科研产出
CRISPR/Cas9系统编辑水稻Wx基因
《中国水稻科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】直链淀粉含量与稻米品质密切相关。Wx基因是控制水稻直链淀粉合成的主效基因,通过对Wx基因定点编辑以获得稳定遗传、直链淀粉含量适宜的突变体。【方法】构建CRISPR/Cas9表达载体p GK03-Wx-g RNA(靶点1和2分别在Wx基因第1和第2外显子),利用工程菌EHA105遗传转化超级稻楚粳27,潮霉素筛选获得转化株系,对转化株系及其后代进行分子检测、测序、基因表达和遗传稳定性分析以及直链淀粉含量测定。【结果】获得9个独立的T_0代转化株系,靶点1(L1~L5)5个株系,突变频率100%,靶点2(L6~L9)4个株系,突变频率75%。由T_0代突变体衍生出T_1和T_2代株系,测序发现T_0、T_1和T_2代株系出现缺失(单、双、多碱基缺失)和单碱基插入两种突变类型;T_0至T_1代部分株系(L1、L2、L3和L6)发生再编辑,T_1至T_2代遗传稳定。与野生型相比,突变株系RNA水平Wx基因表达量显著下降(P<0.01),稻米直链淀粉含量显著降低(P<0.01),从17.5%降到1.93%。【结论】利用CRISPR/Cas9系统成功编辑水稻Wx基因,获得了稳定遗传、低直链淀粉含量的突变体,为稻米品质改良提供了材料。
关键词： 水稻 CRISPR/Cas9系统 Wx 基因编辑 直链淀粉含量
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云粳系列水稻品种分子身份证的构建
《江苏农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：采用SSR分子标记技术建立云南省163个粳稻品种指纹图谱,针对云粳系列水稻品种进行二次引物筛选,筛选出最佳引物组合,构建35个云粳系列水稻品种的分子身份证。利用30对SSR多态性引物,对35个云粳系列水稻品种进行等位基因多样性和聚类分析。共检测到等位基因133个,每对引物检测到的等位基因数为1～9个之间,平均为4个。基因多样性指数变异范围为0～0. 74,平均为0. 40;多态信息含量(PIC)的变异范围为0～0. 72,平均为0. 36。根据引物扩增等位基因数和多态信息含量(PIC)指数,从1对引物开始逐步增加引物数量筛选可将供试材料全部区分的引物组合,最终确定5对核心引物可以区分全部供试品种。基于供试品种5个SSR位点指纹图谱的编码和品种商品信息,构建云粳系列水稻品种分子身份证,使每份种质具有可辨的分子身份证,达到了利用最少引物区分云粳系列水稻品种的目的。
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Pikh,Pi2,Pi9,Pi5 4个稻瘟病抗性基因在贵州禾中的分布
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】了解"贵州禾"携带的稻瘟病抗性基因以明确其利用价值。【方法】对来自贵州省黎平、从江、雷山、榕江、荔波5个县的82份"贵州禾"品种在云南宜良(海拔1600 m)条件下鉴定了其田间叶稻瘟抗性,并用与抗稻瘟病基因Pikh、Pi2、Pi9、Pi5紧密连锁的4个分子标记进行了抗稻瘟病基因分子检测。【结果】46个品种对叶瘟表现高抗(0～1级),占56. 1%,表明多数贵州禾对云南宜良的稻瘟病菌具有一定的抗性;贵州禾通过长期的人工和自然选择,Pi5(32. 35%)、Pikh(30. 86%)基因频率相对较高,而Pi9(2. 56%)和Pi2(2. 47%)频率较低;这4个基因可以组合成0、Pikh、Pi5、Pi9、Pi5+Pikh、Pi2+Pi5、Pi9+Pi5等7种基因型,其比例分别是50%、21. 95%、14. 63%、1. 22%、8. 54%、2. 44%、1. 22%,即50%不携带这4个抗性基因。每个县分布有其中2～6种基因型,从江县61. 54%的品种不携带这4个抗性基因,0型是优势类型,黎平县的优势类型是0型(46. 43%)和Pikh型(42. 86%),荔波县基因型达到6种,比从江县(4种)和黎平县(3种)多,没有明显的优势类型,品种类型相对丰富; 0、Pikh、Pi5+Pikh和Pi5这4种基因型平均抗性分别为2. 39、1. 28、1. 57和1. 17级,Pikh、Pi5+Pikh和Pi5这3种基因型平均抗性明显高于0型,说明田间叶瘟抗性与所检测的Pi5、Pikh基因有一定的关联,携带0个基因的部分品种在田间也表现出对叶稻瘟抗性,表明这些材料携带所检测的4个基因之外的抗性基因。【结论】研究结果为挖掘和利用贵州禾种稻瘟病抗性基因资源提供了参考。
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我国水稻两用核不育系SSR遗传多样性分析
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：利用SSR标记分析中国水稻两用核不育系现有骨干亲本材料的遗传多样性,为创制、选择育种亲本,扩大水稻种质遗传多样性等方面提供参考。本研究利用58个SSR标记对26个中国水稻两用核不育系的遗传多样性进行分析。共检测到191个等位基因,多态性位点百分率(P)100.0%,品种间不同位点等位基因数目3~5个,平均3.29个。Nei's遗传多样性指数(He)变幅为0.074 0~0.671 6,平均为0.449 6。Shannon信息指数在0.163 0~1.224 5之间,平均0.687 1。通过UPGMA聚类分析可知,所供试的26份水稻两用核不育系的遗传相似系数(GS)变幅为0.470~0.970,平均值为0.72;在遗传相似系数0.470处将供试材料分为粳型和籼型两类。上述研究表明,中国水稻两用核不育系遗传基础狭窄,同源性较高;但粳型和籼型群系间在基因位点上具有较大的遗传差异,说明中国的两系杂交水稻骨干亲本的杂种优势利用仍具有较高的空间。
关键词： 水稻 两用核不育系 SSR标记 遗传多样性 聚类分析
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云南干热籼稻区水稻高产形成规律及群体质量指标研究
《中国稻米 》 2017 北大核心
摘要：为鉴定杂交籼稻组合在云南干热籼稻区种植的产量潜力,研究不同产量水平水稻产量形成规律及群体质量指标,选用大面积生产应用的6个杂交籼稻品种为材料进行了比较试验,并根据当地水稻生产特点制定了相应的高产栽培技术。结果显示,广优1186、德优4727、两优2186、宜优673、两优2161、宜香3003产量分别为15.65、15.29、15.19、15.18、14.89和13.95 t/hm~2。为更好的分析水稻高产形成规律,将6个品种产量划分为高产(13.0~14.0 t/hm~2)、更高产(14.0~15.0 t/hm~2)、超高产(15.0~16.0 t/hm~2)3个不同产量水平。超高产水稻较更高产水稻有效穗数提高10.25%,较高产水稻总粒数、实粒数、结实率分别提高32.13%、35.69%、12.50%;超高产水稻高峰苗数较更高产、高产水稻分别低10.32%和30.02%;成穗率随着产量水平的增加而增加。超高产水稻齐穗期总LAI为7左右,高效叶面积率70%左右。颖花量随着产量的增加而增加。超高产水稻实粒/叶、粒重/叶较高产水稻分别增加20.00%和25.54%。超高产水稻齐穗期、成熟期、齐穗至抽穗期干物质积累量较高产水稻分别提高11.70%、11.96%和12.35%。
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滇南矿区稻米重金属累积的品种差异及其健康风险分析
《中国农业科技导报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：基于矿区稻米质量安全问题,为获得区域适宜种植的重金属低累积水稻品种,采用大田小区试验,对近年来滇南矿区主栽的15个水稻地方品种设置连续2年3个不同试验点的栽培试验,研究分析了滇南矿区不同水稻品种的重金属累积特征及其健康风险。结果表明:15个参试水稻品种糙米对As、Pb、Cd的吸收累积有较大的差异。糙米中Pb含量较高的品种为宜香107,最低的为滇屯502,两者相差幅度为0.188 mg/kg;Cd含量最高的品种为红优4号,最低的为云恢290,两者相差幅度为0.383 mg/kg;总As含量最高的品种为宜香99E-4,最低的为丰优香占,两者相差幅度为0.189 mg/kg。以食品安全国家标准GB 2762-2012中污染物Pb、Cd、无机As限量指标(≤0.2 mg/kg)和健康风险定量评估风险熵(HQ<1)为评价标准,初步筛选出适宜该地区重金属复合污染土壤条件下种植的重金属低累积水稻品种:滇屯502、宜优2815、云恢290和丰优香占,这4个品种的选择种植与土壤修复+农艺调控的联合管理将会更有效地减少试验区域重金属对稻米食用人群的危害。
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云南特殊生态区水稻高产机理研究
《西南农业学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：2010-2011年以纯系品种9311、明恢63、IR64为试验材料,在云南省丽江市永胜县涛源乡和西双版纳州景洪市进行田间试验,研究云南特殊生态条件下水稻的高产机理,为水稻高产的表观遗传学研究提供材料和依据。结果表明,水稻生长期间涛源试点相对湿度较低,抽穗期前平均温度较高,抽穗后温差较大。涛源试点3个品种的实际产量和理论产量均高于景洪试点,增幅超过70%,达极显著水平。涛源试点具有较高的有效穗、颖花量、结实率和千粒重;成熟期的干物质积累较高,尤其是灌浆期的干物质积累量。氮素积累量差异主要表现在生长后期,涛源试点极显著高于景洪试点,氮素收获指数差异极显著。同一品种在两个生态稻区产量及其构成因子的差异较大,达极显著水平,为进一步研究表观遗传机制奠定了基础。
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水稻不同基因型矿质元素含量差异及分布研究
《西南农业学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：测定了弥勒县相同生态条件下种植的198份水稻糙米、46份水稻精米N、P、K、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu和Mn等9种矿质元素含量,分析198份糙米9种矿质元素在亚种间、品种间含量的差异。结果表明,不同亚种、品种糙米中9种元素的含量差异各不相同,但含量排序均为N>P>K>Mg>Ca>Zn>Fe>Cu>Mn;Ca含量在亚种间差异较大,对Ca吸收和积累的能力粳稻明显高于籼稻;Fe含量在非糯稻、软米稻和糯稻间差异较大,对Fe吸收和积累的能力糯稻明显高于非糯稻和软米稻。对46份水稻糙米和精米的9种矿质元素含量进行比较研究,发现糙米中大部分元素的含量均显著高于精米中的含量,即在去糙过程中损失了大量的矿质营养元素,在去糙过程中P、K、N、Fe和Mn含量下降幅度较大,损失率分别为41.49%、17.23%、8.82%、14.68%和11.61%,这说明以上营养元素多存在于种皮、糊粉层和胚中,随着碾磨,含量随之下降;与之相反,Ca、Mg和Zn含量去糙后增加了27.01%、21.57%和6.28%,以上元素多存在于胚乳中;此外,碾磨后Cu含量下降较少,损失率稍低,表明Cu在籽粒中分布较为均匀;
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液相色谱-原子荧光法测定大米中4种砷形态
《食品安全质量检测学报 》 2016
摘要：目的建立以0.3 mol/L硝酸为提取剂提取大米中4种砷形态(亚砷酸根AsⅢ、砷酸根AsⅤ、一甲基砷MMA和二甲基砷DMA)的液相色谱-原子荧光(liquid chromatography-atomic fluorescence spectrometry,LC-AFS)分析方法。方法在60℃条件下,超声40 min提取大米样品,上清液供LC-AFS测。比较2种提取方法对稻米中4种砷形态的提取效率,并对提取温度和提取时间等条件进行优化。结果 4种砷形态化合物的检出限为0.002~0.01μg/mL,加标回收率为89.03%~100.70%,RSD不大于4.36%(n=5)。结论此方法可以在1h时内完全分离大米样品中的四种砷形态,操作简单、灵敏,适用于大米中重金属砷的风险评估。
关键词： 大米 砷形态 超声提取 液相色谱-原子荧光法 硝酸
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云南地方稻waxy基因序列多样性分析
《植物遗传资源学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：利用特异引物Wx-F/AG-2对来源于云南省16个州市64个县的252份地方稻种waxy基因中含有微卫星序列(CT)n和第一内含子的序列进行PCR扩增并测序。结果表明在268个碱基的序列内检测到4个变异位点:第一内含子上游56位处(CT)n存在(CT)10、(CT)11、(CT)12、(CT)14、(CT)16、(CT)17、(CT)18、(CT)19、(CT)20、(CT)21等10种变异;(CT)11、(CT)18、(CT)17、(CT)12、(CT)10等5种单倍型是云南优势类型,合计占供试材料的92.85%;籼稻以(CT)10、(CT)11、(CT)12为主,而粳稻以(CT)11、(CT)12、(CT)17和(CT)18为主;第一内含子+1位存在G/T变异,81.75%品种是G,T只出现在(CT)16、(CT)17、(CT)18和(CT)20的品种中,其频率在籼稻中为13.48%,粳稻20.86%,水稻16.17%,陆稻22.35%,粘稻10.47%,糯稻42.62%。+86-88位存在ATA/GTA/A--3种变异;+128位处存在(AATT)5和(AATT)6 2种变异。根据这4个变异位点,可将252个云南地方稻种归为16种单倍型,其中Wx4(32.54%)、Wx9(13.89%)、Wx12(12.7%)、Wx5(12.3%)、Wx1(8.33%)、Wx11(7.94%)是主要类型,合计87.7%,其他类型频率较低。籼/粳亚种、水/陆稻和粘/糯中存在单倍型种类和单倍型频率两方面的差异,籼稻/粳稻、水/陆稻和粘/糯稻各亚种或生态型均有独享的单倍型,共享单倍型频率也存在差异,表明亚种间或生态型间发生了一定的遗传分化。单倍型地理分布分析表明,临沧、普洱单倍型种类最丰富,以之为中心向外扩展,单倍型种类有减少的趋势,第一内含子+1位的T主要分布在临沧、普洱、西双版纳、德宏等南部地区。本研究揭示了云南地方稻种群体waxy基因的变异和分布特点。
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