科研产出
OsNRAMP5基因突变低镉型臻两优8612的试验示范及关键栽培技术
《杂交水稻 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：在利用重离子诱变结合M1TDS技术，培育出低镉型臻两优8612（国家镉低积累品种区试中的名称为“莲两优1号”，以下简称“莲两优1号”）基础上，2021—2022年进行多点试验。结果表明：莲两优1号具有稳定的镉低积累特性，在轻中度镉污染大田种植，稻米镉（Cd）不超标；锰（Mn）的吸收下降对其生长和产量没有明显影响；当土壤有效磷（P）极端缺乏时，莲两优1号在黄熟期开始出现叶尖落色变化，但其产量与对照差异不大。基于研究结果提出，推广OsNRAMP5基因突变型镉低积累水稻品种，首先要进行测土分析，选择轻中度镉污染大田（土壤总Cd含量≤1.5 mg/kg）种植；在水稻生长中后期，特别是对有效磷严重缺乏的田块，应结合病虫害防治喷施磷酸二氢钾，以促进壮籽增产；除种子公司提供高纯度种子和大田生产要注意田间除杂外，即便是镉低积累常规稻品种，也不建议农户自留种，以免因种子纯度问题造成稻谷Cd超标。
关键词： 镉低积累水稻 臻两优8612 莲两优1号 关键栽培技术
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M_1TDS技术及镉低积累杂交水稻亲本创制与组合选育
《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD
摘要："镉大米"问题是当下中国南方水稻产业发展急需解决的重大问题,培育镉低积累水稻品种是解决该问题最直接、最经济的方法。本研究开发了一项高通量靶向鉴定理化诱变M1代突变及获取突变体的技术(M1generationtargeteddeep sequencingtechnology,M1TDS技术)。利用M1TDS技术,从重离子诱变M1代材料中获得了镉转运蛋白基因OsNramp5嵌合突变体,并在M2代获得了OsNramp5纯合突变不育系莲1S和恢复系R001。用R001与莲1S配制成的杂交稻组合莲两优1号,在有效镉含量0.443mg/kg、pH4.93的污染田进行种植鉴定,莲两优1号籽粒镉含量稳定在0.03mg/kg以下,远低于对照品种臻两优8612(0.38 mg/kg)的籽粒镉含量和国家限量标准值0.20 mg/kg。本研究不仅为解决"镉大米"问题提供了重要的新种质,且突破了理化诱变M1代嵌合突变体难以高通量鉴定的技术瓶颈,为水稻及其他作物提供了一种理化诱变定向改良的共性新技术。
关键词： M_1TDS OsNramp5 嵌合体 杂交水稻 莲两优1号 镉低积累
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除草型麻地膜在水稻秧田的应用及对水稻的影响
《作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了明确除草型育秧麻地膜对秧田杂草的防控效果及对水稻的安全性,为集中育秧提供有效的杂草防控措施,本研究采用培养皿法和小区实验研究了五氟磺草胺、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆、丙草胺四种除草剂附着于麻地膜上对稗草和水稻出苗、秧苗生长及杂草防控效果和水稻产量的影响。室内生物测定结果显示, 24～96 h内,五氟磺草胺、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆和丙草胺均能不同程度抑制稗草和水稻种子萌发,且对稗草种子萌发的抑制率高于水稻种子; 96h时,五氟磺草胺、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆3种药剂高剂量处理下的稗草和水稻呈现不同程度的中毒症状,主要表现为抑制根和芽生长及鲜重降低;高剂量丙草胺下,稗草和水稻均死亡。在此基础上, 2018—2020年通过田间试验研究了五氟磺草胺15 g a.i. hm-2、苄嘧磺隆30 g a.i. hm-2、吡嘧磺隆15 g a.i. hm-2附着麻地膜时对秧田杂草的控制效果及对水稻的安全性,结果显示,除草剂附着的麻地膜对秧田杂草的防控效果比较理想,株防效达80%～90%,与对照药剂丙草胺相当;在水稻安全性方面,3种除草剂附膜30d时,对水稻秧苗的株高和鲜重均有一定的促进作用;产量上,施药区稻谷千粒重和每公顷产量均增加,2018年增产率为0.57%～2.13%,2019年和2020年增产率分别为0.55%～1.70%和2.87%～6.21%,与对照药剂丙草胺相当。水稻育秧中可采用五氟磺草胺、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆附着麻地膜育秧膜控制田间杂草,在合理剂量范围内对秧苗安全,不影响水稻产量,在集中育秧中应用前景广阔。
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加快农业科技自主创新实践探索
《新湘评论 》 2022
摘要：近年来，湖南省农业科学院坚持需求导向、问题导向和目标导向，立足现代农业产业发展需求，不断强化自主创新能力，加速科技成果转化“。十三五”以来，全院获国家科技奖励4项，省级科技进步一等奖14项，二等奖16项和三等奖18项，在保障粮食安全、助推脱贫攻坚与乡村振兴、支撑农业高质量发展中积极担当作为。2018年，习近平总书记视察我院南繁科研基地，对农业科研工作和近年杂交水稻研究取得的突破给予充分肯定。
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植物修复用伴矿景天种苗质量分级标准研究
《浙江大学学报(农业与生命科学版) 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：采用相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法,研究伴矿景天种苗质量对土壤镉(Cd)净移除率的影响.结果 表明:不同质量种苗对Cd移除效率和修复成本有较大影响,其中茎粗、分枝数、苗高及种苗Cd含量是决定Cd移除效率的重要指标,当种苗茎粗≥5.0 mm,单株分枝数≥2个,苗高≥6.0 cm,种苗含Cd量≤5 mg/kg(即种苗质量达到或高于Ⅱ级)时,种植90 d后Cd净移除量超过200 g/hm2,修复效率是Ⅳ级苗(茎粗<4.0 mm,单株分枝数0~1个,苗高<6.0 cm,种苗含Cd量≤5 mg/kg)的3.4倍以上,同时可有效节约人工成本并减少或避免施用除草剂.经大面积修复实例验证发现,采用质量达到或高于Ⅱ级的伴矿景天种苗进行修复,120 d内Cd净移除量可达222.35 g/hm2,其修复效果达到或高于前人试验中6~8个月的修复效果.综上所述,本研究评价了种苗质量性状标准,根据此标准筛选出的出圃种苗可显著提高修复效率、降低修复成本,为实现伴矿景天修复过程标准化、机械化提供了依据.
关键词： 植物修复 伴矿景天 种苗质量 镉净移除量 修复效率 修复成本
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M1TDS技术及镉低积累杂交水稻亲本创制与组合选育
《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD
摘要："镉大米"问题是当下中国南方水稻产业发展急需解决的重大问题,培育镉低积累水稻品种是解决该问题最直接、最经济的方法.本研究开发了一项高通量靶向鉴定理化诱变M1代突变及获取突变体的技术(M1 generation targeted deep sequencing technology,M1TDS技术).利用M1TDS技术,从重离子诱变M1代材料中获得了镉转运蛋白基因OsNramp5嵌合突变体,并在M2代获得了OsNramp5纯合突变不育系莲1S和恢复系R001.用R001与莲1S配制成的杂交稻组合莲两优1号,在有效镉含量0.443 mg/kg、pH 4.93的污染田进行种植鉴定,莲两优1号籽粒镉含量稳定在0.03 mg/kg以下,远低于对照品种臻两优8612(0.38 mg/kg)的籽粒镉含量和国家限量标准值0.20 mg/kg.本研究不仅为解决"镉大米"问题提供了重要的新种质,且突破了理化诱变M1代嵌合突变体难以高通量鉴定的技术瓶颈,为水稻及其他作物提供了一种理化诱变定向改良的共性新技术.
关键词： M1TDS;OsNramp5;嵌合体;杂交水稻;莲两优1号;镉低积累
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水稻籽粒镉低积累资源挖掘及其新材料创制
《杂交水稻 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：稻米镉超标已经成为引起社会广泛关注的食品安全问题,生产上迫切需要选育适宜在镉污染地区种植的低镉积累水稻新品种。通过对国内外275份水稻资源进行筛选,挖掘到在重度镉污染田籽粒镉低积累材料珞红3A和珞红4A。全基因组高通量测序结果表明,在珞红4A的第7号染色体上有一段长度为408 481 bp的片段（Org）缺失,且在该缺失处插入了一段长度为2 980 bp的序列（Tons）。共分离试验发现,Tons与水稻籽粒镉低积累存在紧密关联。本研究建立了Tons分子标记检测体系,进一步利用该体系在珞红4A与IR28杂交的F2群体中获得了低镉新材料Tonys,并提出了一套选育籽粒镉低积累水稻新品种的方法。
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节节麦在山东省冬小麦田的扩散蔓延及对甲基二磺隆抗性测定
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【背景】节节麦（Aegilops tauschii）是小麦的野生近缘植物,是世界公认的十大恶性杂草之一,可安全有效防除节节麦的除草剂品种很少,目前只有ALS抑制剂类除草剂甲基二磺隆作为苗后茎叶处理剂能够应用,该药剂在小麦田应用多年,部分区域发现效果下降,这可能与抗性有关。【目的】明确山东省冬小麦田节节麦扩散蔓延规律以及对甲基二磺隆的抗性水平和抗性机理,为制定山东省冬小麦田节节麦精准区域防控策略提供理论依据。【方法】分别于2009—2010、2013—2014、2018—2019年3次田间调查节节麦在山东省冬小麦田的分布,分析其扩散蔓延规律,室内采用整株生物测定法测定62个节节麦种群对甲基二磺隆的抗性水平,对中等抗性种群进行靶标基因序列检测。【结果】节节麦在山东省冬小麦田10年间呈现快速增长趋势,分布区域逐渐扩大,相对优势度逐渐增大。2009—2010年度,节节麦主要分布在山东西北平原区、中部山区和北部滨海区,平均相对优势度为3.18,在所有杂草中位列第8位;2013—2014年度,节节麦已在山东西北平原区等5个区域广泛分布,平均相对优势度达到7.33,位列第5位;2018—2019年度,节节麦在山东省全境大面积发生,平均相对优势度为11.38,位列第4位。62个节节麦种群中有20个种群对甲基二磺隆产生一定程度的抗性,这些抗性种群分布在节节麦发生早且用药时间长的西北平原区、西南平洼区和中部山区,其他区域未见抗性种群。其中低抗、中抗种群分别为16个（相对抗性指数在5.00—10.00）、4个（相对抗性指数在10.00—15.00）,分别占种群总数的25.81%和6.45%,最高相对抗性指数达到12.63,无高抗种群。对4个中抗种群进行靶标位点突变测定,未检测到位点突变。【结论】节节麦已在山东省7大种植区域大面积分布,且分布区域和相对优势度逐年提高。未有对甲基二磺隆高抗的节节麦种群产生,但已有32.26%种群产生低等或中等程度的抗性,未检测到靶标位点突变,可能是代谢酶引起的非靶标抗性。生产中应避免过分依赖甲基二磺隆进行节节麦防控,建议推广深翻、土壤封闭和苗后茎叶处理相结合的节节麦综合防控策略,延缓节节麦抗性发展。
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小飞蓬捕光叶绿素结合蛋白基因CcLhca-J9克隆及表达分析
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[背景]恶性杂草小飞蓬(Conyzacanadensis)危害严重,有效治理手段匮乏.植物源羊脂酸可高效抑制小飞蓬光合作用,是一种具有开发潜力的灭生型植物源除草化合物.捕光叶绿素a/b结合蛋白(LHC)是光合系统I(PSI)中重要复合体蛋白,在植物进行光合作用中发挥关键作用.[目的]挖掘羊脂酸抑制小飞蓬的潜在靶标基因,为植物源羊脂酸除草剂的开发提供理论依据.[方法]采用同源克隆和RACE技术从小飞蓬叶片中克隆CcLhca-J9的全长序列,并利用DNAMAN分析其核酸序列特征.在NCBI中搜索LHC的高相似度氨基酸序列,采用邻接法构建系统进化树.利用SWISS-MODEL和ExPaSy在线预测分子量、等电点和蛋白结构.以同源建模结果作为模型,采用AutoDock 4.2软件分析羊脂酸与CcLhca-J9蛋白之间的亲和力.采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析羊脂酸和对照药剂阿魏酸及清水处理小飞蓬叶片后CcLhca-J9表达差异.[结果]成功获得小飞蓬CcLhca-J9,基因编码区全长为744 bp,编码247个氨基酸,分子量为26.766 kD,理论等电点为6.43,属于Chloroa_b-bind家族蛋白.系统进化分析表明,CcLhca-J9与除虫菊(GEW73959.1,Tanacetumcinerariifolium)和黄花蒿(PWA35049.1,Artemisiaannua)Lhca蛋白进化程度最为接近,同处于菊科这一分支,一致性超过85%,表明该基因家族保守性较强.CcLhca-J9蛋白二级结构具有螺旋、β转角、延伸链、无规则卷曲;以4y28.1.O(2.80?)为模板进行同源建模,三级结构是单分子物体,具有6个叶绿体a配体,是一个典型的捕光复合物I叶绿素a/b结合蛋白.分子对接显示,羊脂酸与CcLhca-J9蛋白的氨基酸残基Gly68、Phe67、Phe69和Arg197在结合过程中产生了氢键和p-π的作用力.RT-qPCR结果显示,羊脂酸胁迫处理小飞蓬叶片条件下,CcLhca-J9的表达量存在明显差异,药后0—8 h内随时间延长表达量表现出下降的趋势.与对照阿魏酸和清水处理相比,羊脂酸处理抑制了CcLhca-J9的表达.[结论]CcLhca-J9具有典型的捕光叶绿素a/b结合蛋白功能,可能参与了羊脂酸抑制小飞蓬叶片生长过程,是具有开发除草剂潜力的抑草靶标.
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