科研产出
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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不同比例化肥与猪粪肥配施对稻穗不同部位磷含量分布的影响
《中国土壤与肥料 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了综合评价中国南方施用猪粪肥对稻穗不同部位籽粒磷素积累的影响,本研究在水稻施肥量N 180kg/hm~2,N∶P_2O_5∶K_2O=3∶1∶2.5情况下,比较施用化肥(NPK)、70%化肥配施30%猪粪(F7M3)、50%化肥配施50%猪粪(F5M5)、30%化肥配施70%猪粪(F3M7)的稻穗不同部位籽粒含磷量。结果发现,化肥配施猪粪肥能有效促进水稻产量的增加与稻穗含磷量的下降,但猪粪肥配施与NPK处理的水稻籽粒吸磷量无明显差异;与NPK处理相比,猪粪肥配施可以显著降低一次枝梗与穗上部二次枝梗含磷量,并能有效降低不同穗位的籽粒含磷量。故猪粪肥能有效影响稻穗不同部位的磷含量,猪粪肥资源的合理利用有利于水稻的高产稳产。
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水稻耐储藏特性三年动态鉴定与QTL分析
《植物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：种子耐储藏特性是粮食作物的特殊农艺性状之一,耐储藏性能对种子生产和种质资源保存有重要意义.以粳型超级稻龙稻5(LD5)和高产籼稻中优早8(ZYZ8)杂交衍生的重组自交系(RILs)群体(共180个株系)为实验材料,自然高温高湿条件下放置1年、2年和3年后,对不同储藏时段种子发芽率进行比较,并利用223个分子标记的遗传图谱进行动态QTL鉴定.结果表明,不同储藏时段龙稻5的发芽率均显著低于中优早8,株系间耐储性存在较大差异;不同储藏时段发芽率显著相关,相邻存储时段发芽率关系紧密.共检测到17个耐储性相关的QTLs,3个老化时段分别检测到5、4和3个,检测到5个动态条件QTLs,单一QTL解释5.60%–32.76%的表型变异,加性效应在–16.78%–16.95%范围内.主效QTL簇qSSC2、qSSC6、qSSC7和qSSC8能调控不同储藏时段的发芽率, qSSC6具有明显降低发芽率的效应.共检测到26对上位性互作位点,主效QTL qSS1和q SS4参与上位性互作,这表明上位性互作是调控耐储藏性状的重要遗传组成.研究结果为水稻(Oryza sativa)耐储性相关QTL的精细定位奠定基础,同时丰富了耐储性分子标记辅助选择育种的基因资源.
关键词： 水稻 自然老化 种子耐储藏 QTL分析 上位性互作
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水稻抽穗扬花期耐热性QTL(qHTH10)的鉴定及遗传效应分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了深入挖掘和利用元江野生稻(Oryza rufipogon Griff.)的优异等位基因,构建了一个元江普通野生稻‘荷花塘4号’为供体,籼稻‘天丰B’(O. sativa subsp. indica)为受体的BC5F3群体,以抽穗扬花期耐热性为目标表型性状进行考察。在利用SSR标记分析检测后,结合单标记相关分析的方法,在10号染色体上发现标记RM25216与抽穗扬花期耐热性相关极显著。为进一步分析目标片段,将含有元江野生稻目标渐渗片段的近等基因系YJ01-201 (BC5F3)与轮回亲本‘天丰B’回交,构建了BC6F2和BC6F3次级分离群体,通过连续2年的大田高温胁迫及人工气候室模拟高温胁迫试验,证实了目的 QTL存在于目标片段上。同时,在BC6F2、BC6F3世代群体中,通过QTL分析发现目标QTL (qHTH10)在标记区间(RM25216～RM25228)遗传效应稳定,物理图距为277.1 kb,两个世代分别解释的表型变异值为7.4%和15.2%,增效作用来自元江普通野生稻。本研究为水稻耐热育种提供了新资源,也为进一步精细定位和克隆q HTH10提供了科学依据。
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利用基因编辑技术改良水稻性状的研究进展与展望
《江西农业学报 》 2019
摘要：介绍了锌指核酸酶(zinc-finger nucleases, ZFNs)系统、类转录激活效应因子核酸酶(transcriptional activation-like effector nuclease, TALEN)系统、CRISPR/Cas9系统、最新开发的CRISPR/Cpf1和单碱基编辑技术,并综述了基因编辑技术在水稻遗传性状改良中的应用进展及前景。
关键词： 基因编辑技术 CRISPR/Cas9 水稻 遗传改良 性状
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籼型巨胚功能稻新品系"黑珍珠"的选育与应用
《江西农业学报 》 2019
摘要："黑珍珠"是利用种皮颜色为紫黑色的水稻种质资源"黑帅"与巨胚育种中间材料"巨胚1号/早25"(F9)杂交,按照系谱法定向选育而成的籼型巨胚功能稻新品系.该品系的糙米富含降压功能性成分γ-氨基丁酸(GABA);其株叶型较好,植株中高,种皮深黑色,种胚巨大,田间植株整齐一致,较抗病虫害,抗倒伏,丰产性和适应性较好,适于在江西稻瘟病轻发区作晚稻种植.简要介绍了"黑珍珠"的高产栽培技术要点.
关键词： 黑珍珠 巨胚 γ-氨基丁酸(GABA) 水稻 选育 应用
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不同施氮水平下水稻株高与剑叶性状QTL比较分析
《华北农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了揭示不同氮素环境下株高和叶片性状的分子遗传基础,鉴定新的环境钝感的主效QTL。以丰锦和中优早8杂交衍生的籼粳交重组自交系(RILs)群体为试验材料,在不同氮素水平下对株高和叶片性状进行QTL分析。不同施氮水平双亲的株高和叶片性状存在明显变化,中优早8对氮素响应程度明显高于丰锦,不同施氮水平株高和叶片性状具有较高的遗传力。共检测到38个相关性状的QTL,分布于10条染色体上的17个染色体区域,仅9个QTL在不同供氮水平下稳定表达,氮素水平差值性状相关QTL主要分布在第7,8,11号染色体上。检测到2个新的环境钝感的主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10,位于第7染色体的多效性QTL簇qPHLW7,具有明显的调控株高、叶长和叶宽的功能;位于第10染色体上的主效QTL簇qFLWA10参与调控剑叶宽和剑叶面积,具有明显的延伸叶片宽度和面积的功能。共检测到23对互作QTL,上位性互作是调控株高和叶片性状的重要遗传组成,且主效QTL参与上位性互作效应。检测到9个环境钝感表达的主效QTL,其中主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10是调控叶片和株高性状的2个关键染色体区域,相关研究为后续探究奠定了基础。
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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4 a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、1 125、1 500和1 875 kg·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2.88 kmol·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Ca2+、交换性Mg2+、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Ca2+、Mg2+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Ca2+、Mg2+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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叶面喷施硅硒联合水分管理对水稻镉吸收转运特征的影响
《农业环境科学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为研究水稻叶面喷施硅硒溶液联合稻田不同水分管理对中轻度镉污染农田水稻镉吸收转运特征的影响,在田间设置4种叶面喷施处理和2种水分管理交互的裂区试验,共8个处理:稻田常规水分管理下,叶面喷施去离子水(W1CK)、硅溶胶(W1Si)、亚硒酸钠溶液(W1Se)、硅硒等体积混合液(W1SS);孕穗后期稻田持续淹水管理下,叶面喷施去离子水(W2CK)、硅溶胶(W2Si)、亚硒酸钠溶液(W2Se)、硅硒等体积混合液(W2SS)。结果表明,叶面喷施硅硒溶液处理和孕穗后期淹水处理对水稻生长和产量性状均没有显著影响。常规水分管理下,与对照W1CK处理相比,W1Si和W1Se处理分别降低水稻糙米中镉含量的71.7%和61.9%(P<0.01),同时镉从水稻根到茎的转运系数分别降低27.4%和34.5%,从茎到叶的转运系数分别增加46.5%和55.3%。孕穗后期持续淹水管理下,W2CK处理与W1CK处理相比糙米镉含量降低57.5%(P<0.05),而叶面喷施硅硒溶液处理组与W2CK相比,糙米中镉的含量没有显著差异(P>0.05)。水稻叶面喷施硅硒溶液和孕穗后期稻田持续淹水,可以有效阻止镉在水稻体内的迁移,显著降低水稻糙米对镉的积累。叶面喷施硅硒联合稻田孕穗后期淹水管理对水稻糙米降镉效果未见协同效应。
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DGGE揭示红壤稻田以产甲烷菌为主的稳定古菌群落结构特征
《基因组学与应用生物学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：尽管古菌在农田土壤生态系统物质、能量循环中的作用尚未系统揭示,但已有研究表明产甲烷古菌和氨氧化古菌等在甲烷排放、固氮等方面具有重要生态功能。本研究采用优化的变性梯度凝胶电泳(DGGE)与克隆、序列测定相结合的方法,基于古菌16S V4~V5区分析我国水稻种植最常见的红壤地区稻田古菌在水稻生长不同时期的群落结构及多样性。在采集自江西省南昌地区的稻田土壤中,共检测到2个门、4个纲及5个目的古菌。作为主要优势类群,产甲烷菌纲(Methanomicrobia)丰度达49.15%;甲烷八迭球菌目(Methanosarcinales)丰度达39.45%。而氨氧化古菌属(Nitrosotalea)丰度也达6.07%。水稻分蘖期、灌浆期及成熟期稻田土壤古菌DGGE电泳条带数量及序列高度相似,分蘖期、灌浆期香农多样性指数未检测到具有统计学意义的差异(p=0.534)。成熟期香农多样性指数略高于分蘖期(p=0.017)和灌浆期(p=0.009),分析可能主要由土壤含水显著下降导致。红壤稻田的古菌群落结构在水稻生长期内能够基本保持稳定,是稻田古菌与人类耕作活动的长期共进化造成的。产甲烷菌中的优势类群——甲烷八迭球菌在水稻土壤中究竟是以消耗乙酸还是利用氢气/二氧化碳合成甲烷或两种代谢方式转换条件等方面研究,将有助于建立红壤水稻可持续耕作及红壤稻田酸化修复等的新方法。总之,稻田等农田生态系统中古菌的生态功能研究具有重要的理论意义和潜在应用价值,应予以高度重视。
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