科研产出
抗稻瘟病Pid3/Pid3-A4基因特异InDel分子标记开发与应用
《杂交水稻 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为更加高效利用抗稻瘟病基因Pid3/Pid3-A4,通过分析3K水稻测序数据中Pid3基因等位变异,设计了Pid3和Pid3-A4基因特异InDel分子标记Pdg-C与PA4-C,利用这2个标记对中国杂交水稻常用亲本材料或品种以及美国水稻微核心种质资源进行检测.结果显示,Pdg-C和PA4-C能够分别快速、准确、经济地区分Pid3和Pid3-A4基因;通过克隆测序、表达分析及接菌鉴定,明确了水稻品种华占携带Pid3基因,栽培稻311100携带Pid3-A4基因,它们作为抗病基因供体更便于在水稻育种中利用.
关键词： 水稻 抗稻瘟病基因 Pid3/Pid3-A4 等位基因特异分子标记
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水稻赤霉素3β羟化酶基因(OsGA3ox1)同源基因的生物信息学分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：赤霉素3β-双氧化酶(GA3ox)是赤霉素(GA)生物合成过程中的关键酶,它通过催化活性GA的形成来影响植物生长发育。为了了解水稻GA3ox家族成员的基本情况,本研究利用生物信息学方法对其家族成员进行了预测、蛋白结构及其聚类分析。结果表明:第一,以OsGA3ox1 (LOC_Os05g08540)作为靶序列,利用BlastP在gramene数据库中共查询到了24个同源基因,同源性为80%～90%;第二,经NCBI在线分析发现,各同源基因的蛋白产物都含有2OG-FeII_Oxy和DIOX_N两个保守结构域,其结构域中都具有与Fe~(2+)结合的2个组氨酸残基(H)和1个天冬氨酸残基(D)以及能结合α-酮戊二酸的1个精氨酸残基(R)和1个丝氨酸残基(S),并且还观察到这些蛋白间具有相同或相似的α-螺旋和β-转角等二级结构,因此,推测它们同属于GA3ox家族;第三,进一步地,利用MEGA7.0构建了该家族的系统进化树,并将该家族分成ClassⅠ和ClassⅡ两个亚族,各亚族分别包括了16个和8个成员。本研究结果为深入研究水稻OsGA3ox基因的生物学功能提供参考依据。
关键词： 水稻 赤霉素(GA) 赤霉素3β羟化酶基因(OsGA3ox1) 生物信息学分析
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湖南水稻品种审定回顾与展望
《湖南农业科学 》 2019
摘要：统计了从1985年以来湖南省水稻品种审定历年数据,回顾了湖南水稻品种审定历史,旨在为湖南水稻品种审定制度的完善及水稻新品种培育提供参考。至2016年,湖南水稻种植总面积缩减3.79%,稻谷总产量增加11.27%,单位面积产量增加15.65%。新品种审定考察指标从4项逐渐增加至25项。34 a时间共审定品种716个(不含不育系),其中常规稻110个,三系杂交稻347个,两系杂交稻259个;平均产量从1985年6.80 t/hm~2上升到2018年9.02 t/hm~2;审定优质稻品种58个,占审定总数的8.1%,其中一等优质稻5个;稻瘟病抗性由2007年的6.66级降低到2018年的3.92级,白叶枯病病抗性由5.0级上升到5.6级,而稻曲病抗性提升不显著。就品种审定模式而言,企业独立审定和科企合作审定品种所占比例迅速增加,科研院所独立审定品种占比持续下降,商业化育种逐步形成。构建科学完善的品种审定制度,加强种业企业与公益性育种单位的合作,充分评价和利用湖南水稻遗传资源,积极鼓励育种新材料及新理论的创新应用,在保障水稻产量的前提下,提高水稻品质和综合抗性,是保障湖南水稻产业持续健康发展的必要途径。
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水稻三结构域多铜氧化酶基因家族生物信息学分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：三结构域多铜氧化酶是生物体内非常重要的金属氧化酶,对机体生长和发育具有重要影响。为了系统地了解水稻三结构域多铜氧化酶基因家族的基本情况,本研究运用生物信息学方法对其成员进行了预测和分析;研究发现,以拟南芥三结构域多铜氧化酶基因At5g21105为靶序列,利用BlastP为工具在水稻基因组中共搜索到38个同源基因;这些基因的蛋白产物都依次含有Cu-oxidase_3、Cu-oxidase和Cu-oxidase_2三种结构域,各结构域中含有铜离子结合位点,二级结构具有α-螺旋和β-转角等基本特征,特推断它们都属于三结构域多铜氧化酶家族成员;进一步地,根据同源性程度将水稻多铜氧化酶基因家族成员划分为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族,其中ClassⅠ包含31个基因,ClassⅡ包含7个基因。这些研究结果为进一步研究水稻多铜氧化酶基因家族成员的功能提供了参考依据。
关键词： 水稻 多铜氧化酶 基因家族 结构域 生物信息学分析
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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
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湖南省水稻推广品种种子寄藏真菌检测
《作物研究 》 2017
摘要：为明确湖南省目前水稻推广品种种子携带真菌情况,本试验通过保湿培养结合镜检的方法对150个湖南推广的品种种子带菌情况进行了调查。结果表明:常规稻种子中带菌率最低的是‘黄华占’,仅0.18%,带菌率最高的是‘湘早籼17号’,为6.35%;两系杂交稻种子中‘八两优18’和‘奥两优69’带菌率最低,均为0.27%,‘株两优819’带菌率最高,为7.13%;三系杂交稻种子‘益优701’、‘金优463’和‘中优177’均不带菌,‘珞优8号’品种带菌率最高达11.65%。从种子带菌部位来看,颖壳带菌率远远高于米粒。检出的种子携带的寄生菌有胡麻斑菌、鞘腐菌、黑粉菌、弯孢霉、镰刀菌、黑孢霉,未检出稻瘟病菌;检出的种子携带的腐生菌有毛霉、曲霉、青霉、链格孢等。这些种子携带的真菌有可能作为病害的初侵染来源或在水稻育秧期间造成烂秧。
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利用绿色荧光蛋白GFP研究稻瘟病菌与水稻的互作
《植物保护 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：稻瘟病菌Magnaporthe oryzae严重威胁水稻的产量与质量,明确稻瘟病菌与水稻互作过程及机理,对防治稻瘟病具有重要意义。本研究利用稻瘟病菌常用致病菌株GUY11和ZB25,构建了绿色荧光蛋白GFP的过量表达菌株,并通过荧光显微观察菌株侵染寄主水稻过程中侵染结构的形成与发育,包括孢子萌发、附着胞形成、侵染钉形成、侵染菌丝增殖、坏死斑形成及产孢。另外,通过比较过量表达菌株对稻瘟病高抗水稻和易感水稻的侵染过程,发现侵染过程的差异主要集中于侵染钉的穿透和侵染菌丝的定殖。本研究为分析稻瘟病菌对寄主水稻的定殖规律提供了一种有效工具。
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稻瘟病原菌对水稻突变体ospfa-dsp2生长及抗氧化酶活性的影响
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：蛋白酪氨酸磷酸酶在植物的生长发育和胁迫应答过程中发挥着重要的功能,已有的报道表明Os PFA-DSP2是一个蛋白酪氨酸磷酸酶,在稻温病原菌的应答过程中发挥负调控作用。为了研究稻温病菌(Z1菌株)对突变体ospfa-dsp2生长和抗氧化酶活性的影响,试验以水稻为材料,利用分光光度计测定抗氧化酶活性、抗坏血酸和谷胱甘肽的含量,利用荧光定量PCR仪检测抗病基因的表达水平。试验结果显示,稻瘟病原菌对野生型日本晴水稻和ospfa-dsp2突变体的生长无显著性影响,但可以提高体内抗病基因的表达水平;稻瘟病原菌可以提高ospfa-dsp2突变体叶片中POD和SOD活性水平,降低抗坏血酸的含量,说明Os PFA-DSP2缺失后可以提高植株对稻温病菌的抗性。
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