湖南农业大学农学院水稻油菜抗病育种湖南省重点实验室
- 作品数：23 被引量：100H指数：6
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- 生长素调控因子OsGRF4协同调控水稻粒形和稻瘟病抗性被引量：3
- 2021年
- 【目的】水稻粒形为多基因控制的复杂数量性状,同时影响稻谷产量和稻米外观及碾磨品质,挖掘粒形相关基因并解析其遗传机制,对于水稻高产和优质品种选育具有重要意义。【方法】以前期利用大粒籼稻品种特大籼(TDX)为供体亲本、小粒粳稻品种日本晴(Nipponbare,NPB)为轮回亲本获得的一个大粒近等基因系,在水稻第2染色体上初定位粒形调控基因GS2.2(grain size 2.2)的基础上,对GS2.2基因进行了精细定位和候选功能基因的克隆鉴定。【结果】利用BC4F2群体中2887份极小粒单株及该群体中70份基因型杂合的大粒单株自交获得的BC4F3群体,将GS2.2基因精细定位在2M-7-1与2M-9之间的160.6kb的区间内。该区间编码18个基因开放阅读框(ORF1-18)。测序发现ORF18基因在大粒近等基因系与小粒日本晴等位基因间存在5个SNP差异,ORF18编码生长素调控因子蛋白Os GRF4。采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对大粒近等基因系中ORF18进行敲除,发现ORF18敲除株系粒长变短,证实ORF18是GS2.2的功能基因。进一步对ORF18大粒近等基因系和基因编辑敲除株系进行稻瘟菌室内离体和病圃接种鉴定,发现ORF18大粒近等基因系稻瘟病抗性增强,而基因编辑敲除株系稻瘟病抗性减弱,表明ORF18正调控水稻稻瘟病抗性。【结论】本研究发现的生长素调控因子Os GRF4协同调控水稻粒形和稻瘟病抗性,为协调水稻高产和抗性育种提供了重要的基因资源。
- 曹煜东肖湘谊叶乃忠丁晓雯易晓璇刘金灵肖应辉
- 关键词：水稻粒形性状稻瘟病抗性
- 小粒野生稻OmSKP1基因的克隆与功能初探被引量：3
- 2019年
- S期激酶相关蛋白1(SKPl)是E3泛素蛋白连接酶SCF复合物的核心组成元件。为探索水稻中SKP1蛋白的功能,本研究从小粒野生稻(Oryza minuta)中克隆了OmSKP1基因,获得了该基因的全长CDS。生物信息学分析结果表明,OmSKP1具有典型的SKP1蛋白结构域,是一个亲水性蛋白。农艺性状分析结果表明,OmSKP1过表达转基因水稻植株的株高、穗长、每穗实粒数、千粒重均低于背景材料日本晴(NPB),但其有效穗数高于NPB。稻瘟菌接种试验表明,OmSKP1过表达转基因水稻植株相对于对照日本晴表现出更感病的表型。本研究为野生稻OmSKP1基因功能的深入解析提供科学依据。
- 吴渊源韦鹏飞郭崇炎范锡麟熊佳旺王志龙陈秋红
- 关键词：野生稻生物信息学稻瘟病
- MAS聚合Pi9和Pi49位点改良水稻两系不育系创5S稻瘟病抗性被引量：16
- 2018年
- 为了改良水稻两系不育系创5S的稻瘟病抗性,分别以携带稻瘟病抗性基因Pi9位点(Pi9/Pigm/Pi2-1)的75-1-127、谷梅4号和天津野生稻以及携带Pi49位点的魔王谷为基因供体,通过回交转育和分子标记辅助选择技术,育成了包含单一抗性位点的创5S抗病单基因系;在此基础上,采用聚合杂交和分子标记辅助选择技术,培育了包含两个抗性位点的创5S抗病双基因聚合改良系。结果表明:携带单一抗性位点的改良不育系稻瘟病抗性显著增强,苗期发病级数显著低于受体亲本创5S;聚合2个抗性位点的改良系,较携带单一抗性位点的不育系稻瘟病抗性进一步增强、抗谱拓宽;部分改良不育系的株高、穗长、有效穗数、每穗总粒数、柱头外露率等农艺性状与创5S有显著差异。改良的系列抗病单基因系,可望用于配制稻瘟病抗性增强的两系杂交稻新组合;改良的抗病双基因聚合系,可在单基因系丧失抗性后应用于生产。
- 张菊萍郝明曾盖曹志降好宇黄湘桂肖应辉
- 关键词：水稻两系不育系稻瘟病分子标记辅助选择基因聚合
- 籼型水稻两用核不育系所配组合稻米品质性状稳定性及配合力研究
- 2025年
- 为研究望S、N111S、B621S、C023S这4个水稻籼型两用核不育系所配组合的稻米品质状况,以其与粤禾丝苗等8个优质恢复系配制的32个杂交组合为供试材料,分别种植于海南三亚和湖南长沙,分析供试材料的稻米品质状况及在2个地点种植稻米品质性状的稳定性和配合力。结果表明,除粒长外,品种、地点、品种与地点互作均对碾米品质、外观品质、蒸煮品质有极显著的影响。不育系N111S、望S所配组合的碾米品质较好,且受种植地点影响较小;恢复系华航48号、黄广华占、黄莉丝苗、粤禾丝苗、粤晶丝苗所配组合的碾米品质较好,KDML105所配组合的碾米品质较差,象牙香占和桂晶丝苗所配组合的碾米品质受种植地点的影响较大。不育系C023S、N111S和恢复系粤晶丝苗、粤禾丝苗所配组合的外观品质较好,且受种植地点的影响较小,KDML105所配组合的外观品质受种植地点的影响较大。不育系B621S、恢复系桂晶丝苗所配组合的直链淀粉含量较高。综合来看,不育系N111S所配组合的稻米品质优且稳定性好,8个组合中有5个在两地种植的稻米品质均达部标(NY/T 593—2021《食用稻品种品质》)二级或三级优质食用籼稻品种标准,说明其在优质稻育种上有较大的利用前景。配合力分析结果表明,11个稻米品质性状中,糙米率、胶稠度主要受非加性效应的影响,其余9个性状既受亲本加性效应又受非加性效应的影响,其中精米率、整精米率受恢复系基因加性效应的影响较大,垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、碱消值受不育系基因加性效应的影响较大;不育系N111S在碾米、外观和蒸煮品质上具有较好的一般配合力,容易配出稻米品质优的杂交组合。长宽比、粒长、直链淀粉含量3个性状的两地狭义遗传力均大于80%,属于高遗传力性状。
- 张桐李馨刘源罗慧郭宇健朱玉麒马小杰邓化冰
- 关键词：稻米品质配合力
- 低温贮藏对水稻种子活力及种胚显微结构的影响被引量：10
- 2021年
- 为探明种子贮藏期间的劣变机理,以耐贮水稻品种‘望两优361’种子与不耐贮水稻品种‘黄两优091’种子为材料,通过对室温与低温贮藏条件下的种子活力、保护酶活性、膜透性及种胚显微结构的对比分析。结果表明,随着贮藏时间延长,种子活力、SOD、POD、CAT活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量下降,MDA含量和相对电导率增加,低温贮藏下的种子活力、SOD、POD、CAT活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量高于室温贮藏,而低温贮藏下的MDA含量和相对电导率则低于室温贮藏,‘望两优361’的种子活力、SOD、POD、CAT活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量的下降幅度与MDA含量、相对电导率的增加幅度小于‘黄两优091’,相关分析表明,SOD、POD、CAT活性与种子活力呈显著正相关,MDA含量、相对电导率与种子活力呈显著负相关。‘望两优361’种子在常温贮藏一年后胚部细胞排列紧密,细胞间隙小,胚细胞膜完整,而‘黄两优091’种子在常温贮藏下胚芽与胚根形态受到了影响,种胚与胚乳连接处的细胞排列较为紊乱,胚细胞膜不完整,部分细胞膜断裂。综上所述,低温贮藏下种子中能保持较高的保护酶活性,较低的MDA含量及相对电导率,有利于维持细胞膜结构的稳定,保持种子活力。本研究为水稻种子的安全贮藏提供理论依据。
- 刘逸童张嘉伟孙萌周煌张桂莲
- 关键词：水稻低温贮藏种子活力
- 不同杂交组合白叶枯病抗性鉴定及遗传多样性分析
- 2023年
- 为提高抗白叶枯病新品种选育效率,减少育种的盲目性,本实验以87份杂交水稻品种为研究对象进行水稻白叶枯病鉴定,同时在基于SSR分子标记技术上进行遗传多样性分析。通过白叶枯病表型聚类和SSR分子标记聚类相结合方式进行分析,选择在抗白叶枯病方面具有优势的亲本。研究结果表明:在以优良不育系望S、粤禾丝苗、Y58S和优良恢复系R301、N111S为亲本的杂交水稻的白叶枯病的等级较低。在遗传多样性分析方面,筛选出36对具有多态性位点的SSR引物,分子量范围为90~200 bp;共扩增出118个等位基因,87份杂交稻品种在不同位点等位基因数目平均为3.3个,范围为2~6个,平均Nei’s基因多样性指数为0.452,变幅为0.096(SSR03)~0.764(SSR19)。亲本不育系望S、粤禾丝苗、Y58S和恢复系R301、N111S在选育抗白叶枯新品种时具有一定育种价值,可以为育种家选育抗白叶枯病新品种提供参考。
- 袁楚陈桂华许强付良王悦唐文帮
- 关键词：白叶枯病SSR聚类分析
- 漆树TvFAD2基因的克隆与表达分析被引量：5
- 2018年
- 植物油酸脱氢酶基因(FAD2)编码的蛋白是负责催化油酸转化为亚油酸的关键脂肪酸去饱和酶,在植物发育、油品质改良及耐逆过程中发挥重要调控作用。为了分离漆树FAD2基因并研究其功能,本研究采用同源克隆法首次从漆树中获得了FAD2基因的全长CDS序列。生物信息学分析结果表明,TvFAD2基因的开放阅读框为1 152 bp,编码383个氨基酸,具有典型的脂肪酸去饱和酶结构域。TvFAD2为亲水性蛋白,含有5个跨膜结构域和3个富含组氨酸的保守区域。系统进化树分析表明,漆树FAD2蛋白和盐肤木FAD2蛋白的亲缘关系最近。转录表达水平检测结果表明,TvFAD2基因在主要在漆树的叶和幼果中表达,在幼果中表达量最高,在花蕾期全花和盛花期全花中有低水平的表达。本研究为漆树FAD2基因的进一步利用提供了理论指导。
- 郭崇炎王志龙韦鹏飞苏莹黎芳梅陈秋红
- 关键词：漆树FAD2基因
- MAS育种改良籼稻恢复系R747及其杂交种稻瘟病抗性被引量：8
- 2019年
- 为了改良籼稻恢复系R747及其杂交种的稻瘟病抗性,以携带广谱抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75-1-127为供体亲本,以R747为受体及轮回亲本,利用Pi9基因内功能标记,开展分子标记辅助选择育种实践。获得了如下主要结果:室内接种试验表明,75-1-127与R747对来自国内外不同稻区的24份稻瘟菌菌株的抗菌谱差异显著,抗性频率分别为91.7%和41.7%,两亲本在田间自然病圃苗瘟抗性表现分别为高抗和高感;根据Pi9基因序列信息开发了一个共显性多态标记SPL-1,该标记在75-1-127和R747基因组中分别扩增出一条745 bp和一条850 bp的条带,标记基因型对稻瘟病抗感表型的选择效率为100%;从BC6F3株系中遴选出一个高抗苗瘟的改良恢复系R747-Pi9,并用它与不育系培矮64S、P88S和桃1A分别配制出高抗稻瘟病的杂交种;利用分布于水稻全基因组不同位点的220个SSR标记,分析了改良抗病恢复系R747-Pi9与受体亲本R747的遗传背景差异,结果表明R747-Pi9对R747的背景回复率为0.94。本研究通过分子标记辅助选择和连续回交育种,成功定向改良了恢复系R747及其杂交种的稻瘟病抗性。
- 廖花黄俊刘雄伦刘金灵李永聪赖怡帆张旭辉王国梁
- 关键词：分子标记辅助选择
- 水稻OsURGT1基因的生物信息学及表达谱分析被引量：2
- 2020年
- NSTs在细胞中负责将核苷酸单糖转运到高尔基体(Golgi)/内质网(ER)中,为细胞壁多糖分子的生物合成提供底物,水稻NSTs基因的研究将为深入了解植物NSTs蛋白的功能奠定良好基础。通过拟南芥AtURGT基因序列的同源比对,在水稻中发现了一个可能具有转运UDP-鼠李糖/UDP-半乳糖活性的基因,命名为OsURGT1(UDP-L-Rha/UDP-D-Gal transporters)。对其编码蛋白进行了氨基酸组成、进化关系、理化性质、跨膜结构域和高级结构的预测,对其启动子序列进行了顺式作用元件分析,同时还检测并分析了OsURGT1基因在水稻中的组织转录表达谱、激素及非生物胁迫处理诱导表达谱。结果显示:OsURGT1基因全长为3421 bp,含有5个外显子;CDS全长为996 bp,编码331个氨基酸长度的蛋白,此蛋白被预测是一个疏水性蛋白,含有9个跨膜结构域;蛋白高级结构建模结果表明,其与一个NST模板蛋白高度相似。基因启动子顺式作用元件分析结果表明,OsURGT1基因有可能参与多种激素调控途径和逆境胁迫调控途径。转录表达谱分析结果表明,OsURGT1基因在水稻整个生长发育时期和各个组织部位都有表达,在叶中的表达量相对最高;对6种激素(ABA、Eth、GA、SA、MeJA、2,4-D)处理皆有较强的响应表达;对干旱、低温、盐、氧化、高温、重金属等逆境胁迫也有不同程度的响应表达。综上可知,OsURGT1基因编码一个NST蛋白家族成员,并可能参与部分激素调控和逆境胁迫响应过程。
- 苏莹杜强郭崇炎周敏石伟杰赵琼吴小雨王志龙陈秋红
- 关键词：水稻生物信息学分析逆境胁迫表达谱分析
- 水稻OsURGT2基因的克隆、表达及功能预测分析
- 2023年
- 植物细胞中核苷酸糖转运蛋白(NST)将胞质溶胶中的核苷酸单糖转运至高尔基体或内质网内,这对于植物细胞壁非纤维素多糖合成时单糖的供应至关重要。本研究从水稻中克隆了一个含有NST蛋白结构域的基因,命名为OsURGT2。对OsURGT2蛋白的理化性质、结构特点、基因启动子中的顺式作用元件及表达模式等进行了预测及分析。结果表明,水稻OsURGT2基因的全长编码序列为1008 bp,编码335个氨基酸。OsURGT2蛋白为疏水性蛋白,含有9个跨膜结构域和多个磷酸化位点,与一个GDP^(-)甘露糖转运蛋白的三级结构较相似。OsURGT2基因对高、低温和盐胁迫处理有较强的表达响应、受多种植物激素(赤霉素,水杨酸,茉莉酸甲酯)处理诱导表达。结果说明,OsURGT2极有可能编码一个具有某种核苷酸糖转运活性的蛋白,并可能在水稻生长发育过程中应答逆境方面发挥重要作用。
- 石伟杰苏莹杜强周敏王琴李锦程陈秋红唐文帮
- 关键词：水稻生物信息学分析表达谱分析
