科研产出
利用CRISPR/Cas9技术创制糯稻种质
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：基因组编辑技术已成为分子育种的重要手段。本研究利用CRISPR/Cas9系统，以直链淀粉含量合成基因Waxy（Wx）为编辑对象，构建敲除载体，利用农杆菌介导法转化优质粳稻品种圣稻22,共获得了20个T0代转化株系，测序结果表明16个株系实现了对Wx基因的定点编辑，突变率为80%,纯合及双等位率为20%。稻米外观品质检测表明13个株系外观呈现糯稻表型，直链淀粉含量测定表明有3个株系的直链淀粉含量降至2.0%以下。可见，利用CRISPR/Cas9系统可以快速改良水稻品种的直链淀粉含量目标性状，在品种的定向改良方面具有巨大的潜力。
关键词： 水稻 糯性 Wx基因 CRISPR/Cas9 基因编辑
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非生物胁迫对水稻抽穗期的影响
《分子植物育种 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：水稻（Oryza sativa L.）是重要的粮食作物，其产量与粮食安全和经济发展密切相关。水稻抽穗期是一个重要的农艺性状，对水稻播种季节、产量和适宜种植地区有着极其重要的影响。水稻抽穗期的调控涉及了一系列的基因，而且这些基因彼此之间存在着复杂的相互调控关系。盐、干旱和温度等非生物胁迫严重影响水稻抽穗期，解析非生物胁迫对水稻抽穗期的影响及其分子机理，有助于抗逆水稻新品种的选育。本研究梳理了水稻抽穗期调控的分子机制，以及非生物胁迫对水稻抽穗期的影响，以期为水稻耐逆品种的选育提供理论指导。
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利用CRISPR/Cas9技术编辑OsRR22基因创制耐盐水稻种质资源
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：水稻是重要的粮食作物之一，在盐碱地开发和改良中发挥着重要作用。为了创制高耐盐水稻种质资源，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，在水稻品种盐丰47中对OsRR22设计3个靶位点进行基因编辑。通过PCR和测序鉴定，在T0代获得16个突变单株，其中靶位点1和靶位点2均有纯合突变，靶位点3没有检测到突变。在T1代转基因株系中，获得3株纯合突变且无T-DNA插入的纯合突变体。对T2代进行农艺性状分析发现，与野生型相比，突变体的株高显著降低，产量相关农艺性状均无显著变化。苗期耐盐性鉴定结果表明，在200 mmol/L NaCl处理7天后，突变株的存活率比野生型提高30%以上。综上，利用CRISPR/Cas9技术对水稻品种盐丰47进行了耐盐性改良，为耐盐水稻新品种的培育提供了理论和材料基础。
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抗除草剂和抗虫的双抗水稻新品系的选育
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：培育抗除草剂和抗虫的双抗水稻新品种是适应水稻直播和绿色种植的重要手段.为了培育双抗水稻新品种,本试验首先以携带抗除草剂咪唑乙盐酸基因ALS的粳型显性核不育材料为受体,以分别携带广谱高抗螟虫基因Cry1Ab/Ac、Cry1C和Cry2A的籼稻华恢1号、T1C-19和T2A-1为供体,杂交一次引入抗虫基因;然后,以黄淮稻区的粳稻主栽品种润农11、圣稻22、华粳5为供体,分别杂交一次增加粳稻遗传背景,每次杂交的受体均为杂交种中同时携带抗除草剂和抗螟虫基因的显性核不育材料;最后,挑选农艺性状优良且同时携带抗除草剂和抗螟虫基因的可育杂交单株,连续自交6代,每个自交世代均进行农艺性状和目标基因的选择;最终分别得到2株聚合Cry1Ab/Ac和ALS、Cry1C和ALS、Cry2A和ALS的双抗水稻新品系,均表现出了优良的农艺性状,且除草剂抗性和抗虫性均得到了大幅提升.本试验为黄淮稻区的水稻直播和绿色种植提供了重要的材料基础.
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水稻抽穗期调控基因Hd6的PARMS标记开发与利用
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：水稻抽穗期调控基因Hd6有Hd6Nip和Hd6Kasa两个等位基因型,其中有功能的Hd6Kasa型在长日照条件下抑制抽穗,可有效应用于水稻育种工作.为提高Hd6的选择效率,本研究根据水稻品种'Kasalath'与'日本晴'在Hd6第436位密码子上的A/T变异,基于五引物扩增受阻突变体系(penta-primer amplification refrac-tory mutation system,PARMS)标记技术原理,开发了特异性PARMS标记Hd6Kasa-PARMS,并利用该标记对'蜀恢498'与'苏秀867'的回交BC2 F2群体进行Hd6等位基因的分型,成功分出Hd6Nip型、Hd6Kasa型及对应的杂合型,经进一步测序验证,基因分型的准确度达到100%;对基因分型与抽穗期表型的相关性进行Pearson相关分析,相关系数为0.858,达到极显著相关水平.综上,利用该标记可快速有效鉴定出水稻抽穗期调控基因Hd6的等位基因分型,从杂交后代群体中分离出携带Hd6Kasa基因型的单株,对提高育种效率、促进水稻生育期的遗传改良具有重要应用价值.
关键词： 水稻 抽穗期 Hd6 PARMS标记 等位基因分型
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水稻OsAKT2的钾吸收功能及其在地上部分K+回流中的潜在作用
《植物营养与肥料学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究水稻钾通道OsAKT2的基本功能和调控特征,揭示其在地上部K+回流中的潜在作用.[方法]通过构建系统进化树和关键氨基酸区域序列比对,对不同物种来源的Shaker类钾离子通道基因进行了同源性分析;利用蛙卵电生理技术,研究水稻OsAKT2的膜电位敏感性及其对钾离子的吸收特征、离子选择性和对钾通道抑制剂的响应变化;并利用实时荧光定量PCR技术,探究了水稻OsAKT2的表达与钾浓度、铵转运及胁迫处理间的相互关系.[结果]OsAKT2与AtAKT2等典型通道高度同源(56%),属于AKT2类弱电压依赖—双向整流型钾离子通道.OsAKT2所介导的K+转运过程,与典型该类通道表现出不同的性质,主要体现在以介导K+的吸收为主,缺失了AKT2通道标志性的K+外排活性,且其K+吸收过程转变为明显的电压依赖性.OsAKT2对K+吸收Km值为43?mmol/L,是一典型的低亲和钾离子通道(>1?mmol/L);与典型Shaker通道相比,钾通道抑制剂Ba2+对OsAKT2的K+吸收活性的抑制效率(<78%)较低,而且表现出一定程度的NH4+通透性(约占K+的22%).进一步模拟田间种植水稻可能遇到的胁迫环境,发现水稻地上部OsAKT2基因的表达丰度在缺铵、缺钾及山梨醇处理下显著提高,且表现出一定的避光性(黑暗中基因表达水平较高).[结论]水稻OsAKT2能够提高植物K+吸收能力,或将有助于增强其在地上部K+回流和再利用中的功能,且对水稻体内氮素营养吸收转运具有潜在的贡献.
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超高效液相色谱串联质谱法检测水稻中五氟磺草胺、吡嘧磺隆和丙草胺的残留量
《农药 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]建立了以QuEChERS为样品前处理方法的超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）同时测定水稻中五氟磺草胺、吡嘧磺隆和丙草胺残留量的分析方法。[方法]样品经乙腈提取,C18净化,电喷雾电离、正离子模式采集,多反应监测模式检测,基质匹配标准品外标法定量。[结果]五氟磺草胺、吡嘧磺隆和丙草胺的进样质量浓度与对应的峰面积间呈良好的线性关系,其相关系数均大于0.9926,在糙米、稻壳和稻秆中的平均回收率在88%～111%之间、RSD在0.9%～9%之间,符合农药残留检测的要求。[结论]该方法快速简便、准确可靠,可用于水稻中五氟磺草胺、吡嘧磺隆和丙草胺的残留量检测。12地试验糙米样品中五氟磺草胺、吡嘧磺隆和丙草胺的残留量均低于我国制定的最大残留限量标准。
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水稻干扰素相关发育调节因子的生物信息学分析
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：干扰素相关发育调节因子（interferon-related20developmental20regulator20factor,20IFRD）在动物中有较深入研究,参与动物细胞发育和分化及多种疾病的发生,但是在植物中研究较少。为了挖掘植物IFRD基因的功能,本研究对禾本科模式作物水稻IFRD基因家族成员进行了系统的生物信息学分析。本研究鉴定得到5个水稻IFRD基因家族成员,分布在4条染色体上,根据进化树把它们分为2个亚家族,不同亚家族成员具有不同的基因组结构、蛋白质保守基序和表达模式。高温、盐胁迫处理后的转录组测序分析结果显示,该基因家族成员（OsIFRD3,20OsIFRD4）对逆境的响应变化差异显著;蛋白质相互作用分析结果显示水稻IFRDs可能与mRNA可变剪接因子、甲硫氨酰t20RNA合成酶、rRNA加工蛋白相互作用;启动子分析显示水稻IFRD启动子具有非生物胁迫和植物激素响应元件。综上表明水稻IFRD基因家族可能通过调控m20RNA可变剪接和蛋白质的合成参与高温、盐胁迫逆境响应途径。本研究为深入解析水稻IFRD基因功能提供了重要信息。
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水稻抗虫(Cry1C)和抗稻瘟病(Pi1,Pi2)材料的创制
《山东农业科学 》 2021
摘要：为了提高抗虫转基因水稻的稻瘟病抗性,利用已育成的以粳稻为遗传背景的抗虫转基因（Cry1C）水稻新品系济抗10号为受体,选择带有广谱高抗稻瘟病基因（Pi1,Pi2）的空育131为供体,通过杂交与多代回交进行抗虫和抗稻瘟病基因的聚合,对每一世代的后代单株通过分子标记辅助选择、田间抗病虫鉴定、田间农艺性状选择,创制出了4个抗虫和抗稻瘟病的新材料SK01、SK02、SK03、SK04,田间均表现出很好的抗虫、抗稻瘟病特性以及优质丰产性状,为黄淮稻区抗病虫水稻育种奠定了基础。
关键词： 水稻 Cry1C Pi1 Pi2 基因聚合 抗病虫水稻育种
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