科研产出
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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应用性信息素迷向技术防治二化螟的效果
《湖南农业科学 》 2023
摘要：为探索水稻二化螟绿色防控技术,应用性信息素迷向技术,于2021年对武冈市晚稻二化螟进行了防治.通过对各处理二化螟成虫诱捕量、枯鞘率、枯心率及产量的调查,评价其对二化螟的防控效果.结果表明:性信息素能显著降低二化螟成虫诱捕量(P<0.05),性信息素安装后0~42 d干扰率达95.28%~97.17%,安装42 d后干扰效果有所下降;在第42天更换1次性信息素后能持续起效,更新后干扰率可达92.52%及以上;从枯鞘率来看,各处理间差异不显著,但性信息素处理区的枯鞘率较低,表明其对防止二化螟为害有一定效果,其中8月24日和9月7日,仅用性信息素防治的处理防效达31.03%~40.22%;从枯心率来看,性信息素的防效与农药防效相当,但二者结合使用效果更好、更稳定,成熟期防效达62.34%;使用性信息素的处理能间接增加水稻产量,增产率在10.00%以上.由此可知,应用性信息素迷向技术干扰二化螟成虫交配,防治效果明显,结合1~2次农药防治,能有效防治二化螟为害.
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不同镉砷同步钝化剂对复合污染农田的修复效果研究（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2023
摘要：为筛选出适合镉砷复合污染稻田的同步钝化剂，采取大田试验对15个镉砷同步钝化剂修复效果进行对比分析。结果表明，大部分钝化剂有增产效果，其中T5和T13较CK增幅显著，分别增产11.63%和11.17%；钝化剂的稻米降镉效果整体上优于降砷效果，除T3和T14外，其它13个产品的稻米降镉效果明显，降幅在11.74%–60.32%之间；T5、T7、T8、T9、T10、T15等产品的稻米降砷效果明显，降幅在17.95%–23.87%之间；聚类分析表明15个产品可分为3类，即高效降镉并可同步降砷的产品、对稻米降镉、降砷均没有显著效果的产品和具有一定降砷或降镉效果的产品。综合考虑稻米降镉和降砷及增产效果，T4、T5、T13要优于其他12个产品，可在本区域镉砷复合污染稻田进行推广应用。
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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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文献计量视角下国内外水稻研究领域发展态势分析
《湖南农业科学 》 2023
摘要：为了让科研工作者更深入了解近5 a来国内外水稻领域研究的态势,以Web of Science核心合集及中国知网数据库中2018-2022年水稻领域研究的相关文献为数据源,运用Cite Space、VOSviewer、Derwent Data Analyze分析工具从发文趋势、来源国家(地区)、学科分布、发文机构、高发文期刊、影响因子、关键词聚类和文献共被引等角度进行了分析.根据特定的检索式从Web of Science核心合集检索到水稻研究领域相关外文文献59747篇,从知网检索到相关中文文献24434篇,分析发现:国内外对水稻领域研究一直有着较高的关注度,中国在水稻领域的研究有着绝对的优势,中国科学院常年发文量第一,外文文献发文量排名前3的期刊是《Frontiers in Plant Science》《Agronomy Basel》《Science of the Total Environment》.近5 a的研究前沿涵盖镉、基因编辑、硅、生物炭、褐飞虱、驯化、籽粒大小(粒型)、耐盐性等方面,而在研究热点上还涵盖了生长发育、产量、基因表达、品质、施肥(受精)等多个方面.这些重点和热点研究信息可为科研工作者了解国内外水稻研究现状提供一定的参考.
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"烟草-水稻"轮作模式耦合养鸡养鱼的技术要点
《中国稻米 》 2023 北大核心
摘要：烟草是我国重要的经济作物.连作种植作为烟草的主要栽培方式,具有节省劳力、劳作时间、生产成本等优势,但烟草长期采用连作会导致土传病虫害增多、杂草群落较为单一、土壤肥力和微量元素下降等诸多问题,降低了烤烟产量和烟叶品质;加上烟草连作中烟叶采收后,农田基本处于闲置状态,造成土地资源浪费,加重了烟粮争地的矛盾,导致烟农收入减少.针对烟草连作栽培所出现的问题,笔者提出了"烟草-水稻"轮作耦合养鸡养鱼的综合种植与养殖模式.该模式在烤烟采收后,将水稻直接种植在烟垄的两侧,实现烟垄免耕,节省了水稻生产成本.水稻种植后,垄肩保持湿润无水,便于鸡捕食等活动,垄沟灌水便于水稻生长和养鱼,通过鸡鱼在稻田活动可防控田间病虫草害,鸡鱼粪便可培肥土壤,利于降低农药和肥料用量,进而改善农田生态环境,产出优质的稻米、鸡和鱼等农产品,显著提高稻作经济效益,并实现烟田土壤改良和烟农收入增加的双重目标.本文结合"烟草-水稻"轮作耦合养鸡养鱼的具体实施情况,论述了该模式的技术要点、综合效益和发展展望等,以期为"烟草-水稻"轮作下开展养殖提供技术借鉴.
关键词： 烟草 水稻 垄作栽培 种养结合 技术要点 效益分析
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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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