为研究氮素穗肥对粳米淀粉理化特性和精细结构的影响,明确粳米食用特征与淀粉特性和结构的关系,以南粳9108和南粳0212为供试材料,在相同基蘖肥用量下设置3个穗肥施氮水平(0、45和135 kg N hm^(-2)),测定了不同处理下粳米的淀粉特性及其...
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为研究氮素穗肥对粳米淀粉理化特性和精细结构的影响,明确粳米食用特征与淀粉特性和结构的关系,以南粳9108和南粳0212为供试材料,在相同基蘖肥用量下设置3个穗肥施氮水平(0、45和135 kg N hm^(-2)),测定了不同处理下粳米的淀粉特性及其结构,分析了其与食用特征间的关系。施用氮素穗肥降低了粳米食味值,高氮下差异显著。硬度、弹性、黏性和平衡性的绝对值与总蛋白含量均随穗肥施氮量的增加而提高,表观直链淀粉含量则与之相反。在淀粉特性和结构方面,增施氮素穗肥提高了淀粉溶解度、膨胀势、糊化焓、小淀粉颗粒占比、相对结晶度、红外比值(1045/1022 cm^(-1)),降低了淀粉回生焓、回生度、大淀粉颗粒占比、淀粉平均直径和红外比值(1022/995 cm^(-1)),高氮影响更趋明显。施用氮素穗肥降低了表观直链淀粉含量,提高了淀粉表层的有序性和结晶区稳定性,淀粉粒径变小,进而阻碍了淀粉膨胀和糊化,米饭硬度升高,食用口感变差。适量施用氮素穗肥可实现粳稻优质丰产协同。
【目的】克隆水稻直立短穗基因Erect and Short Panicle（ESP）,分析其参与的基因调控途径,解析ESP控制株型、穗长等农艺性状的分子机理。【方法】以直立短穗突变体esp及其野生型为材料,成熟期进行株高、穗长、粒长等表型测定;构建籼粳...
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【目的】克隆水稻直立短穗基因Erect and Short Panicle（ESP）,分析其参与的基因调控途径,解析ESP控制株型、穗长等农艺性状的分子机理。【方法】以直立短穗突变体esp及其野生型为材料,成熟期进行株高、穗长、粒长等表型测定;构建籼粳杂交F2定位群体,挑选与突变表型一致的F2单株,利用与突变性状连锁的分子标记对目的基因进行定位;对野生型和突变体进行基因组测序,结合定位结果,找到突变位点,克隆ESP;利用生物信息学软件进行进化树和基因表达分析;提取野生型和突变体幼穗中的RNA并建库,GO（gene ontology）聚类分析表达差异基因,同时根据KEGG（kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库,分析野生型和突变体中植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因的表达变化,并通过qRT-PCR验证。【结果】通过表型观察和农艺性状调查,与野生型相比,直立短穗突变体esp株高降低,穗长变短,穗型由弯曲变为直立,每穗粒数减少,粒长变短,粒宽和千粒重增加;有效穗数无显著差异。利用突变体esp与PA64构建籼粳F2定位群体,将目的基因定位于水稻第7染色体长臂标记C7-11和C7-14之间7.58 Mb区间内,基因组测序发现LOC;s07g42410第6内含子与第7外显子连接位点由碱基G变异为A,导致第6内含子不能被剪切,蛋白翻译提前终止;该基因与已报道的OsDEP2/OsEP2为等位基因。进化分析显示该基因广泛存在于单子叶和双子叶植物中;表达分析表明ESP在茎秆、花序、雌蕊、内外稃和子房中高度表达,其表达水平随着子房变大而逐渐降低。利用转录组分析突变体和野生型幼穗中的基因表达,结果表明,与野生型相比,esp突变体中表达差异显著（差异>1.5倍）的基因630个,其中235个表达上调,395个表达下调。GO分析显示植物激素信号转导和内质网蛋白加工相关基因受到不同程度地调控,利用qRT-PCR进行验证,结果与转录组数据一致。【结论】直立短穗基因ESP与已报道的直立穗基因OsDEP2/OsEP2为等位基因,其突变导致株高降低、穗长变短等多个表型;ESP可能通过调节植物激素信号转导、内质网蛋白加工过程中的基因表达,进而影响植株的发育。
由于植物细胞内同源重组频率较低、供体传递受限等原因,对植物基因组进行精准编辑十分困难。近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队构建了适用于植物的引导编辑器(plant prime editor,PPE)系统,并在重要作物水稻和小麦中完...
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由于植物细胞内同源重组频率较低、供体传递受限等原因,对植物基因组进行精准编辑十分困难。近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队构建了适用于植物的引导编辑器(plant prime editor,PPE)系统,并在重要作物水稻和小麦中完成了引导编辑。该系统不产生DNA双链断裂,仍可高度准确实现所有可能的12种单碱基替换、多碱基替换及片段缺失插入,从而为植物基因组精确编辑提供了多用途工具。本文介绍了PPE的组成结构和编辑能力,同时也结合其他研究组随后发表的报告综述了植物引导编辑器的优化探索,为合理使用PPEs和继续开展优化工作提供帮助。
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