水稻产量性状基因研究进展

浅谈水稻种子大小发育研究进展摘要：水稻是我国的主要粮食作物之一，其产量构成因素为每株有效穗数、每穗粒数和千粒重。

因此水稻种子大小是决定其单株产量的主要因素之一。

从刘迪、冯连杰、梁卫红的工作中可以看出，稻米粒型是一个可被多个基因所控制的、可被稳定地继承的、由粒长、粒宽和粒厚三个因素所确定的、具有一定稳定性的、可供选择的、具有代表性的多个因子的数量性状。

种子由合子形成，由胚乳形成，由珠被形成，由珠被形成。

水稻种子的粒径受受精和母源的共同调节，并与胚乳的增殖、扩张及胚乳的生长发育紧密联系。

该文对近年来国内外关于水稻籽粒形态建成的研究进行了综述，着重介绍了近年来一些新鉴定的基因及其作用机理，并对目前国内外关于籽粒形态建成的相关技术进行了综述。

关键词：水稻；种子大小；种子大小调控；粒型稻米作为全球除小麦外最重要的粮食，其高产是稻米研究人员长期努力的目标。

由于sd1的发现，以及“绿色革命”和“杂交稻”的出现，导致了我国稻米单产的快速增长，并在近几年持续稳定增长。

然而，随着稻米单产的不断提高，世界范围内的快速增长，耕地面积的减少和环境的污染，以及近年来气候的反常，都使得稻米学家开始深入研究稻米。

水稻的有效穗数、穗粒数及籽粒重量是影响其产量的重要因素。

千粒重与粒型（包括粒长、粒宽和粒厚）、粒型（包括籽粒的粒长、粒宽和粒径）等性状紧密关联[1]，是多个遗传因子共同作用的结果，表现为一因多效应。

因此，籽粒的形状，也就是籽粒的尺寸，是一个相对重要的产量性状，也是一个数量性状。

近年来，人们在调控籽粒大小方面进行了大量的工作，并已获得了较大的进步。

1水稻种子大小发育过程用于农业生产的稻谷是指稻谷的籽粒。

稻米是一种典型的种子发育过程，在其种子形成过程中，籽粒的形成主要依赖于种子的成熟过[2]。

稻米的颖果由颖壳，果皮，种皮，糊粉层，胚乳，胚乳等组成。

籽粒中籽粒的主要成分是籽粒，籽粒中籽粒的重量超过70%，籽粒的发育程度将直接决定籽粒的尺寸。

一、实验目的本实验旨在通过基因工程技术，将具有特定功能的基因导入水稻中，培育出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻，为我国水稻育种提供新的途径。

二、实验原理转基因技术是指将外源基因导入目标生物体基因组中，使目标生物体获得新的性状或功能。

本实验采用农杆菌介导法将目的基因导入水稻中，通过基因重组，使水稻获得抗病、抗虫、抗逆等优良性状。

三、实验材料1. 水稻品种：Oryza sativa L.（籼稻）2. 抗病基因：Xa213. 抗虫基因：Bt蛋白基因4. 抗逆基因：海藻糖合成酶基因5. 农杆菌：Agrobacterium tumefaciens EHA1056. 实验试剂：限制酶、DNA连接酶、质粒、抗生素等四、实验方法1. 目的基因的克隆与构建（1）从基因库中获取抗病基因Xa21、抗虫基因Bt蛋白基因和抗逆基因海藻糖合成酶基因的DNA序列。

（2）利用PCR技术扩增目的基因。

（3）将扩增的目的基因与载体质粒连接，构建重组质粒。

2. 农杆菌转化（1）将重组质粒转化农杆菌EHA105。

（2）将转化后的农杆菌接种于含有抗生素的培养基中，筛选阳性克隆。

3. 转化水稻（1）将阳性农杆菌接种于含有抗生素的培养基中，培养至对数生长期。

（2）将农杆菌与水稻叶片接触，进行转化。

4. 筛选转基因植株（1）将转化后的水稻苗移栽至田间，进行抗性鉴定。

（2）根据抗性表现，筛选出转基因植株。

5. 分子鉴定（1）提取转基因植株的DNA。

（2）利用PCR技术检测目的基因是否整合到水稻基因组中。

五、实验结果1. 成功构建了含有抗病基因Xa21、抗虫基因Bt蛋白基因和抗逆基因海藻糖合成酶基因的重组质粒。

2. 转化后的农杆菌能够将目的基因导入水稻中。

3. 通过抗性鉴定，筛选出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻。

4. 分子鉴定结果显示，目的基因已整合到水稻基因组中。

六、实验结论本实验成功培育出具有抗病、抗虫、抗逆等优良性状的转基因水稻，为我国水稻育种提供了新的途径。

水稻9311基因组摘要：一、引言二、水稻9311基因组的研究背景三、水稻9311基因组的测序与组装四、水稻9311基因组的主要特点五、水稻9311基因组对我国农业发展的意义六、结论正文：一、引言水稻是我国重要的粮食作物之一，对保障国家粮食安全和提高农业产值具有重要意义。

近年来，随着生物科技的发展，对水稻基因组的深入研究为提高水稻产量和品质提供了新的途径。

本文将介绍水稻9311基因组的研究背景、测序与组装以及其主要特点，探讨其在我国农业发展中的意义。

二、水稻9311基因组的研究背景为了更好地了解水稻的遗传机制，我国科学家开始对水稻进行基因组测序。

2002年，我国成功完成了水稻籼稻品种9311的基因组测序，这是继人类基因组计划之后，全球完成的第二个基因组测序项目。

三、水稻9311基因组的测序与组装水稻9311基因组的测序采用了Sanger测序法，通过对DNA片段进行测序，最终获得了一个完整的基因组序列。

在此基础上，科学家们通过基因组组装软件对测序数据进行拼接，得到了完整的水稻9311基因组序列。

四、水稻9311基因组的主要特点1.大小：水稻9311基因组的大小约为430百万碱基对，比人类基因组略大。

2.基因数量：水稻9311基因组中包含约50,000个基因，比人类基因组少很多。

3.重复序列：水稻9311基因组中重复序列占比较高，约为45%，这些重复序列可能与水稻的基因表达调控有关。

4.基因家族：水稻9311基因组中存在大量的基因家族，这些基因家族可能与水稻的生长、发育、抗病等性状有关。

五、水稻9311基因组对我国农业发展的意义1.资源利用：水稻9311基因组的完成，为我国科学家提供了宝贵的遗传资源，有助于深入研究水稻的生长发育机制，提高水稻产量和品质。

2.品种改良：通过研究水稻9311基因组，科学家们可以发掘与水稻产量、品质、抗病等性状相关的关键基因，从而指导水稻育种工作，培育出高产、优质、抗病的新品种。

华南农业大学学报 Journal of South China Agricultural University 2023, 44(6): 843-853DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202307001郭涛, 沈任佳, 王加峰. 水稻基因遗传转化方法研究进展[J]. 华南农业大学学报, 2023, 44(6): 843-853.GUO Tao, SHEN Renjia, WANG Jiafeng. Research progress on genetic transformation methods of rice[J]. Journal of South China Agricultural University, 2023, 44(6): 843-853.特约综述水稻基因遗传转化方法研究进展郭　涛 ，沈任佳，王加峰(华南农业大学 农学院/国家植物航天育种工程技术研究中心, 广东 广州 510642)摘要: 介绍水稻遗传转化方法的发展历程和科研成果，为水稻遗传转化体系的研究和应用提供借鉴。

从生物介导转化法和非生物介导转化法2类方法出发，介绍各种转化方法在水稻上的首次报道和重要进展并进行了展望。

生物介导转化法中，农杆菌Agrobacterium介导转化法通过侵染种胚、稻穗、愈伤组织和茎尖进行转化，种胚及其诱导的愈伤组织作为材料的转化体系较为成熟，稻穗和茎尖转化法则操作简便、转化再生周期短；此外，有研究尝试用根瘤菌Sinorhizobium和Rhizobium以及附着剑菌Ensifer adhaerens转化水稻。

非生物介导转化法中，物理方法转化法(基因枪法、电击法、花粉管通道法和显微注射法)是较为传统的转化方法，基因枪法应用较为成熟，花粉管通道法则取得较多育种成果；介质介导转化法中，纳米材料的应用正逐步成为研究热点。

水稻遗传转化体系的发展可从转化材料的筛选和优化介导转化的载体入手，同时将转化体系和DNA-free、单倍体诱导等技术结合起来，以提高转化效率和安全性，缩短转化再生周期。

⾃然变异基因GS5在调控⽔稻粒形和产量⽅⾯有重要作⽤⾃然变异基因GS5在调控⽔稻粒形和产量⽅⾯有重要作⽤摘要：提⾼作物产量是植物科学研究的重要⽬标之⼀。

粒型是⽲本科作物产量的⼀个重要决定因素，同时也是驯化和⼈⼯育种的⽬标性状之⼀。

我们发现，⽔稻数量性状位点GS5，能够通过调控粒宽、灌浆和粒重，⽽控制粒型。

GS5编码⼀个推测存在的丝氨酸羧肽酶，并且对粒型产⽣正调控。

因此，GS5的⾼表达和粒型变⼤有密切关系。

对来⾃不同地域的51份⽔稻材料的启动⼦区域进⾏测序，我们鉴定出三个可能和粒宽有关系的单模标本。

结果表明，GS5的⾃然变异导致⽔稻粒型的多样化，这可能对提⾼⽔稻和其他作物的产量产⽣作⽤。

近年来，包括分蘖、穗粒数和粒重在内的许多⽔稻产量性状基因（或数量性状位点），已经通过图位克隆的⽅法得到分离。

这些基因通过不同时期表达、不同的⽣化途径和不同的作⽤来调控数量性状和发育进程。

基因的分⼦特征影响粒型（如GS3, GW2和qSW5/GW5），表明许多基因是对粒型进⾏负调控的。

因此，野⽣型等位基因和⼩粒相关联，⽽突变体和⼤粒相关联。

通过研究珍汕97和H94杂交构建的DH群体，我们在第5染⾊体短臂上RM593 和RM574标记之间，发现了⼀个数量性状位点GS5（见表1），其来⾃于珍汕97的等位基因可以增加产量性状。

这个区域和我们早期的结果⼀致。

为了精确定位GS5 ，我们⽤DH27和珍汕97回交三次（DH27是⼀个含有来⾃H94的RM593–RM574之间的染⾊体⽚段，并且55%的遗传背景来⾃珍汕97）。

⾃花授粉的BC3F1植株杂合⼦，产⽣两个BC3F2群体（群体1包含4373株个体，群体2包含5265株个体），并在2005年到2006年种植于中国海南。

在群体1中，我们鉴定出94个RM593 和RM574间的重组体，它们在GS5座位的基因型于2006年夏天在武汉，通过后代测验确定。

分析群体2，在C35和RM574间发现15个重组体。

水稻分子育种的研究与应用：让水稻产量更高众所周知，水稻是人类的主要粮食作物之一。

随着全球人口的增加，人类对水稻的需求日益增长。

因此，如何提高水稻产量一直以来都是一个重要的问题。

传统育种方法需要很长时间，并且效率低下，现在，随着科技的进步，水稻分子育种成为了一种新兴的育种方法。

水稻分子育种是利用分子遗传学和分子生物学手段，对水稻进行研究，以期改善水稻的生长特性，提高其产量和适应性，从而实现高效育种。

分子育种主要包括两种方法：分子标记辅助选择和转基因技术。

分子标记辅助选择是一种通过分子标记预测后代表现的育种方法。

通过分析水稻基因组的DNA序列，可以找到与目标性状相关的分子标记，按照这些分子标记进行筛选即可实现对水稻性状的精准选择。

比如说，通过筛选出耐盐性、耐旱性、抗病性或其他优良性状的分子标记，从而实现英特种、高抗性等特质。

这种方法可以在不对水稻基因组产生变化的情况下，提高水稻的产量和适应性。

另一种分子育种方法是转基因技术。

转基因水稻是在水稻基因组中插入一个或多个人工合成的基因，从而使水稻在特定环境下表现出更好的生长和生存能力。

转基因水稻的优点是高产、耐旱、耐盐、抗虫等，这些特点能够使水稻适应不同的生长环境，保障其稳定的产量。

但是，也存在一些问题，比如说转基因可能会对环境和人体健康造成不良影响等。

虽然分子育种技术较为先进，但是它的研究和应用并非易事。

在实际应用中，需要对水稻的基因组、表达方式和调控机制进行深入研究，选择适用的分子标记和基因，产生转基因水稻并测试其效果。

在此背景下，科学家们进行了大量的研究。

其中，国际水稻组织培养与遗传改良中心、中国农业大学农学院和华南农业大学等研究机构在水稻分子育种领域开展了大量的研究工作。

在中国，分子育种的研究和应用也取得了一系列的成果。

比如，2007年中国水稻耐盐基因(特别是NHX基因)的发掘和利用，使得一项世界性难题得以解决；2019年，中国科学家发现了水稻氯化物转运体基因OsaCAX1的新型致病位点，为抗盐育种提供了新思路等。

香软米水稻的研究进展香软米水稻是一种具有高口感、松软口感和高品质食味的大米品种，是现代水稻育种的重点。

过去几十年，人们在科学研究和农业技术上的广泛应用，使得香软米水稻的产量和品质大大提高，成为农业行业和消费者市场的宠儿。

本文将简要介绍香软米水稻的研究进展。

1、种质资源保护和创新成功种植香软米水稻的关键在于其优良的种质资源，包括高品质和高灵敏性等特点。

为了保护和创新水稻的种质，研究者们开始进行水稻种质资源调查和保护工作，同时也对现有品种进行改良创新工作，以提高其生产性能和经济价值，包括基因编辑技术和转基因水稻引进等。

2、分子育种和生物技术随着生物技术的发展，分子育种和生物技术的应用成为了研究香软米水稻的重要手段。

研究者们对水稻品种进行基因组测序，并分析臭氧、盐碱等胁迫对水稻的影响，运用组织培养、基因工程、细胞培养等技术成功进行了水稻育种工作，并筛选出了一些优良的株系。

3、深入研究水稻发育和生理机制研究水稻的发育和生理机制对于进一步提高香软米水稻品质和增加产量具有重要作用。

目前，研究者们主要通过生物学、生理学、生化学等学科手段探讨水稻生长发育的规律和机制，以改善水稻生理学环境和调控水稻生长机能性状，从而提高水稻基础特性和产量等方面的品质。

4、环境调控技术的研究农业环境的变化和影响是水稻生产的主要因素之一，研究者们主要从土壤改良、化学调控、病虫害防治等角度进行了研究和开发。

实验表明，在不同种植环境下，通过适当的土壤改良和灌溉处理，水稻的产量和品质都有所提高，可以在特定的生态环境下获得更好的稻谷品质。

5、粮食市场环境和质量安全检测随着生活水平的提高，人们对食品质量和方便性的要求越来越高，也越来越注重粮食的安全性。

为了确保香软米水稻的品质和食品安全，科学家积极参与和创新粮食市场环境和质量安全检测技术，开发了各种检测手段和检测技术，如基因芯片技术、核磁共振技术、超高性能液相色谱（UHPLC）等。

以上就是本文对香软米水稻的研究进展做出的简述，总体来说，基于对家庭、农业和工业用途的实际价值的相应的需求，研究人员正在不断探索和创新，以满足消费者的各种需求。

DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12047水稻产量相关性状的全基因组关联分析及候选基因筛选杨飞1,**张征锋2,**南波1肖本泽1,*1 华中农业大学植物科学与技术学院，湖北武汉430070；2 华中师范大学生命科学学院，湖北武汉430079摘要：水稻是最重要的粮食作物之一，培育高产稳产的水稻品种对于维护粮食安全至关重要，对产量相关性状的遗传解析是提高水稻产量的基础。

本文从“3000份水稻核心种质重测序项目”(3K Rice Genome Project)中挑选生育期较为一致的226份核心种质资源材料考察生育期(rice growing period, RGP)、株高(plant height, PH)、有效穗数(effective panicle number, EPN)、穗长(panicle length, PL)、穗着粒密度(spikelet density, SD)、结实率(seed setting rate, SSR)、千粒重(thousand grains weight, TGW)、单株产量(yield per plant, YP)、每穗颖花数(spikelet per panicle, SP)、每穗实粒数(grains per panicle, GP) 10个主要农艺性状，结合2429 kb的高密度基因型数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。

共定位到显著相关位点43个，除了qRGP7.2、qPH12、qPL6.2、qSD6.2、qTGW1.1、qGP1、qGP5.2 7个QTLs以外，其余36个QTL为本研究中定位到的新位点。

此外，本研究利用单核苷酸位点功能评估的方式筛选到6个主要农艺性状相关候选基因。

分别为株高相关基因LOC_Os12g18760、有效穗数相关基因LOC_Os03g33530、穗长相关基因LOC_Os06g30940、千粒重相关基因LOC_Os01g49810、单株产量相关基因LOC_Os09g25260、穗着粒密度和每穗颖花数相关基因LOC_Os09g32620。

野生稻优良基因资源的研究与应用进展李莉萍;应东山;张如莲【摘要】野生稻是栽培稻的野生近缘种，作为重要的基因资源，具有诸多的优良性状，如野生稻对病虫害的抗性、对各种逆境的耐受性以及胞质雄性不育等，已被广泛应用于现代栽培稻的育种改良，成为栽培稻遗传改良的丰富基因源和不可替代的物质基础。

本文综述了野生稻优良基因的发掘和种质资源的利用现状，总结了野生稻保护和利用目前存在的问题，并对其在水稻育种中的应用潜力做出了展望。

%Wild rice is the closely related wild relatives of cultivated rice. As an important genetic resource of rice, it exists a number of elite genes, such as resistance to diseases and insect pests, tolerance to different kinds of stresses and its cytoplasmic male sterility, which have been widely used in cultivated rice breeding. Wild rice is considered to be a rich gene pool and unreplaced basic material for rice genetic improvement. This paper reviewed the discovery of favorable genes and the utilization of germplasm resources in rice breeding, the problems of current research in wild rice were summarized, the utilization potential in rice breeding were prospected for future.【期刊名称】《热带农业科学》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】8页(P34-41)【关键词】野生稻;优良基因;应用;进展【作者】李莉萍;应东山;张如莲【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南儋州 571737;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南儋州 571737;中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室海南儋州 571737【正文语种】中文【中图分类】S511.9稻属(Oryza L.)属于禾本科(Poaceae)的稻亚科(Oryzoideae)。

农学学报2020,10(11):1-6Journal of Agriculture0引言随着人口的日益增长，食物需求量不断上升。

据推测，到2030年，世界人口将增至80亿，粮食需求量增加60%，然而现代工业的发展导致空气水土污染逐年增加，全球气候变暖，良田减少，自然灾害频发，中国农作物面临越来越多的不良环境条件。

水稻是重要的粮食作物，据推测，到2025年水稻的总产量必须是现有的2倍才能满足人口的需求，但20世纪以来，水稻产量的增长水平一直处于徘徊不前的境地。

MicroRNA （微小RNA ）是20世纪才被人们发现的基因调控因子，有关其的研究也是日益增多，探明微小RNA 在生物体内调控生物生理行为的机理并将其合理运用以达到对人类有用的目的是近几年的研究热点。

同样，在水稻抗逆性状的研究上也应重点关注miRNA 对水稻所产生的影响。

目前有关miRNA 在水稻抗逆性中起到的作用研究成果还不多，综述更是少之又少，这与其研究的难度有关，但从现有的研究成果中不难看出miRNA 在水稻抗逆性中起到的作用非常显著，可见在未来这一领域必将是热点与重点，故现作此研究进展综述，希望对未来miRNA 在水稻抗逆性方面的运用研究有一基金项目：广东省农业发展专项“重金属低积累水稻品种的筛选与示范”(D1*******)；广州国家现代农业产业科技创新中心发展（种业数据库、甜玉米研发）建设（水稻）。

作者简介：张子怡，女，1996年出生，安徽马鞍山人，硕士在读，研究方向：农艺与种业（作物）。

通信地址：510000广东省广州市海珠区仲恺路501号仲恺农业工程学院，Tel ：************，E-mail ：****************。

收稿日期：2019-07-30，修回日期：2019-09-02。

microRNA 在水稻抗逆性状中的研究进展张子怡（仲恺农业工程学院，广州510000）摘要：microRNA 作为最新发现一类遗传物质，在水稻抗逆性上起到重要作用。

水稻近等基因系构建及应用研究进展盛浩闻;罗丽华;肖应辉【摘要】Near isogenic lines,which with a simple genetic background,was commonly used in genetics and breeding re-search of crops. The methods include backcrossing,isolating from mutants and advanced population,and other integrated methods for developing near isogenic lines in rice were introduced. The application of near isogenic lines in gene mapping, gene effects analysis,breeding,physiology function identification and agronomic traits evaluation were summarized.%近等基因系是作物遗传育种研究中常用的遗传群体，具有遗传背景简单的特点。

介绍了回交转育、从突变体中和高世代群体中分离以及其他综合方法等构建水稻近等基因系的方法，综述了近等基因系在水稻基因定位、基因效应研究、品种选育、生理机能和重要农艺性状鉴定等方面的应用情况。

【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P306-311)【关键词】水稻;近等基因系;遗传群体构建;基因定位【作者】盛浩闻;罗丽华;肖应辉【作者单位】湖南农业大学农学院，长沙410128;湖南农业大学农学院，长沙410128;湖南农业大学农学院，长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S511.032近等基因系（Near Isogenic Lines，NIL）指一组遗传背景相同或相近，而只在个别染色体区段或某个特定性状上存在差异的一组品系。