科研产出
水稻穗发育基因OsD1功能的初步分析
《杂交水稻 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对一个水稻穗发育相关基因OsD1进行了定点编辑。通过定点编辑载体的构建、水稻愈伤组织的转化、转基因植株的鉴定及突变类型的分析,获得了4株OsD1功能缺失型突变体,其中2株属于纯合突变类型。表型分析发现,OsD1突变体的内外稃出现显著的畸形发育,花粉粒的淀粉充实度降低且颖花不结实,初步推断水稻OsD1基因可能参与花器官的建成和发育。
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9 基因编辑 穗发育 OsD1
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长期施肥模式对双季水稻生理特性与产量的影响
《中国农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探明双季稻区不同施肥模式下双季水稻生理特性及产量的变化,本研究依托设置在湖南宁乡的长期大田定位试验,自1986年—至今,共设化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥(LOM)、60%有机肥(HOM)和无肥对照(CK)5种施肥处理,于2015—2016年取样,系统分析不同处理双季水稻植株叶片保护性酶活性、光合特性及产量的变化。结果表明,施肥条件下,早、晚稻各生育时期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量降低,叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)大小顺序分别表现为LOM>HOM>RF>MF>CK和RF>LOM>HOM>MF>CK;叶片气孔导度(Gs)均表现为HOM>LOM>RF> MF>CK。2个年份的早稻产量均以LOM和HOM处理为最高,分别比CK处理增加3 582.5~3 650.0kg/hm~2和2 569.5~2 641.5kg/hm~2;晚稻产量均以RF和LOM处理为最高,分别比CK处理增加2 480.0~2 757.5kg/hm~2和2 827.5~3 118.5kg/hm~2。总的来说,有机肥与化肥配合施用有利于提高双季水稻叶片保护性酶活性和光合特性。
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不同pH值下巯基活化硅对土壤和水稻镉含量的影响
《河南农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：采用盆栽试验,研究了在pH值4.5、5.5、6.5条件下施用巯基活化硅对土壤Cd含量及水稻Cd累积的影响,以期为生产实践中施用巯基活化硅修复重金属污染土壤提供理论和技术依据。结果表明,在不同pH值条件下,随着巯基活化硅施用量的增加,土壤有效态Cd、水稻不同部位Cd含量均呈先减后增的趋势。施用巯基活化硅后可抑制水稻根系对土壤中Cd的富集,促进Cd从水稻根系向茎叶迁移转运,减少糙米对茎叶中Cd的积累。在pH值4.5条件下,巯基活化硅225 kg/hm~2处理土壤有效态Cd含量最低,较不施巯基活化硅处理(对照)显著降低26.0%,水稻糙米、茎叶和根系Cd含量分别显著降低45.0%、43.8%和66.8%。在pH值5.5和6.5条件下,施用巯基活化硅150 kg/hm~2处理降Cd效果最佳,土壤有效态Cd含量降低28.9%和20.9%,水稻糙米Cd含量降低29.3%和34.9%,茎叶Cd含量降低29.3%和39.4%,根系Cd含量降低60.0%和44.4%。综上,施用巯基活化硅可以有效降低土壤中有效态Cd含量,抑制水稻体内Cd向籽粒中转运,从而降低稻米Cd累积的风险。
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镉及镉与铁、锌互作对水稻生长的影响
《华北农学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了研究铁、锌与镉在吸收运转上的互作效应及其对苗期水稻生长的影响,采用木村B溶液培养试验,以水稻品种威优46和C两优266为材料,应用随机区组设计,添加0.0,0.1,0.5,1.0,2.0 mg/kg Cd~(2+)处理,以及CK(1.0 mg/kg Cd~(2+))、TFe(CK+5.0 mg/kg Fe~(2+))和TZn(CK+5.0 mg/kg Zn~(2+))处理。结果表明,随着镉浓度的增加,2个水稻品种地上部干质量和根部镉转运系数呈下降趋势,而地上部和根部镉含量、总镉含量和根部镉净吸收量呈上升趋势,且威优46的地上部干质量和镉含量均高于C两优266。外源添加Fe~(2+)显著提高了C两优266的地上部干质量,显著降低了威优46根部镉含量,但对2个水稻品种其他部位的镉含量以及镉转运的影响不大,表明Fe~(2+)处理后可以抑制威优46根部对镉的吸收。Zn~(2+)处理增加了2个品种水稻的根部和地上部分干质量以及地上部镉含量,但是降低了威优46根部镉含量,这表明Zn~(2+)处理后促进了Cd~(2+)从根部到地上部的转运,且通过抑制水稻根部发育从而降低水稻对Cd~(2+)的吸收。由此可见,外源添加Fe~(2+)、Zn~(2+)可以缓解镉对水稻生长发育的毒害作用,且缓解程度存在明显的品种差异。
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室内模拟水分因素对直播稻田主要杂草萌发出苗的影响
《湖南农业科学 》 2018
摘要：水稻直播作为一种劳动力节约型的栽培方式,推广应用面积不断扩大。但草害趋重,已成为直播水稻优质高产的主要障碍因子。研究结合培养皿及盆栽试验生测,探索了营养液浓度、盐碱胁迫、淹水深度及种子漂浮4种水分因素对直播稻田主要优势种杂草萌发出苗的影响。结果表明:(1)营养液浓度对杂草种子的萌发并没有显著影响,中低浓度营养液会促进杂草胚根、胚芽的伸长。(2)盐碱胁迫杂草的萌发出苗呈现低浓度促进,高浓度抑制的规律趋势。(3)杂草对淹水的敏感度由大到小为千金子>马唐>稗草,水深4 cm时,马唐和千金子的萌发出苗几乎完全被抑制。(4)各杂草漂浮种子量均随时间延长而降低,种子沉降率在24 h后会急剧增加,且沉降的种子萌发率显著大于漂浮种子的萌发率。
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轮耕对双季稻田耕层土壤养分库容及Cd含量的影响
《作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：研究长期不同耕作措施下双季稻田土壤结构、养分及重金属含量的变化规律,对构建稻田合理耕层、提升耕地质量、促进粮食可持续丰产具有重要意义。2005—2014年在湖南醴陵双季稻田设置长期免耕(NT-NT)、长期旋耕(RT-RT)、长期翻耕(CT-CT)、翻免轮耕(CT-NT)和旋免轮耕(RT-NT)5种耕作方式定位试验,测定并分析不同耕作方式对耕层深度、土壤容重、土壤C、N、P、K养分含量、养分库容量及重金属Cd含量等的影响。结果表明,NT-NT由于长期没有动土,土壤容重较高,而RT-RT、CT-CT、CT-NT和RT-NT均使土壤容重值降到了较理想区间。CT-NT和RT-NT 0~5 cm耕层土壤有机碳、活性有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和Cd含量均显著低于NT-NT,而高于RT-RT、CT-CT,说明NT-NT在促进土壤养分向表层聚集的同时,也促进了土壤镉向表层聚集,且随着耕作频率的增加土壤表层养分及土壤镉均呈下降趋势。CT-NT和RT-NT 5~10 cm耕层土壤各养分含量均显著高于NT-NT,而10~20 cm耕层土壤各养分含量均低于RT-RT、CT-CT,说明轮耕促进了土壤养分积累并主要向土壤中层聚集。耕层厚度、有效养分总库容量及土壤Cd含量均表现为RT-RT、CT-CT>CT-NT、RT-NT>NT-NT,说明随着耕作频率减少土壤耕层逐渐变浅,有效养分总库容量逐渐变小,土壤总镉、有效镉含量也逐渐降低。本研究表明,长期免耕和长期翻(旋)耕均存在一定弊端,长期免耕虽然降低了土壤镉含量,但同时也降低了土壤养分库容,长期翻(旋)耕虽然增加了土壤养分库容,但同时也增加了土壤镉含量,而合理土壤轮耕既可改善土壤结构,促进土壤养分积累、增加土壤养分库容,又能适当降低土壤镉含量,改善土壤环境。
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水稻转录因子NF-YB家族的生物信息学分析
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：转录因子NF-YB (nuclear factor-YB)家族是核因子Y (nuclear factor Y, NF-Y)家族的一个亚家族,在调控胚发育、形态建成、开花时间、株高、穗粒数等方面,尤其是在非生物胁迫应答中发挥着重要的作用。为揭示水稻NF-YB基因家族的信息及特征,加快基因家族功能挖掘进程,本研究利用生物信息学手段对该基因家族及其编码蛋白进行分析。结果表明,水稻中共有13个NF-YB基因,在染色体上分布不均匀,所编码的蛋白都定位在细胞核,且不含跨膜结构域或信号肽。多重序列比对,二级结构,三级结构以及基序分析表明,该家族成员保守性较高,均含有高度保守的CBF/NF-Y结构域。进化分析表明NF-YB家族基因的分化早于物种的分化。磷酸化位点和互作蛋白网络分析初步预测了家族成员的互作蛋白网络。本研究为后期NF-YB家族成员的功能研究,加快家族基因的实际应用进程提供了帮助。
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水稻簇生穗基因OsCl-6的精细定位与候选基因分析
《农业生物技术学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：水稻(Oryza sativa)穗部性状的改良对水稻产量提高和品种提升具有重要意义。水稻簇生穗的研究有助于了解水稻的穗发育以及相应基因的调控方式。本研究通过构建籼稻(O.sativa ssp.indica)簇生穗材料内江P164和单粒稻9311的正交和反交群体,确定该性状为单基因不完全显性遗传。通过混合群体分离分析法和隐性群体分析法将该基因定位于第6染色体长臂标记ID441和ID020之间,区间内预测有23个基因。推测LOC_Os06g39650为候选基因,并对候选基因进行克隆,测序表明该基因(命名为:水稻簇生穗基因(O.sativa clustered spikelets gene-6,OsCl-6))CDS的第1 556的碱基发生了突变,由A突变为G,碱基的改变造成氨基酸序列发生突变,第519位的氨基酸由天冬酰胺(N)突变为丝氨酸(S),推测从而形成簇生穗性状,进一步对6个非簇生粳稻品种和7个非簇生籼稻品种进行测序分析,结果表明,OsCl-6基因可能是簇生穗基因短花梗(shortened pedicels)sped1-D的等位基因。本研究为阐明水稻穗簇生形成机理以及选育穗大、着粒密度高的水稻新品种提供了基因资源。
关键词： 水稻 簇生穗 水稻簇生穗基因(OsCl-6) 精细定位 克隆 序列分析
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冬季覆盖作物秸秆还田对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响
《生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：微生物群落功能多样性是土壤质量变化重要的指标,不同作物类型的秸秆还田措施对土壤微生物群落功能多样性具有明显的影响。以位于双季稻主产区不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式大田定位试验田为研究对象,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),应用Biolog-GN技术开展黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、油菜-双季稻(Ra)和马铃薯-双季稻(Po)种植模式条件下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对双季稻田根际土壤微生物功能多样性影响的研究。研究结果表明,早稻和晚稻成熟期,与CK处理相比,冬季覆盖作物秸秆还田处理增加了稻田土壤碳源平均颜色变化率(AWCD),以Po处理AWCD均为最高,均显著高于Ry和CK处理。不同冬季覆盖作物秸秆还田处理土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,早稻成熟期,Po处理的Richness、Shannon和McIntosh指数均为最高,其次为Ry、Mv和Ra处理,CK处理最低;晚稻成熟期,各处理的Richness、Shannon和McIntosh指数大小顺序均表现为Po>Ra>Mv>Ry>CK。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各冬季覆盖作物秸秆还田处理根际土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类和糖类物质,不同处理间碳源利用类型有差异。冬季覆盖作物秸秆还田措施有利于提高双季稻田根际土壤微生物对碳源的利用能力、物种丰富度和均匀度。
关键词： 水稻 冬季覆盖作物 双季稻田 根际土壤 群落功能多样性
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