cb100200水稻高产优质等重要性状的分子机制和设计育种研究
水稻产量性状遗传机理及分子标记辅助高产育种
其余5个QTL在两个群体中同时得到检测,其杂合子的效应 值处于两纯合子之间,表现为部分显性。 这表明:所有22个QTL均未表现出超显性效应。
• 在Lin等的研究中,在外引2号/CB群体检测到12个产量性 状 QTL, 除 2 个表现为负向超显性外 , 其余无明显的显性 效应或表现为部分显性。 • 在特三矮2号/CB群体中,情况则有所不同。在14个产量 性状QTL中,7个无明显的显性效应或表现为部分显性,7 个表现为超显性。 • 这些结果表明: 在同一个群体中,不同ＱＴＬ的作用方式存在多种变异 , 加性作用和显性作用是水稻等位基因互作的主要方式, 超显性作用也是水稻等位基因互作的一种重要方式。
• 对于其它性状,相当一部分的QTL,特别是效应较大的QTL,能在不 同环境条件下得到稳定检测。 在Lu等的研究中,2个每穗总粒数QTL和2个每穗实粒数QTL,全部 在三个环境中检测到；6个千粒重QTL也有4个在两个以上环境中 检测到。 在Zhang等的研究中,7个千粒重QTL和5个单株产量的QTL,各有4 个和3个在两个以上环境中得到检测；在穗数、每穗总粒数和每 穗实粒数三个性状上,与仅在一个环境中检测到的QTL相比,在不 同环境中同时检测到的QTL总是具有较高的ＬＯＤ值。 而且,在这两个研究中,当一个QTL在两个以上环境下得到检测, 其加性效应方向一致,效应值也大多非常接近。 由此说明: 产量性状QTL大多不具有强的基因型×环境互作。 即使在具有基因型×环境互作的情况下,也只影响QTL的效应 值,极端情况表现为在有的环境下发挥效应,在其它环境下不发 挥效应,但不导致QTL效应方向的逆转。
• 在基因型×基因型互作方面,结果也类似。 Xiao等在回交群体中检测到的产量QTL,位于7个染色体区 间,其中,3个最重要的区间分别位于第 3、4和5染色体 ,共 检测到14个QTL。 这三个区间也是重组自交系群体中最重要的区间,共检测 到15个QTL。 在这3 个区间中 ,回交群体中检测到的 14个 QTL 有12个在
优质高产水稻新品种精华2号的选育
优质高产水稻新品种精华2号的选育樊青峰;张华【摘要】为培育优质水稻新品种、发展“两高一优”农业,郯城县种苗研究所与河北省农林科学院滨海农业研究所以临稻12为母本、临稻4号为父本进行配组,成功育成优质高产水稻新品种精华2号.该品种具有优质、高产、多抗、熟期适中等优良性状,2015-2016年国家北方稻区区域试验的平均产量10 639.7 kg/hm2,比对照(津原45)增产11.7％;2016年国家北方稻区生产试验的平均产量10 323kg/hm2,比对照(津原45)增产12.1％,增产点率达100％.于2017年通过农业部国家农作物品种审定委员会审定(国审稻20170079),适宜在北京、天津、山东东营、河北冀东及中北部一季春稻区种植.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】3页(P5-7)【关键词】杂交水稻;新品种;精华2号;选育【作者】樊青峰;张华【作者单位】临沂市农业科学院,山东临沂276012;郯城县种苗研究所,山东郯城271600【正文语种】中文【中图分类】S511.2+2水稻是我国最重要的粮食作物之一，优质、高产、广适性水稻新品种的选育及产业化应用对水稻产业发展具有重要意义。
近年来，由于气候变化，病虫害发生频繁，山东省乃至黄淮稻区原有水稻主栽品种抗性退化，品质下降，稳产性差，部分地区因品种原因而导致产量大幅度下降，严重制约了水稻的发展。
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，优质稻米供不应求，普通稻米缺乏市场竞争力，我国近年已把水稻品质育种提高到一个重要位置。
通过改良与创造，实现杂交水稻高产与优质的统一协调，是水稻高产优质育种的最好方法。
临沂市是山东省第一大稻区，受稻米市场“优质不优价”的影响，水稻生产中过份追求产量，忽视了产品质量，品质低的水稻品种种植面积加大，降低了临沂优质稻米产区的稻米品质，也逐渐影响到总体经济效益和社会效益。
针对这种情况，从培育优质稻米品种、发展“两高一优”农业、提高稻米品质、丰富城乡人民生活角度出发，河北省农林科学院滨海农业研究所与郯城县种苗研究所联合着手培育优质水稻新品种，并成功育成优质水稻品种精华2号，于2017年通过农业部国家农作物品种审定委员会审定，审定编号为国审稻20170079，适宜在北京、天津、山东东营、河北冀东及中北部一季春稻区种植。
《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》
《水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制研究》一、引言作为世界上最重要的粮食作物之一，水稻（Oryza sativa）的抗旱性研究对于保障粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。
近年来，随着分子生物学和遗传学的快速发展，基因工程在提高作物抗逆性方面取得了显著进展。
其中，水稻基因OXHS2的抗旱性研究备受关注。
本文旨在探讨水稻基因OXHS2调控抗旱性的分子机制，为进一步利用基因工程提高水稻抗旱性提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料本研究选取了水稻品种中抗旱性较强的品种作为实验材料，并从其基因组中克隆了OXHS2基因。
同时，构建了OXHS2基因的过表达和敲除载体，用于后续的转基因实验。
2. 方法（1）基因克隆与载体构建：利用PCR技术从水稻基因组中克隆OXHS2基因，并构建过表达和敲除载体。
（2）转基因实验：将构建好的载体通过农杆菌介导的方法转入水稻中，获得OXHS2基因的过表达和敲除转基因株系。
（3）抗旱性分析：通过控制水分条件，对转基因株系进行干旱处理，观察其生长状况和生理指标变化，分析OXHS2基因对水稻抗旱性的影响。
（4）分子机制研究：利用qRT-PCR、蛋白质印迹等技术，研究OXHS2基因在干旱条件下的表达模式及其与其他相关基因的互作关系，探讨其调控抗旱性的分子机制。
三、结果与分析1. OXHS2基因的克隆与载体构建通过PCR技术成功克隆了OXHS2基因，并构建了过表达和敲除载体。
经测序验证，载体序列与目标基因序列一致，无突变。
2. 转基因株系的获得与抗旱性分析将构建好的载体通过农杆菌介导的方法转入水稻中，获得了OXHS2基因的过表达和敲除转基因株系。
通过对转基因株系进行干旱处理，发现过表达OXHS2基因的水稻株系表现出更强的抗旱性，而敲除OXHS2基因的株系则表现出较低的抗旱性。
这表明OXHS2基因对水稻抗旱性具有重要影响。
3. OXHS2基因的分子机制研究（1）表达模式分析：通过qRT-PCR技术，我们发现OXHS2基因在干旱条件下表达量显著上升。
“分子模块设计”技术育成水稻新品种获得丰收
“分子模块设计”技术育成水稻新品种获得丰收作者：吴月辉来源：《粮食科技与经济》2018年第01期2017年，运用“分子模块设计”技术育成的嘉优中科系列水稻新品种在江苏沭阳获得丰收。
嘉优中科系列新品种是中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组和浙江省嘉兴市农业科学院李金军研究组合作运用“分子模块设计”这一突破性技术育成的具有引领作用的模块新品种。
长江中下游稻区是我国水稻主产区之一，历史上一直是水稻育种水平和生产水平非常高的地区。
但近20年以来，该地区水稻产量进入一个缓慢增长期，主要表现为产量和早熟、品质、抗病虫、抗逆性等其他优良性状之间的矛盾，尤其在目前的高产栽培条件下，个体和群体的矛盾及产量和生育期的矛盾就更加突出。
专家们表示，近年来随着重要基因资源的逐步挖掘，传统育种方法的瓶颈效应日益显现，新品种选育的困难越来越多。
在这种背景下，作物分子育种应运而生。
分子育种技术可以实现基因的直接选择和有效聚合，大幅度提高育种效率，缩短育种年限，实现“精确育种”。
中国科学院遗传发育所副研究员刘贵富说：“常规育种需要7至8年才能选出育种材料，分子育种技术能将其缩短到3至4年甚至更短，育种周期缩短为原来的1/4至1/3，实现了快速、定向、高效培育系统改良的作物新品种。
打个比方，常规育种方法育种好比是在相亲的时候进行‘海选’，分子育种就是在已经经过层层选拔之后的对象里进行选择。
”“分子模块设计育种技术就是分子育种技术的一种类型。
”研究组负责人、中科院院士李家洋说，这种技术是在育种专家的田间试验之前，就对育种程序中的各种因素进行模拟、筛选和优化，确立目标基因型，提出最佳的亲本选配和后代选择策略，提高育种过程的预见性。
“模块化设计育种就是先将育种总体目标分解成若干个单元目标，根据每个单元设计并培育一批符合单元目标的育种材料，最后按照整体目标将各单元材料具备的基因组合在一起，获得符合总体目标的品种。
”刘贵富说。
与常规育种技术相比，分子模块设计育种技术不仅克服了育种周期长、偶然性大、育种效率低下等缺点，而且还可以对当前应用的品种缺点进行精确改良，容易实现多个优良基因（性状）的聚合。
973计划2011年项目清单
2011CB301800 表面等离子体超分辨成像光刻基础研究 2011CB301900 半导体固态照明用超高效率氮化物 LED 芯片基础研 究
中国科学院光电技术 中国科学院 研究所 南京大学 教育部
2011CB302000 II 族氧化物半导体光电子器件的基础研究 2011CB302100 微纳光机电系统的仿生设计与制造方法 2011CB302200 网络海量可视媒体智能处理的理论与方法
2011CB504500 感音神经性聋发病机制及干预措施的基础研究 2011CB504600 近视发病机理及干预的基础研究 2011CB504700 重要病毒跨种间感染与传播致病的分子机制研究
中国科学院微生物研 中国科学院 究所
— 4 —
项目编号
项目名称
项目首席 科学家 刘奋勇 金奇 王庆国 朱兵 段金廒 王琦 林均品 徐坚 杨玉良 熊翔 闻海虎 李伯耿
2011CB403500 南海海气相互作用与海洋环流和涡旋演变规律
— 3 —
项目编号 2011CB403600
项目名称 中国近海水母暴发的关键过程、机理及生态环境效 应
项目首席 科学家 孙松 余争平 邬堂春 刘德培 贾伟平 王晓民 尚永丰 曾益新 段树民 李华伟 瞿佳 高福
项目第一承担单位 中国科学院海洋研究 所
— 5 —
项目编号
项目名称
项目首席 科学家 余木火 顾忠伟 谢建新 杨锐 谭建荣 王煜 房丰洲 丁汉 郑小平 张军 张良培 舒歌群 袁士义
项目第一承担单位 东华大学 四川大学 北京科技大学 中国科学院金属研究 所 浙江大学 西安交通大学 天津大学 华中科技大学 北京化工大学 北京航空航天大学 武汉大学 天津大学
2011CB100100 主要粮食作物骨干亲本遗传效应和利用的基础研究 2011CB100200 水稻高产、优质等重要性状的分子机制和设计育种 研究
水稻杂种优势遗传机理分子标记辅助高产育种研究
水稻杂种优势遗传机理分子标记辅助高产育种研究
佚名
【期刊名称】《作物育种信息》
【年(卷),期】2005(000)008
【摘要】选用三系杂交稻汕优10号，以其保持系珍汕97B为母本、恢复系密阳46为父本，配制组合，建立F2和重组自交系（RIL）群体，检测了控制产量的主效应QTL和上位性QTL，分析了6个产量性状。
表型鉴定包括3个试验，F2群体采用一年单株鉴定，RIL群体同时采用重复试验和单株试验两种鉴定方式（连续2年）。
在QTL研究基础上，初步实施分子标记辅助选择。
【总页数】2页(P12-13)
【正文语种】中文
【中图分类】S511
【相关文献】
1.DNA分子标记及其在水稻遗传育种研究中的应用 [J], 秦延春
2.RAPD分子标记水稻遗传距离及其与杂种优势的关系 [J], 张培江;才宏伟;李焕朝;杨联松;张德泉;白一松;胡兴明;许传万
3.水稻产量性状遗传机理及分子标记辅助高产育种 [J], 庄杰云;郑康乐
4.分子标记辅助水稻抗瘟育种研究 [J], 许一菲
5.陆地棉分子标记辅助轮回选择聚合育种研究Ⅲ.对群体遗传多样性的影响 [J], 易成新;朱协飞;闵留芳;张天真
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分子设计育种可调控水稻产量与品质粮油
分子设计育种可调控水稻产量与品质粮油
水稻的产量和品质均为复杂的数量性状。
迄今为止，人们不仅已经鉴定出水稻产量相关的数量性状基因座位（QTL）或基因达数百之多，也发现数量众多的淀粉合成相关基因组成复杂的遗传调控网络，精细调控稻米食味和蒸煮品质。
研究团队将已完成基因组测序的日本晴和9311作为优良目标基因供体，对28个优良目标基因主动设计，涉及水稻产量、稻米外观品质、蒸煮食味品质和生态适应性等；以食用品质较差的超高产品种“特青”作为优良基因的受体，在经过8年的杂交、回交和聚合选择，结合分子标记定向选择获得了若干份优异的后代材料。
这些材料充分保留了特青的遗传背景及高产特性，而稻米外观品质、蒸煮食味品质、口感和风味等均******改良，所配组的杂交稻稻米品质也******调高。
该研究结果将极大推动作物传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。
第1页共1页。
安徽农业大学农学院水稻分子设计育种团队揭示亚洲栽培稻基因功能单倍型自然变异特征
未来设计育种尤其是复杂性状分子改良成功与否的关键。
该研究首次全面揭示了亚洲栽培稻基因功能单倍型在水稻核心种质中的自然变异特征。研究论文“77;e
landscape o f gene-CDS-haplotype diversity in rice (Oryza sativa L.): properties, population organization, foot
326
安徽农业大学学报
2021 年
参考文献：
[ 1 ] 智 慧 芽 信 息 科 技 （苏州）有限公司. 智 慧 芽 （PatSnap) 全 球 专 利 检 索 数 据 库 [EB/OL] .https://analytics.zhihuiya. com/.
[ 2 ] 赵良，张崴. 基于INCOPAT的高校专利信息统计分析：以 大连理工大学为例[ J ] .中国科技信息，2019(9): 15-17.
4. 分 别 基 于 SN P 和 gcHap数据在模拟试验和2 4 个农艺性状上的全基因组关联分析发现，gcH ap数据
在检測控制复杂性状基因上有更大的功效（在多数性状上具有更高的预测力），开 发 了 适 用 于 gcH ap数据
全基因组关联分析和全基因组预测的软件包“HAPS”。
作为第一个全方位揭示物种内功能等位基因多样性的研究，该研究结果对其他物种的群体基因组、功
安徽农业大学农学院水稻分子设计育种团队揭示亚洲栽培稻 基因功能单倍型自然变异特征
水稻种内极为丰富的遗传变异是遗传改良的基础。2018年 ，中国农业科学院作物科学研究所牵头安徽
农 业 大学 等 多家 单位完成 了“3 0 0 0 份 水稻 基因 组计划”，揭 示 了 水 稻 核 心 种 质 的 基 因 组 多 样 性 。然 而 ，作为
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项目名称：水稻高产、优质等重要性状的分子机制
和设计育种研究
首席科学家：薛勇彪中国科学院遗传与发育生物学
研究所
起止年限：2011.1至2015.8
依托部门：中国科学院
二、预期目标
1、本项目的总体目标：
通过项目的实施，保持和提升我国在水稻基因组和分子育种研究的国际地位和竞争力，加强我国农业科技自主创新能力，培养和造就一批高水平的水稻科学研究的专门人才，建立我国水稻分子改良的理论和技术体系，指导水稻品种的分子改良。
2、五年预期目标:
克隆50个左右的水稻重要功能基因，阐明3－5个重要农艺性状控制的分子机理，获得具有重要应用前景的功能基因专利25项，发表高水平论文100篇左右;建立高效水稻杂交育种和分子育种体系，培育一批具有重要应用前景的遗传改良品系和有重大应用前景的分子改良品种1-2个。
三、研究方案
1）学术思路：
针对我国水稻生产中迫切需要解决的高产、优质和抗逆等问题，本项目以重要农艺性状为对象，综合应用分子遗传学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等多学科交叉的手段，研究水稻株型、育性、种子形成，淀粉代谢调控和光温胁迫应答的分子机理，克隆鉴定相关的关键基因并阐明其功能，为解决我国水稻优良品种培育中的重大理论和技术问题提供创新性研究成果。
2）技术途径：
本项目将根据研究任务和目标，充分利用已有的水稻基因组和功能基因组研究的资源和信息平台，主要以遗传学、分子生物学、发育生物学、生物化学和功能基因组学等为主要研究手段，开展水稻株型、育性、种子形成，淀粉代谢和环境胁迫等主要农艺性状的分子控制机理的研究。
采用的主要研究路线有四个：第一，重要功能基因克隆及其作用网络的研究；第二，重要农艺性状的功能基因组研究；第三，杂交育种技术的改良和完善；第四，重要农艺性状的分子设计和改良。
通过发挥我们已有研究工作基础以及研究队伍的技术特点，阐明水稻重要农艺性状分子控制的机理，为分子改良和设计重要农艺性状奠定理论和技术基础，推动我国育种科学的可持续发展，并对解决重要的植物科学中复杂性状调控的问题做出贡献。
根据研究内容本项目由6个课题组成，每个课题组设1－2名课题负责人协助项目负责人进行课题的管理和各个课题间以及参加课题的有关单位间的协调。
四、年度计划
一、研究内容
本项目将在前一期973项目取得成果的基础上，结合国内外水稻基因组和分子生物学研究的新进展，进一步凝练科学目标，以我国水稻生产中的重大需求为导向，以功能基因组和分子生物学研究为主要手段，重点开展水稻高产、优质等重要性状的分子机制和设计育种研究。
主要内容包括：株型发育的分子机制和设计、品质性状形成的分子调控网络和设计、雄性和雌性不育分子机理与杂种优势利用、耐寒等重要抗逆性的分子机制研究、重要农艺性状优良基因的深度挖掘、以及分子设计和多基因组装育种。
具体内容包括：
1）株型发育的分子机制和设计：系统研究并初步阐明水稻株型发育的分子机理，在已获得和新的控制分蘖数量、分蘖角度、叶片性状、穗粒大小等株型相关重要功能基因的基础上，开展它们在水稻高产相关株型分子设计和组装育种研究。
2）品质性状形成的分子调控网络和设计：借助分子生物学和生物化学等方法，分析不同水稻淀粉合成相关酶基因在基因组、转录组以及修饰组水平的遗传表达差异，揭示其功能，初步阐明淀粉合成和降解以及蔗糖运输的分子机理，利用已有和新的淀粉品质相关重要功能基因开展稻米品质的分子标记辅助和设计育种。
3）雄性和雌性不育分子机理与杂种优势利用：克隆水稻雄性和雌性不育基因的基础上，阐明其分子作用机理。
通过将不育基因与自主创建的化学诱导表达启动子结合，研究不育基因在水稻杂种优势利用中的新途径与技术体系，培育新的不育系和恢复系以及杂交稻新组合等。
4）耐寒等重要抗逆性的分子机制研究：以耐低温、抗寒水稻为材料，利用系统生物学、分子生物学等手段，研究低温信号诱导表达的基因，探索它们与水稻耐寒适应性形成间的关系，通过分子标记和转基因技术等培育水稻抗寒性新品系。
5）重要农艺性状优良基因的深度挖掘：利用新一代DNA测序技术进行高通量、大规模测序的分析，完成数百个自然变异的水稻地方品种和重要主骨干亲本的重测序，系统分析优良栽培稻种及重要野生稻种中存在的优良等位基因变异，获得有应用价值的优良基因，并用于水稻重要农艺性状的分子设计和多基因组装育种。
6）分子设计和多基因组装育种：利用现代作物育种新技术手段，构建用于水稻分子设计和多基因组装育种研究的材料平台和技术体系，并应用于水稻品种改良，育成一批有显示度的水稻新品系和品种。