科研产出
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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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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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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利用分子标记辅助选择技术创制抗稻瘟病水稻新恢复系
《分子植物育种 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：为了选育出抗病的优良杂交水稻恢复系,本研究以含有抗稻瘟病基因Pi9的水稻材料75-1-127为供体,以杂交水稻强恢复系蜀恢527、明恢86、闽恢3301和X5为受体亲本,运用分子标记辅助选择技术与回交、复合杂交的选育方法,同时连续4年在稻瘟病重发区田间自然诱发鉴定,最终获得了6份含有抗稻瘟病基因Pi9的新株系,其中2份表现抗稻瘟病,4份表现中抗稻瘟病,而不含有Pi9基因的株系材料均表现中感病及以上。结果表明,在相同遗传背景下含有Pi9基因的株系的抗性水平明显优于不含有Pi9基因的株系。本研究利用分子标记辅助选择技术有效地培育了抗稻瘟病的水稻恢复系。
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湖南稻瘟病菌生理小种的组成及其致病性
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：利用来自日本、国际水稻研究所(IRRI)和中国的10个稻瘟病菌单基因鉴别品种,将59个湖南稻瘟病菌株分别划分为20个生理小种,优势小种为H531.1、H511.1和H501.1,对抗性基因Pi–CO39、Pita、Pi3、Pi12、Pia具有致病性。各个稻区生理小种组成和优势小种存在差异,其中,湘东、湘中稻区稻瘟病菌生理小种多样性指数较高,优势小种的变化最为明显,说明这2个稻区的抗源基因正逐渐变得匮乏,甚至丧失。鉴别品种C101LAC(Pi1)和C101A51(Pi2)对59个湖南稻瘟病菌菌株抗性频率均为100.0%,说明这些抗性品种(基因)可作为湖南稻区稻瘟病的抗源材料(基因),Pi1、Pi2可直接作为分子标记辅助选择育种的供体抗源基因。品种关东51(Pik)、C105TTP–4L23(Pi4–b)和C101PKT(Pita)在湖南各稻区的抗性水平表现存在差异,可以作为选择性抗源材料(基因)加以应用。
关键词： 水稻 稻瘟病菌 生理小种 致病型多样性 抗性基因 湖南
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水稻稻瘟菌无毒基因研究进展
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：稻瘟病是世界范围内的主要水稻病害之一。稻瘟菌无毒因子是与水稻抗性基因相互作用并诱导产生抗性反应的重要激发子。综述稻瘟菌无毒基因的研究现状并展望未来研究方向。
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水稻Pi2/9位点3个抗瘟基因的抗菌谱及稻瘟病菌遗传多样性分析
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：采用35个不同来源的稻瘟病菌菌株,对3个稻瘟病抗性基因Pi9、Pi2、Pizt的供体亲本和以日本晴为遗传背景的转基因近等基因系进行室内接种鉴定,比较分析3个基因的抗谱差异。结果表明:Pi9和Pi2的抗谱较广,抗性频率均达到94.2%,Pi9对菌株ROR1和X2007A–7表现感病,Pi2对菌株CHNOS60–2–3和RB14表现感病,Pizt抗谱较窄,抗性频率仅为60%,使用13对SSR引物分析其中20个稻瘟病菌菌株的遗传多样性,可划分为4个宗谱,菌株的遗传宗谱和来源相关性不显著,与致病性有一定的相关性。
关键词： 水稻 稻瘟病菌 抗性基因 抗菌谱 病原菌遗传多样性
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水稻抗稻瘟病和抗白叶枯病基因聚合品系抗性分析
《杂交水稻 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：以Moroberekan和Tetep为稻瘟病抗性基因供体,镇恢084和IRBB21为白叶枯病抗性基因供体进行杂交和复交,通过系谱法育种、分子标记辅助选择和抗病性鉴定等方法,选育出5个农艺性状良好且抗稻瘟病和白叶枯病的水稻新品系08F039-7-2、08F039-11-2、08F014-2-1、08F017-15-1和A6-20-2。对这些品系的稻瘟病和白叶枯病抗性进行鉴定。结果表明:聚合Xa4、Xa7和Pi157的08F039-7-2和08F039-11-2高抗白叶枯病,08F039-7-2的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为抗和中抗,08F039-11-2的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为中抗和抗。聚合Xa21和Pi-ta的08F014-2-1和08F017-15-1中抗白叶枯病,08F014-2-1的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为高抗和抗,08F017-15-1的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为抗和中抗;聚合Xa7、Xa21、Pi157和Pi-ta的A6-20-2高抗白叶枯病,叶瘟和穗颈瘟抗性均为中抗。
关键词： 水稻 稻瘟病 白叶枯病 分子标记辅助选择 抗性鉴定
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分子标记辅助改良培矮64S稻瘟病抗性
《分子植物育种 》 2012 CSCD
摘要：为提高我国大面积应用的两系光温敏不育系培矮64S的稻瘟抗性,本研究通过杂交转育与分子标记选择相结合的途径,利用RM3330与RM262为标记,将Pi25与Pi-d(t)基因成功聚合于培矮64S中,经抗性、不育性、综合农艺性状评价,获得了5个基因型纯合且农艺性状稳定的F8代抗性改良候选不育系。抗性鉴定结果显示,抗性改良候选不育系及其抗性组合的叶瘟病情指数平均降幅为18.78%和23.24%,穗颈瘟病情指数平均降幅为18.58%和58.45%,抗性提高幅度极显著。育性观测结果表明抗性改良候选不育系不育度都在99.5%以上,柱头外露降低5.64%,包颈粒率降低8.55%。经济性状调查结果显示不育系除穗粒数下降、有效穗增加外,其余经济性状变化不明显;试配的杂交组合平均理论产量和实际产量比对照提高16.22%和6.89%,增产极显著。这些结果表明,通过Pi25与Pi-d(t)基因的导入显著提高了培矮64S稻瘟病抗性,获得了实用的光温敏不育系新材料。
关键词： 水稻 培矮64S 稻瘟病 Pi25 Pi-d(t) 分子标记辅助选择
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