科研产出
早熟辣椒水旱轮作有机栽培技术
《蔬菜 》 2021
摘要：为了探索、完善长江中下游地区有机辣椒的栽培技术,克服前人在有机辣椒栽培过程中缺乏轮作机制或轮作周期过短、轮作品种单一的缺陷,经多年研究探索出早熟辣椒、水稻、荸荠轮作有机栽培方法,通过合理的选择轮作作物、采用科学的轮作顺序、选用紫云英进行轮作套种以培肥与改良土壤、选择适合有机栽培的各作物品种以及各种配套的栽培技术措施等,解决了辣椒忌连作而有机栽培又必须在有机种植基地上进行这一难以调和的技术难题,在每个轮作周期内、在同一栽培基地中成功进行有机早熟辣椒、水稻和荸荠的生产,确保了经多周期轮作后早熟辣椒、水稻和荸荠有机栽培的高产、稳产。
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Pi9基因分子标记辅助选择改良水稻不育系丰源A的稻瘟病抗性
《华北农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为改良水稻不育系丰源A的稻瘟病抗性,以籼稻品系75-1-127作为广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的供体亲本,先后以三系保持系丰源B和不育系丰源A为受体亲本,利用Pi9基因内共显性标记ClonDF1R1开展MAS连续回交育种。利用来自国内外不同稻区的33份稻瘟菌菌株进行温室内人工接种,分析丰源A、丰源B、75-1-127的抗菌谱,75-1-127的抗性频率为87.9%;而丰源A和丰源B的抗性频率均仅为33.3%。田间病圃抗性鉴定表明,75-1-127高抗苗瘟,而丰源B和丰源A高感苗瘟。结果表明,含有Pi9基因的75-1-127抗谱广、抗性水平高,在稻瘟病抗性育种中具有很大的应用前景;而丰源A和丰源B抗谱窄、抗性水平低,需要改良。根据Pi9基因序列信息开发了一个共显性分子标记ClonDF1R1,它从75-1-127基因组中扩增出一条320 bp的条带,而丰源B和丰源A基因组的扩增产物约450 bp。利用ClonDF1R1先后开展丰源B、丰源A稻瘟病抗性改良的MAS育种实践,获得了13个含Pi9纯合等位基因的改良抗病保持系丰源B-Pi9,以及11个含Pi9纯合等位基因的改良抗病不育系丰源A-Pi9。经过连续11 a的MAS回交育种实践,育成1个高抗稻瘟病、不育性稳定、柱头外露率高、农艺性状和产量性状优良的新三系不育系丰源A-Pi9-5,实现了丰源A和丰源B稻瘟病抗性的定向改良,为三系杂交水稻育种应用创制了新的亲本材料。
关键词： 水稻 稻瘟病抗性改良 分子标记辅助选择 丰源A Pi9
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蔗糖转运蛋白OsSUT5在水稻花粉发育及结实中的作用
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】蔗糖是植物体内光合产物运输的主要形式。蔗糖-质子同向运输蛋白（sucrose transporter/sucrose carrier,SUT/SUC）在植物细胞之间的蔗糖跨膜运输以及植物组织和器官之间的蔗糖分配中具有重要作用。水稻SUT家族共有5个成员。已有研究表明,敲除OsSUT1、OsSUT2、OsSUT3、OsSUT4对水稻的生长发育产生显著影响,说明这些基因不可替代。然而,OsSUT5的功能还未见报道。阐明OsSUT5在水稻生长发育中的作用,将为全面了解SUT蛋白在模式植物水稻中的生理功能提供新的依据。【方法】通过对水稻OsSUT5的时空表达特性进行实时荧光定量PCR分析,同时利用OsSUT5的推测启动子驱动GUS在水稻体内表达,获得其基因编码蛋白的组织定位信息,以及在烟草叶片表皮细胞内进行OsSUT5-GFP融合蛋白瞬时表达,对蛋白进行亚细胞定位,比较基因编辑技术（CRISPR-Cas9）创制的OsSUT5不同纯合突变株系与野生型对照水稻的形态和生理特征,获得OsSUT5的功能信息。【结果】转录水平上,OsSUT5在水稻茎、叶、花序和颖果中均有表达,并且该基因编码蛋白在营养器官中的表达集中于维管组织。在生殖器官中,OsSUT5的表达主要位于花药及发育的颖果内。该基因编码蛋白在水稻发育的颖果特别是盾片和胚根鞘中高表达。烟草叶片表皮细胞内的瞬时表达显示OsSUT5-GFP融合蛋白定位于细胞质膜。与野生型水稻相比,3个OsSUT5纯合突变株系均表现为花粉活性以及离体萌发率明显降低。与此相吻合的是,OsSUT5突变株系未授粉的小穗比例相对于野生型显著增加,同时突变株系结实率显著下降。通过对OsSUT5突变株系颖果的观察和比较显示,OsSUT5突变体水稻颖果的垩白相对于野生型明显增多,其颖果长度相对于野生型对照也有一定程度的增加,但统计结果表明OsSUT5突变体水稻的千粒重与野生型无显著区别。【结论】OsSUT5在水稻花粉发育甚至受精过程中可能发挥重要作用;敲除OsSUT5对水稻的结实率、籽粒的形态和品质有明显影响。推断OsSUT5在水稻开花结实中的作用（包括对花粉活性和颖果内胚乳发育的影响）与其蔗糖运输功能密切相关。
关键词： 水稻 OsSUT5 CRISPR-Cas9 花粉萌发 结实率 垩白
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应急性镉砷低积累水稻品种筛选
《湖南生态科学学报 》 2021
摘要：【目的】为重金属污染耕地镉、砷低积累水稻品种的选择及建立镉、砷低积累水稻品种筛选鉴定方法提供依据。【方法】采用田间小区试验方法,分析18个水稻品种的镉、砷吸收积累差异。【结果】18个品种的平均产量为5.62±0.22 t/hm2,其中有较大减产风险的水稻品种有5个,其产量比平均产量减产超过5%。18个水稻品种的平均稻米镉含量为0.25±0.06 mg/kg,变异系数为0.44;平均稻米砷含量为0.13±0.04 mg/kg,变异系数为0.28,且稻米镉、砷含量与茎叶镉、砷含量呈极显著正相关。基于稻米镉砷含量的聚类分析结果表明,镉高积累水稻品种有P15、P16、P18,不宜在镉污染稻田种植;镉低积累水稻品种有P1、P6,适于轻中度镉污染稻田的安全利用。【结论】稻米镉、砷含量可直接反映水稻对镉、砷的吸收积累特征。
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水稻CMS-WA育性对播栽温度敏感性分析
《南京农业大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]本文旨在分析播栽温度对水稻野败型细胞质雄性不育性(wild abortive type cytoplasmic male sterility,CMS-WA)的影响,为不育系选育、提纯、繁殖和制种提供理论依据。[方法]设置16.8、21.2、24.5、27.3、30.1℃5个播栽温度,在自然温度梯度压力下,选择3个不同微效恢复基因数量的野败型(wild abortion type,WA)不育系珍汕97A、龙特浦A和京福1A,以嵌合颖花率和黑染花粉率为指标进行对比研究,应用回归模型和主效可加互作可乘模型(additive main effects and multiplicative interaction,AMMI),分析不育系花粉育性的变化动态。[结果]随着播栽期的推迟,不育系播始历期缩短,生育进程加快,有效积温总体呈先升后降趋势,表现感温性。播栽温度在20.1～30.1℃时能提高不育系黑染花粉率和嵌合颖花率,呈正效应。随着播栽温度的上升,3个不育系的黑染花粉率和嵌合颖花率总体上均表现上升趋势,龙特浦A响应极显著,京福1A和珍汕97A表现不显著。珍汕97A花粉育性平均值较低,黑染花粉率和嵌合颖花率分别为1.398%和5.628%,其基因型互作效应主成分轴(interaction principal component axis,ICPA1)值分别为-1.632和-1.512,表明其不育性稳定,花粉育性对播栽温度敏感度低;龙特浦A和京福1A花粉育性平均值较高,二者的黑染花粉率分别为9.836%和7.580%,嵌合颖花率分别为14.788%和11.810%,黑染花粉率基因型IPCA1数值分别为1.114和0.518,嵌合颖花率基因型IPCA1数值分别为0.133和1.379,表明其不育性较不稳定,花粉育性对播栽温度变化相对敏感。[结论]根据温度对不育系育性影响的变化规律,对于温度敏感型的不育系,宜采取早繁早制的措施,保证种子纯度。在不育系选育和遗传提纯上,应在微效恢复基因高效表达的温度条件下进行,可及早剔除不合格单株或株系,以获得不育性较稳定后代。
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水稻CMS-WA育性的光温敏感性分析
《农业生物技术学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：水稻(Oryza sativa)细胞质雄性不育(cytoplamic male sterility, CMS)系花粉育性不同程度的波动,直接影响杂交稻种子纯度。为了研究水稻野败型细胞质雄性不育(cytoplamic male sterility of wild abortion, CMS-WA)系育性的光温敏感性,本研究设置4个播栽期,4个不同光照长度处理,选择3个微效恢复基因数量不同的野败型(wild abortion type, WA)不育系'珍汕97A'、'龙特浦A'和'京福1A',以嵌合颖花率(rate of florets with fertile anthers)和黑染花粉率(dark pollen rate by I2-IK dyed)为育性指标,应用回归模型分析播栽期温度及光照长度对不育系花粉育性的影响。结果表明,光温互作对不育系中微效恢复基因的表达有重要的影响,随着播栽温度的上升,3个不育系的黑染花粉率和嵌合颖花率总体上均表现上升趋势,'珍汕97A'、'京福1A'的花粉育性对光照长度没有明显的反应,而光照长度对'龙特浦A'的效应达显著水平(P<0.05)。'龙特浦A'可归类为温光并进型,光照长度作用随播栽期温度同时发生互促效应,温光并进型不育系采取早繁早制的措施,种子纯度高;而在选育和提纯上,应在高播栽期温度短日照的条件下进行,及早剔除不合格单株或株系。'珍汕97A'和'京福1A'可归类为温度敏感型,光照长度效应不明显,因而低播栽期温度下繁殖和制种,高播栽期温度下选育和提纯,效果较好。本研究结果对不育系原种提纯、选育改良及繁殖制种具有指导和参考作用。
关键词： 水稻 野败型(WA) 细胞质雄性不育(CMS) 温光互作 育性
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轻简施肥在黑龙江水稻上的应用效果
《湖南农业科学 》 2020
摘要：通过1次基施长效多元复合肥加苗期追施1次氮肥,为水稻生长提供氮、磷、钾和各种中微量营养元素,解决水稻后期早衰和中微量营养元素供应不足等问题.据黑龙江2017—2019年的大田对比试验和大田示范试验结果表明,采用这种轻简施肥方式,水稻平均产量为624.8 kg/667m2,比习惯施肥的对照增加76.6 kg/667m2,增产14.0%,而且追肥次数减少1~2次,节省了劳动成本20元/667m2,平均增加纯收益199.2元/667m2.黑龙江种粮大户平均每户种植面积在20 hm2以上,该项技术可以增加纯收益约6万元/a.
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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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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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