科研产出
基于靶标结构的除草剂设计与合成研究进展
《生命科学研究 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：杂草是农业生产中的重大威胁之一,导致作物产量损失。除草剂因其高效、操作简便和成本效益广泛应用于农作物保护,但其长期大量使用会导致抗性杂草的出现。开发新型高效除草剂是解决杂草抗药性问题的有效策略。基于结构的药物设计(structure-based drug design, SBDD)作为医药领域的有效工具,逐渐应用于农药开发。SBDD能够通过解析靶标蛋白的三维结构,精确识别结合位点,指导新型除草剂的设计与优化,从而提高除草剂的选择性和活性,减少环境影响,有效规避抗性问题。本文系统回顾了近年来SBDD在除草剂开发中的应用,简要概述了蛋白质结构解析方法、SBDD的基本原理及基于分子对接的虚拟筛选(molecular docking-based virtual screening, MDVS)的步骤;同时,结合乙酰羟酸合酶(acetohydroxyacid synthase, AHAS)、原卟啉原氧化酶(protoporphyrinogen oxidase, PPO)和对羟基苯丙酮酸双加氧酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase, HPPD)等常见除草剂靶标以及潜在除草靶标,阐述了SBDD的具体应用及成效。展望未来, SBDD将成为开发绿色高效除草剂的重要技术手段,为解决抗性杂草问题提供重要支持。
关键词： 基于结构的药物设计(SBDD) 农药靶标 分子设计 除草剂 抗药性
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水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa7共显性功能标记的开发与应用
《福建农业学报 》 2023 CSCD
摘要：【目的】对水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa7进行精准检测和世代跟踪，通过分子标记检测Xa7基因材料的纯合或杂合型。【方法】根据Xa7、xa7和无等位基因型序列的差异，通过Premier 5软件设计了含4条引物Xa7-F、Xa7-R、Xa7null-F、Xa7null-R的功能标记Xa7fun，且采用PCR方法分别对不同遗传资源材料进行分子标记特异性检测和验证，自然高温下于孕穗期对含Xa7基因的3份杂交改良系及亲本采用剪叶接种法接种7个白叶枯病菌菌株进行抗性鉴定，并于成熟期考察记录其农艺性状。【结果】分子标记特异性检测结果表明，Xa7基因纯合型材料R084可扩增出大小为91 bp的条带，无等位基因型材料Nip可扩增出大小为153 bp的条带，杂合体Nip/R084可扩增出大小为91 bp、153 bp的条带，共显性标记Xa7fun得到的电泳条带与引物设计时预测的目标片段完全吻合；18份不同类型的种质资源均未扩增出91 bp大小的功能条带，说明这些材料均不含Xa7基因；杂交改良系Ry-1、Ry-2、Ry-3均仅含有91 bp大小的功能条带，表明Xa7基因纯合；在高温下，华占对7个菌株表现为高感、中感或感病，R084除对菌株PX099感病外，对其余6菌株均为高抗、中抗或抗病，Ry-1对GDA2、 HNA1-4、 FuJ、 GD1358、YN24等5个菌株为高抗或中抗，Ry-2对GDA2、GD1358、HNA1-4、PXO86、YN24等5个菌株为高抗或抗病，Ry-3对HNA1-4、FuJ、GDA2、GD1358、PXO86、YN24等6个菌株均为高抗或中抗。因此，Xa7基因的渗入对华占改良系Ry-1、Ry-2、Ry-3的白叶枯病抗性有大幅度的提高；通过对3个改良系和亲本等农艺性状分析表明，3个改良系的生育期、株高、穗长、单株总粒数、结实率、千粒重介于R084和华占之间，Ry-1和Ry-3单株有效穗数显著高于华占和R084,Ry-2与华占、R084差异不显著，单株产量与华占或R084相比差异不显著。【结论】本研究开发的功能标记Xa7fun能够准确、高效地识别水稻Xa7基因纯合型、杂合型等，而且Xa7基因的渗入不会造成杂交改良系重要农艺性状变差，可在水稻白叶枯病抗性分子育种中推广应用。
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24个水稻抗稻瘟病单基因系的抗性评价与利用前景分析
《作物研究 》 2023
摘要：利用抗性基因培育抗病品种是防治稻瘟病最经济、快速、有效的手段。湖南桃江病圃是湖南省及长江中下游稻区水稻区域试验新品种的抗稻瘟病鉴定基地。为明确主要抗稻瘟病基因在该病圃的应用价值，本研究于2020—2021年评价了24个抗稻瘟病单基因品系在湖南桃江病圃的田间抗性。结果表明，含Pi-z~5、Pi-1、Pi-7与Pi-ta~2等单基因的品系对苗叶瘟均表现中抗水平，含Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2、Pi-12（t）与Pi-km等单基因的品系对穗颈瘟表现抗或中抗。综合来看，Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2等单基因对苗叶瘟与穗颈瘟皆表现出较好的田间抗性，可单独或与其它抗性基因聚合应用于抗稻瘟病育种与生产中。研究结果对指导湖南省乃至长江中下游稻区水稻抗稻瘟病品种选育与合理利用均具有重要意义。
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洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种筛选（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2023
摘要：为筛选适宜洞庭湖平原种植的高产耐密宜机收的春玉米新品种，以36个新品种和中玉335 (对照）为材料，采用大区试验，研究供试品种的产量、抗逆性和机收性能指标。结果表明：36个品种的平均产量为9.06t/hm~2，比对照品种中玉335增产超过10%的品种有17个；根据收获时籽粒含水量特点，供试品种可分为高含水量、中含水量、低含水量3种类型，其中凉435最高，为33.5%,SAU210最低，为23.7%，有25个品种收获时籽粒含水量低于28%，可满足机收需求；不同籽粒含水量类型品种之间的杂质率、籽粒破碎率差异较大，而抗病性、生育期差异较小。综合考虑品种的生育期、抗逆性、产量和机收相关性状，沣玉4号、DS20101、雅玉158和KD205等品种可作为洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种进行示范推广。
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洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种筛选
《湖南农业科学 》 2023
摘要：为筛选适宜湖南省洞庭湖平原地区种植的高产耐密宜机收的春玉米新品种,加快推进玉米生产全程机械化水平、提高农户种植效益,以西南地区近几年新选育的36个杂交玉米新品种和对照品种中玉335为试验材料,采用大区比较试验分析各品种的产量、抗逆性和机收相关性状.结果表明:参试品种的折合产量在6.39~10.88 t/hm2 间,比对照品种中玉335增产10%以上的品种有17个;不同品种收获时籽粒含水量存在明显差异,最高为33.5%(凉435),最低为23.7%(SAU210),平均值为27.6%,共有25个品种收获时籽粒含水量低于28%(符合标准要求),可以满足机收需求;不同籽粒含水量类型品种之间的杂质率、籽粒破碎率差异较大,而抗病性、生育期差异较小.综合考虑品种的生育期、抗逆性、产量和机收相关性状,沣玉4号、DS20101、雅玉158和KD205等品种可作为洞庭湖平原高产耐密宜机收春玉米品种.
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怀化市稻油轮作模式下油菜品种比较试验
《农业研究与应用 》 2023
摘要：为筛选出适应怀化山区高品质、高产量的油菜品种,在以稻油两熟制生产模式的基础上,选用湖南省主要推广的11个油菜品种,并采用当地主栽品种湘杂油787为对照(CK),开展不同油菜品种比较试验.结果表明:不同油菜品种全生育期在204~209 d,其中沣油958的生育期最短,为204 d,比CK短3 d,春云6号的生育期最长,达209 d,比CK长2 d;各油菜品种苗期生长的一致性表现均为整齐;春云6号抗菌核病最强,发病率为3.50%,病情指数为0.25;湘杂油518产量最高,为2440.80 kg/hm2,比CK高出12.44%,其株高较高、单株有效角果数也较多.其次是华油杂160R,产量为2397.45 kg/hm2,比CK高出10.44%.综合考虑,在不影响水稻生长季节、稳定和提升油菜种植效益的情况下,建议推广湘杂油518、华油杂160R、春云6号品种.
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小菜蛾Btk抗性品系对四种Bt杀虫晶体蛋白抗性发展的研究
《中国生物防治学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：使用苏云金芽胞杆菌库斯塔克亚种（Btk）可湿性粉剂对小菜蛾进行继代汰选获得F80代和F100代抗性品系。通过分别测定Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Ah和Cry1Ca四种杀虫晶体蛋白对小菜蛾Btk抗性品系F80代和F100代的室内毒力，明确了小菜蛾Btk抗性品系对四种Bt杀虫晶体蛋白抗性发展规律。研究结果表明，汰选至F80代时，Cry1Ca对小菜蛾的毒力最高，LC50约12.1mg/L，其次为Cry1Ac,LC50约47.7mg/L；而汰选至F100代时，仍以Cry1Ca对小菜蛾的毒力最高，LC50约21.4 mg/L，其次为Cry1Ab,LC50约72.2 mg/L。与相对敏感品系相比，小菜蛾抗性品系对Cry1Ac的抗性发展较快（抗性倍数高达67.3～106.8倍），对Cry1Ab的次之（抗性倍数高达60.0～66.1倍），而对Cry1Ca和Cry1Ah的抗性发展较慢（抗性倍数分别为3.4～6.0倍和1.6～2.5倍）。以上结果说明，在主效杀虫基因为Cry1Ac的Btk药剂选择压力下，小菜蛾对四种Bt杀虫晶体蛋白的抗性发展速度差异较大，且Cry1Ac和Cry1Ab存在交互抗性风险。
关键词： 小菜蛾 苏云金芽胞杆菌 杀虫晶体蛋白 生物测定 抗药性
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11个核桃品种嫁接苗对炭疽病的抗性评价与分析
《黑龙江农业科学 》 2022
摘要：为筛选出云南地区抗炭疽病的优良核桃品种,以11个云南主栽核桃品种1年生苗(嫁接苗)为研究对象,采用田间活体叶片接种的方法,研究了 11个核桃品种对胶孢炭疽菌的抗性.结果表明,接种后第8天,'圆菠萝'和'大泡'品种病斑面积较小,分别为0.42和0.55 mm2,且发病率均小于10%;'云新14'和'铁核桃'病斑面积较大,分别为3.53和3.23 mm2,二者发病率均大于75%.通过抗性分级和聚类分析,将11个核桃品种划分为2个抗病品种、2个中抗品种、3个中感品种、4个感病品种,即'圆菠萝,和,大泡'为抗病品种,'新疆核桃'和'桐子果'为中抗品种,'三台''龙佳'和'娘青'为中感品种,'云新227''云新306''云新14,和'铁核桃'为感病品种.
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