科研产出
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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海水胁迫下外源硅对优质高产杂交稻产量及生理特性的影响
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：盐胁迫是制约水稻生产的主要非生物胁迫因子之一，硅(Si)作为提高植物抗逆性的微量元素之一，在许多作物逆境栽培中报道，但在海水复合盐胁迫下，施用外源硅对水稻耐盐性的影响研究鲜有报道。为探究海水复合盐胁迫下外源硅对优质高产杂交稻产量及生理特性的影响，以优质高产杂交稻Y两优957和晶两优534为研究材料，用天然海水与淡水调配，设置0.0%、0.3%和0.6%3种盐浓度，研究海水胁迫下外源硅对优质高产杂交稻产量及生理特性的影响。结果表明，盐胁迫显著降低了水稻产量、产量构成因子数值、干物质量和钾离子含量，显著提高了钠离子、丙二醛含量和抗氧化物酶活性。外源硅处理能够减缓盐分胁迫，显著提高了0.0%、0.3%浓度海水胁迫下的水稻产量、产量构成因子数值(结实率除外)和除成熟期及晶两优534齐穗期穗、Y两优957孕穗期叶片外的各器官钾离子含量，并降低海水胁迫下钠离子含量，改善海水胁迫下水稻的钾、钠离子分配比例；在0.3%和0.6%浓度的海水胁迫下，外源硅处理显著提高水稻叶片抗氧化物酶活性，显著降低丙二醛含量(Y两优957齐穗期除外)。盐地增施外源硅是缓解水稻盐胁迫、提高产量的一项有效栽培措施。
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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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水稻乙酰乳酸合酶Ala179Val突变赋予ALS抑制剂类除草剂广谱抗性
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了鉴定新型水稻突变体ALS179对乙酰乳酸合酶（ALS,acetolactate synthase）抑制剂类除草剂的抗性，本研究以野生型水稻华航31（HH31）、耐咪唑啉酮除草剂水稻ALS627突变体和甲基磺酸乙酯（EMS,ethyl methyl sulfone）诱变的新型水稻突变体ALS179为试验材料，通过不同浓度下的4类乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂包衣浸种和苗期喷施处理，进一步测定表型及相关酶活性指标来探究突变体ALS179的抗性。结果表明，经过除草剂包衣浸种以及苗期喷施处理后，突变体ALS179对苯磺隆、咪唑乙烟酸、双草醚及啶磺草胺具有不同程度的抗性，且乙酰乳酸合酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性随除草剂浓度的升高呈下降趋势。除了20×，30×的咪唑乙烟酸处理条件下过氧化氢酶和过氧化物酶的酶活性低于野生型HH31外，其他处理条件下ALS179的乙酰乳酸合酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的酶活性均高于野生型HH31。因此，本研究发现Ala179Val突变赋予了对ALS抑制剂类除草剂的广谱抗性，为后续ALS类除草剂广谱抗性水稻品系的培育提供遗传种质资源。
关键词： 水稻 乙酰乳酸合酶 ALS抑制剂类除草剂 广谱抗性
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水稻DUF1771基因家族的全基因组鉴定与表达谱分析
《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：未知功能结构域1771(domain of unknown function 1771,DUF1771)基因家族是植物中一个功能未被鉴定的家族.本研究通过生物信息学技术在水稻(Oryza sativa)中鉴定了5个DUF1771家族成员,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到的4个DUF1771家族成员进行系统进化树分析,9个DUF1771家族成员可分为2个亚族,保守基序分析发现motif 1和motif 2在所有的DUF1771家族成员中存在.5个OsDUF1771基因家族成员的启动子中与各类胁迫响应和激素响应相关的顺式作用元件整体相对较少,以OsDUF1771-1为最少.实时荧光定量PCR分析显示,OsDUF1771家族成员在各类激素处理前后水稻中的表达水平变化幅度整体上不大.在低温、干旱和稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)处理水稻时,OsDUF1771-1,2,3,5虽然有一些响应变化,但变化幅度亦不大,OsDUF1771-4对低温处理具有相对最大的响应,在处理12h的表达水平是未处理样品的4.54倍.在4个OsDUF1771家族成员的启动子中均发现了种子储存蛋白代谢调控相关元件O2-site,仅OsDUF1771-1的启动子中未发现此元件,这与各成员的组织表达谱检测结果相吻合,OsDUF1771-2,3,4,5均在穗中具有最高的表达水平,而OsDUF1771-1在叶中具有最高的表达水平,且OsDUF1771-1编码蛋白预测定位于叶绿体.此外OsDUF1771-3的启动子中还含有胚乳特异表达元件GCN4-motif,进一步说明OsDUF1771-3在水稻种子的胚乳储存蛋白代谢中发挥功能,本研究为深入解析OsDUF1771家族成员的生物学功能提供了重要线索.
关键词： 水稻 未知功能结构域1771(DUF1771)基因家族 进化分析 表达谱分析
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水稻种质资源萌发期耐旱性评价及耐旱种质筛选
《杂交水稻 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探索水稻早期耐旱性鉴定方法，筛选耐旱水稻种质资源，选择4份耐旱能力有差异的水稻材料，分析其种子萌发能力在不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫处理下的变化，确定最适处理浓度为20%；然后以该处理浓度对26份水稻材料进行萌发试验，采用主成分分析方法，明确以相对发芽势、相对发芽率、相对苗高、相对根长、萌发耐旱指数及活力指数作为耐旱评价指标，并利用平均总隶属函数和系统聚类的方法综合评价耐旱能力，筛选出高抗旱材料20H022，抗旱材料20H100、20H152、20H263和非洲陆稻；进一步以鉴定的6份抗旱能力不同的材料（20H022、20H100、20H195、20H066、非洲陆稻、日本晴）在苗期进行干旱模拟胁迫，较好地验证了萌发期耐旱性分级结果。本研究有助于水稻种质耐旱性的早期快速鉴定，为耐旱育种提供材料和鉴定方法。
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竹炭有机肥对水旱作物生长发育及镉积累的影响
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为筛选适合镉污染农田水旱作物的有机肥,选择湖南典型镉污染农田土壤,通过室内培养试验研究竹炭有机肥对水稻、小白菜两类作物生长发育和镉积累的影响.结果表明:适量增施竹炭有机肥显著增加水稻、小白菜生物量,施用量为 0.66 g/kg时,水稻生物量相比CK增加97%,同时水稻根系、茎叶中镉含量分别下降38.8%和18.8%,小白菜株高相比CK有所增加,小白菜镉含量下降 34%.竹炭有机肥施用量平均每增加 0.5 g/kg,土壤pH增加 0.1 个单位,同时土壤有效镉含量随有机肥施用量增加呈降低趋势,1.33 g/kg处理下土壤有效镉含量降幅为 9.2%.竹炭有机肥和氧化钙复配处理有效降低水稻镉积累量,在旱地农田的施用方式有待改良.研究表明适量增施竹炭有机肥能提高作物产量,降低镉在土壤—水旱作物系统中的迁移效率,能有效降低作物镉的积累量.
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