科研产出
长期不同施肥模式对南方双季稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的影响
《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：施肥措施与稻田生态系统净碳汇效应、经济收益的关系密切.本研究以长期(35年)定位施肥试验田为平台,分析了单独施用化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和无肥对照(CK)4种不同施肥模式对我国南方双季稻田耕层土壤固碳速率、碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响.研究表明:不同施肥处理双季稻田耕层土壤碳库变化范围为216.02~866.74 kg·hm-2·a-1,OM处理土壤碳年变化量显著高于MF、RF和CK处理;双季稻田土壤固碳速率为51.5~650.7 kg·hm-2·a-1,表土碳密度为55.64~78.42 t·hm-2,各施肥处理高低顺序均为OM>RF>MF>CK.各施肥处理双季稻田生态系统水稻的碳吸收为4.42~9.32 t C·hm-2·a-1,其高低顺序为OM>RF>MF>CK;与MF处理相比,OM和RF处理稻田土壤净碳汇量分别提高了 27.6%和13.6%.各施肥处理双季稻田生态系统的碳成本物质投入变化范围为1.49~2.17 t C·hm-2·a-1,年经济收益变化范围为1.30×103~7.83×103元·hm-2·a-1,其高低顺序为RF>OM>MF>CK;OM、RF和MF处理双季稻田生态系统经济效益的净收益均显著高于CK处理.总之,长期施用有机肥、秸秆还田配施化肥措施均有利于增加双季稻田土壤固碳速率、碳汇效应和经济收益,是提高南方双季稻田土壤有机碳贮量的施肥模式.
关键词： 水稻 双季稻田 施肥模式 生态系统 碳汇 经济收益
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OsYABBY4基因调控水稻株高的功能研究
《杂交水稻 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：株高是影响水稻产量、光合速率、抗倒性的重要农艺性状,赤霉素对株高形成具有重要调控作用。YABBY家族基因作为植物特有的转录因子,参与GA信号途径,调控水稻株高。通过CRISPR/Cas9技术定向突变了OsYABBY4基因,成功创制了3种不同突变类型的osyabby4突变体。表型分析发现,osyabby4突变体结实率下降,倒1和倒2节间的伸长受到抑制,导致株高显著降低。α-淀粉酶诱导及赤霉素相关基因差异表达实验表明,OsYABBY4通过参与GA信号转导调控水稻的株高。本研究为水稻理想株型育种提供了新材料,同时进一步完善了水稻株高分子调控网络。
关键词： 水稻 OsYABBY4基因 株高 赤霉素 CRISPR/Cas9技术
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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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过量表达OsRRK1对水稻叶片发育的影响
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】OsRRK1（rop-interacting receptor-like kinase 1）属于胞质类受体激酶RLCKⅥ家族成员,通过对OE-OsRRK1转基因水稻的叶片形态观察,明确OsRRK1在水稻叶片发育中的作用。【方法】依据水稻基因组数据库公布的目标序列设计引物并构建OsRRK1超量表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化转入到粳稻品种合江19,通过PCR分析鉴定阳性植株,Southern blot鉴定转基因植株插入外源基因的拷贝数,Northern blot杂交和qRT-PCR鉴定转基因植株在RNA水平的表达情况;选取T2代纯合植株抽穗期的剑叶进行叶片卷曲指数（leaf rolling index,LRI）测定;通过石蜡切片和苯胺蓝染色观察水稻横切后泡状细胞的变化情况,用Image J软件统计泡状细胞的面积;采用叶绿素测定计测量植株叶片叶绿素含量。【结果】共获得OE-Os RRK1转基因阳性植株44株,随机选取17株,经Southern blot鉴定8株为单拷贝株系,9株为多拷贝株系;随机选取2份多拷贝株系（OE-1和OE-4）和5份单拷贝株系（OE-5、OE-21、OE-22、OE-24和OE-25）用于后续试验。经分析发现OsRRK1在不同的转基因株系中具有不同程度的过表达情况,其中OE-1、OE-4和OE-25株系超量表达程度高,OE-5株系超量表达程度低,OE-21、OE-22和OE-24株系超量表达程度居中。从中选取OE-5、OE-22和OE-25共3份单拷贝转基因株系和WT对照经Northern blot鉴定后与qRT-PCR结果一致。统计选取的7个株系和WT对照的叶片卷曲指数发现:卷曲程度与OsRRK1表达量呈正相关,表达量越高卷曲程度越高。水稻叶片经切片和染色后发现OE-OsRRK1转基因植株叶片中泡状细胞发生了明显变化,转基因株系中泡状细胞数目都小于对照中泡状细胞均值4.6个。叶片卷曲得越明显,泡状细胞退化得越严重,数目更少,面积更小。经叶绿素含量测定发现,OE-22、OE-24和OE-25转基因的水稻叶片的叶绿素含量比野生型水稻叶片叶绿素含量高。【结论】过量表达OsRRK1会影响泡状细胞的数目和面积,从而使水稻叶片发生卷曲,且卷曲程度与表达量呈正相关;OsRRK1在水稻中的过量表达导致叶绿素含量增高。
关键词： 水稻 OsRRK1 胞质类受体激酶 叶片卷曲 叶绿素含量
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人工加速老化对稻谷碾米品质、蒸煮品质和储藏品质的影响
《中国农学通报 》 2021 CSCD
摘要：为了解不同品种稻谷在储藏过程中碾米品质、食用蒸煮品质和储藏品质的变化,采用高温高湿人工加速老化法,对3个优质稻品种和3个杂交稻品种在100%相对湿度和40℃条件下分别处理0、1、3、5、7天。结果显示,随着老化时间的延长,不同品种稻谷的脂肪酸值含量均明显升高,但优质稻上升幅度明显大于杂交稻。稻谷糙米率、蛋白质总量和胶稠度的变化不大,优质稻的直链淀粉含量有所升高,所有稻谷的整精米率经老化处理后都有所降低,试验结果在一定程度上反映出不同储藏时间稻谷的安全性和品质的差异。稻谷在真空包装下品质变化速度小于网袋包装条件,说明真空包装可以适当延缓稻谷的陈化。研究结果可为今后稻谷耐储藏实践中延缓稻谷陈化和品质劣变提供技术参考。
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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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盐胁迫下不同水稻品种苗期植物内源激素含量的变化特征
《湖南农业科学 》 2021
摘要：研究改进了现行的植物激素检测方法,通过探讨耐盐品种超优千号、Y两优900以及盐敏感品种IR64经0.8%的NaCl胁迫处理0、6、24和72 h后茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）3种植物激素的含量变化,初步分析了3种植物内源激素含量在盐胁迫下的变化规律以及激素间相互作用对水稻生长的影响。结果表明:（1）改良后的HPLC-MS/MS法提升了植物激素检测的灵敏度和精确度,在0.5～100 μg/L浓度区间内,3种激素分离度较好,且具有较好的线性关系,R2值均>0.999;（2）经盐处理72 h后,2个耐盐品种的叶尖部分泛黄,幼苗生长情况依旧良好,而此时IR64的叶片卷曲得更为严重,且泛黄明显;（3）3个水稻品种幼苗在盐胁迫下ABA含量变化趋势一致,盐胁迫处理6 h后,ABA含量迅速增加,随着盐处理时间的延长而逐渐降低;3个水稻品种的JA含量在盐胁迫前期均显著降低,但盐胁迫一段时间后,JA含量有所增加,其中盐敏感品种IR64中JA含量明显高于耐盐品种;而3个水稻品种中SA含量的变化与品种耐盐性没有明显相关性。
关键词： 水稻 盐胁迫 植物内源激素 超高效液相色谱-串联质谱
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利用CRISPR/Cas9技术编辑AFP1基因提高水稻耐逆性
《中国水稻科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为鉴定水稻AFP1在非生物胁迫响应中的作用,创制非生物胁迫抗性的水稻新材料.[方法]以优异籼稻恢复系华占为转化受体,利用CRISPR/Cas9技术创制afp1突变体,并对afp1突变体的耐逆性进行初步鉴定.[结果]AFP1靶点1和靶点2的编辑效率分别为66.67%和75.00%.所有突变株系中,突变类型仅有插入和缺失突变,90%突变株系的突变长度为小片段突变(<5 bp).获得了6种无转基因成分的afp1纯合突变体.正常条件下,afp1突变体株高和结实率降低,有效分蘖增加,穗长显著升高,单株产量在?4.06%和11.75%之间变化.和野生型相比,afp1突变体的ABA敏感性和叶片水分散失率降低,耐干旱、热和渗透胁迫能力提高.[结论]编辑AFP1基因可提高水稻多种非生物胁迫抗性.
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9基因编辑技术 AFP1 耐逆性
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水稻B3转录因子OsL1的生信分析及表达模式
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：B3转录因子是植物特有的转录因子,与植物花形态建成、激素信号转导、种子生长发育及植物逆境胁迫响应密切相关。前期研究中,利用穗发育芯片筛选到一个OsL1基因。生物信息学分析发现,OsL1基因位于水稻4号染色体,基因全长4 262 bp,编码433个氨基酸,蛋白分子量为48.7 kD,序列比对和系统发育分析表明Os L1属于B3家族转录因子,不含信号肽剪切位点和跨膜结构域,亚细胞定位于细胞核。启动子序列分析发现,该基因启动子中含有8个光响应元件及部分激素响应元件。实时PCR分析发现OsL1在水稻根、茎、叶、和穗中均有表达,其中在根和穗发育7期表达量较高,进一步克隆Os L1启动子区域,构建pCAMBIA1301-OsL1-GUS表达载体,遗传转化并鉴定获得转基因植株,The previous study在水稻根、茎、叶、和穗中均检测到了GUS信号,表明OsL1属于组成型表达。以上结果为深入研究OsL1基因在水稻生长发育过程的生物学功能提供了科学依据。
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水稻镉吸收与转运机理的研究进展
《土壤 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：长期食用高含镉（Cd）的大米会严重危害人体健康,引起一系列的疾病,因此控制稻米Cd含量对粮食安全具有重要意义。本文从根部Cd吸收、根向茎叶的转运和茎叶向籽粒转运3个角度系统总结,从生理角度综述了这3个重要过程涉及的生理机制,从分子生物学角度总结了相关基因的分子调控机制,归纳并讨论了一些存在争议的问题。深度探讨了调控吸收、转运和籽粒积累这3个过程来降低稻米Cd含量的有效措施,分析其原理及实用价值。提出了选育Cd低积累品种为最根本最有力的Cd污染治理措施,为明确水稻Cd污染治理方向提供重要的参考。
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