 进 行 了 分析 ， 进 一 步研 究 提 出 了建 议 。 对 为
ＫＥＹ ＯＲＤＳ：ｒｃ ； ｒ ｌｄ ｌａ ；ｇｅ ｅ ｍ ａ ｉ Ｗ ｉｅ ｏｌ ｅ ｒ ｅ ｎ ｐｐｎｇ； ｂｒ ｅ ｎｇ ｅ ｄｉ
水 稻叶 片是进行 光合作 用 的主要器 官 ， 是产 量形成 的决定性 因子 ， 稻 叶片形态 改 良一直是株 型改 水 良的重要 目标 。育种 学家 针对超 级稻理想 株型 提 出了不 同的理 想 叶片形态 ， 如周 开达院士 提 出的“ 重穗 型” 级稻 中叶片形态 是“ 超 叶片 内卷 直立 ”１； ＿ ｌ 杨守 仁先 生“ 枝立 叶 、 短 大穗 直穗 ” 型模 式 中对 叶片 的要 株 求是 “ 叶”２； 立 Ｌ 黄耀祥 院士“ 生快 长” “ 生快 长” 丛 、早 株型模 式 中的“ 叶片厚直 、 叶角较 小”３； 隆平 院 士 ＿ ｌ 袁 提 出的上部 ３叶 要“ 、 、 、 、 ” ｊ松 岛 省三 认 为理 想株 型 稻 的叶 片 以短 、 、 和直立 为 宜 ； 长 直 窄 凹 厚 ［； ４ 宽 厚 Ｉ Ｒ 提 出 的 ＮＰ 叶片模式是 “ Ｒ Ｉ Ｔ 叶色浓绿 ， 厚而直 立”６。可见 ， ｌ ｊ 叶片直立 尤其是 上部 叶片直立 为育 种学
பைடு நூலகம்
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水 稻 卷 叶 性 状 遗 传 及 育 种 应 用 研 究 进 展
陈 宗祥 ， 示敏 左 ，张 亚 芳 ，李 磊 ，潘 学彪 卜 ，马 玉银
（．扬 州大 学 江 苏省 作 物 遗 传 生 理重 点 实 验 室 ／ 育 部 植 物 功 能基 因组 学 重 点 实验 室 ，江苏 扬 州 ２ ５ ０ １ 教 ２０９
关 键 词 ：水 稻 ；卷 叶 ； 因 定 位 ； 种 基 育
中 图 分 类号 ： ｌ． ３ Ｓ５ １０ ３
文献 标 志 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１７ — ６ ２２ １ ） ４ ０ ２ — ６ ６ １ ４ ５ （ ００ ０ — ０ ２ ０
Ｃｕ ｒ ｎｔｐｒ ｇ ｅ ｓ ｉ ｅ ｅ ｉｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ｅ ｎ ｒ ｅ ｏ ｒ ｓ ｎ ｇ ｎ ｔｃ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ｂ ｅ ｄｉ ｇ