科研产出
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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粳稻生育后期剑叶光合日变化和光合色素对大气CO_2浓度和温度升高的响应——FACE研究
《应用生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为研究水稻叶片光合色素和光合日变化对大气CO_2浓度和气温升高的响应,我们采用在开放空气中控制升高CO_2浓度和温度的方法,以常规粳稻南粳9108为试验材料,设置了环境CO_2和高大气CO_2浓度(增加200μmol·mol~(-1))、环境温度和增温(增加1~2℃)交互的4个处理,测定了灌浆中期和后期水稻剑叶的光合日变化特征和光合色素含量.结果表明:水稻剑叶净光合速率(P_n)为双峰曲线,发生了光合"午休"现象;大气CO_2浓度升高提高了剑叶P_n,灌浆中期和后期平均分别增加了47.6%和39.1%;高温有降低P_n的趋势,但相关性未达到显著水平.大气CO_2浓度和温度升高导致水稻剑叶生育后期气孔导度(g_s)平均分别降低了17.0%和11.8%.高CO_2浓度水稻剑叶生育后期蒸腾速率(T_r)、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、总叶绿素和叶绿素a/b值显著降低,平均降幅分别为5.9%、50.4%、21.3%、41.4%、39.4%和21.4%,明显增加了剑叶水分利用率(WUE),平均增幅达47.9%.与之相反,生育后期增温使水稻剑叶T_r增加了10.2%,使WUE平均降低了20.4%.综上所述,大气CO_2浓度升高对粳稻生育后期剑叶P_n、g_s和光合色素含量的影响明显大于增温效应.因此,应重视大气CO_2浓度和温度对水稻光合作用和光合色素的综合效应,减弱增温的负效应.
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多环境下水稻穗粒数相关性状稳定位点的发掘
《分子植物育种 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为发掘控制水稻穗粒数相关性状的稳定位点,以Nipponbare为受体、Kasalath为供体的染色体片段置换系群体的54个株系,在3个不同环境中对水稻的每穗颖花数(SNP)、每穗实粒数(FGP)和结实率(SF)进行非条件QTL定位和矫正生育期的条件QTL定位。2种方法检测到的3个性状的QTL均以加性效应为主,上位性位点对均是在单个环境中检测到且表型解释率小。将生育期矫正到同一水平,检测到3个控制每穗颖花数的稳定位点q SNP6.2、q SNP6.3和q SNP8.4,1个控制每穗实粒数的稳定位点q FGP8.6和1个控制结实率的稳定位点q SF3。上述所有位点的增效等位基因均来自日本晴。其中,q SNP6.2和q SF3在3个环境中均检测到,说明利用这2个位点改良的目标性状无论是遇到高温还是低温均能稳定地增加改良株系的每穗颖花数和结实率,且这一改变不会影响改良株系的生育期(GD);而q SNP6.3、q SNP8.4和q FGP8.6均在E1和E3中检测到,说明利用这3个位点改良的目标性状(每穗颖花数或每穗实粒数)不受高温的影响且不会改变改良株系的生育期。利用上述发掘到的稳定位点改良目标性状不受高温或/和低温胁迫的影响。
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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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