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植物保护 2022年第4期48卷 165-174页

作者：魏琪朱旭晖何佳春万品俊傅强中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006

为发展水稻害虫的绿色防控技术,本研究采用浸渍法比较了5种微生物杀虫剂(苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis、短稳杆菌Empedobacter brevis、球孢白僵菌Beauveria bassiana、金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae CQMa421和甘蓝夜蛾Mamestra brassicae核型多角体病毒)对3种水稻主要害虫(二化螟Chilo suppressalis、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis和褐飞虱Nilaparvata lugens)的室内毒力及致死表型。结果表明,在田间推荐中剂量处理条件下,5种药剂对稻纵卷叶螟幼虫均具有较好的速效性,处理后第2天幼虫的校正死亡率(46.7%~86.7%)就显著高于对照组(0%),第5天稻纵卷叶螟幼虫校正死亡率可达到85.7%~100%,均极显著高于二化螟的校正死亡率(4.76%~23.81%),二化螟第6天时的校正死亡率为25.0%~55.0%。对褐飞虱若虫,金龟子绿僵菌CQMa421的速效性和毒力均优于球孢白僵菌,经金龟子绿僵菌CQMa421处理后2 d的存活率与对照组有显著差异,且在第6天时的校正死亡率(76.9%)显著高于球孢白僵菌处理(53.9%)。此外,本试验还对各药剂处理后害虫的致死表型进行了观察与描述。上述结果可为稻田微生物杀虫剂的选用提供参考。

关键词：微生物杀虫剂水稻害虫毒力测定致死表型

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褐飞虱Nl15基因的克隆及功能分析

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昆虫学报 2022年第5期65卷 558-567页

作者：王福鑫王渭霞魏琪何佳春赖凤香傅强万品俊中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006

【目的】植食性刺吸式口器昆虫的唾液蛋白参与调控植物抗虫防御反应,影响其对寄主植物的适应性。本研究旨在通过克隆褐飞虱Nilaparvata lugens重要唾液蛋白基因Nl15,调查其时空表达模式,明确其在褐飞虱致害性中的作用。【方法】基于褐飞... 详细信息

【目的】植食性刺吸式口器昆虫的唾液蛋白参与调控植物抗虫防御反应,影响其对寄主植物的适应性。本研究旨在通过克隆褐飞虱Nilaparvata lugens重要唾液蛋白基因Nl15,调查其时空表达模式,明确其在褐飞虱致害性中的作用。【方法】基于褐飞虱IR56种群转录组数据,用RT-PCR克隆褐飞虱基因Nl15 cDNA序列,并进行生物信息学分析。利用qPCR检测其在褐飞虱TN1和IR56种群不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和雌雄成虫)和雌成虫不同组织(头、胸、腹和足)中的表达模式。通过显微注射dsRNA对褐飞虱TN1和IR56种群的4龄若虫进行Nl15的RNAi,利用qPCR检测Nl15 RNAi后褐飞虱若虫中Nl15的相对表达量以及Nl15 RNAi后褐飞虱若虫取食3 d时水稻植株中防御相关基因(OsLecRK4,OsMPK10,OsWRKY24,OsLox,OsNPR1和OsGns5)的相对表达量,并生物测定Nl15 RNAi后褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量。【结果】克隆了褐飞虱Nl15 cDNA序列(GenBank登录号:OK181113),其开放阅读框长1008 bp;预测编码335个氨基酸,理论等电点为7.54,分子量为38.7 kD,含有23个氨基酸的信号肽序列和一个糖基化修饰位点,不存在跨膜结构域和其他已知的功能域;Nl15与灰飞虱Laodelphax striatellus同源蛋白氨基酸序列一致性为45%。发育表达谱结果表明,Nl15在褐飞虱各个发育阶段均表达,在3-4龄若虫中的表达量最高;组织表达谱结果表明,Nl15在褐飞虱雌成虫头部中的表达量最高,且在IR56种群头部中的表达量高于在TN1种群头部中的。RNAi实验结果表明,与注射dsGFP的对照组相比,注射dsNl15的处理组中Nl15的表达量显著降低了89.5%,褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量均显著降低,上述6个水稻防御相关基因的表达量显著上调。【结论】褐飞虱IR56种群中的Nl15参与褐飞虱与水稻的防御与反防御分子互作。本研究为进一步阐述褐飞虱克服抗虫基因的机制及揭示昆虫与植物互作的分子网络提供了思路。

关键词：褐飞虱 IR56种群 Nl15 RNAi OsLecRK4 水稻防御

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褐飞虱组织解剖及NlEF7基因的雄虫组织特异性表达研究

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应用昆虫学报 2022年第5期59卷 1009-1019页

作者：王渭霞何佳春魏琪赖凤香万品俊傅强中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州311401

【目的】探究褐飞虱Nilaparvata lugens雄虫特异基因NlEF7的组织表达特性,为褐飞虱多组织的解剖分离以及基因表达的组织原位杂交提供参考。【方法】选择不同发育时期的褐飞虱雌成虫和雄成虫,在显微镜下解剖获取唾液腺、肠、雌虫生殖器... 详细信息

【目的】探究褐飞虱Nilaparvata lugens雄虫特异基因NlEF7的组织表达特性,为褐飞虱多组织的解剖分离以及基因表达的组织原位杂交提供参考。【方法】选择不同发育时期的褐飞虱雌成虫和雄成虫,在显微镜下解剖获取唾液腺、肠、雌虫生殖器和雄虫生殖器等组织并提取RNA利用定量PCR进行NlEF7表达分析。利用地高辛标记NlEF7探针,通过多聚甲醛固定样本和NBT/NBCT显色,进行了组织RNA原位杂交检测。【结果】获得了唾液腺、肠道、内生殖器的细致解剖显微实图,展示了褐飞虱内生殖器的形态变化,据此可确认雌虫的交配状况。定量PCR和原位杂交分析结果表明,NlEF7基因在雄虫内生殖器和脂肪体中特异性表达,且在睾丸中表达量最高。利用完整的虫体进行固定和原位杂交后解剖观察,几乎没有杂交信号。对虫体进行破坏性处理或分离组织样本再进行固定和杂交有助于提高杂交信号的强度。【结论】NlEF7基因在褐飞虱雄虫内生殖器和脂肪体中特异性表达。

关键词：褐飞虱内生殖器消化道唾液腺显微解剖原位杂交

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三唑类杀菌剂对水稻药害机理及解决方案

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植物保护 2022年第4期48卷 107-113页

作者：黄世文刘连盟赵可菡章艺琳中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州311401

三唑类杀菌剂(triazole fungicide,TFs)是一类广谱、高效、低残留、长效、内吸传导性好,同时具有保护和治疗作用的新型杀菌剂,对真菌性病害有较好的防控效果,在作物病害防治上被广泛应用。三唑类杀菌剂在防治水稻中、后期真菌性病害上... 详细信息

三唑类杀菌剂(triazole fungicide,TFs)是一类广谱、高效、低残留、长效、内吸传导性好,同时具有保护和治疗作用的新型杀菌剂,对真菌性病害有较好的防控效果,在作物病害防治上被广泛应用。三唑类杀菌剂在防治水稻中、后期真菌性病害上取得了极好的防效,是应用量较大的杀菌剂之一。但由于三唑类杀菌剂使用不当,在生产上造成了大量的药害实例,导致水稻减产或绝收,同时引起了一些社会问题,需要引起高度重视。本文在作者多年的调查和研究基础上结合相关文献资料,阐述了三唑类杀菌剂的分类、使用方法、作用机制,对水稻产生药害的原因、症状表现和机理,使用三唑类杀菌剂时避免发生药害的措施及药害发生后的补救方法。

关键词：三唑类杀菌剂水稻药害症状及机理解决方案

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不同施氮水平对双季稻产量、氮素利用率及稻田氮素平衡的影响

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作物杂志 2024年第2期 89-96页

作者：秦碧蓉尤赛雅陈书融朱练峰孔亚丽朱春权田文昊张均华金千瑜曹小闯刘丽贵州大学农学院贵州贵阳550025 中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006

以“中早39”和“天优华占”为供试材料,通过大田试验研究不同施氮水平对早、晚稻产量形成、氮素利用率和水稻―土壤氮素平衡的影响。结果表明,施氮显著增加了双季稻在0~40 cm土层土壤残留无机氮,且氮形态以NH_(4)^(+)-N为主;当施氮量... 详细信息

以“中早39”和“天优华占”为供试材料,通过大田试验研究不同施氮水平对早、晚稻产量形成、氮素利用率和水稻―土壤氮素平衡的影响。结果表明,施氮显著增加了双季稻在0~40 cm土层土壤残留无机氮,且氮形态以NH_(4)^(+)-N为主;当施氮量分别超过180 kg/hm^(2)(早稻)、200 kg/hm^(2)(晚稻)时,土壤残留无机氮含量不再显著增加;水稻―土壤氮素平衡表明,除氮肥外,其他氮输入占氮素总输入的48.7%~78.4%,氮的输出主要受水稻吸氮量、土壤氮残留量和氮损失量影响,在一定施氮范围内,随着施氮量的增加均显著增加。随着施氮水平的提高,早、晚稻产量呈先增加后降低的趋势,其主要通过增加有效穗数和穗粒数增加水稻产量;氮偏生产力、氮农学利用率与氮素依存率随施氮量增加显著降低,但氮吸收利用率、氮表观残留率和氮肥贡献率呈相反变化趋势。水稻产量和施氮量二次回归模型表明,早稻、晚稻最佳施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm^(2)。因此,浙江杭州区域双季稻推荐施氮量分别为早稻163.4 kg/hm^(2)、晚稻209.2 kg/hm^(2),能够达到水稻高产、氮肥高效。

关键词：氮肥用量产量氮素利用率氮素平衡双季稻

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水稻-冬季秸秆覆盖种植马铃薯模式对水稻齐穗期根际土壤代谢组表达特征的影响

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土壤 2023年第3期55卷 295-304页

作者：王孟佳冯向前马横宇刘元辉褚光徐春梅章秀福王丹英陈松水稻生物学国家重点实验室(中国水稻研究所) 杭州311400 长江大学农学院湖北荆州434025

水稻–冬季秸秆覆盖种植马铃薯是南方稻区一种经济高产的水–旱轮作模式,其对水稻根际土壤代谢物的影响可能是调控水稻高产的关键,但目前相关研究尚未见报道。本研究基于周年水–旱轮作模式长期定位试验,以水稻–冬季空闲(CK)模式为对... 详细信息

水稻–冬季秸秆覆盖种植马铃薯是南方稻区一种经济高产的水–旱轮作模式,其对水稻根际土壤代谢物的影响可能是调控水稻高产的关键,但目前相关研究尚未见报道。本研究基于周年水–旱轮作模式长期定位试验,以水稻–冬季空闲(CK)模式为对照和水稻–马铃薯(稻草覆盖种植并还田,RP)轮作模式为研究对象,采集水稻齐穗期根际土壤样品,利用液相色谱–质谱法(LC-MS)测定根际土壤代谢物种类与丰度,研究RP轮作模式水稻齐穗根际土壤代谢物组分和功能及其与产量形成的关系。结果表明:①采用OPLS-DA模型筛选差异代谢物(HMDB数据库)发现,与CK模式相比,RP轮作模式具有201个有显著性差异(P<0.05)的根际土壤代谢物,分别归属于脂质和类脂分子、有机酸及衍生物、有机氧化合物、苯丙烷和聚酮等11个父类;其中苯丙烷和聚酮、丙烯醇脂质、苯及其衍生物、甾体内酯、氨基酸/肽、碳水化合物和脂肪酰糖苷等代谢物丰度发生显著变化,可作为表征RP轮作模式下水稻根际土壤差异性代谢物;②有机氧化合物、有机酸及衍生物和苯丙烷和聚酮等代谢物丰度与土壤有机质、全钾、碱解氮和速效钾含量差异呈显著正相关(r=0.816~0.938),其可通过为水稻直接提供养分、协助提高土壤养分供给或间接调节水稻生长等提高稻田综合生产力;③核苷/核苷酸、脂质和类脂分子等差异代谢物与水稻产量差异呈显著正相关(r=0.957~0.999),其可能是通过参与一系列代谢途径提高水稻抗逆能力,最终对水稻产量产生一定影响。

关键词：水稻根际代谢组轮作秸秆还田

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广西稻瘟菌无毒基因AVR-Pita变异分析

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植物病理学报 2025年

作者：张小雨刘莉杨红邱结华湖北大学生命科学学院/省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室中国农业科学院中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室

田间稻瘟病菌菌群具有复杂的遗传结构，特别是其无毒基因变异快，是造成抗病水稻品种在种植数年后抗病性减弱的主要原因。因此，监测稻瘟菌无毒基因变异情况对于水稻抗病品种的合理布局具有重要的指导意义。本研究利用聚合酶链式反应（P... 详细信息

田间稻瘟病菌菌群具有复杂的遗传结构，特别是其无毒基因变异快，是造成抗病水稻品种在种植数年后抗病性减弱的主要原因。因此，监测稻瘟菌无毒基因变异情况对于水稻抗病品种的合理布局具有重要的指导意义。本研究利用聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction,PCR）、Sanger测序（Sanger sequencing）等技术分析了来自广西壮族自治区不同水稻种植区的84株稻瘟菌中无毒基因AVR-Pita的分布和变异情况。结果表明，在这84株稻瘟菌中，有66株能够扩增得到AVR-Pita基因区段。将所得AVR-Pita基因序列与NCBI中公布的AVR-Pita序列进行对比，发现这66个菌株含有6种AVR-Pita变异类型（AVR-Pita H1～H6）。进一步将这6种AVR-Pita变异类型的稻瘟菌菌株进行活体水稻喷雾接种、离体叶片划伤接种，以检测其致病性，结果显示这6种变异类型的菌株均能侵染携带Pi-ta基因的丽江新团黑谷（Pi-ta-LTH），表明这6种变异型不能被抗病基因Pi-ta识别。本研究揭示了广西壮族自治区稻瘟菌中AVR-Pita基因的变异情况，以及定期对该无毒基因变异情况进行监测的重要性。这一发现不仅为广西壮族自治区合理布局含抗病基因Pi-ta的水稻品种提供了科学依据，也为制定有效的稻瘟病防控策略奠定了基础。

关键词：稻瘟病菌 AVR-Pita 无毒基因变异监测

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水稻穗发育与高产育种

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中国农业科学 2023年第7期56卷 1215-1217页

作者：李云峰任德勇西南大学水稻研究所/西南大学农业科学研究院/转基因植物与安全控制重庆市重点实验室中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室

水稻是全球最重要的粮食作物之一，其穗发育对于产量有重大影响。穗部器官主要包括枝梗、小穗和小花；其中，枝梗属于花序结构，其数量、长度和分布等对穗型起决定性作用，并最终决定“每穗粒数”；而小花最外轮花器官颖壳的发育也在很... 详细信息

水稻是全球最重要的粮食作物之一，其穗发育对于产量有重大影响。穗部器官主要包括枝梗、小穗和小花；其中，枝梗属于花序结构，其数量、长度和分布等对穗型起决定性作用，并最终决定“每穗粒数”；而小花最外轮花器官颖壳的发育也在很大程度上决定了粒型，进而影响“千粒重”；除此之外，浆片、雌雄蕊等花器官的发育也会决定开花习性、育性等影响“杂种优势”利用的性状[1-3]。

关键词：水稻穗发育高产育种

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水稻籼粳亚种杂交“花时不遇”研究取得新突破——水稻花时调控基因DFOT1的克隆与利用

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中国科学：生命科学 2022年第10期52卷 1553-1554页

作者：张光恒钱前中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室杭州310006

自第二次绿色革命以来,随着杂种优势理论的不断完善和杂交水稻持续的推广利用,我国杂交水稻已占水稻总种植面积的50%以上,占水稻总产的60%以上.杂交水稻为解决我国粮食安全问题作出了巨大贡献[1].目前我国杂交稻主要是籼稻亚种内籼籼交... 详细信息

自第二次绿色革命以来,随着杂种优势理论的不断完善和杂交水稻持续的推广利用,我国杂交水稻已占水稻总种植面积的50%以上,占水稻总产的60%以上.杂交水稻为解决我国粮食安全问题作出了巨大贡献[1].目前我国杂交稻主要是籼稻亚种内籼籼交品种(组合)为主,但同一亚种内遗传多样性不足,严重限制了杂交水稻产业的拓展空间和粮食总产突破.

关键词：第二次绿色革命水稻总产杂交水稻推广利用品种(组合) 遗传多样性拓展空间总种植面积

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水稻斑马叶突变体zl7的鉴定与基因的精细定位

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中国水稻科学 2023年第2期37卷 113-124页

作者：廉院训韦子芸张强李清任德勇胡江朱丽高振宇张光恒郭龙彪曾大力钱前沈兰浙江师范大学化学与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杭州310006

【目的】斑马叶突变体作为水稻叶色突变体的重要种质资源,是研究植物光合作用机制和高光效育种的理想材料,对于解析光合作用机理和提高水稻产量具有重要意义。【方法】用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种春江06建立突变体库,从突变体库中... 详细信息

【目的】斑马叶突变体作为水稻叶色突变体的重要种质资源,是研究植物光合作用机制和高光效育种的理想材料,对于解析光合作用机理和提高水稻产量具有重要意义。【方法】用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变粳稻品种春江06建立突变体库,从突变体库中筛选到1份苗期为斑马叶的突变体,该突变体被命名为zl7(zebra leaf7)。在常规大田种植条件下分别比较突变体与野生型在苗期、抽穗期和成熟期叶色表型和产量性状差异,通过透射电镜实验分析叶片叶绿体发育情况,利用图位克隆方法克隆候选基因,利用荧光定量PCR方法分析参与叶绿素合成和叶绿体发育相关基因的表达水平。【结果】从苗期开始,突变体zl7表现出典型的斑马叶,叶绿素含量降低,直到抽穗期,斑马叶表型消失,叶片逐渐复绿,叶绿素含量无明显差异。光合速率测定和电镜观察结果显示,突变体zl7的光合速率、气孔导度下降,叶绿体发育异常。与野生型相比,突变体的株高、分蘖、穗长、一次枝梗、二次枝梗和每穗粒数均显著降低,而粒长、粒宽和千粒重均略有增加。荧光定量PCR结果表明突变体中参与叶绿素降解相关基因的表达量显著升高,而参与叶绿素合成和叶绿体发育相关基因的表达量显著降低。遗传分析表明,该突变体受一对隐性核基因调控。通过图位克隆将该基因定位在第7染色体,测序发现突变体的目标基因ZL7编码区发生单碱基替换,导致一个氨基酸由丝氨酸变为天冬酰胺。【结论】ZL7(Zebra Leaf 7)突变导致叶绿体发育异常,水稻叶片出现斑马叶表型,该基因在叶绿素合成及叶绿体发育中起重要作用。

关键词：水稻叶绿体遗传分析图位克隆

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