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江苏省水稻品质性状遗传和重要基因克隆研究进展 被引量：11
1
作者 张昌泉 冯琳皓 +1 位作者 顾铭洪 刘巧泉 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期425-441,共17页
水稻(Oryza sativa L.)是保障我国粮食安全和农业可持续发展的主粮作物,江苏是我国重要的水稻种植区。经过40多年的发展,江苏水稻产量和品质性状研究都取得了重要进展。稻米品质性状组成复杂,涉及生产、加工、销售和消费多方面。本文对... 水稻(Oryza sativa L.)是保障我国粮食安全和农业可持续发展的主粮作物,江苏是我国重要的水稻种植区。经过40多年的发展,江苏水稻产量和品质性状研究都取得了重要进展。稻米品质性状组成复杂,涉及生产、加工、销售和消费多方面。本文对江苏省水稻几个主要品质性状的遗传研究历程进行了概括,重点对水稻外观品质、蒸煮食味品质和营养品质的遗传调控研究进行了总结。文章介绍了稻米品质性状的经典遗传规律和分子遗传特点,综述了各个品质性状遗传调控相关的重要功能基因。相关研究成果凸显了江苏水稻品质遗传改良基础研究在国内外的重要地位。特别指出,随着水稻功能基因组学的发展和品质性状遗传调控网络的明晰,未来针对特定或复合品质性状的分子设计育种是江苏水稻品质遗传改良研究中要重点推进的方向。 展开更多
关键词 水稻品质性状 遗传规律 外观品质 蒸煮食味品质 营养品质
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江苏省植物细胞遗传学研究回顾与展望 被引量：3
2
作者 王海燕 龚志云 +11 位作者 蒋甲福 周宝良 娄群峰 曹清河 席梦利 陈佩度 顾铭洪 张天真 陈发棣 陈劲枫 李宗芸 王秀娥 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期397-424,共28页
20世纪初“遗传的染色体学说”的提出和证明标志着细胞遗传学交叉学科建立,伴随相关学科的发展,20世纪60年代末期细胞遗传学又与分子遗传学相结合,建立发展了分子细胞遗传学交叉学科。分子细胞遗传学以DNA分子原位杂交技术为核心,不断... 20世纪初“遗传的染色体学说”的提出和证明标志着细胞遗传学交叉学科建立,伴随相关学科的发展,20世纪60年代末期细胞遗传学又与分子遗传学相结合,建立发展了分子细胞遗传学交叉学科。分子细胞遗传学以DNA分子原位杂交技术为核心,不断拓展应用领域,为生命科学研究提供了直观、高效的技术手段。原位杂交技术与基因组、细胞生物学等技术结合,被广泛应用于人类、动物、植物的起源、进化、驯化等基础研究和远缘杂交、染色体工程等应用研究。通过形象地展示DNA、RNA、蛋白质在细胞中的实际位置,揭示DNA序列之间的实际位置和顺序、亲缘物种间的进化关系和结构重排、基因组拼接序列的质量、转录水平RNA和翻译水平蛋白质的位置和数量变化等。江苏省遗传学会会员单位南京农业大学、扬州大学、南京林业大学、江苏师范大学、徐淮地区农科院等自20世纪中期开展细胞遗传学理论技术研究,伴随学科发展不断创新,建立了较完善的分子细胞遗传技术体系,并成功应用于开展植物系统进化、远缘杂交、染色体工程、基因组学等研究,取得了一批研究成果。本文将主要综述江苏省在该领域取得的重要进展,并展望未来发展方向。 展开更多
关键词 江苏省遗传学会 分子细胞遗传学 DNA分子原位杂交 染色体工程 基因组学
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大麦耐盐近等基因系叶片响应盐胁迫的转录组学分析
3
作者 李璐飞 孙成群 +4 位作者 张宇航 张萌娜 洪益 许如根 朱娟 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第24期44-52,共9页
为解析大麦耐盐基因QSl.TxNn.2H响应盐胁迫的分子机制,以包含耐盐基因QSl.TxNn.2H的1对近等基因系N53(盐敏感)和T66(耐盐)为供试材料,通过转录组测序(RNA-Seq)分析对照和盐胁迫(300 mmol/L NaCl)处理120 h的近等基因系叶片中响应盐胁迫... 为解析大麦耐盐基因QSl.TxNn.2H响应盐胁迫的分子机制,以包含耐盐基因QSl.TxNn.2H的1对近等基因系N53(盐敏感)和T66(耐盐)为供试材料,通过转录组测序(RNA-Seq)分析对照和盐胁迫(300 mmol/L NaCl)处理120 h的近等基因系叶片中响应盐胁迫的差异表达基因,根据测序结果进行DEG筛选、GO富集和KEGG分析,并使用qPCR技术分析基因的表达水平,验证转录组测序结果。研究表明,从N53中共鉴定到6652个DEG,其中3348个基因上调,3304个基因下调;T66中只鉴定到1447个DEG,716个基因上调,731个基因下调。GO富集表明,DEG主要富集在细胞过程、代谢过程、转运蛋白活性、细胞膜等。KEGG富集表明,耐盐系T66中特异性富集激素信号转导和植物MAPK信号通路,并筛选到12个在近等基因系间差异表达的基因。使用qPCR技术分析了盐胁迫中与离子运输相关的HvHKT、HvNHX和HvVHP基因的表达水平,结果与转录组里基因表达趋势一致,验证了转录组数据的准确性。QSl.TxNn.2H可能通过调控离子相关基因如HvNHX1、HvNHX4、HvHTK1.3、HvHTK2.2、HvVHP1.2和HvVHP1.1的表达调控大麦耐盐性。此外,在QSl.TxNn.2H定位区间内,有10个DEG,为QSl.TxNn.2H候选基因鉴定提供了参考。研究结果初步探索了耐盐基因QSl.TxNn.2H调控大麦耐盐性的分子机制,并分析了QSl.TxNn.2H定位区间内的DEG,为大麦耐盐育种提供了候选基因及理论依据。 展开更多
关键词 大麦 盐胁迫 转录组 差异表达基因 KEGG富集 候选基因
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水稻类病斑突变体lm52的基因克隆及其广谱抗病性分析
4
作者 黄涛 魏兆根 +8 位作者 陈玘 程泽 刘欣 王广达 胡珂鸣 谢文亚 陈宗祥 冯志明 左示敏 《中国水稻科学》 北大核心 2025年第3期322-330,共9页
【目的】类病斑突变体(Lesion mimic mutant,LMM)是研究植物细胞死亡和抗病机制的理想材料,可为作物抗病育种提供新的分子靶点和育种材料。【方法】利用图位克隆技术对水稻类病斑突变体lm52的突变基因进行了定位,并利用CRISPR/Cas9敲除... 【目的】类病斑突变体(Lesion mimic mutant,LMM)是研究植物细胞死亡和抗病机制的理想材料,可为作物抗病育种提供新的分子靶点和育种材料。【方法】利用图位克隆技术对水稻类病斑突变体lm52的突变基因进行了定位,并利用CRISPR/Cas9敲除技术对候选基因进行了功能验证,同时鉴定了lm52对水稻对主要病害(稻瘟病、纹枯病和白叶枯病)的抗性,并分析其抗性机制。【结果】突变体lm52从4叶期开始逐渐出现褐色点状病斑,成熟期病斑扩展至全叶;ATP酶基因LOC_Os06g03940上的单碱基突变(G1440A)是lm52产生类病斑表型的原因;lm52显著增强了对水稻三大主要病害(稻瘟病、纹枯病和白叶枯病)的抗性,且这与突变体中活氧性(ROS)的过度积累和防御基因的激活表达有关。【结论】ATP酶基因LM52的突变增强了水稻对不同类型病原菌的抗性,为水稻抗病分子育种提供潜在的靶标基因。 展开更多
关键词 水稻 类病斑突变体 图位克隆 抗病性
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大麦PYL、PP2CA和SnRK2家族基因鉴定及盐胁迫下的表达分析
5
作者 孙成群 张萌娜 +4 位作者 洪益 张宇航 李璐飞 许如根 朱娟 《麦类作物学报》 北大核心 2025年第6期735-748,共14页
脱落酸(abscisic acid,ABA)在植物生长、发育、衰老及胁迫响应等方面均发挥重要作用,其核心信号转导通路由PYL-PP2CA-SnRK2组成。为探究大麦PYL、PP2CA和SnRK2蛋白功能特征、表达模式及进化关系,本研究利用生物信息学方法对大麦PYL、PP... 脱落酸(abscisic acid,ABA)在植物生长、发育、衰老及胁迫响应等方面均发挥重要作用,其核心信号转导通路由PYL-PP2CA-SnRK2组成。为探究大麦PYL、PP2CA和SnRK2蛋白功能特征、表达模式及进化关系,本研究利用生物信息学方法对大麦PYL、PP2CA和SnRK2家族成员进行了全基因组鉴定,并分析其成员的基因结构、染色体定位、蛋白理化性质、启动子区顺式作用元件、组织表达以及逆境胁迫下的转录组表达量等。结果在大麦中共鉴定到10个HvPYL、13个HvPP2CA及9个HvSnRK2基因。HvPYLs和HvPP2CAs分布在1H~5H和7H,HvSnRK2s分布在1H~5H;HvPYLs和HvPP2CAs主要定位叶绿体,HvSnRK2s主要定位在细胞质中。三个家族成员的motif均具有高度的保守性,氨基酸数均小于500,启动子上含有大量响应激素元件。三个家族的基因在根、茎、花序和种子中表达量存在显著差异,HvPYL2在根部表达量最高,HvPYL9在种皮表达量最高;HvPP2C-A1~10在花序表达量较高;HvSnRK2.5、HvSnRK2.7、HvSnRK2.8在种皮表达量较高。对一对耐盐性差异显著的近等基因系在盐胁迫下48 h和60 h的转录组数据分析,结果显示,HvPP2C-A2、HvPP2C-A4、HvPP2C-A6、HvPP2C-A9、HvPP2C-A10和HvSnRK2.4受盐胁迫诱导显著上调表达,而HvPYL6和HvPYL7显著下调表达。实时荧光定量PCR验证结果与转录组数据一致。综合来看,PYL,PP2CA和SnRK2家族基因在大麦响应盐胁迫过程中扮演着重要角色。 展开更多
关键词 大麦 PYL PP2CA SnRK2 生物信息学 盐胁迫
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基于不完全双列杂交设计的水稻农艺性状配合力基因组预测 被引量：7
6
作者 王欣 马莹 +1 位作者 胡中立 徐辰武 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期331-337,共7页
[目的]在亲本一般配合力的基础上优选特殊配合力高的杂交种,是水稻杂种育种的关键。基因组选择基于覆盖全基因组的分子标记和样本的表型数据建立预测模型,实现对品种更加可靠的选择。[方法]本研究利用一组基于不完全双列杂交(NCII 设计... [目的]在亲本一般配合力的基础上优选特殊配合力高的杂交种,是水稻杂种育种的关键。基因组选择基于覆盖全基因组的分子标记和样本的表型数据建立预测模型,实现对品种更加可靠的选择。[方法]本研究利用一组基于不完全双列杂交(NCII 设计)的水稻数据集,考查其多个农艺性状配合力的基因组预测能力。并比较了不同训练群体构建方法对杂交种表型预测能力的影响。[结果]8个农艺性状一般配合力的预测能力由其遗传率主导,从0.3888 到0.7367。杂交种特殊配合力的预测能力较低,但是直接预测杂交种的表型可以获得较高的预测能力。[结论]基因组预测水稻亲本一般配合力是有效的,能够帮助育种家实现对亲本的科学选择。如果要选配杂交种,直接预测杂交种表型是最有效的手段。此时让更多的亲本均衡地参与杂交种训练集的组配,有利于获得更高的预测能力。 展开更多
关键词 水稻 不完全双列杂交 表型 配合力 基因组预测
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江苏近年育成粳稻新品种/系的稻瘟病抗性基因及穗颈瘟抗性分析 被引量：20
7
作者 王小秋 杜海波 +6 位作者 陈夕军 李明友 王嘉楠 许志文 冯志明 陈宗祥 左示敏 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期413-424,共12页
【目的】明确水稻品种携带的抗稻瘟病基育种应用价值,是利用抗病基因培育抗病品种控制病害流行的重要前期工作。【方法】利用功能标记分析了14个抗稻瘟病基因在江苏近年育成的195个粳稻新品种/系中的分布情况,并对其中158个品种和17份... 【目的】明确水稻品种携带的抗稻瘟病基育种应用价值,是利用抗病基因培育抗病品种控制病害流行的重要前期工作。【方法】利用功能标记分析了14个抗稻瘟病基因在江苏近年育成的195个粳稻新品种/系中的分布情况,并对其中158个品种和17份携带抗稻瘟病基因Pigm的高世代回交株系进行穗颈瘟接种鉴定。【结果】大多数品种携带2~5个抗病基因,但所有品种均不含有Pigm基因;Pib、Pita和Pikh基因在供试品种中的分布频率较高,均在45%以上,其余基因均在30%以内;Pid3、Pid2、Pia、Pb1在新育成品种中的出现频率明显高于审定品种。测试品种对穗颈瘟的抗性主要与3个基因显著相关,贡献率由高至低依次为Pia、Pi3/5/i和Pita;其中,Pia或Pi3/5/i与Pita间的聚合效应均显著高于各基因单独存在时的抗病效应,且以Pia和Pita间的聚合效应最强,携带该基因组合的所有品种对穗颈瘟均表现抗至高抗水平抗性。回交导入Pigm基因的所有17份株系对穗颈瘟的抗性均显著高于各自轮回亲本,且均达到了抗病以上水平。【结论】抗病基因Pigm及基因组合“Pia+Pita”在江苏粳稻抗穗颈瘟育种中具有重要的育种应用价值。 展开更多
关键词 粳稻 穗颈瘟 抗病基因 基因分布 育种价值
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结合辅助性状的玉米全基因组选择预测力评估 被引量：6
8
作者 焦宇馨 张宇翔 +6 位作者 杨文艳 经思宇 尹玉琳 刘畅 王欣 徐辰武 徐扬 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期313-320,共8页
多性状联合全基因组选择能够有效利用性状间的遗传相关和环境相关,有望提高表型预测的准确性。本研究提出了结合辅助性状的全基因组选择策略,以来源广泛的342份玉米自交系为试验材料,对其进行基因分型测序(GBS)并分析其农艺性状,对每个... 多性状联合全基因组选择能够有效利用性状间的遗传相关和环境相关,有望提高表型预测的准确性。本研究提出了结合辅助性状的全基因组选择策略,以来源广泛的342份玉米自交系为试验材料,对其进行基因分型测序(GBS)并分析其农艺性状,对每个目标性状均基于辅助性状及其组合进行预测,利用五倍交叉验证法评价其预测力。结果表明,利用与目标性状相关性较高的辅助性状可较大程度地提升预测力,尤其是对于低遗传力性状;随着辅助性状个数的增加,预测力也随之增加。进一步比较了5种统计模型结合辅助性状的全基因组选择的表型预测力,总体而言,再生核希尔伯特空间(RKHS)模型和贝叶斯B(BayesB)模型的预测效果较优,而极端梯度提升(XGBOOST)模型的预测效果较差。本研究结合辅助性状有效提高了玉米全基因组选择的预测准确性,为玉米的全基因组选择育种提供新的思路和参考。 展开更多
关键词 玉米 全基因组选择 辅助性状 预测力
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镇麦品种相关品质性状基因的分子标记检测分析 被引量：1
9
作者 郭瑞 姚维成 +6 位作者 陈琛 曲朝喜 温明星 刘家俊 邓垚 申雪懿 李东升 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期1-14,共14页
为了阐明镇麦品种相关品质基因分布特点,以11份镇麦品种为试验材料,分别利用单粒谷物特性测定系统测定籽粒硬度指数,采用分子标记和琼脂糖凝胶电泳分离技术检测籽粒硬度基因、高/低分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS、LMW-GS)、Wx基因以及面粉... 为了阐明镇麦品种相关品质基因分布特点,以11份镇麦品种为试验材料,分别利用单粒谷物特性测定系统测定籽粒硬度指数,采用分子标记和琼脂糖凝胶电泳分离技术检测籽粒硬度基因、高/低分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS、LMW-GS)、Wx基因以及面粉色泽相关基因等分布特点,并结合十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术明确镇麦材料的HMW-GS类型。结果表明,硬度指数大于60的镇麦品种有9份,均可检测到硬度基因突变。HMW-GS分布特点为:镇麦168等8份材料的组合均为1/7+9/5+10,镇麦11号为1/7+8/2+12,镇麦17和镇麦19为Null/7+8/2+12。LMW-GS有Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-B3b、Glu-B3f和Glu-B3g 5种基因型,其中镇麦168、镇麦13和镇麦17为Glu-A3c/Glu-B3g,镇麦11号为Glu-A3d/Glu-B3g,镇麦19为Glu-A3c/Glu-B3b,其余6份镇麦品种均为Glu-A3c/Glu-B3f。Wx基因的检测结果表明,镇麦品种中未检测到Wx基因突变,均为野生型。面粉色泽及相关基因检测结果为:镇麦材料的面粉白度为74.47~78.70,其中镇麦168的白度最小;镇麦168等8份材料的基因型为Ppo-A1b/Ppo-B1a/Ppo-D1b/TaLox-B1b,镇麦11号和镇麦19为Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/TaLox-B1b,镇麦17为Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/b/TaLox-B1b;镇麦168、镇麦12号和镇麦16为Psy-A1b/Psy-B1d/Psy-D1a,镇麦11号和镇麦13为Psy-A1b/Psy-B1b/Psy-D1a,其余6份镇麦品种为Psy-A1b/Psy-B1a/Psy-D1a。 展开更多
关键词 小麦 品质 基因 分子标记
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低温胁迫下组蛋白H3K18cr在水稻全基因组上的动态变化特征解析 被引量：1
10
作者 刘凯 陈积金 +5 位作者 刘帅 陈旭 赵新茹 孙尚 薛超 龚志云 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2398-2411,共14页
组蛋白修饰在水稻响应非生物胁迫的过程中发挥着重要作用。巴豆酰化是一种新型的组蛋白修饰方式,其在水稻受到低温逆境时如何变化目前很少有见报道。本研究对正常生长和低温处理的水稻日品种本晴幼苗进行RNA-seq和ChIP-seq高通量测序,... 组蛋白修饰在水稻响应非生物胁迫的过程中发挥着重要作用。巴豆酰化是一种新型的组蛋白修饰方式,其在水稻受到低温逆境时如何变化目前很少有见报道。本研究对正常生长和低温处理的水稻日品种本晴幼苗进行RNA-seq和ChIP-seq高通量测序,然后联合分析组蛋白H3赖氨酸18特异位点上巴豆酰化修饰(H3K18cr)在低温胁迫下对基因表达的调控特征。研究表明,在基因组中H3K18cr主要富集在第1外显子和基因间区,且与基因表达和基因长度呈现正相关。低温胁迫下,H3K18cr在水稻基因组上的分布区域没有变化,但是蛋白免疫印记和ChIP-seq结果均表明整体修饰水平下降;差异修饰分析发现低温胁迫后有899个和409个基因分别表现出修饰显著增加和减少。通过与RNA-seq关联分析显示共有199个基因H3K18cr修饰水平增高且表达水平上调,GO富集分析发现这些基因主要参与转录活性的调控等过程。进一步验证表明组蛋白H3K18cr通过调控OsDREB1A、OsEATB、OsAP2-39、OsNAC9等转录因子的表达来参与水稻低温胁迫的响应过程。相关研究结果为解析组蛋白巴豆酰化调控植物响应低温胁迫的表观遗传机制提供理论基础。 展开更多
关键词 水稻 低温胁迫 H3K18cr 基因表达
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水稻分子设计育种启示:传统与现代相结合 被引量：6
11
作者 卞中 曹东平 +3 位作者 庄文姝 张舒玮 刘巧泉 张林 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期718-740,共23页
水稻是世界上最重要的粮食作物之一,养育了全球超过1/2的人口。随着人口增加及气候条件变化,当前对水稻品种产量及其他综合性状表现提出了更高要求。分子设计育种概念的提出为快速突破现有品种的局限提供了契机,然而如何在育种实践中有... 水稻是世界上最重要的粮食作物之一,养育了全球超过1/2的人口。随着人口增加及气候条件变化,当前对水稻品种产量及其他综合性状表现提出了更高要求。分子设计育种概念的提出为快速突破现有品种的局限提供了契机,然而如何在育种实践中有效实现不同基因的组合利用是需要关注的重点。本文结合近年来水稻分子标记辅助选择(maker assisted selection,MAS)育种及重要性状基因编辑育种研究进展,对分子设计育种可能涉及的不同方面进行了归纳总结,既包括关键育种基因及其组合的遗传效应、不同回交世代遗传背景恢复特点、连锁累赘及重组筛选等经典MAS遗传规律总结,也涵盖高通量基因分型技术利用、基因编辑创制有利性状变异的实现途径及其效果等前沿技术应用评价。最后,结合当前水稻育种现状及实际需求,对传统育种资源及现代分子技术的综合利用策略进行了展望,以期为今后进一步优化分子设计育种流程提供思路。 展开更多
关键词 水稻 分子标记辅助选择 遗传效应 遗传背景恢复率 基因编辑
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小分子热激蛋白在植物应对高温胁迫中的作用 被引量：1
12
作者 徐彤 王英琪 +4 位作者 李渊 安本泽 蒋敏 杨文飞 吴云飞 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期1343-1350,共8页
小分子热激蛋白(sHSPs)是一类不依赖于腺嘌呤核苷三磷酸并具有分子伴侣功能的功能保守型蛋白质。sHSPs在植物受到高温胁迫时产生的热激反应中尤为重要,通过防止错误蛋白质的热集聚、与其他热激蛋白互作,促使错误蛋白质被降解或重新折叠... 小分子热激蛋白(sHSPs)是一类不依赖于腺嘌呤核苷三磷酸并具有分子伴侣功能的功能保守型蛋白质。sHSPs在植物受到高温胁迫时产生的热激反应中尤为重要,通过防止错误蛋白质的热集聚、与其他热激蛋白互作,促使错误蛋白质被降解或重新折叠,进而帮助植株响应高温。同时,sHSP的表达受到热休克元件、热休克转录因子、长链非编码RNA(lncRNA)、小分子RNA(miRNA)及一些植物激素的调控。本文总结了植物sHSPs结构功能、调控机制及相关研究进展,着重阐述了植物sHSPs在高温胁迫下的响应机制,为研究植物响应高温的机制提供参考。 展开更多
关键词 小分子热激蛋白 高温胁迫 激素 植物
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杂交水稻育种技术的发展与创新 被引量：1
13
作者 张超 徐成 +1 位作者 毛馨晨 于恒秀 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第19期1-8,共8页
近期,水稻无融合生殖研究取得了系列进展。通过对水稻减数分裂基因和配子发育相关基因的编辑或表达调控,初步实现了水稻杂交种的自交传代,为一系法杂交水稻成功实现奠定了重要基础。本文对三系法、两系法、智能不育系及一系法4种杂交水... 近期,水稻无融合生殖研究取得了系列进展。通过对水稻减数分裂基因和配子发育相关基因的编辑或表达调控,初步实现了水稻杂交种的自交传代,为一系法杂交水稻成功实现奠定了重要基础。本文对三系法、两系法、智能不育系及一系法4种杂交水稻制种技术的历史、现状进行综述,重点介绍了各技术的分子生物学研究进展及各自的优缺点,并对各育种技术的发展进行了展望,为后续创制优良杂交水稻种子繁殖体系及进一步发挥杂交水稻潜力提供参考。 展开更多
关键词 杂交水稻 细胞质雄性不育系 光/温敏核雄性不育系 智能不育系 无融合生殖
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水稻粒型调控机制及相关基因在育种中应用研究进展
14
作者 贾修齐 薛超 龚志云 《江苏农业科学》 北大核心 2021年第12期29-38,共10页
粒型是影响稻米产量和的品质的重要数量性状之一。其遗传调控网络包括信号通路、泛素-蛋白酶体通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、G蛋白信号通路及转录因子等多个调控通路。目前已经定位到的与粒型相关数量性状位点(QTL)有600多... 粒型是影响稻米产量和的品质的重要数量性状之一。其遗传调控网络包括信号通路、泛素-蛋白酶体通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、G蛋白信号通路及转录因子等多个调控通路。目前已经定位到的与粒型相关数量性状位点(QTL)有600多个,并克隆了70多个基因,这些基因间相互作用并于其他调控通路共同构成了水稻粒型调控网络。笔者对粒型调控网络和相关基因进行了总结和梳理并阐明其在育种上的应用前景,以期为水稻高产育种提供有利的理论和材料基础。 展开更多
关键词 水稻 粒型 调控途径 QTL 育种应用
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基因组稳定性影响水稻生长发育的机制综述
15
作者 王梦娜 刘康伟 +4 位作者 王冷静 代强 冯海洋 张超 于恒秀 《江苏农业科学》 北大核心 2023年第23期1-9,共9页
基因组包含生物体的全部遗传信息(部分病毒是RNA),维持染色体的结构、数目及遗传信息的相对稳定,是物种得以生存和延续的前提与保障。水稻作为重要的粮食作物之一,其基因组稳定是保障粮食生产和发展现代农业的重要前提。DNA损伤是一种... 基因组包含生物体的全部遗传信息(部分病毒是RNA),维持染色体的结构、数目及遗传信息的相对稳定,是物种得以生存和延续的前提与保障。水稻作为重要的粮食作物之一,其基因组稳定是保障粮食生产和发展现代农业的重要前提。DNA损伤是一种危害性很高的损伤形式,及时、正确的修复是维持基因组稳定的基础。DNA损伤首先会激活DNA损伤反应(DDR),DDR一方面阻止受损细胞携带错误信息继续分裂,另一方面积极促进各种修复途径,如非同源末端连接(NHEJ)、同源重组(HR)和核苷酸切除修复(NER)等,这些修复途径相互协调,相互竞争。本文简述影响基因组稳定性的多种因素,重点是DNA损伤和修复的分子机制,以及在水稻生长发育过程中各关键基因对于维持基因组稳定的重要性,并探讨水稻基因组稳定性研究的未来方向。 展开更多
关键词 水稻 基因组稳定性 DNA损伤 DSB修复
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过量表达异三聚体G蛋白γ亚基基因RGG2提高水稻抗旱性
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作者 缪军 冉金晖 +4 位作者 徐梦彬 卜柳冰 王平 梁国华 周勇 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期246-255,共10页
【目的】探究水稻异三聚体G蛋白γ亚基RGG2在提高水稻抗旱性中的作用。【方法】利用酵母双杂交和荧光素酶互补实验,鉴定RGG2与RGB1的相互作用。施加外源ABA,检测RGG2的表达水平和RGG2过量表达系的种子萌发率,用于阐明RGG2是否参与ABA响... 【目的】探究水稻异三聚体G蛋白γ亚基RGG2在提高水稻抗旱性中的作用。【方法】利用酵母双杂交和荧光素酶互补实验,鉴定RGG2与RGB1的相互作用。施加外源ABA,检测RGG2的表达水平和RGG2过量表达系的种子萌发率,用于阐明RGG2是否参与ABA响应。通过比较野生型和RGG2过量表达系的离体叶片失水率和干旱处理后的植株存活率,解析RGG2在干旱胁迫响应中的作用。【结果】RGG2与RGB1之间存在相互作用。RGG2的表达水平可以被ABA、PEG-6000和干旱处理显著诱导。ABA处理条件下,日本晴和武运粳7号背景下RGG2过量表达系种子萌发率和根长均明显下降,且显著低于野生型,表明RGG2正调控ABA响应。过量表达系离体叶片的失水率低于野生型,但干旱条件下的植株存活率高于野生型。干旱处理条件下,多个ABA和干旱胁迫响应相关基因的表达被诱导,并且在过量表达系中的表达水平明显高于野生型。【结论】RGG2正调控ABA和干旱胁迫响应,过量表达RGG2可以提高水稻抗旱性。 展开更多
关键词 水稻 异三聚体G蛋白 RGG2 ABA响应 干旱胁迫
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水稻维生素B_1合成相关基因OsTHIC的功能研究
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作者 张超 王子瑞 +3 位作者 孙亚丽 毛馨晨 唐家琪 于恒秀 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期99-108,共10页
【目的】维生素B_(1)(vitamin B_(1), VB_(1))是生物所必需的微量元素,其作为多个酶的辅因子,参与重要的细胞代谢途径,而水稻中维生素B_(1)合成途径还有待深入研究。本研究旨在解析水稻维生素B_(1)合成相关基因OsTHIC的生物学功能。【... 【目的】维生素B_(1)(vitamin B_(1), VB_(1))是生物所必需的微量元素,其作为多个酶的辅因子,参与重要的细胞代谢途径,而水稻中维生素B_(1)合成途径还有待深入研究。本研究旨在解析水稻维生素B_(1)合成相关基因OsTHIC的生物学功能。【方法】综合运用诱变技术、色素测定、Mutmap+、基因编辑及非靶向代谢组分析等手段克隆目的基因并解析其功能。【结果】从EMS诱变的水稻突变体库中发现一个心叶白化致死突变体wll1(white leaf and lethal 1)。wll1从四叶期开始出现心叶白化表型,白化表型逐渐扩展到其他叶片并导致幼苗死亡。与野生型相比,wll1的叶绿素含量与类胡萝卜素含量显著降低。利用Mutmap+及基因编辑技术,确定目的基因为维生素B_(1)合成相关基因OsTHIC。OsTHIC在叶片具有较高表达量,OsTHIC蛋白定位于叶绿体。wll1及OsTHIC的敲除突变体中维生素B_(1)含量均显著低于野生型,外施维生素B_(1)可以恢复wll1的突变表型。外施维生素B_(1)及OsTHIC突变均会影响维生素B_(1)合成相关基因的表达。非靶向代谢组测序分析表明,野生型与wll1差异代谢物在氨基酸的生物合成、辅因子的生物合成、ABC转运器及氨酰基-tRNA的生物合成等方面显著富集。【结论】OsTHIC通过调控维生素B_(1)含量,参与氨基酸合成等代谢过程,在水稻生长发育过程中发挥重要作用。 展开更多
关键词 OsTHIC 维生素B_1 叶色 Mutmap+ 水稻
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作物基因编辑效果可视化鉴定软件
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作者 尤琪 吴文文 姜艺 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第12期2759-2766,共8页
CRISPR编辑系统结合高通量测序,可实现高效评估基因编辑效率和准确度,并在遗传学、生物学、医学等多个领域得到广泛应用。然而,高通量测序数据缺乏一个一键流程化界面工具来实现突变效率和准确度的评估。为此,开发了一个基于Python的可... CRISPR编辑系统结合高通量测序,可实现高效评估基因编辑效率和准确度,并在遗传学、生物学、医学等多个领域得到广泛应用。然而,高通量测序数据缺乏一个一键流程化界面工具来实现突变效率和准确度的评估。为此,开发了一个基于Python的可视化工具——作物基因编辑效果可视化鉴定软件。该软件可对高通量基因编辑数据进行批量计算,可一键实现数据的预处理(拆分和合并)、突变类型和效率的检测和可视化图表输出。该软件提供了界面化程序,用户只需鼠标点击即可实现数据的导入和结果的输出。分析结果以多种格式输出,图像支持缩放和颜色更改,方便后期结果整理和撰写论文。此外,该软件安装使用简单,并支持多操作系统(Windows、Linux和MacOS)使用。目前该软件的使用手册和程序包已上传到开放软件平台,方便下载和使用。 展开更多
关键词 高通量数据 可视化界面 变异计算 基因组编辑效率
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玉米花序发育基因AFP1的定位及功能研究
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作者 薛明 汪晨晨 +3 位作者 姜露光 刘浩 张路遥 陈赛华 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期603-612,共10页
玉米花序的正常发育是玉米产量的根本保证。鉴定和挖掘调控花序模式建成的基因和代谢通路将有助于揭示花序发育的分子机制,为提高玉米产量提供理论指导。本研究从Mo17背景的EMS突变体库中筛选到一个玉米花序发育模式改变的材料,命名为al... 玉米花序的正常发育是玉米产量的根本保证。鉴定和挖掘调控花序模式建成的基因和代谢通路将有助于揭示花序发育的分子机制,为提高玉米产量提供理论指导。本研究从Mo17背景的EMS突变体库中筛选到一个玉米花序发育模式改变的材料,命名为altered flower pattern 1(afp1)。表型鉴定结果发现,afp1雌穗产生一系列侧生分枝、且无花丝形成;雄穗上侧生小穗数量显著增多。遗传学分析表明,afp1性状受一对隐性核基因控制。利用afp1与B73构建的F2分离群体进行连锁分析,该基因被定位在第7号染色体分子标记M150~M176之间。利用该区间内新开发的14对多态性标记进行精细定位,afp1被限定在分子标记M1722和M1725间约300 kb的范围内,其间包含一个已知调控玉米花序发育基因BD1(Branched silkless1)。通过测序发现,afp1的BD1发生一处C-T的变异,引起BD1蛋白的第67位精氨酸(R)变为色氨酸(W),该突变位于保守的功能域ERF/AP2上。对发育早期的野生型与afp1雌穗进行RNA-seq分析后发现,afp1相比野生型存在274个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中56.20%基因表达下调,43.80%基因表达上调。通过KEGG分析发现,差异表达基因富集到多种代谢通路,其中富集到植物激素信号转导途径中的83.30%基因表达量都显著下调,说明afp1可能通过影响激素信号从而改变花序发育模式。 展开更多
关键词 玉米 花序发育 BD1 激素信号转导
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栽培模式及生态条件对弱筋小麦籽粒品质的影响
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作者 陈松 朱娟 +3 位作者 吕超 王菲菲 郭宝健 许如根 《麦类作物学报》 CAS 北大核心 2025年第1期80-88,共9页
为研究不同栽培模式及生态条件对弱筋小麦籽粒品质的影响,以8个扬麦系列和宁麦系列弱筋小麦品种及2个中筋小麦品种为材料,分析参试小麦品种在不同栽培模式及生态条件下籽粒容重、蛋白质含量及淀粉含量的稳定性及差异性。结果表明,小麦... 为研究不同栽培模式及生态条件对弱筋小麦籽粒品质的影响,以8个扬麦系列和宁麦系列弱筋小麦品种及2个中筋小麦品种为材料,分析参试小麦品种在不同栽培模式及生态条件下籽粒容重、蛋白质含量及淀粉含量的稳定性及差异性。结果表明,小麦籽粒品质既受品种遗传因素的控制,也受栽培模式及生态条件的影响。在弱筋小麦优质栽培模式[基本苗2.40×10^(6)株·hm^(-2),施用纯氮180 kg·hm^(-2),磷、钾肥以基苗肥为主,氮肥运筹按基肥∶苗肥∶拔节肥(倒3.5叶前)=7∶1∶2],弱筋小麦籽粒蛋白质含量较低,容重大,淀粉品质较高,中筋品种扬麦25和扬麦28也能够达到优质弱筋的要求。在中筋小麦高产栽培模式(基本苗1.80×10^(6)·hm^(-2),施用纯氮240 kg·hm^(-2),磷、钾肥以基苗肥为主,氮肥运筹按基肥∶苗肥∶拔节孕穗肥=5∶2∶3)下,参试品种籽粒蛋白质含量均较高,多数品种不能达到弱筋小麦的标准。要保证弱筋小麦品质,应选择适宜良种,在常规大田栽培措施的基础上,采用第一种栽培模式,并根据当地当年气候生态条件作适当调整。 展开更多
关键词 弱筋小麦 栽培模式 生态条件 品质
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