半耳箬竹[Indocalamus semifalcatus(H.R.Zhao et Y.L.Yang)T.P.Yi]在原始文献中仅有部分营养器官的描述.该文通过野外居群调查、室内体视解剖和扫描电子显微镜(SEM)观察,新增了半耳箬竹的花器官描述和叶下表皮微形态特征,完善了其营养器官的性状描述,更新了其地理分布.结果表明:(1)繁殖器官性状:花序为圆锥状,小穗及小穗轴密被白色短柔毛,颖片、外稃及内稃光滑无毛,雄蕊3枚,花药紫红色,柱头2,白色,羽毛状.(2)营养体性状:秆高达4.5 m,径达2 cm,箨耳半镰形或微弱,箨片直立紧贴秆,叶耳微弱或无,叶舌上具较发达的纤毛;叶片两面同色且无毛.(3)叶下表皮微形态特征:气孔器凹陷不可见,8～10个长乳突平铺覆盖气孔,硅质体马鞍形,未见有大毛和刺毛.(4)新分布区域1个,即贵州省贵阳市观音山.该种与箬叶竹(I.longiauritus Hand.-Mazz.)最为相似,主要区别在于该种的箨鞘和叶鞘上具有半镰形的箨耳或箨耳缺失,秆高达4.5 m,径达2 cm.

穗顶部退化型在生产中十分常见,它影响穗粒数、结实率和单株产量,需要在育种实践中尽量避免;而直立密穗型是一种能够适应密植栽培的穗型.分离和克隆这两个性状的相关基因对水稻的分子设计育种具有重要意义.本研究报道了一个水稻穗部突变体zhao1的研究结果.zhao1表现为密穗和穗顶部退化的双重表型,利用该材料与IRAT129杂交,F2群体中分离出穗型和顶部退化两个独立遗传的性状.遗传分析表明,直立密穗性状为单基因显性性状,而穗顶部退化性状可能涉及不多于两对的基因.分别对这两个性状开展了连锁分析和图位克隆,发现密穗性状的候选基因为DEP1,其突变方式与dep/的突变方式相同.穗顶部退化性状的连锁和图位克隆结果将穗顶部退化候选基因确定在第3号染色体6.85～6.93 Mb区间内.该区间包含8个推测的基因,其中基因LOC_Os03g12790的表达量下调了 27倍,是可能的候选基因,为最终克隆穗顶部退化候选基因奠定了基础.

报道了竹亚科(Bambusoideae)少穗竹属(Oligostachyum Z.P.Wang et G.H.Ye)一新种——城隍竹(O.heterophyllum M.M.Lin).该新种分布于我国福建西部,它与糙花少穗竹[O.scabriflorum(McClure)Z.P.Wang et G.H.Ye]相似或近缘,但秆小,直径不超过1.5 cm;秆箨淡紫绿色,背面具有瘤基刺毛,无斑点,无白粉,亦无焦边,基部密被细刚毛;箨片直立,基部不收缩;箨舌淡禾秆色;叶鞘被细微柔毛而与后者相区别.

通过裂区试验 (品种为主因素) 分析R498 (弯曲穗) 及R499 (直立穗) 在0.23 m (行距) ×0.12 m (穴距) 、0.27 m×0.14 m、0.33 m×0.17 m、0.38 m×0.20 m、0.40 m×0.21 m栽培密度条件 (副因素) 下齐穗期和齐穗后20 d群体小气候及群体特征的响应情况.结果表明, 在各栽培密度条件下, R499齐穗期群体最高温度平均值均较R498高1.52℃, 齐穗后20 d, R499群体最高温度平均值较R498低0.66℃;齐穗期, R498、R499在稀植 (0.38 m×0.20 m、0.40 m×0.21 m) 时日平均光照强度较强, 其中较最低光照分别高43.56％、16.22％, 而齐穗后20 d, R498在密植 (0.23 m×0.12 m、0.27 m×0.14 m) 时日平均光照受抑制, R499在稀植时受抑制;R498、R499垂直光照在稀植时降低程度最大, 在齐穗期分别降低97.96％、92.56％, 齐穗后20 d分别降低94.81％、91.10％;随栽培密度的减小, R499株高、分蘖、穗弯曲度变化程度较R498更大;R498、R499在0.38 m×0.20 m处理下纹枯病发病率最严重, 分别为66.67％、68.89％;两个材料产量均在0.27m×0.14 m处理下有最大值, 且增产是通过有效穗数、穗重来实现的, 而当密度过度减小时, R499产量性状将不再增长.综上, 弯曲穗型水稻 (R498) 不适宜过度密植及稀植, 直立穗型水稻 (R499) 可适当密植.

表观遗传学是构筑完整的遗传学架构的必要内容,是现代遗传学教学的重点和难点之一.为了使学生更好地掌握这方面知识,本文以科学研究中发现的一个具有表观遗传特性的水稻突变体(epigenetic short panicle,esp)为实验材料,设计了一个表观遗传学综合性实验.水稻esp突变体植株变矮、穗长缩短、穗型直立且着粒密度增加.突变机理研究表明,DNA甲基化修饰变异引起ESP过量表达是产生突变表型的原因.该实验以突变体表型观测作为切入点,将科学研究与课程教学、课程实验与开放实验深度融合,向学生展现了一个典型表观遗传学研究课题的完整脉络和前沿技术.通过该实验,学生能对表观遗传学有一个更为直观的认识,可深入理解表型与基因型、表观遗传修饰与基因表达之间的关系,有助于培养学生的科学思维和创新能力.

本研究以5份自主选育的粳型亲籼种质明恢413、明恢1616、明恢1707、明恢512和明恢509为研究材料,通过对其生物学特性和育种利用进行研究和评价,以期为今后开展粳型亲籼种质资源的选育和籼粳亚种间杂种优势的利用提供理论参考.生物学特性研究结果表明:5份粳型亲籼种质的播始历期偏长,株高适中,直立穗型,穗子小,着粒密,单株有效穗数多,结实率均在75％以上,千粒重中等.程式指数判定表明,明恢413、明恢1616、明恢1707、明恢512的籼粳属性为偏粳;明恢509的籼粳属性为粳.5份粳型亲籼种质均具有良好的亲籼性,与籼型两系不育系测交F1的结实率均在75％以上,最高可达89.80％;同时能够恢复野败型、印水型、K型等籼型三系不育系,测交F1的结实率均在80％以上,其恢复谱广、恢复力强.光合特性分析表明,其剑叶在生育后期能够保持较高的光合速率,利于籽粒的充实饱满.5份粳型亲籼种质的杂种优势表现:除播始历期、株高和千粒重外,在穗长、单株有效穗数、每穗总粒数、结实率、一次枝梗数和二次枝梗数等性状上均表现出明显的竞争优势.其中,穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和每穗总粒数所表现出的竞争优势均超过10％.利用明恢1616、明恢1707与籼型两系不育系华1037S配组,育成了籼粳亚种间杂交稻新组合华两优3716和华两优3707,区试表现较好,较对照增产明显,相继通过福建省农作物品种审定.因此,本研究中5份粳型亲籼种质具有良好的亲籼性且恢复谱广,在籼粳亚种间杂种优势的利用方面具有良好的应用前景.

直立叶是构建合理株型和培育密植化栽培品种的重要指标之一.本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变高粱BTX623,获得一株可以稳定遗传的直立叶突变体,暂命名el(erect leaf).该突变体叶片从6叶期开始出现直立性状,直至整个生育期叶片均呈直立状态.抽穗期突变体el植株倒1叶至倒7叶各节位叶长极显著缩短,叶片宽度也显著变窄;各节位叶夹角呈现先降低后增加的趋势,各节位叶枕长(除倒1叶叶枕未形成)和叶耳周长呈现与之相反的趋势.在成熟期,突变体el植株的株高、粒长、粒宽、结实率和千粒重差异不显著;穗长、每穗粒数和生育期差异极显著.遗传学分析表明:F2分离群体野生表型和突变表型符合3∶1分离比,说明直立叶是由单个基因突变引起的隐性性状.石蜡切片分析结果表明:突变体el的突变性状是由于叶耳细胞的数量增加和叶耳小维管束数量增加引起的.该试验结果为进一步定位、克隆突变基因奠定基础,也为解析高粱叶片直立变化机制及密植化栽培品种的选育提供基因资源和理论支撑.