科研产出
水稻DUF1771基因家族的全基因组鉴定与表达谱分析
《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：未知功能结构域1771(domain of unknown function 1771,DUF1771)基因家族是植物中一个功能未被鉴定的家族.本研究通过生物信息学技术在水稻(Oryza sativa)中鉴定了5个DUF1771家族成员,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到的4个DUF1771家族成员进行系统进化树分析,9个DUF1771家族成员可分为2个亚族,保守基序分析发现motif 1和motif 2在所有的DUF1771家族成员中存在.5个OsDUF1771基因家族成员的启动子中与各类胁迫响应和激素响应相关的顺式作用元件整体相对较少,以OsDUF1771-1为最少.实时荧光定量PCR分析显示,OsDUF1771家族成员在各类激素处理前后水稻中的表达水平变化幅度整体上不大.在低温、干旱和稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)处理水稻时,OsDUF1771-1,2,3,5虽然有一些响应变化,但变化幅度亦不大,OsDUF1771-4对低温处理具有相对最大的响应,在处理12h的表达水平是未处理样品的4.54倍.在4个OsDUF1771家族成员的启动子中均发现了种子储存蛋白代谢调控相关元件O2-site,仅OsDUF1771-1的启动子中未发现此元件,这与各成员的组织表达谱检测结果相吻合,OsDUF1771-2,3,4,5均在穗中具有最高的表达水平,而OsDUF1771-1在叶中具有最高的表达水平,且OsDUF1771-1编码蛋白预测定位于叶绿体.此外OsDUF1771-3的启动子中还含有胚乳特异表达元件GCN4-motif,进一步说明OsDUF1771-3在水稻种子的胚乳储存蛋白代谢中发挥功能,本研究为深入解析OsDUF1771家族成员的生物学功能提供了重要线索.
关键词： 水稻 未知功能结构域1771(DUF1771)基因家族 进化分析 表达谱分析
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水稻种质资源萌发期耐旱性评价及耐旱种质筛选
《杂交水稻 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探索水稻早期耐旱性鉴定方法，筛选耐旱水稻种质资源，选择4份耐旱能力有差异的水稻材料，分析其种子萌发能力在不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫处理下的变化，确定最适处理浓度为20%；然后以该处理浓度对26份水稻材料进行萌发试验，采用主成分分析方法，明确以相对发芽势、相对发芽率、相对苗高、相对根长、萌发耐旱指数及活力指数作为耐旱评价指标，并利用平均总隶属函数和系统聚类的方法综合评价耐旱能力，筛选出高抗旱材料20H022，抗旱材料20H100、20H152、20H263和非洲陆稻；进一步以鉴定的6份抗旱能力不同的材料（20H022、20H100、20H195、20H066、非洲陆稻、日本晴）在苗期进行干旱模拟胁迫，较好地验证了萌发期耐旱性分级结果。本研究有助于水稻种质耐旱性的早期快速鉴定，为耐旱育种提供材料和鉴定方法。
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竹炭有机肥对水旱作物生长发育及镉积累的影响
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为筛选适合镉污染农田水旱作物的有机肥,选择湖南典型镉污染农田土壤,通过室内培养试验研究竹炭有机肥对水稻、小白菜两类作物生长发育和镉积累的影响.结果表明:适量增施竹炭有机肥显著增加水稻、小白菜生物量,施用量为 0.66 g/kg时,水稻生物量相比CK增加97%,同时水稻根系、茎叶中镉含量分别下降38.8%和18.8%,小白菜株高相比CK有所增加,小白菜镉含量下降 34%.竹炭有机肥施用量平均每增加 0.5 g/kg,土壤pH增加 0.1 个单位,同时土壤有效镉含量随有机肥施用量增加呈降低趋势,1.33 g/kg处理下土壤有效镉含量降幅为 9.2%.竹炭有机肥和氧化钙复配处理有效降低水稻镉积累量,在旱地农田的施用方式有待改良.研究表明适量增施竹炭有机肥能提高作物产量,降低镉在土壤—水旱作物系统中的迁移效率,能有效降低作物镉的积累量.
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基于GGE双标图的长江中下游中籼迟熟区试品种丰产适应性及抗稻瘟病性评价
《中国农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为评价长江中下游地区籼稻稻瘟病抗性以及丰产适应性和稳定性,采用GGE双标图对13个中籼迟熟水稻品种在长江中下游16个试验点的产量数据及稻瘟病抗性数据进行综合分析.结果表明:'爽两优粤农丝苗'平均产量为0.95kg/hm2,产量稳定性好,稻瘟病抗性鉴定指数3.2,是长江中下游地区高产、稳产、且对稻瘟病高抗的中籼迟熟品种;'春9两优70'平均产量高,可达0.97kg/hm2,稳定性中等,稻瘟病抗性高,其鉴定综合指数为3.3,该品种在湖南岳阳、湖北黄冈和安徽芜湖的产量表现均较好,产量分别达1.09、1.16和1.06 kg/hm2,具有广泛的适应性.'深和两优1133'产量也较高,可达0.93 kg/hm2,但稳定性差,稻瘟病抗性鉴定综合指数平均为4.0,对环境敏感性强,适合在特定的地点如江西高安、福建建阳、浙江温州等地种植.通过GGE双标图对试验地点进行综合评价,湖北武汉、湖北黄冈、安徽休宁、江西吉安和浙江温州对参试品种的区分力较强、生态区的代表性好,是较理想的试验地点.
关键词： 水稻 区域试验 GGE双标图 稻瘟病抗性 品种评价 试点评价
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镉低积累优质常规稻韶香100的培育及试验示范
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：通过重离子诱变香型优质稻材料44-5，结合M1TDS技术，培育出Os NRAMP5基因突变镉低积累水稻韶香100。2021-2023年韶香100在湖南多地进行了试验示范，并参加国家镉低积累品种自主试验。Os NRAMP5基因突变降镉（Cd）的同时锰（Mn）的积累也显著降低，而Mn是植物生长必须的微量元素。本研究比较了韶香100及其原始品系44-5的籽粒镉积累特性、产量、品质及低温耐受性等。研究结果表明：韶香100在多地试验示范中表现出稳定的稻谷镉低积累特性，植株Mn的积累下降，但产量相比原始品系44-5无显著差异，除株高外，其他主要农艺性状也无明显差异。随着播期推迟，韶香100与原始品系44-5结实率均明显下降，相对耐冷系数和品种耐冷指数分别为0.75和0.75,47.2%和49.2%，孕穗期低温耐受性均为4级（敏冷）。韶香100相比原始品系44-5并未因Os NRAMP5基因突变引起植株Mn积累降低而造成低温耐受性下降，鉴定结果表明两者都是耐冷性一般的品种。鉴于此，韶香100在湖南、江西作为双季晚稻种植时，建议适时早播，避免生长后期因低温胁迫造成产量损失。
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ABA处理下抑制抗坏血酸氧化对水稻幼苗生长的影响
《植物科学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：抗坏血酸（AsA）氧化是调节抗坏血酸稳态的重要生物学过程，但该过程的生物学效应及其是否受脱落酸（ABA）调节尚不清楚。本研究以水稻（Oryza sativa L.）抗坏血酸氧化基因OsAAO4为对象，分析其对ABA的响应特性，及其敲除系在ABA处理下的表型与生理特性。结果显示，OsAAO4具有丰富的ABA响应元件，ABA处理9 h后，其在根和幼叶中的表达量达到峰值。未经ABA处理时，OsAAO4敲除系KO-1、KO-2的株高、存活率与野生型（‘中花11’）均无显著差异；在ABA处理下，两个敲除系的株高分别比野生型降低38.34%和25.72%，存活率下降21.91%和5.48%，幼苗抗坏血酸氧化酶（AAO）活性下降35.31%和31.81%，脱氢抗坏血酸（DHA）含量下降29.72%和26.95%，而AsA含量则分别提高27.17%和16.37%。转录组学分析发现，在ABA处理下，KO-1和野生型的差异表达基因显著富集于氧化还原和氧化应激途径。研究结果表明OsAAO4介导的抗坏血酸氧化是维持逆境胁迫下AsA氧化还原稳态并确保幼苗正常生长的重要生理机制。
关键词： 水稻 抗坏血酸 抗坏血酸氧化酶 OsAAO4 脱落酸
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水稻类病斑突变体及其发生机制研究进展
《杂交水稻 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：水稻是中国主要的粮食作物之一,生物和非生物胁迫给水稻生产带来巨大的隐患.鉴定和克隆水稻抗病抗逆基因,解析其分子遗传机制,对水稻抗性改良和新品种培育具有重要的理论价值和实践意义.类病斑突变体是一类没有病原菌等外界胁迫下叶片等组织上自发形成不同大小和颜色的坏死斑,具有类似于过敏反应和细胞死亡的材料.因此,类病斑突变体成为挖掘广谱抗病基因、阐释抗性和环境胁迫反应机制的理想材料.近年来,随着越来越多的水稻类病斑基因被定位和克隆,其参与抗性的功能机理也逐步清晰.对水稻类病斑的来源、命名、分类、基因定位与克隆以及其发生机制进行梳理,并对如何利用水稻类病斑突变体培育抗病和抗逆水稻品种进行讨论,为水稻广谱抗病和抗逆育种研究提供理论支持.
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流式细胞术的优化及其在水稻无融合生殖材料鉴定中的应用
《杂交水稻 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：人工创制水稻无融合生殖体系是杂种优势固定的有效途径，其后代中包含二倍体无性种子和四倍体有性种子，因此准确鉴定两种不同倍性的后代对水稻无融合生殖研究至关重要。利用流式细胞术（flow cytometry,FCM）比较研究了水稻不同发育阶段、不同取材部位对水稻无融合生殖材料倍性检测结果的影响，旨在明确适用于其倍性鉴定的最佳发育阶段和取材部位，并通过表型和根尖染色体制片验证水稻无融合生殖材料后代的倍性。结果表明，幼苗期水稻不同单株的同一部位和同一单株的不同部位间的相对DNA含量波动较大，其中叶鞘的相对DNA含量较稳定；分蘖期水稻节间的相对DNA含量最稳定，可作为FCM检测水稻倍性的最佳材料。研究结果为无融合生殖研究中利用FCM鉴定水稻染色体倍性的材料选择提供科学参考。
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光合细菌沼泽红假单胞菌Atp2蛋白对水稻生长及抗逆的影响
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究光合细菌沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻生长、防御酶活性及防御相关基因转录水平的影响,为生防菌在水稻上的推广应用提供理论依据.[方法]以水稻品种CO-39为试验材料,用0(蒸馏水,CK)、20和50 μg/mL Atp2蛋白3种处理液对水稻种子和叶片进行处理,对生长14 d的水稻体内叶绿素a/b和过氧化氢(H2O2)含量,以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱氨肽还原酶(GR)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)等水稻防御酶活性进行检测;运用实时荧光定量PCR检测水稻体内防御相关基因(OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2、OsPR1a、OsCHT1和OsPAL1)的转录水平.[结果]与CK相比,Atp2蛋白处理水稻叶片后,其体内叶绿素a/b显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)升高,而处理种子后叶绿素a/b无显著变化(P>0.05);Atp2蛋白处理后水稻体内H2O2含量均升高,其中处理叶片后H2O2含量极显著升高;Atp2蛋白处理后水稻体内POD和CAT活性显著或极显著下降;Atp2蛋白处理后水稻体内SOD、GR和PAL活性均极显著升高;Atp2蛋白处理种子后水稻体内PPO活性显著或极显著升高,而处理叶片后PPO活性显著或极显著下降.Atp2蛋白处理后水稻防御相关基因OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2(50 μg/mL Atp2蛋白处理水稻叶片外)、OsPR1a和OsCHT1表达均上调,其中OsWRKY70、OsLOX1和OsCHT1基因表达显著或极显著上调;Atp2蛋白处理种子后OsPAL1基因表达极显著上调,而处理叶片后OsPAL1基因表达极显著下调.[结论]沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻有较好的促生抗逆效果,具有推广应用潜力.
关键词： 光合细菌 沼泽红假单胞菌 水稻 Atp2蛋白 防御酶活 防御相关基因
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