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应用生态学报 2021年第4期32卷 1498-1508页

作者：吴龙龙田仓张露黄晶朱练峰张均华曹小闯金千瑜中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州311400 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

水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子。适宜的水氮耦合模式可通过"以水调氮、以水控氧"调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物"源-库"分配平衡,提高... 详细信息

水分和氮素是影响水稻生长发育的两个重要环境因子。适宜的水氮耦合模式可通过"以水调氮、以水控氧"调控稻田根际氮形态和溶氧量等环境因子,促进良好根系形态构建,提高叶片光合速率和光合产物"源-库"分配平衡,提高水稻群体质量和产量形成。同时,稻田水氮氧环境因子驱动的微生物调控机制在水稻-土壤系统氮高效利用方面也发挥重要作用。本文重点阐述了水氮耦合下水分、氮形态和溶氧量对水稻生长发育、光合作用、碳氮代谢、稻田氮转化过程及其微生物调控机制等方面的研究进展,展望并提出了未来亟待加强的研究方向:1)开展水氮耦合下水稻根际溶氧量时空动态分布特征及氧环境调控关键因子研究;2)明确不同基因型水稻根源信号增氧响应特征及其对水稻生长发育的影响调控机制;3)阐明根际氧环境驱动的关键微生物过程对稻田氮转化和氮素利用的影响。

关键词：水氮耦合水氮氧因子生长发育光合作用氮利用水稻

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水稻生育后期剑叶形态和生理特性的QTL定位

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中国水稻科学 2007年第5期21卷 493-499页

作者：童汉华梅捍卫邢永忠曹一平余新桥章善庆罗利军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 上海市农业生物基因中心上海201106 华中农业大学植物科学技术学院/作物遗传改良国家重点实验室湖北武汉430070

为了探讨水稻生育后期功能叶尤其是剑叶的形态性状及生理特性对水稻高产的影响，利用来源于籼稻珍汕97／HR5后代的重组自交系群体，对水稻生长后期剑叶形态（长、宽、长宽比）、剑叶代谢产物（鲜质量、干质量、含水量）和剑叶叶绿素含... 详细信息

为了探讨水稻生育后期功能叶尤其是剑叶的形态性状及生理特性对水稻高产的影响，利用来源于籼稻珍汕97／HR5后代的重组自交系群体，对水稻生长后期剑叶形态（长、宽、长宽比）、剑叶代谢产物（鲜质量、干质量、含水量）和剑叶叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量）进行了考查分析和QTL定位。共检测到26个QTL，单个QTL的表型贡献率为4．77％～31．67％。其中控制剑叶形态的QTL主要位于第1和第4染色体，控制剑叶代谢产物的QTL主要位于第3、7和10染色体，控制剑叶叶绿素含量的QTL主要位于第3、4和9染色体上。其中位于第9染色体上的QTL，在后期功能型超级稻育种上具有一定的应用价值。

关键词：水稻剑叶性状数量性状座位形态性状生理性状叶绿素含量重组自交系

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褐飞虱蜕皮激素合成相关Halloween基因的克隆及功能分析

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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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盐胁迫下水稻部分生化性状的QTL定位

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核农学报 2009年第1期23卷 150-153,158页

作者：於卫东蒋靓庄杰云樊叶杨沈波杭州师范大学生命与环境科学学院浙江杭州310036 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

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,对0.7%NaCl盐处理后的水稻苗期相关生化性状进行QTL定位。在第1染色体的RM237-RM246区间检测到1个控制蛋白质含量的QTL,贡献率为13.14%... 详细信息

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,对0.7%NaCl盐处理后的水稻苗期相关生化性状进行QTL定位。在第1染色体的RM237-RM246区间检测到1个控制蛋白质含量的QTL,贡献率为13.14%;在第12染色体的RG81-S13126和RM309-RG543区间分别检测到1个控制脯氨酸含量和抗坏血酸含量的QTL,贡献率为9.09%和7.97%。并将所定位区间与已报道的水稻盐胁迫反应基因/QTL的位置进行了比较。

关键词：水稻数量性状座位盐胁迫生化性状

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水稻苗期盐胁迫下叶绿素荧光参数的QTL分析

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中国水稻科学 2009年第3期23卷 319-322页

作者：沈波蒋靓於卫东樊叶杨庄杰云杭州师范大学生命与环境科学学院浙江杭州310036 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

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,通过复合区间作图法,对苗期水培和盐胁迫条件下水稻叶片叶绿素荧光参数进行了数量性状座位(QTL)分析。检测到控制水稻叶片叶绿素荧光参... 详细信息

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,通过复合区间作图法,对苗期水培和盐胁迫条件下水稻叶片叶绿素荧光参数进行了数量性状座位(QTL)分析。检测到控制水稻叶片叶绿素荧光参数(Fo、Fm和ΦPSⅡ)的7个主效应QTL,分布在水稻的第1、4、5和11染色体上,贡献率为5.98%～10.74%。其中,控制水培条件下Fm的QTL与控制盐胁迫下Fo的QTL均位于第5染色体的CDO82-RG413标记区间,说明此区间的QTL具有多效性,可同时影响Fm、Fo两个叶绿素荧光参数。

关键词：水稻数量性状座位盐胁迫叶绿素荧光参数

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与水稻耐逆性相关的叶片丙二醛含量的QTL分析

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中国水稻科学 2007年第4期21卷 436-438页

作者：蒋靓庄杰云樊叶杨沈波杭州师范大学生命与环境科学学院浙江杭州310036 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

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的终产物,其含量可用来反映植物对逆境条件的反应强弱。利用由247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系(RIL)群体及其分子标记连锁图谱,检测了控制水稻丙二醛(MDA)含量的数量性状基因座位(QTL)。所测性状在RIL... 详细信息

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的终产物,其含量可用来反映植物对逆境条件的反应强弱。利用由247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系(RIL)群体及其分子标记连锁图谱,检测了控制水稻丙二醛(MDA)含量的数量性状基因座位(QTL)。所测性状在RIL群体中出现超亲分离。在第1染色体的RG532-RG811和RG381-RG236标记区间,共检测到2个控制水稻叶片MDA含量的QTL,加性效应分别来自母本珍汕97B和父本密阳46,贡献率分别为4.33%和4.62%。

关键词：水稻叶片丙二醛含量数量性状座位

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水稻淀粉合成对夜温变化的响应

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中国水稻科学 2020年第6期34卷 525-538页

作者：张玉屏王军可王亚梁陈燕华朱德峰陈惠哲向镜张义凯刘小军朱艳曹卫星南京农业大学国家信息农业工程技术中心/江苏省信息农业重点实验室南京210095 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006

【目的】探究夜温变化对水稻淀粉形成的影响及其生理机制【方法】以优质软米浙禾香2号为材料,在灌浆初期设置31℃/20℃(LT)、31℃/24℃(NT)、31℃/28℃(HT)3个夜间温度模式,测定其直链淀粉和支链淀粉含量及合成关键酶活性及相关基因的... 详细信息

【目的】探究夜温变化对水稻淀粉形成的影响及其生理机制【方法】以优质软米浙禾香2号为材料,在灌浆初期设置31℃/20℃(LT)、31℃/24℃(NT)、31℃/28℃(HT)3个夜间温度模式,测定其直链淀粉和支链淀粉含量及合成关键酶活性及相关基因的表达。【结果】1)与NT相比,LT和HT处理显著降低粒重和淀粉积累,降低糊化温度和胶稠度,并影响支链淀粉链长,降低支链淀粉含量,提高直链淀粉含量,HT的影响要大于LT;2)LT和HT处理对白天叶片净光合速率的影响不显著,但显著降低籽粒中非结构性碳水化合物积累,抑制蔗糖转运基因Os SUT1、Os SUT2和Os SUT4在夜间和白天表达;3)LT和HT处理降低夜间和白天蔗糖水解相关酶活性,增加淀粉水解酶活性,导致可溶性糖含量升高,籽粒中糖利用受阻;4)与NT相比,LT和HT处理下腺苷二磷酸葡萄糖含量呈现白天降低而夜晚升高的趋势,腺苷二磷酸葡萄糖积累及利用受到抑制,颗粒结合淀粉合酶活性随处理时间延长而显著降低,且白天酶活性也受夜间温度的影响;5)与NT相比,LT和HT处理降低了夜间支链淀粉合成相关酶活性,抑制了夜间相关基因的表达,导致支链淀粉合成受阻,但对白天酶活及相关基因表达的影响不大。【结论】夜间高温对淀粉积累的影响要大于夜温降低,夜间高温/低温抑制全天蔗糖转运及代谢,进而抑制淀粉积累;支链淀粉合成受阻是导致直链淀粉相对含量升高的主要原因,直链淀粉合成相关酶活性(白天)受夜温变化影响,而支链淀粉合成相关酶活性(白天)受夜温变化的影响不显著。

关键词：水稻夜温变化淀粉积累生理特性昼夜差异

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水稻第6染色体短臂上株高QTL qPH6-1的精细定位

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中国水稻科学 2009年第5期23卷 470-474页

作者：鲍钱江樊叶杨於卫东陈忱范方军杜景红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浙江杭州310006 杭州师范大学生命与环境科学学院浙江杭州310036

应用衍生于水稻剩余杂合体的分离群体,开展株高QTL的检测和精细定位。应用1个在水稻第6染色体短臂约7.3 Mb区间分离、背景基本纯合的F2:3群体,种植于海南、浙江两地,检测到2个控制株高的QTL;然后,针对两地间作用稳定的qPH6-1,筛选出3个... 详细信息

应用衍生于水稻剩余杂合体的分离群体,开展株高QTL的检测和精细定位。应用1个在水稻第6染色体短臂约7.3 Mb区间分离、背景基本纯合的F2:3群体,种植于海南、浙江两地,检测到2个控制株高的QTL;然后,针对两地间作用稳定的qPH6-1,筛选出3个杂合区间缩小且呈阶梯状排列的单株,衍生F2群体,进一步验证了qPH6-1的作用,并将其界定于距离为96.4 kb的SSR标记RM3414和RM19417之间;最后,应用分离区间进一步缩小且呈阶梯状排列的3个F2群体,将qPH6-1定位于距离为51.7 kb的STS标记Si2925和SSR标记RM19417之间。基因组位置比较结果显示,该基因与所有已定位或克隆的水稻矮秆、半矮秆基因均非等位。

关键词：株高数量性状基因座精细定位剩余杂合体水稻

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水稻典败型隐性核雄性不育突变体ap90的鉴定与基因定位

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作物学报 2022年第7期48卷 1569-1582页

作者：陈驰陈代波孙志豪彭泽群 Adil Abbas 贺登美张迎信程海涛于萍马兆慧宋建曹立勇程式华孙廉平占小登吕文彦沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110866 中国水稻研究所/国家水稻改良中心/浙江省超级稻研究重点实验室/水稻生物学国家重点实验室浙江杭州311401 浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所浙江杭州310021

通过甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl Sulfone,EMS)诱变籼稻恢复系中恢8015(Zhonghui 8015,wild-type,WT)筛选获得了一个性状稳定的典败型雄性不育突变体材料abortive pollen 90(ap90)。突变体ap90与野生型中恢8015在株高、株型、分蘖数、抽... 详细信息

通过甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl Sulfone,EMS)诱变籼稻恢复系中恢8015(Zhonghui 8015,wild-type,WT)筛选获得了一个性状稳定的典败型雄性不育突变体材料abortive pollen 90(ap90)。突变体ap90与野生型中恢8015在株高、株型、分蘖数、抽穗期等农艺性状上无显著差异,但花药瘦小、呈淡乳黄色、花粉完全典败。花药发育不同阶段的半薄切片观察结果显示,ap90突变体内的花药壁细胞发育异常,主要表现为绒毡层细胞降解异常,小孢子细胞在有丝分裂阶段无法形成正常的花粉壁结构、无法完成淀粉充实过程,最终小孢子细胞退化成细线状、花药亦无法开裂。花药和花粉外壁扫描电镜观察结果显示,突变体ap90的花药外壁皱缩,角质层排列更紧密;花药内壁乌氏体形状不规则、排列紧密而混乱;花粉细胞呈干瘪状,花粉外壁表面的孢粉素形态异常、呈不规则排列。遗传分析表明,ap90突变性状受1对隐性核基因控制,基因的初步定位将该突变位点定位于水稻7号染色体长臂RM21421和RM21435之间491.73 kb区间内;进一步的Mut-Map测序分析证实该区间内LOC_Os07g22850的第2个外显子区存在1个37 bp的缺失和1处单碱基替换,使得其编码序列发生移码、转录和翻译提前终止,导致出现ap90中的花粉完全典败和小穗不育表型。表达模式分析结果显示,该基因在花药中特异表达,OsAP90蛋白主要定位在内质网上。qPCR检测结果表明,ap90突变体中许多雄性不育相关基因的表达量受到了该突变位点的影响,进一步证明OsAP90在水稻花药发育的乌氏体形成、花粉壁发育中有重要作用。

关键词：水稻隐性核雄性不育 ap90 Mut-Map 表达模式分析

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水稻顶部三叶与穗重的关系及其QTL分析

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中国水稻科学 2005年第1期19卷 13-20页

作者：王一平曾建平郭龙彪邢永忠徐才国梅捍卫应存山罗利军中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006 华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室湖北武汉430070 上海市农业生物基因中心上海201106

对水稻汕优63重组自交系群体顶部3张叶片的长、宽、重和单穗重等10个性状进行了相关分析和QTL定位.穗重与9个叶片性状存在极显著的正相关,其中与倒2叶重的相关系数最大,剑叶重次之.所有性状在重组自交系群体中均存在双向超亲分离,接近... 详细信息

对水稻汕优63重组自交系群体顶部3张叶片的长、宽、重和单穗重等10个性状进行了相关分析和QTL定位.穗重与9个叶片性状存在极显著的正相关,其中与倒2叶重的相关系数最大,剑叶重次之.所有性状在重组自交系群体中均存在双向超亲分离,接近正态分布.共检测到44个主效QTL和43对双位点互作影响上述10个性状.主效QTL分布于水稻的除第8染色体外的其余11条染色体上,贡献率介于3.19%～26.23%;互作分布于水稻的12条染色体上,贡献率变幅为2.03%～8.93%.第2染色体的R2510-RM211标记区间同时检测到控制单穗重和倒2叶重的QTL,该QTL对超级稻株型育种具有应用价值.

关键词：水稻重组自交系数量性状位点库源关系叶片性状穗重 QTL

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