检索结果-内蒙古大学图书馆

昆虫学报 2017年第10期60卷 1129-1140页

作者：李凯龙傅强王渭霞赖凤香万品俊中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州3100062 湖南省粮油产品质量监测中心长沙410201

【目的】蜕皮激素(ecdysone)是调控昆虫生长发育和繁殖的重要激素,其合成主要由5个称为Halloween基因编码的细胞色素P450(spook/CYP307A1,Phantom/CYP306A1,disembodied/CYP302A1,shadow/CYP315A1和shade/CYP314A1)参与。褐飞虱Nilaparvata lugens系东南亚和东亚地区危害最为严重的水稻害虫之一,以蜕皮激素调控基因为靶标,应用RNAi技术防控褐飞虱正逐步成为研究热点。本研究旨在揭示褐飞虱体内Halloween基因的功能,为褐飞虱的防控和新农药的开发提供理论依据。【方法】本研究基于褐飞虱基因组和转录组数据,利用RT-PCR技术克隆了参与蜕皮激素合成的5个Halloween基因;利用生物信息学软件预测分析其编码蛋白的结构特性;利用MEGA5.0邻接法构建系统进化树;利用实时荧光定量PCR技术研究其时空表达特征;利用注射法RNAi技术分析Cyp314a1基因表达下调对褐飞虱生长发育和繁殖的影响。【结果】克隆获得褐飞虱的5个Halloween基因,即NlCyp307a1(Gen Bank登录号:KM217014.1),NlCyp306a1(Gen Bank登录号:KM217013.1),NlCyp302a1(Gen Bank登录号:KM216995.1),NlCyp315a1(Gen Bank登录号:KM216998.1)和NlCyp314a1(Gen Bank登录号:KU928172)。进化分析表明,这5个基因分属于CYP2和线粒体两大类群,并与各自的同源基因聚类在一起,说明Halloween基因和蜕皮激素合成途径在昆虫进化过程中十分保守。Nl CYP314A1具有5个P450的保守结构域和两个跨膜结构域,是典型的线粒体酶。qRT-PCR检测结果显示,5个Halloween基因的表达量在整个褐飞虱5龄若虫期内呈现波动状,且均在5龄若虫蜕皮后的24 h和60 h出现表达量峰值。NlCyp314a1在褐飞虱发育各个龄期均表达,且在成虫中表达量最高;NlCyp314a1在胸部表达量较头部和腹部高,其在脂肪体中的表达量最高,其次是在足、表皮、翅芽中,中肠中表达量最低。利用注射法RNAi对NlCyp314a1基因进行沉默后,NlCyp314a1的表达量在注射后第4天较对照极显著降低84.6%(P<0.01),同时蜕皮激素通路下游的响应关键基因Nl FTZ-F1的表达量较对照极显著降低64.1%(P<0.01)。表型观察发现,NlCyp314a1表达量的下调导致了褐飞虱蜕皮困难,出现畸形虫体,第7天死亡率大于95%,且NlCyp314a1表达量的下调导致了褐飞虱卵巢发育畸形。【结论】褐飞虱蜕皮激素合成相关的Halloween基因在进化上非常保守,Halloween基因功能的研究揭示了褐飞虱体内Halloween基因对于褐飞虱蜕皮和繁殖的重要性。其表达水平的降低导致了褐飞虱生长发育和繁殖受阻,提示褐飞虱Halloween基因可用于褐飞虱蜕皮和繁殖进程的调控,同样也为Halloween基因在褐飞虱防治方面的潜在应用提供了依据。

关键词：褐飞虱蜕皮激素 Halloween基因基因表达蜕皮繁殖

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水稻抗稻瘟病突变体lmm326的鉴定与调控通路初步分析

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中国水稻科学 2017年第4期31卷 335-344页

作者：徐婷婷余宁张迎信毕真真吴玮勋曹永润王备芳张越轩丹丹陈代波占小登程式华曹立勇中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室/浙江省超级稻研究重点实验室杭州311401 河南农业大学河南粮食作物协同创新中心郑州450002

【目的】绝大多数水稻类病斑突变体中免疫系统被激活可以有效提升其对稻瘟病的抗性,为进一步解析类病斑突变体抗病的分子机制,对类病斑突变体lmm326进行了研究。【方法】lmm326是粳稻中花11通过EMS辐射诱变,经多代自交和回交获得的一个... 详细信息

【目的】绝大多数水稻类病斑突变体中免疫系统被激活可以有效提升其对稻瘟病的抗性,为进一步解析类病斑突变体抗病的分子机制,对类病斑突变体lmm326进行了研究。【方法】lmm326是粳稻中花11通过EMS辐射诱变,经多代自交和回交获得的一个类病斑突变体,并将突变体分别与中花11和Dular杂交获得的F_2群体用于遗传分析,采用图位克隆的方法对目的基因进行精细定位。【结果】5叶期时,该突变体下部叶片表面开始出现类病斑表型;与野生型相比,突变体叶片光合色素含量、净光合速率、株高、结实率、单株有效分蘖数、千粒重等显著下降;突变体带病斑叶片中死亡细胞数量及过氧化氢的积累量明显多于野生型;突变体相较于野生型对4个已鉴定的稻瘟病生理小种的抗性明显提高。遗传分析表明该性状由一对单隐性核基因控制。采用图位克隆方法将该基因定位在第1染色体长臂端38kb的区间内,其中包含6个开放阅读框。测序发现基因Os01g0919900第2外显子上对应CDS的第433位碱基由C突变成T,最终导致其编码蛋白的第145个氨基酸由苯丙氨酸(F)变为亮氨酸(L)。qRT-PCR结果显示,与野生型相比,lmm326中参与水杨酸信号通路的防卫基因显著上调表达。【结论】LMM326与OsSSI2互为等位基因,该基因可能参与负调控水杨酸信号转导途径,其突变激活了水稻体内的防卫反应。

关键词：水稻稻瘟病防卫反应类病斑

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持续淹水对水稻镉吸收的影响及其调控机理

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中国农业科学 2017年第17期50卷 3300-3310页

作者：陈江民杨永杰黄奇娜胡培松唐绍清吴立群王建龙邵国胜湖南农业大学/南方粮油作物协同创新中心中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室湖南金健种业科技有限公司

【目的】研究持续淹水对不同镉(Cadmium,Cd)积累水稻品种Cd含量的影响,通过分析持续淹水条件下土壤有效性Cd、植株Cd含量以及水稻根系Cd吸收转运关键基因表达,揭示持续淹水对水稻Cd积累的作用及其调控机制。【方法】采用水稻品种辐品36(... 详细信息

【目的】研究持续淹水对不同镉(Cadmium,Cd)积累水稻品种Cd含量的影响,通过分析持续淹水条件下土壤有效性Cd、植株Cd含量以及水稻根系Cd吸收转运关键基因表达,揭示持续淹水对水稻Cd积累的作用及其调控机制。【方法】采用水稻品种辐品36(FP36,Cd高积累品种)和中嘉早17(ZJZ17,Cd低积累品种),盆栽条件下(外源加入1.5 mg·kg-1 Cd Cl2)于水稻分蘖始期开始持续淹水处理,分蘖盛期取样分析植株Cd含量及Cd转运相关基因表达情况,测定土壤中有效性Cd、Fe、Mn含量和根膜Cd、Fe和Mn含量。相同处理继续培养至水稻完熟期,收获植株和稻米并测定Cd含量和产量。【结果】在Cd污染土壤条件下,与正常灌溉处理相比,持续淹水显著降低了分蘖盛期水稻FP36和ZJZ17的Cd含量,根部降幅分别为39.5%和33.9%,地上部降幅分别为62.1%和71.7%。在完熟期也表现相同作用效果,持续淹水显著降低完熟期水稻FP36和ZJZ17根部、地上部和稻米中Cd含量,FP36根部、地上部和稻米分别降低36.4%、43.7%和36.8%,ZJZ17分别降低62.5%、61.5%和55.4%。研究发现,持续淹水显著降低了两个水稻品种的土壤有效性Cd含量(降幅分别为12.1%和17.7%)和根膜中Cd的含量(降幅分别为52.2%和43.1%)。Cd胁迫下,持续淹水增加了土壤有效性Fe(增幅分别为23.7%和10.3%)和有效性Mn含量(增幅分别为24.5%和43.9%),也使根膜中Fe(增幅分别为83.1%和81.5%)和Mn含量(增幅分别为41.5%和27.7%)显著增加。更为重要的是,持续淹水显著下调了两个水稻品种根部Os Nramp1(58.3%和58.0%)和Os LCD(21.6%和17.8%)基因的相对表达量。【结论】持续淹水通过降低土壤有效性Cd含量和抑制Cd吸收基因表达(Os Nramp1和Os LCD)的双重调控作用,降低了水稻对Cd的吸收和积累。

关键词：水稻镉转运蛋白铁锰

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基于移动终端的稻田飞虱调查方法

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昆虫学报 2019年第5期62卷 615-623页

作者：俞佩仕郭龙军姚青杨保军唐健许渭根陈渝阳朱旭华陈宏明张晨光段德康贝文勇彭晴晖浙江理工大学信息学院杭州310018 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006 浙江省植物保护检疫局杭州310020 浙江托普云农科技股份有限公司杭州310015 浙江省象山县农业技术推广中心植保站浙江宁波315700 浙江省龙游县农业局植物保护检疫站浙江衢州324400 江西省万安县植保植检站江西吉安343800 广西壮族自治区昭平县农业局病虫测报站广西贺州546800 湖南省邵东县农业局植保植检站湖南邵阳422800

【目的】建立一种基于移动终端的稻田飞虱调查方法,以减轻测报人员劳动强度,提高稻田飞虱调查的客观性,实现稻飞虱调查结果可追溯。【方法】利用Android相机、可伸缩手持杆和装载控制相机APP的Android手机研制了稻田飞虱图像采集仪。在A... 详细信息

【目的】建立一种基于移动终端的稻田飞虱调查方法,以减轻测报人员劳动强度,提高稻田飞虱调查的客观性,实现稻飞虱调查结果可追溯。【方法】利用Android相机、可伸缩手持杆和装载控制相机APP的Android手机研制了稻田飞虱图像采集仪。在Android开发环境下,利用socket通信和视频编码等技术,实现Android相机的视频采集与编码模块、视频传输模块和相机命令控制模块等。利用Android NDK开发和Java web等技术,实现手机端的视频预览模块、手机控制模块、图像上传模块等。相机实时拍摄的视频将压缩成H.264格式,通过RTSP/RTP协议控制其传输至手机端。手机端通过解压缩,实现实时预览相机所拍摄的视频,并控制相机拍摄水稻茎基部飞虱图像,同时将图像传输到手机端。稻飞虱识别算法部署在云服务器上。手机端可选择稻飞虱图像上传至云服务器,云服务器运行稻飞虱自动识别算法,结果返回至手机端。【结果】基于移动终端的稻田飞虱调查方法利用手机可以实时预览相机拍摄的水稻茎基部飞虱画面,控制相机拍照。云服务器上稻飞虱自动识别算法对图像中的飞虱平均检测率为86.9%,虚警率为11.2%;对稻飞虱各虫态平均检测率为81.7%,虚警率为16.6%。【结论】基于移动终端的稻田飞虱调查方法可以便捷地采集到水稻茎基部飞虱图像,实现稻田飞虱不同虫态的识别与计数。该方法可大大减轻测报人员的劳动量,避免稻飞虱田间调查的主观性,实现稻飞虱田间调查的可追溯。

关键词：稻飞虱田间调查图像识别自动计数 Android手机 Android相机

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植物响应缺钾胁迫的机制及提高钾利用效率的策略

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植物学报 2017年第1期52卷 89-101页

作者：陈光高振宇徐国华中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

钾是植物体内含量最大的阳离子,在植物生长发育过程的诸多生理生化反应中起关键作用。缺钾会抑制植株根系的生长,使根冠比降低;同时阻碍光合产物的合成和向韧皮部转运,导致生物量下降。因此,提高植物钾营养的吸收转运和利用效率对于作... 详细信息

钾是植物体内含量最大的阳离子,在植物生长发育过程的诸多生理生化反应中起关键作用。缺钾会抑制植株根系的生长,使根冠比降低;同时阻碍光合产物的合成和向韧皮部转运,导致生物量下降。因此,提高植物钾营养的吸收转运和利用效率对于作物品种改良和增产具有重要的理论和生产实践意义。该文综述了植物响应低钾的生理机制和提高植物钾利用效率的四大策略,并对改善钾营养吸收利用以提高作物产量和品质进行了讨论及展望。

关键词：植物钾营养缺钾钾利用效率

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超级早稻中早39叠盘暗出苗机插育秧模式增产机理和操作规程

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中国稻米 2017年第2期23卷 57-59页

作者：寿建尧杨长登戚航英吴森贤浙江省诸暨市农技推广中心浙江诸暨311800 中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室杭州310006

2011-2015年浙江省诸暨市对中早39进行了叠盘暗出苗机插育秧模式试验、示范和推广应用,经5年的试验、示范,明确了中早39叠盘暗出苗机插育秧模式的主要优点和增产机理,总结出了中早39叠盘暗出苗机插育秧技术的操作规程。

关键词：水稻叠盘暗出苗增产机理操作规程

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水稻微效千粒重QTL qTGW1.2a的验证

水稻微效千粒重QTL qTGW1.2a的验证

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2017年中国作物学会学术年会

作者：王文慧王琳琳樊叶杨庄杰云中国水稻研究所国家水稻改良中心/水稻生物学国家重点实验室

【研究背景】水稻是全球重要的粮食作物,粒重是水稻产量的构成因子之一,增加粒重对提高水稻产量具有重要作用。粒重是由多基因控制的复杂数量性状,已有多个控制粒重的QTL通过图位克隆的方法得以克隆。这些已克隆的QTL均具有效应大、贡... 详细信息

【研究背景】水稻是全球重要的粮食作物,粒重是水稻产量的构成因子之一,增加粒重对提高水稻产量具有重要作用。粒重是由多基因控制的复杂数量性状,已有多个控制粒重的QTL通过图位克隆的方法得以克隆。这些已克隆的QTL均具有效应大、贡献率高和能稳定遗传等特点。近年来水稻品种产量变化情况反映出微效QTL对于水稻品种产量的提高上发挥着不可或缺的作用。但是由于微效QTL效应小易受环境影响等特点,迄今为止仍未有关于粒重微效QTL被克隆的报道。目标区间分离、遗传背景基本一致的近等基因系（NIL）群体,可以有效消除遗传背景的干扰。并且这样的群体遗传结构稳定,能够在不同年份和环境重复开展试验,有效减少环境的干扰,更客观地评价目标QTL的效应。本实验室利用剩余杂合体构建目标区间分离、遗传背景基本一致的近等基因系群体,有效消除了遗传背景的干扰。能够在多年、多地稳定检测到微效千粒重QTL。前期我们在第1染色体上检测到1个控制千粒重的微效QTL qTGW1.2a,将其定位到RM11730-RM11762区间内。本研究继续对其进行验证并提高其定位精度。【材料与方法】从ZS97～3/MY46 BCF群体中筛选到分离区间为RM11730-Wn33304的交换单株1个,RM212-RM11800区间分离的交换单株1个。自交后获得对应的F2群体并进行标记检测。从中挑选出分离区间仍为RM11730-Wn33304的杂合单株2个,和分离区间为RM212-RM11762的交换单株1个,用于构建近等基因系。该3套NIL与BCF群体中检测到的分离区间为RM11730-Wn33304的交换单株构建的NIL共同种植于浙江杭州。采用随机区组设计,2个重复,每个株系10株。在RM11730-RM11762区间发展3对双亲呈多态性的Indel标记,对4套NIL群体进行标记检测。3对Indel标记分别为Wn32886,Wn33186和Wn33252。成熟后各株系混收中间5株,挑选600粒饱谷,采用SC-A型种子数粒仪测定千粒重、粒长和粒宽。通过SAS软件对同一群体不同基因型间的表型变异进行方差分析。【结果与分析】分析结果显示,分离区间为Wn32886-Wn33304的3套NIL均存在控制千粒重的QTL且增效等位基因均来自密阳46,加性效应分别为0.22g,0.23g和0.36g,贡献率为23.35%,26.15%和41.33%。在控制粒形的2个性状上,3套近等基因系在粒宽上均存在极显著差异（p<0.0001）,加性效应分别为0.02g,0.01g和0.03g,贡献率分别为23.35%,26.15%和41.33%。而且对粒宽的增效等位基因均来自密阳46。这些结果表明,qTGWl.2a对千粒重的作用是由粒宽决定的。而另1套NIL仅检测到粒宽的显著效应,且效应方向与其他3套相反,增效等位基因来在于珍汕97。【结论】应用4套近等基因系对水稻第1染色体长臂上微效千粒重QTL qTGW1.2a进行了遗传学验证,并通过比较每套近等基因系的QTL定位结果和分离区间的基因组位置,将其进一步界定在Wn32886和Wn33186之间的366kb的区间内。

关键词：水稻微效 QTL 验证

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应用水稻重组自交系及衍生群体定位抽穗期QTL

应用水稻重组自交系及衍生群体定位抽穗期QTL

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2017年中国作物学会学术年会

作者：孙志超陈俊宇朱玉君张振华樊叶杨庄杰云中国水稻研究所国家水稻改良中心/水稻生物学国家重点实验室

【研究背景】抽穗期是决定水稻品种地区和季节适应性的关键因素,属于受多基因控制的数量性状,表现为连续分布,控制其遗传的位点称为数量性状座位（QTL）。一般地,对抽穗期和产量性状同时具有较大效应的QTL,可用于选育长生长季的高产品种... 详细信息

【研究背景】抽穗期是决定水稻品种地区和季节适应性的关键因素,属于受多基因控制的数量性状,表现为连续分布,控制其遗传的位点称为数量性状座位（QTL）。一般地,对抽穗期和产量性状同时具有较大效应的QTL,可用于选育长生长季的高产品种,而一些效应小的多效性QTL能够用于微调抽穗期以实现水稻光温资源利用最大化。水稻抽穗期是发展最快的性状之一,抽穗期QTL经历了初定位到克隆的过程,目前,已经克隆的抽穗期QTL有15个,包括11个主效QTL,分是Hd1、Hd6、Hd3a、Ehd1、Ghd7、DTH3、DTH8/Ghd8、Ehd4、DTH7/OsPRR37/Ghd7.1、Hd16和RFT1,还有4个微效QTL,分别是dth3、Hd17、DTH2和Hd18;【材料与方法】本研究应用了1套重组自交系群体,由中籼品种特青/IRBB配组衍生,包含204个株系,IRBB是以IR24为背景、携带不同抗白叶枯病基因的近等基因系,特青和IR24均为三系恢复系。首先,3年同地种植重组自交系群体,考察抽穗期,应用QTLNetwork 2.0对3年数据联合分析;接着,通过标记检测,从重组自交系群体中筛选出2个剩余杂合体,自交获得2个F群体,分别包含251和250个株系,种植于浙江杭州和海南陵水,应用Windows QTL Ca rtographe r2.5对两季数据分别分析;【结果与分析】应用重组自交系群体检测到4个抽穗期QTL,分布于染色体3、5、10、12,QTL的平均加性效应为0.61d,平均贡献率为4.11%;抽穗期QTL加性效应小,可能是因为抽穗期分离小,另一方面,尽管这些QTL加性效应小,但能解释较高的表型变异,并且在3年试验中表现稳定,说明主效QTL不分离能促进微效QTL的检测。应用2个F群体共检测到12个抽穗期QTL,分布于染色体3、5、6、7、9、10、11、12,QTL的平均加性效应为0.64 d,平均贡献率为7.81%。比较发现,F群体检测到的QTL个数明显增多,能够解释的表型变异明显变大,说明利用遗传背景更加同质的次级群体,可以进一步提高微效抽穗期QTL的检测效率,而且重组自交系群体中控制抽穗期的QTL区间在F群体中均得到验证,但第10染色体长臂上的QTL区间在重组自交系群体和F群体中加性效应方向相反,可能存在2个不同的QTL;通过与已验证或克隆的抽穗期位点比较,发现本研究检测到的QTL中,有3个与已克隆位点重叠,2个与已精细定位的位点重叠,其它区间未见精细定位或克隆报道;【结论】结果表明,利用生态适应性相似的水稻品种配组构建定位群体,能够在固定主效抽穗期位点的基础上减小抽穗期变异,提高微效抽穗期QTL的检测效率,同时为一些容易受环境影响的性状QTL的检测提供新思路。

关键词：水稻(Oryza sativa L.) 抽穗期数量性状座位(QTL) 生态适应性剩余杂合体

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植保无人机飞行参数对稻田雾滴沉积分布特性和稻纵卷叶螟防效的影响

植保无人机飞行参数对稻田雾滴沉积分布特性和稻纵卷叶螟防效的影...

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中国植物保护学会2018年学术年会暨植保科技奖颁奖大会

作者：万品俊徐红星袁三跃王国荣李波何佳春傅强中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所杭州市萧山区农业技术推广中心

为探究植保无人机不同作业参数下稻田喷雾雾滴的沉积分布特性及其对稻纵卷叶螟防治效果,本文采用大疆多旋翼植保无人机进行了田间喷施甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂试验,研究了稻株垂直高度（上、中、下）的雾滴沉积分布特性和防治效果... 详细信息

为探究植保无人机不同作业参数下稻田喷雾雾滴的沉积分布特性及其对稻纵卷叶螟防治效果,本文采用大疆多旋翼植保无人机进行了田间喷施甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂试验,研究了稻株垂直高度（上、中、下）的雾滴沉积分布特性和防治效果。结果表明:飞行速度（3m/s、5m/s、7m/s）对雾滴沉积密度影响显著（P<0.05）,飞行高度（1m、1.5m、2m）影响不显著（P=0.38）,两者交互作用显著（P<0.05）;1m作业高度下,3m/s飞行速度下的整株雾滴沉积密度（上、中、下之和）为33.9个/cm,显著多于5m/s（4.0个/cm）和7m/s（3.5个/cm）飞行速度的雾滴沉积密度,后两者无显著差异;1.5m和2m作业高度下,各飞行速度下的雾滴覆盖密度无显著差异（P>0.05）;3m/s飞行速度下,1m、1.5m、2m作业高度下稻株上层雾滴覆盖密度变异系数为106.4%、112.8%、254.5%,总体上略小于5m/s和7m/s飞行速度下各作业高度下的雾滴覆盖密度变异系数（分别为189.0%、160.2%、185.6%;250.9%、164.3%、189.1%）;从稻株下层雾滴的分布特性来看,各飞行速度下,5m/s飞行速度且1.5m飞行高度的作业参数下,下层雾滴覆盖密度占整稻株雾滴覆盖密度的比值最高（30%,上、中层分别为37.0%、33.0%）,其次是7m/s且1.5m飞行高度的作业参数（上、中、下层占比分别为52.3%、31.4%、16.4%）,7m/s飞行速度且2.0m飞行高度的作业参数条件下的底层占比最低（上、中、下层占比分别为77.2%、17.7%和5.1%）;从对稻纵卷叶螟的防治效果来看,3m/s、5m/s、7m/s飞行速度的防效分别为46.7%～74.0%、47.5%～53.3%、67.3%～82.5%,各处理间的防效差异较大。本研究结果可为植保无人机田间喷雾作业参数确定、作业条件的选择和田间作业规范的制定提供参考。

关键词：多旋翼植保无人机飞行参数稻田雾滴沉积分布稻纵卷叶螟防效

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水稻微效千粒重QTL qTGW1.2b的精细定位

水稻微效千粒重QTL qTGW1.2b的精细定位

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2017年中国作物学会学术年会

作者：王琳琳王文慧樊叶杨庄杰云中国水稻研究所国家水稻改良中心/水稻生物学国家重点实验室

【研究背景】千粒重作为稻谷产量的直接决定性因素之一,其高低与粒长和粒宽密切相关,而谷粒形状本身往往决定着稻米的外观品质及加工品质,分离鉴定控制水稻粒重和粒形的数量性状QTL,不单有助于我们深入了解水稻粒重和粒形的分子遗传机理... 详细信息

【研究背景】千粒重作为稻谷产量的直接决定性因素之一,其高低与粒长和粒宽密切相关,而谷粒形状本身往往决定着稻米的外观品质及加工品质,分离鉴定控制水稻粒重和粒形的数量性状QTL,不单有助于我们深入了解水稻粒重和粒形的分子遗传机理,更为水稻高产优质分子育种提供了有力的依据。经典数量遗传学认为,数量性状是由少数几个主效QTL和多个微效QTL共同控制,微效QTL对于数量性状的表型变异具有重要作用;然而目前已克隆的粒重QTL均为主效QTL,未见微效粒重QTL克隆的报导,因此,有必要对控制水稻粒重的微效QTL进行研究。【材料与方法】在前期研究中,我们应用籼稻组合珍汕97～3/密阳46衍生的高倍回交群体,在第1染色体长臂12 Mb的区域内检测到了3个千粒重QTL qTGW1.2a、qTGW1.2b和qTGW1.2c,其中,qTGW1.2b位于RM11781和Wn34526之间372 kb的区域内。本研究通过发展分离区间更小且相互交叠的近等基因系（NIL）,对千粒重QTL qTGW1.2b进行了精细定位和候选基因分析。【结果与分析】为了验证qTGW1.2b的效应,首先从珍汕97～3/密阳46的BCF群体中筛选出1个在水稻第1染色体长臂RM212-RM11787区间呈杂合的单株,应用分子标记检测其衍生的BCF群体,筛选出在RM11787和Wn33304-RM11787区间呈杂合的单株各1个,种植2个单株自交衍生的1个BCF和3个BCF群体,并在目标区间增加4个InDel标记,通过标记检测挑选其中的珍汕97纯合型和密阳46纯合型材料,自交收获种子,产生4套近等基因系。各套近等基因系表型变异的双因素方差分析结果表明,每套近等基因系均存在千粒重QTL的分离,加性效应为0.16～0.30g,增效等位基因均来自密阳46,同时对粒长具显著作用。经比较各套近等基因系的分离区间,可将qTGW1.2b的位置缩小至108 kb的区间内。其中1套近等基因系分别在浙江杭州和海南陵水两地种植,在两地均检测到了显著的QTL效应,加性效应分别为0.15 g和0.16 g,说明qTGW1.2b能在不同环境下稳定表现。为进一步对qTGW1.2b进行精细定位,从上述BCF群体中筛选出2个杂合单株,经过连续自交和标记检测,构建了3套BCF近等基因系。3套近等基因系表型变异的双因素方差分析结果表明,每套近等基因系均存在千粒重QTL的分离,加性效应为0.1.2～0.18g,增效等位基因均来自密阳46,同时对粒长具显著作用。经比较各套近等基因系的分离区间,最终将qTGW1.2b精细定位至44 kb的区间内。【结论】本研究通过7套近等基因系将qTGW1.2b精细定位至44 kb的区间内,该区间内包含6个候选基因,经双亲比较测序发现,ORF5的编码区存在1个SNP和1处3碱基的插入缺失,能够引起编码氨基酸的变化;此外,ORF5预测该基因能编码一种与胚乳生长和种子大小密切相关的蛋白,因此推断ORF5最有可能是qTGW1.2b。

关键词：水稻(Oryza sativa L.) 千粒重数量性状座位(QTL) 微效作用近等基因系

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