钙离子通道蛋白激活特殊信号令水稻耐寒

正中国农科院作物科学研究所万建民院士团队系统阐释了钙通道蛋白OsCNGC9调控水稻对低温响应和耐受的分子机制。该研究建立了一条从低温信号感知到钙离子通道激活的低温信号转导途径,填补了植物低温信号转导途径中缺失的重要一环,为利用OsCNGC9进行水稻抗逆遗传改良提供了理论依据。相关研究成果在线发表于《分子植物(Molecular Plant)》。     

水稻低温冷害的研究进展

低温胁迫被认为是严重影响水稻生产的重要非生物胁迫之一,明确水稻生长发育对低温胁迫的响应机制并加以利用,进而在生产上采取耐冷栽培措施或培育出耐冷性较强的水稻新品种对土壤的充分利用和水稻生产的安全性都具有重要意义。本文介绍了低温胁迫对水稻生长发育、产量形成和稻米品质的影响,从细胞结构、蔗糖-淀粉代谢途径、抗氧化系统、分子机制等方面总结了近年来水稻低温冷害研究中所取得的进展,对减轻水稻低温冷害的调控措施及应对冷害的相关研究现状作了概述,进一步提出未来深入开展水稻低温逆境研究的建议,即从不同观测水平上结合不同的生育期综合研究低温响应机制,完善多基因转化技术,构建更好的多基因表达载体,简化分子标记技术,加强QTL筛选与生产的联系,将QTL筛选与育种同步进行,在耐冷性评价中增加品质因素的权重。     

解决水稻耐低温逆境胁迫有了新方案

正低温严重影响水稻的地理分布、生长发育及产量。水稻在低温逆境下会产生一系列的生理及代谢变化:叶绿素荧光的改变;电解质渗漏增加;活性氧、丙二醛、蔗糖、脂质过氧化物、脯氨酸等代谢物含量升高;植物内源激素ABA和GA的改变等。了解水稻在低温逆境下的生理代谢变化及低温应答分子机理对水稻耐低温性状的遗传改良及其克服低温逆境的生长管理具有重要的意义。我国稻区南北分布相差34     

水稻低温应答基因OsLCL3的分离与功能鉴定

为探明水稻响应低温的分子机制,改良水稻对低温的抗性,从水稻低温诱导表达谱中挑选了1个受低温诱导的基因OsLCL3,通过实时定量PCR和启动子驱动GUS报告基因转化水稻的方法验证其功能。对OsLCL3进行同源蛋白搜索,发现它属于DUF761超家族,并对这个超家族中的部分蛋白序列进行了系统树分析;通过水稻原生质体瞬时表达系统,初步确定OsLCL3蛋白定位于细胞核和细胞质中。在水稻中超量表达OsLCL3基因,并对转基因植株进行低温胁迫处理,发现超量表达OsLCL3的植株在低温胁迫下的电导率显著低于野生型对照植株,胁迫后超量表达植株的存活率显著高于野生型对照植株。结果表明,OsLCL3可能在水稻对低温的应答中起着重要作用。     

茉莉酸对低温胁迫水稻幼苗的生理效应

茉莉酸(JA)是一种广泛存在于高等植物中的生长调节物质,作为内源信号分子参与低温冷害、高温胁迫、盐胁迫、水分胁迫、病虫害以及机械伤害胁迫等抗逆反应。选用抗冷性存在明显差异的两个水稻(Oryza sativa L.)品种日本晴和IR50作为材料,通过设置对照(未经低温处理)、低温、低温+茉莉酸(JA)3种处理,研究茉莉酸对水稻幼苗的抗冷生理效应。结果表明,添加茉莉酸溶液在一定程度上能减缓低温胁迫对水稻幼苗造成的伤害,有效地提高抗冷性,但这种缓解效应在不同水稻品种间存在一定差异。     

植物也“补钙”科学家发现水稻抗低温分子机制

正中国农科院作物科学研究所万建民院士团队,系统阐释了钙离子通道蛋白Os CNGC9调控水稻对低温响应和耐受的分子机制。相关研究成果在线发表于《分子植物(Molecular Plant)》。     

植物也“补钙” 科学家发现水稻抗低温分子机制

正中国农科院作物科学研究所万建民院士团队,系统阐释了钙离子通道蛋白Os-CNGC9调控水稻对低温响应和耐受的分子机制。相关研究成果在线发表于《分子植物(Molecular Plant)》。     

377 份多样性国际稻种低温发芽力评价

低温发芽力差是华南双季稻早季水稻直播的主要限制因素之一。在稻种资源中筛选鉴定强低温发芽力的种质,开展强低温发芽力水稻育种是解决这一问题最经济有效的途径。为了筛选强低温发芽力的种质,在13℃低温下对377份来自56个国家和地区的多样性水稻种质的发芽力进行测试。结果表明,这些稻种低温发芽率的变异范围在0~98.0%之间,平均值为37.6%,变异系数为76.4%,表现出丰富的多样性。鉴定出21份低温发芽率超过90%的优良种质。比较籼稻、粳稻和Aus稻3种类型稻种的低温发芽率结果显示,籼稻组平均低温发芽率为48.7%,粳稻组为33.6%,Aus稻组为22.9%,籼稻组低温发芽率极显著高于粳稻和Aus稻组,粳稻组低温发芽率显著高于Aus稻组。研究结果为水稻强低温发芽力种质的收集提供了科学依据,并为水稻低温发芽力改良和分子遗传研究挖掘了优良材料。     

水稻低温发芽力 QTL qLTG3-1 基因内分子标记的开发及其在华南籼稻中的应用评价

【目的】挖掘低温发芽力优异基因并加以应用,将是水稻低温发芽力育种取得突破的关键。找到 功能基因后,利用连锁或基因内的分子标记开展分子标记辅助选择,将极大提高育种过程中性状选择的效率和 准确性。【方法】qLTG3-1（Os03g0103300）是最早被克隆的低温发芽力 QTL,存在丰富的等位基因变异。设 计合适的分子标记对该基因进行分型,并评价其基因型在华南籼稻中与低温发芽力的关系,将有利于在华南稻 区利用该基因开展低温发芽力的分子育种。【结果】依据在 qLTG3-1 中广泛存在的 18 bp 变异,设计了基因内 分子标记 Gltg3-1,该标记能特异区分 qLTG3-1 等位基因之间的 18 bp 差异;利用该标记对 111 份华南籼稻进行 基因型鉴定,扩增结果为 D 带型（有 18 bp 缺失）有 51 份,R 带型（无 18 bp 缺失）有 53 份,还有 7 份为杂合 型。依据带型将水稻品种 / 系分为 2 组,统计 2 组品种 / 系的低温发芽力差异,结果表明组间无显著差异。由于 在籼稻中无法根据 qLTG3-1 的 18 bp 变异判定低温发芽力的强弱,因此在水稻品种改良中需要对不同供体来源 的 qLTG3-1 等位基因的效应进行评价。通过对单片段代换系的低温发芽力鉴定发现,来源于南洋占的 qLTG3-1 能显著提高华粳籼 74 的低温发芽力。【结论】在 qLTG3-1 中广泛存在的 18 bp 变异与低温发芽力无对应关系; 来源于南洋占的 qLTG3-1 可用于提高水稻低温发芽力的改良,用分子标记 Gltg3-1 可以在杂交后代中准确地选 择目标基因。     

水稻耐冷基因研究进展

低温冷害是影响水稻高产、稳产的重要限制因素之一.鉴定优异的耐冷种质资源,采用合适的方法发掘其优异的基因源,通过分子育种等手段高效和精确地培育耐冷的水稻品种,是解决上述低温冷害的关键.加快耐冷性状的改良对促进水稻的高产、稳产具有重要意义.以水稻耐冷基因研究为核心,综合述评了水稻耐冷QTL定位、克隆和水稻耐冷转录因子调控,探讨了水稻耐冷相关基因研究存在的问题.由于以往耐冷QTL定位的精度有限,很难在分子育种中应用;且已克隆的耐冷相关基因由于其耐冷机制的复杂性,在育种中的应用也很少.联合连锁和关联分析可以提高QTL检测的效应和定位精度.因此,利用联合连锁和关联定位方法,挖掘耐冷基因,构建高效的水稻耐冷基因精细定位的策略,并应用于分子育种,值得深入研究.     

一个锌指结合蛋白编码基因调控水稻种子萌发

【目的】致力于挖掘水稻低温萌发力(LTG)相关基因,并解析其分子作用机理,为水稻低温萌发力遗传改良和分子育种提供理论基础。【方法】利用已有的不同水稻品种低温萌发转录组测序数据筛选差异表达基因,构建目的基因的遗传转化材料,通过转基因材料的萌发试验鉴定目的基因功能。【结果】OsYIPL1编码Yippee家族锌指结合蛋白,在高LTG品种中高表达,被选作深入研究的对象。时空表达结果显示,OsYIPL1在水稻花药和幼胚等组织中高表达。通过遗传转化获得两个过表达株系OX-1、OX-2,其T₂代种子用于常温(28℃)和低温(13℃)萌发试验。当OsYIPL1表达量升高到野生型的44.5倍(OX-1)时,其种子在常温下的萌发率比野生型平均提高18.3%;当OsYIPL1表达量升高到野生型的88.9倍(OX-2)时,其种子在常温下的萌发率比野生型平均降低54.5%。低温下,过表达OsYIPL1均会降低种子的萌发力,OX-1和OX-2的低温萌发率比对照平均降低43.8%和81.5%。【结论】OsYIPL1参与调控水稻种子萌发过程,但在不同温度下的作用差异显著,其分子作用机理仍待进一步...     

亚热带区域水稻耐逆境生态育种的问题和对策

水稻主要种植在我国亚热带地区,高温干旱、淹涝、低温、低磷是它遇到的主要非生物逆境。水稻耐逆境生态育种主要采用分子标记辅助选择和转基因技术,改良的主要对象是杂交水稻亲本。不育系侧重于耐涝、耐旱、耐寒性状的分子设计,同时兼顾抗病性状的改良。恢复系主要开展耐低磷和抗除草剂性状的分子设计,同时兼顾抗虫性状的改良。通过不育系与恢复系的合理配组,获得耐多种逆境的杂交稻组合,利用耐逆境杂种优势。     

水稻直播相关性状遗传分析及分子机制研究进展

推广应用直播稻以替代水稻传统育苗移栽的栽培方式,是解决经济效益低、水资源浪费、温室气 体排放严重等目前水稻产业面临的一系列严重问题的有效方法。近年来我国直播稻推广迅速,但限制直播稻推 广的诸多关键制约因素,如杂草难以控制、直播出苗率低、出苗不整齐、倒伏等问题尚未有效解决。选育早期 活力强、耐厌氧和低温发芽、抗倒伏的水稻品种,是解决水稻直播关键制约因素的材料基础。水稻基因库中存 在大量相关优异性状和功能基因,鉴定和应用这些功能基因,通过现代分子育种技术培育适应直播的水稻品种, 是突破目前直播稻推广和应用瓶颈的关键。但长期以来水稻育种是围绕移栽的种植方式进行的,大量直播相关 性状的优异功能基因在现代品种中已经丢失。因此必须利用现代基因组学技术,从更广泛的多样性种质资源中 挖掘优异功能基因,剖析控制相关性状的分子调控机制,加快推进精准选育适应直播的水稻品种进程。围绕目 前水稻直播亟需解决的早期生长活力、厌氧发芽、低温发芽以及抗倒伏性状,综述了这些性状目前在种质资源 挖掘、性状遗传分析、功能基因克隆和分子机制研究等方面的进展,展望了这些研究进展在相关性状改良和适 合直播水稻品种选育方面的应用前景,为水稻直播相关性状的基础理论研究和育种应用研究提供参考。     

水稻低温冷害研究现状探讨

介绍了水稻低温冷害的类型与作用机制,综述了水稻低温冷害的研究现状,以期为今后水稻低温冷害研究提供科学依据。     

孕穗期不同低温对水稻空壳率的影响

为了降低低温对水稻生产造成的损失,以水稻品种龙稻5号和东农428为材料,采用盆栽种植方式于孕穗期进行低温处理,研究孕穗期低温对水稻空壳率的影响。结果表明:随着低温强度降低及时间延长,水稻空壳率显著增加。水稻品种龙稻5号较东农428更具耐冷性。     

不同时期低温对水稻产量的影响

以三种品种水稻为试验材料,研究不同生长阶段低温下不同品种水稻产量性状的关系。试验结果表明,低温对三种水稻穗的形成起到了同样的抑制作用;9023品种水稻和9036品种水稻均为在抽穗期时期穗重性状对低温的敏感程度最大,拔节期次之,分蘖期程度最小;拔节期前对水稻进行低温处理时9023品种与9036品种水稻结实率稍有下降,9035品种结实率增长;抽穗期低温对三种水稻都有明显的抑制作用。     

低温冷害对黑龙江水稻栽培的影响及预防措施

黑龙江省的气候寒冷,在水稻栽培期间经常会出现低温冷害,给水稻的生长造成了一系列不利的影响,水稻产量也会随之下降。因此,对低温冷害的预防工作一直是水稻栽培的重中之重。本文分析了低温冷害的类型及其对黑龙江省水稻栽培的影响,并提出行之有效的预防措施,以期抵御低温冷害的发生,促进水稻生产健康发展。     

水稻抗低温冷害栽培技术

通过对低温冷害对于水稻生产的影响程度、低温冷害的主要类型两方面的阐述,对水稻抗低温冷害栽培技术进行阐述、分析,并对水稻抗低温冷害栽培技术的大趋势做出预测。     

通辽地区水稻冷害原因及防御措施浅析

水稻上的低温冷害,是指在水稻生育期间,因气温比平常年显著降低,影响水稻生育而造成减产的灾害。导致水稻冷害的低温,并不是使水稻植株冻结的低温,与单纯霜害或园艺作物受冻害的性质都不同。     

水稻低温冷害的类型及防御措施

水稻低温冷害是由于低温导致水稻不能正常生长发育。而造成减产的灾害。水稻低温冷害类型有：营养生长期延迟型冷害;花粉母细胞减数分裂期冷害：抽穗扬花期障碍型冷害：水稻灌浆期冷害。因此水稻要想抗低温夺高产,需因地制宜选择优质品种,并提高栽培技术等,避免及减少上述灾害的发生。