科研产出
表面等离子体谐振(SPR)技术在水稻垩白基因Chalk5检测中的应用
《湖南农业科学 》 2018
摘要：以垩白度低的明恢63与垩白度高的9311的基因组DNA为材料设计探针,构建基于表面等离子体谐振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术的水稻垩白基因检测方法,并用16个已知垩白度的水稻品种检验该方法的可靠性。结果表明:通过生物素修饰后单联DNA片段探针与羧基传感芯片上链霉亲和素(SA)的结合构建基因芯片,再以100μL 0.16μmol/L的PCR产物与探针进行分子杂交,可获得较好的SPR信号;以该方法获得的SPR信号差值的绝对值与水稻垩白成正相关关系,可定性判断水稻品种垩白度的高低;同时,SPR检测方法无需标记,分析过程完全自动化,可实现水稻垩白基因的快速检测。
关键词： 表面等离子体谐振(SPR)技术 水稻 垩白 Chalk5 基因芯片
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水稻镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶突变对光系统Ⅱ的影响
《核农学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶(Chl M)是叶绿素合成途径中的关键限速酶之一,在植株生长发育过程中发挥着重要作用。为研究Chl M对植物光合特性的影响,以水稻突变体chlm及其野生型为材料,对叶片中的叶绿素含量、叶绿体超微结构、叶绿素荧光特性及光合系统相关基因的表达进行分析。结果表明,突变体chlm叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量显著下降,基粒类囊体发育异常,叶绿素荧光强度降低,单位面积上PSⅡ的光能吸收、光能捕获、电子传递、热耗散等光合能量流减少,PSⅡ反应中心的数量和性能降低,以单位面积为基础的PSⅡ性能指数随之下降;但突变体chlm中PSⅡ相关的放氧复合体、电子传递链等有效光合机构未受到明显损伤,能量流的各量子产额也未受到明显影响,IP相最大幅度和基于吸收光能的PSⅡ性能指数均有所提升。此外,突变体chlm中PSⅡ相关基因的表达调控并无异常。综上,突变体chlm叶片中光合作用的能量流降低了,但其光系统Ⅱ机构仍能较高效地将所吸收的光能用于光合作用。本研究结果为突变体chlm的进一步应用提供了一定的理论依据。
关键词： 水稻 镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶 叶绿素合成 叶绿素荧光 光系统Ⅱ
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水稻UDP-N-乙酰葡萄糖胺酰基转移酶基因(OsLpxA)RNA干扰载体的构建及遗传转化
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：细菌脂多糖由O-抗原,核心多糖和脂质A三部分组成,脂质A是细菌内毒素活性的根源。植物脂多糖与细菌脂多糖组成基本相似,但不具有微生物脂多糖的高毒性。目前,对植物脂多糖的合成机制缺乏最基本的认识,因此研究植物脂多糖的合成具有重要的科学价值。作者在水稻基因组中发现一个含有大肠杆菌Ec Lpx A功能结构域的基因,命名为OsLpxA,该基因催化水稻脂质A合成的第一步反应。本研究用水稻(Oryza sativa subsp.Japonica)苗期的叶片为材料,提取总RNA并以此为模板,用反转录PCR扩增OsLpxA基因的si RNA靶序列,并将其连接到表达载体p TCK303上,构建了RNA干扰载体p TCK303-OsLpxA-RNAi。将该载体通过农杆菌介导法转化水稻,共获得59株具有潮霉素抗性的转化苗。然后利用潮霉素的特异性引物对全部抗性苗进行PCR检测,其中有38株转化苗呈阳性,表明潮霉素标记基因已整合到了水稻的基因组中。最后,利用定量PCR检测38株阳性苗中OsLpxA基因在转录水平表达的变化。结果表明,其中27株阳性苗中导入的OsLpxA基因RNA干扰结构成功地降低了目的基因的表达。该结果为后续对OsLpxA基因功能的研究提供参考。
关键词： 水稻 UDP-N-乙酰葡萄糖胺酰基转移酶基因 RNA干扰 脂质A
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难溶性钾矿开发产品替代氯化钾下水稻钾素吸收特征
《中国农学通报 》 2018
摘要：在南方稻区通过两季定位试验研究难溶性钾矿开发产品(钾矿)——颗粒硅钙钾肥(颗粒肥)和多元素微孔矿物肥(微孔肥)完全替代氯化钾对水稻产量、经济效益以及钾素吸收利用的影响。通过施用不同量的颗粒硅钙钾肥和多元素微孔矿物肥与施用氯化钾和不施钾对比,分析难溶性钾矿开发产品对水稻产量、经济效益以及钾素吸收的影响。施氯化钾和钾矿使晚稻增产377.2~715.0 kg/hm~2,增收568~1616元/hm~2,钾矿完全替代氯化钾(100%颗粒肥处理除外)可提高晚稻产投比。施氯化钾和100%钾矿使早稻增产383.1~1339.6 kg/hm~2,增收584~3107元/hm~2,施50%钾矿处理使早稻减产16.5 kg/hm~2和122.9 kg/hm~2(50%颗粒肥处理和50%微孔肥处理分别较CK处理减产16.5kg/hm~2和122.9 kg/hm~2),钾矿完全替代氯化钾降低早稻产投比。施氯化钾和钾矿可提高水稻的吸钾总量,钾矿完全替代氯化钾降低水稻吸钾总量。钾矿完全替代氯化钾可提高水稻钾素利用率。钾矿完全替代氯化钾能满足晚稻生长需要,而不能够满足早稻生长需求,对早稻的种植应考虑增加钾矿施用量或者与氯化钾的配合施用。
关键词： 颗粒硅钙钾肥 微孔矿物肥 钾矿开发产品 钾替代 水稻
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水稻穗发育基因OsD1功能的初步分析
《杂交水稻 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对一个水稻穗发育相关基因OsD1进行了定点编辑。通过定点编辑载体的构建、水稻愈伤组织的转化、转基因植株的鉴定及突变类型的分析,获得了4株OsD1功能缺失型突变体,其中2株属于纯合突变类型。表型分析发现,OsD1突变体的内外稃出现显著的畸形发育,花粉粒的淀粉充实度降低且颖花不结实,初步推断水稻OsD1基因可能参与花器官的建成和发育。
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9 基因编辑 穗发育 OsD1
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长期施肥模式对双季水稻生理特性与产量的影响
《中国农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为探明双季稻区不同施肥模式下双季水稻生理特性及产量的变化,本研究依托设置在湖南宁乡的长期大田定位试验,自1986年—至今,共设化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥(LOM)、60%有机肥(HOM)和无肥对照(CK)5种施肥处理,于2015—2016年取样,系统分析不同处理双季水稻植株叶片保护性酶活性、光合特性及产量的变化。结果表明,施肥条件下,早、晚稻各生育时期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量降低,叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)大小顺序分别表现为LOM>HOM>RF>MF>CK和RF>LOM>HOM>MF>CK;叶片气孔导度(Gs)均表现为HOM>LOM>RF> MF>CK。2个年份的早稻产量均以LOM和HOM处理为最高,分别比CK处理增加3 582.5~3 650.0kg/hm~2和2 569.5~2 641.5kg/hm~2;晚稻产量均以RF和LOM处理为最高,分别比CK处理增加2 480.0~2 757.5kg/hm~2和2 827.5~3 118.5kg/hm~2。总的来说,有机肥与化肥配合施用有利于提高双季水稻叶片保护性酶活性和光合特性。
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轮耕对双季稻田耕层土壤养分库容及Cd含量的影响
《作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：研究长期不同耕作措施下双季稻田土壤结构、养分及重金属含量的变化规律,对构建稻田合理耕层、提升耕地质量、促进粮食可持续丰产具有重要意义。2005—2014年在湖南醴陵双季稻田设置长期免耕(NT-NT)、长期旋耕(RT-RT)、长期翻耕(CT-CT)、翻免轮耕(CT-NT)和旋免轮耕(RT-NT)5种耕作方式定位试验,测定并分析不同耕作方式对耕层深度、土壤容重、土壤C、N、P、K养分含量、养分库容量及重金属Cd含量等的影响。结果表明,NT-NT由于长期没有动土,土壤容重较高,而RT-RT、CT-CT、CT-NT和RT-NT均使土壤容重值降到了较理想区间。CT-NT和RT-NT 0~5 cm耕层土壤有机碳、活性有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和Cd含量均显著低于NT-NT,而高于RT-RT、CT-CT,说明NT-NT在促进土壤养分向表层聚集的同时,也促进了土壤镉向表层聚集,且随着耕作频率的增加土壤表层养分及土壤镉均呈下降趋势。CT-NT和RT-NT 5~10 cm耕层土壤各养分含量均显著高于NT-NT,而10~20 cm耕层土壤各养分含量均低于RT-RT、CT-CT,说明轮耕促进了土壤养分积累并主要向土壤中层聚集。耕层厚度、有效养分总库容量及土壤Cd含量均表现为RT-RT、CT-CT>CT-NT、RT-NT>NT-NT,说明随着耕作频率减少土壤耕层逐渐变浅,有效养分总库容量逐渐变小,土壤总镉、有效镉含量也逐渐降低。本研究表明,长期免耕和长期翻(旋)耕均存在一定弊端,长期免耕虽然降低了土壤镉含量,但同时也降低了土壤养分库容,长期翻(旋)耕虽然增加了土壤养分库容,但同时也增加了土壤镉含量,而合理土壤轮耕既可改善土壤结构,促进土壤养分积累、增加土壤养分库容,又能适当降低土壤镉含量,改善土壤环境。
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