科研产出
不同籼稻品种对总砷和无机砷转运积累特征研究
《西南农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】比较不同籼稻品种中各器官的砷含量，筛选出适用于实际生产应用的低砷品种，探究不同形态无机砷在籼稻砷转运积累过程的差异，为砷污染农田中安全生产低砷含量的籼型杂交水稻提供科学依据。【方法】2022年在湖南醴陵砷污染农用耕地选用8个籼型杂交水稻品种进行田间试验。基于LSD多重比较法解析品种间砷积累差异显著性，结合多器官转运系数量化砷转运路径，通过相关性分析揭示关键转运节点对籽粒砷积累的效应。【结果】对8个籼型杂交水稻品种根、地上部、谷壳和糙米进行砷含量检测，荃优737（QY737）品种地上部砷含量显著高于其他品种，晶两优534（JLY534）品种糙米中砷含量低，深优9586（SY9586）品种糙米中砷含量最高;对供试品种地上部茎、茎节、叶、叶鞘等器官的砷含量检测发现，QY737品种在茎节Ⅲ（J3）、茎节Ⅳ（J4）、茎Ⅰ（S1）、茎Ⅱ（S2）、茎Ⅲ（S3）、叶Ⅲ（L3）、叶鞘Ⅰ（E1）和叶鞘Ⅱ（E2）部位的砷含量均显著高于JLY534品种，而QY737品种的J3、J4、S1、S3、E1和E2部位的砷含量均显著高于SY9586品种。通过对器官间转运系数计算和相关性分析发现，茎节Ⅱ（J2）、J4、S2、S3和叶Ⅰ（L1） 5个部位是影响水稻中砷含量的关键器官，砷从J2向S2转运是影响水稻中砷含量的关键运输过程。对水稻地上部秸秆部分砷的形态及含量分布分析发现，无机砷以5价砷酸盐As（Ⅴ）为主，并且在各个器官中均有分布，有机砷以二甲基砷酸[DMA,As（CH3）2O（OH）]为主，主要分布在叶中，茎和茎节几乎不积累。【结论】QY737品种地上部砷含量显著高于其他品种，可作为砷污染水稻种植区理想的植物修复品种;而JLY534品种糙米中砷含量低，可作为砷污染水稻种植区的理想的籽粒低砷积累品种。在籼型杂交水稻中明确影响籽粒砷积累的关键器官和关键转运过程，砷在植株中的分布和籽粒的积累受到特定器官（J2、J4、S2、S3和L1）以及J2向S2转运过程的显著影响，为籼型杂交水稻低砷品种的培育提供科学依据。
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基于M1TDS靶向筛选技术的重离子束诱变定向改良杂交水稻卓两优1126性状的研究
《中国水稻科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】以两系杂交水稻卓两优1126为“底盘品种”，快速创制具有镉低积累、香味、耐储藏、耐淹、低升糖指数等性状的改良品种。【方法】12C6+碳离子束诱变卓两优1126亲本卓234S和湘农恢1126，利用M1TDS技术从诱变M1群体中鉴定OsNRAMP5、OsBADH2、OsLOX3、OsPAO5、OsSSIIIa和OsBEIIb基因嵌合突变株，通过KASP分型从诱变M2群体中鉴定分离目标基因纯合（杂合）突变株，利用OsN RAMP5突变亲本配制OsN RAMP5突变组合。【结果】从重离子束诱变M1群体中鉴定到13株为5个目标基因突变的嵌合突变株，其中7个M2株系中鉴定到目标基因的纯合或杂合突变；OsN RAMP5纯合突变株镉含量较原始亲本显著降低，OsB ADH2纯合突变株香味特征化合物2-乙酰基吡咯啉（2-AP）含量较原始亲本显著上升；OsN RAMP5基因突变亲本配制的组合，在镉污染土（土壤有效镉含量0.677 mg/kg,pH 5.6）盆栽种植，其籽粒镉含量为0.05 mg/kg，而原始组合为0.91 mg/kg。【结论】利用“重离子束诱变+M1TDS技术”实现了卓两优1126镉低积累等性状的快速改良，为生物传统诱变育种进化到定向诱变育种提拱了成功案例和共性技术参考。
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配施硅肥对水稻稻飞虱与纹枯病互作及水稻产量的影响
《南方农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探索配施硅肥在水稻生产中对稻飞虱和纹枯病的防治潜力及对水稻产量的影响,为实现水稻病虫害协同防控与可持续治理及提升水稻产量提供参考.[方法]试验在纹枯病和稻飞虱常年发生较重的水稻种植基地进行,设0(CK)、60、120、180和240 kg/ha 5个施硅肥处理,每小区内均匀分成4块,从左至右分别移栽感虫品种TN1、抗病品种995、抗虫品种22HF1033和感病品种Lemont.于水稻孕穗期每小区接种400头稻飞虱成虫,每隔10 d调查虫口密度,采用对角线五点取样法记录水稻纹枯病病情指数,共调查3次.收获前测定有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重等,计算水稻理论产量和实际产量.[结果]CK下,TN1受纹枯病危害的程度明显高于22HF1033,而Lemont与995的稻飞虱虫口密度在大多数情况下差异不明显,表明稻飞虱种群的增长对纹枯病的发生发展具有促进作用,而田间纹枯病的发生与稻飞虱危害无明显的相关性.随着硅肥用量的增加,4个供试品种纹枯病病情指数和稻飞虱虫口密度总体均呈逐渐降低的趋势,且第3次调查(2023年10月6日)高硅处理(240 kg/ha)与CK间差异显著(P<0.05).在水稻产量表现上,随着硅肥用量的增加,TN1、22HF1033、Lemont和995的有效穗数、穗粒数、千粒重和结实率总体上逐步提高,且180~240 kg/ha处理的增产效果更明显,TN1、22HF1033、Lemont和995的实际产量分别较CK增产16.83%~28.05%、18.33%~20.22%、26.96%~27.54%和41.58%~50.98%.[结论]施用硅肥对纹枯病和稻飞虱具有控制作用,且明显提高了水稻的产量性状及实际产量.在水稻生产中,综合考虑经济效益及硅肥对纹枯病和稻飞虱危害的控制作用及增产效果,建议硅肥用量为180 kg/ha.
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镉低积累水稻品种选育及应用推广
《粮食科技与经济 》 2025
摘要：水稻（Oryza sativa L.）是我国主要粮食作物之一，“镉大米”问题严重阻碍了南方稻米产业的高质量发展，生产上亟需解决镉中、重度污染区的稻米镉超标问题，以实现粮食安全生产。大量研究表明，选育镉低积累水稻品种是有效解决稻米镉超标问题最直接、最经济、最绿色、最高效的途径。2013年以来，湖南省率先开展镉低积累水稻品种选育攻关，从大规模筛选低镉应急性品种，到采用常规育种、分子标记辅助育种、诱变育种等育种手段，率先构建“不含外源基因的基因编辑镉低积累水稻育种”“染色体片段（Tons）缺失型镉低积累水稻育种”和“理化诱变定向培育镉低积累水稻育种”等技术体系，选育出一批镉低积累水稻品种；为加快品种审定及推广，在农业农村部的支持下，湖南省农业科学院率先承担了国家特殊类型镉低积累水稻品种试验，随后湖南省开通了镉低积累水稻品种试验，实现了湖南省率先在全国实现镉低积累水稻品种早、中、晚不同熟组全覆盖，推广面积累计超过20万hm2，全部实现安全生产，丰产增收。本文综述了水稻镉积累机制研究及品种选育发展历程，系统总结三大来源镉低积累水稻品种的选育及审定情况，为进一步推广镉低积累水稻品种提供理论依据，以期为彻底解决我国南方“镉大米”问题提供技术方案。
关键词： 镉低积累 水稻 品种选育 染色体片段缺失 理化诱变
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分子标记辅助聚合QTL创制水稻芽期耐冷材料
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：培育芽期耐冷品种不仅减少水稻(Oryza sativa L.)生产每年因冷害而遭受产量受损，而且适应当前水稻直播栽培需求。前期在对‘湘743’进行芽期耐冷遗传分析并鉴定芽期耐冷相关QTL的基础上，利用分子标记聚合耐冷相关QTL，结合田间农艺性状表现，创制了芽期耐冷，且产量相关性状表现优异的3个株系RIL990、RIL1104和RIL1120。本研究获得的3个株系为培育芽期耐冷品种提供中间材料，为利用标记辅助聚合微效耐冷QTL改良品种耐冷性提供参考。
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核辐射诱变创制低镉水稻新种质
《核农学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：辐射诱变技术广泛应用于作物基因功能研究和品种培育。为提高从诱变群体中筛选与鉴定变异的效率，本研究针对特定育种目标性状变异进行筛选，M2诱变群体在实验室采用水培方式育苗，根据核辐射诱发突变的变异特性，结合高通量测序手段构建了核辐射多基因液相探针捕获技术体系。利用该体系从水稻诱变群体中鉴定重金属镉运输跨膜蛋白基因OsNramp5突变体。结果表明，在池栽和中轻度镉污染土壤稻田常规种植模式下，OsNramp5突变新品系糙米镉含量显著低于国家稻谷中镉限量标准(0.2 mg·kg-1)。本研究为核辐射诱变特定育种目标性状变异筛选构建了高效的筛选技术体系，并提高了突变鉴定的精准率，为特定育种目标性状变异高通量筛选提供了技术支撑。
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"双季同种"水稻新品种松雅7号的选育与思考
《中国稻米 》 2024
摘要：双季同种”是笔者根据湖南早晚稻生产和消费需求提出的育种设想，即在湖南同一个稻区，同一个品种通过早稻、晚稻“双审定”，且两季总生育期不超过220.0 d、两季总产量超过1 000.0 kg/667 m2，早季米质达部标优质3级及以上，晚季米质达部标优质2级及以上。据此育成的水稻新品种松雅7号具有株型紧凑、茎秆粗壮、耐密植、芽期耐低温低氧能力较强等特点，在湖南省作早、晚双季稻种植生育期适宜、米质较好、丰产稳产，适宜机插、直播等轻简栽培。2023年通过湖南省早稻审定，2024年通过湖南省晚稻审定。本文介绍了松雅7号的选育经过和特征特性，及“双季同种”的概念、品种选育思路和具体要求，讨论了“双季同种”生产模式的实际意义。
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水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因OsLCT3的克隆与功能研究
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】部分稻米镉超标严重影响我国粮食质量安全，本研究旨在鉴定对稻米镉积累有调控作用的基因，为阻控稻米镉积累提供新的基因资源。【方法】通过逆转录PCR和RACE技术，克隆了水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因家族的一个新成员OsLCT3。通过生物信息学方法对OsLCT3的自然变异进行分析，对OsLCT3蛋白的理化性质进行预测；利用实时荧光定量PCR分析其全生育期表达模式及对镉、锰、铁胁迫的响应；采用融合报告基因定位法探究OsLCT3的亚细胞定位。通过苗期镉胁迫水培以及镉污染土壤的成熟期植株各部位的镉及二价矿质金属元素测定，分析敲除OsLCT3对水稻二价阳离子运输的影响。此外，通过酵母细胞的异源功能互补验证OsLCT3对酵母镉耐受性的影响。【结果】OsLCT3仅存在于部分水稻品种中，编码区全长1 263 bp，根据编码区变异其氨基酸序列可划分为5个单倍型，编码的蛋白具有12个跨膜结构域，与小麦、节节麦的LCT亲缘关系较近，与水稻OsLCT2的同源性仅52%，与籼稻、粳稻两个亚种OsLCT1的同源性分别为49%、47%。OsLCT3在生长发育的各时期均在根部高表达，在扬花期的表达最高，且在根部的表达受镉胁迫及过量铁、锰的抑制，蛋白定位于质膜。与野生型相比，oslct3敲除系苗期株高降低，地上部的镉、铁、锌含量降低，根部铁含量升高，其他元素含量不变；根部镉、铁、锌向地上部的转运率降低。大田条件下，oslct3敲除系成熟期的茎叶和糙米镉含量较野生型均显著下降，稻草和糙米锰、铜、铁、锌含量较对照无显著差异。表达OsLCT3导致酵母对镉胁迫更敏感。【结论】OsLCT3参与根部的镉、铁、锌向地上部的运输，正调控稻米镉积累。
关键词： 水稻 OsLCT3 镉转运 铁转运 锌转运 金属转运蛋白
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水稻耐极端高温育种研究进展
《杂交水稻 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：厄尔尼诺与拉尼娜现象导致全球极端天气频发,使我国水稻安全生产面临新的挑战.筛选、鉴定、创制耐极端高温水稻种质资源,培育耐热性强的水稻新品种是解决这一问题的可靠途径.对水稻耐高温育种现状进行了综述,分析当前耐高温育种研究所面临的困难与问题,结合多年的育种实践,提出了水稻耐极端高温概念,研创出耐极端高温鉴定育种技术体系;提出了耐高温基因的鉴定需与实际生产相结合,并利用耐高温基因加性效应培育多基因聚合的耐极端高温水稻新品种的策略.运用该策略与技术体系,筛选出耐极端高温且米质优良的恢复系5份(7W1446、5W0373、X233、X155、粤早香)和不育系4份(J2340S、599S、368S、天511S),具有较大育种应用价值.
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