空间诱变选育抗稻瘟病水稻品种研究进展与展望 被引量：18

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作者 孙大元 张景欣 +4 位作者 陈冠州 王慧 朱小源 陈志强 杨祁云 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期271-279,共9页

长期的生产实践证明挖掘新的抗病资源、鉴定和利用抗病基因是防治稻瘟病最为经济有效的策略。因此,挖掘新的抗病资源以改良水稻品种的抗病持久性,是当前稻瘟病抗病育种的当务之急。空间诱变育种在创造优异新种质、诱导新的基因资源和培... 长期的生产实践证明挖掘新的抗病资源、鉴定和利用抗病基因是防治稻瘟病最为经济有效的策略。因此,挖掘新的抗病资源以改良水稻品种的抗病持久性,是当前稻瘟病抗病育种的当务之急。空间诱变育种在创造优异新种质、诱导新的基因资源和培育农作物新品种上已发挥其独特的优势和作用,是农作物遗传改良的新途径,是未来作物育种新技术的重要组成部分。实践证明,空间诱变手段可对水稻品种的稻瘟病抗性进行有效改良,且已育成多个抗稻瘟病优良品种。本文对近20多年来水稻空间诱变抗稻瘟病育种研究现状进行概述,如空间诱变水稻稻瘟病抗性变异特点、空间诱变抗稻瘟病育种成果以及空间诱变稻瘟病抗性变异机理等,以期为进一步揭示空间诱变变异机理和开展水稻空间诱变抗病育种工作奠定理论基础。 展开更多

关键词 水稻 空间诱变 稻瘟病抗病育种

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基于QTL定位发现的OsWRI3调控水稻种子的落粒性

2

作者 杨海洋 吴林宣 +7 位作者 李博纹 石翰峰 袁禧龙 刘金朝 蔡海荣 陈诗怡 郭涛 王慧 《作物学报》 北大核心 2025年第7期1712-1724,共13页

水稻是世界上重要的粮食作物,落粒性与水稻的产量息息相关。培育适合现代机械化收获且落粒性适中的水稻品种是提高水稻产量的重要策略。然而水稻的落粒性是一个复杂的数量性状且受多方面的影响,现有理论不能完全解释落粒的现象。因此,... 水稻是世界上重要的粮食作物,落粒性与水稻的产量息息相关。培育适合现代机械化收获且落粒性适中的水稻品种是提高水稻产量的重要策略。然而水稻的落粒性是一个复杂的数量性状且受多方面的影响,现有理论不能完全解释落粒的现象。因此,为了挖掘控制水稻落粒的数量性状基因座(quantitative trait loci, QTL)与基因并完善水稻落粒基因的调控网络,本研究以易落粒的父本YZX和难落粒的母本02428所构建的192个重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)为试验材料进行QTL定位。采用直拉法和斜拉法对开花第30天的192份RIL群体材料进行了全面的分析,以鉴定在不同环境条件下与水稻种子落粒相关的QTL。在不同环境不同方法下共发现19个与落粒相关的QTL。此外,通过斜拉法鉴定出1个新的共定位QTLqBSH5.2。通过数据库分析、基因表达量分析、转录组与基因序列分析,在qBSH5.2中挖掘到了OsWRI3。OsWRI3突变体与野生型(wild type, WT)相比,表现为更难落粒。在扫描电镜下发现,突变体相较于WT脱落表面更粗糙且存在弹簧状毛刺结构。同时,我们发现OsWRI3在水稻穗部与离区的表达量与成熟度呈正相关。并且与WT相比突变体的离区中参与乙烯前体合成的基因下调表达。单倍型分析也表明了OsWRI3在调节水稻落粒方面发挥重要的作用,并且我们挖掘了落粒性适中的优异单倍型组合以适应现代机械化收获。总之,编码AP2转录因子的OsWRI3的发现不仅为完善与丰富水稻落粒基因调控网络提供了重要的线索,也为培育适合机械化收获的水稻品种提供了新的遗传资源。 展开更多

关键词 水稻 种子落粒性 QTL定位 AP2转录因子 单倍型分析

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分子标记辅助选择改良加巴热的稻瘟病和白叶枯病抗性

3

作者 扎西罗布 果洛卓玛 +7 位作者 央宗 久美 桑杰罗布 彭红 谢华斌 李佳阳 陈淳 王加峰 《中国稻米》 北大核心 2025年第6期102-108,共7页

为改良西藏墨脱特色水稻品种加巴热对稻瘟病和白叶枯病的抗性,通过杂交、回交和自交,将供体亲本H437所携带的稻瘟病抗性基因Pik-H4、Pita、Pi2及白叶枯病抗性基因Xa23导入至加巴热中,结合分子标记辅助选择(MAS)技术,成功获得3个改良株系... 为改良西藏墨脱特色水稻品种加巴热对稻瘟病和白叶枯病的抗性,通过杂交、回交和自交,将供体亲本H437所携带的稻瘟病抗性基因Pik-H4、Pita、Pi2及白叶枯病抗性基因Xa23导入至加巴热中,结合分子标记辅助选择(MAS)技术,成功获得3个改良株系,分别命名为L1、L2和L3。抗病鉴定结果显示,这3个改良株系对稻瘟病和白叶枯病的抗性均得到显著提升,其抗性水平明显优于高感品种加巴热;在农艺性状方面,除L2的株高(162.3 cm)显著低于加巴热(166.7 cm)之外,改良株系的其余农艺性状与加巴热相比均未表现出显著差异;在品质性状方面,改良株系糙米率、整精米率、直链淀粉含量等指标与加巴热基本一致。本研究表明,利用MAS技术将多个广谱抗性基因进行聚合,能够定向增强加巴热对稻瘟病和白叶枯病的抗性。这一研究成果为藏区特色水稻品种的抗病改良以及产业化应用提供了切实有效的策略。 展开更多

关键词 水稻 分子标记辅助选择育种 稻瘟病 白叶枯病 抗性

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超级杂交稻‘五优1179’的选育及高产栽培技术 被引量：6

4

作者 刘永柱 肖武名 +2 位作者 王慧 郭涛 陈志强 《作物研究》 2018年第4期280-282,共3页

‘五优1179’是以不育系‘五丰A’为母本,优质抗病恢复系‘航恢1179’为父本组配选育而成的感温型三系杂交水稻新组合,具有穗大粒多,高产稳产,适应性广,抗稻瘟病,主要品质指标达到国家优质稻米标准等特点。介绍了‘五优1179’的选育过... ‘五优1179’是以不育系‘五丰A’为母本,优质抗病恢复系‘航恢1179’为父本组配选育而成的感温型三系杂交水稻新组合,具有穗大粒多,高产稳产,适应性广,抗稻瘟病,主要品质指标达到国家优质稻米标准等特点。介绍了‘五优1179’的选育过程、特征特性、生产表现及高产栽培技术。 展开更多

关键词 超级杂交稻 育种 栽培 五优1179

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一个控制水稻叶色白化转绿及多分蘖矮杆性状基因hw-1(t)的鉴定 被引量：16

5

作者 郭涛 黄宣 +4 位作者 黄永相 刘永柱 张建国 陈志强 王慧 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期23-35,共13页

通过空间诱变从光身稻品种Francis的M2群体中发现1株叶色白化转绿、多分蘖矮秆突变体hfa-1。hfa-1在三叶期之前完全白化,随后转绿。白化转绿表型受生长发育和温度调控。亚细胞结构观察发现hfa-1叶绿体发育异常抑制叶绿素合成,造成光合... 通过空间诱变从光身稻品种Francis的M2群体中发现1株叶色白化转绿、多分蘖矮秆突变体hfa-1。hfa-1在三叶期之前完全白化,随后转绿。白化转绿表型受生长发育和温度调控。亚细胞结构观察发现hfa-1叶绿体发育异常抑制叶绿素合成,造成光合效率降低,产生白化表型。hfa-1的多分蘖表型是由于高节位分蘖芽激活所致,初步鉴定与苗期叶片IAA(吲哚乙酸)含量无关。hfa-1的矮生性则由节间长度缩短所致,与苗期GA(赤霉素)的合成和信号传导无关。遗传分析表明hfa-1的白化转绿、多分蘖矮秆表型受单隐性核基因hw-1(t)控制。利用hfa-1与粳稻品种02428杂交获得的F2群体将hw-1(t)定位在水稻第4染色体长臂上两个InDel标记HW27和HW7间46.9kb的物理距离内,该区域有13个阅读框架,其中LOC_Os04g57320编码IMMUTANTS蛋白,推测为hw-1(t)的候选基因。 展开更多

关键词 水稻 白化转绿 多分蘖矮秆 hw-1(t) 精细定位

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水稻叶色白化转绿及多分蘖矮秆基因hw-1(t)的图位克隆 被引量：15

6

作者 郭涛 黄永相 +4 位作者 黄宣 刘永柱 张建国 陈志强 王慧 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1397-1406,共10页

通过增加作图群体的样本量,将控制水稻白化转绿和多分蘖矮秆的基因hw-1(t)定位在第4染色体长臂2个InDel标记HW36和HW7之间24.9kb的物理距离内,该区域含有5个阅读框架。测序及酶切分析表明,突变体hfa-1仅在LOC_Os04g57320产生一个碱基(G... 通过增加作图群体的样本量,将控制水稻白化转绿和多分蘖矮秆的基因hw-1(t)定位在第4染色体长臂2个InDel标记HW36和HW7之间24.9kb的物理距离内,该区域含有5个阅读框架。测序及酶切分析表明,突变体hfa-1仅在LOC_Os04g57320产生一个碱基(G→A)的突变,导致翻译提取终止,推断LOC_Os04g57320为hw-1(t)。BLAST分析发现hw-1(t)在水稻基因组中为单拷贝,与拟南芥AtIM和番茄SlPTOX基因同源性较高,但在转录子和蛋白质结构上存在一定差异;基因表达分析显示hw-1(t)属组成型表达基因,表达不受光照影响。 展开更多

关键词 水稻 白化转绿 多分蘖矮秆 hw-1(t) 克隆

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水稻半矮秆基因iga-1的鉴定及精细定位 被引量：11

7

作者 郭涛 霍兴 +4 位作者 饶得花 刘永柱 张建国 陈志强 王慧 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期955-964,共10页

在前期通过空间诱变获得半矮秆隐性突变基因iga-1的基础上,进一步对iga-1进行鉴定。农艺性状调查表明携带iga-1的矮秆株系CHA-2、CHA-2N与原种特籼占13相比存在明显变异。节间长度测量显示CHA-2、CHA-2N节间比例正常,属dn型。外源GA3处... 在前期通过空间诱变获得半矮秆隐性突变基因iga-1的基础上,进一步对iga-1进行鉴定。农艺性状调查表明携带iga-1的矮秆株系CHA-2、CHA-2N与原种特籼占13相比存在明显变异。节间长度测量显示CHA-2、CHA-2N节间比例正常,属dn型。外源GA3处理、内源GA3测定和α-淀粉酶活性检测揭示iga-1与GA3调控无关。利用CHA-2与粳稻品种02428杂交获得的F2群体将iga-1定位在水稻第5染色体两个InDel标记DL18和DL19间32.01kb的物理距离内。该区域有5个阅读框架,其中包括赤霉素信号传导调控基因D1。序列分析表明CHA-2、CHA-2N和特籼占13在D1位点上基因组序列不存在差异,推测D1并非iga-1的候选基因。比较水稻第5染色体上其他矮秆基因发现iga-1可能与半矮秆基因sd-7来自同一位点。 展开更多

关键词 水稻 半矮秆突变体 iga-1基因 精细定位

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水稻抗稻瘟病蛋白Pik_2-H4基因的克隆及互作蛋白的筛选 被引量：7

8

作者 刘浩 王加峰 +2 位作者 孙大元 王慧 陈志强 《广东农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期156-160,共5页

Pik2-H4是从水稻高抗稻瘟病株系H4中克隆的广谱型抗稻瘟病基因。Pik2-H4基因的CDS全长序列3066 bp,与日本晴中的等位基因相比,其序列存在较大差异。Pik2-H4属于NBS-LRR类基因,其蛋白序列含有NBARC结构域及富亮氨酸重复序列。采用酵母双... Pik2-H4是从水稻高抗稻瘟病株系H4中克隆的广谱型抗稻瘟病基因。Pik2-H4基因的CDS全长序列3066 bp,与日本晴中的等位基因相比,其序列存在较大差异。Pik2-H4属于NBS-LRR类基因,其蛋白序列含有NBARC结构域及富亮氨酸重复序列。采用酵母双杂交系统,以Pik2-H4蛋白为诱饵从水稻cDNA表达文库中钓取互作蛋白质,并成功筛选到3个与Pik2-H4有相互作用的蛋白质(LOC-Os08g39300、LOC-Os03g25960、LOC-Os09g29130)。本研究结果有助于进一步了解由Pik2-H4介导的水稻抗稻瘟病反应机理。 展开更多

关键词 Pik2-H4 克隆 酵母双杂交 互作蛋白

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水稻叶色白化转绿及多分蘖矮秆突变体hfa-1的基因表达谱分析 被引量：5

9

作者 郭涛 黄永相 +4 位作者 罗文龙 黄宣 王慧 陈志强 刘永柱 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2123-2134,共12页

hfa-1的白化转绿、多分蘖矮秆表型受单隐性核基因hw-1(t)控制。该基因编码含线粒体交替氧化酶AOX结构的叶绿体蛋白,通过参与叶绿体呼吸电子传递链,对类胡萝卜素生物合成途经及其次生代谢途径进行调控。本研究对hfa-1突变体叶色白化转绿... hfa-1的白化转绿、多分蘖矮秆表型受单隐性核基因hw-1(t)控制。该基因编码含线粒体交替氧化酶AOX结构的叶绿体蛋白,通过参与叶绿体呼吸电子传递链,对类胡萝卜素生物合成途经及其次生代谢途径进行调控。本研究对hfa-1突变体叶色白化转绿过程中的类胡萝卜素生物合成途径、与该途径有关的植物激素代谢途径的相关基因进行表达分析,并分析了hfa-1突变体在白化、转绿2个时期的基因表达谱。结果表明,类胡萝卜素、植物激素(GA、ABA和SL)生物合成相关基因在hfa-1突变体白化期叶片中表达量减低,暗示hw-1(t)基因的突变抑制了苗期类胡萝卜素合成,同时还对涉及该过程相关多个次生代谢途径产生影响。通过基因表达谱芯片和功能分类分析,发现hfa-1叶色白化转绿过程中上调和下调表达基因涉及的生理过程主要在光合作用、应对内源刺激物和胁迫响应等方面;其中电子传递体Cytb6/f复合蛋白合成相关基因上调表达明显,推测Cytb6/f蛋白复合体在电子传递和质醌库还原氧化上对hw-1(t)起一定的补偿功能。 展开更多

关键词 水稻 白化转绿 突变体hfa-1 基因表达分析

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一种基于图像分析的稻谷粒型性状测量方法的建立及应用 被引量：4

10

作者 陈立凯 刘永柱 +2 位作者 王慧 陈志强 郭涛 《广东农业科学》 CAS 2015年第18期142-145,F0002,共5页

建立了一种准确、高效率、高通量测量水稻粒型的新方法——图像分析测量法。利用扫描仪批量获取稻谷籽粒样品的数码图像,借助图像裁剪工具进行图像分割处理和Smart Grain软件进行图像分析获得粒型相关的指标数据,可简易快速测量大批量... 建立了一种准确、高效率、高通量测量水稻粒型的新方法——图像分析测量法。利用扫描仪批量获取稻谷籽粒样品的数码图像,借助图像裁剪工具进行图像分割处理和Smart Grain软件进行图像分析获得粒型相关的指标数据,可简易快速测量大批量不同样品的籽粒粒长、粒宽、截面积和圆度等多个性状指标。对相同样品用手工刻度尺测量和Smart Grain软件测量所得的数据进行显著性检验,结果表明,在本试验中两种测量方法测定结果差异不显著,相关系数接近1,达到极强相关。新建立的水稻粒型测量方法,在水稻重组自交系群体多个粒型性状指标的高通量测量中得到应用,测量效率得到提高。 展开更多

关键词 水稻 粒型 表型鉴定 测量方法

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基于高密度Bin图谱的水稻抽穗期QTL定位 被引量：13

11

作者 董骥驰 杨靖 +3 位作者 郭涛 陈立凯 陈志强 王慧 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期938-946,共9页

以粳稻品种02428和籼稻品种玉针香进行杂交,按单粒传法连续自交10代,得到包含192个株系的重组自交系(RIL)作图群体。通过对两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序,构建了包含2711个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱各染色体标记数在162~... 以粳稻品种02428和籼稻品种玉针香进行杂交,按单粒传法连续自交10代,得到包含192个株系的重组自交系(RIL)作图群体。通过对两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序,构建了包含2711个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱各染色体标记数在162~311个之间,标记间平均物理距离为137.68 kb。将亲本及192个株系分别于4个环境下采用随机区组种植,并记录抽穗期。使用Win QTL Cartographer 2.5软件的CIM分析方法,进行抽穗期相关QTL检测及定位。在4个环境下定位到影响抽穗期的QTL共14个,分布于第1、第2、第3、第7、第8、第9和第10染色体。其中,q HD2.2和q HD10.2能在3个环境中被重复检测到,表型贡献率分别为5.14%~11.15%和5.35%~16.97%,分别能缩短抽穗期1.66 d和1.56 d,具有聚合育种的应用价值。通过物理位置比对,14个QTL中有11个与前人定位在相同或邻近区域,q HD1.1、q HD2.2和q HD9.1尚未见报道。经对q HD2.2详细分析,在其染色体区间内找到3个与抽穗期相关的注释基因LOC_Os02g46450、LOC_Os02g46710和LOC_Os02g46940,其中LOC_Os02g46450已被克隆。测序分析发现,这3个基因在两亲本间都存在差异,可作为候选基因。 展开更多

关键词 水稻 抽穗期 Bin图谱 QTL定位

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一份新的水稻斑点叶突变体spl32的鉴定和基因定位 被引量：6

12

作者 钟振泉 罗文龙 +3 位作者 刘永柱 王慧 陈志强 郭涛 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期861-871,共11页

从F2(粤晶丝苗2号/H4)群体中,鉴定出一份显性斑点叶突变体spl32(spotted leaf 32)。其叶片褐色斑点受自然光诱导,在幼穗分化期从叶尖逐渐扩散至叶鞘,台盼蓝染色表明斑点并非由细胞死亡引起。以从F5杂合个体分离出的正常叶色植株为对照,... 从F2(粤晶丝苗2号/H4)群体中,鉴定出一份显性斑点叶突变体spl32(spotted leaf 32)。其叶片褐色斑点受自然光诱导,在幼穗分化期从叶尖逐渐扩散至叶鞘,台盼蓝染色表明斑点并非由细胞死亡引起。以从F5杂合个体分离出的正常叶色植株为对照,斑点叶植株的穗粒数、结实率显著降低。斑点出现后,spl32的POD活性和MDA含量均显著高于对照;同时,spl32叶片光合色素含量降低,但荧光动力学参数并无显著变化。抽穗期人工接菌表明,spl32对水稻白叶枯病菌抗性较对照显著提高。遗传分析表明spl32斑点性状由一个显性基因Spl32(t)控制,利用F2(02428/spl32)群体将其定位在第11染色体Ind-c和RM206之间,推测该基因为一个新的水稻斑点叶基因。 展开更多

关键词 水稻 斑点叶突变体 白叶枯病抗性 遗传分析 基因定位

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基于高密度遗传图谱对水稻粒形QTL定位及分析 被引量：9

13

作者 宋博文 王朝欢 +5 位作者 赵哲 陈淳 黄明 陈伟雄 梁克勤 肖武名 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2813-2825,共13页

通过对水稻粒形相关性状进行QTL定位和不同位点的聚合效应分析,为后续辅助育种、粒形相关基因的精细定位奠定基础。在3个不同的季节种植籼稻品种魔大穗与航恢315的192个重组自交系群体,根据全基因组重测序技术构建的高密度遗传图谱,利... 通过对水稻粒形相关性状进行QTL定位和不同位点的聚合效应分析,为后续辅助育种、粒形相关基因的精细定位奠定基础。在3个不同的季节种植籼稻品种魔大穗与航恢315的192个重组自交系群体,根据全基因组重测序技术构建的高密度遗传图谱,利用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)定位水稻粒形性状QTL,并用复合区间作图法(CIM)对结果进行验证。对粒长、粒宽、长宽比、千粒重、谷粒截面积、谷粒周长进行QTL定位, ICIM法和CIM法分别检测到65个和81个QTL,其中有40个QTL能同时被检测到,成簇分布于2号、3号、5号、7号、8号、9号染色体上。将其归类为6个QTL簇,其中Loci5、Loci7、Loci9能被重复定位到,且控制至少4个性状,表型贡献率最高分别为15.74%、54.07%、15.89%,这些位点是后续基因功能研究的候选位点。根据bin标记分型结果将不同子代在各个QTL区间分为航恢315型和魔大穗型,在重组自交系后代进行聚合效应分析。经处理及数据分析发现聚合增效等位基因数量越多的个体,其在不同环境对应的表型值也越高。鉴定到携带多个增效等位基因的株系,可作为育种实践中增效等位基因的供体亲本。 展开更多

关键词 水稻 重组自交系 高密度遗传图谱 粒形 QTL定位

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水稻单倍体诱导基因Os MATL突变体的创制与分析 被引量：6

14

作者 文钦 贾思思 +4 位作者 王加峰 黄翠红 王慧 陈志强 郭涛 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期827-836,共10页

MTL基因是玉米中控制单倍体诱导性状的关键基因,该基因在作物中的功能高度保守。OsMATL是MTL在水稻中的同源基因,已有研究证实该基因的突变可以诱导水稻单倍体产生,但不同遗传背景下,OsMATL基因的突变效应有待明确。本研究以日本晴(粳稻... MTL基因是玉米中控制单倍体诱导性状的关键基因,该基因在作物中的功能高度保守。OsMATL是MTL在水稻中的同源基因,已有研究证实该基因的突变可以诱导水稻单倍体产生,但不同遗传背景下,OsMATL基因的突变效应有待明确。本研究以日本晴(粳稻)和华航48(籼稻)为材料,利用CRISPR/Cas9技术对OsMATL基因启动子区和编码区的不同位点进行编辑,成功获得OsMATL基因不同遗传背景系列突变体。分析了不同突变位点对结实率的影响,发现OsMATL基因编码区突变后结实率为2%~15%,且存在不同类型的败育籽粒,而启动子区域的大片段缺失对结实率没有显著影响;此外,籼稻背景突变体的结实率高于粳稻突变体。本研究创制的不同类型OsMATL突变体为进一步研究水稻孤雌生殖单倍体诱导的机制提供了基础材料。 展开更多

关键词 水稻 单倍体诱导基因 突变体

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