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.     

减氮配施有机肥对滴灌春小麦花后同化物转运和籽粒灌浆特性的影响

【目的】研究减氮条件下新疆滴灌小麦高产高效的调控途径,分析滴灌春小麦花后同化物转运和籽粒灌浆特性的调控效应,为新疆滴灌春小麦的高产优质栽培提供科学依据。【方法】设置不同减氮配施有机肥处理,采用裂区设计,氮素为主区,品种为副区;于2019年在田间滴灌条件下设置7种减氮配施有机肥水平(N_CK、N₅、N₁₀、N₁₅、N₂₀、N₂₅、N₀),比较分析不同减氮配施有机肥处理条件下,强筋小麦新春38号和中筋小麦新春49号的花后同化物转运及籽粒灌浆特性的变化。【结果】在灌浆期内,花后干物质(茎、叶)随灌浆期推进呈先升后降趋势,峰值出现在花后14 d,而穗干物质则呈逐渐增大的变化。随减氮配施有机肥程度增加,2个品种的花后干物质积累、花后干物质转移率、花后贡献率、粒重及灌浆各参数均呈现先增后减的趋势,在N₁₅处理下各指标均达到最优值,N₁₅>N₂₀>N₂₅>N₁₀>N₅>N_CK>N₀。2个品种的快速累积持续时间(t₂~t₁)、平均灌浆速率(V_mean)、最大灌浆速率(V_max)与粒重间均存在显著关系,且平均灌浆速率与粒重间的直接效应最大,2个品种的直接通径系数为1.034 7和0.957 3。在N₁₅处理下, V_mean相比其它处理分别增长了1.92%～30.58%(新春38号),1.02%～27.93%(新春49号)。【结论】在减氮配施有机肥处理下,以N₁₅处理(85%N+15%有机肥)的花后干物质积累量、花后转运率及贡献率最高,籽粒粒重最高,与之相关的灌浆各参数表现最优,即N₁₅处理为最优配比组合。     

国审‘陇育5号’小麦丰产广适特性分析与推广应用策略

分析国审 ‘陇育5号’小麦丰产性、抗逆性、广适机理及推广策略,以期为北部旱地小麦高效育种和品种推广提供借鉴。利用多年多点国家北部旱地、甘肃省陇东片区域试验及高产示范资料,对冬小麦新品种‘陇育5号’的性状进行比较分析。‘陇育5号’多点区域试验、生产试验产量平均为4922.54 kg/hm²,比对照品种平均增产13.28%,增产点（次）率89.97%。有效穗数597.0万/hm²,收获指数39.6%,旱地产量潜力达6399.0 kg/hm²。成穗多与收获指数较高是实现‘陇育5号’高产潜力的基础,抗寒抗旱抗病、耐生育后期高温、粒重变异小是其广适性和大面积推广的重要保障。‘陇育5号’丰产性强,抗寒抗旱、综合抗逆性好,品质优良,适应范围广。在推广应用中,应采取项目推广方式,订单式原种生产,合同式良种繁育,“科研单位+地方政府+种业企业+示范农户”四位一体的推广模式。     

400克/升氯氟醚菌唑悬浮剂对香蕉叶斑病的防治效果

通过大田试验研究了400克/升氯氟醚菌唑悬浮剂防治香蕉叶斑病效果及其对香蕉产量的影响。研究结果表明,分别以20毫升、13.3毫升、10毫升400克/升氯氟醚菌唑悬浮剂兑水60公斤分3次喷雾施药,第二次施药后14d后对香蕉叶斑病防治效果在60.43-66.52%,第三次施药后14d后对香蕉叶斑病防治效果在75.72-80.72%,并对香蕉的单株产量有明显增产效果。其中尤以20毫升400克/升氯氟醚菌唑悬浮剂兑水60公斤剂量喷雾处理的效果最好。     

耐盐抗旱优质高产棉花新品种‘衡棉1670’的选育研究

抗逆优质丰产棉花新品种的培育及应用是当前棉花生产节水提质增效的关键。‘衡棉1670’是河北省农林科学院旱作农业研究所以中早熟陆地棉品种资源材料‘衡棉210’为母本,以‘衡棉4号’为父本杂交,后代多年南繁北育,经旱棚盐池鉴定选择,在枯黄萎病混生重病地、不防治棉铃虫的高压胁迫下,经过多年连续定向选择育成。其突出表现为抗枯黄萎病、丰产优质、耐盐抗旱节水,适宜在河北省及黄河流域同类生态春播棉区推广种植,2019年8月通过河北省农作物品种审定委员会审定（审定编号为冀审棉20190013）。     

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。     

粪肠球菌生长曲线的测定及其对小鼠脑组织的影响

为测定致羔羊脑炎粪肠球菌（Enterococcus faecalis）的生长曲线，寻求一种快速而准确的方法测定不同生长时期粪肠球菌数量，并客观评价其毒性强弱及其对小鼠脑组织的影响，试验采用平板菌落计数法和OD-Monitor振荡比浊法（D_λ值法）测定粪肠球菌的生长曲线，探究该菌在合适时间段内的吸光值（D_{600 nm}）与平板菌落计数法测定的活菌数（CFU）的关系。用粪肠球菌感染小鼠，观察记录小鼠的死亡情况，最后采用Karber法计算粪肠球菌感染小鼠的半数致死量（LD₅₀）。用LD₅₀的剂量感染小鼠，及时采集死亡小鼠脑组织，未死亡的小鼠72 h后全部剖杀取脑组织，一部分做涂片染色，制作病理切片，观察病理变化；一部分进行培养，用于PCR方法进行细菌的回收鉴定。结果显示，用两种方法测定此株粪肠球菌的生长曲线基本一致，在2~8 h生长迅速，为对数生长期，8~14 h生长缓慢，为稳定期，14 h之后死亡数增加，进入衰亡期；对12 h粪肠球菌D_{600 nm}与CFU的关系进行探讨，成功建立回归方程：y=20.769x-1.3422，R²=0.997；其感染小鼠的LD₅₀为7.77×10¹¹个活菌。以此剂量感染小鼠，脑组织涂片染色和培养染色，均能看到革兰氏阳性球菌；PCR结果显示，均出现了大小为112 bp的条带。对脑组织进行病理学观察发现该菌可导致脑组织充血、出血、形成微血栓，脑膜充血。通过生长曲线和其D_{600 nm}与CFU关系的建立，可实时监测粪肠球菌数量，为后期更深入研究粪肠球菌穿越血脑屏障的机制奠定重要的理论基础。