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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期45卷 1-16页

作者：沈雨晴张晨雨纪萌萌陈玘杨华宋锦花冯嘉欣朱虹张亿吕甜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/生物育种钟山实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室江苏扬州225009 江苏省种子管理站南京210014 扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

采用79个SSR标记[包含《水稻真实性SSR鉴定标准》(GB/T 39917-2021)中推荐的48个标记]对江苏1989-2021年间审定和推广的230份粳稻品种进行遗传多样性分析。结果表明:79个SSR标记在供试材料中共扩增出599条多态性片段,单个标记平均检测出... 详细信息

采用79个SSR标记[包含《水稻真实性SSR鉴定标准》(GB/T 39917-2021)中推荐的48个标记]对江苏1989-2021年间审定和推广的230份粳稻品种进行遗传多样性分析。结果表明:79个SSR标记在供试材料中共扩增出599条多态性片段,单个标记平均检测出8个多态性位点(变幅为3~19个), 38个SSR标记在供试品种群体中具有较高多态性信息含量(PIC),平均为0.55 (变幅为0.009~0.813)。供试品种间的遗传相似系数均值为0.605 (变幅为0.330~0.971),显示江苏粳稻品种间的亲缘关系总体较近。对品种标记基因型数据进行聚类分析,供试粳稻品种被分为10个类群,其中第10类群品种数占比80.9%,绝大多数是最近5年育成的,说明江苏当前推广的粳稻品种间遗传多样性更低。中熟中粳品种间的遗传多样性总体上高于迟熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳这3种生态型,中熟晚粳品种与其他3种生态型品种间的遗传相似性最低。品种间遗传相似性随时间的推进呈现明显递增趋势,近5年育成的多数品种间的遗传相似性显著高于之前育成品种,且与10年前品种在遗传组成上已发生明显变化。就不同育成单位而言,嘉兴市农业科学研究院、太湖地区农业科学研究所、连云港市农业科学院、江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所及江苏省农业科学院宿迁农科所育成的品种之间以及与其他9个主要单位育成的品种之间存在较大的遗传差异。这一研究为江苏粳稻育种中亲本的选择及遗传多样性丰富的粳稻新品种选育提供理论参考。

关键词：水稻江苏粳稻 SSR标记遗传多样性生态类型

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小麦赤霉病源呕吐毒素的合成、检测及防控

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食品安全质量检测学报 2023年第7期14卷 182-191页

作者：孙政玺江宁李韬扬州大学农学院教育部植物功能基因组学重点实验室江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室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扬州225009

赤霉病是主要由禾谷镰刀菌侵染小麦、大麦和其他小谷类作物而造成作物减产的世界性病害。小麦赤霉病发病需要高温和高湿的环境条件,感染程度及发病范围主要由寄主自身的抗性决定,对粮食产业以及人类健康的危害主要来源于籽粒中积累的呕... 详细信息

赤霉病是主要由禾谷镰刀菌侵染小麦、大麦和其他小谷类作物而造成作物减产的世界性病害。小麦赤霉病发病需要高温和高湿的环境条件,感染程度及发病范围主要由寄主自身的抗性决定,对粮食产业以及人类健康的危害主要来源于籽粒中积累的呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)。赤霉病需要多层次、全流程的防治,而降低DON毒素的危害是防治赤霉病需要重点突破的环节。本文概述了DON的合成过程、致病机制、检测方法和脱毒策略,并提出防治赤霉病的思路,重点挖掘与DON毒素诱导、运输和转化相关的基因资源,为通过生物育种途径培育DON低积累小麦品种、减少DON危害提供参考。

关键词：小麦赤霉病呕吐毒素检测方法脱毒策略

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大麦表皮蜡质组分及晶体结构的差异性分析

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麦类作物学报 2023年第6期43卷 712-720页

作者：康朝麒朱娟洪益张宇航吕超郭宝健王菲菲许如根植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物基因组学与分子育种重点实验室/江苏粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农业科技发展研究院江苏扬州225009

为了解不同大麦品种(系)表皮蜡质组分及结构的差异,以7个大麦品种(系)开花期的倒二叶、穗下节及穗为材料,利用GC-MS和S-4800场发射扫描电子显微镜测定不同器官表皮蜡质组分,观察其晶体结构。结果表明,大麦不同器官表皮蜡质均是由烷烃、... 详细信息

为了解不同大麦品种(系)表皮蜡质组分及结构的差异,以7个大麦品种(系)开花期的倒二叶、穗下节及穗为材料,利用GC-MS和S-4800场发射扫描电子显微镜测定不同器官表皮蜡质组分,观察其晶体结构。结果表明,大麦不同器官表皮蜡质均是由烷烃、初级醇、醛、脂肪酸、二酮等20种物质组成,不同品种及不同器官表皮蜡质组分种类无明显差异,但组分含量差异显著;同一品种(系),表面有白霜覆盖器官蜡质总量明显高于无白霜覆盖器官。穗下节表皮蜡质及穗部白霜型品种(系)表皮蜡质的二酮含量最高,穗部无白霜品种(系)(QS、FR、SYR01)表皮蜡质以烷烃和初级醇为主,二酮含量显著低于白霜型品种;叶片表皮蜡质则以初级醇为主,含量明显高于其他组分,且品种(系)间差异显著。电镜观察结果表明,参试品种(系)倒二叶近轴面和远轴面表皮蜡质晶体均呈片状结构;穗下节表皮蜡质晶体结构均呈棒状,SYR01穗下节蜡质晶体附着密度远小于其余6个穗下节有白霜覆盖品种(系)。白霜型大麦品种(系)穗部表皮蜡质完全为棒状,非白霜型品种(系)穗部表面仅有少量片状蜡质晶体或无蜡质晶体附着。

关键词：大麦表皮蜡质蜡质组分晶体结构

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基因组稳定性影响水稻生长发育的机制综述

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江苏农业科学 2023年第23期51卷 1-9页

作者：王梦娜刘康伟王冷静代强冯海洋张超于恒秀江苏省作物遗传生理重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农学院江苏扬州225009

基因组包含生物体的全部遗传信息(部分病毒是RNA),维持染色体的结构、数目及遗传信息的相对稳定,是物种得以生存和延续的前提与保障。水稻作为重要的粮食作物之一,其基因组稳定是保障粮食生产和发展现代农业的重要前提。DNA损伤是一种... 详细信息

基因组包含生物体的全部遗传信息(部分病毒是RNA),维持染色体的结构、数目及遗传信息的相对稳定,是物种得以生存和延续的前提与保障。水稻作为重要的粮食作物之一,其基因组稳定是保障粮食生产和发展现代农业的重要前提。DNA损伤是一种危害性很高的损伤形式,及时、正确的修复是维持基因组稳定的基础。DNA损伤首先会激活DNA损伤反应(DDR),DDR一方面阻止受损细胞携带错误信息继续分裂,另一方面积极促进各种修复途径,如非同源末端连接(NHEJ)、同源重组(HR)和核苷酸切除修复(NER)等,这些修复途径相互协调,相互竞争。本文简述影响基因组稳定性的多种因素,重点是DNA损伤和修复的分子机制,以及在水稻生长发育过程中各关键基因对于维持基因组稳定的重要性,并探讨水稻基因组稳定性研究的未来方向。

关键词：水稻基因组稳定性 DNA损伤 DSB修复

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一个大麦黄化突变体的突变机理及其遗传机制研究

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中国农业科技导报 2023年第5期25卷 34-45页

作者：白道宽郭宝健洪益张萌娜朱娟吕超王菲菲许如根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省作物遗传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江苏扬州225009

为探究温度对大麦黄化突变体表型及光合特性的影响,以二棱啤用大麦品种‘扬农啤5号’及其经甲磺酸乙酯(ethylmethanesulfonate,EMS)诱变筛选到的黄化突变体G039为材料,测定分析田间自然条件和室内不同温度条件下突变体和野生型的叶色、... 详细信息

为探究温度对大麦黄化突变体表型及光合特性的影响,以二棱啤用大麦品种‘扬农啤5号’及其经甲磺酸乙酯(ethylmethanesulfonate,EMS)诱变筛选到的黄化突变体G039为材料,测定分析田间自然条件和室内不同温度条件下突变体和野生型的叶色、植株主要性状、光合特性、组织结构及光合相关基因的表达;同时利用突变体与野生型及‘扬农啤7号’的杂种F1和F2群体,对突变基因进行遗传分析。结果表明,在自然低温条件下,G039苗期叶色呈现黄色,叶绿素a与叶绿素b含量较‘扬农啤5号’极显著降低;随着气温回升,叶色逐渐转绿,G039灌浆期叶绿素a与‘扬农啤5号’无差异,叶绿素b存在显著差异。G039的株高、穗长、穗下节间长、分蘖数与每穗粒数极显著低于‘扬农啤5号’,粒长、粒宽与千粒重极显著高于‘扬农啤5号’。不同温度处理下,突变体G039叶色受生长温度影响显著,低温造成G039叶绿体数目减少,基粒片层疏松;在10~20℃之间,温度越低,黄化越严重,SPAD值与叶绿素含量越低,净光合速率、胞间CO_(2)浓度及水分利用率与‘扬农啤5号’的差异越大,大麦光合作用的最适温度在20℃左右。G039表型受1对隐性核基因控制。qRT-PCR结果显示,在不同温度下叶绿素合成、叶绿体发育及光系统建成等相关基因的表达在野生型与突变体G039间均存在极显著差异。以上结果为解析G039叶色突变机理和分子调控机制奠定基础。

关键词：大麦突变体温度光合特性

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DNA甲基化对水稻花药培养过程中黄化的影响

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2023年第4期44卷 1-14页

作者：王笑刘凯孙尚薛超龚志云扬州大学农学院/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/江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

花药培养是一种常见的植物组织培养技术,其培养过程中易产生黄化苗,从DNA甲基化的角度探究水稻花药培养中幼苗高频黄化的机制。结果表明:水稻花药培养产生的黄化苗叶绿素含量降低,叶绿体形态异常。黄化苗基因组DNA甲基化水平明显升高。... 详细信息

花药培养是一种常见的植物组织培养技术,其培养过程中易产生黄化苗,从DNA甲基化的角度探究水稻花药培养中幼苗高频黄化的机制。结果表明:水稻花药培养产生的黄化苗叶绿素含量降低,叶绿体形态异常。黄化苗基因组DNA甲基化水平明显升高。进一步分析发现绿苗和黄化苗差异甲基化基因主要富集在光合作用相关的途径。通过转录组分析发现,LOC_Os04g58200(OsPORA)、LOC_Os01g01280(OsTLP27)、LOC_Os06g01850(OsLFNR1)、LOC_Os11g01140(OsNPH1a)、LOC_Os02g15640(OsPYL3)、LOC_Os12g08830、LOC_Os07g053600、LOC_Os06g40640(OsAld-Y)和LOC_Os07g01769个与光合作用相关的基因表达量发生改变,且甲基化水平也发生变化。综上,水稻花药培养过程中由于DNA甲基化而抑制光合作用中相关基因的表达,从而导致黄化苗的产生。

关键词：水稻花药培养黄化苗光合作用 DNA甲基化

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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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低氮条件下NaCl浓度对大麦氮素吸收利用的影响

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植物生理学报 2024年第6期60卷 1046-1054页

作者：徐红卫刘成洪郭桂梅郭慧敏何婷陈辉杨邦伟许如根植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物基因组学与分子育种重点实验室/江苏粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学农业科技发展研究院江苏扬州225009 上海市农业科学院生物技术研究所/上海市农业遗传育种重点实验室上海201106

为了探讨低氮条件下耐盐大麦种质资源对氮素吸收利用的规律,本文以大麦品种‘花30’诱变结合小孢子培养获得的耐盐纯合新品系DH20和‘花30’(亲本对照)为材料,通过幼苗水培对相关性状进行测定分析。结果表明:在无盐条件下,低氮较正常氮... 详细信息

为了探讨低氮条件下耐盐大麦种质资源对氮素吸收利用的规律,本文以大麦品种‘花30’诱变结合小孢子培养获得的耐盐纯合新品系DH20和‘花30’(亲本对照)为材料,通过幼苗水培对相关性状进行测定分析。结果表明:在无盐条件下,低氮较正常氮处理水平均降低了DH20和‘花30’的苗高、地上部干重、氮素积累量、气孔导度、叶绿素荧光参数,但无显著差异;在中盐(150 mmol·L^(-1)NaCl)条件下,低氮处理对新品系DH20的苗高、地上部干重、氮素积累量、氮素吸收利用率、氮素利用率、净光合速率、气孔导度、Fv’/Fm’值的影响均显著低于对‘花30’各相应性状的影响;在高盐(450 mmol·L^(-1)NaCl)条件下,DH20和‘花30’的苗高、干重、氮素积累量和氮素吸收利用率均很低,但无显著差异。经对大麦氮代谢关键基因表达分析发现,在低氮+中盐处理的条件下,DH20的HvNR1、HvNRT3.1和HvNRT3.3等氮利用基因表达量显著增加,促进幼苗对氮的吸收利用。说明耐盐大麦新品系DH20在中盐胁迫条件下具有对氮素高效吸收和利用的潜在能力,可以作为大麦育种中氮素高效利用的重要基因资源。

关键词：大麦新品系耐盐低氮氮素吸收利用

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HvLBD19基因对大麦不定根发育的调控

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作物学报 2022年第10期48卷 2435-2442页

作者：郭宝健王爽吕超王菲菲许如根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江苏扬州225009 扬州大学农学院/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

植物LBD基因家族是植物特异的转录因子家族,在调控植物生长发育和氮素代谢方面起到重要的作用。基因组共线性分析表明,大麦(Hordeum vulgare L.)HvLBD19基因为水稻ARL1和玉米RTCS基因直系同源基因。基因时空表达分析结果表明,该基因在... 详细信息

植物LBD基因家族是植物特异的转录因子家族,在调控植物生长发育和氮素代谢方面起到重要的作用。基因组共线性分析表明,大麦(Hordeum vulgare L.)HvLBD19基因为水稻ARL1和玉米RTCS基因直系同源基因。基因时空表达分析结果表明,该基因在不定根中表达丰度最高,且受外源生长素诱导表达,所编码蛋白定位于细胞核内。转基因功能验证结果表明,苗期超表达株系相对于野生型不定根长度增长近1倍,不定根数目增加40%。本研究初步明确了HvLBD19基因影响大麦不定根发育,为进一步深入探究大麦HvLBD19基因调控不定根发育的分子机制提供了基础。

关键词：大麦侧生器官边界域基因超表达不定根

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穗粒数基因Gn1a在直立穗粳稻品种中的遗传效应分析

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2023年第6期44卷 1-8页

作者：顾芸华许作鹏葛永申张宏根汤述翥顾铭洪扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物基因组学与分子育种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扬州225009

Gn1a是控制穗粒数的重要基因,对提高水稻单产具有重要意义。利用Gn1a基因内功能标记Gn1a-M1对44份迟熟中粳品种进行检测,结果显示该基因尚未在直立穗迟熟中粳品种中得到应用。为探明Gn1a在直立穗粳稻中的遗传效应,构建一套以直立穗粳稻... 详细信息

Gn1a是控制穗粒数的重要基因,对提高水稻单产具有重要意义。利用Gn1a基因内功能标记Gn1a-M1对44份迟熟中粳品种进行检测,结果显示该基因尚未在直立穗迟熟中粳品种中得到应用。为探明Gn1a在直立穗粳稻中的遗传效应,构建一套以直立穗粳稻品种海丰1号(gn1agn1a)为受体亲本,籼稻黄华占(Gn1aGn1a)为供体亲本,包含133个系的导入系群体,并通过重测序明确其中39个导入系携带Gn1a基因。在此基础上,通过对10个携带Gn1a基因导入系、10个未携带Gn1a基因导入系以及受体亲本农艺、产量和品质性状的测定及分析,明确了Gn1a基因在直立穗粳稻背景下能显著增加二次枝梗数、二次枝梗颖花数、穗长及一次枝梗数,但显著降低单株穗数;在外观品质上表现为粒宽显著增加、长宽比显著减小,垩白粒率和垩白度有增加的趋势,但对稻米淀粉理化性质和蒸煮食味品质影响较小。

关键词：水稻 Gn1a 产量性状品质性状遗传效应

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