南方水稻黑条矮缩病抗病遗传资源与分子机理研究进展

南方水稻黑条矮缩病（Souther rice black-streaked dwarf virus disease, SRBSDVD）是依靠白背飞虱（Sogatella furcifera）为传播介体，由南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus，SRBSDV）侵染引起的一种水稻病毒病。该病害于 2001 年在我国华南地区首次被发现，随后发生面积不断扩大，危害逐年加重，已成为近年来危害中国南方稻区水稻生产的重要病害之一。白背飞虱迁飞性强、种群数量大、传毒持久等特点，导致化学农药防虫治病效果并不理想，至今还未有可持续和绿色控制 SRBSDVD 的手段。根据病原病毒的爆发性及其传播介体白背飞虱的生物学特性，预计该病害在未来较长的一段时期内将是我国最严重的水稻病害之一，很有可能再次暴发流行。因此，当前生产上急需培育出能够抵御 SRBSDVD 的抗性水稻品种。本文综述了 SRBSDVD 的发病规律、抗病种质资源的收集与评估、抗病基因或数量性状位点（QTL）的精确定位，以及这些抗性基因的分子作用机制，进一步探讨了利用现代分子生物学技术，包括分子标记辅助选择、基因沉默（RNAi）和基因编辑等技术加快 SRBSDVD 抗病品种的选育，可为今后有效控制 SRBSDVD 提供基础。     

创新数字应用 打造“码”上供电所

传统供电所管理中,很多基础资料需要工作人员用笔记录,费时费力。国网河北景县供电公司紧跟时代步伐,认真落实数字化转型工作要求,创新应用二维码工具,强化数字化应用水平,打造码上供电所,规范了供电所基础管理,提高了工作效率,为工作溯源提供了便利。     

鸡肝碱性磷酸酶的分离纯化及其部分性质的研究

经过匀浆、正丁醇处理、硫酸铵分级分离、DEAE-纤维素离子交换柱层析、SephadexG-75凝胶过滤等步骤,从鸡肝中部分纯化了碱性磷酸酶。以对硝基苯磷酸二钠(PNPP)为底物,测得该酶的最适pH为10.5,最适温度为40℃,Km=0.521mmol·L-1。甲醇、乙二醇与丙三醇均对其活性有不同程度的抑制作用。     

水稻籼粳性特异分子标记的筛选与判别体系的建立

【目的】准确区分水稻的籼粳性在籼粳亚种杂种优势利用和进化研究等方面具有重要意义。根据在籼稻和粳稻中存在的核苷酸序列差异设计的分子标记,已被广泛应用于水稻籼粳性的判别中。但是已公布的这些籼粳性判别分子标记在遗传背景多样的实验材料中是否仍然表现出籼粳特异性尚未可知;此外,目前籼粳性的判别多是基于待测品系与 2 个对照品种的比较,无法反映待测品系与籼（粳）亚种群体的籼粳相似性。因此,需要筛选出一套能在多样性遗传材料中都表现出籼粳性特异的分子标记,并建立籼粳组群判别体系客观判别水稻的籼粳性。【方法】在能代表世界水稻遗传多样性的水稻多样性种质平台 2（RDP2）中,利用 7 万个 SNP分子标记的基因型,选取保留群体遗传多样性的 92 份水稻品种（系）,对已知的 51 对用于籼粳性判别的分子标记进行筛选;并根据籼粳特异性分子标记的聚类结果,选取 5 份籼稻和 5 份粳稻组成籼稻和粳稻判别组,利用籼性判别值量化水稻籼粳性。【结果】在 51 对分子标记中筛选到 24 对籼粳特异性强的分子标记（在籼 / 粳稻群中出现专一带型的频率均高于 69.5%）,它们均匀分布在水稻 12 条染色体上。根据籼粳特异分子标记的带型结果,92 份品种（系）可分为籼稻和粳稻 2 个组群,聚类结果与这些品种（系）已知的籼粳性完全吻合。根据聚类结果,构建了组群判别体系,随机选取 10 份品种（系）对其籼性判别值进行计算,其中 1 份偏籼品系、1 份偏粳品系、4 份籼稻品系、4 份粳稻品系,准确地实现了对其籼粳性的量化判别。【结论】筛选出一套可在 遗传背景丰富的材料中进行籼粳性鉴定的分子标记,并基于籼粳组群建立了一套籼粳判别体系,高效准确判别水稻的籼粳性。     

181份多样性籼稻种质苗期和成熟期镉积累表型评价

近年来,中国稻米镉污染问题较为严重,对人们生活和健康带来严重的威胁。选育低镉积累水稻品种是解决此问题最简单有效的途径,而筛选低镉积累水稻资源是低镉积累水稻品种选育的前提和基础。本研究以引进的来自31个国家(地区)的181份多样性丰富的籼稻种质为研究材料,利用水培和中度镉污染的农田分别对这些种质的苗期地上部分镉吸收和成熟期稻米镉积累进行测定。研究结果表明,苗期地上部分和成熟期稻米镉积累量在品种间有很大差异。苗期地上部分镉含量变异范围为9.90~106.80 mg/kg,而稻米镉含量的变异范围为0.12~1.23 mg/kg。鉴定出稻米镉含量低于0.20 mg/kg的种质3份,地上部和稻米镉含量均较高的种质16份。相关性分析结果表明,苗期镉吸收与稻米镉积累极显著相关(r=0.3861, p0.000 1),苗期镉吸收低的稻种,其稻米镉含量亦相对较低,苗期镉吸收可作为稻米镉累积的重要指示之一。本研究结果为籼稻低镉积累品种选育和镉污染农田的植物修复提供良好的材料基础。     

转基因耐除草剂大豆及产品中外源成分检测方法的建立

分别从DNA和蛋白质2个水平上对转基因耐除草剂大豆及其产品的检测方法进行了研究．设计合成引物检测大豆内参照基因Lectin（大豆凝集素）及转基因抗除草剂Roundup Ready大豆外源基因,包括来自土壤细菌Agrobacterium tumefaciens株系CP4的5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶（5-enolpyruvylshikimate-3phosphate synthase,EPSPS）基因、花椰菜花叶病毒（Cauliflower mosaicvirus,CaMV）35S启动子、胭脂碱合酶3’端的转录终止子（nopaline synthase,NOS）．应用优化的常规PCR方法,对大豆及其加工产品进行了检测,检测灵敏度可达0．1％．通过PCR方法从转基因大豆中扩增出CP4-EPSPS基因,在大肠杆菌中表达,利用表达的外源蛋白质作为抗原免疫家免,得到该蛋白质的多克隆抗体,并建立了一套基于蛋白质印迹杂交（western hybridization）的检测转基因大豆及其粗加工品的方法,其检测极限达到1％以下．此两方法互相配合,互相印证,有助于规范化转基因检测方法的建立．     

基于单片段代换系的水稻苗高QTL定位和上位性效应分析

目的 挖掘控制水稻苗高的稳定QTL,并分析其上位性效应,为水稻苗高的分子育种提供QTL和理论参考。方法 以IR65598-112-2为供体、优良品种‘华粳籼74’为受体的单片段代换系(Single segment substitution line,SSSL)为材料,通过测定SSSL与‘华粳籼74’的苗高差异,对苗高QTL进行定位;通过代换作图缩小QTL的区间,并分析2个苗高QTL的上位性效应。结果 在第3号染色体长臂端定位到2个相邻的苗高QTLs (qSH3-1和qSH3-2),分别位于第3号染色体的32.59—33.08 Mb和33.16—34.81 Mb区间,长度分别为0.49和1.65 Mb;加性效应分别为-0.86和-1.09 cm;加性效应表型贡献值分别为-4.14%和-5.15%;包含这2个QTL的SSSL的苗高与‘华粳籼74’无显著差异。结论 本研究定位到2个苗高QTL,这2个QTL之间可能存在显著的上位性。     

水稻抽穗开花期耐热种质资源的筛选鉴定

在水稻抽穗开花期于人工气候箱以每日35.0℃以上高温10 h、日平均温度33.5℃连续7 d对来自11个国家、具有广泛多样性的28个品种(系)进行高温处理和耐热性鉴定.结果表明,热处理后其结实率在0.6%～58.7%之间,耐热指数为0.01～0.85.其中,"赣香糯"和"N22"耐热性最强,耐热指数为0.84和0.85.选用对籼粳性具有专一分辨力的24个SSR和InDel标记对测试品种(系)进行籼粳性分析,并分析籼粳性与耐热性的关系.结果显示,品种的籼性度与耐热性显著正相关(P<0.05),表明在籼稻资源中进行耐热性筛选将有更大的机会获得强耐热性的稻种资源.     

FCS-Like锌指蛋白OsFLZ18在调控水稻抽穗期中的作用

【目的】 抽穗期是水稻重要的农艺性状,适时抽穗是确保水稻产量和区域适应性的关键因素。然而,水稻抽穗期调控的基因及其调控网络仍需进一步研究。已知FCS-like锌指蛋白是植物特有且在植物生长发育和逆境响应过程中发挥重要作用的蛋白家族,但其调控植物开花的功能未知。研究OsFLZs在调控水稻抽穗期中的功能,有助于完善水稻抽穗期调控网络,同时为抽穗期遗传育种提供新的理论基础和基因资源。【方法】 根据RGAP数据库公布的基因序列,构建OsFLZ18的过量表达载体和CRISPR-Cas9敲除载体,通过农杆菌介导的遗传转化方法转化日本晴愈伤组织,从而获得相应的水稻转基因植株;利用PCR技术筛选并鉴定OsFLZ18敲除纯合株系;在水稻生长过程中,调查过量表达、敲除植株和日本晴植株的抽穗时间;采用qRT-PCR方法分析OsFLZ18的时空表达模式,昼夜节律性以及OsFLZ18对抽穗期调控基因表达的影响;通过酵母双杂交试验验证OsFLZ18与调控水稻抽穗期关键因子的相互作用。【结果】 OsFLZ18的表达无明显组织特异性,在14 d的幼苗中表达量最高,其次是分蘖期的叶鞘和叶片,以及生殖生长阶段的茎和幼穗;成功构建了OsFLZ18-CRISPR载体,并转入粳稻日本晴中,筛选并鉴定获得2个CRISPR敲除纯合突变体。采用表达量较高的2个OE植株（OE-2和OE-3）以及纯合的敲除植株（CRISPR-21和CRISPR-25）进行抽穗期表型观察。结果发现,在广州自然短日照和自然长日照条件下,OE植株均出现明显的晚花表型,但是CRISPR敲除植株的抽穗时间较野生型无明显差异。qRT-PCR结果表明,在人工短日照条件下,与野生型相比,OE-2植株中Ehd1、Hd3a、RFT1的表达量明显被抑制,但Hd1的表达量没有明显的变化。酵母双杂交试验表明OsFLZ18和正向调控水稻抽穗期的转录因子OsMADS51存在互作。同时,OsFLZ18的表达量存在昼夜节律性,在白天表达量低,夜晚表达量高,并在半夜达到最高值。【结论】 过量表达OsFLZ18可以导致水稻延迟抽穗。     

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。