科研产出
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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水稻孤雌生殖诱导基因BBM1序列变异分析
《中国水稻科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】在水稻卵细胞中异位表达BBM1能够诱导孤雌生殖，挖掘BBM1优异等位变异和功能类似基因对水稻杂种优势固定具有重要意义。【方法】利用383份水稻核心种质的三代测序数据，对BBM1基因进行结构变异分析、序列多态性分析、单倍型分析，并根据序列相似度以及表达模式相似度筛选BBM1功能类似基因。【结果】BBM1基因在3份种质中存在两个拷贝，在2份野生稻中存在微型颠倒重复转座元件（MITEs）插入变异；具有非常明显的籼粳分化，94.80%的粳稻和3.80%的籼稻中BBM1因单碱基变异造成翻译提前终止，缺少26个氨基酸残基；BBM1编码区序列十分保守，绝大多数材料中具有相同的单倍型；筛选到BBM1序列和表达模式相似基因LOC＿Os06g44750，其可能具有BBM1诱导孤雌生殖的功能。【结论】明确了水稻中BBM1基因变异情况，挖掘出重要单倍型和功能类似候选基因，为进一步提高水稻孤雌生殖频率奠定基础。
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耐低氧发芽水稻种质资源筛选
《作物研究 》 2024
摘要：为了筛选可用的耐低氧发芽直播稻资源，以248份水稻种质资源为材料，设置干粒与催芽2个处理，对10 cm淹水7 d后种子的发芽指标进行对比分析。结果显示：干粒处理和催芽处理水稻种子的相对成苗率(RSP)分别为0.00～5.17和0.00～19.77,相对苗高(RSH)分别为0.00～0.73和0.00～0.94,相对根长(RRL)分别为0.00～0.68和0.00～4.26,催芽处理的水稻种质资源的RSP、RSH、RRL整体上均显著优于干粒处理；248份水稻种质资源中籼稻和粳稻均有耐低氧发芽潜质的资源，但在耐低氧发芽能力上，干粒处理为粳稻整体优于籼稻，催芽处理则为籼稻整体优于粳稻；干粒处理下H5的RSP、RSH、RRL均显著高于耐淹品种KHO与红麻占，具备较强的耐低氧发芽能力，可在育种上加以利用。
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水稻耐冷基因qCTS-9的核苷酸多样性及单倍型分析
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：qCTS-9是在多种苗期低温条件下稳定发挥作用的水稻耐冷基因，研究其耐冷优异单倍型及适应性进化模式，有利于为水稻耐冷育种提供基因资源和技术支撑。本研究利用116份栽培稻（Oryza sativa L.）和37份普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.），对qCTS-9基因的核苷酸多样性及单倍型进行了分析。结果表明，qCTS-9基因编码区内的14个SNPs组成了8种单倍型，其中的4个非同义SNPs组成3种功能单倍型，这3种功能单倍型之间表现出显著的耐冷性差异，编码区的第1535 bp处SNP可能是qCTS-9基因的关键变异位点。对qCTS-9基因启动子区顺式作用元件进行分析后发现，相比于野生稻和粳稻，低温敏感籼稻Hap4单倍型材料中-1107 bp有一个SNP (G→A)，导致该处的MYB识别位点缺失，这个自然变异可能与籼稻耐冷性下降相关。野生稻包含栽培稻中qCTS-9基因的大部分变异，但在编码区及启动子顺式作用元件中无独有的变异位点；从野生稻向籼粳分化的过程中，耐冷相关等位或突变被固定和扩展，进而增强了其区域适应性。
关键词： 水稻 耐冷性 qCTS-9 核苷酸多样性 单倍型 驯化
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不同县域水稻产量变化的关键土壤肥力因素分析
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤肥力是影响水稻产量的重要因素，研究土壤理化性质和水稻产量的关系有助于优化不同区域水稻生产和科学培肥。该研究基于县域研究尺度，选取了中国东北的方正县、长江中游的宁乡市和长江中下游的进贤县，分析水稻绝对产量、相对产量和可持续产量指数，并探讨不同区域影响水稻产量的关键肥力因素。结果表明：由于稻作模式不同，宁乡市的两季水稻产量（9 414.89 kg/hm2）显著（P<0.05）高于方正县的一季稻产量（8 224.31 kg/hm2）和进贤县的晚稻季产量（5 691.38 kg/hm2），但方正县的水稻相对产量均值（89.88%）显著（P<0.05）高于宁乡市（73.84%）和进贤县（65.67%），且方正县的可持续产量指数也相对较高（0.86），显示出该县域在产量和稳定性方面的优势；依据相对产量划分的低、中、高产水平的分析表明，高产水平下方正县、宁乡市、进贤县的土壤肥力指标和综合肥力指数较高。不同县域影响相对产量的主要肥力因子不同，方正县、宁乡市、进贤县水稻可持续产量指数变化的关键肥力因素分别是土壤有效磷（贡献度为8.68%）、碱解氮（贡献度为12.92%）、有机质（贡献度为15.37%）。在后续的水稻生产中，建议方正县重点关注土壤有效磷的管理，宁乡市和进贤县则应注重提升土壤碱解氮和有机质含量。
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不同水稻品种"直播/移栽-再生"生长特性、产量与品质研究
《湖南农业科学 》 2024
摘要：采用两因素裂区区组试验设计，研究栽培方式对中稻-再生稻头季、再生季全生育期、茎蘖动态、产量及品质的影响。结果表明：相较于传统人工移栽方式，直播方式下头季及再生季全生育期分别缩短10.5 d和1.7 d；头季基本苗、最高苗、有效穗、穗长及穗实粒数差异显著，再生季产量、再生力、穗实粒数和千粒重差异显著，两季总产量差异不显著；直播方式有利于增加头季基本苗、最高苗及有效穗以形成多穗群体，移栽方式有利于增加穗长、穗粒数以形成大穗群体且其再生率高于直播，两种栽培方式通过多穗和大穗的不同途径实现了产量平衡；两种栽培方式下米质差异不显著，栽培方式对米质影响较小；与头季米质相比，再生季因灌浆期平均温度下降，昼夜温差大，米质优于头季，稻米加工品质、外观品质得到极显著提高。
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基于超微型地物光谱仪的稻田秧苗及稗草的早期识别
《中国农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究水稻秧苗与稗草的早期准确识别方法，利用超微型地物光谱仪采集二叶-四叶期水稻和同期生长的稗草植株冠层在400～920nm波段内的光谱信息，结合化学计量学的竞争性自适应重加权采样算法（Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS）筛选出特征波长，利用MATLAB分类学习器工具箱进行种类识别，建立多种分类识别模型。结果表明：基于SG平滑-SG求导-CARS处理建立的偏最小二乘判别分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis,PLS-DA）模型表型最优，其在二叶期样本集的校正集、交叉验证集和外部验证集的正确识别率均为100%；在二叶-四叶期样本集的校正集、交叉验证集和外部验证集的正确识别率分别为100%、98%和99%。综上，高光谱技术结合化学计量学能够快速、无损和精准识别苗期水稻和稗草，可应用于早期稻田稗草的精准防除。
关键词： 水稻 稗草 高光谱 判别模型 PLS-DA 早期识别
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不同溶剂处理花粉对水稻结实率的影响(英文)
《农业科学与技术(英文版) 》 2024
摘要：为探明不同溶剂处理水稻花粉对水稻结实率的影响，以无处理为对照，采用超纯水、0.5%二甲基亚砜、1%乙醇、5%乙醇、8%乙醇和0.5%二甲基亚砜+8%乙醇处理水稻花粉，再以处理过的水稻为父本与温汤杀雄的母本进行杂交，统计母本和父本植株处理过的穗子结实率。结果表明：与对照组相比，不同溶剂处理组的水稻父母本结实率均下降且差异显著。其中1%乙醇处理组的水稻父母本的结实率相对较高，0.5%二甲基亚砜处理组的最低。虽然这些溶剂会影响水稻种子结实率，但是并不影响它们作为中间溶剂溶解诱导化合物。该试验为后续化学诱导水稻单倍体奠定了技术基础。
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水稻miR156-SPL调控模块的生物信息学及高温胁迫下的表达
《应用与环境生物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为解析miR156基因家族的进化特征、组织特异表达及其在水稻（Oryza sativa）应答高温胁迫下的调控作用，通过生物信息学对水稻osa-miR156家族进行鉴定，分析了miR156家族成员数量、染色体定位、序列特征、系统发育进化及其候选靶基因；基于psRNATarget数据库、结合降解组测序预测miR156l的靶基因，并利用qRT-PCR分析高温胁迫下osa-miR156l-5p及其靶基因的表达情况.结果表明，osa-miR156家族含有18条前体序列和25条成熟体序列，每条pre-MiR156前体序列均能形成稳定的茎环二级结构，其最小折叠自由能在-43.30-62.60 kal/mol范围；osa-miR156家族成员包括5个分支，与玉米（Zea mays）、大麦（Hordeum vulgare）的亲缘关系较近；水稻OsSPL家族成员共19个，在第2、6、8号染色体上的数量分布最多，均为3个，且OsSPL基因在水稻基因组中存在5对片段重复基因对；osa-MiR156前体基因启动子区域含生长发育、激素、应激响应等相关顺式作用元件，osa-miR156及其靶基因OsSPL家族成员在水稻不同组织中的表达均存在明显差异；靶基因预测显示，osa-miR156l的靶基因为OsSPL14、OsSPL16和OsSPL18，且osa-miR156l在与靶基因互补的第12个核苷酸处裂解靶标mRNA. qRT-PCR分析发现，高温胁迫下osa-miR156l-5p的表达水平呈先下降后上升再下降趋势，与靶基因OsSPL16表达呈负调控关系.本研究表明植物miR156家族序列特征具有高度保守性，水稻miR156-SPL途径可能在应答高温胁迫中起着重要的调控作用.（图9参34）
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