科研产出
水稻苗期根和叶镉积累相关QTL分析
《作物研究 》 2025
摘要：研究水稻金属元素吸收、转运的分子机制，挖掘水稻镉(Cd)吸收、转运相关的QTL位点，对解析水稻金属元素积累的遗传机制，培育优良低镉水稻品种具有重要意义。本研究以镉高积累籼稻Kasalath和镉低积累籼稻R2292为亲本构建的稳定重组自交系群体(RIL)为材料，在水培条件下，经镉胁迫处理后，检测群体株系植株(根和叶两部分)的金属元素(Cd、Zn、Mn、Cu、Fe)含量，利用完备区间作图法(ICIM-ADD)进行不同金属元素含量QTL定位。结果显示：共检测到2个Cd吸收转运相关QTL、1个Fe吸收转运相关QTL、4个Mn吸收转运相关QTL、3个叶根比相关QTL、1个叶长相关QTL及3个根长相关QTL。本研究为解析水稻Cd积累的遗传调控机制提供了重要理论依据，并为后续培育低Cd水稻品种提供参考。
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水稻广谱持久抗稻瘟病育种策略研究进展
《杂交水稻 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：稻瘟病是水稻生产中最具破坏性的病害之一,尽管当前防治工作已取得系列进展,但仍面临着抗性基因易被突破、抗性与产量等综合农艺性状难以平衡等重大挑战.随着现代生物技术的快速发展和生物学研究的重大突破,开发新的广谱持久抗稻瘟病育种策略成为解决相应挑战的有效途径.综述了植物免疫系统的多层次防御机制,包括物理和化学防御、模式触发的免疫反应(PTI)和效应子触发的免疫反应(ETI),概述了稻瘟病抗性基因研究现状,并重点分析了多抗性基因聚合、免疫受体工程改造、调控免疫正调节因子表达、编辑感病基因及免疫负调控因子、抗性基因跨物种应用策略,旨在为未来水稻广谱抗稻瘟病育种研究与实践提供理论依据与参考.
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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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不同硒镉摩尔比值下硒对南方镉污染土壤水稻镉迁移转运的影响
《土壤与作物 》 2025
摘要：为探讨不同硒镉摩尔比下硒对水稻生长发育及镉吸收累积的影响，采用盆栽试验，设置不同硒镉摩尔比值1～6（T1～T6），分析不同硒镉摩尔比下水稻植株保护性酶活、叶绿素含量、生物量及不同部位硒镉含量的差异。结果表明，随着硒镉摩尔比值的增加，土壤p H值呈先增后减，在摩尔比为2时达到最大值（5.15）。土壤有效镉含量呈波浪式变化，摩尔比为2和4时降到最低(0.58 mg·kg-1)。对比T1,T2～T6丙二醛（MDA）含量降低幅度达4.31%～16.5%，谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）增加了5.04%～22.6%，过氧化物酶（POD）增加了4.38%～13.5%，超氧化物歧化酶（SOD）增幅达1.75%～14.6%（T5除外），过氧化氢酶（CAT）增加0.59%～18.2%。而T2～T6处理时叶绿素含量、籽粒和秸秆产量与T1均无显著差异。随着硒镉摩尔比值的增加，水稻植株硒含量显著增加，但T2～T6处理根和秸秆镉含量与T1均无显著差异，糙米镉含量则先增后减，T5和T6处理的糙米镉含量低于国家限量标准，分别为0.17 mg·kg-1和0.19 mg·kg-1。相关性分析结果表明，糙米镉含量与秸秆硒含量、TFSe-ros呈显著负相关关系（P<0.05），与秸秆镉含量、叶绿素含量呈显著正相关关系（P<0.05）。施硒提高了水稻植株中保护酶活性，增强了对镉胁迫的抗逆性，抑制地上部秸秆的镉积累，减少镉向糙米中的转运，有效降低了水稻植株糙米中的镉含量。
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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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噻呋酰胺和嘧菌酯在水稻中的残留行为和膳食暴露风险评估
《湖南农业科学 》 2025
摘要：为探究噻呋酰胺和嘧菌酯在水稻中的残留行为及膳食安全性，本研究以40%噻呋酰胺·嘧菌酯悬浮剂为供试药剂，在湖南长沙等12个地区开展了规范性残留试验，通过乙腈提取、固相萃取净化和气相色谱（GC-μECD）检测，分析了噻呋酰胺和嘧菌酯在糙米、稻壳和秸秆中的残留情况，并评估了其膳食摄入风险。结果表明：（1）施药后21和28 d收获的糙米中，噻呋酰胺的最高残留量分别为0.170和0.140 mg/kg，嘧菌酯的最高残留量分别为0.390和0.180 mg/kg，均低于最大残留限量值（MRL）标准；（2）糙米中噻呋酰胺和嘧菌酯对长期膳食摄入风险商的贡献率（RQ%）值区间分别为2.45%～6.59%和0.12%～0.33%，且不同年龄段人群的RQ%存在差异，其中0～5岁儿童的膳食暴露风险最高。综上，按推荐用药方式（施药剂量区间120～240 g a.i./hm2，每季最多施药2次，施药间隔期7 d，安全间隔期21 d）施用噻呋酰胺·嘧菌酯复配剂，其残留带来的慢性膳食风险可接受。
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