寻找更高产的水稻

康乃尔大学植物学家苏珊·麦克库奇（SusanMccouch）不是试图培育一种理想的作物贡献给全世界，而是从地方水稻品种入手，试图通过利用最新的分子生物学手段对这些品种进行改良。作者说：“她的研究仍处于早期阶段，但是她希望她和她的同事们最终能够获得绿色革命的成果。     

转基因水稻研究的回顾与展望

水稻作为世界上超过一半人口的主食, 是最重要的粮食作物之一. 在过去的半个多世纪里, 水稻育种取得了巨大的成功. 水稻的单位产量实现了翻番, 部分地方甚至提高至3倍, 这为保障世界粮食安全作出了巨大的贡献. 但近十几年来水稻的产量停滞不前, 这一方面是由于在育种技术上没有新的突破以及遗传多样性在栽培品种中的逐步变窄, 另一方面也是因为频繁发生的病虫害以及旱灾等自然灾害使得水稻生产损失惨重. 然而, 世界人口的持续增长以及社会经济的快速发展导致对粮食的需求不断增加. 针对这些问题, 我国学者提出了培育绿色超级稻的设想, 围绕水稻抗病虫、抗旱、营养高效利用、优质、高产等五大重要性状, 对水稻品种进行全面改良以实现农业的可持续发展. 而转基因技术作为一种新兴的育种手段, 在实现绿色超级稻目标上将发挥重要作用. 水稻的转基因研究始于20世纪80年代末期, 迄今已有大量的转基因水稻研究被报道, 其中大部分的研究内容与绿色超级稻所要实现的目标一致. 本文首先回顾水稻遗传转化技术的发展, 再以抗病虫、抗旱、营养高效利用、优质、高产、外加抗除草剂等几大主要性状为主线对转基因水稻取得的主要研究成果进行逐一阐述, 最后对转基因水稻的发展进行展望.     

不怕洪涝的水稻新品种

很多水稻产区往往因遭受水灾制约着产量的增长。最近日本名古屋大学的科研组发现一种水稻基因，即使在水位猛涨的洪灾中，仍能以惊人的速度让叶子窜出水面．正常生长。     

转mtlD/gutD 双价基因水稻的耐盐性

Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交和酶活性检测试验表明,通过农杆菌介导法已经把细菌１－磷酸甘露醇脱氢酶（ｍｔｌＤ）基因和６－磷酸山梨醇脱氢酶（ｇｕｔＤ）基因同时整合进水稻基因组并且在转基因水稻中得到表达．气相色谱分析证明转基因水稻合成并积累了甘露醇和山梨醇．与未转基因对照相比,转基因植株耐盐性明显提高．     

未来水稻的前景

<正>科学家们致力于改良当今世界最普及的粮食作物。在世界不同区域的两位农民可以种植同样品种的水稻,但他们的庄稼可能会看起来截然不同。水稻有着广泛的基因多样性,科学家们目前正在研究,提升充分利用基因多样性的能力。2014年5月,来自中国农业科学院、深圳华大基因,以及菲律宾国际水稻研究所的专家们发表了从89个国家搜集到的3 000株水稻的基因组序列。该研究名为"3 000株水稻基因组项目",科学家们确认了在水稻生长过程中最重要的控制其特     

杂交水稻汕优63杂种纯度的RAPD鉴定

目前,全国杂交水稻播种面积已占水稻播种总面积的40%,产量则达到水稻总产量的50%以上.随着杂交水稻种植面积不断扩大,原种生产和销售过程中的种子纯度问题显得日趋重要,杂交种子纯度无法单纯从种子形态上分辨,往往需要将种子播种后至成熟期方能辨别,使用纯度低或真实性差的种子会给农业生产造成极大损失.简便、快速、准确和早期地鉴定杂交水稻种子纯度的方法将为稳定杂交水稻的增产效果提供保证.在本研究中,我们使用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术,针对全国播种面积最大的由雄性不育系珍汕97A为母本,恢复系明恢63为父本制成的杂交水稻汕优63(F1),利用RAPD随机引物扩增筛选出F1与父本相同或与母本相同或与父母本相互补的RAPD特异扩增谱带,并以此特异谱带做为分子标记首次对杂交水稻杂种纯度进行鉴定.     

虫害诱导的水稻挥发物抑制水稻病原菌的生长

虫害诱导的植物挥发物在调节植物、植食性昆虫及其天敌的相互关系以及植物与植物之间的化学通讯中有重要作用. 为了阐明植物挥发物功能的多样性, 研究了虫害诱导的水稻挥发物对植物病原菌生长的影响. 结果表明, 供试的7种虫害诱导的水稻挥发物对稻瘟病菌Pyricularia grisea Sacc. 和水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani Kuhn. 的生长均有抑制作用. 挥发物的种类以及不同的处理浓度导致了抑制作用间的差异, 其中绿叶性气味物质(E)-2-己烯醛和(E)-2-己烯-1-醇对病原菌抑制作用最强, 另外萜烯类物质中芳樟醇对其也有明显的抑制. 虫害诱导的挥发物对植物病原菌生长的抑制说明了植物间接防御物质具有对植物病原菌直接防御的功能, 植物挥发物在植物病虫害防治中的潜力巨大.     

光敏核不育水稻育性相关基因cDNA片段的分离

光敏核不育水稻是我国特有的水稻种质资源,对于按“两系法”途径实现水稻杂种优势育种有着重要意义。采用ｍＲＮＡ差别显示技术,分析了处于不同光周期条件下,光敏感核不育水稻农垦５８Ｓ和常规晚粳品种农垦５８幼穗中基因的表达情况,成功地建立了适合水稻幼穗ｍＲＮＡ差示的优化体系,并筛选获得了５８Ｓ长日处理条件下３条特异表达的ｃＤＮＡ片段经同源比较认为这些ｃＤＮＡ片段可能与幼穗的发育和成熟有关。     

两系法杂交稻母本变异的原因及对策探讨

两系法杂交水稻现有母本－光敏雄性核不育系变异不仅比常规品种快,甚至比“三系稻”的母本还要快,阻碍该项技术应有潜力的发挥。介绍“两系稻”现有母本的遗传变异性过强的现象。分析了其成因,并对进一步纯化其光敏性与温敏性的育种策略做了初步探讨。     

籼稻(Oryza Sativa ssp. indica)全基因组框架序列

水稻基因组序列中蕴藏着生理、遗传、发育、进化和与重要经济性状相关的许多生物学信息. 籼稻亚种Oryza Sativa ssp. indica在中国和亚洲其他地方广泛种植. 通过全基因组霰弹法, 得到了这一亚种的基因组框架序列. 共完成430万个成功反应, 总读长为2214.9 Mb, 其中籼稻亚种93-11的成功反应有330万个, 总读长1797.4 Mb, 初步拼接得到了409.76 Mb的非冗余序列, 大约覆盖了水稻全基因组的95.29%, 碱基准确率大于99%. 通过与公共数据库中籼稻indica和粳稻japonica亚种的BAC克隆比较, 证实了基因组框架图的覆盖率、序列分布的随机性和拼接软件BIG-ASSEMBLER的准确性. 在框架图中, 鉴定了96.3%的全长cDNA, 96.4%的遗传标记(STS, STR, RFLP), 94.0%的EST和94.9%的单基因簇(unigene). 初步分析表明, 该框架序列已经达到了国际同行所认同的标准. 框架图的公布无疑为水稻生物学研究提供了基因组学和遗传学方面的基本信息.     

食品革命何去何从

科学家们为我们展示了整幅转基因水稻的蓝图——全世界超过半数人口的粮食：这正是科学家们曾经梦想的巨大突破.     

利用RAPD技术检测水稻的基因组变化

辐射育种在作物改良中取得了很大的成就。但对射线处理及后代选育过程中基因组发生的变化却了解很少,只能凭后代表型加以判断,使选育工作带有一定的盲目性。DNA分子水平的遗传标记的出现为此开辟了一条新的途径。1990年Williams等创立了一种新的遗传标记——随机扩增多态性DNA(简称RAPD)。它是利用含10(或9)个碱基的随机引物(单引物),在低温复性条件下(36℃左右)进行聚合酶链式合成反应(简称PCR),对模板DNA进行随机扩增,通过扩增出的某一DNA片段有无来比较不同基因组DNA的差异。