科研产出
水稻白条纹叶突变体wsl1的遗传分析及基因精细定位
《作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：从粳稻日本晴和籼稻R1128杂交衍生的重组自交系群体中获得一个稳定遗传的白条纹叶突变体wsl1(white stripe leaf 1),世代为F10.与亲本R1128相比,突变体wsl1表现出白条纹叶,同时叶脉呈现白化,该性状在苗期就出现并持续整个生育期;突变体的株高、每穗总粒数、剑叶长、生育期显著增加,而结实率显著下降,其他农艺性状没有显著变化.分蘖期突变体wsl1的叶绿素a、叶绿素b和胡萝卜素含量较杂交亲本R1128显著下降;透射电镜观察表明,与野生型相比,突变体的叶绿体形状异常,不规则.遗传分析表明,该突变性状由1对隐性核基因控制.精细定位后发现,目标基因WSL1位于第1染色体短臂上标记M1-54与标记M1-70之间,两者相距89.7 kb.生物信息学分析表明候选区间内共有8个开放阅读框,暂未发现已报道的叶色相关基因;其中LOC_Os01g02080编码肽基脯氨酰顺反异构酶,GO(Gene Ontology)分类显示其可能与类囊体形成有关,后续将通过比较测序、qRT-PCR等分子实验来确定候选基因.
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镉胁迫对水稻幼苗生长的影响（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2019
摘要：采用25、50和100μmol/L 3种Cd浓度对6个水稻品种的水培幼苗胁迫处理5d,结果表明:6个水稻品种幼苗的最长根长,苗高,单株鲜重和单株干重均受到明显抑制,抑制效应大小为最长根长>单株鲜重>单株干重>苗高,且抑制效应随着Cd胁迫浓度的增加而增强;利用50μmol/L Cd胁迫浓度开展水稻幼苗耐Cd性鉴定较经济合理;利用幼苗最长根长、单株鲜重、单株干重和苗高4个指标综合评价水稻的苗期耐Cd能力较为科学。
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水稻UDP-N-乙酰葡萄糖胺酰基转移酶基因(OsLpxA)RNA干扰载体的构建及遗传转化
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：细菌脂多糖由O-抗原,核心多糖和脂质A三部分组成,脂质A是细菌内毒素活性的根源。植物脂多糖与细菌脂多糖组成基本相似,但不具有微生物脂多糖的高毒性。目前,对植物脂多糖的合成机制缺乏最基本的认识,因此研究植物脂多糖的合成具有重要的科学价值。作者在水稻基因组中发现一个含有大肠杆菌Ec Lpx A功能结构域的基因,命名为OsLpxA,该基因催化水稻脂质A合成的第一步反应。本研究用水稻(Oryza sativa subsp.Japonica)苗期的叶片为材料,提取总RNA并以此为模板,用反转录PCR扩增OsLpxA基因的si RNA靶序列,并将其连接到表达载体p TCK303上,构建了RNA干扰载体p TCK303-OsLpxA-RNAi。将该载体通过农杆菌介导法转化水稻,共获得59株具有潮霉素抗性的转化苗。然后利用潮霉素的特异性引物对全部抗性苗进行PCR检测,其中有38株转化苗呈阳性,表明潮霉素标记基因已整合到了水稻的基因组中。最后,利用定量PCR检测38株阳性苗中OsLpxA基因在转录水平表达的变化。结果表明,其中27株阳性苗中导入的OsLpxA基因RNA干扰结构成功地降低了目的基因的表达。该结果为后续对OsLpxA基因功能的研究提供参考。
关键词： 水稻 UDP-N-乙酰葡萄糖胺酰基转移酶基因 RNA干扰 脂质A
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不同镉积累型水稻品种苗期镉积累及转运变化特征
《中国稻米 》 2018 北大核心
摘要：稻米镉污染成为国家和社会广泛关注的问题,为了解不同水稻品种对土壤中镉离子的吸附特性,本研究通过水培试验分析了不同镉积累型水稻品种(高镉积累品种:玉针香、天优华占;低镉积累品种:湘晚籼12号、金优59)在苗期的镉吸收及转运时间动力学特征。结果表明,4个品种苗期根系和地上部的镉积累时间动力学特征均符合米氏方程,根系和地上部分的α值均表现为高镉积累品种大于低镉积累品种;镉胁迫72 h之后各品种镉总累积量表现为玉针香>金优59>天优华占>湘晚籼12号,其中高镉积累品种天优华占苗期累计量未达到饱和状态。4个品种镉转运速率随着胁迫时间延长均呈显著下降趋势,72 h后表现为高镉积累品种大于低镉积累品种。相关分析表明,参试品种根系镉含量、地上部分镉含量及根部向地上部的镉转运速率三者之间均呈显著正相关关系。可见,水稻高、低镉积累特性的显现具有一定的时限性,其中,以湘晚籼12号等为代表的低吸收、低转运品种类型在镉污染田块种植具有较高应用价值。
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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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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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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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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
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