科研产出
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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土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：我国稻田土壤镉-砷（Cd-As）复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁（Fe）+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。
关键词： 稻田土壤 水稻 Cd-As复合污染 复合钝化材料 生理阻控
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水稻资源开花期耐热性的全基因组关联分析
《植物遗传资源学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：水稻在开花期对高温非常敏感,挖掘耐热种质并解析耐热性的遗传机制,有助于水稻的耐热性遗传改良。本研究选取205份国内外种质资源,在抽穗开花期对遇高温的稻穗进行标记,以高温下标记穗的结实率作为耐热指标,结合高密度SNP标记进行全基因组关联分析并初步预测候选基因。结果表明:不同水稻种质的耐热性差异明显,高温下的结实率最低为19.0%,平均值为64.0%,中位值为65.9%,最高值为86.6%,其中06-32、剪刀齐、娄早籼5号等17份种质的耐热性较强;全基因组关联分析共筛选到130个与耐热性显著关联的SNP标记,并鉴定到18个耐热QTL,其中6个QTL与已报道的耐热相关QTL共定位;qHT4-6与耐热性的关联度最高,根据该区间lead SNP的单倍型分类,G单倍型材料的开花期耐热性显著强于A单倍型材料,该区间附近有7个基因可能受高温调控。
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耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应,运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;利用绿色荧光蛋白标记的T61,观察菌株在水稻上的定殖;利用蘸根法施加T61菌剂,观察其降低水稻籽粒镉积累的效应.结果表明:菌株T61对Cd2+的最大耐受浓度达到500μmol·L-1;在含镉液体培养基中培养24 h后,菌株T61对Cd2+的去除率超过50%.菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸(6.2μg·mL-1)和铁载体(46.6μmol·L-1),并具有溶磷能力(37.1μg·mL-1).菌株T61可以在水稻根和茎上定殖.大田条件下,T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性,并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%.研究表明,阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌,可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫,在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景.
关键词： 镉污染 水稻 芽孢杆菌 植物促生性 抗氧化酶 生物修复
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不同温度下水稻各生育期对镉累积效应研究
《种子 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：通过水培对晚稻品种玉针香和湘晚籼12号在4个生育时期的3个温度环境持续6 d的镉处理,取植株的根系、茎鞘和叶片进行镉含量检测。结果发现,两个供试品种吸镉趋势一致,品种之间的镉浓度趋势为玉针香>湘晚籼12号;随着时间的延长,水稻植株的根系、茎鞘和叶片中的镉含量均增加,各个器官之间的镉浓度表现为根系>茎鞘>叶片;温度梯度之间镉浓度趋势为高温（30～35℃）>中温（22～27℃）>低温（15～20℃）;各个生长发育时期的镉浓度趋势基本表现为苗期>分蘖期>孕穗期>灌浆期。
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长期不同施肥措施对双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的影响
《应用生态学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：施肥是改善土壤质量、提高土壤肥力和影响土壤微生物多样性的关键措施。为了探明南方双季稻区长期不同施肥处理下稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的变化特征,本研究以34年大田定位试验为平台,设置化肥（MF）、秸秆还田+化肥（RF）、30%有机肥+70%化肥（OM）3个处理,并以无肥处理为对照（CK）,分析了长期不同施肥处理下双季稻田土壤有机碳含量、活性有机碳组分、有机碳水解酶活性及其相关性。结果表明:MF、RF和OM处理增加了稻田土壤有机碳含量,分别比CK增加4.5%、22.4%和53.5%。与MF和CK处理相比,RF和OM处理均有利于增加土壤各活性有机碳组分[累积碳矿化（Cmin）、高锰酸钾可氧化碳（KMnO4-C）、颗粒有机碳（POC）、溶解性有机碳（DOC）、轻组有机碳（LFOC）和微生物生物量碳（MBC）]和各活性有机碳组分占总有机碳的比例。OM处理土壤Cmin、KMnO4-C、POC、DOC、LFOC和MBC含量分别比CK增加3.5、3.1、3.7、1.9、1.2和1.9倍;RF和OM处理土壤各活性有机碳组分占总有机碳的比例均显著高于CK。各施肥处理土壤水解酶活性（α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木糖苷酶、纤维二糖水解酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶）的大小顺序均为:OM>RF>MF>CK,其中OM处理的各土壤水解酶活性分别比CK增加111.8%、14.1%、127.3%、285.6%和91.4%。RF和OM处理有利于增加土壤过氧化物酶活性,MF处理有利于增加土壤多酚氧化酶活性。土壤水解酶与土壤有机碳含量及其活性有机碳组分均呈显著正相关。综上,有机肥和秸秆还田与化肥配合施用是提高南方双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的有效措施。
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基于GGE双标图和BLUP分析筛选镉砷同步低累积水稻品种
《生态环境学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：种植重金属低累积水稻品种是中国耕地重金属污染稻田安全生产的有效措施,为筛选镉砷同步低累积水稻品种,该研究通过测定盆栽、早稻季、晚稻季3个试验环境中18个水稻品种稻米镉砷含量,利用基因型主效加基因型——环境互作效应(GGE)双标图分析品种稻米镉砷低累积能力、稳定性、环境适应性,进一步通过最佳线性无偏预测(BLUP)法验证和筛选出镉砷同步低累积水稻品种.研究结果表明,3个试验中稻米镉砷含量差异显著,稻米镉含量为0.20—4.21 mg?kg?1,稻米砷含量为0.03—4.24 mg?kg?1,稻米镉差异来源主要受品种与环境互作的影响,占总影响的45.4%,稻米砷差异主要受环境和品种与环境互作的影响,分别占总影响的39.8%和33.6%.GGE分析稻米镉、砷低积累能力及稳定性好的品种分别为品种14、15与9和品种9、14与17.根据稻米镉砷含量综合BLUP值筛选出镉砷同步低累积最优品种为品种14(Y两优19),其次是品种9(晶两优华占),和GGE模型评价的结果基本一致.该研究结果表明利用GGE双标图和BLUP分析筛选镉砷同步累积水稻品种是一种可行的新方法.
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