为从蛋白质表达水平了解长穗颈温敏核不育水稻穗颈节间伸长机理,该研究以长穗颈(EUI)温敏核不育水稻'长选3S'为材料,温敏核不育水稻'培矮64S'为对照,采用固相pH梯度双向凝胶电泳和质谱分析方法,对2个水稻材料抽穗前2d的穗颈节间蛋白质进行分离,并进行差异蛋白质组学的比较研究.结果 表明:(1)获得了分辨率和重复性较好的双向凝胶电泳图谱.(2)对40个差异蛋白质点进行MALDI-TOF-TOF-MS肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定其中27个差异蛋白质点;与'培矮64S'相比,'长选3S'中有17个上调表达和10个下调表达的蛋白质.(3)差异蛋白质按照其功能可分为6类,其中主要是与细胞代谢相关蛋白,其次是与细胞壁重建相关蛋白;并且这些差异蛋白质可能与'长选3S'抽穗期穗颈节间剧烈伸长生长有关,尤其是细胞壁重建相关蛋白与细胞的伸长密切相关.(4)实时荧光定量PCR对随机挑选的蛋白点2、7、8、24、35和36所对应的基因在两个材料最上节间的表达结果显示,'长选3S'的2(Os10g08550)、7 (Os12g42876)、8 (Os01g55830)基因的表达量较'培矮64S'明显下调,而24 (Os06g48760)、35 (Os05g25850)、36 (Os07g42300)基因的表达量较'培矮64S'显著上调,表明q-PCR的结果与蛋白凝胶图分析结果一致.研究认为,水稻eui基因可能是通过调节抽穗期穗颈节间这些蛋白质的表达,从而促进穗颈节间细胞分裂,尤其是细胞的伸长生长.

用60Coγ射线辐照诱变粳稻'嘉花1号',得到一个能够稳定遗传的低温白化致死突变体tcd34,并对其进行表型鉴定与基因定位研究.在低温20℃下,与野生型'嘉花1号'相比,突变体tcd34在整个苗期均表现为完全白化,光合色素含量明显降低,且叶绿体结构不完整,植株最终死亡;在高温32℃下,该突变体苗期叶片叶色、光合色素含量及叶绿体发育基本恢复正常.利用tcd34和培矮64S杂交得到的F2代群体,将突变基因定位于3号染色体InDel分子标记ID03M14453和ID03M14723之间的341kb内,包含15个候选基因.通过转录水平的分析,发现在低温20℃下,该突变体中参与叶绿素合成及叶绿体发育相关基因(CAO,Cab1R,FtsZ)的表达水平有不同程度的下调,说明该突变基因会影响低温环境下水稻的正常生长.

培矮64S是光敏核不育水稻农垦58S衍生出的应用面积最大、不育临界温度最低的不育系.但其不育临界温度高于温敏核不育系株1S,杂交制种也没有株1S安全.为了探究培矮64S育性感温的机制,选育不育临界温度更低、杂交制种更安全的不育系,本研究以培矮64S为母本与丰源B杂交,再以杂交后代的不育株与丰源B回交两次制备近等基因系,以其中的不育株(系)进行育性感温性研究.结果 表明:在自然高温(日均温≥28℃)条件下,培矮64S衍生的40个近等基因不育株系的花粉完全不育,但在23.5℃处理6d条件下,花粉可育度最低的为0 (p5-1S、p28-1S、p12S),最高的达87.9％ (p1S),培矮64S为6.6％.该育性研究结果说明,40个不育株系在高温条件下为育性纯合的不育系,但不同株系临界不育温度差异显著,可以选育出比培矮64S不育性更稳定、杂交制种更安全的不育系.对培矮64S及其近等基因系进行全基因组测序,发现有两个位点与花粉不育关联,分别初定位于7号染色体上的19830.36～20025kb(长194.64kb)和9号染色体上的22453.62～22902.05 kb(长448.43 kb).

为了定位稻粒黑粉病抗性基因,建立水稻抗稻粒黑粉病分子育种技术体系.以对稻粒黑粉病抗性较强的光温敏不育系W9593S和易感稻粒黑粉病、与W9593S不育基因等位的光温敏不育系培矮64S为亲本,通过杂交和多年自交,构建了由183个高世代稳定不育系组成的重组自交系遗传群体.以这个重组自交系遗传群体为材料,利用200个多态性SNP分子标记,通过复合区间作图对稻粒黑粉病抗性QTL进行定位.结果定位到5个稻粒黑粉病抗性QTL,分布在4条染色体上,表型贡献率为7.26％-13.64％,其中,qRRKS-11和qRRKS-8的表型贡献率较大,分别为13.64％和12.07％,定位区间的遗传距离分别为0.9和1.4 cM.水稻对稻粒黑粉病的抗性表现为数量性状遗传,通过精细定位和克隆主效QTL,可以实现抗稻粒黑粉病不育系的分子标记辅助育种.