科研产出
水稻核不育系4个柱头性状的遗传分析
《植物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为改良水稻（Oryza sativa）核不育系柱头性状提供遗传信息,调查了粳型核不育系7001S、籼型核不育系Z913S及其杂交、自交获得的F1、F2和F2:3群体的4个柱头性状,分析了4个性状间的相关性,并利用主基因+多基因遗传模型对2个世代4个性状进行遗传分析。结果表明,4个性状两两间呈极显著正相关,相关系数介于0.274–0.897之间。除F2:3群体中花柱长度和柱头外露率分别表现出受2对加性-显性主基因和1对负等效加性-显性主基因+多基因控制外,F2和F2:3群体的柱头长度、花柱长度、柱头-花柱总长度以及柱头外露率均表现出受2对主基因和多基因控制,且F2:3群体中控制花柱长度的主基因表现出加性-显性效应,其余均表现出加性-显性-上位性效应。2个世代中4个性状均以主基因遗传为主。
关键词： 水稻 核不育系 柱头性状 主基因+多基因模型 遗传分析
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水稻直立短穗突变体esp的转录组研究
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆水稻直立短穗基因Erect and Short Panicle(ESP),分析其参与的基因调控途径,解析ESP控制株型、穗长等农艺性状的分子机理。【方法】以直立短穗突变体esp及其野生型为材料,成熟期进行株高、穗长、粒长等表型测定;构建籼粳杂交F2定位群体,挑选与突变表型一致的F2单株,利用与突变性状连锁的分子标记对目的基因进行定位;对野生型和突变体进行基因组测序,结合定位结果,找到突变位点,克隆ESP;利用生物信息学软件进行进化树和基因表达分析;提取野生型和突变体幼穗中的RNA并建库,GO(gene ontology)聚类分析表达差异基因,同时根据KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)数据库,分析野生型和突变体中植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因的表达变化,并通过qRT-PCR验证。【结果】通过表型观察和农艺性状调查,与野生型相比,直立短穗突变体esp株高降低,穗长变短,穗型由弯曲变为直立,每穗粒数减少,粒长变短,粒宽和千粒重增加;有效穗数无显著差异。利用突变体esp与PA64构建籼粳F2定位群体,将目的基因定位于水稻第7染色体长臂标记C7-11和C7-14之间7.58 Mb区间内,基因组测序发现LOC_Os07g42410第6内含子与第7外显子连接位点由碱基G变异为A,导致第6内含子不能被剪切,蛋白翻译提前终止;该基因与已报道的OsDEP2/OsEP2为等位基因。进化分析显示该基因广泛存在于单子叶和双子叶植物中;表达分析表明ESP在茎秆、花序、雌蕊、内外稃和子房中高度表达,其表达水平随着子房变大而逐渐降低。利用转录组分析突变体和野生型幼穗中的基因表达,结果表明,与野生型相比,esp突变体中表达差异显著(差异>1.5倍)的基因630个,其中235个表达上调,395个表达下调。GO分析显示植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因受到不同程度地调控,利用qRT-PCR进行验证,结果与转录组数据一致。【结论】直立短穗基因ESP与已报道的直立穗基因OsDEP2/OsEP2为等位基因,其突变导致株高降低、穗长变短等多个表型;ESP可能通过调节植物激素信号转导、内质网蛋白加工过程中的基因表达,进而影响植株的发育。
关键词： 水稻 直立短穗突变体 基因克隆 进化分析 转录组分析
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施氮量对不同品种水稻氮素利用及碳氮代谢关键酶的影响
《河南农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了解施氮量对不同品种水稻(Oryza sativa L.)氮素利用、光合效率及碳氮代谢的影响,以不同品种的水稻品种RH 003和wp 6为供试品种,氮肥运筹按基肥(50%)、分蘖肥(20%)和穗肥(30%) 3次施用,通过设置4个施氮水平(N用量设0,120,195,270 kg·hm~(-2))的田间小区试验,研究氮素水平对水稻产量和氮素利用效率的影响,并探讨氮素水平下水稻碳氮代谢关键酶活性的变化。结果表明,2个水稻品种的子粒产量随施氮量增加而显著增加,施氮后,2个品种剑叶的长度和宽度都大幅增长。从产量构成因子来看,在一定范围内,施氮肥增产主要是提高了品种的有效穗数和每穗粒数。随施氮量增加,植株地上部干质量显著增加,2个品种的氮肥农学利用效率和氮肥偏因素生产力却逐渐降低,在120或195 kg·hm~(-2)处理下,更有利于水稻品种获得最高的氮肥生理利用效率和氮素收获指数;与对照(0 kg·hm~(-2))相比,随施氮量增加,2个品种蔗糖合成酶活性变化幅度不大,而硝酸还原酶活性则表现了先增后降的变化趋势,显著高于对照处理,且在120 kg·hm~(-2)处理下,硝酸还原酶活性达最大。
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施氮量对不同品种水稻氮素利用及 碳氮代谢关键酶的影响
《河南农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了解施氮量对不同品种水稻(Oryza sativa L.)氮素利用、光合效率及碳氮代谢的影响,以不同品种的水稻品种RH 003和wp 6为供试品种,氮肥运筹按基肥(50%)、分蘖肥(20%)和穗肥(30%)3次施用,通过设置4个施氮水平(N用量设0,120,195,270 kg·hm-2)的田间小区试验,研究氮素水平对水稻产量和氮素利用效率的影响,并探讨氮素水平下水稻碳氮代谢关键酶活性的变化.结果表明,2个水稻品种的子粒产量随施氮量增加而显著增加,施氮后,2个品种剑叶的长度和宽度都大幅增长.从产量构成因子来看,在一定范围内,施氮肥增产主要是提高了品种的有效穗数和每穗粒数.随施氮量增加,植株地上部干质量显著增加,2个品种的氮肥农学利用效率和氮肥偏因素生产力却逐渐降低,在120或195 kg·hm-2处理下,更有利于水稻品种获得最高的氮肥生理利用效率和氮素收获指数;与对照(0 kg·hm-2)相比,随施氮量增加,2个品种蔗糖合成酶活性变化幅度不大,而硝酸还原酶活性则表现了先增后降的变化趋势,显著高于对照处理,且在120 kg·hm-2处理下,硝酸还原酶活性达最大.
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大气CO_2浓度和温度升高对水稻籽粒充实度的影响
《农业环境科学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了明确水稻籽粒充实度对未来大气CO_2浓度([CO_2])和温度相伴升高的响应,应用T-FACE(Temperature and Free Air CO_2 Enrichment)试验平台,以优质粳稻南粳9108为试材,研究[CO_2]升高(对照+200μmol·mol-1)和增温(对照+1℃)对水稻灌浆期和收获期不同粒位籽粒充实度和产量的影响。结果表明,与对照(Ambient)相比,高[CO_2]增加了水稻产量和有效穗数,高温的结果与之相反。[CO_2]和温度升高下,2015年和2016年水稻分别减产4.0%和14.0%,有效穗数相应减少3.5%和5.4%。强势粒千粒质量最大,比饱粒、中势粒和弱势粒千粒质量分别提高了8.0%～11.7%、10.5%～15.0%和38.8%～63.9%。与Ambient相比,[CO_2]和温度升高对饱粒、强势粒、弱势粒千粒质量无显著影响,但[CO_2]升高显著提高中势粒千粒质量(P<0.05),增温极显著降低了中势粒千粒质量(P<0.01)。收获期,[CO_2]升高增加了强、弱势粒穗粒质量,减少了单穗粒质量和中势粒穗粒质量;增温降低了强、中势粒穗粒质量;[CO_2]和温度升高降低了水稻单穗粒质量和中势粒穗粒质量。进一步分析,[CO_2]或温度升高水稻强、弱势粒占穗质量比例增加,中势粒占穗质量比例减少。[CO_2]和温度升高两年弱势粒占穗质量比例平均增加了33.1%,远高于强势粒占穗质量比例的增幅(12.4%),中势粒占穗质量比例平均减少了4.5%。收获期,强、中、弱势粒占穗质量比例分别为9.9%～15.9%、73.2%～84.8%、5.2%～10.6%。因此,中势粒穗粒质量及其比例的减少对产量的影响大于强势粒、弱势粒。2016年单穗粒质量和中势粒穗质量比2015年明显减少,导致2016年产量下降了17.3%～28.6%,增温加剧了产量的降幅,应与2016年水稻开花期高温、灌浆期多雨有关。综上所述,[CO_2]和温度升高下弱势粒占穗质量比例的增加及中势粒千粒质量、穗粒质量及其占穗质量比例的减少,导致[CO_2]升高不能弥补增温对产量的负效应。
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水稻幼苗条纹突变体yss1的转录组分析
《基因组学与应用生物学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：利用60Co辐射诱变籼稻品种"Ⅱ-32B",筛选得到一个水稻幼苗条纹突变体yss1,该突变体在水稻五叶期前表现出明显的条纹叶表型;色素分析表明yss1叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量明显低于野生型,五叶期后突变体和野生型无显著差异。利用转录组分析水稻三叶期野生型和突变体yss1中的基因表达,表明与野生型相比,yss1中表达差异显著的基因432个,其中274个表达上调,158个表达下调。GO分析显示叶绿素合成途径中多数基因表达上调,类胡萝卜素合成过程中的相关基因受到不同程度地调控。因此,推测YSS1基因通过调节叶绿素和类胡萝卜素合成过程中的基因表达,进而调控光合色素的合成。
关键词： 水稻 幼苗条纹 叶绿素合成 类胡萝卜素合成 转录组分析
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不同耐淹基因型水稻分蘖期对淹涝胁迫的生理差异
《安徽农业科学 》 2018
摘要：[目的]研究不同耐淹基因型水稻分蘖期对淹涝胁迫的生理差异。[方法]以不同基因型的水稻品种FR13A、9311、IR64和OM052为供试材料,进行2、4、5、7 d淹涝胁迫处理并分别恢复3和5 d,研究不同程度淹水对分蘖期水稻生长及生理指标的影响。[结果]随着淹水处理时间的延长,叶绿素含量及地上相对含水量下降;根冠比增加,根长变短;淹水处理诱导了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的酶活性及丙二醛(MDA)含量上升。在没顶淹水4 d时,OM052的SOD、POD和CAT的酶活性及MDA含量比对照增加分别增加了50.0%,25.8%,50.5%和17.9%。没顶淹水5 d后,仅OM052和耐淹品种FR13A存活。[结论]淹水5 d可能是分蘖期水稻淹水胁迫的转折点,OM052在一定程度上具有较好的耐淹性。
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