科研产出
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。
全文链接
请求原文
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。
全文链接
请求原文
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
全文链接
请求原文
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
全文链接
请求原文
有机肥等碳施用对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2018
摘要：为研究有机肥等碳施入稻田对温室气体排放的影响,设置猪粪、鸡粪和稻草分别与化肥混施处理,利用静态箱法-气相色谱仪监测稻田甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放通量并进行分析。结果表明,化肥处理(CF)CH_4季节排放总量为271.47 kg/hm~2,猪粪(PM)、鸡粪(CM)和稻草(RS)处理的CH_4排放分别比CF处理增加50.61、260.22和602.82 kg/hm~2;CF处理N_2O排放为1.22 kg/hm~2,PM、CM和RS处理的N_2O排放分别比CF处理减少23.6%(P<0.05)、31.7%(P<0.05)和30.9%(P<0.05);CH_4季节排放通量与土壤Eh值呈极显著负相关关系,与土壤温度呈极显著正相关关系;肥料中被167 mmol/L高锰酸钾氧化的有机碳(ROC_(167))显著影响稻田CH_4排放,与稻田CH_4总量的相关系数为0.872(P<0.05)。施有机肥处理水稻平均产量比CF处理增加6.8%;不同有机肥中,以PM处理的增温潜势和温室气体排放强度最小,与不施肥和CF处理无显著性差异。可见,猪粪能较好的协调环境与产量之间的关系,并含有低含量的ROC_(167),是值得推荐的施肥方式。
关键词： 稻田 甲烷 氧化亚氮 土壤Eh值 易氧化有机碳 温室气体排放强度
全文链接
请求原文
水稻体内镉离子代谢机制研究进展
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：镉离子在水稻体内的代谢是一个涉及到吸收、运输和积累三个基本环节的复杂生物学过程;水稻植株在遭受镉离子侵入后将从细胞学、酶学和基因表达与调控等层面启动一系列应答和阻滞镉积累的相关机制,以试图维持机体正常的生命活动。本综述首先简要概述了水稻响应镉离子胁迫机理机制;在此基础上,较系统地总结了编码自然抗性相关巨噬细胞蛋白、重金属ATP酶、铁转运调控蛋白和金属耐受蛋白等镉离子代谢的有关功能基因及其具体的调控作用;最后,指出了镉代谢研究领域中所存在的问题及其发展方向。本综述将为低镉水稻品种的定向培育提供有益的线索和启示。
全文链接
请求原文
冬季覆盖作物秸秆还田对水稻植株养分积累与转运的影响
《中国农业科技导报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为明确双季稻区不同冬季覆盖作物秸秆还田对后茬水稻植株干物质和养分积累与分配的影响,选择不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式为研究对象,采取田间小区定位试验,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),开展了黑麦草-双季稻(Ry-R-R)、紫云英-双季稻(Mv-R-R)、油菜-双季稻(Ra-R-R)和马铃薯-双季稻(Po-R-R)种植模式下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对后茬水稻各部位干物质和氮、磷、钾积累与分配影响的研究。结果表明:早稻成熟期,Po-R-R处理茎、叶物质贡献率均高于其他处理;晚稻成熟期,Ra-R-R处理的茎、叶物质转运率和物质贡献率均高于其他处理。早稻成熟期,Mv-R-R处理水稻植株穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理(P<0.05);各秸秆还田处理水稻植株茎和地上部分的钾素积累量均显著高于CK处理(P<0.05)。晚稻成熟期,Po-R-R处理叶、穗和地上部分的氮素和磷素积累量均显著高于CK处理(P<0.05)。Mv-R-R处理穗和地上部分的钾素积累量均显著高于Ry-R-R、Ra-R-R和CK处理(P<0.05)。总的来说,各冬季覆盖作物秸秆还田措施均促进了水稻各部位干物质积累和转运;其中以紫云英秸秆还田处理有利于水稻群体养分的积累与转运。
全文链接
请求原文
不同营养环境条件下铜、锌、锰等二价金属营养元素对水稻吸收运转镉的调控
《激光生物学报 》 2018
摘要：利用水培试验研究了在不同营养环境条件下几种二价金属营养元素与镉的互作关系及其水稻吸收运转镉的影响。研究结果表明,培养液中全部营养元素供应水平变化,二价金属元素浓度变化均对水稻吸收镉产生显著影响。Cd浓度保持为2μmol/L不变,随着全部必须元素浓度系数从0. 25提高到2. 0,水稻根系和茎叶Cd含量分别降低42. 5%和64. 5%。在没有其它二价阳离子干扰的情况下,Mg~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)均强烈抑制水稻对镉的吸收,水稻根系镉含量降低至对照的15. 4%～61. 6%,茎叶镉含量降低至对照的20. 2%～87. 5%。在木村B培养液中增量供应Zn~(2+)或Mn~(2+)均大幅度促进镉在根系、茎叶和稻谷积累,其中增量供应Zn~(2+)处理的水稻根、茎叶和稻谷镉含量分别比对照增加45. 5%、177. 4%、250. 8%,而增量供应Mn~(2+)处理的水稻根系、茎叶、稻谷镉含量分别比对照增加20. 2%、117. 4%、227. 1%。在所有二价金属元素中,Cu~(2+)对水稻吸收Cd~(2+)的拮抗作用最强,而且铜-镉拮抗关系受营养环境的影响较小。培养液中增量供应Cu~(2+)导致水稻吸收镉大幅减少,根系、茎叶、稻谷镉含量分别比对照降低51. 4%、45. 2%、52. 2%;培养液缺Cu~(2+)则导致根系和茎叶镉含量分别比对照增加177%和114%。研究结果表明,在镉污染稻田适度施用铜肥、控制锌锰的输入、在水稻生长发育期保持较高土壤营养水平可能是控制水稻积累镉的营养调控方法。
全文链接
请求原文
水稻品种魔王谷粒形、剑叶性状和株高QTL定位
《作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：以粳稻魔王谷和籼稻CO39配组衍生的280个重组自交系为材料, 2015年和2016年对其粒形、剑叶形态、株高性状进行了相关性分析和QTL检测。剑叶长分别与粒厚和株高存在极显著负相关和正相关,剑叶宽与粒宽存在极显著正相关。检测到17个粒形QTL,分布于第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第9和第10染色体上,贡献率为3.51%～48.65%;其中,第3染色体RM6080-RM6283区间对粒长和千粒重兼具显著作用,第5染色体RM8211-RM3381区间同时影响粒宽和粒厚。检测到12个控制剑叶形态性状的QTL,分布于第1、第3、第4、第6、第7和第9染色体上,贡献率为4.26%～38.40%;有5个多效QTL区间,其中,第4染色体RM252-SFP4_6区间同时控制剑叶长、剑叶宽、剑叶面积和粒长,第9染色体RM257-RM3909区间同时影响剑叶面积和粒长。只检测到一个控制株高的QTL,位于第1染色体的RM6333-RM5536区间,是一个主效QTL,贡献率为28.76%。这些结果为进一步开展粒形、剑叶形态、株高基因的精细定位、克隆和分子辅助育种奠定了基础。
全文链接
请求原文
利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术定向降低水稻落粒性
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】易落粒既不利于稻谷收获,也不适宜于水稻机械化生产。利用现阶段前沿的分子育种手段——CRISPR/Cas9技术对水稻落粒性主效基因qSH1进行定点编辑,并调查分析易落粒性状的改良效果,为创制稳产和适合机械化生产的水稻新种质奠定材料基础和探索新途径。【方法】以qSH1为靶标基因,根据CRISPR/Cas9技术原理设计靶标位点。将所设计的靶点序列在水稻参考基因组中比对分析以排除非特异性靶位点,最终筛选出qSH1-T1和qSH1-T5靶标位点。化学合成靶位点寡核苷酸序列,退火后分别与pYLg RNA-U3、pYLg RNA-U6a载体连接构建U3-qSH1T5-g RNA、U6a-qSH1T1-g RNA表达盒,最后将2个g RNA表达盒同时连接至pYLCRISPR/Cas9表达载体中,构建pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51表达载体。利用农杆菌介导转化易落粒的籼稻品种HR1128,以潮霉素抗性为筛选标记筛选获得T0代转基因阳性植株。利用靶位点扩增测序法判断T0代转基因植株在预期靶标位点是否发生突变,并进一步分析突变类型及基因型。将靶点序列在水稻参考基因组中比对,选择与靶点序列匹配度大于或等于15 bp且3′端具有NGG的位点作为潜在脱靶位点进行脱靶效应评估。利用潮霉素基因及靶点检测进一步筛选无T-DNA成分的qsh1突变植株并进一步构建qsh1突变系,并分析qsh1突变系的落粒性、qSH1的表达量及预测编码氨基酸序列。【结果】pYLCRISPR/Cas9-qSH1-T51载体成功地实现了对qSH1靶标位点的定点编辑。在T0代转基因阳性植株中获得7个突变单株,其中qSH1-T1和qSH1-T5靶点的突变频率分别为54.55%和63.64%,突变基因型包括纯合突变、杂合突变、双等位突变和嵌合突变,突变类型包括碱基插入、碱基缺失及碱基突变。通过对T1代植株进行潮霉素基因筛选、靶位点扩增测序,结果表明,在T1代植株中Cas9载体骨架和qSH1突变位点都发生了分离,获得2种不含T-DNA成分的qsh1纯合突变株,并以此构建2个T2代qsh1纯合突变系群体(17SZ01和17SZ02)。对46株转基因阳性植株进行脱靶效应分析,发现3个潜在脱靶位点均未发生突变,表明所设计的靶标位点具有较高的特异性。通过落粒性测定分析表明,与野生型对照相比,2个qsh1纯合突变系的落粒性显著降低。进一步分析发现,2个突变系氨基酸翻译均发生改变并提前终止,同时17SZ01突变系qSH1的表达量显著降低。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对水稻基因组进行定点编辑定向改良水稻品种落粒性,是一条高效、安全的分子改良育种策略。
关键词： CRISPR/Cas9 基因编辑 水稻 qSH1 落粒性
全文链接
请求原文
