科研产出
江西水稻主栽品种的稻瘟病抗性基因分子标记检测与分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：已克隆的稻瘟病抗性基因Pi-b、Pi-1、Pi-9、Pi-z、Pi-ta、Pi-d3对中国各主要稻区稻瘟病病菌具有较好的抗性,越来越多的被育种专家应用到水稻抗病育种.为了明确上述抗性基因在江西稻区早稻杂交稻组合中的分布,本研究利用以上6个抗病基因的特异性功能标记,对44个江西早稻主要栽培杂交稻组合进行了抗瘟基因型分子检测.结果显示抗性基因Pi-z和Pi-d3分布频率最高,在供试品种中出现频率分别为100%与97.73%;其次是Pi-ta、Pi-1、Pi-9、Pi-b,分别为65.91%、61.36%、59.09%、54.55%.在单个杂交稻组合中,检出的抗瘟基因数量最多是6个,最少的是含2个抗瘟基因.含2个抗瘟基因的占供试品种的4.55%;含3个抗瘟基因的占20.45%;含4个抗瘟基因的占27.27%;含5个抗瘟基因的占36.36%;含所有6个抗瘟基因的占11.36%.本研究为江西抗稻瘟病品种的合理布局与新型抗瘟品种的选育提供理论依据.
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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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脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在农业生产中,脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)与硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)常作为氮肥增效剂来提高肥料利用率.本文研究了在我国南方红壤稻田施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂后,土壤中氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)以及反硝化细菌的丰度以及群落结构的变化特征,旨在揭示抑制剂的作用机理及其对土壤环境的影响.[方法]试验在我国南方红壤稻田进行,共设5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI),3次重复.脲酶抑制剂与硝化抑制剂分别为NBPT[N-(n-butyl) thiophosphrictriamide,N-丁基硫代磷酰三胺]和DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate,3,4-二甲基吡唑磷酸盐).通过荧光定量PCR (Real-time PCR)研究水稻分蘖期与孕穗期抑制剂对三类微生物标记基因拷贝数的影响,并分析土壤铵态氮、硝态氮与三种菌群丰度的相关性;利用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)分析抑制剂对土壤AOB、AOA以及反硝化细菌群落结构的影响,并对优势菌群进行系统发育分析.[结果]1)荧光定量PCR结果表明,施用氮肥对两个时期土壤中AOB的amoA基因与反硝化细菌nirK基因的拷贝数均有显著提高,而对AOA的amoA基因始终没有明显影响;AOB与nirK反硝化细菌的丰度与两个时期的铵态氮含量、分蘖期的硝态氮含量呈极显著正相关,与孕穗期的硝态氮含量相关性不显著;DMPP仅在分蘖期显著减少了AOB的amoA基因拷贝数,表明DMPP主要通过限制AOB的生长来抑制稻田土壤硝化过程;NBPT对三类微生物的丰度无明显影响;2) DGGE图谱表明,在分蘖期与孕穗期,施用氮肥均明显增加了图谱中AOB的条带数,而对AOA却没有明显影响;氮肥明显增加了孕穗期反硝化细菌的条带数;与氮肥的影响相比,抑制剂NBPT与DMPP对AOA、AOB以及反硝化菌的群落结构影响甚微;系统发育分析结果表明,与土壤中AOB的优势菌群序列较为接近的有亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌.[结论]在南方红壤稻田中,施入氮肥可显著提高AOB与反硝化细菌的丰度,明显影响两种菌群的群落结构,而AOA较为稳定;NBPT对三类微生物的群落结构丰度无明显影响;硝化抑制剂DMPP可抑制AOB的生长但仅表现在分蘖期,这可能是其缓解硝化反应的主要途径;这也说明二者对土壤生态环境均安全可靠.
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两种典型水稻土中秸秆碳转化的微生物过程
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆(CK)和添加~(13)C标记的水稻秸秆(RS)处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用~(13)C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质(SOM)产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO_2和CH4贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0(一般细菌)是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0(G+细菌)和18:1ω9c(真菌)也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G+细菌和放线菌的相对丰度增加,G-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质(SOM)矿化主要与G-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM是导致这种差异的重要因素。
关键词： 秸秆降解 ~(13)C-PLFA-SIP 水稻土 微生物群落
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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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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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