科研产出
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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14种高效低风险农药在水稻安全生产中的应用
《广东农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为提高农药对水稻上靶标生物的活性,延缓抗药性,降低其生态风险性,研究了14种高效低风险农药对水稻病虫害的防治效果、毒性大小及使用后稻米中的残留水平.[方法]参照《农作物中农药残留试验准则》开展14种农药田间残留试验,参照《农药田间药效试验准则》开展田间药效试验,采用HPLC-MS/MS、GC等仪器检测残留试验中稻谷、糙米等样品中的农药残留水平.[结果]2%阿维菌素水乳剂、70%噻嗪酮水分散粒剂、0.4%氯虫苯甲酰胺颗粒剂、5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐悬浮剂、25%噻虫嗪可湿性粉剂、10%烯啶虫胺水剂、25%吡蚜酮可湿性粉剂、20%呋虫胺水分散粒剂、25%杀虫单·毒死蜱可湿性粉剂等9种杀虫剂和50%苯醚甲环唑水乳剂、5%稻瘟灵展膜油剂、40%嘧菌酯可湿性粉剂、75%肟菌酯可湿性粉剂、20%噻森酮悬浮剂等5种杀菌剂在水稻上使用后,对水稻病虫害防治效果良好,大米、稻谷和糙米中上述14种农药的残留水平均低于我国规定的最大残留限量值.针对水稻生产结构特征、病虫害发生规律及14种高效低风险农药的作用方式、持效期等关键因素,构建了水稻安全生产中高效低风险农药准入谱.[结论]上述14种农药均可作为水稻病虫害防治的主要推荐药剂.高效低风险农药是今后水稻病虫害防控的关键技术支撑,对促进水稻病虫害可持续控制、延缓农药抗性产生、提高农药利用率、保障稻米质量安全等方面均具有重要意义.
关键词： 水稻 病虫害防治 高效低风险农药准入谱 抗药性 农药残留
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长江流域中稻产量和品质性状差异与其生育期气象因子的相关性
《江苏农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨在不同光温条件下水稻品种产量和品质的响应特点,利用长江流域中稻区多样的气候条件,2017年和2018年分别在长江流域中稻区9个省(市)设立10个和11个试验点,选择各地区代表性品种8~9个,共18个品种,进行大田分期播种试验,以当地最适播种期为基准,前后共分3期播种,分析供试水稻产量和品质的变化,并记录同期的气象特征.结果表明:所有试验点2年3期分期播种水稻品种的光温特征可以分为3个区域,即高温高光照区(长江流域中部)、低温低光照区(长江流域西部)以及中温中光照区(长江流域东部);产量高低顺序为低温低光照区(长江流域西部)>中温中光照区(长江流域东部)>高温高光照区(长江流域中部),精米率为中温中光照区(长江流域东部)>低温低光照区(长江流域西部)>高温高光照区(长江流域中部),垩白粒率和蛋白质含量均为高温高光照区(长江流域中部)>中温中光照区(长江流域东部)>低温低光照区(长江流域西部),直链淀粉含量为低温低光照区(长江流域西部)>高温高光照区(长江流域中部)>中温中光照区(长江流域东部),胶稠度为中温中光照区(长江流域东部)>高温高光照区(长江流域中部)>低温低光照区(长江流域西部),糊化温度区域间差别不大.相关分析结果显示,齐穗后光、温分别与产量和品质均显著相关(P<0.05),在长江流域中稻区,选择适宜的品种,参照长江流域中部"双减"(齐穗后20 d内的平均温度不超过31℃,日照时数不超过160 h)、长江流域东部"一减(温)一增(光)"(齐穗后平均温度不超过29℃,日照时数不少于90 h)以及长江流域西部"双增"(平均温度不低于20℃,日照时数不少于110 h)等温光原则,均可以种植出高产与优质协调的稻米.
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机插秧同步侧深施肥技术对水稻产量及肥料利用率的影响
《中国稻米 》 2019
摘要：以N两优1998和中籼优质杂交稻万象优华占为材料,研究水稻机插秧同步侧深施肥技术对水稻产量和肥料利用效率的影响.结果表明,机插秧同步侧深施肥能够提高水稻茎蘖数,增加产量,提高肥料利用率,以机插秧在减基蘖肥20%内配合侧深施肥的处理效果较好.与风送方式相比,螺旋式侧深施肥效果更好.
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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CO2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CO2浓度([CO2])和温度相伴升高的响应,应用T-FACE(Temperature and Free Air CO2 Enrichment)试验平台,以优质粳稻南粳9108为试材,研究[CO2]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[CO2]增加了水稻产量和有效穗数,高温的结果与之相反.[CO2]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,[CO2]和温度升高对饱粒、强势粒、弱势粒千粒质量无显著影响,但[CO2]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,[CO2]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;[CO2]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,[CO2]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.[CO2]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,[CO2]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[CO2]升高不能弥补增温对产量的负效应.
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不同新型肥料对江淮地区水稻生长及氮素吸收利用的影响
《中国土壤与肥料 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：传统肥料具有利用率低、易污染环境等缺点,筛选适合江淮地区水稻施用的新型肥料对于提高水稻产量及氮素利用效率,减少氮损失等具有重要意义。本试验在等氮量200 kg/hm2施用条件下,设置控失尿素、含锌尿素和腐植酸尿素等不同新型肥料处理,同时以普通尿素作为对照,研究其对水稻产量构成因素、土壤理化性质以及氮素吸收利用效率等的影响。结果表明,施用含锌尿素和腐植酸尿素有利于提高水稻有效穗、穗粒数和千粒重,水稻产量较普通尿素处理分别增产5.6%和4.3%,而控失尿素一次性施肥处理水稻反而减产6.5%。腐植酸尿素、控失尿素和含锌尿素施用能够提高土壤有机质、全氮和碱解氮含量。不同类型新型肥料均能够增加水稻地上部氮素吸收量,尤其是腐植酸尿素和含锌尿素,两处理中氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮素表观利用率较普通尿素处理分别提高1.7～2.1 kg/kg、1.7～2.1 kg/kg和6.2%～12.8%。总体而言,江淮地区水稻种植中适宜施用腐植酸尿素和含锌尿素两种新型肥料,有利于提高水稻产量及氮素吸收利用效率。
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含水量和处理温度对人工加速老化试验中水稻种子储藏特性的影响
《食品工业科技 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了克服已有的高温高湿的人工老化方法受人工气候箱的控温控湿条件的局限性,以确保试验过程中种子含水量和温度的稳定性,本文研究在人工气候箱环境材料间开放和密闭的条件下水稻种子含水量随处理时间的变化规律;进而研究密闭常湿条件下处理30 d的不同温度、不同含水量籼粳材料种子发芽率变化。结果表明,与初始含水量范围相比,储藏过程中粳稻材料和籼稻材料的含水量范围,30℃+RH 75%、30℃+RH 85%的开放储藏条件下,分别缩小为原来的31%和24%、26%和25%,而30℃+常湿、34℃+常湿的密闭储藏条件下,则仅分别缩小为原来的94%和81%、90%和87%; 38℃+常湿+30 d、42℃+常湿+30 d的密闭储藏条件下,初始含水量差异的粳稻和籼稻材料,发芽率差异最高和最低分别为85.0%和7.0%、98.5%和11%;进一步计算种子人工加速老化处理30 d的发芽率下降百分率,38℃+常湿、42℃+常湿的密闭储藏条件,初始含水量14.00%的粳稻材料和籼稻材料,其发芽率下降百分率已分别达到63.31%和88.83%。初步分析获得:38℃+常湿+初始含水量14.00%+30 d+密闭储藏、42℃+常湿+初始含水量14.00%+30 d+密闭储藏分别是粳稻和籼稻人工加速老化试验最适宜的处理条件。本研究为获得稳定的、可重复的人工加速老化新方法提供理论参考。
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