科研产出
利用基因编辑技术改良水稻直链淀粉含量与香味
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：直链淀粉含量是稻米品质的理化指标之一,理想的稻米直链淀粉含量是13%～18%,有香味的稻米特别受消费者欢迎。本研究利用CRISPR/Cas9系统对Wx、Badh2(fgr) 2个基因进行定突变,分别在Wx的5'UTR内含子剪切点和编码区序列(CDS)的第13外显子处设计靶点,Badh2的编码区序列(CDS)的第3和第9外显子处设计靶点,构建2个双靶点CRISPR/Cas9载体,通过遗传转化导入受体‘中早35’中,2个独立的转化事件分别得到14株和13株T0代转化苗,对T0突变情况分析表明,突变频率分别为57.1%,46.2%;对Wx基因编辑后产生的4个无转基因标记的T2代稳定株系进行直链淀粉含量测定,结果分别为12.2%、11.3%、7.4%、4.9%,比未编辑的对照‘中早35’(24.6%)大幅降低;同时对Badh2编辑后产生3个无转基因标记T2代稳定株系进行香气物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量测定,结果分别为228.16μg/kg,198.31μg/kg,2 095.24μg/kg通过口嚼判断这3个株系确实有不同程度的香味,而没有香味的对照‘中早35’为0.000 001μg/kg,以上所有株系的农艺性状与对照‘中早35’一致。综合结果表明,利用CRISPR/Cas9系统成功编辑水稻Wx、Badh2基因,获得了稳定遗传、较低直链淀粉含量且带有香味的突变体,为优质稻育种提供了新的种质资源和创建方法。
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9 直链淀粉 香味
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不同土壤改良方式对抬田区水稻生长及土壤养分的影响
《江西农业学报 》 2020
摘要：在峡江抬田区开展大田试验,采用不同的土壤改良方式,对土壤养分、水稻产量及植株养分平衡进行研究,试验设置4个处理,即空白对照(T_1)、土壤改良剂(T_2)、生物有机肥(T_3)和紫云英还田+秸秆还田(T_4)。结果表明,3种土壤改良方式均能显著提高水稻总干物质量、穗粒数和产量,早稻产量以T_4处理最高,晚稻产量以T_3处理较高。无论是早稻还是晚稻,T_4处理均能提高土壤养分含量;就早稻而言,土壤有效磷、速效钾和全磷含量提升明显,在晚稻生产上土壤有机质、全氮和全磷含量增幅较大。无论是早稻还是晚稻,T_4处理植株N、P的含量均最高,显著高于对照处理;综合来看对早、晚稻植株N、P吸收仍是T_4处理较好。
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废白土基有机肥对水稻生长、产量及品质的影响
《江西农业学报 》 2020
摘要：以早稻品种"中早17"为材料,研究了施用废白土基有机肥对水稻生长、产量及品质的影响。结果表明:与不施肥处理比较,施用3000 kg/hm~2的废白土基有机肥可以使水稻叶片的叶绿素含量提高3.46%,叶面积增大64%,分蘖数增加40%,有效穗数增加35.29%,每穗粒数增多6.94%,千粒重提高1.43%,产量增加33.33%,而且使稻米品质中的出糙率、精米率、整精米率和蛋白质含量均有所提高;而半量化肥配施3000 kg/hm~2废白土基有机肥处理水稻的各项生理生态指标和产量较施用全量化肥处理均稍有降低。说明在水稻生产上利用废白土基有机肥替代一定量的化肥是可行的,但化肥的替代量不宜超过50.0%。
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机插秧同步精量侧深施肥对水稻生长及产量的影响
《江西农业学报 》 2020
摘要：开展了水稻机插秧同步精量侧深施肥不同肥料用量的田间试验,测定了不同施肥处理的水稻分蘖动态、叶片叶绿素含量和产量,研究了常规施肥和不同侧深施肥量对水稻生长及产量的影响。结果表明:在奉新试验点,80%侧深施肥处理的水稻分蘖早,有效分蘖数、叶片叶绿素含量和产量明显高于常规施肥和70%侧深施肥处理;在临川试验点,60%侧深施肥追加穗肥处理可以为水稻生长发育提供持续的养分,水稻有效分蘖数、叶片叶绿素含量和产量也明显高于常规施肥和70%侧深施肥处理。因此,机插秧同步精量侧深施肥优于常规施肥;但当侧深施肥量低于常规施肥量的80%时,前期的养分供给不足,需要在后期进行适当的追肥。
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基于染色体片段置换系对水稻粒形及千粒重QTL检测与稳定性分析
《作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：粒形及千粒重是水稻产量的重要影响因素,通过挖掘这些性状的优异基因,对水稻超高产育种具有重要意义.本研究利用1套以籼稻恢复系昌恢121为背景亲本,粳稻越光为供体亲本构建的染色体片段代换系为材料,在3个环境下对水稻粒形及千粒重进行QTL检测及稳定性分析,共检测到59个QTL,分布于1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、10号、11号和12号染色体上,贡献率为0.77%~36.26%,其中发现10个QTL多效位点.值得关注的是qGW2-1、qGW2-2、qGW3-1、qGW3-2、qGL3和qGL12这6个QTL能在3个环境中重复检测到,其中qGW3-1为新鉴定的QTL位点.这些结果为进一步开展水稻粒形基因的精细定位、克隆和分子辅助育种奠定了一定的理论基础.
关键词： 水稻 染色体片段置换系 粒形 千粒重 数量性状座位
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硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸度的改良作用
《土壤学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,采用连续4a的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥处理为对照(CK),分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875kg·hm~(-2)硅钙钾镁肥对稻田土壤剖面pH、电导率(EC)、交换性酸、交换性盐基离子、酸碱缓冲容量和碱产生量的影响。结果表明:农民习惯施肥降低了0～30 cm土壤pH,导致土壤酸化,酸化率为2.88kmol·hm~(-2)·a~(-1);与之相反,硅钙钾镁肥能显著提高土壤pH,较CK处理在0～15 cm和15～30 cm分别提高了1.22～1.58和0.35～0.64个pH单位,并产生大量碱,在0～30 cm达到了9.93～13.82 kmol·hm~(-2)·a~(-1),其中0～15 cm占80%。与CK处理相比,硅钙钾镁肥能显著增加0～30 cm土壤EC、交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)、盐基饱和度及0～15 cm交换性K+,减少0～30 cm交换性酸,特别是交换性Al3+。土壤交换性酸消耗量中硅钙钾镁肥释放的交换性盐基和相应碱贡献了104.3%,是交换性酸减少的主要途径。总之,多次大量施用硅钙钾镁肥在显著提高0～30 cm交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)和0～15 cm交换性K+含量的同时,有效改良了表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)稻田土壤酸性,用量越大,效果越明显,释放的Ca~(2+)、Mg~(2+)盐基离子和碱是土壤酸化阻控的主要作用机制。
关键词： 硅钙钾镁肥 水稻 土壤改良 土壤pH 土壤交换性盐基
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有机硅助剂协同对双季稻叶面喷施的氨基酸微量元素肥增效潜力初探
《江西农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为探究有机硅助剂协同对双季稻叶面喷施的在氨基酸微量元素肥增效潜力,选择江西省宜春市双季稻系统为研究对象,以农用有机硅和氨基酸微量元素叶面肥为研究材料,系统地比较早、晚稻施用添加不同体积分数的有机硅助剂的叶面肥后水稻叶片中微量元素锌(Zn)、锰(Mn)的含量、成熟期水稻相关的生长性状以及添加不同体积分数的有机硅助剂对肥液的理化性质的影响.结果表明:当有机硅助剂添加体积分数达到0.05%(胶束临界浓度)时,3次叶面肥喷施后,Zn、Mn在早、晚稻叶片中的含量均达到最大,与对照组相比,均提高了30%以上;同时早、晚稻的株高、稻草生物量、有效分蘖率、千粒质量及产量均达到最大,与对照组相比,其中早、晚稻的产量分别增长了13.76%、7.72%.有机硅助剂的对叶面肥的协同增效机制主要是通过改善肥液的界面性质,提高肥液在叶片的附着面积、附着量和附着时间实现,在试验设计的有机硅助剂添加的体积分数范围内,有机硅助剂添加的体积分数与肥液的表面张力、润湿直径或铺展面积呈显著相关,相关系数分别为-0.982(P<0.01)、0.995(P<0.01)、0.988(P<0.01);随着有机硅助剂添加的体积分数的增大,肥液的干燥时间及其叶片最大持留量呈现出先增后减的趋势,最佳有机硅助剂添加量为体积分数0.05%,此时肥液在水稻叶片上的最大持留量分别较对照组增加了25.90%、88.79%.可见有机硅助剂的合理应用可显著促进水稻叶片对叶面肥中微量元素(Zn、Mn)的吸收利用,提高水稻产量,是叶面肥的有效增效剂.
关键词： 有机硅助剂 氨基酸微量元素叶面肥 水稻 增效作用
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外源有机物配合化肥减施对水稻产量及镉吸收的影响
《河南农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为筛选合适的土壤镉(Cd)钝化材料,利用桶栽试验研究多种有机物(骨粉、鱼粉、虾壳粉)及其碳化产物配合化肥减施对水稻产量及Cd吸收的影响.结果表明,与不添加有机物的常规施肥处理(CK)相比,仅鱼粉、碳化鱼粉和碳化虾壳粉处理显著降低了糙米产量.除虾壳粉处理外,其他处理糙米对Cd的生物富集系数均低于CK,其中,骨粉搭配不施磷措施是降低水稻对Cd吸收的最佳措施,其秸秆、谷壳、糙米对Cd的生物富集系数仅为CK的29.14%、13.87%、47.07%.不同形态Cd含量所占比例与水稻对Cd的生物富集系数的相关性分析表明,可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态3种形态Cd的生物利用度较高,且骨粉、碳化骨粉处理土壤中残渣态Cd含量占Cd总量比例明显高于其他处理,分别为53.24%、40.30%,分别是CK的2.26、1.71倍.骨粉能在不施磷的条件下保持糙米产量与CK接近,同时大幅减少水稻对Cd的吸收,是一种良好的有机钝化材料.
关键词： 外源有机物 化肥减施 水稻 镉 生物富集系数 重金属形态
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不同生态环境下水稻穗部性状QTL鉴定
《中国水稻科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】发掘与产量相关的穗粒性状QTL对进一步克隆和利用高产基因具有重要意义。【方法】以超级粳稻龙稻5号和典型高产籼稻中优早8号杂交衍生的重组自交系群体为试材,在4种环境下对穗部性状进行比较和QTL分析。【结果】共检测到63个穗部性状QTL,分布于除第9染色体外的11条染色体上。在4个环境下分别检测到27、27、18和35个QTL。其中,16个QTL能在2个环境下被检测到,12个在3个以上环境下稳定表达,分别占QTL总数的25.40%和19.05%;第1、3、4和5染色体的多效QTL簇能在不同环境下稳定表达,对穗部性状具有明显的调控作用。【结论】第3染色体STS3.3-STS3.6区间的qSNP3、第4染色体RM5688-RM1359区间的qSNP4.1是2个新的稳定表达的多效性QTL簇。此外,上位性效应是调控穗部性状的重要组分。
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水稻杂种优势遗传基础研究进展
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：杂种优势是一种普遍而广泛存在的生物学现象,作物杂种优势的遗传基础研究虽经历了百余年,但对其遗传机理的认识仍不甚深入。然而,在作物杂种优势的应用技术研究和杂交种的培育方面,成效斐然。本研究从杂种优势的经典遗传假说、水稻QTL单位点与杂种优势、QTL互作与杂种优势及基因差异表达与杂种优势等方面,综述了水稻杂种优势的遗传研究进展,提出在不同的杂交水稻组合中,显性作用、超显性作用和上位性互作效应均有体现,有利显性位点的积累可能是水稻亚种内杂种高产的基础,而少数超显性位点及基因间的互作可能在亚种间杂种优势中发挥着更重要的作用。随着籼粳亚种间杂种不育的遗传机制的破解,采用在籼稻或粳稻遗传背景下,通过籼渗粳或粳渗籼利用籼粳亚种间杂种优势的技术策略,已实现了杂交水稻高产育种的新跨跃。
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