生长素调控因子OsGRF4协同调控水稻粒形和稻瘟病抗性

【目的】水稻粒形为多基因控制的复杂数量性状,同时影响稻谷产量和稻米外观及碾磨品质,挖掘粒形相关基因并解析其遗传机制,对于水稻高产和优质品种选育具有重要意义。【方法】以前期利用大粒籼稻品种特大籼(TDX)为供体亲本、小粒粳稻品种日本晴(Nipponbare,NPB)为轮回亲本获得的一个大粒近等基因系,在水稻第2染色体上初定位粒形调控基因GS2.2(grain size 2.2)的基础上,对GS2.2基因进行了精细定位和候选功能基因的克隆鉴定。【结果】利用BC₄F₂群体中2887份极小粒单株及该群体中70份基因型杂合的大粒单株自交获得的BC₄F₃群体,将GS2.2基因精细定位在2M-7-1与2M-9之间的160.6 kb的区间内。该区间编码18个基因开放阅读框(ORF1-18)。测序发现ORF18基因在大粒近等基因系与小粒日本晴等位基因间存在5个SNP差异,ORF18编码生长素调控因子蛋白OsGRF4。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对大粒近等基因系中ORF18进行敲除,发现ORF18敲除株系粒长变短,证实ORF18是GS2.2的功能基因。进一步对ORF18大粒近等基因系和基因编辑敲除株系进行稻瘟菌室内离体和病圃接种鉴定,发现ORF18大粒近等基因系稻瘟病抗性增强,而基因编辑敲除株系稻瘟病抗性减弱,表明ORF18正调控水稻稻瘟病抗性。【结论】本研究发现的生长素调控因子OsGRF4协同调控水稻粒形和稻瘟病抗性,为协调水稻高产和抗性育种提供了重要的基因资源。     

籼型优质三系香稻不育系广泰A的选育及应用

广泰A是广东省农业科学院水稻研究所以保持系中间材料荣丰B//米31/W254为母本,具有香味的保持系中间材料天丰B/粤丰B为父本进行杂交,然后通过分子标记辅助选择具有香味且直链淀粉较低的F3代株系与印尼水田谷胞质不育系荣丰A测交,后经连续回交转育而成的优质香稻不育系。该不育系具有败育彻底、育性稳定、柱头外露率高、异交习性好、配合力好等特点,米质达部颁标准优质1级,2016年10月通过广东省种子管理总站组织的专家技术鉴定,目前已经组配出广泰优华占、广泰优粤农丝苗、广泰优736、广泰优7170、广泰优秋占、广泰优天弘丝苗、广泰优航0799等多个组合通过国家和省级品种审定。     

Transport of cadmium from soil to grain in cereal crops: A review

Due to rapid urbanization and industrialization, many soils for crop production are contaminated by cadmium(Cd), a heavy metal highly toxic to many organisms. Cereal crops such as rice, wheat, maize, and barley are the primary dietary source of Cd for humans, and reducing Cd transfer from soil to their grains is therefore an important issue for food safety. During the last decade, great progress has been made in elucidating the molecular mechanisms of Cd transport, particularly in rice. Inter-and intraspecific variations in Cd accumulation have been observed in cereal crops. Transporters for Cd have been identified in rice and other cereal crops using genotypic differences in Cd accumulation and mutant approaches. These transporters belong to different transporter families and are involved in the uptake, vacuolar sequestration, root-to-shoot translocation, and distribution of Cd. Attempts have been made to reduce Cd accumulation in grains by manipulating these transporters through overexpression or knockout of the transporter genes, as well as through marker-assisted selection breeding based on genotypic differences in Cd accumulation in the grains. In this review, we describe recent progress on molecular mechanisms of Cd accumulation in cereal crops and compare different molecular strategies for minimizing Cd accumulation in grains.     

有机及常规栽培条件对不同优良食味水稻品种的产量和品质影响试验

通过试验比较各水稻品种在有机及常规栽培条件下的产量和品质,筛选适宜靖江市推广栽培的优良食味水稻品种。试验结果表明:相同品种在常规栽培下整精米率较高,加工品质较好;在有机栽培条件下,稻米外观品质较好,垩白粒率较低,垩白度较低。     

柑橘褐斑病菌对不同抗性柑橘品种防御酶活性的影响

以柑橘褐斑病高抗品种Lw8,中抗品种L2,高感品种Lw14为实验材料,通过孢子喷雾法使柑橘褐斑病菌感染柑橘叶片,研究接菌0d、1d、2d、3d、6d、8d、10d时,柑橘叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶(CHT)酶和β-1,3葡聚糖酶(GLU)含量及活性变化规律与品种抗病性的关系。结果表明,接种前,两个抗病品种Lw8、L2中的POD、SOD、PAL、PPO 、GLU、CHT活性显著高于高感品种Lw14,CAT活性则与高感品种Lw14相近；接种后,3个不同抗性品种中SOD、POD、CAT、PAL、PPO 、GLU、CHT 7种防御酶活性较对照明显提高,但不同品种增加幅度不一致,除CAT外,其余6种防御酶活性均表现为抗病品种Lw8、L2增幅显著高于高感品种Lw14,且两个抗病品种一般在接菌3d内6种防御酶活性迅速升高并达到峰值；而高感品种Lw14防御酶(除CAT外)活性或增幅较小或较两个抗病品种滞后。本研究初步探讨了不同抗性品种接种褐斑病菌后7种防御酶的活性动态变化与柑橘品种抗病性关系,为进一步研究其抗病机理奠定基础。     

苏粳815机插高产形成特点及其配套精确定量栽培技术

通过综合高产试验和机插行株距规格与氮肥组合试验,分析了苏粳815高产形成的特点,明确了其高产产量结构及其形成的主要生育指标,提出了目标产量650~700 kg/667 m~2相配套的精确定量栽培技术。     

植物碱基错配修复系统中Muts蛋白家族研究进展

DNA错配修复(mismatch repair,MMR)是DNA损伤修复的一个重要途径,主要用于细胞中DNA合成和遗传重组时发生损伤过程中出现的单个或少数碱基的缺失、插入以及错配的修复,它对维持基因组稳定性和DNA复制保真度至关重要。原核生物和真核生物中都有非常保守的MMR系统。在人体DNA修复系统的研究中,发现癌症的发生与Muts蛋白家族功能缺陷密切相关。类似的在拟南芥和水稻中功能缺陷的Muts蛋白家族(同源蛋白Muts homolog,MSH)会产生增变基因表型,这将为植物的基因功能分析和育种利用奠定基础。基于此,本文综述了近年来有关植物DNA错配修复及相关基因功能的研究进展,特别是植物MMR功能缺陷导致基因突变和微卫星不稳定造成的性状畸形进行了描述,对Muts蛋白家族各个亚基功能做了分类说明,并对植物中如何利用MSH产生的增变基因突变和如何利用突变育种研究进行了展望。     

干湿交替灌溉对抗旱性不同水稻品种产量的影响及其生理原因分析

【目的】旨在阐明全生育期干湿交替灌溉对抗旱性不同水稻品种产量的影响。【方法】以抗旱性差异显著的4个水稻品种(籼稻扬稻6号和两优培九,粳稻旱优8号和镇稻88)为材料,以常规水层灌溉(CI)为对照,在盆栽条件下研究了轻干湿交替灌溉(WMD)和重干湿交替灌溉(WSD)对水稻产量、根系、叶片及籽粒部分生理特性的影响。【结果】与CI相比,WMD处理下抗旱性较强品种扬稻6号和旱优8号产量分别提高6.90%和7.45%,抗旱性较弱品种两优培九和镇稻88产量分别降低7.28%和8.10%。WSD处理下,4个水稻品种的产量均显著下降,抗旱性较弱的品种产量降幅远高于抗旱性较强的水稻品种。WMD处理下,扬稻6号和旱优8号复水后根系氧化力、根系与叶片细胞分裂素(玉米素+玉米素核苷)含量、叶片光合速率和籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶的活性均较CI有不同程度提高,而两优培九和镇稻88上述指标则与CI持平或有不同程度降低。WSD处理下,4个品种上述指标均较CI不同程度降低。【结论】轻干湿交替灌溉条件下,根系活性强、叶片细胞分裂素含量和光合速率高、籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性强是抗旱性较强水稻品种的基本生理特征。     

不同氮肥水平下蚯蚓粪施用对水稻生长特性及产量的影响

以两优培九为材料,采用大田微区试验,研究不同氮肥水平(N1,9 g/m~2;N2,12 g/m~2;N3,15 g/m~2)下不同蚯蚓粪施用量(EC0,0;EC_1,16.88 kg/m~2;EC_2,33.76 kg/m~2)对水稻生长及产量形成的影响。结果表明,移栽40 d后EC_2和EC_1处理的茎蘖数均显著高于EC0(P0.05);幼穗分化期和乳熟期EC0处理的SPAD值均显著低于EC_1和EC_2处理(P0.05);齐穗期EC0处理的叶面积指数分别比EC_1和EC_2处理低32.7%和80.7%,地上部总干物质量分别比EC_1和EC_2处理低30.6%和59.8%;成熟期有效穗数、地上部干物质量和水稻产量均表现为EC_2EC_1EC0,EC_2和EC_1处理的有效穗数分别比EC0处理多41.5%和21.3%、地上部干物质量分别比EC0处理高47.7%和25.8%、产量分别比EC0处理高35.4%和34.3%。由此可见,施用蚯蚓粪便可促进水稻分蘖,提高水稻叶面积、SPAD值和地上部干物质量,进而提高水稻籽粒产量。