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Gn1a基因靶向敲除对粳稻产量构成因素的影响
《江西农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]我国多数人口以稻米为主食,稻米产量关系国家粮食安全,提高单产仍然是目前水稻育种最重要的目标.水稻中OsGn1a/OsCKX2基因失活被报道可提高穗粒数从而提高产量.拟通过CRISPR/Cas9技术在粳稻品种"晚粳34"中对该基因进行靶向敲除,从而快速提高其产量.[方法]通过基因编辑技术对OsGn1a基因进行定点突变,在成功获得OsGn1a基因功能缺失突变体后,利用获得的同时包含野生型和突变型的3个独立突变株系衍生的不含转基因成分的纯合突变株(突变组)和非突变株(野生型对照组)姊妹系(T3代)进行试验,同株系突变组和对照组不同重复(3个重复)田间排布采用完全随机设计,不同株系独立排布,通过比较3个株系各自突变组和对照组间产量构成因素之间的差异,探究Gn1a基因功能缺失对"晚粳34"产量构成因素的影响.[结果]3个株系(编号分别为#01、#06和#16)突变组与对照组相比,每穗粒数均显著增加,增幅分别为26.2%、19.8%和19.0%,均值21.67%;对于千粒质量,其中两个株系(#06和#16)突变组也显著增加,增幅分别为8.0%和8.8%,而另一个株系则无显著差异;而对于有效分蘖数,从均值上看3个株系均不同程度降低,不过只有#06和#16两个株系差异显著,降幅分别为9.8%和15.7%,另外一个株系降幅虽然高达13.4%,但统计上差异并不显著;对于结实率,3个株系均无显著差异.依据产量构成因素数据计算单株理论产量,突变组与对照组相比,3个株系的单株理论产量变化并不一致,从均值上看,2个突变体株系(编号分别为#01和#06)增产(增幅35.1%和18.5%),但统计上差异并不显著,另外1个突变体株系(编号为#16)减产(减幅27.3%),统计上差异显著.[结论]在粳稻中敲除OsGn1a基因可有效提高穗粒数,但可能伴随千粒质量和有效分蘖数的变化,在某些环境下可使千粒质量增加同时导致分蘖数减少,最终单株产量也发生变化,不同条件下可能获得不同结果,提示育种中仅仅通过应用Gn1a无功能等位基因并不一定能提高水稻产量.
关键词： Gn1a 基因编辑 产量 分蘖数 穗粒数 结实率 千粒质量
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一个东乡野生稻苗期耐旱主效QTL-qDR7的分离鉴定
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：东乡野生稻作为迄今世界上分布最北的野生稻,具有耐旱、抗病虫、耐冷等优良抗逆特性,是宝贵的稻种资源。定位耐旱性相关QTL,对阐明其耐旱特性具有重要意义。本研究以东乡野生稻与9311构建的遗传群体为试验材料,开展东乡野生稻耐旱QTL定位研究。在7号染色体定位到一个耐旱主效QTL-qDR7,含有qDR7的株系在干旱条件下株高、最长根长、根表面积和根鲜重均比不含该QTL的株系要高,耐旱性明显强于不含有q DR7的株系。进一步分离鉴定过程中,把qDR7定位于7号染色体分子标记Indel8与Indel13间554.4 kb范围内。该研究结果有助于把东乡野生稻耐旱性优良基因导入栽培品种提供理论依据。
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模式籼稻品种Kasalath转基因胚性悬浮细胞系的建立
《江西农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：Kasalath是一种公认的组培再生性优异的模式籼稻品种。为建立具有G418抗性的Kasalath悬浮细胞系,通过农杆菌转化法获得转入G418抗性基因和GUS报告基因的Kasalath愈伤组织,然后利用获得的胚性转基因愈伤在NBL培养基中进行初步悬浮培养,后转至AA培养基进行终培养,在继代过程中通过持续的小颗粒愈伤筛选最终建立了Kasalath转基因悬浮细胞系;本研究获得的悬浮细胞系分散性良好,增值快(10 d可增殖约3.8倍),而且可从悬浮细胞中分离到高活性的原生质体,分离效率可达6.3×107个原生质体每毫升自然沉降细胞。本研究展示了Kasalath是一种建立悬浮细胞系的优良材料,为进一步进行栽培稻和野生稻的原生质体融合提供依据,建立的悬浮细胞系亦可用于生理生化研究或供分离原生质体以进行蛋白质亚细胞定位等试验。
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利用CRISPR/Cas9敲除OsNramp5基因创制低镉籼稻
《中国水稻科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为了尝试快速培育低镉籼稻,[方法]选取广泛应用的杂交水稻亲本华占和五丰B以及常规品种五山丝苗和中早35为材料,通过CRISPR/Cas9技术创制OsNramp5基因突变株系,在镉污染及正常土壤中种植并测定突变株系籽粒(糙米)镉含量,其他相关元素含量亦同时在镉污染土壤种植条件下测定,在非镉污染土壤种植条件下考查OsNramp5基因敲除对农艺性状的影响.[结果]成功获得了前述品种的OsNramp5基因敲除株系;非镉污染条件下种植的4个品种OsNramp5基因敲除株系籽粒镉含量低于0.02 mg/kg,平均较野生型降低85.5%;而在镉污染土壤种植时,不同品种OsNramp5基因敲除株系籽粒镉含量低于0.1 mg/kg,平均比野生型降低94.8%;锰含量也降低52.7%,铬含量增加59.5%,铅含量在华占中增加79.1%,而在其他品种中无变化;铜、铁、锌、钙、硒和砷含量(后4种元素只在华占及衍生品系中检测)受影响较小或不受影响;OsNramp5基因敲除株系株高、结实率和千粒重较野生型小幅降低,而有效分蘖略微增加,产量平均减少6.9%.[结论]通过OsNramp5基因敲除,可以显著降低镉积累,但在某些种植条件下,代价为小幅产量损失;通过本研究获得的低镉OsNramp5基因敲除品系在镉污染地区具有较好利用潜力.
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一个水稻耐冷主效QTL-qCT10的分离鉴定
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：东乡野生稻是迄今为止世界上耐冷性最强的稻种资源之一,研究耐冷性遗传特征,挖掘耐冷基因,对把耐冷优良特性应用到水稻育种中具有重要意义。本研究结合前人对东乡野生稻耐冷性定位结果,以东乡野生稻为供体亲本,协青早B(XQZB)为受体亲本,结合分子标记,回交构建近等基因系,再用耐冷近等基因系与协青早B杂交加自交,得到F2群体作为试验材料,对耐冷主效QTL-qCT10进行分离鉴定。最后把qCT10界定在第10染色体分子标记In Del10-9与InDel10-22间224.5 kb范围内,是一个新主效耐冷QTL。研究结果有助于进一步探明东乡野生稻强耐冷性遗传机制,为培育强耐冷水稻品种打下基础。
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CRISPR/Cas9系统在水稻基因组编辑中的应用
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：CRISPR-Cas9基因组编辑技术通过向导RNA的介导和Cas9蛋白的切割来实现对靶基因的定点编辑,实际操作中只需对向导RNA起始的20个核苷酸进行修改即可完成对不同靶标基因的编辑,该技术以其简便、高效的特点,迅速成为动植物中最为广泛使用的基因组编辑工具。本研究对CRISPR-Cas9系统进行了简单的介绍,总结了CRISPR-Cas9系统在水稻基因组编辑中的应用,并针对该系统存在的脱靶效应,提出了几点策略,最后对CRISPR-Cas9基因组编辑技术与转基因技术之间的关系进行了探讨,并对CRISPR-Cas9系统在进一步扩大水稻基因组编辑范围、调控基因表达水平等方面进行了展望,以期为研究该方面工作的水稻育种家提供参考。
关键词： CRISPR-Cas9系统 基因组编辑 水稻基因组
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氮高效水稻种质资源筛选及相关特性分析
《植物遗传资源学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：在不施氮和施氮量180 kg/hm22个水平下,对45份水稻种质的氮吸收与利用等相关性状进行分析,并根据参试品种在2个施氮水平下的产量差异将其分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型等4种类型,重点研究不同氮效率水稻产量、吸氮量以及氮素利用率等性状的相关性及差异分析。结果表明,单株子粒重、单株秸秆重、植株吸氮量和氮生理利用率变幅分别为4.50~29.65 g、6.35~18.70 g、4.80~21.28 g/m2和19.88~62.05 g/g。无论是在低氮还是高氮水平下,水稻产量与有效穗数、穗粒数、结实率、生物量、子粒吸氮量、吸氮量和氮生理利用率均呈显著或极显著正相关,与子粒和秸秆氮浓度呈显著负相关。4种氮效率类型品种间的产量与生物量、吸氮量和氮生理利用率差异均达到极显著水平,双高效型和高氮高效型水稻受氮肥的影响最大,低氮高效型水稻受氮肥的影响最小。研究认为,青马早和陆财早不论是在低氮还是高氮水平下均表现出氮高效利用特性,为典型氮高效型;广陆矮4号在低氮水平下表现出氮高效利用特性,适于低氮条件种植,为典型耐低氮型;早89-01和早籼152在高氮水平下表现出氮高效利用特性,适于高氮条件种植。
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6-BA对养分胁迫下水稻幼苗根系生长影响的蛋白质组学分析
《中国农学通报 》 2014 CSCD
摘要：为了揭示养分胁迫下6-BA维持水稻幼苗根系生长的分子机理,本研究采用蛋白组学分析技术,对养分胁迫下6-BA培养的水稻幼苗根系的蛋白质组差异表达进行比较分析。经过双向凝胶电泳分离,从水稻幼苗根系中获得20个响应6-BA的差异表达蛋白质,其中14个蛋白质得到质谱鉴定,这14个蛋白质按其功能可以分为四大类:包括7个参与呼吸代谢的蛋白质,4个参与生长发育的蛋白质,2个参与逆境胁迫的蛋白质以及1个未知功能的蛋白质。分析结果表明,养分胁迫下,6-BA诱导了根系中参与呼吸代谢及生长发育相关蛋白质的表达量上调,增强根系的呼吸作用,促进根系的生长。
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