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中国水稻科学 2024年

作者：朱建平李霞李文奇许扬王芳权陶亚军蒋彦婕陈智慧范方军杨杰江苏省农业科学院粮食作物研究所/农业农村部淮河下游种质创制重点实验室(南京)/国家水稻改良中心南京分中心生物育种钟山实验室扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心

【目的】对粉质胚乳突变体的研究有助于解析稻米品质形成的分子机制。【方法】从日本晴60Co诱变突变体库中筛选到的一份粉质皱缩胚乳突变体we1（white endosperm1），对其表型、理化性质进行分析，并利用we1与9311杂交获得的F2群体对... 详细信息

【目的】对粉质胚乳突变体的研究有助于解析稻米品质形成的分子机制。【方法】从日本晴60Co诱变突变体库中筛选到的一份粉质皱缩胚乳突变体we1（white endosperm1），对其表型、理化性质进行分析，并利用we1与9311杂交获得的F2群体对目标基因进行精细定位。【结果】 we1胚乳表现为白色粉质皱缩状，淀粉颗粒排列疏松且不规则；千粒重、株高、总淀粉、直链淀粉含量显著下降，脂肪含量显著上升。遗传分析表明we1粉质皱缩胚乳性状受单个隐性基因控制。利用we1/9311 F2群体进行基因定位，WE1被定位在第6染色体短臂P16和P18之间约181 kb区间内，该区间包含23个开放阅读框（Open Reading Frame， ORFs）。qRT-PCR 结果显示，WE1的突变会影响淀粉合成相关基因的表达。【结论】 WE1可能是一个参与淀粉合成的新基因，本研究为进一步解析WE1调控水稻淀粉合成的分子机制奠定了基础。

关键词：水稻粉质胚乳淀粉理化性质精细定位

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广谱抗稻瘟病基因PigmR的KASP标记开发及应用

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中国水稻科学 2025年第3期39卷 365-372页

作者：李文奇许扬王芳权朱建平陶亚军李霞范方军蒋彦婕陈智慧杨杰江苏省农业科学院粮食作物研究所/农业农村部淮河下游种质创制重点实验室(南京)/国家水稻改良中心南京分中心南京210014 生物育种钟山实验室南京210014 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific,PCR KASP)标记,有利于提升PigmR育种利用的效率。【方法】通过序列比对明确Pi... 详细信息

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific,PCR KASP)标记,有利于提升PigmR育种利用的效率。【方法】通过序列比对明确PigmR基因编码区存在单核苷酸变异,开发KASP分子标记PigmR-K,通过对水稻品种和F_(2)分离群体进行基因型分析,结合稻瘟病表型鉴定,并开展分子标记辅助选择育种,对标记的精准性和高效性进行验证。【结果】根据PigmR基因编码区序列第2503位存在特异性单核苷酸A>C变异,建立基于KASP的PigmR精准高效基因分型技术体系,通过对159份水稻品种、270份F_(2)群体单株以及247份BC_(1)F_(3)群体单株进行基因型检测,PigmR-K能够高效区分供试水稻材料的纯合抗病、纯合感病和杂合基因型,并与人工接种穗颈瘟症状一致。【结论】利用PigmR基因编码区变异位点开发的KASP标记PigmR-K具有精准高效等优势,有利于稻瘟病抗性遗传改良。

关键词：水稻广谱抗性稻瘟病 PigmR基因 KASP 育种效率

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水稻热激转录因子家族基因对纹枯病病菌和植物激素的响应特征

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江苏农业学报 2023年第3期39卷 609-621页

作者：高鹏王广达魏兆根叶元妹冯志明赵剑华居冉谢文亚陈宗祥胡珂鸣左示敏扬州大学农学院/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室江苏扬州225009 扬州大学/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

解析水稻热激转录因子(Heat shock factors,Hsf)家族基因响应纹枯病病菌侵染和4种植物激素处理的表达特征,可为进一步解析Hsf调控水稻纹枯病抗性与对相关逆境的响应提供重要依据。利用生物信息学方法搜索并鉴定到25个水稻Hsf基因,对其... 详细信息

解析水稻热激转录因子(Heat shock factors,Hsf)家族基因响应纹枯病病菌侵染和4种植物激素处理的表达特征,可为进一步解析Hsf调控水稻纹枯病抗性与对相关逆境的响应提供重要依据。利用生物信息学方法搜索并鉴定到25个水稻Hsf基因,对其系统进化树、相关分子特征、蛋白质结构域、基因结构及顺式作用元件进行预测和分析,用荧光定量PCR法分析它们对纹枯病病菌侵染的响应特征及4种激素[茉莉酸(Jasmonic acid,JA)、水杨酸(Salicylic acid,SA)、乙烯(Ethylene,ETH)和激动素(Kinetin,KT)]处理后的表达模式,同时分析它们在水稻组织中的表达情况。结果显示,水稻Hsf蛋白总体上可划分为5组,3个OsHsf亚家族基因在进化关系上的距离较远。25个Hsf蛋白的相对分子质量大小不一,且多数蛋白质的稳定性不高,但其基因结构较为保守。这些基因可能与激素响应及光信号通路相关。有5个基因呈组成型表达,另有7个基因呈组织特异性表达。水稻Hsf基因总体上受纹枯病病菌诱导的强度较低,其中11个上调表达的基因主要集中在OsHsfA、OsHsfB亚家族,4个下调表达的基因主要集中在OsHsfC亚家族,提示Hsf基因可能在调控水稻对纹枯病抗性的功能上存在分化。4个基因(OsHsfA2a、OsHsfA3、OsHsfB2a、OsHsfB2c)强烈响应纹枯病病菌的侵染,并且在叶鞘、叶片组织中的相对表达量较高,表明这些基因可能参与调控水稻对纹枯病的抗性。多数Hsf基因能够响应4种植物激素处理,总体来说,大部分OsHsf基因在JA、SA和ETH处理下呈下调表达,仅有少数基因呈上调表达;JA处理与SA处理相比,有1个Hsf基因受诱导表达的特征相反,SA处理和ETH处理相比,有3个Hsf基因受诱导表达的特征相反,JA处理和ETH处理相比,有3个Hsf基因受诱导表达的特征相反,JA处理与SA处理相比,SA处理与ETH处理相比,JA处理与ETH处理相比,表达特征相似的基因分别有18个、16个和13个。OsHsfA2a、OsHsfA3、OsHsfB2a、OsHsfB2c等4个水稻的Hsf基因可能参与调控水稻对纹枯病的抗性,研究结果明确了水稻中Hsf基因对不同激素处理的响应特征,为进一步研究Hsf在水稻逆境响应中的功能提供了参考依据。

关键词：水稻 OsHsf基因纹枯病防御相关激素

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结合辅助性状的玉米全基因组选择预测力评估

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江苏农业学报 2023年第2期39卷 313-320页

作者：焦宇馨张宇翔杨文艳经思宇尹玉琳刘畅王欣徐辰武徐扬江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室扬州大学农学院江苏扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学江苏扬州225009

多性状联合全基因组选择能够有效利用性状间的遗传相关和环境相关,有望提高表型预测的准确性。本研究提出了结合辅助性状的全基因组选择策略,以来源广泛的342份玉米自交系为试验材料,对其进行基因分型测序(GBS)并分析其农艺性状,对每个... 详细信息

多性状联合全基因组选择能够有效利用性状间的遗传相关和环境相关,有望提高表型预测的准确性。本研究提出了结合辅助性状的全基因组选择策略,以来源广泛的342份玉米自交系为试验材料,对其进行基因分型测序(GBS)并分析其农艺性状,对每个目标性状均基于辅助性状及其组合进行预测,利用五倍交叉验证法评价其预测力。结果表明,利用与目标性状相关性较高的辅助性状可较大程度地提升预测力,尤其是对于低遗传力性状;随着辅助性状个数的增加,预测力也随之增加。进一步比较了5种统计模型结合辅助性状的全基因组选择的表型预测力,总体而言,再生核希尔伯特空间(RKHS)模型和贝叶斯B(BayesB)模型的预测效果较优,而极端梯度提升(XGBOOST)模型的预测效果较差。本研究结合辅助性状有效提高了玉米全基因组选择的预测准确性,为玉米的全基因组选择育种提供新的思路和参考。

关键词：玉米全基因组选择辅助性状预测力

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不同密度异型莎草和水苋菜对水稻产量及稻米加工、外观品质的影响

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浙江农业学报 2022年第11期34卷 2348-2357页

作者：廖平强陈国奇刘光明蒋岩赵灿王维领霍中洋扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

异型莎草和水苋菜均为世界范围内水稻田危害性杂草,对水稻生产造成了严重影响。选用太湖地区常见水稻品种南粳46为材料,采用单因素试验设计,分别设计5个杂草密度,4组重复,研究不同密度异型莎草和水苋菜对水稻产量、稻米加工、外观品质... 详细信息

异型莎草和水苋菜均为世界范围内水稻田危害性杂草,对水稻生产造成了严重影响。选用太湖地区常见水稻品种南粳46为材料,采用单因素试验设计,分别设计5个杂草密度,4组重复,研究不同密度异型莎草和水苋菜对水稻产量、稻米加工、外观品质及籽粒氮积累量的影响。结果表明,随着异型莎草和水苋菜密度增加,水稻的有效穗数、每穗粒数、千粒重和产量均逐渐下降,且籽粒氮积累量和稻米加工、外观品质也随之降低。当异型莎草密度为65株·m^(-2)时,水稻产量为3.28 t·hm^(-2),与空白对照相比,产量损失率达57.29%,且稻米加工、外观品质均显著下降。当水苋菜密度为250株·m^(-2)时,水稻产量为3.10 t·hm^(-2),与空白对照相比,产量损失率达59.16%,稻米加工和外观品质显著下降。异型莎草和水苋菜密度增加,均能使水稻产量、加工品质和外观品质显著降低。据试验结果可知,杂草主要通过影响水稻有效穗数、每穗粒数和千粒重影响水稻产量,而田间小气候、水肥竞争等可能是影响稻米加工和外观品质的重要原因。为保证水稻产量及稻米加工、外观品质,应当注意水稻田中下层杂草的防控。

关键词：杂草密度水稻产量加工品质外观品质

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耐盐性不同水稻品种根系对盐胁迫的响应差异及其机理研究

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作物杂志 2023年第2期 67-76页

作者：顾逸彪颜佳倩薛张逸束晨晨张伟杨张耗刘立军王志琴周振玲徐大勇杨建昌顾骏飞扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室江苏扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农学院江苏扬州225009 连云港市农业科学院/江苏省现代作物生产协同创新中心江苏连云港222006

为阐明耐盐性不同的水稻品种根系和产量对盐胁迫的响应及其生理特性,以4个耐盐水稻品种和2个盐敏感水稻品种为材料,设置4个不同的盐浓度处理(0.0、1.0、2.0和2.5g/kg)。结果表明,与盐敏感水稻品种相比,耐盐水稻品种能够耐受更高浓度的... 详细信息

为阐明耐盐性不同的水稻品种根系和产量对盐胁迫的响应及其生理特性,以4个耐盐水稻品种和2个盐敏感水稻品种为材料,设置4个不同的盐浓度处理(0.0、1.0、2.0和2.5g/kg)。结果表明,与盐敏感水稻品种相比,耐盐水稻品种能够耐受更高浓度的盐胁迫(2.5g/kg),且减产幅度较小。耐盐水稻品种具有较高的产量,得益于其较高的总颖花量和结实率,且总颖花量对产量的影响最大。与盐敏感水稻品种相比,在分蘖中期、穗分化期和抽穗后15d,耐盐水稻品种在盐胁迫下具有更大的根系总吸收表面积和活跃吸收表面积,更高的根系氧化力,更有优势的根长、根直径和根表面积,较低的过氧化氢含量,较高的脱落酸含量以及更强的固定Na^(+)的能力。上述结果表明,分蘖中期、穗分化期和抽穗后15d根系生理性状和形态性状差异会影响水稻产量构成因素中的总颖花量和结实率,进而影响产量,且根干重与根长对总颖花量和结实率的影响最大。这也证实了较发达的根系是水稻具有较强耐盐性的生理基础。耐盐水稻良好的根系生理和形态性状是获得高产的基础。该研究结果对水稻耐盐生理机制研究与水稻耐盐育种有借鉴意义。

关键词：水稻盐胁迫产量根系生理性状根系形态性状

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广谱抗稻瘟病基因PigmR 的KASP标记开发及应用

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中国水稻科学 2024年

作者：李文奇许扬王芳权朱建平陶亚军李霞范方军蒋彦婕陈智慧杨杰江苏省农业科学院粮食作物研究所/农业农村部淮河下游种质创制重点实验室(南京)/国家水稻改良中心南京分中心生物育种钟山实验室扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific，PCR KASP)标记，有利于提升PigmR育种利用的精准性和效率。【方法】本研究通... 详细信息

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific，PCR KASP)标记，有利于提升PigmR育种利用的精准性和效率。【方法】本研究通过序列比对明确PigmR基因编码区存在单核苷酸变异，开发KASP分子标记PigmR-K，通过对水稻品种和F2分离群体进行基因型分析，结合稻瘟病表型鉴定，并开展分子标记辅助选择育种，对标记的精准性和高效性进行验证。【结果】根据PigmR基因编码区序列第2503位存在特异性单核苷酸A>C变异，建立基于KASP的PigmR精准高效基因分型技术体系，通过对159份水稻品种、270份F2群体单株以及247份BC1F3群体单株进行基因型检测，PigmR-K能够显著区分供试水稻材料的纯和抗病、纯合感病和杂合基因型，并与人工接种穗颈瘟表型一致。【结论】利用PigmR基因编码区变异位点开发的KASP标记PigmR-K具有精准高效等优势，有利于稻瘟病抗性遗传改良。

关键词：水稻广谱稻瘟病抗性 PigmR基因 KASP 育种效率

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利用抗稻瘟病基因Pigm和抗纹枯病数量性状基因qSB-9TQ、qSB-11HJX改良南粳9108的抗性

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中国水稻科学 2023年第2期37卷 125-132页

作者：王雨孙全翌杜海波许志文吴科霆尹力冯志明胡珂鸣陈宗祥左示敏扬州大学农学院/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室江苏扬州225009 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009 扬州大学教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室江苏扬州225009

【目的】稻瘟病和纹枯病是水稻两大重要病害,严重影响稻米的产量和品质。培育抗病品种是降低其危害最经济有效的措施。【方法】本研究结合分子标记辅助选择技术,将广谱抗稻瘟病基因Pigm和抗纹枯病数量性状基因qSB-9^(TQ)、qSB-11^(HJX)... 详细信息

【目的】稻瘟病和纹枯病是水稻两大重要病害,严重影响稻米的产量和品质。培育抗病品种是降低其危害最经济有效的措施。【方法】本研究结合分子标记辅助选择技术,将广谱抗稻瘟病基因Pigm和抗纹枯病数量性状基因qSB-9^(TQ)、qSB-11^(HJX)导入优良食味粳稻品种南粳9108中,构建不同抗性基因/基因组合的株系,并评价这些株系的稻瘟病和纹枯病抗性,考查其主要农艺性状和品质性状。【结果】导入Pigm能显著提高南粳9108对苗瘟和穗颈瘟的抗性;分别导入qSB-9^(TQ)、qSB-11^(HJX)均能提高南粳9108的纹枯病抗性,且两个抗性基因聚合时呈现一定的抗性累加效应。其中,导入Pigm的株系穗长和每穗粒数显著增加,导入qSB-11^(HJX)的株系千粒重显著增加,其他农艺及品质性状与南粳9108无明显差异。【结论】这些抗性基因导入/聚合能在不降低农艺及品质性状的同时,显著提高纹枯病和稻瘟病的抗性水平,为粳稻抗病育种提供新的种质资源。

关键词：稻瘟病纹枯病基因聚合粳稻抗性改良

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直链淀粉不同的稻米营养结构及其淀粉体外消化特性的比较研究

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中国粮油学报 2024年第11期39卷 26-36页

作者：李颖颖许扬李雨欣李霞杨杰江苏省农业科学院粮食作物研究所生物育种钟山实验室农业农村部淮河下游种质创新重点实验室南京210014 南京农业大学生命科学学院南京210095 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州225009

为探讨稻米直链淀粉含量与稻米淀粉体外消化特性的关系,选取了金粳818和苏垦118为遗传背景构建的基于Wx编辑的水稻材料各8个,研究其稻米淀粉体外消化特性,估计其升糖指数(GI),并选取估算升糖指数(eGI)显著差异的各4个水稻材料进一步比... 详细信息

为探讨稻米直链淀粉含量与稻米淀粉体外消化特性的关系,选取了金粳818和苏垦118为遗传背景构建的基于Wx编辑的水稻材料各8个,研究其稻米淀粉体外消化特性,估计其升糖指数(GI),并选取估算升糖指数(eGI)显著差异的各4个水稻材料进一步比较了其淀粉组分、淀粉含量、蛋白质含量、黏滞属性、质构特性以及淀粉的超微结构。结果表明,基于Wx编辑的水稻材料可以在一定程度上改变其eGI,随直链淀粉含量的增加,淀粉的体外消化率降低,且淀粉组分、黏滞特性、质构特性以及淀粉粒超微结构均随直链淀粉含量变化而变化,值得关注的是其中也筛选出稻米的直链淀粉含量较低,米饭质地较软糯的适口性较好的eGI值较低的材料。相关性分析表明:eGI值仅与黏度呈极显著正相关(R=0.84,P<0.01),最终黏度与直链淀粉(R=0.87,P<0.01)、快速消化淀粉含量(R=-0.82,P<0.05)、抗性淀粉含量(R=0.88,P<0.01)、结晶度(R=-0.87,P<0.05)以及硬度(R=0.81,P<0.05)均表现出相关性,直链淀粉含量与结晶度表现为极显著相关性(R=-0.99,P<0.001)。

关键词：水稻直链淀粉升糖指数黏度硬度淀粉粒超微结构

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不同穴播苗数对小麦产量及其形成特征的影响

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江苏农业科学 2023年第12期51卷 95-99页

作者：胡新宇张徐彬韦还和戴其根江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009

为明确不同穴播苗数对小麦产量及其形成特征的影响,以扬麦25号为试材,设置每穴4、6、8、10粒共4个处理,研究不同穴播苗数条件下小麦产量、分蘖发生动态与成穗规律、干物质积累等特征。结果表明,不同穴苗数小麦产量以8粒穴播最高,比4粒、... 详细信息

为明确不同穴播苗数对小麦产量及其形成特征的影响,以扬麦25号为试材,设置每穴4、6、8、10粒共4个处理,研究不同穴播苗数条件下小麦产量、分蘖发生动态与成穗规律、干物质积累等特征。结果表明,不同穴苗数小麦产量以8粒穴播最高,比4粒、6粒和10粒穴播处理分别高14.9%、10.0%和6.4%,这主要是由于8粒穴播处理下穗数多,每穗粒数和千粒质量亦较高。不同穴播苗数处理下群体茎蘖动态均呈先上升后下降趋势,其中8粒穴播小麦最高分蘖数和茎蘖成穗率均高于4粒、6粒和10粒穴播处理。与4粒、6粒和10粒穴播处理相比,8粒穴播处理在拔节、抽穗和抽穗后20 d的叶面积均较高;成熟期群体干物质量亦呈类似趋势,收获指数在不同处理间无显著差异。8粒穴播处理下抽穗后20 d植株株高均高于4粒、6粒和10粒穴播处理;上4叶长度也以8粒穴播处理最高,宽度在不同穴播处理下无显著差异;抽穗后各时期叶片SPAD值以8粒穴播显著高于4、6、10粒穴播处理。本研究结果表明,8粒穴播处理下,小麦茎蘖发生起点高、茎蘖消长动态合理、成穗率高;群体生长速度快,叶面积指数较高,干物质积累量大,促进了群体库容充实,最终产量显著增加。

关键词：小麦穴播产量特征

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