麦后免耕直播杂交水稻的生育特性及产量研究

在田间条件下，选用4个杂交水稻组合，以育秧移栽为对照，研究了两熟制稻区麦后免耕直播杂交稻的生育特性和产量。结果表明：与常规育秧移栽相比，麦后免耕直播杂交稻全生育期和营养生长期有较大幅度的缩短，株高降低，主茎总叶数减少，单株分蘖能力增强，最大叶面积指数增大，分布于较深土层的根量增加，最终单位面积有效穗数增加，但每穗着粒数和实粒数有所降低。不同类型杂交组合直播条件下生育特性和产量构成因素的变化趋势有较大差异，生育特性适宜的杂交组合免耕直播可获得与育秧移栽相近的产量．     

高粱C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的分子克隆及其转基因水稻的培育

应用PCR的方法从C4植物高粱的基因组中分离出C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因). 通过分步克隆的方法, 将此基因插入pCAMBIA1301质粒载体上, 构成重组的表达载体p1301-PEPC, 并利用农杆菌介导的转化系统将其转入农垦58和中花10两个粳稻品种. 经PCR分析、PEPCase活性检测、Western杂交、Northern杂交和Southern杂交等多种方法鉴定表明, C4型Ppc基因已转化进受体水稻植株的核基因组, 并能高水平表达. 生理学检测显示, 转基因水稻植株的CO₂补偿点和光呼吸速率显著降低, 光饱和光合速率和羧化效率提高, 显示出C4植物的光合特征.     

利用人工控制细胞死亡策略培育抗稻瘟病水稻

利用细菌编码RNase的barnase 基因及其特异抑制剂编码基因barstar构成的双元组分系统, 把本实验室构建的具有稻瘟菌(Magnaporthe grisea)诱导活性的嵌合启动子与barnase基因融合, 再与由CaMV 35S启动子驱动的barstar的构件融合, 构建植物表达载体pWBNBS和pPBNBS, 转化水稻, 并对转基因水稻进行了抗稻瘟病和白叶枯病的检测. 结果表明, 接种稻瘟菌后, 转基因水稻植株中barnase基因受诱导表达; 在稻瘟菌侵染诱导下, barnase的表达超过barstar的抑制, 导致转基因水稻叶片出现类似过敏感应, 表现出对稻瘟病的抗性; 转基因水稻对白叶枯病表现出一定的抗性. 这些结果说明, 通过该双元组分系统策略获得的转基因水稻具有明显的抗致病性真菌和一定程度的抗细菌危害的较广谱抗性.     

通过转δ-OAT基因获得抗盐抗旱水稻

δ-OAT基因编码的鸟氨酸-δ-氨基转移酶是以鸟氨酸为前体合成脯氨酸途径中的关键酶. 采用基因枪法将拟南芥δ-OAT基因导入粳稻品种中作321, 通过PCR及分子杂交分析确定目的基因已插入水稻染色体中并得到超量表达. 抗盐抗旱检测结果表明, 水稻在受到渗透胁迫时会大量积累脯氨酸, 各种条件下转基因水稻积累的脯氨酸是对照的5~15倍; 同等胁迫条件下转基因株系相对生长更快, 苗与根的生物学产量都要高于对照, 最后种子产量也显著高于对照, 如在0.1 mol/L NaCl胁迫下转基因株系相对产量提高了16%~41%, 说明δ-OAT基因超量表达并积累脯氨酸在抗渗透胁迫中有着重要作用, 通过转化δ-OAT基因可以获得抗盐抗旱的基因工程水稻.     

水稻含隐性抗白叶枯病基因xa5的24 kb片段的鉴定与基因预测

水稻xa5基因是具有重要研究和育种价值的隐性广谱抗白叶枯病基因. 利用水稻品系IR24及其近等基因系IRBB5(含xa5基因)杂交组合, 构建了含4892个单株的F₂定位群体. 同时, 利用与xa5连锁的RFLP标记筛查含xa5基因的水稻抗性品系IRBB56的BAC文库, 构建了一个覆盖目标基因位点的长约213 kb的跨叠克隆群. 根据国际水稻基因组和中国超级杂交稻基因组序列, 以及跨叠克隆群的部分亚克隆测序, 设计了一系列SSLP和CAPS标记对目标基因进行精细遗传定位. xa5基因定位在2个CAPS标记K5和T4之间且与T2共分离, 标记K5和T4之间的遗传距离为0.3 cM, 物理距离约为24 kb. 对xa5基因所在的24 kb片段DNA序列进行基因预测, 揭示出可能编码ABC转运蛋白和转录因子TFIIA小亚基的2个基因. 对这一区段及其编码基因的功能研究将阐明xa5抗白叶枯病的分子机制.     

水稻化感作用的遗传分析

以典型的籼/粳交(窄叶青8号/京系17)DH群体为材料, 系统考察了123个DH株系幼苗叶片的水溶性提取物对莴苣根系生长的抑制作用, 并以此进行了水稻化感作用的数量性状位点(QTLs)分析. 共检测到4个与水稻化感作用相关的QTL, 它们分别位于第3, 9, 10和12染色体上, 其LOD值分别为3.40, 2.68, 2.75和3.08; 其中, 第3和10染色体上的QTL加性效应分别为1.65和1.43, 第9和12染色体上的QTL加性效应分别为-1.44和 -1.58. 另外, 还对3份普通材料的化感特性进行了比较.     

水稻纹枯病菌人工接种方法的研究

对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AGI-IA)7种人工接种方法进行试验，首次评价了各自优缺点．结果认为：“稻秆离体接种法”是比较理想的人工方法，其特点是快速、简便、发病速度适中、病情调查方便，病原菌容易控制．其次是盆栽苗接种法、叶片离体接种法，菌丝悬浮液较差。     

水稻基因组DNA的RAPD扩增研究

通过对水稻RAPD反应条件比较研究，建立了对除草剂敏感致死水稻RAPD的最适反应体系和反应扩增程序，即在25止反应体系中，含10mmol／LTris-HCl(pH8．0)，10mmol／LKCI，8mmol／L(NH4)2804，0．05％NP-40，2．0mmol／LMgCl2，0．1mmol／L(each)dTNPs，20ng引物，20ng基因组DNA，1．5U的Taq酶。反应扩增程序为：94℃变性2min；扩增40个循环，每循环包括：94℃变性10s，40℃退火30s，72℃延伸1．5min；最终延伸5min。     

2个水稻花发育相关MADS-box基因的全序列cDNA克隆及结构分析

一组具有MADS-box结构域的转录因子在控制花器官的诱导与发育中起着重要作用．以水稻广陆矮4号(Oryza sativa L．Guang-Lu—Ai No．4)幼穗总RNA为模板，根据MADS-box保守区的序列设计简并性引物。利用3′-RACE的方法获得了2个新的水稻花发育相关MADS-box基因，分别命名为FDRMADS3和FDRMADS4；并利用5′-RACE的方法获得了该2个基因完整的cDNA序列，包括完整的编码区，5′-UTR和3′-UTR．它们编码的蛋白质都具有典型的MADS-box结构域和半保守的K区，其与水稻中其他家族成员的MADS-box结构域同源性高达90％以上，这说明它们都是典型的MADS-box基因．     

亚洲栽培稻的亚种及亚种间杂交稻的认定与分类

人类在众多的野生稻中驯化成两个栽培稻种(species)。一个起源于非洲,即非洲栽培稻(Oryza glaberrima Steud.),由于产量低、适应性较差,该种已种植数千年迄今仍局限于西非尼日尔河流域及南美东北部为数不多的几个国家,并且在这些国家的粮食生产中亦不占主要