科研产出
水稻OsNRAMP7基因的克隆、表达及生物信息学分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：自然抗性相关巨噬细胞蛋白（natural20resistance-associated20macrophage20proteins,20NRAMPs）是一类在结构和功能上保守的大家族,目前已在水稻（Oryza20sativa）中鉴定出7个基因（OsNRAMP1～OsNRAMP7）,它们在金属离子的吸收、转运和分配等方面发挥着重要作用,但迄今为止,OsNRAMP7功能尚不清楚。本研究克隆了OsNRAMP7基因的全长CDS序列,长度为12062620bp,编码541个氨基酸,位于水稻第12号染色体,由4个外显子和3个内含子组成。生物信息学分析表明Os20NRAMP7为稳定疏水性蛋白,存在11个跨膜结构域和多个磷酸化位点,预测定位于细胞质膜。表达模式分析表明OsNRAMP7主要在根、茎和幼穗中表达,响应多种植物激素,受到干旱和NaCl胁迫诱导。本研究结果为进一步研究OsNRAMP7的生物学功能提供了基础资料。
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盐胁迫下不同水稻品种苗期植物内源激素含量的变化特征
《湖南农业科学 》 2021
摘要：研究改进了现行的植物激素检测方法,通过探讨耐盐品种超优千号、Y两优900以及盐敏感品种IR64经0.8%的NaCl胁迫处理0、6、24和72 h后茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）3种植物激素的含量变化,初步分析了3种植物内源激素含量在盐胁迫下的变化规律以及激素间相互作用对水稻生长的影响。结果表明:（1）改良后的HPLC-MS/MS法提升了植物激素检测的灵敏度和精确度,在0.5～100 μg/L浓度区间内,3种激素分离度较好,且具有较好的线性关系,R2值均>0.999;（2）经盐处理72 h后,2个耐盐品种的叶尖部分泛黄,幼苗生长情况依旧良好,而此时IR64的叶片卷曲得更为严重,且泛黄明显;（3）3个水稻品种幼苗在盐胁迫下ABA含量变化趋势一致,盐胁迫处理6 h后,ABA含量迅速增加,随着盐处理时间的延长而逐渐降低;3个水稻品种的JA含量在盐胁迫前期均显著降低,但盐胁迫一段时间后,JA含量有所增加,其中盐敏感品种IR64中JA含量明显高于耐盐品种;而3个水稻品种中SA含量的变化与品种耐盐性没有明显相关性。
关键词： 水稻 盐胁迫 植物内源激素 超高效液相色谱-串联质谱
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水稻B3转录因子OsL1的生信分析及表达模式
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：B3转录因子是植物特有的转录因子,与植物花形态建成、激素信号转导、种子生长发育及植物逆境胁迫响应密切相关。前期研究中,利用穗发育芯片筛选到一个OsL1基因。生物信息学分析发现,OsL1基因位于水稻4号染色体,基因全长4 262 bp,编码433个氨基酸,蛋白分子量为48.7 kD,序列比对和系统发育分析表明Os L1属于B3家族转录因子,不含信号肽剪切位点和跨膜结构域,亚细胞定位于细胞核。启动子序列分析发现,该基因启动子中含有8个光响应元件及部分激素响应元件。实时PCR分析发现OsL1在水稻根、茎、叶、和穗中均有表达,其中在根和穗发育7期表达量较高,进一步克隆Os L1启动子区域,构建pCAMBIA1301-OsL1-GUS表达载体,遗传转化并鉴定获得转基因植株,The previous study在水稻根、茎、叶、和穗中均检测到了GUS信号,表明OsL1属于组成型表达。以上结果为深入研究OsL1基因在水稻生长发育过程的生物学功能提供了科学依据。
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土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：我国稻田土壤镉-砷（Cd-As）复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁（Fe）+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。
关键词： 稻田土壤 水稻 Cd-As复合污染 复合钝化材料 生理阻控
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耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应,运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;利用绿色荧光蛋白标记的T61,观察菌株在水稻上的定殖;利用蘸根法施加T61菌剂,观察其降低水稻籽粒镉积累的效应.结果表明:菌株T61对Cd2+的最大耐受浓度达到500μmol·L-1;在含镉液体培养基中培养24 h后,菌株T61对Cd2+的去除率超过50%.菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸(6.2μg·mL-1)和铁载体(46.6μmol·L-1),并具有溶磷能力(37.1μg·mL-1).菌株T61可以在水稻根和茎上定殖.大田条件下,T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性,并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%.研究表明,阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌,可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫,在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景.
关键词： 镉污染 水稻 芽孢杆菌 植物促生性 抗氧化酶 生物修复
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长期不同施肥措施对双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的影响
《应用生态学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：施肥是改善土壤质量、提高土壤肥力和影响土壤微生物多样性的关键措施。为了探明南方双季稻区长期不同施肥处理下稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的变化特征,本研究以34年大田定位试验为平台,设置化肥（MF）、秸秆还田+化肥（RF）、30%有机肥+70%化肥（OM）3个处理,并以无肥处理为对照（CK）,分析了长期不同施肥处理下双季稻田土壤有机碳含量、活性有机碳组分、有机碳水解酶活性及其相关性。结果表明:MF、RF和OM处理增加了稻田土壤有机碳含量,分别比CK增加4.5%、22.4%和53.5%。与MF和CK处理相比,RF和OM处理均有利于增加土壤各活性有机碳组分[累积碳矿化（Cmin）、高锰酸钾可氧化碳（KMnO4-C）、颗粒有机碳（POC）、溶解性有机碳（DOC）、轻组有机碳（LFOC）和微生物生物量碳（MBC）]和各活性有机碳组分占总有机碳的比例。OM处理土壤Cmin、KMnO4-C、POC、DOC、LFOC和MBC含量分别比CK增加3.5、3.1、3.7、1.9、1.2和1.9倍;RF和OM处理土壤各活性有机碳组分占总有机碳的比例均显著高于CK。各施肥处理土壤水解酶活性（α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木糖苷酶、纤维二糖水解酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶）的大小顺序均为:OM>RF>MF>CK,其中OM处理的各土壤水解酶活性分别比CK增加111.8%、14.1%、127.3%、285.6%和91.4%。RF和OM处理有利于增加土壤过氧化物酶活性,MF处理有利于增加土壤多酚氧化酶活性。土壤水解酶与土壤有机碳含量及其活性有机碳组分均呈显著正相关。综上,有机肥和秸秆还田与化肥配合施用是提高南方双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的有效措施。
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长期施肥方式对双季稻根系生理特性与产量的影响
《中国农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探明双季稻区不同施肥模式对双季水稻根系生理指标和产量的影响,以1986—2018年的长期大田定位试验为平台,2018—2019年设置不施肥（CK）、单施化肥（MF）、秸秆还田配施化肥（RF）和有机、无机肥配施（OM）4种施肥模式,对双季稻根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性、植株干物质积累和产量变化等指标进行测定。结果表明,与MF和CK相比,RF和OM增加早、晚稻各个生育时期水稻根系的SOD、POD和CAT酶活性,降低其丙二醛（MDA）和游离脯氨酸（Pro）含量。各个生育时期,植株根系的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和根系活力由高到低早稻均为OM>RF>MF>CK,晚稻均为RF>OM>MF>CK。OM的水稻根系和茎叶干重均显著高于MF和CK。2个年份的早稻产量均以OM和RF为最高,分别比MF增加944.8～1143.2和435.9～516.1kg/hm2;晚稻产量均以RF和OM为最高,分别比MF增加386.2～387.4和119.8～123.7kg/hm2。因此,在湖南省双季稻生产中,长期采取有机肥、秸秆还田配合施用化肥措施有利于提高水稻根系保护性酶活性和产量。
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腐殖酸水溶肥应用于重金属污染稻田的效果研究
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】本研究为指导腐殖酸水溶肥对重金属污染农田的修复治理及其大面积的推广应用提供理论依据。【方法】采用田间小区试验,选择湖南浏阳镉（Cd）砷（As）铅（Pb）复合污染稻田,研究腐殖酸水溶肥的修复效果。【结果】施用150～900 kg·hm-2的水稻产量比对照增产6.31%～8.43%（P <0.05）;低量（75～150 kg·hm-2）施用腐殖酸水溶肥显著促进了水稻Cd吸收,高量（600～900 kg·hm-2）施用则可显著降低水稻Cd含量,施用腐殖酸水溶肥75和150 kg·hm-2的稻米Cd含量分别增加了12.24%（P <0.05）和15.21%（P <0.05）,施用600和900 kg·hm-2的稻米Cd含量分别降低了28.28%（P <0.05）和29.63%（P <0.05）;施用腐殖酸水溶肥可减少水稻As和Pb的积累,施用腐殖酸水溶肥150～900 kg·hm-2的稻米As、Pb含量分别下降了33.96%～44.92%（P <0.05）和21.38%～27.90%（P <0.05）。【结论】水稻增产和重金属含量降低综合效果表明,施用腐殖酸水溶肥600～900 kg·hm-2可确保水稻显著增产的同时,同步降低稻米Cd、As、Pb含量。
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不同冬季作物对稻田蚯蚓及蚯蚓粪产量的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：基于大田调查,结合2017—2020年的降雨量及积温数据,研究了稻田种植不同冬季作物（T1,冬闲; T2,冬种紫云英; T3,冬种油菜）对威廉环毛蚓（Pheretima guillelmi）产量及蚯蚓粪产量的影响,以期为稻田蚯蚓增效提供理论及技术支撑。结果表明:蚯蚓产量、蚯蚓粪产量及冬季作物产量在不同年度间的波动幅度均较大,不同年度间的蚯蚓产量变异系数（CV）与冬季作物产量CV值极显著（P<0.01）正相关; 2018—2019年10—12月的持续降雨及12—2月的低温导致冬季作物及蚯蚓产量大幅下降。蚯蚓产量、蚯蚓粪产量与土壤有机质含量显著正相关（P<0.05）,与冬季作物产量均呈极显著正相关（P<0.01）。冬闲、冬种紫云英和冬种油菜的蚯蚓密度分别为8.4～12.8条·m-2、11.2～30.8条·m-2和20.4～49.1条·m-2,蚯蚓平均密度分别为10.8条·m-2、20.7条·m-2和36.3条·m-2;蚯蚓产量分别为290～428 kg·hm-2、368～1054 kg·hm-2和763～1845 kg·hm-2,蚯蚓平均产量分别为373 kg·hm-2、695 kg·hm-2和1364 kg·hm-2;蚯蚓粪产量分别为1921～3126 kg·hm-2、3023～10 116 kg·hm-2和6034～18 958 kg·hm-2,蚯蚓粪平均产量分别为2652 kg·hm-2、6438 kg·hm-2和12 545 kg·hm-2;平均值均表现为油菜>紫云英>冬闲。粪蚓比伴随冬季作物产量的增加而增加,平均为8.8。油菜不同产量水平间的蚯蚓产量及蚯蚓粪产量的变幅均小于紫云英。综上,蚯蚓产量及蚯蚓粪产量受年际间气候干扰较大,冬季作物高产田块的土壤有机质含量较高,有利于提高蚯蚓产量、蚯蚓粪产量及其产量稳定性,且冬种油菜的效果更好。
关键词： 蚯蚓 蚯蚓粪 土壤有机质 产量 稻田 冬季作物 油菜 紫云英
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植保无人机喷施锌锰型水稻降Cd叶面阻控剂的飞行参数研究
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：应用植保无人机喷施叶面阻控剂有利于提高喷施均匀度、减少劳动力成本、提升作业效率。为规范植保无人机喷施叶面阻控剂田间作业,确保作业技术效果,本研究以大疆T16植保无人机为作业机,研究了喷施"美鑫隆"锌锰型叶面阻控剂以降低水稻Cd积累的最佳飞行高度、飞行速度和喷雾剂量等参数。结果表明,喷施锌锰型叶面阻控剂最佳降镉（Cd）效果的植保无人机作业参数分别为:喷施叶面阻控剂质量分数为12%,喷头总流量为3.6 L·min-1,飞行高度3 m,飞行速度5 m·s-1。第二年在最佳参数下喷施叶面阻控剂,黄华占和湘晚籼13号的糙米Cd含量分别比对照下降了0.24 mg·kg-1和0.12 mg·kg-1,降Cd率分别达到52.7%和62.1%（P<0.01）。
关键词： 植保无人机 水稻 Cd 飞行参数 锌锰型叶面阻控剂
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