检索结果-内蒙古大学图书馆

中国水稻科学 2022年第3期36卷 248-258页

作者：梁敏敏张华丽陈俊宇戴冬青杜成兴王惠梅马良勇中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室/国家水稻改良中心杭州310006

【目的】创制新型抗稻瘟病香型早籼温敏核不育系,为高产优质杂交水稻选育提供资源。【方法】利用CRISPP/Cas9技术在水稻稻瘟病基因Pi21、温敏不育基因TMS5和香味基因Badh2的第1外显子处设计靶位点,构建多基因表达载体pC1300-2×35S:... 详细信息

【目的】创制新型抗稻瘟病香型早籼温敏核不育系,为高产优质杂交水稻选育提供资源。【方法】利用CRISPP/Cas9技术在水稻稻瘟病基因Pi21、温敏不育基因TMS5和香味基因Badh2的第1外显子处设计靶位点,构建多基因表达载体pC1300-2×35S::g^(TMS5)-g^(Badh2)-g^(Pi21),转化优质常规籼稻品种中早70,测序鉴定分析获得纯合阳性稳定株系。利用稻瘟病喷雾接种和打孔接种方法对稻瘟病基因Pi21的纯合突变株系进行稻瘟病抗性鉴定,利用GC-MS技术对Badh2纯合突变株系的香味物质2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量进行测定。【结果】在T_(0)转基因株系中,Pi21、TMS5和Badh2突变频率分别为87.5%、80.0%和87.5%,突变类型多为双等位突变。从T_(1)代中筛选不含载体骨架的纯合突变株系,获得两种三突变纯合株系。稻瘟病接种结果表明,与野生型相比,T_(2)代Pi21纯合变异株系的抗性显著提高。同时,接种后纯合突变体株系内相关防卫基因的表达量显著上调,ROS积累量也显著增加。tms5纯合变异株系表现出典型的温敏不育特性,TMS5基因的表达水平与野生型相比显著降低,高温下Ub_(L40)4基因的表达水平明显高于野生型。与野生型相比,在Badh2纯合突变体植株中Badh2的表达水平显著下调,并且香味物质2-AP含量极显著增加。【结论】利用CRISPR/Cas9技术成功对Pi21、TMS5和Badh2基因同时进行定向编辑,获得了具有高抗稻瘟病的香型温敏不育系,为高抗、香型不育系材料的选育提供参考,加快高产优质杂交水稻的选育。

关键词：水稻 CRISPR/Cas9 Badh2 Pi21 TMS5

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非洲栽培稻基因渗入系粒形和剑叶形态性状的QTL定位

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核农学报 2022年第3期36卷 509-516页

作者：杨莹莹李若思王一平袁筱萍章孟臣杨窑龙魏兴华冯跃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浙江杭州310006

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)... 详细信息

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)杂交衍生的包含188个株系的F_(2)和F_(2:3)群体为材料,对粒形性状包括粒长、粒宽、籽粒长宽比、千粒重,剑叶形态性状包括剑叶长、剑叶宽进行数量性状点位(QTL)检测。结果共检测到16个QTL,包括2个粒长QTL、3个粒宽QTL、2个籽粒长宽比QTL、2个千粒重QTL、1个剑叶长QTL、6个剑叶宽QTL,分布于第1、第6、第7、第10和第11号染色体上,贡献率为2.25%~25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL qGW7-1、qFLL10、qFLW10、qTGW7在F;和F;群体中被重复检测到,其中在第7号染色体RM3859-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高达17.10%,是一个来源于非洲栽培稻的新粒形QTL。本研究为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。

关键词：非洲栽培稻基因渗入系粒形剑叶 QTL定位

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水稻蒸煮品质相关QTL定位及候选基因分析

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生物工程学报 2024年第1期40卷 122-136页

作者：乐巧娜黄梓雯戴若惠李三峰李梦佳方媛王跃星饶玉春浙江师范大学生命科学学院浙江金华321004 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),分析候选基因,并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状,可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan,HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交... 详细信息

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL),分析候选基因,并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状,可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan,HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体为实验材料,测定成熟期稻米的糊化温度(gelatinization temperature,GT)、胶稠度(gel consistency,GC)和直链淀粉含量(amylose content,AC)。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位,共检测到26个与稻米蒸煮品质相关的QTLs(糊化温度相关位点1个、胶稠度相关位点13个、直链淀粉含量相关位点12个),其中最高奇数的可能性(likelihood of odd,LOD)值达30.24。通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析定位区间内候选基因的表达量,发现6个基因在双亲间的表达量差异显著,推测LOC_Os04g20270和LOC_Os11g40100的高表达可能会极大地提高稻米的胶稠度,而LOC_Os01g04920和LOC_Os02g17500的高表达以及LOC_Os03g02650和LOC_Os05g25840的低表达有助于降低直链淀粉含量。这些结果为培育优质水稻新品种奠定了分子基础,并为揭示稻米蒸煮品质的分子调控机制提供了重要的遗传资源。

关键词：水稻蒸煮品质数量性状基因座(QTL)分析候选基因

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根际饱和溶解氧对水稻分蘖期光合及生长特性的影响

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中国水稻科学 2024年第4期38卷 437-446页

作者：胡继杰胡志华张均华曹小闯金千瑜章志远朱练峰中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006 宁波市农业技术推广总站浙江宁波317000 江西省红壤研究所/国家红壤改良工程技术研究中心南昌331717

【目的】研究分蘖期根际饱和溶解氧对水稻光合及叶绿素荧光参数的调节作用,对提高水稻光能利用效率和优化水稻氧营养栽培理论具有重要意义。【方法】通过水培试验,以水稻、深水稻和旱稻3种生态类型水稻品种为试验材料,设置根际饱和溶解... 详细信息

【目的】研究分蘖期根际饱和溶解氧对水稻光合及叶绿素荧光参数的调节作用,对提高水稻光能利用效率和优化水稻氧营养栽培理论具有重要意义。【方法】通过水培试验,以水稻、深水稻和旱稻3种生态类型水稻品种为试验材料,设置根际饱和溶解氧(RSDO)和自然生长(CK)2种处理,分别测定水稻分蘖期叶绿素荧光参数、光合特性和干物质积累量等指标。【结果】根际饱和溶解氧条件下,水稻和深水稻叶片光响应曲线下降,且在光强高于500μmol/(m^(2)·s)时,与对照的光响应曲线差距变大。光响应曲线拟合结果表明,根际饱和溶解氧会降低水稻叶片最大净光合速率、表观量子效率(Q)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)。3个水稻品种在根际饱和溶解氧环境中光下最大光化学效率(F_(v)'/F_(m)')、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)均低于对照,非光化学猝灭(NPQ)和1-qP高于对照。根际饱和溶解氧能提高水稻夜间呼吸速率(R_(n))和胞间CO_(2)浓度(C_(i))。3个水稻品种叶片叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量均表现为RSDOCK。根际饱和溶解氧显著降低水稻和深水稻的地上部干物质量与叶面积指数,分别较对照下降12.6%、9.4%和9.2%、6.6%,旱稻品种处理间无显著差异。【结论】分蘖期根际饱和溶解氧抑制了水稻叶片光合色素合成,降低了叶片PSⅡ性能和光能利用效率,不利于水稻早期生长;相较于水稻和深水稻,旱稻对根际饱和溶解氧有更好的适应性。

关键词：水稻根际氧荧光参数光响应曲线光系统Ⅱ 叶绿素分蘖期

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一种水稻微效QTL精细定位和克隆新途径

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中国水稻科学 2021年第4期35卷 407-414页

作者：朱玉君左紫薇张振华樊叶杨中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室/国家水稻改良中心杭州 310006

水稻重要农艺性状一般由少数主效QTL和大量微效QTL共同控制.水稻主效QTL克隆已取得显著进展,而微效QTL由于遗传作用弱,表型鉴定易受测量误差影响,克隆进展缓慢,但微效QTL在水稻重要农艺性状调控中的作用不容忽视.本文介绍了一种水稻微效... 详细信息

水稻重要农艺性状一般由少数主效QTL和大量微效QTL共同控制.水稻主效QTL克隆已取得显著进展,而微效QTL由于遗传作用弱,表型鉴定易受测量误差影响,克隆进展缓慢,但微效QTL在水稻重要农艺性状调控中的作用不容忽视.本文介绍了一种水稻微效QTL精细定位和克隆的新途径.该途径包含2个阶段:1)应用剩余杂合体构建近等基因系群体进行目标QTL的精细定位;2)应用基因编辑技术创制候选基因突变体验证基因功能.应用该策略笔者所在团队在水稻第1染色体长臂精细定位了6个微效粒重和粒型QTL,并成功克隆首个微效粒重QTL.该技术可在方法上为水稻QTL克隆及新种质创制提供更多选择.

关键词：水稻粒型微效QTL 图位克隆

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利用高密度遗传图谱定位两种不同环境的水稻剑叶形态性状QTL差异

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中国稻米 2024年第6期30卷 29-34页

作者：王兴宇王静徐群章孟臣王珊孙燕飞魏兴华杨窑龙郭晓红冯跃黑龙江八一农垦大学农学院黑龙江大庆163319 中国水稻研究所/国家水稻改良中心/水稻生物育种全国重点实验室杭州310006

水稻剑叶形态性状是构成理想株型的重要因素之一,发掘新的控制剑叶形态性状的基因资源是提高水稻产量的重要途经。本研究利用高密度遗传图谱对在杭州和海南陵水种植的印度粳稻品种M494和中国籼稻品种中9B(Z9B)杂交衍生的重组自交系(reco... 详细信息

水稻剑叶形态性状是构成理想株型的重要因素之一,发掘新的控制剑叶形态性状的基因资源是提高水稻产量的重要途经。本研究利用高密度遗传图谱对在杭州和海南陵水种植的印度粳稻品种M494和中国籼稻品种中9B(Z9B)杂交衍生的重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体剑叶长、剑叶宽、剑叶面积和剑叶长宽比进行数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)定位检测。研究共检测到10个QTL,包括1个剑叶长QTL、4个剑叶宽QTL、4个剑叶面积QTL和1个剑叶长宽比QTL,分布于第4、第7、第8、第9和第10号染色体,贡献率介于6.47%~13.28%之间;鉴定到2个多效性QTL区间,其中在第4号染色体Block536~Block544区间检测到同时控制剑叶宽和剑叶面积的QTL,在第10号染色体Block942~Block961区间检测到同时控制剑叶宽和剑叶长宽比的QTL,其贡献率分别为8.82%、13.28%、12.28%和12.60%。两地间QTL差异较大,仅在Block536~Block544区间同时定位到控制剑叶宽及剑叶面积的QTL及在Block942~Block961区间同时定位到控制剑叶宽及剑叶长宽比的QTL。

关键词：水稻剑叶形态重组自交系高密度图谱 QTL定位

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利用CBE系统编辑Wx基因调控稻米直链淀粉含量

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中国水稻科学 2024年

作者：陈玉叶焦晓真王健王克剑陈峰朱克明刘朝雷江苏大学/生命科学学院中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室山东省农业科学院

Wx基因编码颗粒淀粉合成酶，是控制直链淀粉合成的主效基因，对稻米中直链淀粉的含量起决定性作用，直接影响稻米品质性状。本研究利用单碱基编辑器CBE系统对圣稻18品种的Wx基因第一外显子进行碱基替换，获得了两种碱基替换类型GCCCCC→... 详细信息

Wx基因编码颗粒淀粉合成酶，是控制直链淀粉合成的主效基因，对稻米中直链淀粉的含量起决定性作用，直接影响稻米品质性状。本研究利用单碱基编辑器CBE系统对圣稻18品种的Wx基因第一外显子进行碱基替换，获得了两种碱基替换类型GCCCCC→GCCCTT和GCCCCC→GCTCTC，均造成颗粒淀粉合成酶Wx第94位脯氨酸替换成亮氨酸，分别命名为WxP94L-1和WxP94L-2 。田间实验表明，相比野生型，WxP94L-1和WxP94L-2植株在株高、分蘖数、穗长、粒型、千粒重等主要农艺性状上无显著差异。稻米品质分析发现，WxP94L-1和WxP94L-2植株稻米直链淀粉含量由野生型的14.9 g/100g下降至12.5 g/100g和12.1 g/100g，同时胶稠度、碱消值和蛋白含量等性状与野生型相比无显著改变。总之，本研究利用单碱基编辑器创制了Wx基因新的等位型WxP94L，该等位型可使稻米直链淀粉含量小幅度降低，为水稻品质改良提供一种途径。

关键词： Wx 直链淀粉含量单碱基编辑 CBE

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减氮和增氧灌溉对水稻产量和氮素利用的影响

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中国水稻科学 2023年第1期37卷 78-88页

作者：张露梁青铎吴龙龙黄晶田仓张均华曹小闯朱春权孔亚丽金千瑜朱练峰中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州311401 长江大学农学院湿地生态与农业利用教育部工程中心湖北荆州434025

【目的】明确减氮和增氧灌溉对水稻生长、产量和氮肥利用的影响。【方法】以3个品种水稻中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料,并设常规施氮量(195.0 kg/hm^(2))、减施氮量(157.5 kg/hm^(2))2种氮水平和常规淹水灌... 详细信息

【目的】明确减氮和增氧灌溉对水稻生长、产量和氮肥利用的影响。【方法】以3个品种水稻中旱221(旱稻)、中浙优8号(水稻)和IR45765-3B(深水稻)为材料,并设常规施氮量(195.0 kg/hm^(2))、减施氮量(157.5 kg/hm^(2))2种氮水平和常规淹水灌溉(Conventional Flood Irrigation,WL)、微纳米气泡水增氧灌溉(Micro-nano Bubble Water Oxygenation Irrigation,MBWI)2个灌溉模式,对比分析了3个品种水稻的茎蘖动态、叶片叶绿素含量、叶面积、干物质量、产量和水稻的氮素吸收利用特征。【结果】研究结果表明,MBWI处理显著增加了水稻产量,中旱221、中浙优8号和IR45765-3B的2年平均产量MBWI处理分别比WL处理增加12.4%、7.5%和6.7%,这可能与水稻有效穗数、每穗粒数密切相关。微纳米气泡水增氧灌溉和增施氮肥用量显著增加水稻叶片叶绿素含量和叶面积,并增加水稻干物质积累量。氮肥和增氧灌溉均影响水稻各氮素利用率指标,与淹水灌溉相比,微纳米气泡水增氧灌溉均可以显著增加3个品种水稻的氮收获指数、氮肥偏生产力和氮素籽粒生产效率,降低了水稻了氮转运效率和氮转运贡献率。减氮处理可以显著增加氮转运效率、氮转运贡献率、氮素籽粒生产效率和氮肥偏生产力,降低了氮收获指数。【结论】增氧灌溉有助于提高水稻叶片叶绿素含量和叶面积,增加水稻分蘖数和干物质积累量,进而显著提高水稻产量,影响氮素利用特征,并且在稻田氮素减施的条件下采用增氧灌溉能有助于构建高产群体,维持较高的产量。

关键词：氮肥增氧灌溉水稻产量氮肥利用

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水稻穗顶端退化突变体paa21的表型分析及基因克隆

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中国农业科学 2022年第24期55卷 4781-4792页

作者：赫磊路凯赵春芳姚姝周丽慧赵凌陈涛朱镇赵庆勇梁文化王才林朱丽张亚东江苏省农业科学院粮食作物研究所/国家耐盐碱水稻技术创新中心华东中心/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心/江苏省农业生物学重点实验室中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室

【目的】水稻穗顶端退化严重影响产量，鉴定与克隆水稻穗顶端退化相关基因，可以丰富水稻穗发育调控的分子机理，为水稻高产分子设计育种提供理论基础和基因资源。【方法】从粳稻品种武运粳30号EMS突变体库筛选到一份稳定遗传的穗顶端... 详细信息

【目的】水稻穗顶端退化严重影响产量，鉴定与克隆水稻穗顶端退化相关基因，可以丰富水稻穗发育调控的分子机理，为水稻高产分子设计育种提供理论基础和基因资源。【方法】从粳稻品种武运粳30号EMS突变体库筛选到一份稳定遗传的穗顶端退化突变体panicle apical abortion 21（paa21）。对退化一次枝梗比例、每穗退化粒数占比、每穗粒数、株高、穗长、单株产量等农艺性状进行统计。使用台盼蓝和伊文思蓝染色检测顶端小穗是否发生程序性细胞死亡。测定WT和paa21不同发育时期幼穗和不同穗部位的H2O2含量。paa21分别与籼稻II-32B、9311正反交进行遗传分析。利用paa21与籼稻II-32B杂交构建的F2群体进行基因定位和克隆。使用SWISS-MODEL网站预测野生型和突变体蛋白的三维结构。利用RT-qPCR分析ROS响应标志基因、程序性细胞死亡相关基因、过氧化氢酶相关基因的表达量。【结果】paa21突变体发生严重的穗顶端退化，统计paa21所有一次枝梗退化情况，发现退化小穗主要位于顶端的一次枝梗上。与WT相比，paa21的株高、每穗粒数、穗长和单株产量均降低。通过观察不同发育时期的幼穗，发现在paa21突变体幼穗发育至12 cm时，可见穗顶端退化表型。台盼蓝和伊文思蓝染色结果表明突变体顶端小穗发生程序性细胞死亡。在退化的paa21顶端小穗中观察到更强烈的DAB染色；H2O2含量测定结果表明，与WT相比，paa21穗中积累更高水平的ROS。遗传分析表明paa21突变表型受一对隐性核基因控制。图位克隆结果发现paa21中Os02g0673100第二外显子发生一个C到T的突变，导致丙氨酸突变为缬氨酸。该基因编码一个铝激活的苹果酸转运蛋白ALMT7。突变位点位于第4个跨膜螺旋上。SWISS-MODEL预测结果表明，该突变位点并未对突变体蛋白三维结构造成明显影响。RT-qPCR结果表明，在幼穗发育至10 cm时，paa21中ROS响应标志基因Os01g0826400、Os05g0474800和Os02g0181300，程序性细胞死亡相关基因VPE2和VPE3，过氧化氢酶编码基因CATA、CATB、CATC的表达量较WT大幅升高。此外，paa21 10 cm幼穗中过氧化氢酶（CAT）的活性较WT明显下降。【结论】paa21幼穗在发育后期顶端小穗中积累过量的ROS，产生程序性细胞死亡，最终导致顶端小穗发生退化。

关键词：水稻穗顶端退化活性氧程序性细胞死亡

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水稻协优9308重组自交系群体白叶枯病抗性的全基因组关联分析

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作物学报 2022年第1期48卷 121-137页

作者：赵海涵练旺民占小登徐海明张迎信程式华楼向阳曹立勇洪永波中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室/浙江省超级稻重点实验室/国家水稻改良中心浙江杭州311401 中国水稻研究所北方水稻研究中心黑龙江宝清155600 浙江大学农业与生物技术学院作物科学研究所浙江杭州310058

白叶枯病是水稻生产最严重的细菌性病害,挖掘新的白叶枯病抗性基因资源并培育抗病品种是控制该病害的重要方法。本研究利用父母本抗性差异较大的协优9308衍生的139个重组自交系群体作为遗传材料,人工接种不同白叶枯菌后的病斑长度作为... 详细信息

白叶枯病是水稻生产最严重的细菌性病害,挖掘新的白叶枯病抗性基因资源并培育抗病品种是控制该病害的重要方法。本研究利用父母本抗性差异较大的协优9308衍生的139个重组自交系群体作为遗传材料,人工接种不同白叶枯菌后的病斑长度作为连续型表型,结合经DNA深度测序获得的476,505个单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)标记进行全基因组关联分析(genome-wide associated study,GWAS)。结果表明在P<1×10^(-4)下,4个菌株处理后共鉴定到109个与白叶枯抗性显著关联的SNPs位点,解释表型变异率59.78%~63.29%。其中CR4接种发现了25个SNP位点其贡献率为61.00%,在这些SNP位点附近共筛选到19个基因,其中有2个为NBS-LRR抗病相关基因(LOC_Os11g43420和LOC_Os11g45930)。表达分析验证发现该2个基因在抗性亲本中恢9308的表达量分别为感病母本协青早B的4.42倍和8.86倍,表明其可能在正调控白叶枯病抗性机制中发挥重要作用。进化树分析发现这2个候选基因与已克隆的抗性基因属于不同的亚组,表明可能是新基因。本研究为进一步挖掘白叶枯抗性基因和培育抗病品种提供了理论基础和基因资源。

关键词：水稻白叶枯病全基因组关联分析 NBS-LRR 抗病育种

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