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2020年, 第34卷, 第1期
刊出日期：2020-01-10 上一期    下一期
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水稻蜡质稀少突变体wax1的鉴定及基因定位 潘孝武, 黎用朝, 刘文强, 熊海波, 董铮, 薛丹, 盛新年, 赵文锦, 魏秀彩, 李小湘 2020, 34(1): 1-7.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2019.9101 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(858KB) ( )   【目的】 蜡质是植物表面的一种重要保护物质,筛选和鉴定水稻蜡质相关突变体有助于解析水稻蜡质形成的遗传机制。【方法】利用EMS诱变籼稻品种湘早籼6号,从突变体库中筛选出一个蜡质稀少的突变体wax1,考查突变体的形态特征和农艺性状,利用突变体与02428杂交的F2群体定位目标基因,并通过荧光定量PCR分析相关基因的表达情况。【结果】与野生型相比,wax1突变体具有叶片短小皱褶、叶表面蜡质晶体减少、穗长变短等形态特征;在农艺性状方面,突变体的株高、每穗总粒数和千粒重显著降低,但有效穗数显著高于野生型;遗传分析表明,wax1的突变表型受一对隐性核基因控制,将WAX1基因定位在第10染色体上SSR标记RM5806与InDel标记P1之间,物理距离约为49.8 kb;定位区间内的测序结果表明,突变体中β-酮脂酰-CoA合酶的编码基因发生单碱基突变,导致催化活性中心的一个氨基酸发生改变。WAX1基因的突变显著提高了同源异型盒基因OSH6的表达,同时引起部分IAA基因的差异表达。【结论】WAX1基因突变引起叶表面蜡质晶体的减少,同时通过影响茎尖分生组织和生长素的信号转导引起植株生长发育等多方面的异常。

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水稻子预44和江南香糯基因组比较鉴定稻瘟病抗性相关基因 李金璐, 张慧, 焦泽宇, 刘剑宇, 韩光煜, 卓晓轩, 罗琼 2020, 34(1): 8-16.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9066 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(915KB) ( )   【目的】子预44是一具有广谱持久稻瘟病抗性的云南地方粳稻品种。为了鉴定子预44中候选稻瘟病抗性相关基因,【方法】本研究利用高通量测序技术（High-throughput sequencing）对子预44和感病水稻江南香糯进行了全基因组测序。而后使用软件GATK(3.4-46)对高质量测序结果进行SNP和InDel的检测和统计,进一步筛选出子预44和江南香糯DNA水平存在SNPs/InDels多态性抗病相关基因。【结果】通过Hiseq X10 PE150平台分别获得了4 118 170 045 bp和2 995 054 509 bp子预44和江南香糯的基因组数据,比对到参考基因组（Ensembl release 31）的比对率分别为98.56％和98.30％。在抗病水稻子预44和感病水稻江南香糯之间鉴定了922个纯合突变的差异抗病相关基因。结合基因定位结果,在子预44中鉴定了一个新的抗稻瘟病候选基因。【结论】 研究结果为子预44中抗稻瘟病新基因的克隆提供了参考,对子预44广谱持久抗瘟分子机制的研究奠定了基础。

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不同环境下稻米品质性状QTL的检测及稳定性分析 王小雷, 刘杨, 孙晓棠, 欧阳林娟, 潘锦龙, 彭小松, 陈小荣, 贺晓鹏, 傅军如, 边建民, 胡丽芳, 徐杰, 贺浩华, 朱昌兰 2020, 34(1): 17-27.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9052 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1175KB) ( )   【目的】挖掘新的稻米品质性状QTL并利用分子育种技术改良稻米品质。【方法】利用构建的一套以籼稻香型恢复系昌恢121为背景亲本,以优质粳稻越光为供体亲本的染色体片段代换系（CSSLs）为材料,在4个环境下对稻米品质性状进行QTL检测及稳定性分析。【结果】在4个环境下共检测到44个QTL,其中6个QTL能在多个环境下被检测到;第2、3、5、6和10染色体上存在多效QTL簇,对稻米品质性状具有明显的调控作用;第1、6和12染色体上7个QTL能在不同环境下稳定表达。【结论】第1染色体RM3143-RM1117区间qPGWC1和第12染色体RM3331-RM5479区间qPaT12是两个新的稳定表达QTL。

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稻瘟病广谱抗性基因Pigm特异性分子标记的开发和应用 陈涛, 孙旭超, 张善磊, 梁文化, 周丽慧, 赵庆勇, 姚姝, 赵凌, 赵春芳, 朱镇, 张亚东, 王才林 2020, 34(1): 28-36.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9082 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1123KB) ( )   【目的】来自籼稻品种谷梅4号的Pigm是一个对稻瘟病菌具有广谱和持久抗性的重要基因。为有效提高Pigm基因的选择效率,有必要开发具有特异性的共显性分子标记进行辅助育种。【方法】本研究根据谷梅4号Pigm位点存在的特异性核苷酸变异,利用Tetra-primer ARMS-PCR和KASP两种不同的基因分型技术开发出分子标记T-Pigm和K-Pigm,对不同品种(品系)以及淮稻9号/谷梅4号的F2分离群体进行基因型检测,并结合穗颈瘟人工接种鉴定,对标记的准确性进行评价。【结果】序列比对分析表明,谷梅4号Pigm位点中Pigm-Nbs2基因起始密码子上游515 bp处存在一个特殊的单核苷酸变异。利用已开发的两种类型的分子标记能够有效区分3种不同的基因型,且基因型与穗颈瘟人工接种鉴定结果完全一致。【结论】利用分子标记T-Pigm和K-Pigm可以实现对Pigm基因型快速、准确的检测,加快抗稻瘟病水稻新品种的选育进程。

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褐飞虱小分子量热激蛋白基因表达特性和功能 潘磊, 王利华, 朱凤, 韩阳春, 王培, 方继朝 2020, 34(1): 37-45.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9034 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(979KB) ( )   【目的】研究褐飞虱小分子量热激蛋白的表达特性和功能,明确其在褐飞虱温度胁迫适应中的作用。【方法】采用BLAST从转录组数据库中筛选褐飞虱小分子量热激蛋白基因序列;利用Bioedit、Mega等分子生物学软件进行序列分析;利用qPCR技术分析目的基因在不同处理下的表达特性;利用原核表达技术研究其功能。【结果】筛选到6个含有α-晶体结构的小分子量热激蛋白基因NlHsp20.9、NlHsp21.6、NlHsp21.9、NlHsp22.4、NlHsp23.1、NlHsp28.7,其ORF长度依次为561、531、570、570、588和735 bp,理论等电点为5.96、5.77、6.32、5.01、5.74和7.74。NlHsp28.7在3龄若虫中的表达量最高,而NlHsp21.9和NlHsp23.1在雌成虫中的表达量最高。雌虫在低温胁迫后所有小分量热激蛋白基因的表达量均下降,高温胁迫后除NlHsp22.4外的其他5个基因表达量不同程度上调;3龄若虫在低温胁迫后一半sHsps表达量下降,另一半上升,高温胁迫后全部上调。转化褐飞虱sHsps的重组大肠杆菌热激存活率显著上升。【结论】褐飞虱小分子量热激蛋白具有龄期和诱导表达特性及热胁迫保护功能,可能在其高温胁迫应激中具有重要作用,在低温胁迫应激中的作用与虫态有关。

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不同机直播方式对南方优质晚籼稻产量及抗倒伏特性的影响 王文霞, 周燕芝, 曾勇军, 吴自明, 谭雪明, 潘晓华, 石庆华, 曾研华 2020, 34(1): 46-56.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9075 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1204KB) ( )   【目的】研究不同机直播方式对南方优质晚籼稻茎秆抗倒伏能力及产量的影响,为南方优质晚籼稻高产抗倒栽培提供参考。【方法】以籼型常规稻品种黄华占和籼型杂交稻品种泰优398为材料,设置旱直播、湿直播和淹水直播3个处理,分别测定优质晚籼稻的产量及产量构成、出苗率、干物质生产、叶面积指数和茎秆形态与力学特性。【结果】与湿直播方式或淹水直播方式相比,旱直播方式可显著提高供试晚稻品种的出苗率,增幅为6.10% ~ 22.96%,且干物质生产和叶面积指数均增加。同时,旱直播方式有利于提高供试晚稻品种产量,两品种增产幅度为6.99%~27.77%,其中泰优398产量增幅高于黄华占,从产量构成因素来看,机械旱直播方式下供试晚稻品种产量的提高主要得益于有效穗数增加。此外,旱直播方式下供试水稻株高相对较矮,基部各节间较短,但茎秆粗壮,茎壁较厚,有利于提高植株茎秆抗折力和秆型指数,降低弯曲力矩与倒伏指数。相关分析表明,茎粗、壁厚和秆型指数与抗折力显著正相关,而与倒伏指数显著负相关;株高、穗长、弯曲力矩与抗折力显著负相关,与倒伏指数显著正相关。【结论】采用机械旱直播方式不仅有利于增加南方优质晚籼稻产量,还能显著增加茎秆强度,提高植株抗倒伏能力,降低直播生产的风险。

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麦/油-稻轮作下秸秆还田与氮肥管理对直播杂交稻氮素利用特征的影响 彭志芸, 向开宏, 杨志远, 唐源, 谌洁, 张宇杰, 何艳, 严田蓉, 孙永健, 马均 2020, 34(1): 57-68.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9049 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1140KB) ( )   【目的】探明秸秆还田和氮肥管理对麦/油后直播杂交稻氮素积累、转运、氮肥利用效率及籽粒产量的影响。【方法】选用优质三系杂交稻宜香优2115,采用二因素裂区设计,麦、油茬田同步开展试验,处理完全一致。主区为麦/油秸秆全量翻埋还田(M1)和秸秆不还田(对照,M0),副区设4个氮肥管理,即不施氮对照(N0)、m基肥∶m分蘖肥∶m促花肥∶m保花肥比例分别为1∶0∶0∶0(N1)、3∶3∶2∶2(N2)、2∶2∶3∶3(N3),测定了直播杂交稻主要生育时期各器官的氮素积累量及籽粒产量。【结果】结果表明,两种轮作方式下,氮肥管理对直播杂交稻主要生育时期的氮素积累、齐穗后茎鞘、叶片的氮素转运及稻株氮素利用效率均存在显著或极显著的调控效应。秸秆还田显著提高麦/油茬杂交稻中后期的氮素积累量、茎鞘和叶片的氮素转运量以及氮肥利用效率,其中,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率较秸秆不还田分别提高了34.96%/28.76%、2.52%/2.61%和31.91%/22.30%。同时,油菜秸秆还田下直播杂交稻各生育时期氮素积累和产量较麦秆还田表现更好,籽粒产量提高481 kg/hm2(5.22%)。M1N2处理、M0N3处理下,直播杂交稻各阶段的氮素积累速率明显加大,促进结实期茎鞘和叶片的氮素向穗部转运,成熟期稻株氮素积累量优势明显且有较高的氮素利用效率(麦/油茬稻氮肥农学利用率、偏生产力和表观利用率分别达17.87 kg∙kg-1/17.85 kg∙kg-1、67.27 kg∙kg-1/71.28 kg∙kg-1、74.93%/75.05%),最终实现高产。【结论】在麦/油-稻轮作下秸秆全量还田,配合N2氮肥管理,可有效提高直播杂交稻氮素吸收、利用效率,增加籽粒产量,尤以油菜秸杆还田的效果更好。

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氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响 李思平, 曾路生, 吴立鹏, 张玉晓, 解军蕊, 丁效东 2020, 34(1): 69-79.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9045 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1244KB) ( )   【目的】为解决水稻土壤保肥能力较弱,水稻产量较低,氮肥利用效率不高等问题,【方法】于山东省济宁市任城区水稻田设置氮肥水平与栽植密度双因素大田试验,设4个施氮量水平,即无氮(N1,0 kg/hm2)、低氮(N2,216 kg/hm2)、中氮(N3,288 kg/hm2)和高氮(N4,360 kg/hm2);栽植密度设3个梯度,即低密度(24万穴/hm2)、中密度(27万穴/hm2)和高密度(30万穴/hm2)。以探究不同氮肥水平和栽植密度下水稻成熟期土壤养分含量及氮肥利用效率的变化。【结果】随着土层加深,氮、磷、钾、有机质含量均明显下降。其中D3N4处理碱解氮含量下降了60.8%,D3N3处理速效磷含量降低了72.7%。随着施氮量增加,土壤pH值和有机质含量有所下降,速效钾含量升高,肥料偏生产力和氮肥农学利用效率降低,产量先升高后降低;随着栽植密度增加,土壤pH值与速效磷含量有所下降,表层土壤碱解氮含量略有升高,有机质含量与产量及肥料偏生产力均先升高后降低,氮肥农学利用效率降低。【结论】当栽植密度为27万穴/hm2时,氮肥用量288 kg/hm2,水稻产量最高,为14 615.3 kg/hm2;相同密度下氮肥按照216 kg/hm2施用,水稻产量、氮肥农学效率和肥料偏生产力均较高。研究结果可在实际生产中参考应用。

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浙江入侵草地贪夜蛾的迁入虫源 罗举, 马健, 武明飞, 齐国君, 刘杰, 唐健, 胡高 2020, 34(1): 80-87.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.9076 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1018KB) ( )   【目的】草地贪夜蛾是新入侵我国的重要迁飞性害虫,2019年5月8日浙江省建德市发现草地贪夜蛾入侵为害,已在全省迅速扩散蔓延。明确浙江省发现的草地贪夜蛾种群的虫源地分布及迁飞路径,对浙江省草地贪夜蛾的监测预警及源头治理有重大意义。【方法】利用基于WRF模式的昆虫三维轨迹分析程序,结合草地贪夜蛾的飞行行为参数和气象资料,对入侵浙江的草地贪夜蛾的迁飞路径及天气背景场进行了模拟分析。【结果】根据幼虫发育历期推算,4月26日–30日可能有首批草地贪夜蛾成虫迁入浙江省。4月下旬,西南低空急流贯穿华南及华东大部,可为草地贪夜蛾迁飞提供运载气流,而低温屏障、降雨和下沉气流可导致草地贪夜蛾的迫降。入侵浙江省建德市草地贪夜蛾种群的有效虫源地主要分布在广西东部。【结论】本研究结果为浙江省草地贪夜蛾春季迁入种群的监测预警和科学防控提供了依据。

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黑龙江省稻稗对丁草胺的抗性测定及交互抗性的研究 刘亚光, 吴绘鹏, 李敏, 朱金文, 张苏新, 张春鹏 2020, 34(1): 88-94.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2020.8143 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(797KB) ( )   【目的】明确黑龙江省水田稻稗(Echinochloa oryzicola Vasing)对丁草胺的抗药性水平以及对其他细胞分裂抑制剂的交互抗药性水平。【方法】采用琼脂法和整株盆栽法测定了黑龙江省14个地区53个田块的稻稗对丁草胺的抗药性以及对其他3种细胞分裂抑制剂丙草胺、苯噻酰草胺和莎稗磷的交互抗性。【结果】琼脂法检测出庆安03、东京城镇02等4个稻稗生物型对丁草胺产生了中等水平抗性,抗性指数为12.92~26.03,占供试稻稗生物型的7.55%;兴隆镇03、阿城04等4个稻稗生物型对丁草胺产生了低等水平抗性,抗性指数为6.63~8.86,占供试稻稗生物型的7.55%;庆安01、汤原01等5个稻稗生物型对丁草胺敏感性下降,抗性指数为3.18~4.84,占供试稻稗生物型的9.43%;其余阿城02、尚志02等40个稻稗生物型对丁草胺表现敏感,抗性指数均小于3,占供试稻稗生物型的75.47%。选取上述测定结果当中抗性最高的两个生物型,使用整株盆栽法进行对丁草胺的抗性水平验证。发现庆安03和东京城镇02同样产生了中等水平抗性,抗性指数分别为16.78和13.27;同时测定两个抗性生物型对丙草胺、苯噻酰草胺和莎稗磷3种细胞分裂抑制剂的交互抗性,结果显示,庆安03稻稗生物型对丁草胺和丙草胺产生了交互抗性;东京城镇02稻稗生物型对丁草胺、丙草胺和莎稗磷产生了交互抗性。【结论】黑龙江省部分地区稻稗对丁草胺产生了抗药性,且对丙草胺和莎稗磷产生了交互抗性。