水稻分蘖数目与分蘖角度的分子机理

水稻是世界上最重要的粮食作物,养育着全球近半数人口。我国是世界上水稻栽培最早、栽培面积最大的国家,水稻在我国农业生产中举足轻重,培育具有理想株型的水稻品种是提高水稻单位产量的一个重要方面。过去的10年在科技部973计划项目的大力支持下,本课题组与中国水稻研究所钱前课题组在水稻株型分子机理的研究方面取得了一系列的研究成果,尤其是在水稻分蘖数目和分蘖角度的调控机理方面取得了突破性进展。     

发展现代农业 推进社会主义新农村建设

中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态所、植物分子遗传国家重点实验室研究员林鸿宣领导的研究组承担的国家863计划项目在水稻产量相关功能基因研究方面又取得突破性进展,成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2,并深入阐明了该基因的生物学功能和作用机理,显示该基因在高产分子育种中具有应用前景。据介绍,经过多年的潜心研究,科研人员成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2。翔实的实验结果表明,GW2作为一个新的E3泛素连接酶可能参与降解促进细胞分裂的蛋白,从而调控水稻颖壳大小、控制粒重以及产量;当GW2的功能缺失或降低时,该基因降解可能与细胞分裂相关蛋白的能力下降,从而加快细胞分裂,增加谷粒颖壳的细胞数目,进而显著增加水稻谷粒的宽度、     

日本科学家发现水稻神奇基因

正总部设在菲律宾的国际水稻研究所(IRRI)发表报告称科学家们发现了水稻中的一种神奇基因,这一发现将有望大大增加水稻作物的产量。对籼稻开展的初步研究显示,将这种被全球最广泛种植的水稻品种的基因与所谓"SPIKE"基因相融合之后,其产量可以上升13-36%。IRRI组织的基因移植实验室主管艾尼斯·斯拉姆特-莱丁在一份声明中表示。     

水稻广谱抗白叶枯病基因Xa23的发掘与应用

白叶枯病是水稻的毁灭性病害之一,一般导致水稻减产20％～30％,严重时颗粒无收.防治该病的适宜途径是种植抗病品种,而培育抗病品种的"芯片"是优良的抗病基因. 1 研究背景 2000年之前,我国抗白叶枯病水稻育种主要依赖国外的抗病基因资源,而引进的基因资源对我国白叶枯病菌的抗谱偏窄,加之强毒性菌株的出现和扩散,致使我国的...     

水稻抗白叶枯病基因的挖掘与利用

水稻白叶枯病是世界和我国各水稻产区的重要病害。该病由黄单胞水稻变种引起，由于病原菌变异频繁、发生规律复杂、地区间差异大，药剂防治效果不佳，从而水稻品种遗传改良是控制该病害的理想途径。然而，目前我国和亚洲的抗性品种携带的抗源主要是Xa4和Xa3基因，抗谱窄、抗性水平低，长期使用该单一抗源，使抗病品种丧失抗性，病原致病型发生变异，导致新致病菌株出现和扩散，引起病害大流行的危险。因而挖掘和利用新基因抗源就成为该病研究的新热点。     

超级杂交水稻LYP9及其亲本的转录组学研究

水稻既是重要的粮食作物和基础研究的模式植物,也是杂种优势利用的成功典范。尽管杂种优势的利用在解决世界粮食安全问题上已做出重大的贡献,但杂种优势的分子机制在生物学和农学的基础研究中依然是一个有待阐明的重要课题。本研究利用水稻全基因组芯片,系统考察了超级杂交稻"两优培九"及其双亲——"培矮64s"(母本)和"93-11"(父本)在7个不同发育时期的组织中的基因表达谱,旨在揭示杂种一代(F1)与亲本的基因表达差异,并从中发现可能与杂种优势相关的基因。实验结果表明,从转录谱来看,杂种F1与亲本间的相似性大于亲本之间的相似性;在发现的3000多个杂种和亲本间差异表达的基因中,有各种不同的差异表达类型,多数是偏于单亲的显性表达,但也有只在杂种中出现的超亲表达。对差异表达基因的功能分类表明,虽然差异表达基因涉及诸多功能类群,但在少数功能类群(如能量代谢、碳水化合物代谢、转运等)中有明显的富集。对差异表达基因的基因组位置与产量相关的QTL(数量性状位点)进行关联分析的结果表明,差异表达基因在水稻基因组中的分布与QTL、尤其是与小区间的QTL有密切的关联;值得注意的是,部分落在QTL上的差异表达基因的功能注释有助于解释与QTL对应的体现杂种优势的农艺性状。     

水稻基因组中"隐藏"变异被发现

四川农业大学水稻研究所教授李仕贵与钦鹏团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员梁承志团队采用第三代基因测序技术,揭示了水稻基因组中的"隐藏"变异.相关论文近日在线发表于《细胞》. 该团队选取了具有高度代表性的33个水稻材料,采用最新的第三代基因测序技术,对其中31份材料进行了长片段测序、高质量基因组组装及基因注释,结合已报道的日本晴和蜀恢498两个材料的参考基因组,经过系统的比较分析,共鉴定171072个结构性变异和22549个基因拷贝数变异.     

野生稻高产基因（yld1．1，yld2．1）分子育种技术体系及其应用研究

近年来,国内外利用分子标记辅助技术将基因或QTL导入水稻品种已屡见报道,但得以应用的品种极少,且直接利用高产QTL（高产数量性状基因位点,以下简称“高产基因”）进行超高产育种还未见前人报道。究其因,一是野生稻中存在大量对产量不利的性状干扰;二是连锁累赘,即目的基因与不利基因的紧密连锁是育种中难以克服的难题。该项目经过10年攻关,突破野生稻高产基因利用的技术瓶颈,在国内外率先成功构建了一个野生稻高产基因分子标记辅助育种技术体系,获得突破性成果。     

为第二次“绿色革命”发掘基因资源：国家重点基础研究发展规划项目“农作物核心种质构建、重要新基因发掘与有效利用研究”总体设计及研究进展

作物种质资源是控制作物性状的基因载体,是作物育种及其相关学科的生命物质基础.如何从丰富的种质资源中快速、准确地鉴定出育种上迫切需要的新的优异基因,是我国作物育种的急需与作物种质资源迫切需要解决的一个重要科学问题.我国农业上的第二次"绿色革命"应以培育"少投入、多产出、保护环境"的新品种为突破口.因此本项目以发掘抗旱、抗病(虫)、肥料高效利用及优质基因为研究重点.我们将植物基因组学的原理和方法应用于基因资源研究,提出了核心种质构建→重要新基因发掘→基因克隆的技术路线.项目近两年取得如下进展(1)明确了建立核心种质的策略与方法,建立起了水稻、小麦、大豆初级核心种质.(2)明确了新基因发掘的方法,构建了一批基因作图群体.(3)已克隆到水稻抗白叶枯病候选基因.     

野生稻高产基因(y1d1.1,yld2.1)分子育种技术体系及其应用研究

近年来,国内外利用分子标记辅助技术将基因或QTL导入水稻品种已屡见报道,但得以应用的品种极少,且直接利用高产QTL(高产数量性状基因位点,以下简称”高产基因”)进行超高产育种还未见前人报道.究其因,一是野生稻中存在大量对产量不利的性状干扰;二是连锁累赘,即目的基因与不利基因的紧密连锁是育种中难以克服的难题.     

领衔基因科研团队的肄业高中生

成立于2007年的深圳华大基因研究院,在全球各基因组中心中位居第三。自承担人类基因组计划1％的工作开始,华大基因先后完成了中国水稻基因组计划、SARA基因组研究、家蚕、家鸡、大熊猫基因组计划等多个项目,为中国和世界基因组科学的发展做出了突出贡献,被业界形象地喻为“基因测序世界工厂”。     

袁隆平 四十年风云见证者

正中国杂交水稻之父。这位一直奋斗在水稻育种一线的耄耋老人,用一生创造了一个又一个科学奇迹,跻身并且推动着改革开放的伟大事业。袁隆平,中国杂交水稻之父。一生从事农业教育、农业研究,尤其是倡导50多年的杂交水稻的研究与创新。这位一直奋斗在水稻育种一线的耄耋老     

中国植物科学基础研究概览

近年来,随着国家在基础研究投入的增加,大批优秀中青年学者成长以及海外学子归国,我国植物科学从跟踪,逐渐步入领跑学科发展的方阵。中国植物生物学家在Cell、Nature、Science和植物科学国际主流期刊发表的论文数剧增,具有原创意义的研究成果推动了部分前沿领域的发展。水稻生物学以产量控制基因研究以及杂交育种理论研究为代表推动了学科发展;以独脚金内酯和茉莉素信号转导途径及其生物学效应为代表的激素生物学具有明显的优势;以基于测序和计算能力的水稻基因组为先导,推动了国际植物基因组学的发展方向。本文概述了中国植物科学的发展动态,旨在展望未来,引导科学家集中力量解决作物生产中的基础科学问题。     

日本对近代中国东北的农业技术移植述论——以日本殖民当局水稻推广为中心

晚清东北地区水稻种植技术落后,品质与产量较低。日本殖民者于1913年起在东北设农事试验场,摸索出适于东北地区的水稻栽培方法和水稻品种。"九·一八"事变后,日本殖民当局在东北大力推广水稻,企图以东北稻产弥补日本需求缺口。总体而言,在日本势力侵入东北后,水稻种植分布和面积不断扩展,形成其殖民扩张的重要物质基础。在此过程中,东北地区殖民化程度也逐步加深并遭到日本帝国主义的直接控制和剥削。     

发展杂交水稻保障粮食安全

选用两个在遗传上有一定差异，同时优良性又有互补的水稻品种进行杂交，生产具有杂交优势的第一代杂种用于生产，这就是杂交水稻。杂交水稻的优势是很明显的，穗大粒多。水稻有明显的杂交优势，但是它的花很小，一朵花只产一粒种子。要利用水稻的杂交优势，就要想办法培养一种特殊的水稻，就是母水稻。     

逆转座在植物基因起源和基因组进化中的作用

多种多样的生物世界是生命经历长期进化的结果。在高等多细胞生物中,草本类植物具有最广泛和最强的适应性;除了我们随处可见的分布生境外,从高山到海底,从极地到沙漠,都能见到草类的生长。对人类而言,更为重要的是我们的主要粮食作物如水稻、小麦、玉米等都属于草本植物。草类植物到底具有什么样的遗传特质使其能有如此强的适应能力呢?生物适应和物种分化的过程在根本上是生物遗传变异的结果,其遗传基础是基因组中新结构如新基因不断涌现和进化的过程。近年来,随着基因组时代的到来,科学家对新基因产生和基因组进化的研究正在揭示着物种进化…     

杂交水稻研究的开创者 袁隆平 一颗稻谷的“中国贡献”

正在中国"杂交水稻之父"袁隆平看来,之所以能一次次打破世界水稻单产纪录,是通过改革开放、不断创新,推动学科发展乃至社会生产力的进步。杂交水稻研究的开创者袁隆平,改革先锋公示材料中这样介绍他的成就:创建了超级杂交稻技术体系,使我国杂交水稻研究始终居世界领先水平。截至2017年,杂交水稻在我国已累计推广超90亿亩,共增产稻谷6000多亿公斤。多次赴印度、越南等国,传授杂交水稻技术以帮助克服粮食短缺和饥饿问     

南繁故事一粒种子的热带旅行

杂交水稻之父袁隆平老人生前最常忙碌的地方之一,叫"南繁基地",正如中国大多数追寻作物种子的人,最终也总会在"南繁基地"相遇,在这个每年有"两个夏天"的地方,播种、耕耘、收获…… 初春,走进三亚水稻国家公园南繁水稻科研基地,这里正进行众多水稻新品种的展示和试验;在崖州区坝头南繁公共试验基地,热带水稻和热带大豆即将进入采收...     

杂交水稻育插秧新技术提质优化研究

当前我国正处于从农业国向工业国转型、农业从传统农业向现代农业转型的历史时期,农业机械化,特别是水稻全程机械化,成为了农业生产进一步发展的出路所在。到2015年,全国水稻机械化种植（包括机插、机播和机抛）比例也只要求达到45%,远低于机耕、机收的比重,可见在我国全面实现水稻机插、机播,是相当艰巨的。目前,多种机动插秧机难以满足杂交水稻每蔸插1～2株本秧的要求,更难满足杂交水稻制种田母本秧机插的要求,如果采取减少插种量来减少秧爪每蔸取秧株数,在育秧时又难以形成由根系织成的合格的毯状秧,不便卷秧上机。日本在上世纪90年代全国实现了水稻机械育插秧,他们的机具和技术都是用于育插常规稻多本秧的,日本很少杂交稻。这类机具和技术,对我国东北三省和江苏省等以常规稻为主的省份基本上是适用的,因此这些省份的机械育插秧发展较快,但用于近占水稻种植面积六成的杂交水稻时,问题就不少了。     

Ghd7自然变异是调控水稻抽穗期和产量潜力的重要因素

产量潜力、株高和抽穗期是决定农作物产量的3类主要性状。我们从优良杂交水稻中分离出一个数量性状位点（QTL）Ghd7。Ghd7编码一个含CCT结构域蛋白,它对水稻的一系列性状包括单穗粒数、株高和抽穗期都产生重要影响。在长日照条件下,增强Ghd7的表达可延迟抽穗期、增加株高和穗大小。但另一方面,Ghd7功能减弱的自然变异可使水稻能在温和及较冷地区种植。上述结果表明,Ghd7在水稻产量和适应性方面具有至关重要的作用。