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中国水稻科学 2024年第3期38卷 246-255页

作者：缪军冉金晖徐梦彬卜柳冰王平梁国华周勇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 江苏省农垦农业发展股份有限公司现代农业研究院南京211800

【目的】探究水稻异三聚体G蛋白γ亚基RGG2在提高水稻抗旱性中的作用。【方法】利用酵母双杂交和荧光素酶互补实验,鉴定RGG2与RGB1的相互作用。施加外源ABA,检测RGG2的表达水平和RGG2过量表达系的种子萌发率,用于阐明RGG2是否参与ABA响... 详细信息

【目的】探究水稻异三聚体G蛋白γ亚基RGG2在提高水稻抗旱性中的作用。【方法】利用酵母双杂交和荧光素酶互补实验,鉴定RGG2与RGB1的相互作用。施加外源ABA,检测RGG2的表达水平和RGG2过量表达系的种子萌发率,用于阐明RGG2是否参与ABA响应。通过比较野生型和RGG2过量表达系的离体叶片失水率和干旱处理后的植株存活率,解析RGG2在干旱胁迫响应中的作用。【结果】RGG2与RGB1之间存在相互作用。RGG2的表达水平可以被ABA、PEG-6000和干旱处理显著诱导。ABA处理条件下,日本晴和武运粳7号背景下RGG2过量表达系种子萌发率和根长均明显下降,且显著低于野生型,表明RGG2正调控ABA响应。过量表达系离体叶片的失水率低于野生型,但干旱条件下的植株存活率高于野生型。干旱处理条件下,多个ABA和干旱胁迫响应相关基因的表达被诱导,并且在过量表达系中的表达水平明显高于野生型。【结论】RGG2正调控ABA和干旱胁迫响应,过量表达RGG2可以提高水稻抗旱性。

关键词：水稻异三聚体G蛋白 RGG2 ABA响应干旱胁迫

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水稻长护颖小粒突变体lsg8的表型鉴定与基因克隆

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中国水稻科学 2025年

作者：陆帅陶涛刘冉周文玉曹蕾杨青青张明秋任鑫哲杨芝笛徐福祥环海东龚远航张皓程金素奎蔡秀玲高继平冷语佳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扬州大学教育部农业与农产品安全国际合作联合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/江苏省作物遗传生理重点实验室

【目的】通过对一个水稻长护颖、小粒突变体的表型鉴定与基因克隆，探明控制该性状的遗传基础和分子机制。【方法】利用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变粳稻品种WYJ27，从中获得一个稳定遗传的长护颖、小粒突变体，将该突变体命名为lsg8 （long... 详细信息

【目的】通过对一个水稻长护颖、小粒突变体的表型鉴定与基因克隆，探明控制该性状的遗传基础和分子机制。【方法】利用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变粳稻品种WYJ27，从中获得一个稳定遗传的长护颖、小粒突变体，将该突变体命名为lsg8 （long sterile lemma and small grain on chromosome 8）。观察并统计野生型和突变体的农艺性状变化；利用透射电镜观察颖壳外表皮细胞的变化；将突变体lsg8与籼稻品种IR36进行杂交，构建F2群体并进行遗传分析，利用图位克隆对LSG8基因进行定位，通过对候选基因测序和表达分析进一步确定候选基因；利用qRT-PCR分析细胞扩展相关基因和花器官特征基因的表达量。【结果】与野生型相比，突变体lsg8护颖长度明显变长，粒宽和粒厚显著下降，从而导致千粒重下降。此外，突变体lsg8的株高、穗长、倒1节间长、倒2节间长、倒4节间长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数、和结实率均较野生型WYJ27显著降低。颖壳外表皮扫描电镜观察表明，突变体lsg8的细胞长度较野生型显著变短，细胞宽度较野生型显著变窄。遗传分析表明，突变体lsg8受一对隐性核基因控制。通过图位克隆将LSG8基因定位在8号染色体标记M5和标记M6两个标记之间，物理距离约为276 kb，该区间包含42个开放阅读框。通过对候选基因测序分析，发现ORF18（LOC＿Os08g06480）在野生型和突变体之间出现了一个碱基的差异，认为该基因可能是控制长护颖、小粒表型的候选基因。qRT-PCR分析表明，LSG8在不同时期各个组织中均有表达，其中在成熟期的穗中表达最高，而在成熟期的叶鞘中表达最低。此外，突变体lsg8在细胞扩展相关基因、护颖发育调控基因和颖壳特征基因的表达量也发生了显著的变化；【结论】水稻长护颖、小粒突变体lsg8是已报道基因ASP1的新等位基因，该基因突变导致护颖变长、种子变小，对于维持水稻护颖的形态建成及籽粒形态起到重要的作用。

关键词：水稻长护颖小粒遗传分析图位克隆

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大麦耐盐近等基因系叶片响应盐胁迫的转录组学分析

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江苏农业科学 2024年第24期52卷 44-52页

作者：李璐飞孙成群张宇航张萌娜洪益许如根朱娟扬州大学农学院/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

为解析大麦耐盐基因***.2H响应盐胁迫的分子机制,以包含耐盐基因***.2H的1对近等基因系N53(盐敏感)和T66(耐盐)为供试材料,通过转录组测序(RNA-Seq)分析对照和盐胁迫(300 mmol/L NaCl)处理120 h的近等基因系叶片中响应盐胁迫的差异表达... 详细信息

为解析大麦耐盐基因***.2H响应盐胁迫的分子机制,以包含耐盐基因***.2H的1对近等基因系N53(盐敏感)和T66(耐盐)为供试材料,通过转录组测序(RNA-Seq)分析对照和盐胁迫(300 mmol/L NaCl)处理120 h的近等基因系叶片中响应盐胁迫的差异表达基因,根据测序结果进行DEG筛选、GO富集和KEGG分析,并使用qPCR技术分析基因的表达水平,验证转录组测序结果。研究表明,从N53中共鉴定到6652个DEG,其中3348个基因上调,3304个基因下调;T66中只鉴定到1447个DEG,716个基因上调,731个基因下调。GO富集表明,DEG主要富集在细胞过程、代谢过程、转运蛋白活性、细胞膜等。KEGG富集表明,耐盐系T66中特异性富集激素信号转导和植物MAPK信号通路,并筛选到12个在近等基因系间差异表达的基因。使用qPCR技术分析了盐胁迫中与离子运输相关的HvHKT、HvNHX和HvVHP基因的表达水平,结果与转录组里基因表达趋势一致,验证了转录组数据的准确性。***.2H可能通过调控离子相关基因如HvNHX1、HvNHX4、HvHTK1.3、HvHTK2.2、HvVHP1.2和HvVHP1.1的表达调控大麦耐盐性。此外,在***.2H定位区间内,有10个DEG,为***.2H候选基因鉴定提供了参考。研究结果初步探索了耐盐基因***.2H调控大麦耐盐性的分子机制,并分析了***.2H定位区间内的DEG,为大麦耐盐育种提供了候选基因及理论依据。

关键词：大麦盐胁迫转录组差异表达基因 KEGG富集候选基因

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水稻种子休眠遗传调控机制研究进展

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2024年第1期45卷 1-9,26页

作者：卢心明牛百晓扬州大学农学院/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

种子休眠可确保种子在最适宜的条件下萌发,对植物的生存和环境适应具有重要意义。种子休眠的强弱关系到种子穗发芽、萌发率、整齐度及后续生长,对作物的产量和品质十分重要。种子休眠受内源激素、环境和复杂遗传网络等多种因素的调控。... 详细信息

种子休眠可确保种子在最适宜的条件下萌发,对植物的生存和环境适应具有重要意义。种子休眠的强弱关系到种子穗发芽、萌发率、整齐度及后续生长,对作物的产量和品质十分重要。种子休眠受内源激素、环境和复杂遗传网络等多种因素的调控。其中植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)和赤霉素(gibberellic acid,GA)是水稻休眠调控网络中最重要的2个激素,大多数休眠相关基因通过直接或间接调控ABA和GA相关基因来介导种子的休眠。过去几十年,育种家对水稻种子休眠进行了一些数量性状座位(Quantitative trait locus,QTL)定位研究,并结合一系列水稻穗发芽的突变体,初步揭示了种子休眠的分子机制。该研究归纳总结近几年控制水稻休眠的关键基因及其调控机制,以期为该方向的研究以及水稻抗穗发芽分子育种提供帮助。

关键词：水稻种子休眠穗发芽 ABA GA 遗传调控

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水稻类病斑突变体lm52的基因克隆及其广谱抗病性分析

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中国水稻科学 2025年第3期39卷 322-330页

作者：黄涛魏兆根陈玘程泽刘欣王广达胡珂鸣谢文亚陈宗祥冯志明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 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 扬州现代种子创新研究所江苏高邮225600

【目的】类病斑突变体(Lesion mimic mutant,LMM)是研究植物细胞死亡和抗病机制的理想材料,可为作物抗病育种提供新的分子靶点和育种材料。【方法】利用图位克隆技术对水稻类病斑突变体lm52的突变基因进行了定位,并利用CRISPR/Cas9敲除... 详细信息

【目的】类病斑突变体(Lesion mimic mutant,LMM)是研究植物细胞死亡和抗病机制的理想材料,可为作物抗病育种提供新的分子靶点和育种材料。【方法】利用图位克隆技术对水稻类病斑突变体lm52的突变基因进行了定位,并利用CRISPR/Cas9敲除技术对候选基因进行了功能验证,同时鉴定了lm52对水稻对主要病害(稻瘟病、纹枯病和白叶枯病)的抗性,并分析其抗性机制。【结果】突变体lm52从4叶期开始逐渐出现褐色点状病斑,成熟期病斑扩展至全叶;ATP酶基因LOC_Os06g03940上的单碱基突变(G1440A)是lm52产生类病斑表型的原因;lm52显著增强了对水稻三大主要病害(稻瘟病、纹枯病和白叶枯病)的抗性,且这与突变体中活氧性(ROS)的过度积累和防御基因的激活表达有关。【结论】ATP酶基因LM52的突变增强了水稻对不同类型病原菌的抗性,为水稻抗病分子育种提供潜在的靶标基因。

关键词：水稻类病斑突变体图位克隆抗病性

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一个氮高效籼粳交直立穗粳稻品种的鉴定

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江苏农业科学 2023年第20期51卷 93-100页

作者：许作鹏黄本西孙铭琰杜圆月徐扬杨泽峰刘巧泉程祝宽张宏根汤述翥扬州大学农学院/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扬州225009

培育和筛选需肥量少、产量高的氮高效品种是减少资源浪费、保护生态环境的重要途径。以4个直立穗粳稻品种(系):武密粳(扬州大学以粳稻品系抗条武育粳3号与籼稻品种密阳23杂交育成)、抗条武育粳3号、武运粳24、淮稻5号为供试品种,设置4... 详细信息

培育和筛选需肥量少、产量高的氮高效品种是减少资源浪费、保护生态环境的重要途径。以4个直立穗粳稻品种(系):武密粳(扬州大学以粳稻品系抗条武育粳3号与籼稻品种密阳23杂交育成)、抗条武育粳3号、武运粳24、淮稻5号为供试品种,设置4个氮肥施用量:全生育期不施氮、全生育期施氮120 kg/hm2、240 kg/hm2和360kg/hm2,以及3个栽插密度试验:37.5万穴/hm2、30.0万穴/hm2和22.5万穴/hm2,探究不同直立穗品种的氮肥利用率及对产量的影响,试验重复2年。结果表明:武密粳遗传背景中籼稻血缘占比9.60%,明显高于其他3个粳稻品种;随氮肥施用量增加,所有品种株高、生物产量呈上升趋势,收获指数呈下降趋势,经济产量则以施氮240 kg/hm2水平为最高,过度施肥导致产量降低,栽插密度对以上4个性状的影响相对较小;武密粳的经济产量、收获指数和氮肥偏生产力显著高于其他3个品种,氮肥农学利用率显著低于其他3个品种,表明多施氮肥对提高武密粳产量的贡献相对较小;武密粳在施氮120 kg/hm2条件下的产量超过武运粳24和淮稻5号在施氮240、360 kg/hm2条件下的产量,说明武密粳是一个氮肥利用率较高的粳稻新品系,通过籼粳杂交培育节肥高效粳稻品种是可行的。

关键词：籼粳杂交粳稻品种产量氮肥利用率收获指数

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2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49调控水稻干旱和高温胁迫响应的机制研究

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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 17-27页

作者：朱子杰卜柳冰王雨鑫徐佳婷刘丹彤缪军扬州大学农学院/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

水稻是最重要的粮食作物之一,干旱、高温、盐等不利因素均会严重影响水稻产量。脱落酸(ABA)作为一种胁迫响应激素,参与调控多种非生物胁迫应答。以ABA信号组分A亚族2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49为研究对象,探究其调控水稻干旱和高温胁迫... 详细信息

水稻是最重要的粮食作物之一,干旱、高温、盐等不利因素均会严重影响水稻产量。脱落酸(ABA)作为一种胁迫响应激素,参与调控多种非生物胁迫应答。以ABA信号组分A亚族2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49为研究对象,探究其调控水稻干旱和高温胁迫的响应机制。结果表明:敲除OsPP2C49基因显著提高水稻在干旱和高温条件下的存活率,而过量表达会导致存活率显著降低。OsPP2C49的表达可被不同逆境胁迫诱导。OsbZIP10、OsbZIP40和OsbZIP42可结合OsPP2C49的启动子,激活OsPP2C49的转录。OsbZIP10、OsbZIP40和OsbZIP42的表达亦可被干旱和高温显著诱导,推测OsPP2C49在胁迫条件下的诱导表达是由不同bZIP转录因子介导的。这一研究可为培育耐旱和耐高温的水稻品种提供新的遗传信息。

关键词：水稻脱落酸 2C类蛋白磷酸酶 OsPP2C49 干旱胁迫高温胁迫

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玉米氯酸盐抗性全基因组关联分析

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农业生物技术学报 2023年第12期31卷 2443-2453页

作者：王孜慧吉伟东魏杰王芸芸王后苗杨泽峰徐辰武李鹏程扬州大学农学院/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室

氯酸盐抗性是评价作物氮效率的重要指标。为了挖掘玉米(Zea mays)氯酸盐抗性的QTL和候选基因，本研究以283份玉米自交系为材料，分别在正常和氯酸盐处理下测定7个性状，计算各性状的氯酸盐抗性。结果表明，氯酸盐处理后叶绿素相对含量... 详细信息

氯酸盐抗性是评价作物氮效率的重要指标。为了挖掘玉米(Zea mays)氯酸盐抗性的QTL和候选基因，本研究以283份玉米自交系为材料，分别在正常和氯酸盐处理下测定7个性状，计算各性状的氯酸盐抗性。结果表明，氯酸盐处理后叶绿素相对含量、株高、叶长、地上部干重均显著降低；全基因组关联分析(genome wide association study, GWAS)共定位到133个显著SNP位点，正常条件、氯酸盐处理及不同性状的氯酸盐抗性分别定位到51、53、29个显著SNPs；结合关联分析和转录组分析筛选到13个候选基因，包括剪切和多聚腺苷酸化特异性因子、N-乙酰基-5-羟色胺-O-甲基转移酶、MYB转录因子等。本研究为解析玉米氯酸盐抗性的遗传机制提供了候选基因，对于挖掘玉米氮高效关键基因位点和氮高效遗传改良具有一定的参考意义。

关键词：玉米氯酸盐抗性氮效率全基因组关联分析(GWAS) 候选基因

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水稻染色体双链寡核苷酸荧光原位杂交技术

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植物学报 2023年第3期58卷 433-439页

作者：孙尚胡颖颖韩阳朔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扬州225009

染色体制备与识别技术是遗传学研究的重要手段,而寡核苷酸荧光原位杂交(oligo-FISH)是近年来兴起的染色体识别技术。灵活高效的探针是荧光原位杂交过程中的关键因素。传统的单链寡核苷酸探针标记过程复杂,且获得单个探针的成本较高。在... 详细信息

染色体制备与识别技术是遗传学研究的重要手段,而寡核苷酸荧光原位杂交(oligo-FISH)是近年来兴起的染色体识别技术。灵活高效的探针是荧光原位杂交过程中的关键因素。传统的单链寡核苷酸探针标记过程复杂,且获得单个探针的成本较高。在单链寡核苷酸探针的基础上进行改良,利用靶向全染色体(片段)的特异性引物进行扩增,将获得产物纯化,即可得到目的探针,简化了探针标记过程,降低了成本,并提高了标记效率。该文详述了水稻(Oryza sativa)改良后的双链寡核苷酸探针文库的合成及标记方法、有丝分裂时期染色体制片和探针杂交过程。通过设计梯度实验发现水稻中寡核苷酸荧光原位杂交技术染色体和寡核苷酸探针的最佳变性时间与温度分别为85℃ 3分钟30秒及90℃6分钟。该研究在水稻中建立染色体双链寡核苷酸荧光原位杂交技术,可为多种植物染色体制备与精准识别提供有力的工具。

关键词：水稻寡核苷酸荧光原位杂交技术有丝分裂

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江苏近30年审定粳稻品种间的遗传多样性分析

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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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