科研产出
水稻积累及耐受镉和砷的分子机制与育种实践
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：近些年来，我国农田镉、砷污染日益严重，导致稻米镉、砷超标事件时有发生。稻米是全球约一半人口的主粮，也是人体从食物中摄入镉和砷的主要来源，土壤中的镉和砷被水稻吸收后，通过食物链的富集作用在人体内积累，进而危害人体健康。因此，减少镉、砷在稻米中的积累成为保障我国粮食质量安全和促进水稻产业发展亟待解决的重要问题。研究水稻对镉和砷的累积机制，在此基础上培育镉、砷低积累水稻品种，是解决稻米镉和砷超标最经济的方法，对实现污染农田的稻米安全生产具有重要意义。本研究主要综述了农田镉和砷的存在形态及生物有效性，阐述了水稻吸收、转运镉和砷的分子机制，以及镉、砷耐受机制，概述了镉、砷低积累水稻育种进展，并对未来的发展方向进行了展望，旨在为减少水稻籽粒镉、砷含量的研究提供一些参考。
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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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袁隆平老师科研创新成功密码浅析
《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：2021年5月22日袁隆平老师离开后，习近平总书记第一时间作出向袁隆平同志学习的重要指示，高度肯定其为我国粮食安全、农业科技创新、世界粮食发展作出的重大贡献，要求广大党员、干部和科技工作者要向袁隆平同志学习，强调学习他热爱党、热爱祖国、热爱人民，信念坚定、矢志不渝，勇于创新、朴实无华的高贵品质，学习他以祖国和人民需要为己任，以奉献祖国和人民为目标，一辈子躬耕田野，脚踏实地把科技论文写在祖国大地上的崇高风范。袁老师过世后，社会各界许许多多中青年、老人孩子特地赶到长沙雨中排长队送袁老师最后一程，或通过各种方式缅怀袁老师。
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南繁有梦，撒向天涯都是爱
《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：我叫赵炳然，1987年从四川大学毕业后，来到湖南杂交水稻研究中心，三十多年来，一直跟随袁隆平老师开展南繁科研工作。2021年5月22日，我们最害怕的事情还是发生了，袁老师永远离开了我们。作为身边工作人员，作为他的学生，我一直守候在灵堂前，锥心之痛无法言表。23日一大早，一位满头白发的老人家，步履蹒跚地来到灵堂前，深深鞠躬后，一下子匍匐在地上嚎啕大哭，边哭边念叨：“袁老师啊，我们舍不得您走啊。”
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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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不同锰浓度环境下OsNRAMP5突变对水稻耐热性和主要经济性状的影响
《杂交水稻 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：OsNRAMP5是水稻吸收镉、锰的主效转运蛋白。OsNRAMP5突变造成水稻镉含量大幅度降低,使其成为镉低积累水稻分子育种中最重要的靶标基因,而其突变造成的锰含量大幅度降低是否会影响水稻农艺性状和环境适应性一直备受关注且存在争议。以籼稻华占、粳稻中花11这2种不同遗传背景下同一突变位点的osnramp5突变株系为材料,采用不同锰浓度水培和大田试验比较分析了它们的耐热性和主要经济性状。结果表明,苗期在正常浓度锰供应条件下,2种遗传背景的osnramp5突变株系耐热性并未明显下降,但在环境锰不足的条件下,2种遗传背景osnramp5突变株系的耐热性均大幅度下降。在土壤锰含量为312 mg/kg的正常锰浓度大田条件下,籼稻华占的osnramp5突变株系产量和稻米品质较野生型均无显著差异,但粳稻中花11的osnramp5突变株系的千粒重和胶稠度降低;开花期高温使2种遗传背景的osnramp5突变株系的每穗总粒数、结实率和千粒重均显著下降,且造成粳稻中花11的osnramp5突变株系的垩白粒率和垩白度上升。在土壤锰含量为102mg/kg的低锰浓度大田条件下,2种遗传背景的osnramp5突变株系的有效穗、每穗总粒数、结实率和千粒重均显著下降,垩白粒率和垩白度上升。说明籼稻的osnramp5突变株系在富含锰的镉污染地区有很大的应用潜力,但在种植时应避开抽穗期高温和低锰田块,而粳稻的osnramp5突变株系在南方稻区的环境适应性较差。
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水稻OsNRAMP7基因的克隆、表达及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：自然抗性相关巨噬细胞蛋白（natural20resistance-associated20macrophage20proteins,20NRAMPs）是一类在结构和功能上保守的大家族,目前已在水稻（Oryza20sativa）中鉴定出7个基因（OsNRAMP1～OsNRAMP7）,它们在金属离子的吸收、转运和分配等方面发挥着重要作用,但迄今为止,OsNRAMP7功能尚不清楚。本研究克隆了OsNRAMP7基因的全长CDS序列,长度为12062620bp,编码541个氨基酸,位于水稻第12号染色体,由4个外显子和3个内含子组成。生物信息学分析表明Os20NRAMP7为稳定疏水性蛋白,存在11个跨膜结构域和多个磷酸化位点,预测定位于细胞质膜。表达模式分析表明OsNRAMP7主要在根、茎和幼穗中表达,响应多种植物激素,受到干旱和NaCl胁迫诱导。本研究结果为进一步研究OsNRAMP7的生物学功能提供了基础资料。
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淹水胁迫下褪黑素浸种对水稻幼苗生长的影响
《华北农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为研究淹水胁迫下褪黑素浸种对长短中胚轴水稻幼苗期生理和生化性状的影响,采用不同浓度梯度的褪黑素(MT)处理,测定中胚轴长、胚芽鞘长、芽长、鲜质量、成活率等相关农艺性状,测定过氧化物歧化酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)含量等生理生化指标.MT浸种对淹水胁迫下水稻生长的影响可分为低浓度缓解胁迫和高浓度加剧毒害;淹水处理下相比短中胚轴品种华航31、DH4040,长中胚轴品种鄂中4号、DH4038具有较高的成活率;在对4个品种添加10,100μmol/L的MT浸种处理时,华航31中MT浸种效果表现均是最好的,其中100μmol/L MT浸种处理在每个品种中均能显著提高幼苗的成活率.随着浓度提高到1 000μmol/L,对所有的品种均表现为抑制成活;MT浸种可降低MDA含量,提高POD、SOD、CAT活性,促进中胚轴长、胚芽鞘长、芽长、鲜质量等农艺性状,100μmol/L MT浸种处理效果最好;1 000μmol/L MT浸种也可以促进相关农艺性状提升并提高酶活性,但成活率显著下降.适当浓度的褪黑素浸种,能提高淹水胁迫下水稻幼苗活力和出苗率,显著降低淹水胁迫对水稻幼苗的毒害作用.
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