科研产出
利用CRISPR/Cas9技术创制镉低积累香型水稻
《杂交水稻 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：尝试利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对镉吸收转运基因OsNramp5和香味基因OsBadh2同时进行编辑,培育出后代性状稳定的优质低镉水稻品种。选用华南地区推广面积较大的常规稻华航31为受体材料,通过CRISPR/Cas9技术创制OsNramp5和OsBadh2双基因敲除植株,在镉污染土壤中种植并测定野生型和双基因敲除植株糙米的镉、锰、铁元素含量以及香味物质2-乙酰-1-吡咯啉（2-AP）的含量,并考察野生型与双基因敲除植株的农艺性状。成功获得了5种类型的华航31双基因敲除植株。与野生型华航31相比,大部分双基因敲除植株的镉和锰含量显著下降,铁含量有一定程度的升高;所有双基因敲除植株中的香味物质2-AP含量均显著提高;大部分双基因敲除植株的株高、每穗实粒数显著下降;全部双基因敲除植株的单株有效穗数、每穗总粒数、结实率均无显著变化。通过CRISPR/Cas9技术可快速创制具有镉低积累和香味的水稻种质,有利于加快优质、安全水稻品种的育种进程。
关键词： 水稻 镉 香味 基因编辑 CRISPR/Cas9技术 育种
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氮肥减施对茶园土壤细菌群落结构的影响研究
《生物技术通报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同减氮模式对茶树地下部分细菌菌落结构的影响。设置16 kg/667 m2纯氮（减氮55.6%处理A）,26 kg/667 m2纯氮（减氮27.8%处理B）,36 kg/667 m2纯氮（常规施肥C）,不施氮（CK）共4个施氮水平,对根际及非根际0-20 cm土壤、非根际20-40 cm土壤36个样品进行16S rRNA序列测定,利用IonS5TMXL高通量测序平台对不同减氮处理的土壤细菌群落结构进行分析。试验结果表明:A、B、C三种施肥水平下,根际、非根际0-20 cm土壤及非根际20-40 cm土壤的细菌OTUs分别为505、854及835个,其中特异OTUs随着施氮量逐渐增加而降低。土壤细菌丰度和多样性分析显示施氮量为26 kg/667 m2（减氮处理B）在根际与非根际0-20 cm土壤中细菌丰度较高,细菌多样性最高,土壤碳通量的结果亦证明了减氮处理B土壤中微生物较多。施肥茶园地下部分在门水平上的优势菌基本为氮代谢相关菌类,其中共有3个优势类群,分别为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）。在属的水平上,根际土壤与非根际土壤细菌优势菌完全不同。适当减氮处理B茶园土壤中细菌菌落多样性较多,丰度较高,并主要集中在养分吸收利用的根际及周边土壤中,有利于茶园养分的高效利用。
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长期不同耕作方式与秸秆还田对稻田镉生物有效性的影响
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：以湖南省典型双季稻区的土壤-水稻系统为研究对象,通过长期田间连续定位试验,研究不同耕作方式和秸秆还田对土壤-水稻系统镉生物有效性的影响。试验采用随机区组设计,共设4个处理:翻耕+秸秆不还田（CT）;翻耕+秸秆还田（CTS）;旋耕+秸秆还田（RTS）;免耕+秸秆还田（NTS）。结果表明:NTS处理增加了土壤阳离子交换量,降低了粉粒的比例。NTS处理土壤总镉和离子交换态镉含量分别为（0.48±0.01）mg·kg-1和（0.39±0.01）mg·kg-1,与CTS和RTS处理均无显著差异,但显著高于CT处理。NTS处理早稻和晚稻糙米总镉含量分别高达（0.30±0.04）mg·kg-1和（0.60±0.07）mg·kg-1,超过0.20 mg·kg-1的国家食品安全标准（GB 2762—2017）,且显著高于其他处理。水稻糙米中总镉含量和土壤总镉、碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉含量显著正相关。研究表明,耕作强度越弱土壤中镉的生物有效性越高,秸秆还田相对于不还田处理增加了镉的生物有效性。耕作方式和秸秆还田通过影响土壤镉生物有效性进而影响水稻镉含量,免耕秸秆还田增加了土壤和水稻糙米中的镉,带来了镉超标的安全问题。
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镉积累差异水稻品种生长发育对清除NO的响应
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究一氧化氮（NO）对镉（Cd）胁迫下水稻苗期生理生化及氮代谢响应的调节作用,探讨通过清除NO提高水稻耐Cd能力的措施。[方法]以Cd高积累（TN1）和Cd低积累（春江06）品种为材料,进行了Cd胁迫（40μmol/L）水培试验。以Cd胁迫营养液为对照,在对照基础上设置添加硝普钠（Cd+SNP）、添加NO清除剂CPTIO （Cd+CPTIO）、添加硝酸还原酶抑制剂钨酸钠（Cd+TU）处理,共4个处理。处理后12天,测定不同处理对水稻幼苗生长、NO3--N分配、根系特性及光合特性的影响。[结果]NO对高Cd和低Cd积累水稻品种的影响不同。与对照相比,Cd+SNP处理降低高Cd积累水稻品种幼苗地上部和地下部NO3--N含量,但对幼苗生物量和氮素吸收没有显著抑制效果;Cd+CPTIO处理会提高幼苗生长、氮素积累量及氮效率（P<0.05）;增加或清除NO处理均显著降低了地上部和地下部的Cd含量。对于低Cd积累水稻品种,Cd+SNP、Cd+CPTIO、Cd+TU处理间幼苗生物量、氮素吸收量均无显著差异。[结论]品种基因型对NO信号的调节敏感度不同,高Cd积累品种清除NO处理可以显著抑制Cd的吸收和向地上部的运转,促进幼苗的生长和对氮素的吸收利用,抑制硝酸还原酶活性处理缓解Cd胁迫促进幼苗生长的效果不稳定。而对于低Cd积累水稻品种,清除NO处理也有一定的缓解Cd吸收和向地上运转的效果,但其重要性不如基因本身的拒Cd能力。因此,Cd胁迫下,高Cd积累水稻品种采用清除NO的措施可有效缓解Cd胁迫,促进水稻的生长,但对于低Cd积累水稻品种,清除NO也可以进一步降低Cd的向上运输,但是对水稻幼苗生长和氮素利用的影响不显著。
关键词： 水稻基因型 镉胁迫 NO信号 NO清除剂 NR还原酶抑制剂
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氮素调控对不同穗型超级早稻光合特性和产量的影响
《杂交水稻 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为阐明氮素调控对不同穗型超级早稻光合特性和稻谷产量的影响,以前期试验基础上筛选出的大穗型、多穗型和穗粒兼顾型超级早稻代表品种中早39、陵两优268和淦鑫203为试验材料,采用4种不同施氮量和基、蘖、穗肥比例处理（T1,纯N为0 kg/hm2;T2,纯N为112.5 kg/hm2,基、蘖肥比例为7∶3;T3,纯N为150.0 kg/hm2,基、蘖、穗肥比例为6∶3∶1;T4,纯N为187.5 kg/hm2,基、蘖、穗肥比例为5∶4∶1）,测定和分析了各处理叶面积、叶绿素含量和光合动态以及稻谷产量。结果表明,T2处理在分蘖期能有效增加所有3类水稻品种的分蘖数,提高冠层叶片叶绿素含量,提高饱和净光合速率。相比T1和T2处理,增施氮素穗肥的T3、T4处理对3类不同穗型品种均能有效提高齐穗后的穗数、冠层上3叶叶面积、叶绿素含量、电子传递速率和实际量子产量,增加稻谷产量,且T3处理3类品种均比T4处理具有更高的收获指数和稻谷产量。多穗型品种陵两优268和穗粒兼顾型品种淦鑫203冠层上3叶叶面积对氮素响应比大穗型品种中早39更明显,但在株高、穗粒数、千粒重等性状上,中早39和淦鑫203对氮素响应比陵两优268更明显。在基蘖肥基础上,适当增加穗肥氮素施用,能有效提高不同穗型超级早稻叶面积、光合速率和有效穗数,最终提高稻谷产量。
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本氏烟中与番茄斑萎病毒N蛋白互作的寄主因子的筛选
《福建农业学报 》 2021 CSCD
摘要：【目的】番茄斑萎病毒（Tomato spotted wilt virus, TSWV）是植物多分体负义链RNA病毒的代表性成员。TSWV的N蛋白在病毒感染的寄主植物内表达量高,可能调控病毒对寄主的感病,探究N蛋白通过影响哪些寄主蛋白的表达来完成病毒的侵染,以期为深入解析寄主蛋白调控病毒的分子机制提供理论基础,为后续有效的防控TSWV提供新的思路。【方法】以TSWV N蛋白作为诱饵蛋白,采用酵母双杂交（Yeast two-hybrid, Y2H）的方法筛选本氏烟内与TSWV N相互作用的寄主蛋白。【结果】共筛选获得15种与TSWV N相互作用的寄主蛋白。【结论】这些介体因子主要参与色素的生物合成、类囊体膜的组装、植物防御反应和核糖体生物发生的过程,调节脂质代谢和细胞功能,可能是翻译调控的辅助蛋白,在植物发育和对非生物胁迫的反应中发挥着重要作用。
关键词： 番茄斑萎病毒（TSWV） N蛋白 酵母双杂交 寄主蛋白
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几种锂基润滑脂的辐照耐受性
《辐射研究与辐射工艺学报 》 2021 CSCD
摘要：使用γ射线对6种锂基润滑脂进行辐照,6种润滑脂的颜色都发生了变化,且其变化程度随吸收剂量的增加呈正相关关系。复合锂基润滑脂经吸收剂量为8.1×103kGy辐照后,稠化剂软化降解并提前进入硬化交联阶段,平均剪切应力上升169%;其基础油与受相同剂量处理的简单锂基润滑脂相比生成了额外的氧化产物。简单锂基润滑脂在接受8.1×103kGy剂量辐照后稠化剂软化,稠度下降,但平均剪切应力下降,其劣化程度轻于复合锂基润滑脂。简单锂基润滑脂可能更适合辐照加工的工作环境。
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稻鸭共育下施用生物炭对水稻茎秆及倒伏性状的影响
《生态学杂志 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：水稻倒伏可降低水稻产量及稻米品质,影响稻作生产的经济效益。为探究生物炭及稻鸭共育结合对水稻茎秆及倒伏性状的影响,本研究设计了生物炭+鸭（CD）、生物炭+不养鸭（CR）、不施生物炭+养鸭（D）及不施生物炭+不养鸭（R）的大田对比试验,分析了水稻茎秆形态结构、解剖结构及力学特征。结果表明:与R处理相比,CD、CR、D水稻的重心高度与节间长度均有所降低,茎粗与节间充实度均有所增加,维管束面积得到了显著提高,第1节、第2节、第3节的增幅分别为24.15%～35.91%、12.75%～62.19%、4.66%～73.87%,水稻维管束形态也发生了改变;同时,水稻各节间的弯曲力矩及倒伏指数均有所下降,第1节、第2节、第3节、第4节的弯曲力矩下降幅度分别为24.05%～31.65%、24.55%～26.27%、32.28%～37.83%、21.79%～32.37%,第1节、第2节的倒伏指数的下降幅度分别为45.69%～52.04%、38.86%～48.16%,水稻茎秆抗折力也有所增加,第1节、第2节的抗折力增幅分别为19.86%～54.02%、20.62%～39.23%;茎秆抗折力与节间充实度、茎粗呈正相关,与长度呈负相关;各节间倒伏指数与节间充实度呈显著负相关,与节间长度与弯曲力矩呈显著正相关。因此,稻鸭共育下施用生物炭可降低重心高度,提高节间充实度,改变维管束形态,提高水稻的抗倒伏能力。
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