科研产出
杂交两系新组合呈两优607高产优质制种技术
《耕作与栽培 》 2023
摘要：呈两优607是中国种子集团选育的两系杂交中籼新组合,该组合株叶形态好,分蘖力强,抗性好,在2019年长江中下游中籼迟熟组区试中,平均产量9.02 t/hm2,2022年通过国家审定.笔者通过2年多点的观察和制种实践,总结了呈两优607的优质高产制种技术.
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基于NCⅡ遗传交配设计的籼稻抽穗期全基因组关联分析
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：抽穗期受光温资源和基因网络的共同调控,影响作物产量和品种的地域适应性,通过关联分析鉴定与抽穗期性状相关的显著位点和基因,对解析抽穗期的遗传基础具有重要意义。本研究按照双因素交叉式遗传设计（North Carolina design Ⅱ, NCⅡ）将115份籼稻品种作为父本, 5份不育系作为母本,进行测交,得到了575个F1代的测交群体。对亲本和F1代抽穗期的表型值、亲本品种群体的一般配合力、F1代群体的特殊配合力和超亲优势值进行全基因组关联分析,（1）共定位到104个关联位点,分布在12条染色体上。其中,第4条染色体上检测到的显著位点最多,为16个。在亲本的抽穗期表型、一般配合力、F1代的抽穗期表型、特殊配合力、超亲优势值5个数据集中分别检测到6、5、15、57和21个。对这5个数据集中的显著关联位点进行表型变异分析,发现在亲本抽穗期表型、一般配合力、F1代抽穗期表型、特殊配合力和超亲优势值这5个数据集中的显著关联位点对表型变异的总贡献率（phenotypicvariation explained, PVE）分别为79.57%、10.51%、33.35%、56.42%和54.86%。其中, 25个位点在多个数据集中被检测到,可能为抽穗期相关的热点区域。（2）通过关联分析得到的显著位点与日本晴参考基因组注释信息比对,共检测到5个已克隆抽穗期基因,其中3个基因与显著关联位点的基因组距离小于200 kb,对这3个基因中的单倍型组合与单个基因的优异单倍型进行比较发现,亲本品种群体中单倍型组合SDG724 （Hap.A）＿Hd17 （Hap. E）＿Ghd7 （Hap. A）的对应的水稻单株籽粒产量较高,抽穗期较长,该组合中各基因的单倍型对应于单个克隆基因的优异单倍型,表明优异单倍型的聚合的常规稻,具有更高的产量和更长的抽穗期。测交子代未见此情形,测交子代群体中SDG724（Hap.I）＿Hd17（Hap.K）＿Ghd7（Hap.I）的单倍型组合形式的水稻有适中的抽穗期和较高的产量,说明测交子代的抽穗期遗传机制较父本（常规水稻品种）复杂。全基因组关联分析和单倍型分析相结合,能利用到多个SNP提供的连锁不平衡信息,提高了基因检测效率,对培育高产的水稻品种具有重要的指导意义。
关键词： 水稻 抽穗期 全基因组关联分析 单倍型 NCⅡ遗传设计
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高温对OsNRAMP5基因突变杂交稻及其父本结实率的影响
《杂交水稻 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：在前期已获得华占背景的OsNRAMP5基因突变材料P7及其与隆科638S背景的OsNRAMP5基因突变材料低镉1S配制的镉低积累杂交稻组合DG801的基础上,通过在衡阳和株洲两地进行分期播种试验,研究了高温对OsNRAMP5基因突变杂交稻及其父本结实率的影响.结果表明,孕穗期和开花期同时遇高温(日最高温度≥ 35 ℃),父本P7的结实率显著低于对照,而组合DG801与对照无显著性差异,说明OsNRAMP5基因突变材料对高温的耐受性可能与遗传背景相关,杂种优势的利用可能是提高OsNRAMP5基因突变材料对高温耐受性的有效途径.研究结果对通过突变OsNRAMP5基因培育镉低积累水稻及其生产应用提供了参考.
关键词： 水稻 OsNRAMP5基因 播期 高温 结实率
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基于聚类分析法的富硒大米地理品质研究
《粮食与油脂 》 2022 北大核心
摘要：采用电感耦合等离子体质谱法对来自湖南4个地区的39份大米样品的15种元素(Na、Mg、Al、P、K、Ca、Fe、Cu、Zn、Se、Cr、Mn、As、Cd、Pb)进行检测,并采用主成分分析与聚类分析考察了微量元素组成与含量在品质评估中的应用,根据微量元素含量以确定4个地区元素组成模式的差异.结果表明:主成分分析中提取了6个因子,累积贡献率为89%以上,聚类分析可将所有的大米样品分为2类,这说明将元素组成与含量归因于其地理来源是可行的,微量元素模式可成为识别大米来源的地理指标.这种准确性为提出将微量元素含量与化学计量法相结合作为富硒大米样品的地理来源及品质评价提供了研究基础.
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施用南荻生物炭对不同类型土壤氨挥发的影响
《应用生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：在洞庭湖区农田施用秸秆生物炭不仅能实现秸秆资源化利用,还可降低环境污染压力.本研究于2020年采用水稻盆栽试验,研究了不同南荻秸秆生物炭施用量对土壤氨挥发速率、累积氨挥发量、表面水pH值和NH4+-N浓度的影响.供试土壤为第四纪红土发育的红黄泥和花岗岩发育的麻砂泥水稻土,设置6个南荻秸秆生物炭添加处理,即分别以土柱0~20 cm 土壤重量的0%、1%、2%、4%、6%和8%比例添加生物炭,每盆施用复合肥200kg N·hm-2.结果表明:施用生物炭导致两种土壤之间或不同生物炭处理之间的氨挥发速率和累积量均存在显著差异.麻砂泥施用生物炭处理在施肥后第2天出现氨挥发峰值,且较不施生物炭处理峰值降低了 23.6%~53.4%;红黄泥氨挥发峰值出现在施肥后第7~13天,且其峰值随着生物炭添加量的增加而升高.整体上,麻砂泥土壤的氨挥发速率均高于红黄泥.麻砂泥土壤<4%生物炭添加量能抑制土壤氨挥发速率及累积量,其中以2%处理降幅最大(46.9%),但生物炭添加对水稻生长前期表面水pH值的影响不显著;红黄泥土壤随着南荻生物炭用量的增加,表面水中pH值和NH4+-N浓度增加,导致氨挥发速率及累积量增幅达1.3~10.5倍.回归分析显示,生物炭添加量是影响两种土壤氨挥发的关键因素.Elo-vich方程能较好地拟合两种土壤的氨挥发累积量随时间的变化动态,各施炭处理的相关系数均达极显著水平.总体上,对于偏中性的麻砂泥土壤,施用一定量的南荻生物炭对氨排放有一定的抑制作用,而对于酸性的红黄泥土壤,增施南荻生物炭会通过提高表面水的pH值和NH4+-N浓度促进氨挥发,因此针对不同类型土壤施用南荻秸秆生物炭应注意选择适宜用量,以降低氮素损失.
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栽培稻芽期耐低温全基因组关联分析
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]水稻是重要的粮食作物,芽期是水稻生长发育过程中最脆弱的时期,直播稻遭遇冷害时发芽率大幅降低,减产严重.深入了解耐冷性的遗传机制,为培育芽期强耐受性水稻品种奠定基础.[方法]以世界范围内14个国家代表性的238份水稻种质资源为试验材料,于2021和2022年在沈阳开展表型鉴定试验,统计不同水稻品种在人工气候培养箱15℃低温条件下第1—10天的发芽率和相对发芽率,利用R语言绘制5—10 d的频率直方图,通过表型丰富度Hill值选择宜作关联分析的天数,将发芽率和相对发芽率表型数据与重测序数据相结合,进行基于混合线性模型MLM(QK)的全基因组关联分析,并对所获得的SNP位点进行耐冷候选基因的预测.[结果]发芽率频数分布直方图和表型丰富度计算结果显示第8天发芽率多态性最好,其Hill值为0.84,高于其他几天发芽率(0.48—0.83),可用于全基因组关联分析;主成分分析结果显示,这些水稻品种可以分为indica、aus、temperate japonica、tropical japonica和aromatic 5个亚群;2个指标进行的GWAS分析检测到3个相同的显著性SNP位点,均位于第4染色体,解释表型的11.9%—25.4%;在上下游各50 kb进行基因搜索,共发现24个相关候选基因,进一步开展LD和单倍型分析,发现LOC_Os04g24840和LOC_Os04g25140的不同单倍型耐冷性之间存在极显著差异.LOC_Os04g24840被编码区SNP分为5个单倍型,且Hap_3的耐冷性显著强于Hap_1;LOC_Os04g25140被编码区SNP分为18个单倍型,且77 bp处的氨基酸变异(S>L)存在籼粳差异.结果表明,编码糖基转移酶的基因LOC_Os04g24840和编码F-box蛋白基因LOC_Os04g25140可能与水稻芽期耐冷性密切相关.[结论]在238份水稻种质资源中共检测到3个与芽期耐冷性显著关联的SNP位点,筛选出2个与水稻芽期耐冷性相关的候选基因.
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耐黄腐酸水稻品种筛选及其生理响应
《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：前期研究发现,在淹水条件下黄腐酸能显著抑制稗草生长,具有防控水田稗草的潜力,而评估黄腐酸对水稻的安全性是利用其进行稻田稗草防治的重要前提,因此,对水稻安全性进行系统测评具有重要意义。本研究在模拟田间淹水条件下加入0.8 g/L黄腐酸溶液处理24个水稻品种幼苗,测定其株高、根长和株鲜重的抑制率,筛选出耐黄腐酸水稻品种并对其进行酶活力的测定,进一步通过稻—稗共生实验进行初步验证。结果表明,0.8 g/L黄腐酸对创两优669、隆晶优534、隆优丝苗、金谷优3301等4个水稻品种幼苗的株高、根长、株鲜重无抑制作用,而对其他供试水稻品种均具有抑制作用;同时通过茎叶酶活力的测定,发现耐黄腐酸水稻品种的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活力均升高;后期稻—稗共生试验验证0.8 g/L黄腐酸能显著抑制稗草的生长,而对耐黄腐酸水稻品种生长无显著影响。研究结果为稻田稗草生态防控提供了新的思路。
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籼型水稻中稻瘟病抗性基因分布及抗性研究
《杂交水稻 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：稻瘟病严重威胁着水稻的安全生产。目前,培育抗性品种是控制稻瘟病危害最经济有效的途径之一。本研究利用11个主效稻瘟病抗性(R)基因(Pi2、Piz-t、Pi9、Pi54、Pik-m、Pid3、Pib、Pit、Pi5、Ptr和Pita)的分子标记对48个常规稻、15个不育系和129个杂交稻进行了检测。结果表明,在常规稻中,Ptr和Pi5的分布频率均为35.42%,Pib、Pi2、Piz-t、Pit的分布频率介于20.0%～30.0%之间,其余均在15%以下;在不育系中,Pita的分布频率为40.0%,其余均在20%以下;杂交稻中,Pita、Pib、Pi54、Ptr和Pi5的分布频率在40.31%～55.04%之间,其余均在20%以下;Pita在各个品系中均广泛存在,频率介于35.42%～51.16%。田间抗性评价表明,R基因较多的品种具有较高的抗性。综上所述,在参试的水稻材料中,不育系中存在抗性基因较少,所有类型材料中广谱抗性基因分布较少,抗性基因聚合可以有效提高稻瘟病田间抗性。
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