科研产出
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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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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