1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
| 课题的意义、国内外研究进展、应用前景等（列出主要参考文献） 水稻是我国最重要的粮食作物,在人民的日常生活和整个国民经济中发挥着十分重要的作用。水稻的推广应用为解决我国粮食问题作出了很大贡献,但其生产中所用的不育系均存在包穗现象,严重影响了杂交水稻繁殖制种产量[1]。对水稻生物产量的影响研究较多,对不同生育阶段物质生产的响应研究较少;对水稻地上部的研究较多,对地下部(根系)的研究较少[2]。水稻中包穗现象主要是由最上节间缩短造成的。研究了GA3喷施时期对不育系节间伸长和抽穗相关性状的影响[12-14]。结果表明,喷施GA3可促进不育系茎秆各部位节间伸长和植株增高,但对剑叶鞘长没有明显影响;稻穗破口期(穗尖刚露出剑叶鞘)是不育系喷施GA3的适宜时期,此时喷施GA3对促进顶1节间伸长、解除包颈和提高穗粒外露度的效果最好;破口前1d(穗尖距叶枕-3 cm)喷施GA3的效果次之,破口后1 d(穗尖抽出剑叶鞘3 cm)喷施GA3的效果较差;随喷施时期的推迟,中下部节间长和穗高逐渐缩短[3]。基部节间过长是导致水稻倒伏的关键因素之一。光强对水稻茎秆基部节间长度有重要影响[4]。解剖观察发现,esp1最上节间的薄壁细胞纵向平均长度（41.29μm）仅为野生型（59.11μm）的69.85,说明esp1最上节间中部细胞延伸受阻,使其最上节间伸长不足,是导致包穗的原因。遗传分析表明,esp1受一隐性基因控制,能稳定遗传,不受遗传背景的影响[5]。在不育系的孕穗末期,稻株对GA3的敏感性euil基因高于Euil基因。根据以上结果,本研究推论由于从第2节间伸长前开始,euil基因促使水稻穗子和剑叶里的内源GA1含量剧烈增加,从而导致了该水稻第2节间显著伸长和最上节间的剧烈伸长[6]。eui2基因对GA3的响应未表现出比对照Eui2基因更敏感。根据以上结果,本研究推论由于在最上节间伸长前,eui2基因促使水稻剑叶里和节间里的内源GA1含量显著增加,从而导致了该水稻最上节间的剧烈伸长。又由于eui2基因未在穗子里有特异表达,所以在最上节间的伸长幅度上稍逊于euil基因[7]。穗颈节间中特异表达的基因,序列分析和同源性比较表明它与信号传导有关。这一在‘长选3S’穗颈节间特异表达的cDNA片段有助于进一步揭示其穗颈节间伸长的分子机制,并为水稻不育系的遗传改良提供有用的素材[8]。水稻茎秆弯折易引起倒伏,而茎秆弯折处多发生在穗下节之间。以穗下第1、2节节间角度差异明显的JX103和明恢63为亲本,构建了包括217个单株的F2群体,测量各单株穗下第1~2节节间角度,结果呈连续性多峰非正态分布,表明该性状是受多个基因控制的数量性状。利用420对SSR引物和WinQTLcart 2.5软件对水稻穗下节间角度QTL进行分析,在第3、4、6、7、12条染色体上各检测到1个QTL,对表型变异的贡献[9-10]。 当前，国外的研究者正在水稻穗下的节间基因的遗传研究方法进行积极的探索并不断地对提出的研究结果加以完善[11]。就目前的状况我们可以看出，现在我国在水稻方面的研究和实际研究结果算是世界前沿，对水稻穗下每个节间对水稻的具体影响、影响因素、基因遗传和有利等为基因方面进行多学科间的综合研究和对公众的宣传教育、等许多方面我们应该做更大的努力。
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| 参考文献： [1]官华忠. 水稻包穗的遗传研究[D].福建农林大学,2011. [2]徐加宽. 土壤Cu含量对水稻产量和品质的影响及其原因分析[D].扬州大学,2005. [3]杨益善,夏俊辉,田继微,龚俊义,孟祥伦,韦飞严,武小金,廖伏明.赤霉素喷施时期对水稻光温敏核不育系节间伸长和抽穗相关性状的影响[J].农业现代化研究,2015,36(06)1099-1104. [4]梁开明,李晓娟,钟旭华,田卡,彭少兵,黄农荣,潘俊峰,刘彦卓.拔节期光强对水稻基部节间长度的影响[J].中国稻米,2017,23(02)32-37. [5]Fine Mappingin silico Isolation of the EUI1 Gene Controlling Upper Internode Elongation in Rice[J] . Hongli Ma,Shubiao Zhang,Lan Ji,Hongbo Zhu,Shulan Yang,Xuanjun Fang,Rencui Yang.Plant Molecular Biology . 2006 (1) [6]Fine mappingcloning of rice EUI2(t) gene controlling upper most internode elongation. Zhu H B. . 2003 [7]Encoding a putative cytochrome P450 monooxygenase regulates the intenodes elongation by modulating GA responses in rice. Luo A.D,Qian Q,Yin H.F. et al. PlantCell Physiology . 2006 [8]肖辉海,贺安娜,刘俊飞.温敏核不育水稻穗颈节间的SSH特异表达[J].西北植物学报,2006(11)2257-2264. [9]韩义胜,林尤珍,徐靖,唐清杰,符策强.水稻穗下第1、2节节间角度的QTL定位[J].广东农业科学,2012,39(22)9-11. [10]Methods f predicting superi genotypes under multiple environments based onQTL effects[J] . Jian Yang,Jun Zhu.TheeticalApplied Genetics . 2005 (7) [11]Identification of a 98-kb DNA segment containing the rice Eui gene controlling uppermost internode elongation,construction of a TAC transgene sublibrary[J] . Y.-H. Xu,Y.-Y. Zhu,H.-C. Zhou,Q. Li,Z.-X. Sun,Y.-G. Liu,H.-X. Lin,Z.-H. He.Molecular GeneticsGenomics . 2004 (2) [12]水稻长穗颈隐性高秆突变体穗颈节间的细胞学观察[J]. 肖辉海.西北农林科技大学学报(自然科学版).2008(01) [13]水稻不育系包颈特性及穗颈节间形态解剖结构的研究[J]. 张桂莲,张分云,杨烨,雷东阳,陈立云.湖南农业大学学报(自然科学版).2010(01) [14]水稻矮秆鞘包穗突变体茎的形态解剖学研究[J]. 刘庄,罗丽娟.中国农学通报.2006(12) [15]一个新的水稻隐性高秆突变体的遗传分析和基因定位[J]. 马玉银,李磊,李育红,左示敏,殷跃军, 张亚芳,陈宗祥,潘学彪.中国农业科学.2008(12)
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2. 研究的基本内容和问题
研究的目标、内容和拟解决的关键问题
1、研究的目标
对水稻穗下的节间长度进行系统的观察、测量、分析等研究，对实验结果与新发现进行分析，并记录分析重点在节间长度的遗传基因和有利等位基因的发掘等；观察水稻状况且尽量控制其关键影响因素，建立水稻穗下5个节间长度有关的研究体系，整合实际情况和试验数据，实现资源和信息共享；为我国在水稻方面的研究结果持续被利用提供科技掌握，同时为我国在水稻方面进行的研究编目和建立理想植物结构的有利标记等位基因供必要支持。
3. 研究的方法与方案
| 研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 研究方法： 田间研究使用随机完全区组设计，于2018年5月初至11月在中国南京农业大学江浦实验站（118.62°E，32.07°N）的田间种植了221个CSSL系列和523个水稻种质。三次重复。 对于所有品种，将具有标准农艺管理的年龄约30天的幼苗移植到田地上，行间距20cm，每个个体之间17cm。 对每个地块中央行的中间三个植物进行取样以检查植物结构特征。株高（PH），穗长（PL），圆锥颈长（PNL），第一节间（第1 IN），第二节间（第2 IN），第3节间（第3 IN），第四节间（第4 IN），五分节间（评价第5个IN），第6个节间（第6个IN），第7个节间（第7个IN），第8个节间（第8个IN）和第9个节间（第9个IN）。 对于每种性状，在数据分析中使用重复的平均值。 表型数据分析 所有表型数据Excel和SAS软件的统计分析。 所有性状的描述均基于1年内每种性状的平均值。 根据公式，使用SAS（Hamson，Robinson和Comstock，1956）估计广义遗传力。
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4. 研究创新点
通过此次研究和关联作图和RSTEP-LRT方法，通过缩短基部节间和延长水稻（Oryza sativa L.）中的节间和穗颈长度来重建合适的植物结构。找出对水稻（Oryza sativa L.）高度有决定性作用的也是水稻育种的重要特征，因此影响到水稻倒伏，从而影响产量和品质的基因或发掘有利等位基因。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展：
2018.5-2018.11
在中国南京农业大学江浦实验站的田间使用完全随机区组设计，种植了221个CSSL系列和523个水稻种质、三次重复。
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