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优质耐盐水稻新品种南粳盐1号的选育与特征特性 被引量：3
1
作者 张亚东 朱镇 +10 位作者 陈涛 赵庆勇 姚姝 周丽慧 赵凌 赵春芳 梁文化 路凯 魏晓东 赫磊 王才林 《大麦与谷类科学》 2023年第1期67-70,共4页
南粳盐1号是江苏省农业科学院粮食作物研究所以沈农9903为母本、耐盐粳稻品种盐丰47为父本杂交,于2017年育成的一个优质、早熟、综合丰产性好的耐盐粳稻新品种。该品种株型紧凑,群体整齐度好,抗倒性较强,全生育期148.8 d,比对照盐稻12... 南粳盐1号是江苏省农业科学院粮食作物研究所以沈农9903为母本、耐盐粳稻品种盐丰47为父本杂交,于2017年育成的一个优质、早熟、综合丰产性好的耐盐粳稻新品种。该品种株型紧凑,群体整齐度好,抗倒性较强,全生育期148.8 d,比对照盐稻12号早熟2.7 d。南粳盐1号株高88.1 cm,穗长15.4 cm,有效穗数19.0万个/667 m^(2),总粒数123.3粒/穗,结实率86.8%,千粒质量25.5 g。2018—2019年2年的稻瘟病综合指数均为5.0,穗颈瘟损失率最高级均为5级,白叶枯病抗性2年最高级均为5级;2018年条纹叶枯病发病率为13.3%,表现为3级;2019年条纹叶枯病发病率为21.8%,表现为5级。2019年0.5%土壤盐浓度下苗期耐盐级别为5级,0.3%盐浓度下全生育期鉴定为3级。稻米品质达农业行业标准NY/T 593—2021《食用稻品种品质》2级。2021年通过国家农作物新品种审定委员会审定,审定编号为国审稻20210451,适宜在江苏省、山东省沿黄稻瘟病轻发的粳稻区土壤含盐量0.5%以下的盐碱地用淡水灌溉种植。 展开更多
关键词 水稻 耐盐 南粳盐1号 选育 特征特性
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CRISPR/Cas9编辑GS3和qGL3基因创制大粒水稻新种质 被引量：4
2
作者 赵春芳 梁文化 +9 位作者 赫磊 姚姝 赵凌 周丽慧 赵庆勇 陈涛 朱镇 路凯 王才林 张亚东 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1709-1717,共9页
CRISPR/Cas9基因编辑技术已成为植物新种质创制和性状定向改良的重要手段。GS3和qGL3是调控水稻籽粒伸长的主效基因,功能缺失后产生大粒表型。本研究拟以小粒型粳稻品种南粳5055为试验材料,对GS3和qGL3基因进行编辑,以期获得能稳定遗传... CRISPR/Cas9基因编辑技术已成为植物新种质创制和性状定向改良的重要手段。GS3和qGL3是调控水稻籽粒伸长的主效基因,功能缺失后产生大粒表型。本研究拟以小粒型粳稻品种南粳5055为试验材料,对GS3和qGL3基因进行编辑,以期获得能稳定遗传的大粒水稻新种质。利用CRISPR/Cas9系统构建了分别携带GS3-gRNA和qGL3-gRNA双靶点的pYLCRISPR/Cas9编辑载体,通过农杆菌介导的遗传转化法,成功获得了GS3和qGL3基因编辑植株,编辑效率分别为90.0%和88.9%。与南粳5055相比,GS3编辑植株在T2、T3世代中平均粒长增幅约9.0%,千粒重增幅平均为12.7%,每穗粒数降低约9.3%,穗数、穗长、结实率和单株产量差异不明显;qGL3编辑植株的粒长增幅约21.0%,千粒重增幅平均为31.7%,每穗粒数降低约31.5%,且穗数表现出增加而结实率表现降低趋势,而穗长和单株产量差异不明显。qGL3基因对粒形和粒重的贡献明显大于GS3。综上所述,通过CRISPR/Cas9技术编辑南粳5055的GS3和qGL3基因,获得了一系列大粒水稻新种质,该结果为水稻粒形改良研究提供了重要参考。 展开更多
关键词 水稻 粒形 GS3 qGL3 CRISPR/Cas9
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低谷蛋白半糯型粳稻品种(品系)的氨基酸组分含量及淀粉理化性质
3
作者 姚姝 陈涛 +9 位作者 赵春芳 周丽慧 赵凌 赫磊 路凯 梁文化 朱镇 赵庆勇 王才林 张亚东 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期1617-1626,共10页
氨基酸含量是评价稻米营养品质的重要指标之一,提高稻米中的氨基酸含量,尤其是提高赖氨酸等必需氨基酸含量是提高稻米品质的重要目标。低谷蛋白半糯型粳稻品种是一种具有低直链淀粉含量、低谷蛋白含量特性的新型粳稻品种,适合肾病患者... 氨基酸含量是评价稻米营养品质的重要指标之一,提高稻米中的氨基酸含量,尤其是提高赖氨酸等必需氨基酸含量是提高稻米品质的重要目标。低谷蛋白半糯型粳稻品种是一种具有低直链淀粉含量、低谷蛋白含量特性的新型粳稻品种,适合肾病患者食用。为了明确低谷蛋白半糯型粳稻品种(品系)的氨基酸组分含量与淀粉理化特性,以低谷蛋白半糯型粳稻品种(品系)为材料,半糯型粳稻、普通粳稻品种为对照,在相同生态环境和栽培条件下种植3种不同类型的粳稻品种(品系)共16个,测定并分析稻米总氨基酸含量及各氨基酸组分含量,同时分析直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度等淀粉理化特征,并进一步分析氨基酸组分含量与淀粉理化指标的相关性。结果表明,3种类型粳稻品种(品系)间的总氨基酸、赖氨酸、苏氨酸及谷氨酸含量存在显著差异,低谷蛋白半糯型粳稻的总氨基酸、赖氨酸的平均含量显著低于半糯型粳稻、普通粳稻,半糯型粳稻谷氨酸的平均含量显著高于低谷蛋白半糯型粳稻、普通粳稻。低谷蛋白半糯型粳稻的崩解值显著低于半糯型粳稻、普通粳稻,半糯型粳稻的胶稠度与峰值黏度显著高于普通粳稻、低谷蛋白半糯型粳稻;赖氨酸、苏氨酸含量与峰值黏度、食味值呈显著或极显著负相关,与硬度呈显著或极显著正相关。3种不同类型粳稻品种(品系)在赖氨酸含量、直链淀粉含量和崩解值上存在显著差异,其中低谷蛋白半糯型粳稻品种(品系)的赖氨酸含量最低,半糯型粳稻品种具有较低的直链淀粉含量、消减值和回复值,同时具有较高的谷氨酸含量、胶稠度和崩解值。17种氨基酸中,赖氨酸含量对米饭食味品质的影响最大,与米饭的外观、黏度和食味值呈极显著负相关。 展开更多
关键词 低谷蛋白半糯型粳稻 氨基酸含量 淀粉理化特性 食味品质
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Wxmp基因型半糯粳稻的耐储藏性评价
4
作者 赵春芳 陈涛 +6 位作者 姚姝 赵庆勇 赵凌 周丽慧 朱镇 王才林 张亚东 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1302-1310,共9页
稻谷储藏过程的陈化变质对水稻生产和经营造成严重损失,开展稻谷耐储藏性研究对耐储藏水稻品种筛选具有重要意义。本研究利用197份半糯粳稻、117份普通粳稻和14份糯稻为试验材料,采用人工高温高湿陈化方法,以耐储藏指数陈化前后发芽率... 稻谷储藏过程的陈化变质对水稻生产和经营造成严重损失,开展稻谷耐储藏性研究对耐储藏水稻品种筛选具有重要意义。本研究利用197份半糯粳稻、117份普通粳稻和14份糯稻为试验材料,采用人工高温高湿陈化方法,以耐储藏指数陈化前后发芽率降低百分率(SDI)作为评价指标,分析了半糯粳稻与普通粳稻及糯稻间的耐储藏性差异。根据SDI高低,供试材料可分成4类:第Ⅰ类高耐储型23份,75%≤SDI<100%,包含半糯粳稻8份和普通粳稻15份;第Ⅱ类较耐储型77份,50%≤SDI<75%,包含半糯粳稻32份、普通粳稻44份和糯稻1份;第Ⅲ类较不耐储型118份,25%≤SDI<50%,包含半糯粳稻82份、普通粳稻32份和糯稻4份;第Ⅳ类不耐储型110份,0≤SDI<25%,包含半糯粳稻75份、普通粳稻26份和糯稻9份。结果表明半糯粳稻总体上的耐储藏性低于普通粳稻,而糯稻更不耐储。对材料生育类型间的耐储藏性分析显示半糯粳稻和普通粳稻中仅早熟中粳稻型表现较低。陈化前后稻谷新鲜度值降低百分率(RPFV)进一步验证半糯粳稻耐储藏性高于糯稻而低于普通粳稻。通过SDI和RPFV综合评价,筛选到高耐储藏的半糯粳稻4份(BG26、BG69、BG81和BG164),普通粳稻9份(南粳晴谷、CG10、CG23、CG25、CG28、CG32、CG38、CG49和CG71)。研究将为改良水稻品种的耐储藏特性以及发掘耐储藏基因资源提供材料来源。 展开更多
关键词 半糯粳稻 耐储藏 发芽率 新鲜度
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半糯粳稻品种核心标记的筛选及DNA指纹图谱的构建 被引量：1
5
作者 赵春芳 赵庆勇 +8 位作者 吕远大 陈涛 姚姝 赵凌 周丽慧 梁文化 朱镇 王才林 张亚东 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第23期4567-4582,I0001-I0003,共19页
【目的】构建一套基于水稻重要性状基因标记的品种DNA指纹鉴定体系,为加强主栽优良食味半糯粳稻品种的种质管理与品种保护奠定基础。【方法】以34个江浙沪主栽优良食味半糯粳稻品种为供试材料,通过已知标记多态性鉴定、公共数据库基因... 【目的】构建一套基于水稻重要性状基因标记的品种DNA指纹鉴定体系,为加强主栽优良食味半糯粳稻品种的种质管理与品种保护奠定基础。【方法】以34个江浙沪主栽优良食味半糯粳稻品种为供试材料,通过已知标记多态性鉴定、公共数据库基因序列比对、基因组重测序等多种方法对水稻重要性状调控基因的关键差异位点进行筛选,开发核心SNP或InDel标记;利用As-PCR技术将SNP标记发展为依据电泳条带鉴别的简单PCR标记,通过电泳条带特征化和类型分析获得基因型信息,构建半糯粳稻品种的DNA指纹图谱库。【结果】筛选出来源于40个水稻重要性状调控基因的54个核心标记,包括18个SNP标记和36个InDel标记;54个标记在20个品种中共检测到155个有效特征化条带,转化为155个0/1数据位点,建立各品种的DNA指纹数据库,可区分全部供试品种。遗传多样性分析表明,品种间遗传相似性变异范围为0.47—0.90,其中,南粳7718与苏香粳100的相似性系数最小,而南粳9308与南粳9036的相似性系数最大,二者存在8个数据位点差异。亲缘关系分析可将供试品种划分为6个分支,其中,南粳7718为独立分支,表明其与其他品种间的亲缘关系较远。核心标记鉴定效果的进一步验证表明,该套标记可以对14个半糯粳稻新品种进行有效区分,聚类图显示其分布于Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ3个类群,证实各品种间基因型信息的差异性;并利用该套标记鉴定了一个未知半糯水稻的品种真实性,根据基因型和聚类分析,将其判定为南粳9108。【结论】经优化筛选,获得可准确区分当前主推半糯粳稻品种的54个核心标记,并发展为可电泳检测的简单PCR标记,利用该套标记组合构建了34个江浙沪地区主栽优良食味半糯粳稻品种的DNA指纹图谱。 展开更多
关键词 水稻 半糯粳稻 DNA指纹图谱 分子标记
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PPR蛋白响应植物非生物胁迫的研究进展
6
作者 李程 路凯 +1 位作者 王才林 张亚东 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2023年第24期4801-4813,共13页
非生物胁迫是造成全球粮食减产的主要因素之一。研究植物逆境相关蛋白的功能及应答机制,对于提高作物抗逆性具有重要意义。三角状五肽重复(PPR)蛋白属于高等植物中最大的核编码蛋白家族,因其包含高度特异性的PPR基序而得名。依据基序类... 非生物胁迫是造成全球粮食减产的主要因素之一。研究植物逆境相关蛋白的功能及应答机制,对于提高作物抗逆性具有重要意义。三角状五肽重复(PPR)蛋白属于高等植物中最大的核编码蛋白家族,因其包含高度特异性的PPR基序而得名。依据基序类型及其排列,PPR蛋白可分为P和PLS两类,PLS类蛋白又可以根据其羧基末端的结构域进一步分为PLS、E、E+、DYW等亚类。PPR蛋白广泛分布于陆生植物中,主要定位于叶绿体和线粒体,亦有少数定位于细胞核中。作为序列特异性RNA结合蛋白,PPR蛋白参与植物RNA加工的多个方面,包括RNA编辑、RNA剪接、RNA稳定和RNA翻译。PPR蛋白在植物的整个生命进程中发挥多种重要作用,但对其在植物抗逆性中的作用机制还不清楚。本文在总结已有报道的非生物胁迫相关PPR蛋白定位和功能的基础上,重点综述了PPR蛋白参与调控植物非生物胁迫的作用机制(包括转录后调控和逆行信号),并对其进行讨论。转录后调控与PPR蛋白参与RNA转录后的修饰作用有关,其一般被认为通过结合RNA并调节细胞器RNA代谢来调控逆境相关基因的表达,从而影响植物抗逆性。逆行信号方面,PPR蛋白的损伤导致线粒体或叶绿体功能受损,然后产生各类逆行信号(如ROS),进而调控相关基因表达,抵御逆境。然而,由于质体中的逆行信号会受到许多环境因素的影响,这些因素部分还未明确,导致PPR蛋白在逆行信号中的作用机制仍有很多问题有待阐明。此外,PPR蛋白存在一因多效性,部分蛋白在作用于抗逆性的同时,还会对植物的生长和生殖产生重要影响。最后,本文阐述了利用PPR蛋白作为RNA编辑工具的研究现状,探讨了目前PPR蛋白响应植物非生物胁迫方面尚待解决的问题及研究前景,提出了未来研究仍需关注的重点和难点,为深入研究PPR蛋白的功能和作物非生物胁迫抗性育种提供参考。 展开更多
关键词 PPR蛋白 植物 非生物胁迫
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水稻穗顶端退化突变体paa21的表型分析及基因克隆
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作者 赫磊 路凯 +10 位作者 赵春芳 姚姝 周丽慧 赵凌 陈涛 朱镇 赵庆勇 梁文化 王才林 朱丽 张亚东 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第24期4781-4792,共12页
【目的】水稻穗顶端退化严重影响产量,鉴定与克隆水稻穗顶端退化相关基因,可以丰富水稻穗发育调控的分子机理,为水稻高产分子设计育种提供理论基础和基因资源。【方法】从粳稻品种武运粳30号EMS突变体库筛选到一份稳定遗传的穗顶端退化... 【目的】水稻穗顶端退化严重影响产量,鉴定与克隆水稻穗顶端退化相关基因,可以丰富水稻穗发育调控的分子机理,为水稻高产分子设计育种提供理论基础和基因资源。【方法】从粳稻品种武运粳30号EMS突变体库筛选到一份稳定遗传的穗顶端退化突变体panicle apical abortion 21(paa21)。对退化一次枝梗比例、每穗退化粒数占比、每穗粒数、株高、穗长、单株产量等农艺性状进行统计。使用台盼蓝和伊文思蓝染色检测顶端小穗是否发生程序性细胞死亡。测定WT和paa21不同发育时期幼穗和不同穗部位的H_(2)O_(2)含量。paa21分别与籼稻II-32B、9311正反交进行遗传分析。利用paa21与籼稻II-32B杂交构建的F2群体进行基因定位和克隆。使用SWISS-MODEL网站预测野生型和突变体蛋白的三维结构。利用RT-qPCR分析ROS响应标志基因、程序性细胞死亡相关基因、过氧化氢酶相关基因的表达量。【结果】paa21突变体发生严重的穗顶端退化,统计paa21所有一次枝梗退化情况,发现退化小穗主要位于顶端的一次枝梗上。与WT相比,paa21的株高、每穗粒数、穗长和单株产量均降低。通过观察不同发育时期的幼穗,发现在paa21突变体幼穗发育至12 cm时,可见穗顶端退化表型。台盼蓝和伊文思蓝染色结果表明突变体顶端小穗发生程序性细胞死亡。在退化的paa21顶端小穗中观察到更强烈的DAB染色;H_(2)O_(2)含量测定结果表明,与WT相比,paa21穗中积累更高水平的ROS。遗传分析表明paa21突变表型受一对隐性核基因控制。图位克隆结果发现paa21中Os02g0673100第二外显子发生一个C到T的突变,导致丙氨酸突变为缬氨酸。该基因编码一个铝激活的苹果酸转运蛋白ALMT7。突变位点位于第4个跨膜螺旋上。SWISS-MODEL预测结果表明,该突变位点并未对突变体蛋白三维结构造成明显影响。RT-qPCR结果表明,在幼穗发育至10 cm时,paa21中R 展开更多
关键词 水稻 穗顶端退化 活性氧 程序性细胞死亡
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