科研产出
镉砷低积累水稻品种筛选
《湖南农业科学 》 2020
摘要：通过田间试验方法,对镉砷复合污染稻田内15个水稻品种的镉砷累积特性进行研究.结果表明:15个水稻品种的平均产量为7962.20±352.45 kg/hm2,其中野香优丝苗、天龙一号、深优9595这3个品种产量较低,存在减产风险;15个供试品种的稻米镉含量范围为0.41~0.81 mg/kg,均超过食品安全国家标准;稻米砷含量范围为0.14~0.21 mg/kg;其中深优9595、桃优香占、C两优87和天龙一号4个品种超过食品安全国家标准;15个品种中仅Y两优9918和野香优莉丝这2个品种的稻米镉、砷含量皆低于平均值,可优先在轻度镉砷复合污染地方进行试种;根据稻米镉、砷含量进行聚类分析可知,15个品种可分为3类,第一类为镉高砷低类型,有隆两优华占、晶两优1212、隆两优1988、C两优386这4个品种;第二类为镉砷同步低积累类型,仅Y两优9918这1个品种;第三类为砷高镉低类型,有深两优5814、和两优1号、C两优87等10个品种.
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抗稻瘟病Pid3/Pid3-A4基因特异InDel分子标记开发与应用
《杂交水稻 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为更加高效利用抗稻瘟病基因Pid3/Pid3-A4,通过分析3K水稻测序数据中Pid3基因等位变异,设计了Pid3和Pid3-A4基因特异InDel分子标记Pdg-C与PA4-C,利用这2个标记对中国杂交水稻常用亲本材料或品种以及美国水稻微核心种质资源进行检测.结果显示,Pdg-C和PA4-C能够分别快速、准确、经济地区分Pid3和Pid3-A4基因;通过克隆测序、表达分析及接菌鉴定,明确了水稻品种华占携带Pid3基因,栽培稻311100携带Pid3-A4基因,它们作为抗病基因供体更便于在水稻育种中利用.
关键词： 水稻 抗稻瘟病基因 Pid3/Pid3-A4 等位基因特异分子标记
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Amy32B启动子在水稻中的表达分析
《杂交水稻 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：根据已报道的在大麦糊粉层特异表达的α-淀粉酶基因Amy32B,利用序列合成技术将Amy32B启动子与红色荧光蛋白基因RFP融合在一起,构建植物表达载体,并由农杆菌介导法导入水稻品种明恢86中,对转基因水稻植株中的红色荧光蛋白RFP活性进行检测.结果表明,Amy32B启动子在水稻中同样具有活性,在糊粉层背部特异表达,在整个植株中也有微弱本底表达.这表明Amy32B启动子为外源基因在转基因水稻糊粉层中高表达提供了新的工具,也为研究基因工程改良水稻提供了新的参考.
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SLAF-seq BSA定位水稻黄叶转绿基因grc2的效果研究
《农业生物技术学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：将传统分群分析法(bulk segregant analysis, BSA)与全基因组特异性位点扩增片段测序手段(specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)深度整合的SLAF-seq BSA技术为快速定位质量性状基因提供了可能。然而,对这一技术的定位准确性程度却少有报道。本研究以水稻(Oryza sativa)黄化转绿基因grc2 (green-revertible chlorina, grc2)为对象,分析了SLAF-seq BSA定位结果与传统图位定位结果的差异。首先,通过简化基因组测序获得了在'grc2'突变体和正常叶色水稻'Y58S'之间表现出单核苷酸多态性的5 302个SLAF标记;然后,利用Y58S/grc2的F2群体中的100个野生型单株和100个突变型单株构建了两个极端混池,再通过自动化计算各SLAF标记在极端混池中的父母本基因型频率,筛选到了符合在0.01水平满足父本('grc2')、母本('Y58S')基因型在野生型混池中为33∶66且在突变型混池中为99∶1的关联标记共13个,这些标记集中分布在Chr06前臂的0.98～1.21 Mb与1.57～1.99 Mb两个相邻区域。经连锁分析发现,第1区域的关联标记AM1、AM6与grc2基因的遗传距离仅为0.625和0 cM;将关联标记比对至日本晴参考基因组后,发现第1关联区域恰好覆盖了grc2基因的传统定位区间,表明SLAF-seq BSA的定位结果具有参考价值。本研究结果为支撑SLAF-seq BSA能快速关联质量性状基因提供了证据。
关键词： 基因定位 质量性状基因 特异性位点扩增片段测序(SLAF-seq) 分群分析法(BSA) 水稻
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水稻蜡质稀少突变体wax1的鉴定及基因定位
《中国水稻科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】蜡质是植物表面的一种重要保护物质,筛选和鉴定水稻蜡质相关突变体有助于解析水稻蜡质形成的遗传机制。【方法】利用EMS诱变籼稻品种湘早籼6号,从突变体库中筛选出一个蜡质稀少的突变体wax1,考查突变体的形态特征和农艺性状,利用突变体与02428杂交的F_2群体定位目标基因,并通过荧光定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】与野生型相比,wax1突变体具有叶片短小皱褶、叶表面蜡质晶体减少、穗长变短等形态特征;在农艺性状方面,突变体的株高、每穗总粒数和千粒重显著降低,但有效穗数显著高于野生型;遗传分析表明,wax1的突变表型受一对隐性核基因控制,将WAX1基因定位在第10染色体上SSR标记RM5806与InDel标记P1之间,物理距离约为49.8 kb;定位区间内的测序结果表明,突变体中β-酮脂酰-CoA合酶的编码基因发生单碱基突变,导致催化活性中心的一个氨基酸发生改变。WAX1基因的突变显著提高了同源异型盒基因OSH6的表达,同时引起部分IAA基因的差异表达。【结论】WAX1基因突变引起叶表面蜡质晶体的减少,同时通过影响茎尖分生组织和生长素的信号转导引起植株生长发育等多方面的异常。
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湖南水稻生产现状调查及对策研究
《湖南农业科学 》 2020
摘要：抓好粮食生产始终是国计民生和"三农"问题的重中之重.为深入了解湖南省水稻种植情况,把握水稻政策变动对水稻产业带来的影响,抓好现阶段全省粮食工作.分别对祁阳县、津市市、望城区、邵阳县和永定区等5个县(市区)12个村(社区)开展了调查.通过访谈、实地调查、数据分析并辅以背景资料,了解到目前存在种粮成本稳中有升,种粮效益持续低迷,种粮积极性不高,农户对农业保险服务不满意等现实问题,并针对上述问题,提出大力发展稻田综合种养,切实提高粮农收入;进一步优化水稻品种结构,扩大绿色生产技术覆盖面;积极培育新型农业经营主体,做好小农户与规模经营的衔接;完善农业保险激励政策,提升理赔服务水平等对策与建议.
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基因组学方法用于水稻种质资源实质派生的检测结果和应用讨论
《中国科学:生命科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：我国水稻育种中存在亲本品种高度雷同的问题,一定程度上挫伤了育种创新的积极性.本研究探讨了利用针对动物群体遗传学开发的相同起源基因比较的特性分值(identity score, IS)方法,对6个主流的两系法水稻杂交种雄性不育系亲本和"农垦58"常规稻种子(农垦58S天然突变的出发材料)进行基因组相似度精确定量分析.研究表明,比起现行的基于简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)分子标记的水稻品种真实性鉴定的国家行业标准NYT 1433-2007, IS方法作为精准鉴定水稻实质派生品种的技术手段,在覆盖度和准确度方面具有明显优势.本方法鉴定出的一对实质派生不育系,在使用SSR标记检验时,明显具有高度的多态性,表明SSR标记对水稻品种鉴定具有局限性,无法实现精准区分.同时,本文对将IS分析作为推进水稻育种技术提高的潜在应用方向也进行了讨论.
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基于全基因组SNP高效鉴定水稻种质资源并构建指纹图谱
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为加强水稻种质资源的管理及保护,针对SNP鉴定费用昂贵的缺陷,本研究发展了一种快速筛选单核苷酸多态性(SNP)标记构建DNA指纹图谱的方法.本研究首先采用"分而治之"和"贪婪"的组合策略从全基因组SNP标记中筛选出可鉴定全部参试材料的SNP组合,再通过程序循环精简其中的SNP标记,用少量的SNP标记构建指纹图谱.利用该方法对117个水稻种质SNP标记进行筛选,最少用12个SNP标记可完全鉴定该套种质.为提高种质鉴定的容错能力,进一步采用由39个核心SNP标记组成的SNP并集组合构建指纹图谱.本研究为精简SNP构建指纹图谱提供了新的有效途径,构建的种质指纹图谱结果亦可为水稻种质资源鉴定提供一定参考.
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数字植物：科学内涵、瓶颈及发展策略
《合成生物学 》 2020
摘要：当前,各类组学技术、基因组编辑技术及超性能计算能力的飞速发展正使得植物科学从描述性、定性研究向精细定量研究乃至理性设计的转变。在这个过程中,数字植物的研究应运而生。数字植物通过对植物生长发育过程多尺度、多生理生化现象的系统定量模拟,以实现植物整个生命周期的"数字化"。数字植物将为定量植物科学研究、植物设计及改造提供理论工具。数字植物的发展将支持新代谢通路、基因调控网络的设计,乃至植物理想基因系统的设计,从而为以提升作物产量和优化作物品质为目标的植物合成生物学提供设计工具。本文在分析当前构建数字植物遇到的瓶颈的基础上,提出发展数字植物所需要的关键措施,即:构建植物生长发育基本模型;获得同化物在各器官间分配的代谢数据;创建模块模型耦联方法;建立数字植物研究公共平台;发展表型数据与机理模型相结合的方法;以水稻为模式植物,开展数字植物指导的分子设计育种;建立支持数字植物的人才培养及储备策略。利用数字植物定量模拟和设计植物是未来植物合成生物学发展的趋势,数字植物指导下的作物栽培和育种也是精准农业和智慧农业的必然要求。
关键词： 数字植物 合成生物学 产量潜力 理想株型 水稻 系统模型
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