科研产出
水稻YABBY家族的全基因组鉴定与表达分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：YABBY转录因子家族广泛参与植物的生长发育,但在单子叶植物的作用机理有待进一步研究.本研究利用生物信息学方法系统分析了水稻YABBY家族成员.保守性分析表明,水稻基因组中共有8个YABBY成员,不均匀地分布在2、3、7、10和12染色体上,成员之间相对保守,分为四个亚族.进化分析表明,片段复制或全基因组复制是YABBY基因在进化过程中的主要扩张方式,且YABBY家族的分化可能晚于单双子叶植物的分化.启动子和表达分析表明,水稻YABBY家族成员可能在水稻的花器官的发育、多中激素的响应中具有重要的作用.本研究为水稻YABBY基因的功能鉴定提供了理论支持和参考依据.
关键词： 水稻 YABBY基因家族 保守性分析 进化分析 表达分析
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长粒优质香稻玉针香的基因型分析
《湖南农业科学 》 2020
摘要：玉针香是一个具有细长粒形、优良稻米品质及独特香味的优质水稻品种,在水稻育种工作中极具利用价值.为解析其遗传背景,研究以日本晴、9311、华占、中恢8015和中恢9308为对照,通过12个特异性功能基因标记对与粒形、稻米品质和香味相关的10个基因(GS3、GW5、GS6、GW6a、GL7/GW7、GLW7、GW8、GS9、Wx、BADH2)进行检测,结果表明:玉针香的细长粒型可能主要受GS3、GL7/GW7影响,同时兼具多个粒形基因的正向调控共同促成;其优良稻米品质可能是受GLW7、GW8和Wx基因型的共同作用所致;其独特香味可能主要受BADH2第7个外显子缺失的影响.
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稻谷人工老化后种胚异构天冬氨酸动态监测与总蛋白差异表达分析
《科学通报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：蛋白质中天冬氨酸和天冬酰胺自发形成的异构天冬氨酸残基是组织细胞中常见的蛋白质共价损伤.在前人的研究中, PIMT1介导的种子寿命提高,很可能是由于修复了种胚中因老化处理而过量累积的含异构天冬氨酸(isoaspartyl, isoAsp)蛋白,维持了种胚的活性.然而,异构天冬氨酸蛋白甲基转移酶(protein L-isoaspartyl methyltransferase, PIMT)对于水稻种子活力的作用机制,仍然不甚明确.本研究利用RNAi干扰技术获得了稳定的OsPIMT1的低表达株系.种子经人工老化后,结果表明OsPIMT1的低表达影响种子发芽活力.随后对种胚中含异构天冬氨酸的蛋白进行动态检测,结果显示在未吸胀和吸胀过后的种子中,种胚中的OsPIMT1的表达都能降低isoAsp的累积.而RNAi株系中OsPIMT1的低表达导致isoAsp的过度积累,进而影响种子活力.同时利用老化5 d后的水稻种胚蛋白进行双向电泳,分析RNAi干扰种子老化过程中异构天冬氨酸过度积累对于种胚蛋白的影响,鉴定到与种子老化相关的氧化胁迫相关蛋白、糖酵解以及热激蛋白分子伴侣等蛋白.为进一步研究OsPIMT1表达对于种子老化后细胞各代谢途径的影响奠定了基础.
关键词： 水稻 异构天冬氨酸蛋白甲基转移酶 双向电泳 种子活力 差异表达
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镉低积累水稻资源的镉积累稳定性及遗传相似性分析
《植物遗传资源学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以9311为高镉对照,湘晚籼12号为相邻低镉对照,2014-2017年经田间鉴定筛选出的15份镉低积累水稻资源为参试材料,鉴定精米的相对降镉率并筛选出年度间相对降镉率差异不显著的资源;采用45对SSR引物检测15份资源的遗传多样性,提出遗传距离大且相对降镉率高的育种可用资源.2018年试验结果表明,15份低镉水稻资源的精米镉含量都低于湘晚籼12号,相对降镉率大于50%的有10份,变幅为50.8%~83.5%;小于50%的有5份,变幅为1.9%~49.8%;2019年试验结果表明,7份生育期相近的资源,相对降镉率都大于50%,变幅为60.1%~78.7%;2年试验结果的综合分析表明,4份低镉资源BS82、X211、7W172、7W216的镉积累在年度间无显著性差异,且相对降镉率都在50%以上.15份镉低积累资源总体遗传多样性较为丰富(Na=4.311、Ne=3.257、Ho=0.041、He=0.657、I=1.207、Nei′s=0.639、PIC=0.612);遗传相似系数(GS)的平均值为0.377,BS82和X211、BS82和7W172(7W216)、X211和7W172(7W216)的遗传相似系数分别为0.319、0.447、0.426,表明亲缘关系较远.由上说明BS82、X211、7W172、7W216是镉低积累新品种选育的可利用的宝贵资源.
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水稻黄叶突变体yl(t)的鉴定与遗传分析
《农业生物技术学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：叶色突变体是解析叶绿素生物合成机理的理想遗传材料.本研究通过辐射诱变从籼稻(Oryza sativa subsp.indica)品种'T98B'中获得了1份黄叶突变体(yellow leaf(t),yl(t)),分析了yl(t)的表型、生理特性及其突变机制.结果表明,yl(t)苗期叶片严重黄化,总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量显著降低,分别为T98B的53.02%、55.35%和46.88%,但随着叶片发育成熟其叶绿素含量逐渐增加.遗传分析发现,yl(t)受1对隐性细胞核基因控制;利用yl(t)与正常叶色粳稻(O.sativa subsp.japonica)品种'日本晴'(Nipponbare,NPB)杂交后的F2群体将yl(t)精细定位在第6染色体1个42 kb的区域内;测序发现,定位区域内yl(t)的血红素加氧酶基因1(heme oxygenase gene 1,OsHO1)(GenBank No.LOC_Os06g40080.1)的第2外显子与第2内含子之间的剪切位点"AG/GT"上缺失了"T",进一步经CAPS标记分析证实该位点与叶色表型存在高度相关性.利用3'端cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)从yl(t)中获得了OsHO1的CDS,其在对应于野生型第2内含子的第20~22位碱基(TAA)处发生终止,导致全长CDS比野生型缩短了179 bp;经DNAMAN与CD-search分析推断,yl(t)的OsHO1编码产物C端较T98B缺失了59个氨基酸残基,可能降低血红素结合能力.实时荧光定量PCR分析发现,yl(t)中参与叶绿素合成途径的一些关键基因表达量发生了改变,OsHemA(hemin A gene)(编码谷氨酰-tRNA还原酶)上调而叶绿素酸酯a加氧酶基因(chlorophyllide a oxygenase 1 gene,OsCAO1)和OsNOL(non-yellow coloring 1-like gene)(编码叶绿素b还原酶)明显下调.本研究明确了yl(t)系OsHO1剪切位点变异,为深入认识OsHO1的生物学功能提供了遗传材料.
关键词： 水稻 黄叶突变体(yl(t)) 血红素加氧酶基因1(OsHO1) 叶绿素生物合成 剪切位点突变
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长效多元复合肥在水稻上的施用效果研究
《湖南农业科学 》 2020
摘要：为了明确长效多元复合肥在水稻生产中的施用效果和作用机理,于2017—2019年进行了大田小区对比和大田示范试验.结果表明:大田小区对比试验中,施用高浓度复合肥的对照田水稻平均产量为490.43 kg/667m2,施用长效多元复合肥的处理3 a平均水稻产量为566.43kg/667m2,增产76kg/667m2,平均增产率为15.50%,差异达极显著水平;大田示范对比试验中,对照田水稻平均产量为563.88kg/667m2,处理田水稻平均产量为644.42kg/667m2,增产80.54kg/667m2,增产率为14.28%.总的来看,长效多元复合肥氮、磷、钾养分配比合理,且富含中微量元素,适宜在水稻生产中推广应用.
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水稻B-box锌指蛋白基因OsBBX26的 克隆及表达分析
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]克隆水稻B-box锌指蛋白基因(OsBBX26),并分析其在非生物胁迫下的表达模式,为探究水稻B-box蛋白的非生物胁迫响应机制提供理论依据.[方法]以水稻模式品种日本晴为材料,采用RT-PCR克隆OsBBX26基因,对其进行生物信息学分析,并通过构建pBA-OsBBX26-YFP植物表达载体进行亚细胞定位.同时,采用实时荧光定量PCR检测分析OsBBX26基因的组织特异性及非生物胁迫(干旱、ABA、低温和高盐)下的表达模式.[结果]克隆获得的OsBBX26基因(LOC_Os08g42440)cDNA全长序列为1467 bp,编码488个氨基酸,其编码蛋白分子量为51.86 kD,理论等电点(pI)为6.63,包含1个B-box锌指结构域和1个CCT结构域,其中B-box结构域位于第13~60位氨基酸,CCT结构域位于第435~478位氨基酸,该蛋白定位于细胞核中.OsBBX26基因位于8号染色体上,启动子区域除了含有TATA-Box和CAAT-Box等基本转录元件外,还含有与逆境相关的顺式作用元件,包括低温响应元件LTR、脱落酸响应元件ABRE、水杨酸响应元件TCA-element、厌氧响应元件ARE、茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和TGACG-motif,以及MYB转录因子结合位点.OsBBX26蛋白与粳稻B-box蛋白亲缘关系最近,其次与籼稻B-box蛋白亲缘关系较近,与其他植物B-box蛋白也存在较高的相似性,其中与小米、大麦、高粱、玉米和短柄草B-box蛋白的氨基酸序列相似性分别达72%、72%、71%、69%和68%.OsBBX26基因在幼叶中的表达量最高,其次是在成熟叶片中,在幼根、成熟根、茎和幼穗中的表达量均极低,表明该基因表达具有明显的组织表达特异性.干旱、高盐、ABA和低温胁迫处理下OsBBX26基因均上调表达,干旱、高盐和ABA胁迫处理12 h达峰值,但低温胁迫处理在24 h后才达峰值.[结论]OsBBX26基因受干旱、高盐、ABA和低温胁迫诱导均上调表达,推测其参与水稻植株响应多种非生物胁迫,在逆境响应中发挥重要调控作用.
关键词： 水稻 B-box蛋白 克隆 非生物胁迫 表达分析 组织表达
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水稻黄叶少分蘖突变体yllt1的鉴定及基因定位
《植物科学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：采用60Co-γ射线诱变籼稻(Oryza sativa subsp.indica)保持系'T98B'获得一份兼具黄叶和少分蘖表型的突变体yllt1(yellow leaf and less tillering 1),利用色素含量测定、构建显隐性混池和基因表达量测定等方法从表型和遗传层面对其遗传特征进行分析.结果显示:yllt1苗期叶绿素a和叶绿素b含量为野生型水稻品种'T98B'的77.78%和60.00%,叶绿体发育异常,缺乏功能性叶绿体类囊体片层;其分蘖盛期的单株分蘖数为野生型的21.43%.遗传分析发现,在突变体yllt1与'T98B'的杂交F2群体中,黄叶与少分蘖性状的重组率为0.00%,表明yllt1同时控制叶色与分蘖表型;yllt1呈隐性遗传,受一个细胞核基因独立控制.该研究进一步采用连锁分析法将yllt1精细定位到第11染色体上,经测序分析推断发生了突变的登录号为LOC_Os11g05552的基因是yllt1的目的基因;该基因编码叶绿体前体信号识别颗粒54 kD(cpSRP54)蛋白,其第1外显子的第29位碱基C发生了缺失,将造成其蛋白产物从N-端至C-端氨基酸组成的严重破坏.RT-qPCR分析结果显示,yllt1叶中叶绿素合成基因OsCAO1、OsCAO2与OsNOL等的表达量明显下调;茎中分蘖正向调控基因OsTAC1受到显著抑制,而负调控基因OsTB1与OsDLT的表达量明显增强.研究结果表明cpSRP54同时参与了水稻叶色和分蘖的调控.
关键词： 水稻 叶色变异 分蘖 黄叶少分蘖突变体 叶绿体前体信号识别颗粒54(cpSRP54)
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不同污染程度耕地下稻米镉综合治理效果研究
《生态与农村环境学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同"VIP+n"综合治理技术(V为种植低镉积累品种,I为优化水分管理,P为施用石灰,n为喷施叶面阻控剂)在不同程度重金属污染酸性稻田土壤中对双季稻稻米镉含量的应用效果,于2017年分别采用"VIP+n"技术在湖南省湘潭县轻、中、重度镉污染稻田开展"VIP+n"技术模式区域化研究与示范,研究结果表明:"VIP+n"技术对双季稻糙米镉含量、土壤pH值效应显著或极显著(P<0.05或0.01),稻田污染程度对双季稻糙米镉含量、土壤全镉和有效态镉含量效应显著或极显著(P<0.05或0.01),两者交互作用对晚稻糙米镉含量效应显著(P<0.05).未采用"VIP"技术处理早稻糙米镉含量在耕地土壤轻度、中度和重度重金属污染条件下分别为0.29、0.88和3.85 mg·kg-1,晚稻分别为0.22、0.55和2.64 mg·kg-1;采用"VIP+n"技术处理早稻糙米镉含量分别为0.09、0.34和1.17 mg·kg-1,较对照分别降低70.00%、61.19%和69.66%,差异达显著水平(P<0.05);晚稻分别为0.03、0.32和1.01 mg·kg-1,较对照分别降低87.16%、41.49%和61.71%,差异达显著或极显著水平(P<0.05或0.01).其中,晚稻运用"VIP"技术的效果较早稻好.相关分析表明,双季稻田成熟期糙米镉含量与土壤pH值呈负相关(r早=-0.002,r晚=-0.181),而与土壤有效镉含量呈极显著正相关(r早=0.658,P<0.01;r晚=0.772,P<0.01).总体而言,应用"VIP+n"技术在不同程度重金属镉污染稻田中均能有效改善土壤pH值,降低土壤镉生物有效性及双季稻糙米镉含量,使轻度污染条件下糙米镉含量达到GB 2762-2017《国家食品安全限量标准》.
关键词： 水稻 重金属污染 水分管理 石灰 叶面阻控剂 镉含量
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淹水胁迫下褪黑素浸种对水稻幼苗生长的影响
《华北农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为研究淹水胁迫下褪黑素浸种对长短中胚轴水稻幼苗期生理和生化性状的影响,采用不同浓度梯度的褪黑素(MT)处理,测定中胚轴长、胚芽鞘长、芽长、鲜质量、成活率等相关农艺性状,测定过氧化物歧化酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)含量等生理生化指标.MT浸种对淹水胁迫下水稻生长的影响可分为低浓度缓解胁迫和高浓度加剧毒害;淹水处理下相比短中胚轴品种华航31、DH4040,长中胚轴品种鄂中4号、DH4038具有较高的成活率;在对4个品种添加10,100μmol/L的MT浸种处理时,华航31中MT浸种效果表现均是最好的,其中100μmol/L MT浸种处理在每个品种中均能显著提高幼苗的成活率.随着浓度提高到1 000μmol/L,对所有的品种均表现为抑制成活;MT浸种可降低MDA含量,提高POD、SOD、CAT活性,促进中胚轴长、胚芽鞘长、芽长、鲜质量等农艺性状,100μmol/L MT浸种处理效果最好;1 000μmol/L MT浸种也可以促进相关农艺性状提升并提高酶活性,但成活率显著下降.适当浓度的褪黑素浸种,能提高淹水胁迫下水稻幼苗活力和出苗率,显著降低淹水胁迫对水稻幼苗的毒害作用.
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