科研产出
水稻品种魔王谷粒形、剑叶性状和株高QTL定位
《作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：以粳稻魔王谷和籼稻CO39配组衍生的280个重组自交系为材料, 2015年和2016年对其粒形、剑叶形态、株高性状进行了相关性分析和QTL检测。剑叶长分别与粒厚和株高存在极显著负相关和正相关,剑叶宽与粒宽存在极显著正相关。检测到17个粒形QTL,分布于第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第9和第10染色体上,贡献率为3.51%～48.65%;其中,第3染色体RM6080-RM6283区间对粒长和千粒重兼具显著作用,第5染色体RM8211-RM3381区间同时影响粒宽和粒厚。检测到12个控制剑叶形态性状的QTL,分布于第1、第3、第4、第6、第7和第9染色体上,贡献率为4.26%～38.40%;有5个多效QTL区间,其中,第4染色体RM252-SFP4_6区间同时控制剑叶长、剑叶宽、剑叶面积和粒长,第9染色体RM257-RM3909区间同时影响剑叶面积和粒长。只检测到一个控制株高的QTL,位于第1染色体的RM6333-RM5536区间,是一个主效QTL,贡献率为28.76%。这些结果为进一步开展粒形、剑叶形态、株高基因的精细定位、克隆和分子辅助育种奠定了基础。
全文链接
请求原文
利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术定向降低水稻落粒性
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】易落粒既不利于稻谷收获,也不适宜于水稻机械化生产。利用现阶段前沿的分子育种手段——CRISPR/Cas9技术对水稻落粒性主效基因qSH1进行定点编辑,并调查分析易落粒性状的改良效果,为创制稳产和适合机械化生产的水稻新种质奠定材料基础和探索新途径。【方法】以qSH1为靶标基因,根据CRISPR/Cas9技术原理设计靶标位点。将所设计的靶点序列在水稻参考基因组中比对分析以排除非特异性靶位点,最终筛选出qSH1-T1和qSH1-T5靶标位点。化学合成靶位点寡核苷酸序列,退火后分别与pYLg RNA-U3、pYLg RNA-U6a载体连接构建U3-qSH1T5-g RNA、U6a-qSH1T1-g RNA表达盒,最后将2个g RNA表达盒同时连接至pYLCRISPR/Cas9表达载体中,构建pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51表达载体。利用农杆菌介导转化易落粒的籼稻品种HR1128,以潮霉素抗性为筛选标记筛选获得T0代转基因阳性植株。利用靶位点扩增测序法判断T0代转基因植株在预期靶标位点是否发生突变,并进一步分析突变类型及基因型。将靶点序列在水稻参考基因组中比对,选择与靶点序列匹配度大于或等于15 bp且3′端具有NGG的位点作为潜在脱靶位点进行脱靶效应评估。利用潮霉素基因及靶点检测进一步筛选无T-DNA成分的qsh1突变植株并进一步构建qsh1突变系,并分析qsh1突变系的落粒性、qSH1的表达量及预测编码氨基酸序列。【结果】pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51载体成功地实现了对qSH1靶标位点的定点编辑。在T0代转基因阳性植株中获得7个突变单株,其中qSH1-T1和qSH1-T5靶点的突变频率分别为54.55%和63.64%,突变基因型包括纯合突变、杂合突变、双等位突变和嵌合突变,突变类型包括碱基插入、碱基缺失及碱基突变。通过对T1代植株进行潮霉素基因筛选、靶位点扩增测序,结果表明,在T1代植株中Cas9载体骨架和qSH1突变位点都发生了分离,获得2种不含T-DNA成分的qsh1纯合突变株,并以此构建2个T2代qsh1纯合突变系群体(17SZ01和17SZ02)。对46株转基因阳性植株进行脱靶效应分析,发现3个潜在脱靶位点均未发生突变,表明所设计的靶标位点具有较高的特异性。通过落粒性测定分析表明,与野生型对照相比,2个qsh1纯合突变系的落粒性显著降低。进一步分析发现,2个突变系氨基酸翻译均发生改变并提前终止,同时17SZ01突变系qSH1的表达量显著降低。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对水稻基因组进行定点编辑定向改良水稻品种落粒性,是一条高效、安全的分子改良育种策略。
关键词： CRISPR/Cas9 基因编辑 水稻 qSH1 落粒性
全文链接
请求原文
施氮量对杂交水稻叶片光谱特征、SPAD值和光能拦截率关系的影响
《核农学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同氮肥处理对两系杂交稻叶片光谱特征、叶绿素含量(SPAD)、光能拦截率之间关系的影响,本试验以全两优1号和全两优681杂交稻品种为供试材料,设置N0(0 kg·hm~(-2))、N1(150kg·hm~(-2))和N2(250 kg·hm~(-2))3个氮肥处理,研究不同氮肥施用量下杂交稻群体的光能截获率(IPAR)、SPAD和叶片光谱特性。结果表明,不同氮肥处理下水稻叶片光谱特征差异明显,全两优1号和全两优681的光谱反射率随氮肥施用量的增加在可见光范围内降低,在近红外区域增高。施氮量的增加能够提高叶片SPAD值以及光化学植被指数值(PRI),PRI与IPAR相关系数达到0.64。齐穗期的光谱参数中的差值植被指数(DVI)、垂直植被指数(PVI)与2个杂交稻品种的实际产量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.82和0.86。综上,齐穗期水稻群体高光谱指数能够预测水稻群体IPAR以及实际产量,本研究利用高光谱数据反演水稻关键生育期内的氮素营养信息,为氮肥精确化管理,提高氮肥利用率,实现水稻高产高效提供了理论指导。
全文链接
请求原文
湖南两种母质发育土壤的稻米镉积累差异
《土壤通报 》 2018 北大核心
摘要：采用盆栽试验方法,以外源添加镉模拟土壤镉污染,研究了湖南两种母质发育土壤的稻米镉(Cd)积累差异。结果表明,在0.3~3.0 mg kg~(-1)的土壤Cd范围内,Cd对水稻产量无显著影响。水稻茎叶和糙米Cd含量随着土壤Cd浓度的升高而增加,麻砂泥添加Cd至0.9 mg kg~(-1)时,糙米Cd含量为0.20 mg kg~(-1),达到超标临界值,红黄泥添加Cd至3.0 mg kg~(-1)时,糙米Cd含量(0.19 mg kg~(-1))接近超标临界值。2种母质发育土壤上水稻茎叶对Cd的转运效率与土壤Cd浓度呈负相关,当添加土壤Cd至3.0 mg kg~(-1)时,麻砂泥和红黄泥上水稻茎叶对Cd的转运效率分别降低25.0%(P<0.05)和27.2%(P<0.05)。土壤Cd浓度影响水稻糙米对Cd的富集能力,随着土壤Cd浓度的升高,水稻糙米对Cd的富集能力下降。回归分析表明,麻砂泥和红黄泥上引起稻米Cd超标的土壤Cd含量临界值分别为1.37 mg kg~(-1)和3.56 mg kg~(-1),说明麻砂泥上的稻米Cd超标风险高于红黄泥,而这种差异主要归咎于2种母质发育土壤的p H、CEC、粒径分布及矿物组成差异。
全文链接
请求原文
光合细菌PSB06浸种对水稻促生作用研究
《杂交水稻 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：光合细菌作为一种微生物肥料和菌剂,在农业生产应用上越来越广泛。探讨光合细菌对植物的促生作用将为光合细菌的进一步应用推广提供理论依据。使用光合细菌中的沼泽红假单胞菌PSB06菌剂对水稻种子浸种,结果表明,光合细菌PSB06菌剂处理能促进种子萌发。与对照(蒸馏水浸种)相比,其种子发芽率提高5个百分点,萌发种子的芽长和根长分别增加250%和249%;同时,光合细菌处理也能促进苗期生长。水稻茎秆比对照高36.0%,叶片体内叶绿素a、b含量分别提高27.5%和18.0%。在干旱胁迫下,光合细菌浸种过的苗期水稻SOD值和POD值比对照分别提高72.0%和38.5%,能更有效维持植物体内自由基的平衡。因此,光合细菌PSB06浸种可提高种子活力、促进苗期生长和增强耐胁迫能力,是一种高效的浸种剂,对水稻具有良好促生作用。
全文链接
请求原文
镉污染稻田水分调控与石灰耦合的季节性休耕修复效应（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2018
摘要：以镉(Cd)污染稻田为对象,研究休耕期间采用水分管理和施用石灰组合措施对土壤理化性状,及复耕后水稻产量和稻米Cd含量的影响。结果表明,与干旱处理相比,休耕淹水处理的土壤p H值下降,土壤有机质和阳离子交换量分布提高了,并降低了土壤有效态镉和稻米镉含量;干旱或淹水休耕,水稻产量均增加;施用石灰显著降低了稻米镉含量,其作用效果随石灰用量的增加呈线性增加趋势,每施用石灰1 000 kg/hm~2的土壤p H值提高0.24个单位、土壤有效态Cd含量降低0.007 5 mg/kg;干旱休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为5 120kg/hm~2,稻米Cd含量为0.12 mg/kg;淹水休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为4636 kg/hm~2,稻米Cd含量为0.10 mg/kg,总体结果表明,镉污染稻田采取淹水+石灰的休耕模式更有利于降低复耕后稻米Cd含量。
全文链接
请求原文
长期施肥对双季稻区水稻植株养分积累与转运的影响
《生态环境学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：长期施肥是影响稻田土壤理化特性,进而影响水稻(Oryza sativa L.)生长发育的重要农艺措施。研究不同施肥模式对双季稻区水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,对于选择养分高效利用施肥模式具有重要的实际意义。以湖南宁乡长期大田定位试验为平台,应用常规实验分析方法系统分析了定位长达31年化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+化肥(LOM)、60%有机肥+化肥(HOM)和无肥对照(CK)5种施肥处理对水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配的影响。结果表明,早稻和晚稻成熟期,各施肥处理水稻植株各部位的干物质积累量、茎和叶物质转运率及茎叶物质贡献率均高于CK处理;植株抽穗后物质同化贡献率均高于CK处理,其大小顺序表现为RF>HOM>LOM>MF>CK。早稻成熟期,HOM处理茎、叶、穗和地上部分氮、磷和钾素积累量均显著高于MF和CK处理(P<0.05),其中氮素积累量分别比CK处理增加了11.61、14.38、45.20和71.19 kg·hm~(-2);磷素积累量分别比CK处理增加了2.42、1.64、13.83和17.89 kg·hm~(-2);钾素积累量分别比CK处理增加了35.34、9.78、15.12和60.24 kg·hm~(-2)。晚稻成熟期,RF处理茎、叶氮素积累量均显著高于LOM和CK处理(P<0.05),分别比CK处理增加了6.91 kg·hm~(-2)和9.38 kg·hm~(-2);HOM处理茎、叶、穗和地上部分的磷和钾素积累量均显著高于MF、RF、LOM和CK处理(P<0.05),磷素积累量分别比CK处理增加了2.55、1.39、10.56和14.50 kg·hm~(-2);钾素积累量分别比CK处理增加了43.84、7.35、7.77和58.96 kg·hm~(-2)。总体而言,长期施肥均增加了水稻各部位干物质和养分积累并促进养分向穗部转运,其中以秸秆还田、有机肥配施化肥措施最有利于提高水稻群体干物质和养分积累与转运。
全文链接
请求原文
水稻穗发育相关基因酵母双杂交cDNA文库的构建
《基因组学与应用生物学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：利用cDNA文库筛选与已知功能蛋白质互作蛋白质,是研究蛋白质之间相互作用的重要途径之一。本试验利用水稻武运粳7号(95-22)穗为材料,构建了一个穗发育相关基因酵母双杂交cDNA文库,试验表明,本实验构建的cDNA初级文库容量和目的文库容量分别为1.44×107 CFU/mL和9.6×106 CFU/mL,重组率均为95%;初级文库插入片段长度介于500～2 000 bp之间,目的文库插入片段长度介于1 000～2 000 bp之间,两者平均插入片段长度均在1 000 bp以上;通过NCBI数据库、RicexPro数据库和Rice Genome Annotiation Project数据库对目的文库中的19个单克隆测序分析得知,19个克隆测序序列匹配17个相应的基因,文库重复率为10.5%,其中16个基因均在穗部有表达。以上试验表明,本实验构建的cDNA文库是一个质量较高的文库,可以直接用于穗发育相关基因筛选。
全文链接
请求原文
稻螟赤眼蜂生物防治水稻主要害虫的研究（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2018
摘要：以稻螟赤眼蜂为材料,通过生物防治和化学防治相结合的方法进行了水稻二化螟和稻纵卷叶螟的田间防治试验,考察了不同防治方式对水稻主要虫害、天敌及产量的影响。结果表明:稻螟赤眼蜂对二化螟卵和稻纵卷叶螟卵的寄生率分别为60.3%和57.1%;释放稻螟赤眼对二化螟和稻纵卷叶螟的相对防效分别为70.8%和91.9%,其中单独释放稻螟赤眼蜂对稻纵卷叶螟的防效比二化螟高。同时,释放稻螟赤眼蜂对水稻主要害虫的防效与化学防治相当,赤眼蜂释放区的产量比对照增加26.5%,蜘蛛等天敌生物显著增多,达400只/百蔸以上,实现了天敌生物对水稻主要害虫的持续防控。
全文链接
请求原文
