水稻抽穗期基因OsDof6功能的初步研究

【目的】以前期通过穗发育芯片筛选到一个水稻Dof家族转录因子OsDof6为研究对象,进一步探究OsDof6的表达模式与生物学功能。【方法】对OsDof6的基因、蛋白及启动子序列进行生物信息学分析,利用CRISPR/Cas9技术对该基因进行定点编辑,通过实时定量PCR和亚细胞定位技术分析该基因的表达模式。【结果】对该基因的启动子序列分析表明,该基因启动子中存在大量与光响应、激素响应及胁迫响应相关的顺式调控元件。利用CRISPR/Cas9技术获得了2种不同突变类型的功能缺失突变体9522^Dof6-3和9522^Dof6-4。对突变体T₁株系进行表型观察发现,相较于对照,两种突变体在营养生长阶段分蘖数明显降低,转入生殖生长阶段后,两种突变体的抽穗时间推迟约3 d。实时定量PCR结果显示OsDof6在水稻根、茎、叶和穗中均有不同程度的表达,在穗发育后期相对表达量明显提高;通过亚细胞定位分析发现OsDof6定位于细胞核。【结论】初步判断OsDof6基因会影响水稻分蘖数与抽穗期。     

番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus)的新寄主:水茄(Solanum torvum Swartz)

Tomato chlorosis virus (ToCV) is a plant virus that is mainly propagated by Bemisia tabaci in a semi-persistent and non-circulative manner.It has a wide range of host plants,and has been reported in many countries,causing serious economic losses in vegetable production.In 2019,we investigated about 10 fields,one ha each in Shouguang,Shandong province (China),and in each field we observed symptoms of interveinal chlorosis on lower leaves of the Solanum torvum Swartz,and a large number of B.tabaci gathered on the back of its leaves.To determine the presence of ToCV,total RNA of S.torvum was extracted followed by RT-PCR.The 1 074 (GenBank accessions number MN545620) and 466 bp (GenBank accessions number MN545621) fragments were gel purified and sequenced.The sequences shared 99.44% and 99.57% similarity with ToCV reference sequence tomato chlorosis virus segment RNA1 (AY903447) and RNA2 (AY903448).The results of insect transmission test confirmed that ToCV can spread from S. torvum to tomato.This study confirms S.torvum as a newly reported host of ToCV.     

化肥减施下紫云英不同翻压量对双季稻产量及养分利用效率的影响

为了探索紫云英替代化肥的可行性和适宜翻压量,利用连续11 a田间定位试验,共设置7个处理,分别为CK(不施紫云英和化肥)、GM_(22.5)(单施紫云英22.5 t/hm~2)、100%CF(常规施肥)及60%化肥施用量条件下将紫云英翻压量设15.0(GM_(15.0)),22.5(GM_(22.5)),30.0(GM_(30.0)),37.5(GM_(37.5)) t/hm~2 4个水平,研究化肥减施下不同紫云英翻压量对双季稻产量、氮磷钾积累量、氮磷钾利用率及土壤肥力的影响。结果表明:与CK相比,施肥处理均能显著增加早晚稻及全年两季籽粒产量(P0.05),增幅分别为79.1%～91.1%,44.8%～50.7%,56.8%～64.7%。单施紫云英可显著增加水稻产量(P0.05),与CK相比,早晚稻及全年两季籽粒产量增幅分别为23.9%,12.4%,16.4%。60%化肥与不同量紫云英配施处理早晚稻及全年两季籽粒产量与常规施肥相比差异不显著,紫云英翻压量为15.0～30.0 t/hm~2时,早晚稻及全年两季籽粒产量均随紫云英翻压量的增多而提高,当紫云英翻压量多于30.0 t/hm~2时,则呈下降趋势。在所有的化肥配施紫云英处理中,早晚稻籽粒氮、磷、钾养分积累量均以翻压紫云英30.0 t/hm~2时最高。与常规化肥相比,紫云英与化肥配施可提高氮、钾肥回收利用率、农学效率和偏生产力。与CK相比,各施肥处理均不同程度地提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量。紫云英翻压量为22.5～30.0 t/hm~2时,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量均显著高于常规化肥处理(P0.05)。因此,在本试验施用60%化肥条件下长期翻压紫云英有利于促进水稻增产及水稻氮、磷、钾素的吸收,提高双季稻氮、磷、钾养分利用效率及土壤肥力。     

超级稻晚稻5优103不同缓/控释肥应用效果研究

[目的]为探索不同缓/控释肥组配模式对超级稻晚稻的应用效果。[方法]以超级稻5优103为供试品种,研究劲久(27-11-12)、劲久(24-14-16)、永笑(22-8-15)、MEISTER 7、MEISTERS 15等在不同组配模式下对水稻产量及其构成因素、肥料利用效率的影响,与“复合肥(25-10-16)+尿素”(常规施肥模式)进行比较。[结果]不同缓/控释肥配施模式下“永笑(22-8-15)+ MEISTER 7”处理的肥料利用效率最高,其水稻根长、分蘖期叶片SPAD值、抽穗期叶片SPAD值、破口期抽穗的整齐度和倒三叶叶面积较常规施肥提高13.9%、4.0%、8.4%、15.2%和19.2%,差异显著;其水稻产量、株高和有效分蘖数较常规释肥提高-1.7%、2.3%、和2.0%,差异不显著。劲久、永笑系列缓/控释肥能有效提高肥料利用效率,氮、磷和钾素利用效率较常规施肥分别提高3.0%~19.9%、2.1%~8.9%和3.2%~13.7%。[结论]本试验条件下,综合稻谷产量、肥料利用效率和水稻群体结构等因素,“永笑(22-8-15)+ MEISTER 7”处理的施肥模式最佳,“永笑(22-8-15)+尿素”处理次之。     

水稻体内镉离子代谢机制研究进展

镉离子在水稻体内的代谢是一个涉及到吸收、运输和积累三个基本环节的复杂生物学过程;水稻植株在遭受镉离子侵入后将从细胞学、酶学和基因表达与调控等层面启动一系列应答和阻滞镉积累的相关机制,以试图维持机体正常的生命活动。本综述首先简要概述了水稻响应镉离子胁迫机理机制;在此基础上,较系统地总结了编码自然抗性相关巨噬细胞蛋白、重金属ATP酶、铁转运调控蛋白和金属耐受蛋白等镉离子代谢的有关功能基因及其具体的调控作用;最后,指出了镉代谢研究领域中所存在的问题及其发展方向。本综述将为低镉水稻品种的定向培育提供有益的线索和启示。     

水稻转录因子NF-YB家族的生物信息学分析

转录因子NF-YB (nuclear factor-YB)家族是核因子Y (nuclear factor Y, NF-Y)家族的一个亚家族,在调控胚发育、形态建成、开花时间、株高、穗粒数等方面,尤其是在非生物胁迫应答中发挥着重要的作用。为揭示水稻NF-YB基因家族的信息及特征,加快基因家族功能挖掘进程,本研究利用生物信息学手段对该基因家族及其编码蛋白进行分析。结果表明,水稻中共有13个NF-YB基因,在染色体上分布不均匀,所编码的蛋白都定位在细胞核,且不含跨膜结构域或信号肽。多重序列比对,二级结构,三级结构以及基序分析表明,该家族成员保守性较高,均含有高度保守的CBF/NF-Y结构域。进化分析表明NF-YB家族基因的分化早于物种的分化。磷酸化位点和互作蛋白网络分析初步预测了家族成员的互作蛋白网络。本研究为后期NF-YB家族成员的功能研究,加快家族基因的实际应用进程提供了帮助。     

多组学联合分析在植物生长发育研究中的应用

植物的生长和发育过程中往往受到遗传因素和环境因素共同作用,多组学联合分析可拓展分析广度,从而多方面论证假设。介绍了植物生长发育研究中常见的几种组学技术,具体分析了多组学在植物各个器官发育中的应用,并讨论了组学分析对预测植物表型精确度的情况。     

OsYABBY4基因调控水稻株高的功能研究

株高是影响水稻产量、光合速率、抗倒性的重要农艺性状,赤霉素对株高形成具有重要调控作用。YABBY家族基因作为植物特有的转录因子,参与GA信号途径,调控水稻株高。通过CRISPR/Cas9技术定向突变了OsYABBY4基因,成功创制了3种不同突变类型的osyabby4突变体。表型分析发现,osyabby4突变体结实率下降,倒1和倒2节间的伸长受到抑制,导致株高显著降低。α-淀粉酶诱导及赤霉素相关基因差异表达实验表明,OsYABBY4通过参与GA信号转导调控水稻的株高。本研究为水稻理想株型育种提供了新材料,同时进一步完善了水稻株高分子调控网络。