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植物生理学报 2020年第10期56卷 2029-2039页

作者：张灵陶亚军方琳范方军李文奇王芳权许扬陈智慧蒋彦婕杨杰王军江苏省农业科学院粮食作物研究所/国家水稻改良中心南京分中心/江苏省优质水稻工程技术研究中心南京210014 扬州大学生物科学与技术学院江苏扬州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

多胺是一类广泛存在于生物体内的小分子含氮碱,参与了植物生长发育的整个过程,并与抗逆性密切相关。目前,植物中的多胺合成代谢途径已基本揭示,多个代谢途径中编码相关酶的基因也已克隆。本文综述了植物多胺代谢途径的异同点及演化过程... 详细信息

多胺是一类广泛存在于生物体内的小分子含氮碱,参与了植物生长发育的整个过程,并与抗逆性密切相关。目前,植物中的多胺合成代谢途径已基本揭示,多个代谢途径中编码相关酶的基因也已克隆。本文综述了植物多胺代谢途径的异同点及演化过程,重点阐述了多胺的生理功能、多胺与激素的关系以及多胺在抗性中的作用,希望给未来的生物合成和基因组育种提供帮助。

关键词：植物多胺代谢途径生理功能

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可变剪接在植物响应胁迫中的作用

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植物生理学报 2020年第6期56卷 1201-1211页

作者：宋凝曦张晓敬陆佳岚李霞谢寅峰南京林业大学生物与环境学院南京210037 江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心南京210014 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009 南京师范大学生命科学学院南京210023 南京师范大学金陵女子学院南京210023

可变剪接(alternative splicing,AS)是一种生物体基因转录调控的新方式,在植物中的许多基因均被发现存在,其在植物生长发育中的作用已有总结。本文进一步总结了AS在植物响应生物和非生物逆境中的作用及其调节机制,旨在加深可变剪接参与... 详细信息

可变剪接(alternative splicing,AS)是一种生物体基因转录调控的新方式,在植物中的许多基因均被发现存在,其在植物生长发育中的作用已有总结。本文进一步总结了AS在植物响应生物和非生物逆境中的作用及其调节机制,旨在加深可变剪接参与植物重要生命过程的认识,并展望了相关研究未来的研究方向。

关键词：可变剪接逆境胁迫生长发育植物

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干旱胁迫下表观遗传机制对转C4型PEPC基因水稻种子萌发的影响

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植物学报 2020年第6期55卷 677-692页

作者：宋凝曦谢寅峰李霞江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心南京210014 南京林业大学生物与环境学院南京210037 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扬州225009

为探究干旱胁迫下表观遗传机制对高表达玉米(Zea mays)C4型PEPC转基因水稻(Oryza sativa)种子萌发的影响,以转C4型PEPC水稻(PC)和野生型水稻Kitaake(WT)为试材,采用10%(m/v)聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱条件,通过单独和联合施用PEG600... 详细信息

为探究干旱胁迫下表观遗传机制对高表达玉米(Zea mays)C4型PEPC转基因水稻(Oryza sativa)种子萌发的影响,以转C4型PEPC水稻(PC)和野生型水稻Kitaake(WT)为试材,采用10%(m/v)聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱条件,通过单独和联合施用PEG6000、DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷(5azaC)和可变剪接抑制剂大环内酯类(PB)进行种子发芽实验,测定种子活力、萌发过程中可溶性糖和可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性以及PEPC、糖信号相关基因和部分剪接因子基因的表达。结果表明,0.25μmol·L–1 PB处理对2种供试水稻在干旱条件下种子萌发均表现出显著抑制作用,使干旱条件下种子萌发过程中可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量以及可溶性蛋白含量均有所下降,PB也抑制糖信号-蔗糖非发酵1(SNF1)相关蛋白激酶(SnRKs)家族和剪接因子丝氨酸/精氨酸富集蛋白家族(SR proteins)相关基因的表达以及α-淀粉酶的活性,但对PC的抑制作用小于WT。5μmol·L–15azaC处理对干旱条件下种子萌发的效果与可变剪接抑制剂相反。5μmol·L–15azaC联合PEG6000干旱处理部分减缓了干旱对水稻种子发芽率的抑制作用,使供试材料发芽率升高,表明DNA甲基化和可变剪接机制参与了水稻芽期干旱耐性,其中对PC的作用更大。

关键词：可变剪接 DNA甲基化干旱逆境萌发 PEPC基因水稻

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水稻氮高效基因NRT1.1B功能标记开发和资源筛选

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分子植物育种 2020年第23期18卷 7795-7800页

作者：方琳陶亚军张灵范方军张爱伟李文奇王芳权许扬陈智慧蒋彦婕杨杰王军江苏省农业科学院粮食作物研究所国家水稻改良中心南京分中心江苏省优质水稻工程技术研究中心南京210014 扬州大学生物科学与技术学院扬州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

氮是水稻生产发育过程中所必须的大量营养元素,但是大量的氮肥投入在提高产量的同时对环境造成了严重危害。选用含有氮高效基因的水稻品种提高水稻自身的氮肥利用效率是减少氮肥使用量降低环境氮污染的最有效途径之一。NRT1.1B是一个影... 详细信息

氮是水稻生产发育过程中所必须的大量营养元素,但是大量的氮肥投入在提高产量的同时对环境造成了严重危害。选用含有氮高效基因的水稻品种提高水稻自身的氮肥利用效率是减少氮肥使用量降低环境氮污染的最有效途径之一。NRT1.1B是一个影响水稻籼、粳亚种间氮肥利用效率的关键基因,主要分布在籼稻品种中。为了筛选携带NRT1.1B基因的粳稻资源,根据氮高效基因NRT1.1B与其等位基因nrt1.1b在功能区域存在的单核苷酸变异,设计和筛选出NRT1.1B的等位基因特异PCR功能标记1nrt/1NRT。结合测序分析验证,1nrt/1NRT可以准确快速鉴定出NRT1.1B的不同基因型。利用1nrt/1NRT对71份籼稻品种和134份粳稻品种进行NRT1.1B基因型检测,结果表明71份籼稻品种均携带NRT1.1B基因,134份粳稻品种均携带nrt1.1b基因。进一步对172太湖流域地方粳稻资源和99份粳稻育种中间品系进行NRT1.1B基因型检测,结果发现粳稻品系‘常粳144’携带NRT1.1B基因,测序分析也进一步证实了该结果。本研究为利用NRT1.1B改良粳稻氮高效育种提供了科学依据。

关键词：水稻(Oryza sativa L.) 氮高效 NRT1.1B 功能标记等位基因特异PCR

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干旱条件下外源蔗糖对高表达玉米C4型pepc水稻种子萌发的影响

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西北植物学报 2020年第11期40卷 1888-1899页

作者：张晓敬李霞吴博晗曹悦王净江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心南京210014 南京师范大学生命科学学院南京210023 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009 江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013 南京农业大学生命科学学院南京210095

为揭示外源蔗糖参与干旱胁迫下高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)基因(C4-pepc)水稻(简称:PC)种子萌发的生理机制,该研究以PC及其未转基因野生型受体‘Kitaake’(简称:WT)的种子为材料,研... 详细信息

为揭示外源蔗糖参与干旱胁迫下高表达转玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)基因(C4-pepc)水稻(简称:PC)种子萌发的生理机制,该研究以PC及其未转基因野生型受体‘Kitaake’(简称:WT)的种子为材料,研究外施不同浓度蔗糖联合模拟干旱(10%PEG-6000)处理下,其种子发芽参数、总可溶性糖及可溶性蛋白含量、蔗糖非发酵1(sucrose nonfermenting-1,SNF1)相关蛋白激酶(SNF1-related protein kinase 1s,SnRK1s)基因以及PEPC基因表达等参数的变化。结果表明:(1)PEG-6000模拟干旱处理均显著抑制两材料发芽,但明显促进胚根的生长;外施蔗糖则呈现浓度效应,高浓度蔗糖(>150 mmol·L-1)进一步加剧了干旱对发芽的抑制效应,而低浓度(<30 mmol·L-1)则可缓解干旱的抑制,但与WT(<30 mmol·L-1)相比,促进PC水稻萌发的外施蔗糖浓度(<6 mmol·L-1)更低,且各处理的发芽表现与其α-淀粉酶活性的动态表现一致。(2)与WT相比,外施3 mmol·L-1蔗糖联合干旱处理下,显著提高了PC种子的发芽率,且伴随PC内源蔗糖含量、总可溶糖和可溶性蛋白含量显著增加;且外施3 mmol·L-1蔗糖使PC中内源C3-pepc基因表达下调,而外源导入C4-pepc基因表达显著增加。(3)与WT相比,干旱处理下外施3 mmol·L-1蔗糖,PC的糖信号相关基因SnRKs亚家族基因(包括SnRK1s:OsK1a OsK24 OsK35和SnRK2s:SAPK6)的表达也显著增加。研究发现,外施低浓度蔗糖通过上调PC水稻种子中可溶性糖和可溶性蛋白含量,增强SnRK1s亚家族基因和外源C4-pepc基因的表达,提高了α-淀粉酶活性,从而缓解了干旱胁迫对PC种子萌发的抑制。

关键词：水稻(Oryza sativa) 蔗糖干旱种子萌发磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶

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敲除TMS5基因获得温敏不育粳稻新材料

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中国水稻科学 2019年第5期33卷 429-435页

作者：杜茜费云燕王芳权许扬王军李文奇赵凌陈智慧梁国华周勇杨杰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 江苏省农业科学院粮食作物研究所/国家水稻改良中心南京分中心/江苏省优质水稻工程技术研究中心南京210014

【目的】水稻温敏不育系的选育是两系杂交稻育种工作中的关键环节。TMS5是控制温敏不育的重要基因,在生产上也应用较广。为了加快水稻温敏不育系的选育进程,【方法】利用CRISPR/Cas9技术,在武运粳7号背景下对TMS5基因进行编辑。【结果... 详细信息

【目的】水稻温敏不育系的选育是两系杂交稻育种工作中的关键环节。TMS5是控制温敏不育的重要基因,在生产上也应用较广。为了加快水稻温敏不育系的选育进程,【方法】利用CRISPR/Cas9技术,在武运粳7号背景下对TMS5基因进行编辑。【结果】通过测序从22株T0代中筛选获得6株纯合的突变体,分析发现6个纯合的突变体产生了相同的遗传变异,都在TMS5基因第2外显子44 bp和45 bp之间插入碱基"A",导致翻译提前终止。通过细胞学观察和人工辅助授粉证实获得的株系花粉败育而雌配子正常发育。【结论】这些结果表明对温敏不育基因TMS5基因进行编辑可以快速获得粳型温敏雄性不育系。

关键词：粳稻 CRISPR/Cas9 温敏雄性不育系

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优良食味中粳稻新品种南粳505的选育与应用

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江苏农业科学 2020年第13期48卷 103-106页

作者：赵庆勇张亚东朱镇陈涛朱文银陈峰周丽慧姚姝赵凌赵春芳梁文化路凯王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014 山东省水稻研究所山东济南250100

南粳505是江苏省农业科学院粮食作物研究所和山东省水稻研究所合作育成的优良食味粳稻新品种。该品种具有食味品质优、丰产性稳产性好、综合抗性好等优点,2017年5月通过山东省农作物审定委员会审定,2018年通过江苏省引种备案,2019年通... 详细信息

南粳505是江苏省农业科学院粮食作物研究所和山东省水稻研究所合作育成的优良食味粳稻新品种。该品种具有食味品质优、丰产性稳产性好、综合抗性好等优点,2017年5月通过山东省农作物审定委员会审定,2018年通过江苏省引种备案,2019年通过安徽省引种备案。南粳505适于江苏淮北地区、山东鲁南麦茬稻区及东营稻区、安徽省淮河以北中粳稻区种植。

关键词：优良食味中粳稻南粳505 选育应用特征特性食味品质

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不同地域粳稻的稻米食味品质特性分析

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江苏农业科学 2020年第14期48卷 215-221页

作者：孙旭超岳红亮田铮赵春芳梁文化赵庆勇陈涛朱镇张亚东旦巴王才林西藏农牧学院植物科学学院西藏林芝860000 江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014

为了探讨我国不同地区粳稻的食味品质特性,以来自不同产地的75份粳稻品种为试验材料,对稻米直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)、糊化温度(GT)等理化指标、快速黏度仪(RVA)特征值进行了测定,比较了不同产地粳稻间的食味品质性状差异,分析了... 详细信息

为了探讨我国不同地区粳稻的食味品质特性,以来自不同产地的75份粳稻品种为试验材料,对稻米直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)、糊化温度(GT)等理化指标、快速黏度仪(RVA)特征值进行了测定,比较了不同产地粳稻间的食味品质性状差异,分析了各理化性状间的相关性。结果表明,各指标中RVA谱消减值的变异系数最大,其余性状的变异幅度和变异系数均较小。相比其他地区品种,黑龙江省和辽宁省的AC较高、GT较低,江苏省的GT较高;黑龙江与吉林省品种的RVA谱相似,北京天津与山东河南省的品种在GC、GT和RVA谱特征值上相近。相关性分析表明,AC与GT相关性显著,GT与多个RVA谱特征值相关性显著,RVA谱特征值间大多相关性显著。主成分分析表明,AC和RVA谱特征值为影响稻米食味品质特性的最重要因素,因此在优良食味粳稻育种中可以通过AC及RVA谱等理化指标进行食味品质筛选和改良。

关键词：粳稻产地直链淀粉含量食味品质理化指标 RVA谱

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长江流域中稻产量和品质性状差异与其生育期气象因子的相关性

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江苏农业学报 2020年第6期36卷 1361-1372页

作者：陆佳岚王净马成陶明煊赵春芳张亚东李霞方先文张俊陈长青张巫军夏加发江学海柳开楼乔中英张彬江苏省农业科学院/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心/江苏省农业资源种质保护与平台江苏南京210014 南京师范大学食品与制药学院江苏南京210023 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 南京农业大学江苏南京210095 重庆市农业科学院重庆401329 安徽省农业科学院安徽合肥230001 贵州省水稻研究所贵州贵阳550006 江西省红壤研究所江西南昌331717 苏州市农业科学院江苏苏州215007 广东省农业科学院广东广州510640

为了探讨在不同光温条件下水稻品种产量和品质的响应特点,利用长江流域中稻区多样的气候条件,2017年和2018年分别在长江流域中稻区9个省(市)设立10个和11个试验点,选择各地区代表性品种8~9个,共18个品种,进行大田分期播种试验,以当地最... 详细信息

为了探讨在不同光温条件下水稻品种产量和品质的响应特点,利用长江流域中稻区多样的气候条件,2017年和2018年分别在长江流域中稻区9个省(市)设立10个和11个试验点,选择各地区代表性品种8~9个,共18个品种,进行大田分期播种试验,以当地最适播种期为基准,前后共分3期播种,分析供试水稻产量和品质的变化,并记录同期的气象特征。结果表明:所有试验点2年3期分期播种水稻品种的光温特征可以分为3个区域,即高温高光照区(长江流域中部)、低温低光照区(长江流域西部)以及中温中光照区(长江流域东部);产量高低顺序为低温低光照区(长江流域西部)>中温中光照区(长江流域东部)>高温高光照区(长江流域中部),精米率为中温中光照区(长江流域东部)>低温低光照区(长江流域西部)>高温高光照区(长江流域中部),垩白粒率和蛋白质含量均为高温高光照区(长江流域中部)>中温中光照区(长江流域东部)>低温低光照区(长江流域西部),直链淀粉含量为低温低光照区(长江流域西部)>高温高光照区(长江流域中部)>中温中光照区(长江流域东部),胶稠度为中温中光照区(长江流域东部)>高温高光照区(长江流域中部)>低温低光照区(长江流域西部),糊化温度区域间差别不大。相关分析结果显示,齐穗后光、温分别与产量和品质均显著相关(P<0.05),在长江流域中稻区,选择适宜的品种,参照长江流域中部“双减”(齐穗后20 d内的平均温度不超过31℃,日照时数不超过160 h)、长江流域东部“一减(温)一增(光)”(齐穗后平均温度不超过29℃,日照时数不少于90 h)以及长江流域西部“双增”(平均温度不低于20℃,日照时数不少于110 h)等温光原则,均可以种植出高产与优质协调的稻米。

关键词：水稻长江流域产量品质温度光照

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优良食味粳稻新品种南粳晶谷的选育与应用

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江苏农业科学 2020年第19期48卷 79-82页

作者：朱镇张亚东陈涛赵庆勇冯凯华周丽慧姚姝赵凌赵春芳梁文化路凯王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所/江苏省优质水稻工程技术研究中心/国家水稻改良中心南京分中心江苏南京210014 江苏神农大丰种业科技有限公司江苏南京210032

南粳晶谷是江苏省农业科学院粮食作物研究所与江苏神农大丰种业科技有限公司以超级粳稻品种南粳44为母本,粳稻中间材料JD6301为父本杂交,通过系谱法选育而成的优良食味早熟晚粳稻新品种,全生育期160 d,较对照武运粳23略早,株高96.8 cm,... 详细信息

南粳晶谷是江苏省农业科学院粮食作物研究所与江苏神农大丰种业科技有限公司以超级粳稻品种南粳44为母本,粳稻中间材料JD6301为父本杂交,通过系谱法选育而成的优良食味早熟晚粳稻新品种,全生育期160 d,较对照武运粳23略早,株高96.8 cm,分蘖性较强,有效穗数328.5万/hm^2,穗型较大,每穗总粒数133.3粒,每穗实粒数123.0粒,结实率92.4%,千粒质量26.4 g。该品种中感白叶枯病、稻瘟病和条纹叶枯病,抗纹枯病,具有食味品质优、产量潜力高、后期熟相好、综合抗性好等优点。2019年该品种通过江苏省农作物品种审定委员会审定,适宜江苏省沿江及苏南地区种植。

关键词：南粳晶谷优良食味特征特性栽培技术

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