杂交水稻生物技术范文

导语：如何才能写好一篇杂交水稻生物技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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[关键词]超级水稻 育种 高产

中图分类号：S5 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）45-0200-01

1.超级稻的基本概念及特征

超级稻是通过理想株型塑造与杂种优势利用相结合选育的单产大幅度提高、品质优良、抗性较强的新型水稻品种。超级稻基本特征主要表现为穗型变大、分蘖力较强、株高提高、光合能力强、株型优化、生产量

大。第一，穗型较大。分析表现超级稻品种总体穗型较普通水稻品种大，籼型超级稻品种大多每穗粒数在

150-200粒，超级稻增产因子分析表明超级稻比普通水稻增产主要因子是提高每穗粒数。第二，分蘖较强。

近年来超级稻品种和组合特性观察表现，超级稻品种和组合的分蘖力较强，低位分蘖多，分蘖速度快。第三，株高较高，杂交稻增产主要依靠生物产量的提高，大多数超级稻品种株高有所提高，同时叶面积密度下降，生物产量提高，收获指数较高。第四，养分利用率较高，超级稻氮、磷、钾的生理效率较高。第五，光合能力强，超级稻光合能力强，尤其是生育中后期的光合潜力大，积累的干物质多，后期普遍表现青秆黄熟，从而能制造更多的光合产物并及时向籽粒转运而形成较高的产量。

2.国内外水稻育种研究状况

面对日益严峻的世界粮食安全问题，在二十世纪八十年代日本、国际水稻研究所实施水稻超高产育种即超级稻育种计划以后，中国于1996年正式启动了水稻超高产育种项目。虽然我国的水稻超高产育种起步相对较晚，但是无论在理论基础研究和育种实践应用等方面都取得了重要进展，杂交水稻的研究尚处于国际领先水平。

2.1 国外水稻育种研究状况

新世纪，由于生物工程技术应用与市场经济的飞速发展，育种业全球化的步伐不断加快，发达国家育种

业面临全球化、产业化、高技术化的发展趋势。美国基本上主宰了基因工程（转基因技术）在育种上的应用，已经在转基因玉米和大豆育种上打破了传统的育种方法，基本上实现了高品质、特用专用、高产量、多用途的转基因育种，实现了目标育种和定向育种。进入20世纪80年代后期，国际水稻所的育种、生理、栽培等学科的科学家合作研究联合攻关，根据水稻形态、生理、物质生产等与产量的关系的研究结果，提出了培育“超级稻”后又称新株型的超高产育种计划。目前世界上美国、日本等国家在水稻育种方面处于领先地位，而我国在水稻育种方面的优势在于杂交水稻育种研究。

2.2 国内水稻育种研究状况

我国水稻育种业比欧美发达国家有很大差距，在第三世界中处领先地位。1996年农业部决定开始组织立项为期l0年的“中国超级稻研究”的重大项目，攻关目标是通过各种途径的品种改良和配套栽培技术体系的搭建和完善。

中国常规稻的超高产育种。我国水稻育种专家黄耀祥院士提出的矮生早长或丛生早长育种计划，主要方法是在矮化、丛化育种的基础上实施“早长育种”思路，使穗数和穗重在更高的水平上协调统一。在这种理

论中，认为矮生早长类型水稻的特点应是在营养生长前期就长出较长、较厚、较大的叶片和叶鞘，相应地提

高了茎秆的粗壮度和叶面积指数，以利于营养物质的大量合成和贮存，为孕育穗大粒多提供物质保证，通过该理论成功培育出了一批理想品种。

中国杂交水稻的超高产育种。我国国家杂交稻工程技术研究中心袁隆平院士提出的三系、二系、一系育种法，把杂交水稻概括地划分为三个战略发展阶段，即“三系法为主的品种间杂种优势”，“两系法为主的亚种间杂种优势”，“一系法边缘杂种优势”，并取得了明显的育种效果，培育出新品种，在国内南方稻区大面积推广达2亿亩以上，取得了显著的社会经济效益。

我国三北地区（东北、华北、西北）主要以栽培粳稻为主，吉林、辽宁、黑龙江三省区的科研优势雄厚，培育出的粳稻品种更因受三北地区的自然、气候、地理环境的制约，主攻方向是抗低温、冷害、抗逆、抗倒、米质优并能达到一定的产量水平。

3.超级稻高产栽培研究技术进展

近年超级稻的栽培在全国不同稻区也取得了突破性进展。在超级稻示范推广的同时各地根据区域生态特点结合当地主推品种特性，集成一批超级稻超高产栽培技术。湖南研究了“壮秆重穗超高产栽培法”，成功采用壮杆重穗栽培法，运用“稳前攻中促后”的水肥运筹原则，以壮杆大穗和高结实率而获得高产超级水稻育种。国家杂交水稻工程技术研究中心，则针对三熟制双季稻生长季节紧张的实际情况，研究出“高中壮”满负荷超高产栽培技术。同时，中国水稻研究所以超级稻协优9308为核心材料，将培育壮秧、宽行稀植、精确施肥、定量控蘖、化学调节、好气灌溉、病虫草综合防治等技术组装配套为“后期功能型”超高产栽培，通过改善根系生长和活力，提高后期物质生产能力，取得了大面积均衡高产，而且获得较好的经济效益。江苏研究集成“超级稻精确定量超高产栽培技术体系”，即采用偏迟熟超级稻品种，通过“精苗稳前-控蘖攻中-大穗强后”的栽培途径实现超级稻超高产。安徽研究提出采用生育期适中偏长超级稻品种，通过适当早播、合理稀播培育壮秧增加积温；大田早期迅速创建一个较大的叶面积指数、促进水稻群体尽早进入光合适期，生育中期壮秆强根、延长有效叶面积高值期，生育后期补充营养、湿润灌溉增强群体活力和抗逆性、减缓高效叶面积下降速率以补偿群体光合势的超级稻“补偿超高产栽培”的技术思路。

4.世界超级水稻育种技术展望

我国杂交水稻的研制成功是当代世界农业发展史上的重大进展，使得水稻单产获得了大幅度提高，杂交水稻的大面积推广，创造了巨大的社会和经济效益，为实现我国粮食供需平衡作出重大贡献，同时推动世界其它国家杂交水稻的研究。我国杂交籼稻，从不育系的胞质类型分为野败型、矮败型、冈-D型、K型和印尼水田谷型。目前世界上水稻育种的发展趋势：国际水稻新的育种目标是提出培育“超级稻”即理想的新株型。目前世界上水稻育种实践中仍主要采用杂交育种等常规手段，近年来随着生物技术的迅速发展，各国的育种学家愈来愈广泛地采用基因工程等现代生物技术用于水稻育种的研究当中，试图将一些控制优良性状的外源基因导入水稻，从而培育出高产、优质、抗性强的水稻新品种。转基因技术在水稻种植领域的成功运用，能够将水稻自身不具有的外源基因导入水稻育种，弥补某些遗传资源的不足之处，丰富水稻育种的基因库，促进了水稻育种的发展。抗除草剂是基因工程最早涉及的利用领域之一，在水稻基因中成功获得抗除草剂转基

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据云南糖网2月1日消息， 2011年9―12月期间，农业部遥感应用中心对2011年我国广东、广西、海南、云南4省（区）甘蔗种植面积进行了监测。监测结果显示：4省（区）甘蔗种植面积为2556.97万亩，较上年增加187.87万亩，增加7.93%。

华中农大克隆出水稻基因PMS3

据生物通网2月6日消息，来自华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室和国家植物基因研究中心张启发课题组的研究人员日前成功克隆出了控制水稻光敏感核不育的基因pms3，这一研究成果对于加速水稻“两系”不育系的培育，促进作物杂种优势利用研究的发展具有非常重要的意义。相关研究论文于1月30日发表在《美国科学院院刊》（PNAS）杂志上。

光敏感雄性核不育水稻农垦58S于1973年在湖北沔阳(今仙桃)发现，被认为是一个极其宝贵的遗传资源。光敏感核不育水稻杂交体系又称为“两系”杂交稻，与传统“三系”杂交稻相比，“两系”杂交稻简化了杂交育种和制种程序，降低了种子成本，且自由配种，能充分发挥杂种优势。1987年启动的中国国家“863”计划，就将利用光敏感核不育培育“两系”杂交稻作为主要内容之一列入生物技术领域。从那时开始，华中农业大学的张启发课题组就一直致力于克隆控制水稻光敏感核不育的基因。2011年再度成功克隆出正调控水稻粒重的数量性状基因GS5。

四省区“节水增粮行动”实施

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关键词：水稻；强种植技术；种植效益；籼稻

中图分类号：S571

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）11007102

1 引言

中国作为世界农业大国，水稻不仅是数以亿计的中国人的食粮，更出口到全世界，给我国财政提供了一定的经济支持。几千年的水稻种植经验，伴随着科技的发展，水稻的种植技术和产量都有质的飞跃。水稻培植技术的优劣决定了我国的水稻产量高低，所以要不断提升种植技术，对先进技术进行推广与应用，让我国的水稻产量越来越高。

2 水稻种植存在的问题

2.1 插秧密度过小

“杂交水稻”技术面世后，我国水稻的品种不断增多，目前国内大范围种植杂交水稻为矮秆水稻，育苗的技术也从水育发展到旱育。品种的优化让水稻生存能力不断提高，其产量与营养质量也不断提升。目前我们国内各种稻类的种植都出现了插秧密度过小的问题，种植的秧苗数量过少，导致产量较低。

2.2 肥料使用问题

过去我们的传统水稻种植一般采用有机肥（农家肥），现在我们的化学、生物技术水平不断提高，根据稻米生长需求元素分析后专门制作推出了一些有机、无机肥料，富含水稻生长所需的氮、磷、钾元素。

2.3 水稻品种选择不当

种植水稻的主要人群还是以农民为主，因为知识储备不多，文化水平不够，对于水稻种植一般都依靠历来的传统的经验传承，因为水稻的品种不断增加，对于水稻的选种很混乱，像华坪县属于亚热带气候，海拔1100 m，年均温度19.6℃。华坪县主导品种D优527，这是由四川农业大学的水稻研究选育出来的品种，其茎秆很粗壮，苗期的繁茂性非常好，且分蘖力很强，穗型算是中等，且是长粒型，后期的转色好。播种期在3月上旬，每亩秧田播种10～15 kg。但是如果整个县都只种植统一品种的籼稻也会出现很多问题，比如说容易导致大范围水稻受到水稻病虫的侵害，所以我们需要对水稻品种选择和种植进行规划后合理安排种植。水稻的品种选择需要根据种植地的土壤特性、地理海拔、气候、气温等因素来综合考虑。根据水稻生长周期来搭配种植不同品种水稻，保证水稻的产量能够稳定并提高，使其抗病、抗害能力也能有所提高。

2.4 水稻育秧技术不当

稻农一般只重视插秧后的水稻管理，对于育秧过程不是很重视，这就导致很大比例的秧苗在育苗过程中没有受到好的照顾从而影响水稻后期生长。常见问题有育秧过程过久、插秧太深、秧苗培育密度过大等。

2.5 水稻播种时间不当

不同品种的水稻对于气候、湿度的要求都是不同的，所以根据水稻的特性来制定播种时间，可避免出现过早播种或推迟播种。

3 水稻栽培全过程技术分析和改善对策

3.1 选择品种分析

根据种植地的海拔、气候、平均温度、湿度、土壤特性来选择。目前同一品种的水稻分为抗病类和高产类。需要注意的是，不能大范围只种植一种类型品种的水稻，这非常容易造成成片的水稻受到病虫害的侵害，要合理的进行搭配，比如华坪县就会在每块田地里搭配种植抗病类和高产类的籼稻。

3.2 播种时间分析

华坪县属于一季中稻区，水稻播种期主要受前作收获时间影响，播种过早、秧龄过长、秧苗分蘖不足、播种过晚、后期阴雨天气都会影响授粉结实，增加病虫害。最佳播种期以秧龄50 d为宜，前作西瓜以3月15日左右播种，前作小麦以3月1日左右播种为宜。

3.3 水稻用肥分析

我们水稻使用的肥料从以往的以农家肥为主慢慢变成以合成肥（添加氮、磷、钾元素）为主，杂交水稻的产量非常高，营养价值也非常的高，这就归功于杂交水稻有发达的根系，根系对于土壤里的养分吸收能力很强。表1为华坪县2013年水稻推荐施肥配方，取得了良好的成效。

2013年全县推广水稻测土配方施肥技术4.3万亩，亩均增产16.3 kg，增2.56%，亩减不合理施肥（纯量）0.46 kg，增收节支33.3元。

3.4 水稻灌溉分析

植物和动物的生长都离不开水的滋养。水稻是需水较多的作物，长期以来，农户都是采用淹水灌溉。实践证明，这种灌溉方式会加重病虫害发生，造成植株徒长，增加倒伏风险，除移栽后需要保持水层保证秧苗成活外，水稻的整个中后期都不需要深水灌溉，采用间歇灌溉，干湿交替既能满足水稻对水分的要求，又能够促进植株健壮生长，减轻病虫害发生。因此华坪县干热河谷区水稻灌溉方法是寸水活棵、浅水分蘖、干湿交替、湿润灌溉。

3.5 水稻的后期管理

田地施肥、水稻育苗、插秧等工作完成后进入了水稻的后期管理流程。我们不仅要注意土壤的水分是否充足，土地够不够肥沃，还要经常去观察水稻的生长情况，对稻田进行人工处理，比如有一些伏倒的水稻需要我们用一些支撑物将其支撑起来，防止因为伏倒导致水稻腐烂，使水稻的产量降低。在管理当中，我们还要注意水稻的种植是否太过密集，稻田的通风情况好不好，保证每株水稻都能处在充足日晒且空气流通的环境，这也能提高水稻的光合作用与呼吸作用，让水稻能更好的生长，让水稻的产量不断提高。

3.6 控苗与控病技术

水稻的品种是否优良决定了水稻的稻谷质量高低，需要采用控苗技术，控苗技术也是水稻繁殖中“优生优育”技术。比如说我们过去水稻种植会产生较多无效分蘖，这些无效分蘖会吸收养分，但又不会产生稻谷，反而妨碍了正常水稻的生长，还容易引发病虫害问题，会对水稻的群体效应进行结构性的破坏，导致水稻伏倒，产生非常多的不良后果。所以我们要采用控苗技术对无效分蘖的数量进行控制，从而保证我们的水稻能正常的生产，保证其不受到无效分蘖的不良影响，实现水稻的稻谷高产量。对低氮肥的使用量进行严格的控制，保证用量和次数都在正常范围内，对于其他肥料也一样要进行控制。控病技术就要有目的的增加我们水稻茎的粗细，减少水稻间的基部节间距、增加水稻中上部节间距，以确保能在保证增产的条件下不断减少倒伏水稻的数量。例如：2013年华坪县水稻白叶枯病发生0.8万亩、稻螟虫4.26万亩，稻飞虱3.5万亩，粘虫2万亩，稻曲病1.6万亩。水稻病虫害防治面积9.67万亩次，挽回损失0.65万t，占总产量的25.8%。

4 结语

我国作为世界农业大国，水稻的产量和质量都是占据世界领先地位的。我国的农村与国外的自动化农场式管理方式不同，还是保持着小农精耕细作的家庭合作种植模式。精耕细作的家庭合作种植能在种植细节上处理的非常好，在各个环节都使用精细化管理，更强调人力对于水稻产量的增幅效果。我国的国土辽阔，各省的地理环境差异性很大，这就需要让种植者更了解水稻种植技术，才能因地制宜选择合适的品种、采用合适的技术进行种植，让水稻的产量不断增加，保证人们的日常使用需求和经济出口需求。

参考文献：

[1]李文明，罗 丹，陈 洁，等.农业适度规模经营：规模效益、产出水平与生产成本――基于1552个水稻种植户的调查数据[J].中国农村经济，2015（3）：4～17，43.

[2]单文芳.采用技术优化提高水稻种植效益的探索[J].中国农业信息，2015（8）：113～115.

[3]王锦艳，张彩清，杨腊梅，等.优化水稻种植技术，提高种植效益[J].北京农业，2015（14）：81～82.

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中国农业科学院院长翟虎渠、中国科学院生物局局长朱桢、国家科技部生物技术中心主任王宏广、北京市农业局副局长刘亚清、北京市科委副主任杨伟光、北京农学院院长王有年、北京市海淀区副区长于军、中国工程院院士范云六等各界领导、专家学者参加了成立大会。

大北农集团董事长邵根伙博士在“产业联盟”成立大会上指出，21世纪是生物技术的世纪，而农业作为体现生物技术的产业，正迎来新世纪的春天。

农业生物技术风起云涌

在20世纪80年代新技术革命浪潮中，生物技术作为其中最重要的组成部分，不仅在近期内能提供新的产业，而且在解决人类社会所面临的许多重大问题方面（如人口和食物、能源和资源等等）也可发挥重要作用。农业科学的主体在于研究生物生长发育的规律。通过与现代生物学尤其是生物技术的交融，未来农业在人工塑造新物种、构建栽培与养殖环境、开辟食品和资源利用新领域等方面，必将取得重大突破，并形成一批新的生物技术产业群，从而带来一场新的农业产业革命。

经过20多年发展，从跟踪仿制到自主创新、从实验室探索到产业化、从单项技术突破到整体协调发展，这些转变使得我国农业生物技术已经跃居世界先进水平。近年来,我国生物技术产业已经开始由在杂交育种技术、基因技术等领域均取得了重大突破。

农业生物技术是我国高新技术领域与国外差距最小的优势领域，而中关村地区更拥有全球最为密集的农业生物技术研究资源。在研究创新和技术支撑方面，聚集了中国农科院、中国农业大学、中国科学院等顶尖研究机构；在成果转化实体方面，汇集了大北农集团、奥瑞金种业和中农大康种业等行业知名企业；在产业政策方面，可享受中关村科技园区优惠政策和农业产业政策。诸多优势条件的具备，为农业生物技术产业在中关村园区的快速发展奠定了坚实的基础。

产业化进展成绩斐然

目前，中国农业生物技术产业主要包括转基因农作物和超级杂交水稻、植物组织培养、生物农药、饲料添加剂、兽用疫苗、生物肥料、生物农用材料等方面。

我国首创的两系法杂交水稻已进入大面积产业化推广阶段。高产优势两系杂交稻的推广对解决我国因水稻劣质造成的积压问题，调整种植业结构发挥着重要作用。据统计，两系杂交水稻组合累计种植371万公顷，每公顷比当地主栽品种平均增产750kg以上，且米质有了较大的提高，增加社会效益近30亿元。

我国是世界上第一个批准转基因作物商品化生产的国家，已有转基因耐贮藏番茄、改变花色的矮牵牛、抗病毒甜椒和辣椒、抗病毒番茄、抗虫棉等6种转基因植物通过了商品化生产许可，并有20余种转基因植物进入环境释放阶段。其中在抗虫棉研究和产业化方面进展最为迅速：通过引进和自主研发并举等办法，2004年全国转基因抗虫棉品种种植面积已发展到370万公顷，占当年棉田面积的66％，其中国产抗虫棉占市场份额的60％。每公顷抗虫棉能节水增收2100元左右，累计产生的经济效益已达50亿元以上。此外还极大地减少了化学农药的用量，对保护生态环境、实现农业可持续发展，具有不可估量的社会效益。

在动物生物技术领域，我国转基因鱼已进入控制性生产，中国科学家培育出的三倍体鱼湘云鲫（鲤）已推广至全国23个省、直辖市，中试期间共生产湘云鲫（鲤）鱼苗1.9亿尾和复花鱼种3580万尾，获纯利457万元。

在农业微生物技术方面，中国农业科学院植物保护研究所和华中农业大学分离了一批杀虫新基因，构建了一批多功能工程菌。北京大学等单位研制出新型高效多功能固氮菌肥3个，并获得肥料登记证和AA级绿色食品认定推荐证书。中国农业科学院饲料所研制的单胃畜禽用植酸酶和中性植酸酶2002年7月获得科学技术部、环境保护总局等6部委颁发的国家重点产品证书（2002ED326007）。“利用基因工程酵母生产植酸酶”技术获2001年度国家科技进步二等奖，并且建成了一个年生产能力为1万吨的饲料用植酸酶生产基地。产业化基地建设正逐步带动一个以保持我国农业和环境可持续发展为共同目标的新型农药、肥料和饲料微生物产业群的形成。

面临挑战，重任在肩

我们也必须清醒地看到，我国科学技术总体水平与主要发达国家和新兴工业化国家相比还存在较大差距,农业生物技术领域的发展面临巨大挑战。主要表现为：

自主创新成果少。第一次绿色革命的特征是公益性强，以公共机构为投资主体，公众受益，知识和成果全球共享。而以农业生物技术为核心的第二次绿色革命却带有明显的垄断性和知识产权保护特点。由于我国农业生物技术基础研究较差，科研导向有些偏差，致使农业生物技术研究跟踪模仿的较多，前瞻性研究较少，自主创新能力较差，缺少以市场为导向、以产品为目标的研究意识。这使我国农业生物技术的发展将面临知识产权的严峻挑战。

科技投入不足，且急功近利。在美国支持生物技术研究的政府部门至少有13家，包括美国国际开发署、农业部、能源部、国家航空与航天局、国家自然科学基金会等。其生物技术研究上世纪90年代以来，每年总投资在70-150亿美元，其中国家投资保持在40亿美元左右，用于农业生物技术方面大约在15%以上，且近几年有明显增加趋势。而同期我国“863”计划和国家科技攻关计划等平均每年投资生物技术研究仅人民币1亿元左右，用于农业生物技术方面的比例在20%左右，与国外相比，我国农业生物技术领域投资力度太小。

国家缺少对农业生物技术发展的扶植政策。目前，我国知识产权保护法律法规不健全、市场机制发育不完善，企业对有风险的高科技产业的投资能力较低。国内有竞争势力的农业生物技术高科技企业迟迟难以出现，而国外有实力的农业生物技术知名大公司却趁此纷纷进入中国，强占中国市场份额，使中国的农业生物技术面临一个严峻的国际竞争势态。

缺乏转化农业生物技术研究成果的有效机制，产业化渠道不畅通。我国农业生物技术的科研水平在很多领域与国外的差距不大，但因成果无法转化或不能及时转化，而产生不了社会效益和经济效益，严重制约了我国农业科技的发展。

五年工作规划

2006初，由大北农集团、中关村高新技术企业协会、中国农业科学院饲料研究所、北京奥瑞金种业、伟嘉集团、中国农业大学农业生物技术国家重点实试室、中牧股份、德青源农业科技公司、德农种业、中国农业科学院生物技术研究所、锦绣大地农业公司等联合发起，开始了中关村高新技术企业协会农业生物技术产业分会成立的筹备工作。首批加入协会的会员单位有70多家。此次成立大会选举产生了协会首届理事会，推举大北农集团董事长邵根伙为理事长。

“中关村农业生物技术产业联盟”的成立标志着农业生物技术改造和提升，更体现了从农业向生命农业的方向发展。我国需要两村牵手，就是中关村的高新技术、企业提升和引领广大农村的产业结构调整，产业联盟的成立标志着中关村更加坚强有力，更加体现了我们企业的联姻、联合，特别是企业在从高新技术提升和改造传统农业的过程当中，不仅仅本着实际、实用、实效的特点，更体现了高新技术如何引领都市型现代农业的发展。通过技术进步要推出一批在高新农业中做给农民看，更重要的是农民能学新型的实用技术，在这个过程中我想科技是企业的主体，在企业的发展当中一定会以市场为目标，以科技为先导，以教育委基础，以效益为纽带，它将使我们的都市型现代农业的发展更上一个新的台阶。

“中关村农业生物技术产业联盟”未来五年的工作规划立足根本，为将来的发展方向设计了一条广阔的道路。

2007年度：奠定基础，做好各项前期工作。建立信息网络体系；成立中关村农业生物技术产业专家委员会；建立发展论坛；积极利用各种资源树立“农业生物技术产业协会”形象。

2008年度：论证“中关村农业生物技术产业科技园”；积极开展国际合作，与欧盟、北美地区生物技术行业协会建立联络机制。

2009年度：在国内联络3――4个农业生物技术产业科技园；促进建立具有自主知识品牌的龙头产品3――5个；与国内主要农业省建立有效地农业生物技术产业互动机制；拟定农业生物技术产业行业标准。

2010年度：得到国家有关部门的重视，并为国家“十二五计划”如何做强我国“农业生物技术产业”提供科学、系统论证；在国内及北京促进建立2――3个农业生物技术产业科技园。

2011年度：建立中关村农业生物技术产业的研发、产业、销售、服务、宣传等一体化网络体系；力争使中关村具有国际竞争力的农业生物技术创业基地。

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关键词：两系杂交中籼新组合；齐两优918；优质抗倒；选育；栽培与制种技术

中图分类号 S511.2+1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）13-53-03

齐两优918是合肥齐民济生生物技术研究所和安徽华韵生物科技有限公司以自育两用不育系033S与自育优质抗倒恢复系R918杂组的两系杂交中籼新组合，2012年7月通过安徽省农作物品种审定委员会审定，审定编号为皖稻2012007。2012年6月申请农业部植物新品种权保护（申请号20120638.2），同年11月1日获新品种保护权公告（公告号CNA009336E）。母本033S于2008年8月通过安徽省农作物品种审定委员会组织的技术鉴定。R918系笔者2002年始用香籼2707与R489（9024×轮回422）杂交，经多代定向选育，于2006年选定株叶形态良好且茎秆粗壮的稳定两系恢复系并定名为R918。齐两优918经全省多点优势鉴定与示范种植，均表现出高产稳产、适应性较强、米质优等特点，是优质、抗倒伏、高产兼顾的两系杂交稻新组合，具有较好的开发应用价值。

1 选育经过

1.1 033S选育 2002年正季以广占63S[1]为母本与粤泰B为父本杂交，当年海南冬繁种植F1，结实正常。2003年正季放大群体种植，选择综合性状优良的不育株再生自交结实留种，连续采用系谱法直到2005正季，F6代各株系的不育性已基本稳定，农艺性状趋于一致，其中1个株系表现突出，再生隔离自交结实留种，作为不育系繁殖的核心种子，并定名为033S。2008年经华中农业大学人工气候箱鉴定，光照14.5h、23.5℃条件下花粉败育度99.61%，自交结实率0.00%。同年8月，安徽省农作物品种审定委员会组织专家对033S进行田间现场鉴定，在自然条件下8月1日始穗的单穗，套袋自交不实率为99.93%；镜检8月18日抽穗的花粉败育率为99.98%，各项指标达到了不育系的选育标准，一致通过鉴定。

1.2 R918选育 2002年以香籼2707作母本与R489（9024×轮回422）杂交。2003年种植杂交F1植株83株，混收。2003年冬，海南加代种植F2群体4 870株，选收135个优良单株。2004年夏，在池州种植F3株系，从优良株系中选择优良单株85株。2004年冬，海南加代种植F4优良株系85个，继续系谱法选育，收获优良株系单株43株。2005年正季池州种植F5株系43个，选综合性状好、茎秆粗壮、抗倒能力强、米质好的单株25株。2005年冬，海南加代种植F6株系，选符合目标性状单株8株。2006年合肥正季种植F7株系，同时用Y58S、广占63S与033S进行测交，收获株系及测交种子。2007年编号为X-8-9-1-8的株系综合性状符合育种目标且生长一致，其所配组合优势明显，遂收获其种子并定名为R918。

1.3 齐两优918的选育 R918综合性状好，与测交不育系测交组合优势强，且茎秆粗壮，抗倒伏性状明显。2007年收获R918与033S试配种子7.5kg，2008年033S/R918参加合肥齐民济生生物技术研究所安排的品种比较试验，比对照II优838增产10.4%，增产极显著。同年在安庆小面积示范，平均单产为10.38t/hm2，比II优838增产12.8%。2009年参加安徽省水稻中籼组区域试验，至2011年顺利完成试验程序，2012年7月通过安徽省农作物品种审定委员会审定，审定编号为皖稻2012007。

2 特征特性

2.1 农艺性状 齐两优918株高127.8cm，全生育期138d左右，与II优838相近。株形松紧适中，茎秆粗壮，分蘖力中等，剑叶上挺，稃尖无色，穗颈较硬，着粒较密，米粒长形，后期田间转色好。一般667m2有效穗13.8万，穗长23.8cm，每穗总粒数205.7粒，结实率80.9%，千粒重28.1g。

2.2 产量表现 2008年参加合肥齐民济生生物技术研究所新品种比较试验，产量9.525t/hm2，比II优838增产10.4%。2009年参加安徽省中籼区域试验，9点平均产量9.217t/hm2，比对照II优838增产7.06%，达极显著水平，列小组第一位。2010年9点平均产量8.975t/hm2，比对照II优838增产5.81%，达极显著水平。2011年生产试验5点平均产量9.250t/hm2，比对照II优838增产8.17%。2012年在霍邱安排连片4hm2高产示范，平均产量达10.38t/hm2，个别高产攻关点单产可达12.48t/hm2，且高产条件下成熟期很好的抗倒伏性能也得到了验证。

2.3 稻米品质 齐两优918品质经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心（杭州）检测：糙米率81.4%，精米率74.0%，整精米率68.5%，粒长7.2mm，长宽比2.9，垩白粒率16%，垩白度1.7%，透明度1级，碱消值7.0级，胶稠度66mm，直链淀粉16.3%，蛋白质10.0%。综合评定米质符合三等食用米标准。2012年示范种植收获的稻谷经加工成的大米商品性好，米饭松软适中，被粮食企业作为优质米销售。2013年在安徽省水稻主产区被部分粮食加工厂作为订单品种安排生产，所产稻谷将加价收购。

2.4 抗病性 齐两优918经安徽省农科院植保所鉴定，2009年中抗稻瘟病（综合抗指5.7），中抗稻曲病（病株率18.0%），感纹枯病（病指57.7），感白叶枯病（病指48.9）。2010年中抗稻瘟病（综合抗指5.8），中抗稻曲病（病株率19.0%），感纹枯病（病指61.8），感白叶枯病（病指48.6）。

3 栽培技术要点

3.1 适时播种，培育多蘖壮秧 根据各地的种植习惯适时播种，播种时间的确定应尽可能考虑避开抽穗扬花期高温对结实率的影响。一般情况下皖西及合肥地区在4月中、下旬播种，皖东地区4月下旬播种，沿江地区4月底至5月初播种。育秧方式采用湿润水育秧，种子用强氯精浸种消毒，洗净后待催芽露白再播种，播种时做到稀播匀播，秧田播种量不超过120kg/hm2，大田用种量15kg/hm2。培育带蘖壮秧，秧田施足基肥，以冬耕冻伐过的空闲田为佳。秧龄25～30d为宜或5叶1心时开始移栽。

3.2 及时移栽，插足基本苗 早栽可以促进早发，一般情况下，在秧苗达到5叶1心时即可移栽，最适移栽时期为5.5～6.5叶。齐两优918穗形较大但分蘖力一般，影响产量的最主要因素是667m2有效穗的多少，因此，高产栽培的关键是插足基本苗。中等肥力的田块栽插密度为16.7cm×20cm或16.7cm×23.3cm，每穴栽2粒种子苗，插足基本苗120万～150万/hm2。

3.3 肥水管理 齐两优918营养生长量较大，对肥料的需求量较高，总纯氮量不低于270kg/hm2，做到氮、磷、钾肥配合施用，底肥和追肥比为7：3或6：4。栽秧前整田时施45%的三元复合肥525～600kg/hm2；栽秧后5～7d结合化学除草进行第一次追肥，追施尿素112.5～150.0kg/hm2；移栽后约22～25d左右再结合苗情开始晒田，晒田应做到适度，复水时施尿素37.5～60kg/hm2、氯化钾112.5～150kg/hm2，以主攻大穗多粒，促进营养物质运输，提高结实率。因穗形大、粒重较高，为确保米质，灌浆期间田间应保持湿润，不能断水过早。

3.4 病虫害综合防治 全程做好稻纵卷叶螟、二化螟、稻曲病、稻瘟病等病虫害的防治工作。优质两系杂交稻稻曲病的发生近年有上升趋势，后期需要特别注意进行预防。药剂防治适期在水稻破口前5d左右施药，间隔7d再施药1次。可用20%的井冈霉素粉剂562.5g/hm2或20%的粉锈宁乳油1 125mL/hm2兑水喷雾。

4 制种技术要点

4.1 选择安全的两系制种基地，确定合适的安全抽穗期和父母本播期 两系水稻安全制种的关键是基地的选择，安全的制种基地是确保种子质量的前提。北回归线附近的部分区域是我国两系生产最为安全的区域[2]。母本033S育性转换温度在23.5℃以内，父本R918生育期较长并有弱感光特性，所以齐两优918适宜在湖南、福建等纬度相对较低的区域制种。在福建建宁制种，母本播种期安排在5月26日，始穗期在8月12～14日为宜，父母本时差30～32d，叶差6.8～7.0叶，理想的花遇标准是要求父本早母本2d见穗。

4.2 培育多蘖壮秧 考虑茬口及气候因素，父本可采取两段育秧，父本秧龄一期45d左右，叶龄9.3～9.8叶，单株茎蘖10个以上，二期32d左右移栽。母本采用湿润育秧，播种量约150～180kg/hm2，秧龄18～22d，叶龄6.5～7叶，单株茎蘖3个以上。秧田应施足基肥，一般施用饼肥750kg/hm2、尿素150kg/hm2、磷肥600kg/hm2、钾肥150kg/hm2，施入全耕作层。父本寄栽3d后施尿素75kg/hm2，以后每隔10d追112.5kg/hm2，二期父本少追1次肥，秧田期父本不使用多效唑。母本1叶1心时施尿素75kg/hm2，2叶1心时施尿素112.5kg/hm2，并用300g/hm2多效唑喷施秧苗。

4.3 插足基本苗 父本采用3本、双行栽插，株行距23.3cm×20.0cm，厢宽2.2m。父母本行比2∶12，父母本间距26.6cm，父本插足3.9万/hm2基本苗。母本秧龄20d左右移栽，单株茎蘖3个左右，双本栽插，株行距为13.3cm×13.3cm。

4.4 加强田间管理 制种大田施肥原则为“前重、中控、后补”。大田总施入纯氮150～180kg/hm2，N、P、K比例以2∶1∶1.5为宜。以有机肥为主、基肥为主。父本栽前不施肥，栽后3～5d，用碳酸氢铵225kg/hm2、尿素75kg/hm2、复合肥120kg/hm2混合后沿父本行间弯腰条施；母本移栽前施尿素150kg/hm2、专用复合肥375kg/hm2，栽后5～7d一次性追施尿素150kg/hm2，12～15d排水烤田，历时7～10d。幼穗分化六期看苗补施保花肥。田间以干湿交替为主，分蘖末期及时排水晒田，收割前7d断水。

在不育系育性敏感期内，应密切关注天气的变化，一旦出现气温有下降到低于23.5℃的趋势，应提前灌深水以缓冲短期低温对育性的影响，气温回升后即排水。

4.5 做好花期预测，提高产量和质量

4.5.1 及时预测抽穗期 R918整个幼穗分化历期约35d，033S分化历期约30d。父母本拔节前后，利用叶龄余数法与幼穗剥查法及时预测抽穗时期。在正常花遇情况下，Ⅲ期前父本应早母本二期，Ⅲ-Ⅵ期父本早母本一期，以后基本同步。 （下转69页）

（上接54页）4.5.2 适时适量喷施“九二” 母本对“九二”较敏感，总用量为675g/hm2。抽穗5%～8%时用“九二”25g/hm2对父母本同喷，父本略重；隔日再用300g/hm2父母本同喷；齐穗前用150g/hm2单喷母本。喷施时间应在上午露水干到开花前，或下午5∶00左右。

4.5.3 严格去杂保纯 除前期做好隔离工作外，全程要做好田间去杂工作，确保见穗前田间无杂株。

4.5.4 病虫防治 全程做好常见病虫害的防治，后期特别注意稻飞虱和谷粒黑粉病的危害。

4.5.5 及时收获 母本成熟后应及时收割，父母本均单收、单打、单贮，严防混杂。

4.6 对不育系育性转换的跟踪与后期室内检测 在母本进入幼穗分化三期末至六期期间，安排专人对田间气温跟踪观察记载，并在始穗后取样镜检，同时套袋或隔离栽培观察自交结实情况，为后期种子质量的评估提供依据。必要时，需取样进行室内DNA纯度检测，确保用种安全。

参考文献

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关键词 基因漂移；基因逃逸；生境影响；监控；评测

中图分类号 S181 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2011）13-0013-03

1 基因漂移的概述

基因漂移（Gene Flow）、遗传漂变（Genetic Drift）、遗传瓶颈（Genetic Bottleneck）、自然选择（Natural Selection）和地方适应性（Local Adaptation）等因素，在不同时空尺度上的动态变化，影响并改变生物适应性和多样化的进程。

基因漂移是指一个或多个基因在不同的生群体（或居群）之间移动的过程。Slatkin也曾将自然居群中的基因流定义为生物物种种内以及种间遗传物质的传递和交换。基因逃逸（Transgene Escape）是指外源转基因通过基因漂移，由基因作物向非转基因生物群体（主要是非转基因作物及其野生近缘种）转移的现象。

生物安全（Biosafety）是指转基因生物技术及其遗传修饰产品在研究试验、生产和利用的全过程中，对人类社会和生态环境所可能构成的不利影响和危害，以及研究和避免这种可能危害的方法和途径。

2 基因漂移的研究意义

从生物进化论角度讲，基因漂移本身就是生物进化的一种形式。借助基因漂移等方式，种群间由此可以传递、交流不同的遗传信息从而维持物种的相对稳定和一致。如果存在某种影响居群间基因漂移的因素，新的遗传信息将无法广泛地传递、交流，若持续发生该现象，可能导致该居群与其他居群发生明显的遗传分化，甚至产生新的物种。

通过基因工程技术改良的农作物品种，可以突破物种生殖隔离的界限，获得更为丰富的遗传种质资源；而作物发生基因漂移时，转基因作物大量释放无疑会增加植物生态环境的选择压力，甚至破坏原有物种之间相互依赖的平衡关系[1-2]。

3 基因漂移及其导致的转基因逃逸的潜在后果

3.1 基因漂移可能是导致野生近缘物种灭绝的重要因素

在自然环境条件下，外源基因一旦发生转移，就可能出现基因逃逸，野生种群及其近缘物种的安全将会受到影响，还可能造成野生种质等位基因丢失，进而使物种丧失遗传多样性。栽培水稻和普通野生稻在同一区域，持续的基因漂移可能性大，可能是导致当地野生稻居群灭绝的主要原因[3]。

3.2 基因漂移影响物种居群变化

根据相关研究发现，转基因作物会影响非靶标害虫种群结构和功能以及节肢动物的多样性。田间调查表明，抗虫棉花通过对鳞翅目害虫的影响而间接地促进了甘薯白粉虱的种群增长；转基因抗虫棉田棉蚜、棉叶螨、棉盲蝽、白粉虱和棉叶蝉等刺吸性害虫的危害逐渐严重[4]。棉田内若存在相同越冬虫源，Bt棉田的红蜘蛛种群发展快于常规棉田[5]；未采取防治措施时，抗虫棉的节肢动物群落和害虫亚群落的多样性指数在棉花生长前期和后期要高于常规棉[6]。

3.3 基因漂移改变微生物生物学环境

转基因植物可改变根际细菌的生物学环境。研究表明，4种不同转Bt基因棉花可在短时间内促使土壤中细菌和真菌数量显著增加，转Bt基因棉花可以提高土壤中细菌和真菌的数量[7]。在田间长时间使用足够高浓度的重组病毒杀虫剂，其外源基因与周围生物体可能发生交换[8]。叶围卡那霉素抗性细菌的总数量及群落多样性指数在抗虫棉与对应的受体棉之间多数差异不显著，转基因抗虫棉中的nptⅡ基因可能向叶围细菌漂移[9]。

3.4 基因漂移具有相对保守性

基因工程病毒的外源基因向其他生物转移的可能性极低，对受体生物本身及其他生物的影响也极其轻微，具有相对保守性。转基因水稻与普通野生稻通过花粉途径发生基因漂移的可能性很大，而与药用野生稻和其他基因组野生稻发生基因漂移的可能性却很小[10]。种植转基因西红柿的土样中微生物数量和种类有一定的变化，应用分子生物技术手段均未检测到外源基因扩增产物[11]；短期的食用转基因水稻，外源基因不会发生水平转移[12-14]。

4 作物基因漂移途径

4.1 花粉介导

花粉传播或花粉流（Pollen Flow）依赖自然媒介（如风力、水流和动物等）的辅助而实现基因漂移。外源基因通过花粉传播漂移，向其他品种渗透是通过自然杂交完成的。因此，能够造成花粉传播的所有因素均能引起转基因作物中外源基因的漂移[15]。

4.2 种子介导

即以种子的传播或散布为媒介，主要借助自然媒介（如风力、水流或动物或者人类活动采收与运输等）而实现基因漂移。转基因大豆在转运过程中会产生种子的散失，这就有可能与非转基因作物发生混杂、进行交叉授粉发生外源基因逃逸。Gealy等[16]通过长达50年的研究证明，尽管水稻异交率不到0.5%，但除草剂的抗性基因仍然从抗性水稻漂移到了其近缘的野生红稻。

4.3 繁殖体介导

即以繁殖体的传播为媒介，主要借助自然媒介（如水流、动物或人类活动等）而实现基因漂移。大多数作物可在自然状态下与其近缘野生种发生杂交，产生作物基因向自然群体的渐渗现象。Abe等[17]研究认为，日本及俄国的一些大豆栽培种来源于野生种和其他栽培种的自发杂交，而日本也曾报道栽培大豆和野大豆之间发生基因渐渗的分子证据。

5 作物基因漂移的风险评价

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关键词：克隆；水稻BBX基因；热胁迫；实时定量PCR

中图分类号：S511 文献标识码：A

Abstract：Bioinformatics analysis indicates that the promoter of OsBBX30 contains function element HSE， which is related with adversity. In this study， it is found that OsBBX30 gene expression is induced by heat stress， which enhances the E. coli heat resistant ability through bioinformatics，Gene clone prokaryotic expression and realtime quantitative PCR analysis. The results are helpful in understanding the family genes and rice heat resistant genes.

Key words：clone； OsBBX； heat stress； QPCR

水稻是我国重要粮食作物，高温是制约水稻生产和产量的重要因素，培育耐热水稻品种是保证水稻稳产的重要手段[1]，而利用基因工程技术是获得水稻耐热新品种的重要途径[1]，因此筛选和克隆水稻耐热相关的基因受到人们关注.

锌指蛋白是一类具有手指状结构域的转录因子，在基因表达、细胞分化、胚胎发育、增强抗逆性等方面具有重要的调控作用[2]，对植物的生物发育和胁迫的响应是至关重要的[3]，在光调节植物生长发育中也是不可替代的[4-5].BBX是一类含有Bbox结构域的锌指蛋白，通过生物信息学分析发现，在水稻中有30个BBX基因，拟南芥中有32个BBX基因[6-8].其中Bbox家族中有一类只在N端具有多个Bbox结构域，在C端不具有CCT结构的锌指蛋白，称为DBB （Double Bbox）蛋白亚族基因.拟南芥DBB亚家族中有8个编码基因，通过比对发现水稻中有10个OsDBB同源基因[6].拟南芥中该亚家族基因参与调控拟南芥光形态建成、光周期调控开花时间，花的发育、耐热，而在水稻中关于该亚家族基因的功能还未有报道[7].

本研究对OsDBB亚家族中的OsBBX30进行耐热相关的生物信息学分析和运用实时定量PCR技术检测其在不同水稻品种中响应热胁迫的表达特征，并通过构建含OsBBX30蛋白的大肠杆菌菌株和分析其对大肠杆菌耐热能力的影响，明确OsBBX30基因响应热胁迫的表达特征，为深入了解其在生物响应热胁迫信号途径中的作用奠定基础.

1材料与方法

1.1材料与试剂

1.1.1材料

水稻材料为国家杂交水稻中心提供的水稻品种日本晴（ Oryz asativa L ssp.），9311，N22，种植于湖南农业大学人工气候室，水稻生长至幼穗分化期（6期末7期初），分别以0 h，3 h，6 h和12 h在42 ℃进行热处理.

1.1.2菌株、质粒与试剂

大肠杆菌菌株DH5αpGEMT vector，Taq酶和Marker 以及DNA快速纯化回收试剂盒，购于天根生化材料（北京）有限公司，质粒PET30a由本实验室保存所得，DNA限制性内切酶，反转录试剂盒（RevertAidTM First Strand cDNA Synthesis Kit）购于长沙海洋生物技术有限公司（Fermentas公司）， RNA Simple Total RNA Kit购于北京天根生化科技有限公司，荧光定量PCR试剂盒[UltraSYBR Mixture（with ROX）]购于康为世纪.

1.2方法

1.2.1生物信息学网站介绍

RMAP（http：///index.jsp）――a newgeneration rice genome browser，即RMAP数据库，该数据库收录了全稻属基因组图谱，且从该网站中可以查找目的基因的全长基因组序列、CDS以及潜在的启动子序列.

PlantCARE（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）――Cis-Acting Regulatory Element，植物顺式作用元件数据库，从该网站中可以分析植物中已知基因的启动子区含有的顺式作用元件.

String （http：///）――functional protein association networks，蛋白相互作用数据库，通过已知的蛋白序列查找同源蛋白和相互作用分析.

1.2.2生物信息学分析

通过NCBI（http：// ncbi. nlm. nih. gov/）网站搜寻到其核酸序列，再利用Rice-map（http：///index.jsp）对水稻OsBBX30基因的结构特征进行分析，并对其启动子区域在PlantCARE（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）网站上进行顺式作用元件分析.通过String （http：///）网站进行蛋白同源性和相互作用分析，最后在ROAD （http：///index.shtml）网站对水稻OsBBX30基因进行基因生物芯片分析.

1.2.3载体克隆

采用天根生化科技（北京）有限公司RNA提取试剂盒的方法提取水稻日本晴叶片的RNA.利用GenBank中水稻基因组序列获得OsBBX30基因的CDS序列，并利用Primer Premier5.0设计特异的克隆引物：F（5′to3′）： TCCTTGTAGTCCCGCGGATGAGGATCCAGTGCGACG，R（5′to3′）： AGGATCCCGGGTACCTCATCCAAGATCAGAACG AT在正向引物和反向引物的5'分别引入EcoRI 和HindIII酶切位点.50 μL的反应体系为：1 μL EasyTaq；5 μL 10*buffer；前后引物各1 μL；5 μL cDNA；33 μL ddH2O；4 μL dNTP；PCR反应体系为：94 ℃预变性3 min；94 ℃变性30 s，58 ℃退火30 s，72 ℃延伸2 min，30个循环；最后72 ℃延伸5 min.PCR产物用质量分数为1%琼脂糖凝胶电泳进行检测.

利用DNA纯化试剂盒切胶回收目的片段，将目的片段与T载体链接，通过热激法将连接产物转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中.37 ℃过夜培养后，挑取单菌落进行PCR，并提取阳性克隆的重组质粒进行酶切验证.阳性克隆由铂尚生物技术有限公司测序.

将目的片段从T载体上经EcoRI 和HindIII切下回收后，与用内切酶EcoRI 和HindIII酶切纯化后的PET30a载体，去磷酸化后进行连接，用热激法转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中，经验证为重组的表达载体.

1.2.4大肠杆菌耐热性分析

融合蛋白诱导表达：先挑BL21/30aOsBBX301，2，3单克隆于5 mL LB培养基中，37 ℃震荡培养至OD600=0.6～0.8，然后加6 μL IPTG，23 ℃震荡培养过夜，离心收集菌体备用.SDSPAGE检测：配置凝胶质量分数为12.6%的分离胶，在烧杯中依次加入下列试剂：30%丙烯酰胺1.5 mL，pH 8.8，1 mol/L TrisHCl 1.2 5 mL，蒸馏水7.05 mL，10%SDS 100 μL，10%过硫酸100 μL，TEMED 10 μL.将所收集菌体用PBS磷酸缓冲液重悬，超声波破碎10 min后离心弃上清，加10 μL loading buffer充分混匀后沸水浴10 min，冷却后上样.

分别挑BL21/pET30a，BL21/30aOsBBX30单克隆于5 mL LB培养基中，37 ℃震荡培养至OD600=0.6～0.8；加6 μL IPTG，23 ℃震荡培养过夜；将培养物置于50 ℃下分别震荡培养0 h，1 h，1.5 h，2 h，2.5 h和3 h；将菌液稀释100倍后涂布于LB平板，37 ℃倒置培养过夜；拍照、计数.

1.2.5OsBBX30基因表达水平的定量PCR（qRTPCR） 验证

水稻幼穗分化至6～7期的整片剑叶进行了42 ℃高温热处理0 h，3 h ，6 h，12 h后利用QPCR对OsBBX30基因表达水平进行了验证.首先，利用Primer Premier 5.0设计序列特异的QPCR引物（表1），actin为内参基因.采用Trizol 法抽提水稻叶片总RNA，利用反转录试剂盒转录成cDNA，再利用UltraSYBR Mixture（with ROX）试剂盒配制20 μL体系： 13.2 μL ddH2O，5 μL mix，前后引物各0.4 μL，1 μLcDNA.在ABI7300上进行qRTPCR反应，反应程序：95 ℃预变性10 min；95 ℃变性15 s，60 ℃退火30 s，72 ℃ 32 s，40个循环.通过溶解曲线来确定QPCR反应的特异性.再利用相对定量（2-Ct）[8]分析目标基因表达水平的变化[9].

2结果与分析

2.1芯片数据分析

2.1.1启动子作用元件分析

通过RMAP软件分析表明水稻基因OsBBX30（LOC_Os12g10660）位于12号染色体中，长度为2537 bp，通过将其启动子序列放入PLANTCARE里面进行启动子元件分析.发现除了含有多个 TATABox 和 CAATBox 等基本转录元件外，还有多个与逆境相关的元件.其中高温响应元件有HSE，circadian，Gbox，Skn1_motif，ACE，干旱低温响应元件有 MBS，ARE元件.此外，还含有大量与光响应的元件，如 GAmotif，chsCMA1a，ERE，MRE 等.

2.1.2OsBBX30蛋白同源性分析

通过NCBI搜索到OsBBX30的蛋白序列，将其蛋白序列放入STRING网站搜索结果发现LOC_Os12g10660在粳稻中发现的同源性较高的蛋白都为DBB亚家族中的蛋白.在其他物种如水稻籼稻，二穗短柄草，高粱，葡萄，拟南芥，苔藓，毛果杨这7种（见表2）也发现同源性较高的蛋白.同时也发现了10种与OsBBX30蛋白功能协作的蛋白质，其中相互作用最强的3种蛋白质都来自粳稻品种（表3）.

2.1.3水稻芯片分析

因为OsBBX30基因中含有HSE元件，因此将其在ROAD网站中进行了分析.在OsBBX30基因响应热胁迫中，结果表明（图1（a））OsBBX30基因的2个探针在根部的表达量都较高，经过 42 ℃的热胁迫处理，该基因的表达量升高很多，表明该基因对热胁迫逆境有正响应作用.图1（b）结果则表明OsBBX30基因的2个探针在籼稻干旱胁迫敏感型和籼稻干旱胁迫耐受型中其表达量都很低.经过干旱胁迫后，其表达量上调明显，表明该基因在同种材料不同类型中对干旱胁迫起到相同的正调控作用.

2.2原核表达载体构建

为进一步研究水稻OsBBX30基因的功能，本实验构建了一个原核表达载体PET30a，用于体外表达OsBBX锌指蛋白.以水稻基因组cDNA为模板，PCR扩增得到目的片段（图2（a））.将该目的片段进行纯化回收链接到pGEMT上，并转化至大肠杆菌DH5α中，获得带有目的片段的重组载体.将获得的重组载体的阳性菌落进行扩大培养，提取质粒.经过HindⅢ与EcoRⅠ酶切，胶回收，去磷酸化，连接，转化4个步骤将目的片段连接到PET-30a上，获得重组载体（图2（b））.

2.3大肠杆菌耐热性分析

将构建好的30aOsBBX30载体转化大肠杆菌BL21，确定诱导条件后批量摇菌，超声波破碎后离心收集沉淀，加样品稀释液后点样.在电压150 V下电泳1 h，电泳图见图3，图中Ⅰ为空载未经IPTG诱导；Ⅱ为空载经IPTG诱导；Ⅲ为30aOsBBX30未经IPTG诱导：Ⅳ为30aOsBBX30经IPTG诱导.由图3中可发现，与负对照相比在14～20 KD处出现一条额外条带，即OsBBX30与His Tag的融合蛋白.

生物信息学分析表明OsBBX30含有HSE顺式作用元件，受高温诱导.本实验对转入了OsBBX30的大肠杆菌菌株进行了耐热性分析，热处理温度为50 ℃，并以含pET30a空载体的大肠杆菌做负对照，通过MTT法测定大肠杆菌活数[10]，结果发现含OsBBX30的转基因大肠杆菌的存活率较含pET30a空载体的大肠杆菌有明显提高.说明OsBBX30融合蛋白可能与细菌耐热相关蛋白相互作用，使其对热胁迫的耐受有所提高（图4）.

融合蛋白SDSPAGE检测

2.4水稻热胁迫分析

为了证实OsBBX30基因在水稻中受热胁迫诱导，笔者选用日本晴，9311，N22，3种水稻品种在0 h，3 h，6 h，12 h进行42 ℃热处理，以0 h处理作为对照组，采用荧光定量PCR检测OsBBX30基因的表达水平，结果表明（图5），在不同的水稻品种中，OsBBX30基因表达各异.日本晴品种中OsBBX30基因表达量较低，在12 h处理后，OsBBX30基因的相对表达量又有所增加.9311品种中OsBBX30基因表达量也低，并且其相对表达量降低，而N22品种中，OsBBX30基因表达呈明显增加，且随热处理时间延长，其相对表达量呈现明显增加趋势.日本晴为粳稻常规水稻，9311为籼稻常规水稻，N22为籼稻耐高温品种.在上述结果我们证明了，OsBBX30基因在N22中经过热处理后，影响其表达量，推测OsBBX30为耐热基因.

3结论

通过PLANTCARE分析发现，OsBBX30的启动子区域含有多个的逆境响应顺式作用元件，如HSE，Gbox和ABREs等，结合芯片分析结果发现OsBBX30的表达受高温诱导.通过实时定量PCR验证发现该基因在耐热水稻品种N22中的表达明显受热胁迫诱导，由此表明含有逆境响应顺式作用元件的启动子在植物逆境胁迫响应过程中可能起到至关重要的作用.研究发现，水稻N22品种是最耐热的籼型常规稻，其在38 ℃高温下的生产率仍达到64%～86%[11].9311作为籼型常规稻，其品质优、产量高[12-13].日本晴属粳亚种，对温度和日照长度无特殊响应[14].此外，本研究发现OsBBX30蛋白提高了大肠杆菌对高温的耐受性，进一步证明OsBBX30与生物耐受热胁迫存在联系.OsBBX30表达受热胁迫诱导的特征为深入了解水稻的耐热分子信号传导途径提供了新的思路，为水稻抗逆分子育种提供了新的参考，为全面了解水稻抗逆的分子机制奠定了基础.

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篇8

作者：李兴锋 童依平 单位：华中农业大学

虽然远缘杂交可以转移来自不同近缘种、不同近缘属的有利性状和基因，在农作物品种培育和保证我国粮食安全中发挥了巨大作用，但是它也存在着一些缺点，主要表现为由于杂交亲本之间遗传关系相对较远，在杂交过程中会出现杂交不亲和、杂种衰亡或不育，以及杂交后代疯狂分离、获得稳定材料耗时较长等现象。此外，远缘杂交技术中杂交亲本之间亲缘关系不能太远，通常为不同属植物之间的杂交，很少见到不同属以上类型（如不同科间材料杂交）的杂交成功的报道，更不用说植物和动物或是微生物之间的遗传信息交流。此外，远缘杂交转移外源优良性状时，通常是外源种属的整条染色体臂或者染色体片段向栽培品种的转移。即使是小片段的外源染色体，其上面也可能有着成百上千的基因，因此其上面除了我们所想要的有利性状和基因外，可能还携带有我们所不想要的不利性状或基因。例如我们上面所说的小麦－黑麦1BL．1RS易位系，除了转移黑麦的抗病、高产和广适等优良基因外，1RS上的黑麦碱合成基因也同时转移到普通小麦中，导致所形成的此类小麦品种一般加工品质都比较差。

为了快速向目标品种中转移优良基因，科学家发明了转基因技术。转基因技术是指将外源基因整合在目标品种的基因组中，培育出符合人们要求的作物新品种的基因转移技术。与传统的杂交育种不同，转基因技术最大的特点就是能够实现优良基因在植物、动物和微生物间的转移，进一步拓宽了育种中种质资源的利用范围，从而培育出一些具有新的优异性状的品种，使得依靠常规育种技术达不到的目标得以实现。这一特点与育种途径中的远缘杂交有着异曲同工的特点，但是又有着其不可比拟的优越性和特点。目前转基因作物育种中的基因来源主要有三类，植物、微生物、动物。植物有利基因的利用：转基因技术中植物科属的界限正在被打破，不同科甚至亲缘关系的优良基因转移已经实现。例如科学家通过转基因技术，将胡萝卜素形成的基因转移到水稻中，在水稻胚乳中可以合成胡萝卜素，使得原本白色的大米变成了金黄色的“金色大米”。此外将红树耐盐基因转移进烟草、将仙人掌的抗旱基因转移给谷类作物、将稗草的抗逆基因转移给水稻等研究均已获得成功，相关的研究报道越来越多。除此之外，科学家还可利用转基因技术增强或关闭作物本身的一些基因的表达从而实现作物改良的目的，例如我们可以通过基因干扰或沉默技术关闭小麦种子中黄色素合成相关基因，从而提高小麦面粉的白度，降低面粉中增白剂的使用。微生物有利基因的利用：这方面成功的例子比较多，也是目前有人质疑转基因作物安全性的主要原因之一，因为目前抗虫、抗病转基因作物的抗性基因主要来自微生物。例如生产中广泛应用的转基因抗虫棉的抗虫基因就来自苏云金芽孢杆菌（Bt）的杀虫蛋白基因。苏云金杆菌是自然界中普遍存在的一类细菌，其含有的杀虫基因已被作为生物杀虫剂广泛应用了60多年，其杀虫原理国内外已经研究的十分清楚。此外利用编码病毒外壳蛋白基因培育抗病毒病害的转基因作物，利用细菌细胞壁降解酶基因、几丁质酶等基因培育抗细菌性或真菌性病害的转基因作物，均有了许多成功的报道。

动物中有利基因利用的报道相对较少，例如将鱼的抗冻基因转到农作物身上提高农作物的抗寒性，将萤火虫的发光蛋白基因导入烟草，使其在夜间也能发光均有成功的研究报道，但距商业化还有一段距离。但是利用转基因作物作为植物反应器生产药用蛋白和疫苗已成为制药产业重点开发的热点领域，因为利用植物生产药物比利用微生物发酵生产药物具有如下优点：栽培费用低、产量高；从基因到蛋白所需用的时间相对较短；需要资金少；治疗风险小。把基因药物生产逐步移向农场，利用植物来生产药物是一种全新的生产模式，国际上发达的工业国家特别是美国、英国、荷兰、芬兰和日本都已把植物反应器开发列入国家生物技术革命的战略性计划。据不完全统计，目前已有几十种药用蛋白或多肽在植物中成功表达，一些研究机构或公司已开始从这些药物蛋白的生产中获得了巨大经济效益。例如利用植物表达生产乙肝疫苗、霍乱疫苗、口蹄疫疫苗等均有成功的研究报道。此外，与远缘杂交相比，转基因作物一般是一个或少数几个目标基因的定向转移，目标比较明确，后代表现容易预期和把握。可有效地打破有利基因和不利基因的连锁，充分利用有用基因实现作物的定向遗传改良，加快作物的育种进程，使人们可以更快、更有目的地去培育我们所需要的品种。因此，在改良和提高现有转基因技术和方法、培育无筛选标记的转基因品种、严格执行转基因安全相关管理规定、加强转基因作物安全评价的情况下，转基因作物将会在作物的遗传改良和农业生产中发挥越来越重要的作用。

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关键词：Y两优1号；明溪城郊；品种特征；栽培技术；技术要点

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150733097

Y两优1号在2006年通过农业部审定，确定为适应范围广，产量高，米质优的超级稻品种。而被大面积推广示范。取得较好的种植效果。

1 Y两优1号的品种特征

1.1 Y两优1号的生物学特性

Y两优1号根系发达强壮，扎根早，抗倒伏。分蘖能力强，平均分蘖数为28～32个/株。株高120～125cm，根据各地种植表现不同。茎粗叶长，叶斜立，主茎总叶数为16～18片。穗长粒大饱满度好，千粒重27g左右，每穗粒重5.6g，结实率为82.8%。成熟期转色好。全生育期根据各地种植表现不同略有差异，总体在125～145d之间。较适合我乡中晚稻地区种植。

在米质性状上，精米率高达75%，垩白率为23%。米质晶莹透彻，

直链淀粉总量在15%左右，蛋白质总量在8.3%左右，米质口味佳，入口细软，不粗糙，口感好。

1.2 Y两优1号的产量表现

由表1可以看出，Y两优1号在种植区所表现的每667m2产量均较高。虽然地域跨度较大，但是在中晚熟品种之中，仍具有高产的优势。因此，对于把握好Y两优1号的品种特征，配合科学化的栽培技术，才能给水稻生产提供一个稳定的增长势头。

2 Y两优1号在明溪城郊的栽培技术要点

2.1 播种前处理

Y两优1号进行播种前，需要进行种子精选和消毒处理。将种子中杂物去除，挑出破损和干瘪种子，在阳光充足时进行晒种2d，对种皮进行表面自然消毒，然后将饱满均匀的种子进行浸种催芽。待种子发芽0.5～1.5cm时，就可以进行育秧了。

2.2 育秧移栽

将催好芽的Y两优1号种子播入秧田。播种前将秧田整理平整，以浅表水为宜。育秧时以稀苗均匀为宜，水分控制在半干旱状态，以促进Y两优1号的根系生长，培育壮秧。水分的缺失能够促进分蘖的芽的快速生长。育秧期控制在30～35d即可。一叶一心期，上午露水干后，用15%多效唑1000倍液喷雾。傍晚叶尖吐水时，4kg/667m2尿素薄水撒施或兑水500kg浇施。移栽前的3d，5kg/667m2尿素兑水500kg浇施矮壮苗，以保证移栽后具有较强的恢复力。移栽要适时，因为Y两优1号的缺点是容易产生早孕早穗，降低产量。因此，计算好移栽期，避开高温高雨季节。移栽用苗量以667m2用量1.35万穴，基本苗量为5～6万株为宜。

2.3 科学用肥

Y两优1号分蘖多，根系壮，茎粗叶大穗多，产量高，因此，对于肥量的要求也较高，需要及时进行肥料的补充以供应其生长代谢和结实。所以，在施足基肥的情况下，追肥配合施用。基肥每667m2施水稻专用肥35kg左右。在分蘖前，做好分蘖肥的施用，每667m2用量为10kg尿素配合10kg氯化钾，以保证分蘖株数尽可能地多。在分蘖中期进行壮蘖肥追加，每667m2用尿喜7kg加上氯化钾7kg，使得各分蘖株生长壮实。破口前2d每667m2用磷酸二氢钾100g加上75%三环唑30g兑水50kg喷雾，预防穗颈瘟的发生。总体来说，应用测土配方平衡施肥；基肥施专用肥，追肥氮肥和钾肥结合。

2.4 合理灌溉

Y两优1号超级稻对于水分的要求较高。在移栽时，以浅表水这宜，保证其快速扎根返青。待其返青后，需要无水湿润状态促进分蘖。分蘖数量达标后，要灌溉一次后进行烤田，促使Y两优1号进行根系下扎，起到抗倒伏作用。至孕穗期、抽穗期时，水分要供应充足。灌浆期要干湿交替，采用“一湿二干”的原则，既灌溉一次水，自然落干2d，以湿为主。进入结实后期，要以干为主。

2.5 病虫害防治

Y两优1号的病虫害与其他水稻的病虫害相似，在明溪城郊主要表现为稻瘟病.稻飞虱.二化螟等。主要以防为主，以治为辅；各选用75%三环唑、飞虱清或25%蚍蚜酮、三唑磷等农药。从食品安全角度出发，走生物技术、物理技术和化学技术综合防治之路。

3 总结语

Y两优1号是湖南杂交水稻研究中心经过多年的两系杂交技术培育而成的，以其独有的米质和高产性能得到大力推广。近年在明溪城郊种植，表现较佳。是明溪城郊水稻栽培中提高水稻产能的又一例证。

参考文献

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一、职能工作目标任务完成情况

科研工作是我所的主要职能工作。20__年我所制定的《20__年农业科研项目计划》安排开展的国家级、省级和自设试验研究项目近30项。目前，上述各项科研任务已经按照年度计划要求顺利实施完成。

1、油菜科研方面。今年，我们紧紧把握油菜新品种选育这一科研重点，加大技术创新力度，明确油菜育种方向和目标，注重油菜品质分析研究，进一步加快了油菜育种研发进程。具体有：一是两项__市重点科技项目20__年度《隐性核不育三系杂交油菜繁制种技术研究》和20__年度《双低杂交油菜滁核杂1号保优高产栽培技术规程的制定》的各项研究工作已经顺利完成，通过了科技局的鉴定验收。二是顺利完成了4项20__-20__年度油菜国家和省级试验项目。三是积极开展了20__年度__市重点科技项目《滁杂优3号繁殖、制种技术研究及保优高产栽培技术研究》。四是加强细胞质雄性不育和细胞核雄性不育三系杂交油菜新组合的选育工作，共测配材料3000多份，套袋繁育材料10000多份。

2、水稻研究。水稻方面我们今年承担国家南方稻区区域试验5项和《安徽省水稻品种试验》区域试验项目12项，涉及水稻品种组合300多个，通过在我区域的种植试验，为各试验单位水稻品种审定提供了科学依据。

3、小麦研究，顺利实施完成20__年度小麦国家试验项目3项和省级试验项目2项。5月中旬，在国家农技推广总站领导的组织带领下, 20多人组成的全国农业专家团对我所承担的20__-20__年度国家长江中下游小麦区域试验、国家小麦生产试验及国家小麦联合鉴定试验的试验工作进行了检查指导,对我所承担的试验工作给予了优良评价。

4、食用菌研发方面。今年和省农科院合作，积极开展平菇新品系比较实验和平菇培养基的平衡配方试验，试验进展顺利。年内，食用菌室又成功争取到了安徽省鲜食玉米品种区域试验和安徽省鲜食玉米品种预备试验两项试验任务，该试验已顺利实施完成。

5、生物技术研究方面。今年以来，我们重点对引进的10余个甘薯新品种进行脱毒育苗试验，进一步加大了种薯繁育力度，大力开展甘薯脱毒苗的推广工作，在明光和来安建立高产示范栽培基地300亩，年初制定的工作目标已基本实现。并且，我们还积极开展了滁菊原种苗大田繁育试验以及滁菊脱毒苗高产栽培和对比试验，原原种苗已在施集茶厂滁菊基地栽植，长势良好；滁菊脱毒苗产量达800斤，比未脱毒的增产20%左右。

6、科技开发工作稳步推进，有力体现成果效益。我所大力做好油菜新成果转化工作，促使新育成果尽早投入市场开发应用，我所选育的双低杂交油菜组合皖油24、滁核杂1号和滁杂优3号，现已在省内外都已有了较大的推广面积，今年，我们经过与多家种业公司洽谈，又成功转让皖油21的经营开发权，促进了我所研发的新成果加快了转化应用步伐，发挥出较强的社会经济效益。

7、积极做好“三新”技术推广应用工作，大力开展科技培训和服务。在全椒管坝、草庵和南谯大柳、担子等地开办油菜和食用菌栽培技术现场讲解会，培训新型农民近800人次，发放相关技术材料20__余份。

8、国有资产管理确保稳健运行，凤凰大市场稳步运行。凤西路门面房上一轮对外整体承包结束，今年起开始新一轮承包，承包费在上次基础上每年又递增5%，达到了促进国有资产逐年增值的预期目的。

二、重点工作目标任务完成情况

1、加大杂交油菜新组合选育力度，油菜育种研发进一步取得了令人瞩目的成绩。年内新筛选配制油菜新组合近20个。其中2个双低杂交油菜新组合滁核0502和滁核0602进入下年度省杂交油菜联合鉴定试验；1个双低杂交油菜组合滁0405进入全国冬油菜区域试验第2年，并同步进入生产试验；并且双低杂交油菜组合滁核0503已完成所有试验程序，已报送国家审定。

2、承担实施了省农业财政资金项目《双低杂交油菜皖油27号亲本繁殖、制种及示范推广》，年内开展的主要是完善皖油27号的繁殖技术和制种技术以及相关配套栽培技术研究和高产示范工作。该项目有利于大力促进科技成果转化应用。

3、我所水稻育种工作今年取得了有效进展。年内水稻进一步加大了水稻亲本材料的提纯和征集力度，同时开展了大量的测恢杂交工作，取得了丰富的成果。并且，水稻育种的南繁工作已经展开，已准备200多份两系品种f1代将在海南三亚进行优势鉴定。我们已经安排派专人到海南三亚南繁基地驻点开展水稻育种工作。

三、招商引资工作