科研产出
水稻条纹叶和白穗基因SLWP的定位及变异分析
《中国水稻科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】对叶绿体发育相关基因进行克隆和功能分析,为解析叶绿体功能奠定分子基础。【方法】用甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼稻9311获得一个条纹叶和白穗突变体slwp,通过色素分析和农艺性状观察分析该突变体的表型,通过图位克隆方法分离该基因,进一步利用定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】突变体slwp从2叶期开始至抽穗期表现出条纹叶表型,抽穗后幼穗白化,光合色素含量明显低于野生型;株高降低、抽穗延迟、产量降低等表型。该突变性状为单隐性核基因控制,该基因定位于水稻第6染色体短臂C6-4和N14标记之间0.91Mb区间内。基因组测序表明核糖核苷二磷酸还原酶小亚基基因(RNRS1)编码区第776位点发生单碱基替换,导致甘氨酸突变为天冬氨酸;该基因与已报导的水稻基因St1、Gws和St-wp为等位基因。通过对这4个等位基因的突变位点和表型进行分析,总结了该基因不同位点突变对植株表型的影响以及籼粳之间的差异。表达分析显示与叶绿素合成有关的基因受到不同程度调控,叶绿体发育第一和第二阶段基因上调表达,光合作用相关基因均下调表达。【结论】本研究分析了SLWP(RNRS1)基因不同位点的变异对水稻表型的影响,相关结果加深了对RNRS1基因功能的认识,有助于阐明叶绿体发育的分子机制。
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不同天气水稻光合日变化对大气CO_2浓度和温度升高的响应——FACE研究
《生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：人类活动导致大气二氧化碳浓度(CO_2)升高、全球气候变暖和光合有效辐射(PAR)降低,影响着绿色作物的光合作用。为了明确高CO_2浓度、高温和低PAR对水稻光合日变化特征的影响,利用中国稻田开放空气CO_2浓度升高系统(free air CO_2enrichment,FACE),以常规粳稻南粳9108为试验材料,设置了环境CO_2和高CO_2浓度(增200μmol/mol)、环境温度和增高温度(增1—2℃)交互的4个处理,从9:00到17:00每隔1h测定了阴天和晴天水稻的光合作用,研究了不同天气对水稻光合日变化对大气CO_2浓度和温度升高的响应。观察到不同天气条件下水稻光合日变化的不同特征,晴天Pn为双峰曲线,发生了光合"午休",阴天未发生。结果表明,高CO_2浓度显著提高了水稻Pn,温度升高有降低水稻Pn趋势,CO_2浓度增加200μmol/mol对水稻光合作用的促进效应远大于增温1—2℃对其的抑制效应。高CO_2浓度显著增加了水稻胞间CO_2浓度(Ci),降低了水稻蒸腾速率(Tr),平均降幅为10.8%—22.0%。高温有降低Ci的趋势,增加了Tr,平均增幅达5.0%—13.5%。晴天比阴天增加了水稻Tr,平均增幅为9.8%—31.2%。CO_2浓度和温度同时升高显著降低了水稻气孔导度(Gs)。这些结果说明CO_2浓度、温度和PAR对水稻水分利用率(WUE)产生综合影响。阴天PAR比晴天平均低53.3%,阴天水稻Pn比晴天显著低,平均降幅达37.1%—72.0%。与对照比较,高CO_2浓度处理,较高PAR(晴天)条件下水稻Pn的增幅(38.6%—58.4%)显著大于较低PAR(阴天)条件下水稻Pn的增幅(21.6%—38.8%),这一现象值得关注和深入探讨。研究结果表明,评估气候变化对水稻生产的影响,需同时考虑未来大气CO_2浓度和温度升高以及PAR下降的因素及其相互作用。
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聚合水稻温敏核不育基因和反温敏核不育基因创制永久核不育系
《中国水稻科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】制种安全是影响两系杂交稻持续健康发展的关键问题。本研究旨在探索解决两系杂交水稻的制种安全隐患途径。【方法】以16个(光)温敏核不育系与4个反温敏核不育系配组并对F1育性进行观察,选择矮紫S(温敏核不育系)和矮雁s(反温敏核不育系)为构建永久核不育系的供源亲本。通过回交将矮紫S和矮雁s的育性基因导入到桥梁亲本天丰B中,分别育成天丰B的近等基因系天丰S和天丰s。【结果】天丰S和天丰s杂交获得的天丰Ss即为永久核不育系。对天丰Ss的育性、可恢性等特性的研究表明,天丰Ss在自然长日高温和短日低温下均表现不育;天丰Ss及其3个亲本与5个恢复系杂交的F1组合结实率无明显差异。【结论】永久核不育系的创制有望从根本上解决两系杂交水稻的制种安全问题。
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氮肥对粳稻籽粒腹白和心白发生及生化组成的影响
《中国水稻科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探讨不同类型垩白水稻对氮肥的响应差异,以武育粳3号的高腹白突变体(WBRK)和高心白突变体(WCRK)为材料,设置不施氮肥(对照)和两个不同的基肥与穗肥比例处理(N5-5和N10-0)共3个处理,分析施氮对腹白米和心白米的发生及籽粒生化组分的影响。结果表明,施用氮肥显著增加了腹白米率和心白米率,且腹白较心白更易受氮肥影响。施氮对WBRK籽粒总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量无显著影响,显著增加了WCRK籽粒淀粉组分的含量,改善了WBRK和WCRK的碾磨品质。与对照相比,N5-5处理显著增加了WBRK籽粒蛋白质及其组分中球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量以及WCRK籽粒蛋白质含量。N10-0处理显著降低了WBRK和WCRK籽粒中的蛋白质和谷蛋白含量。N5-5处理下,WBRK和WCRK籽粒中大多数氨基酸含量有所增加,但组氨酸和精氨酸含量有所降低,WCRK表现得更明显。研究表明,氮素对不同类型垩白水稻品种腹白和心白发生及籽粒贮藏物质积累的影响存在差异,显示出生产中采用不同调优栽培措施的必要性。
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基于重组自交系群体水稻氮素利用效率分析和利用
《中国生态农业学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：本文以水稻重组自交系群体为试验材料,设置不施氮与施低氮(150 kg·hm-2)两种处理的大田试验,研究了水稻重组自交系群体氮素吸收利用及主要农艺性状分布特征,并通过相关、聚类、主成分等统计方法阐明性状间的相互关系,为氮素高效利用水稻新品种培育提供理论依据。结果表明,水稻重组自交系群体的氮素利用效率性状在施氮150 kg·hm-2条件下的变异系数较大;施氮促进了群体穗、茎秆、叶氮含量的增加和单株干物质总量(包括单株穗重、单株茎秆重和单株叶重)的提高。在两种氮环境下,氮素干物质生产效率均与株高、穗长、单株茎秆重、单株干物质总量呈正相关,与茎秆氮含量、叶氮含量、穗氮含量呈负相关;氮素籽粒生产效率均与单株谷重、结实率、千粒重、穗总粒数和穗长呈正相关,与单株茎秆重、叶氮含量、单株叶重、单株氮素积累总量呈负相关。逐步回归分析结果显示,茎秆氮含量、穗氮含量和单株茎秆重对氮素干物质生产效率影响尤为显著,而对氮素籽粒生产效率影响更为显著的是穗数、穗总粒数与结实率。主成分分析表明,氮利用效率较高时,植株体内氮含量较低,尤其是茎秆的氮含量。因此,在大田低氮条件下,要注重筛选植株较高、茎秆较重的重穗型(穗较长,穗总粒数较多,结实率较高)株系;且具有较低茎秆与穗氮含量,尤其是较低的茎秆氮含量,将有利于氮高效利用水稻新品种的选育。从中选出的氮高效品系如Q149与氮低效品系Q114等优良品系13份,可作为优质资源研究使用。
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磷硅互作对不同籼型杂交水稻产量和叶绿素含量的影响
《安徽农业科学 》 2016
摘要：[目的]明确在氮肥基础上磷、硅及互作对水稻产量和叶绿素含量的影响。[方法]以籼型杂交水稻品种汕优63、丰两优1号、Ⅱ优838、丰两优4号、Y两优2号和Ⅱ优52为试验材料,研究磷、硅及互作对水稻产量及叶绿素含量的影响。[结果]施硅可明显增加每穗总粒、每穗实粒和千粒重,施磷可明显增加每穗总粒、每穗实粒和有效穗。与对照相比,磷硅互作可提高水稻产量,Y两优2号和Ⅱ优52这2个品种的产量增幅最大,分别达10.06%和10.90%。水稻叶片叶绿素含量在磷硅互作处理下明显高于单施磷肥或单施硅肥。[结论]试验结果为优质高产水稻的施肥提供了理论依据。
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水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运
《应用生态学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：以杂交晚稻"皖稻205"为试验材料,采用盆栽试验方法,研究了不同硒含量(0.5、1.0、1.5 mg·kg-1)土壤对水稻产量、硒的吸收、转运和分配的影响.结果表明:土壤硒含量≤1.5 mg·kg-1对水稻产量无明显影响;水稻根系、茎叶和籽粒中的硒含量均随着土壤硒含量增加而增加,并呈现根系>茎叶>籽粒的特点,籽粒各组成部分的硒含量呈现米糠>精米>稻壳的特点;水稻根系能从富硒土壤中富集硒,根系硒的吸收系数达1.86,而硒向籽粒的转运和积累则相对恒定,转运系数为0.53~0.59;土壤硒含量为0.5~1.0 mg·kg-1所产的富硒大米(0.15~0.20 mg Se·kg-1),可满足人体60~80μg·d-1硒的需要量,而土壤硒含量≥1.5mg·kg-1所产大米硒含量达到0.319 mg·kg-1,超出粮食硒含量安全标准.综合产量和籽粒硒含量的表现,在富硒土壤(0.5~1.0 mg·kg-1)上直接生产富硒大米,而不需要添加外源硒,既降低了生产成本,又避免了可能造成的水土污染.
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抽穗期高温与干旱对不同籼型水稻品种产量和品质的影响
《河南农业大学学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：研究了抽穗期高温和干旱对水稻产量和品质的影响.以籼型恢复系蜀恢527、扬稻6号和OM 052以及杂交品种Ⅱ优838和丰两优4号为试验材料并种植于塑料桶内,在抽穗期进行高温(日最高温度为37℃)和干旱(桶中土壤水势控制在-70 k Pa)2个处理,以自然环境条件下塑料桶内水稻为对照.2种处理条件下,水稻的产量、外观品质、长宽比、垩白率和垩白度以及蒸煮食味胶稠度、碱消值和直链淀粉含量下降趋势一致.与对照比较,5个品种在2种处理条件下结实率和胶稠度均下降,达到显著差异,稻米直链淀粉含量也明显降低.胶稠度与直链淀粉含量呈极显著相关,结实率和每穗实粒呈显著或极显著正相关.品种间对温度和水分敏感程度不同,存在很大的差别,OM 052无论在高温与干旱条件下均表现了较高的每穗实粒数和结实率,表明品种OM 052很可能具有耐热和抗旱的特性.
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水稻不同Wx等位基因对籽粒直链淀粉积累特性的影响
《核农学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：为了解水稻Wx等位变异对籽粒直链淀粉积累特性的影响,本研究选用携带有5种不同Wx等位基因的水稻单片段代换系(Single-segment substitution line,SSSL)为材料,在同一遗传背景下对水稻籽粒灌浆过程中表观直链淀粉含量(Apparent amylose content,AAC)的动态变化及其与颗粒结合性淀粉合成酶(Granule-bound starch synthase,GBSS)酶活的关系进行了研究。结果表明,不同Wx等位基因水稻材料籽粒灌浆过程中的AAC差异在灌浆早期(花后6d)已较明显,随着籽粒发育,非糯水稻花后6~11d是直链淀粉的快速增长期。籽粒灌浆过程中,不同Wx等位基因间籽粒AAC存在显著性差异,并且在直链淀粉积累特性上存在明显不同。较高和高AAC品系(携Wxg2和Wxg3基因)直链淀粉积累速率快,在灌浆初期(花后11d)便达到与籽粒成熟期一致的水平,之后变化不大;低、中等AAC材料(携Wxt和Wxg1基因)直链淀粉积累速率相对中等,灌浆初期(花后11d)AAC并不高,其直链淀粉的积累是个渐近的过程,直至灌浆后期(花后26d)才达到最大含量;糯稻(携wx基因)则在整个籽粒发育过程中AAC变化不大,始终保持着极低的含量水平。在整个灌浆期间,籽粒GBSS酶活与AAC均呈正相关,其中灌浆早期(花后6d)相关度最高,随后相关度逐渐降低,但始终维持在较高的水平(r>0.820)。本研究结果可为进一步深入研究Wx座位等位变异机制奠定基础。
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