科研产出
24个水稻抗稻瘟病单基因系的抗性评价与利用前景分析
《作物研究 》 2023
摘要：利用抗性基因培育抗病品种是防治稻瘟病最经济、快速、有效的手段。湖南桃江病圃是湖南省及长江中下游稻区水稻区域试验新品种的抗稻瘟病鉴定基地。为明确主要抗稻瘟病基因在该病圃的应用价值，本研究于2020—2021年评价了24个抗稻瘟病单基因品系在湖南桃江病圃的田间抗性。结果表明，含Pi-z~5、Pi-1、Pi-7与Pi-ta~2等单基因的品系对苗叶瘟均表现中抗水平，含Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2、Pi-12（t）与Pi-km等单基因的品系对穗颈瘟表现抗或中抗。综合来看，Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2等单基因对苗叶瘟与穗颈瘟皆表现出较好的田间抗性，可单独或与其它抗性基因聚合应用于抗稻瘟病育种与生产中。研究结果对指导湖南省乃至长江中下游稻区水稻抗稻瘟病品种选育与合理利用均具有重要意义。
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一个水稻半矮秆多分蘖突变体的表型分析和基因精细定位
《农业生物技术学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：株高和分蘖是影响水稻(Oryza sativa)产量的重要农艺性状,适当的株高及分蘖数有利于提高水稻的产量.本研究利用0.1%甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone,EMS)试剂处理籼稻品种'福恢7185'(FH7185),从诱变后代中获得了1个性状稳定遗传的水稻半矮秆多分蘖突变体,命名为sd-fh7185(semi-dwarf from Fuhui 7185).调查分析结果显示,和野生型FH7185相比,突变体在苗期、分蘖期及成熟期均表现为株高极显著降低(P<0.01),且株高的降低主要是由于穗长和第1节间显著缩短导致的,其目标性状受位于第3染色体的单隐性核基因控制.扩大定位群体最终将目标基因精细定位于InDel标记ID73和GH25之间120 kb的物理区间内,该区间包含有14个预测功能基因.对这些预测基因进行分析,发现其中包含1个已克隆的半矮秆多分蘖基因tensinte branched 1(OsTB1)/fine cuml 1(FC1)(MSU-RGAP基因号:LOC_Os03g49880),测序发现突变体sd-fh7185中该基因在外显子的第439碱基处发生了1个由C到T的单碱基替换,致使该基因转录提前终止,编码的蛋白长度由388个氨基酸缩短至146个氨基酸,造成蛋白功能异常.sd-fh7185的突变位点不同于已发表的OsTB1/FC1突变体fc1-1和fc1-2,是其新的等位基因.该结果为后续进一步深入研究其相关分子机制及水稻育种提供了一定的参考.
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利用酵母双杂交系统筛选水稻中与OsCRK5互作蛋白
《生物技术通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：水稻是重要的粮食作物，研究水稻生长发育调控机制可为水稻品种改良奠定理论基础。钙依赖蛋白激酶（calcium dependent protein kinases, CDPKs）是植物中重要的蛋白激酶，参与植物生长发育以及对环境反应的应答。水稻中的CRK5（CDPKrelated kinase 5）在蛋白序列和结构上与CDPK高度同源。为进一步研究OsCRK5在水稻干旱反应中的功能，本研究利用酵母双杂交筛库技术筛选了OsCRK5的互作蛋白。首先将OsCRK5的1-1 332 bp片段克隆至pGBKT7载体中，获得诱饵载体pGBKT7-OsCRK5，经测序无误后，转化至酵母菌株Y2H Gold中。在营养缺陷培养基中观察到重组蛋白不具有毒性作用及自激活活性，同时利用Western blot分析重组蛋白的表达。进一步利用水稻cDNA文库筛选OsCRK5的互作蛋白，共得到77个阳性克隆。功能预测结果显示，互作蛋白涉及蛋白质合成、贮存和降解过程、转录调控、植物细胞生长和分裂过程、能量代谢和细胞代谢等方面的功能。最后，从阳性克隆中选取参与植物干旱胁迫应答的两个蛋白OsWR1和OsDi19-1，利用酵母双杂交和双分子荧光互补的方法验证其与OsCRK5的相互作用。研究结果为水稻抗旱的遗传改良奠定了基础。
关键词： 水稻 OsCRK5 酵母双杂交 cDNA文库 干旱胁迫
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抗倒剂对优质稻产量和抗倒伏能力的影响
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：倒伏是制约水稻生产的重要因素之一,优质稻倒伏现象更为突出.为了完善优质稻抗倒栽培技术,本研究以广东省的代表优质稻品种'美香占2号'作为试验材料,设置了 3个不同的施氮量,采用两因素随机区组设计,探究抗倒剂'不倒汉'的抗倒伏效果.结果表明,抗倒剂降低了齐穗期和成熟期的茎叶重和总干物质重,增加了经济系数,具有增产效果.降低了水稻整个生育期的株高,均达到显著水平,在低肥下,降株高效果更显著.降低了蜡熟期第二和第三基节的长度和倒伏指数,其中第三基节达到了显著水平,还显著降低了成熟期各节间的长度、田间倒伏指数、倒三节和倒四节的弯曲力矩,对倒三和倒四节间的抗折力和倒伏指数也有一定的降低,没有达到显著水平.综上,抗倒剂'不倒汉'能显著增强优质稻的抗倒伏能力,同时具有增产效果,可以推广应用.
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水稻积累及耐受镉和砷的分子机制与育种实践
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：近些年来，我国农田镉、砷污染日益严重，导致稻米镉、砷超标事件时有发生。稻米是全球约一半人口的主粮，也是人体从食物中摄入镉和砷的主要来源，土壤中的镉和砷被水稻吸收后，通过食物链的富集作用在人体内积累，进而危害人体健康。因此，减少镉、砷在稻米中的积累成为保障我国粮食质量安全和促进水稻产业发展亟待解决的重要问题。研究水稻对镉和砷的累积机制，在此基础上培育镉、砷低积累水稻品种，是解决稻米镉和砷超标最经济的方法，对实现污染农田的稻米安全生产具有重要意义。本研究主要综述了农田镉和砷的存在形态及生物有效性，阐述了水稻吸收、转运镉和砷的分子机制，以及镉、砷耐受机制，概述了镉、砷低积累水稻育种进展，并对未来的发展方向进行了展望，旨在为减少水稻籽粒镉、砷含量的研究提供一些参考。
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水稻磷酸核酮糖激酶基因胁迫诱导表达分析与互作蛋白筛选
《农业生物技术学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：磷酸核酮糖激酶(phosphoribulokinase,PRK)是光合反应卡尔文-本森循环中的关键酶,影响植物的生长发育.但在水稻(Oryza sativa)中对PRK在逆境胁迫响应中的功能研究报道较少.本研究开展了OsPRK(GenBank No.LOC4330413)蛋白亚细胞定位、胁迫(干旱,高盐,高温)与激素(脱落酸,茉莉酸,水杨酸)处理后基因的表达分析及互作蛋白筛选,研究OsPRK在水稻逆境胁迫响应中的功能.瞬时表达实验表明,OsPRK定位于水稻原生质体叶绿体基质中.qPCR结果发现,水稻幼苗在干旱胁迫处理0.5与3 h时及高盐、高温处理1与6 h时,OsPRK的转录与表达受抑制.外源脱落酸和茉莉酸处理1 h时,幼苗OsPRK转录水平未受明显影响,但处理4 h后,随处理时间的延长OsPRK的转录水平持续降低;水杨酸处理过程中,OsPRK的转录水平在0~8 h持续急剧下降,其后缓慢下降趋势一直持续至24 h.利用蛋白互作MBP标签融合蛋白沉降(MBP pull-down)技术筛选到了82个与OsPRK存在互作关系的候选蛋白,其中67个候选蛋白为未知功能蛋白,15个为已知功能蛋白,包括糖酵解关键酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)、抗病相关R蛋白(resistance proteins)和WRKY转录因子(WRKY transcription factor).本研究从转录水平明确了OsPRK参与逆境胁迫与激素应答,并鉴定到多个与OsPRK可能互作的调控蛋白,为后续深入解析该基因在逆境胁迫中的生物学功能提供理论依据.
关键词： 水稻 磷酸核酮糖激酶(PRK) 胁迫应答
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转Cry1Ab基因水稻恢复系KR1128的鉴定及组合评价
《杂交水稻 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：螟虫是危害水稻生产的重要虫害，长江中下游稻区尤以二化螟发病较多，对水稻稳产、增产造成较大影响。研究以转Cry1Ab基因抗虫恢复系mfb-MH86为供体，强优恢复系HR1128为受体，通过田间回交转育，结合分子标记检测、农艺性状筛选得到抗虫恢复系新材料KR1128-1、KR1128-2和KR1128-3。产量性状分析结果表明，改良恢复系与非转基因对照HR1128相比，株高显著降低，但单株有效穗数有所改善，均显著高于HR1128；改良恢复系的结实率均略高于亲本HR1128，以KR1128-3的结实率最高（82.0%）。在稻米品质上，改良新株系与HR1128多数指标无显著差异，少数性状稍有改善，如KR1128-3在整精米率、垩白面积和垩白度上均显著优于HR1128。酶联免疫吸附试验显示，改良恢复系均能够稳定表达Bt蛋白，以茎秆中抗虫蛋白含量最高、穗部籽粒中最少；室内螟虫抗性鉴定结果证明，所有改良系的抗虫性均大幅提升，达到高抗水平。测配结果表明，两系杂交稻抗虫组合整体表现好于三系杂交稻组合，其中恢复系KR1128-3与Y58S、丰源A和炳1A所配组合的产量均高于其他转基因组合和HR1128与各不育系所配组合，丰产性较好。研究为选育适应长江中下游稻区的高产抗虫转基因水稻新组合储备了种质资源。
关键词： 水稻 恢复系 杂交组合 螟虫 转基因 Cry1Ab 抗虫蛋白
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嗜硫小红卵菌HNI-1菌剂对水稻白叶枯病和细菌性条斑病的防效
《湖南农业科学 》 2023
摘要：为明确嗜硫小红卵菌HNI-1菌剂对水稻细菌性病害的防治效果，试验以感病品种玉针香为供试水稻品种，通过田间小区试验研究了该菌剂对水稻白叶枯病和细菌性条斑病的防治效果，结果表明：2.0亿CFU/m L嗜硫小红卵菌HNI-1悬浮剂100、200、300 mL/667m~2处理对水稻白叶枯病的防效在末次药后14 d为56.76%～69.48%，其中300 mL/667m~2处理的防效高于对照药剂20%噻菌铜悬浮剂100 mL/667m~2处理，但差异不显著；3种浓度药剂对水稻细菌性条斑病的防效在末次药后14 d为62.49%～72.98%，且300 mL/667m~2处理的防效显著高于对照药剂处理。这表明嗜硫小红卵菌HNI-1菌剂具有防控水稻细菌性病害的应用潜力。
关键词： 水稻 嗜硫小红卵菌HNI-1 细菌性病害 白叶枯病 细菌性条斑病
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水稻香味基因Badh2的功能和效应分析(英文)
《农业科学与技术(英文版) 》 2023
摘要：香稻是一种具有芳香气味的特种稻资源，具有较高的营养价值和经济价值。通过克隆香味基因Badh2启动子区插入序列badh2-p，构建启动子区插入突变表达载体pCAMBIA 1300-badh2-pi，转化水稻品种C5。采用qRT-PCR分析Badh2基因的表达量，同时利用GC-IMS联用技术测定香味物质2-AP和其他挥发性有机物的含量。结果表明：转基因株系叶片中Badh2基因的表达水平都升高了，其中有2株的Badh2基因表达水平极显著升高；转基因株系叶片中大部分挥发性化合物的含量高于野生型C5,2-AP浓度与Badh2基因的相对表达量水平成正相关。
关键词： 水稻 Badh2基因 启动子区插入突变 香味 分子机制
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水稻香味基因Badh2的功能和效应分析
《湖南农业科学 》 2023
摘要：香稻是一种具有芳香气味的特种稻资源,具有较高的营养价值和经济价值.通过克隆香味基因Badh2启动子区插入序列badh2-p,构建启动子区插入突变表达载体pCAMBIA 1300-badh2-pi,转化水稻品种C5.采用qRT-PCR分析Badh2基因的表达量,同时利用GC-IMS联用技术测定香味物质2-AP和其他挥发性有机物的含量.结果表明:转基因株系叶片中Badh2基因的表达水平都升高了,其中有2株的Badh2基因表达水平极显著升高;转基因株系叶片中大部分挥发性化合物的含量高于野生型C5,2-AP浓度与Badh2基因的相对表达量水平成正相关.
关键词： 水稻 Badh2基因 启动子区插入突变 香味 分子机制
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