科研产出
水稻OsRLCK167基因的组织表达模式和生物信息学分析
《山东农业科学 》 2023
摘要：类受体胞质激酶（receptor-like cytoplasmic kinases, RLCKs）家族是一类特殊蛋白激酶，在植物生长和病原菌防御中发挥着重要的生物学功能。在对水稻RLCKⅥ家族成员OsRRK1基因的研究中发现水稻4号染色体上存在一个与其同源性特别高的基因，即OsRLCK167（LOC＿Os04g56060）。为了丰富类受体胞质激酶家族并探究水稻胞质受体激酶基因的作用，本研究利用ExPASy-Protparam、Protscale、CD-search等在线工具和DNAMAN软件对OsRLCK167基因进行生物信息学分析；采用qRT-PCR技术对OsRLCK167基因做组织表达模式分析。结果显示：OsRLCK167蛋白的分子量为43.77776 kD,为疏水性、不稳定的酸性蛋白；对该蛋白的二级结构进行预测，显示其主要由无规则卷曲（41.94%）、α-螺旋（35.29%）、延伸链（15.35%）和β-转角（7.42%）组成；该基因在水稻不同组织均有表达，且在叶鞘中的表达量最高。结果表明，OsRLCK167基因在进化过程中具有高度的保守性，在水稻中具有功能多样性。
关键词： 水稻 OsRLCK167基因 组织表达模式 生物信息学分析
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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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水稻的雌性不育研究进展
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：水稻雌性不育是由水稻雌性器官发育异常引起的不育.随着生物技术及功能基因组学的发展,对雌性不育的研究已从细胞学水平过渡到对分子机理的探索.科研工作者不断挖掘新的水稻雌性不育突变体,也定位和克隆到一些水稻雌配子发育相关基因.由于雌配子体发育过程的复杂性,导致水稻雌配子发育调控网络中的分子机理研究还有所欠缺.本研究通过水稻雌性不育的突变类型、雌性器官发育异常导致的基因突变,描述了水稻雌性不育的发生机理及雌性不育突变材料在机械化制种中的应用,为雌性不育的深入研究提供理论依据.
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应用性信息素迷向技术防治二化螟的效果
《湖南农业科学 》 2023
摘要：为探索水稻二化螟绿色防控技术,应用性信息素迷向技术,于2021年对武冈市晚稻二化螟进行了防治.通过对各处理二化螟成虫诱捕量、枯鞘率、枯心率及产量的调查,评价其对二化螟的防控效果.结果表明:性信息素能显著降低二化螟成虫诱捕量(P<0.05),性信息素安装后0~42 d干扰率达95.28%~97.17%,安装42 d后干扰效果有所下降;在第42天更换1次性信息素后能持续起效,更新后干扰率可达92.52%及以上;从枯鞘率来看,各处理间差异不显著,但性信息素处理区的枯鞘率较低,表明其对防止二化螟为害有一定效果,其中8月24日和9月7日,仅用性信息素防治的处理防效达31.03%~40.22%;从枯心率来看,性信息素的防效与农药防效相当,但二者结合使用效果更好、更稳定,成熟期防效达62.34%;使用性信息素的处理能间接增加水稻产量,增产率在10.00%以上.由此可知,应用性信息素迷向技术干扰二化螟成虫交配,防治效果明显,结合1~2次农药防治,能有效防治二化螟为害.
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基于NCⅡ遗传交配设计的籼稻抽穗期全基因组关联分析
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：抽穗期受光温资源和基因网络的共同调控,影响作物产量和品种的地域适应性,通过关联分析鉴定与抽穗期性状相关的显著位点和基因,对解析抽穗期的遗传基础具有重要意义。本研究按照双因素交叉式遗传设计（North Carolina design Ⅱ, NCⅡ）将115份籼稻品种作为父本, 5份不育系作为母本,进行测交,得到了575个F1代的测交群体。对亲本和F1代抽穗期的表型值、亲本品种群体的一般配合力、F1代群体的特殊配合力和超亲优势值进行全基因组关联分析,（1）共定位到104个关联位点,分布在12条染色体上。其中,第4条染色体上检测到的显著位点最多,为16个。在亲本的抽穗期表型、一般配合力、F1代的抽穗期表型、特殊配合力、超亲优势值5个数据集中分别检测到6、5、15、57和21个。对这5个数据集中的显著关联位点进行表型变异分析,发现在亲本抽穗期表型、一般配合力、F1代抽穗期表型、特殊配合力和超亲优势值这5个数据集中的显著关联位点对表型变异的总贡献率（phenotypicvariation explained, PVE）分别为79.57%、10.51%、33.35%、56.42%和54.86%。其中, 25个位点在多个数据集中被检测到,可能为抽穗期相关的热点区域。（2）通过关联分析得到的显著位点与日本晴参考基因组注释信息比对,共检测到5个已克隆抽穗期基因,其中3个基因与显著关联位点的基因组距离小于200 kb,对这3个基因中的单倍型组合与单个基因的优异单倍型进行比较发现,亲本品种群体中单倍型组合SDG724 （Hap.A）＿Hd17 （Hap. E）＿Ghd7 （Hap. A）的对应的水稻单株籽粒产量较高,抽穗期较长,该组合中各基因的单倍型对应于单个克隆基因的优异单倍型,表明优异单倍型的聚合的常规稻,具有更高的产量和更长的抽穗期。测交子代未见此情形,测交子代群体中SDG724（Hap.I）＿Hd17（Hap.K）＿Ghd7（Hap.I）的单倍型组合形式的水稻有适中的抽穗期和较高的产量,说明测交子代的抽穗期遗传机制较父本（常规水稻品种）复杂。全基因组关联分析和单倍型分析相结合,能利用到多个SNP提供的连锁不平衡信息,提高了基因检测效率,对培育高产的水稻品种具有重要的指导意义。
关键词： 水稻 抽穗期 全基因组关联分析 单倍型 NCⅡ遗传设计
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24个水稻抗稻瘟病单基因系的抗性评价与利用前景分析
《作物研究 》 2023
摘要：利用抗性基因培育抗病品种是防治稻瘟病最经济、快速、有效的手段。湖南桃江病圃是湖南省及长江中下游稻区水稻区域试验新品种的抗稻瘟病鉴定基地。为明确主要抗稻瘟病基因在该病圃的应用价值，本研究于2020—2021年评价了24个抗稻瘟病单基因品系在湖南桃江病圃的田间抗性。结果表明，含Pi-z~5、Pi-1、Pi-7与Pi-ta~2等单基因的品系对苗叶瘟均表现中抗水平，含Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2、Pi-12（t）与Pi-km等单基因的品系对穗颈瘟表现抗或中抗。综合来看，Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2等单基因对苗叶瘟与穗颈瘟皆表现出较好的田间抗性，可单独或与其它抗性基因聚合应用于抗稻瘟病育种与生产中。研究结果对指导湖南省乃至长江中下游稻区水稻抗稻瘟病品种选育与合理利用均具有重要意义。
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水稻抗褐飞虱基因Bph43紧密连锁KASP标记开发与验证
《湖北农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为促进Bph43基因在抗褐飞虱(Nilaparvata lugens)水稻品种选育中的应用,在前期Bph43精细定位的基础上,将Bph43基因供体亲本IRGC 8678进行重测序,通过与日本晴参考基因组以及3 000份水稻测序公共数据库资源进行SNP变异位点分析,设计开发出Bph43紧密连锁区间特异的KASP标记(K_11674982、K_11775428和K_11856768).66份水稻自然群体及200份BC1F2代杂交后代的验证结果表明,开发的3个KASP标记是共显性标记,标记基因型分析结果与抗褐飞虱表型完全符合,能特异、准确地检测出水稻中是否含有Bph43基因.基于SNP位点开发的Bph43 KASP标记可用于发掘携带Bph43基因的新种质及抗褐飞虱分子标记辅助选择育种.
关键词： 水稻 褐飞虱(Nilaparvata lugens) Bph43 KASP标记 抗褐飞虱育种
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水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa7共显性功能标记的开发与应用
《福建农业学报 》 2023 CSCD
摘要：【目的】对水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa7进行精准检测和世代跟踪，通过分子标记检测Xa7基因材料的纯合或杂合型。【方法】根据Xa7、xa7和无等位基因型序列的差异，通过Premier 5软件设计了含4条引物Xa7-F、Xa7-R、Xa7null-F、Xa7null-R的功能标记Xa7fun，且采用PCR方法分别对不同遗传资源材料进行分子标记特异性检测和验证，自然高温下于孕穗期对含Xa7基因的3份杂交改良系及亲本采用剪叶接种法接种7个白叶枯病菌菌株进行抗性鉴定，并于成熟期考察记录其农艺性状。【结果】分子标记特异性检测结果表明，Xa7基因纯合型材料R084可扩增出大小为91 bp的条带，无等位基因型材料Nip可扩增出大小为153 bp的条带，杂合体Nip/R084可扩增出大小为91 bp、153 bp的条带，共显性标记Xa7fun得到的电泳条带与引物设计时预测的目标片段完全吻合；18份不同类型的种质资源均未扩增出91 bp大小的功能条带，说明这些材料均不含Xa7基因；杂交改良系Ry-1、Ry-2、Ry-3均仅含有91 bp大小的功能条带，表明Xa7基因纯合；在高温下，华占对7个菌株表现为高感、中感或感病，R084除对菌株PX099感病外，对其余6菌株均为高抗、中抗或抗病，Ry-1对GDA2、 HNA1-4、 FuJ、 GD1358、YN24等5个菌株为高抗或中抗，Ry-2对GDA2、GD1358、HNA1-4、PXO86、YN24等5个菌株为高抗或抗病，Ry-3对HNA1-4、FuJ、GDA2、GD1358、PXO86、YN24等6个菌株均为高抗或中抗。因此，Xa7基因的渗入对华占改良系Ry-1、Ry-2、Ry-3的白叶枯病抗性有大幅度的提高；通过对3个改良系和亲本等农艺性状分析表明，3个改良系的生育期、株高、穗长、单株总粒数、结实率、千粒重介于R084和华占之间，Ry-1和Ry-3单株有效穗数显著高于华占和R084,Ry-2与华占、R084差异不显著，单株产量与华占或R084相比差异不显著。【结论】本研究开发的功能标记Xa7fun能够准确、高效地识别水稻Xa7基因纯合型、杂合型等，而且Xa7基因的渗入不会造成杂交改良系重要农艺性状变差，可在水稻白叶枯病抗性分子育种中推广应用。
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转Cry1Ab基因水稻恢复系KR1128的鉴定及组合评价
《杂交水稻 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：螟虫是危害水稻生产的重要虫害，长江中下游稻区尤以二化螟发病较多，对水稻稳产、增产造成较大影响。研究以转Cry1Ab基因抗虫恢复系mfb-MH86为供体，强优恢复系HR1128为受体，通过田间回交转育，结合分子标记检测、农艺性状筛选得到抗虫恢复系新材料KR1128-1、KR1128-2和KR1128-3。产量性状分析结果表明，改良恢复系与非转基因对照HR1128相比，株高显著降低，但单株有效穗数有所改善，均显著高于HR1128；改良恢复系的结实率均略高于亲本HR1128，以KR1128-3的结实率最高（82.0%）。在稻米品质上，改良新株系与HR1128多数指标无显著差异，少数性状稍有改善，如KR1128-3在整精米率、垩白面积和垩白度上均显著优于HR1128。酶联免疫吸附试验显示，改良恢复系均能够稳定表达Bt蛋白，以茎秆中抗虫蛋白含量最高、穗部籽粒中最少；室内螟虫抗性鉴定结果证明，所有改良系的抗虫性均大幅提升，达到高抗水平。测配结果表明，两系杂交稻抗虫组合整体表现好于三系杂交稻组合，其中恢复系KR1128-3与Y58S、丰源A和炳1A所配组合的产量均高于其他转基因组合和HR1128与各不育系所配组合，丰产性较好。研究为选育适应长江中下游稻区的高产抗虫转基因水稻新组合储备了种质资源。
关键词： 水稻 恢复系 杂交组合 螟虫 转基因 Cry1Ab 抗虫蛋白
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