基于SSR标记分析108份金豆种质资源遗传多样性

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作者 卢小转 周淑芬 +2 位作者 赵阳宇 王小安 田大刚 《福建农业学报》 北大核心 2025年第5期441-448,共8页

【目的】评估金豆(Fortunella hindsii var.chintou)种质资源遗传多样性,为其育种亲本组合的合理配置提供科学依据,进而提高育种效率。【方法】以108份金豆种质为材料,调查13个农艺性状,并利用10对简单序列重复(simple sequence repeat,... 【目的】评估金豆(Fortunella hindsii var.chintou)种质资源遗传多样性,为其育种亲本组合的合理配置提供科学依据,进而提高育种效率。【方法】以108份金豆种质为材料,调查13个农艺性状,并利用10对简单序列重复(simple sequence repeat,SSR)引物进行遗传多样性分析。通过计算变异系数、多态信息含量(polymorphism information content,PIC)、遗传分化指数(genetic differentiation index,F_(st))等参数,结合聚类分析和分子方差分析(analysis of molecular variance,AMOVA),解析其遗传变异特征。【结果】表型分析显示,金豆农艺性状变异系数10.51%~50.79%,表现出丰富的表型多样性。SSR标记分析共检测到41个等位基因,平均等位基因数4.1,PIC平均值为0.459(B18位点最高,达0.729),香农指数(shannon's information index,I)平均为0.945,观测杂合度(observed heterozygosity,Ho)平均为0.324,期望杂合度(expected heterozygosity,He)平均为0.515,表明群体具有丰富的遗传多样性,但存在一定近交现象。聚类分析将种质划分为5个亚群,但未呈现地理分布相关性;AMOVA显示遗传变异主要来源于个体内(53%),其次为个体间(31%)。亚群间遗传分化从中等至高度分化(F_(st)=0.071~0.226),其中亚群Ⅰ与其他亚群的分化达到高度分化水平(F_(st)>0.18)。【结论】金豆种质资源具有较高的遗传多样性,SSR标记分析可为其种质保护与育种利用提供科学依据。 展开更多

关键词 金豆 表型变异 简单序列重复(SSR)标记 遗传多样性

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抗虫转基因水稻及其杂交水稻对土壤微生物群落多样性与组成的影响 被引量：4

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作者 宋亚娜 陈在杰 +3 位作者 林艳 胡太蛟 吴明基 王锋 《中国生态农业学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期15-29,共15页

微生物是土壤物质循环与肥力演变的驱动者,其群落组成关系到土壤微生态系统的稳定与可持续性。对抗虫转基因水稻土壤微生物群落变化的研究是其环境安全性评价的重要内容。本研究基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的高通量测序,分析了... 微生物是土壤物质循环与肥力演变的驱动者,其群落组成关系到土壤微生态系统的稳定与可持续性。对抗虫转基因水稻土壤微生物群落变化的研究是其环境安全性评价的重要内容。本研究基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的高通量测序,分析了田间试验中抗虫转基因水稻‘MFB’及其转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’与非转基因常规水稻‘闽恢3301’及杂交水稻‘天优华占’的土壤微生物群落多样性与组成的差异,并得出以下结果。首先,与两个非转基因水稻品种相比,抗虫转基因水稻及转基因杂交水稻均能显著增产(P<0.05)。同时,高通量测序结果表明,除水稻成熟期的土壤真菌群落外,与‘闽恢3301’相比‘MFB’的土壤细菌或真菌群落的α-多样性指数Chao1、Observed_species和Shannon均有所提高,且分别在水稻成熟期或分蘖期达到显著性水平(P<0.05);水稻齐穗期转基因杂交水稻‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤细菌及真菌群落的多样性指数Shannon均介于‘MFB’与‘天优华占’之间;微生物群落β-多样性分析结果表明,本田间试验中不同品种水稻土壤细菌或真菌的群落组成均没有显著差异。但与‘闽恢3301’相比,稻田土壤细菌中丰度最高的变形菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显增加,且在水稻分蘖期及成熟期达显著水平(P<0.05),而土壤真菌中丰度最高的子囊菌门的相对丰度在‘MFB’土壤中明显减少,且在水稻分蘖期及齐穗期差异显著(P<0.05);水稻齐穗期‘闽丰A/MFB’‘天丰A/MFB’和‘谷丰A/MFB’的土壤变形菌门或子囊菌门的相对丰度也均介于‘MFB’与‘天优华占’之间。此外,通过对微生物群落的功能组成预测可见,随水稻生长,‘MFB’与‘闽恢3301’的土壤细菌群落功能组成间差异存在增大的趋势。综上所述,本研究田间试验中,抗虫转基因水稻及其转基因杂交水稻在增产的同时提高了稻田土壤细菌或真菌群落的多样性,改变了主要细菌或真菌种类的相对丰度,但对细菌或真菌的群落及功能组成的影响不显著。 展开更多

关键词 抗虫转基因水稻 细菌群落 真菌群落 高通量测序

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低甲烷排放转基因水稻对土壤微生物群落的影响

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作者 宋亚娜 张珊珊 +1 位作者 胡太蛟 吴明基 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第15期6667-6683,共17页

低甲烷排放转基因水稻是实现水稻低碳生产的理想材料。土壤微生物驱动了稻田甲烷的产生,低甲烷排放转基因水稻土壤微生物群落组成的变化不仅影响稻田甲烷排放,也关系到土壤微生态系统的稳定性。通过对细菌16S rRNA基因、真菌ITS基因的... 低甲烷排放转基因水稻是实现水稻低碳生产的理想材料。土壤微生物驱动了稻田甲烷的产生,低甲烷排放转基因水稻土壤微生物群落组成的变化不仅影响稻田甲烷排放,也关系到土壤微生态系统的稳定性。通过对细菌16S rRNA基因、真菌ITS基因的高通量测序及mcrA、nifH、amoA和nirS等功能基因的荧光定量PCR,分析了低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)与野生型水稻(MH86)土壤微生物群落间的差异。结果显示:稻田土壤细菌群落的α-多样性指数在86R27-3与MH86间无明显差异,且仅在水稻分蘖期86R27-3的土壤真菌群落多样性指数Shannon、Simpson及均匀度指数Pielou_e显著高于MH86(P<0.05);β-多样性分析表明土壤细菌或真菌群落组成在86R27-3与MH86间均没有显著差异;但在水稻齐穗期:86R27-3土壤的放线菌门(Actinobacteria)、罗泽真菌门(Rozellomycota)的相对丰度显著高于MH86(P<0.05),而酸杆菌门(Acidibacteria)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度显著低于MH86(P<0.05);土壤微生物群落功能预测显示,86R27-3土壤氮、硫和锰代谢细菌功能群丰度显著低于MH86(P<0.05),如分蘖期的土壤硝酸盐还原、硝酸盐呼吸、硫代硫酸盐呼吸及硫呼吸,齐穗期和成熟期的好氧亚硝酸盐氧化及成熟期的锰氧化等;与MH86相比,86R27-3的土壤真菌功能群丰度有减有增,如在水稻不同生育期内的其未定义腐生物银耳目、嗜热囊菌科、镰刀菌属及韦斯特氏菌功能群丰度显著降低(P<0.05),而其分蘖期的动物内共生体腐生生物毕赤酵母属和未定义腐生物马勃科功能群丰度显著提高(P<0.05)。定量PCR分析表明86R27-3土壤中的产甲烷细菌mcrA基因丰度显著低于MH86(P<0.05),同时,土壤固氮菌nifH基因、氨氧化细菌amoA基因及反硝化细菌nirS基因的丰度在86R27-3土壤中也显著降低(P<0.05)。综上所述,低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)对土壤细菌或真菌的群落组成没有影响,但可引起主要细菌或真菌种类的相对丰度及某些细菌或真菌功能群丰度发生变化,并显著降低了稻田土壤微生物功能基因丰度。 展开更多

关键词 低甲烷排放转基因水稻 微生物群落 功能基因 高通量测序

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稻米蒸煮食味品质的全基因组关联分析及遗传解析

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作者 林艳 林旻 +4 位作者 陈在杰 顾建强 潘雷博 陈光伟 胡昌泉 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第12期34-44,共11页

随着人们生活水平的提高,对稻米品质的要求越来越高,蒸煮食味品质逐渐成为水稻育种家的重要育种目标与工作难点。对稻米蒸熟食味品质相关性状的遗传解析、探索基于优异单倍型组合是改善、提升水稻蒸煮食味品质的基础。考察收集的199份... 随着人们生活水平的提高,对稻米品质的要求越来越高,蒸煮食味品质逐渐成为水稻育种家的重要育种目标与工作难点。对稻米蒸熟食味品质相关性状的遗传解析、探索基于优异单倍型组合是改善、提升水稻蒸煮食味品质的基础。考察收集的199份华南优质稻直链淀粉含量、蛋白质含量、碱消值、食味值、蒸煮食味值等5个稻米蒸煮食味品质性状,结合全基因组测序(覆盖深度20×)所得4818707个单核苷酸多态性(SNP),用混合线性模型进行稻米蒸煮食味品质的全基因组关联分析。结果表明,共定位到显著性位点342个,其中5个为已克隆的与蒸煮食味品质相关的候选基因/QTL,包括调节稻米中直链淀粉含量的基因Du3、Flo2、OsSSI、Wx与控制稻米糊化温度的主效基因ALK。针对极显著关联的ALK与Wx基因功能变异位点,结合水稻基因组序列变异数据库RiceVarMap开展功能单倍型分析,发现Wx基因的Hap2(T)、ALK基因的Hap3(CAC)有利于提高稻米的蒸煮食味品质。研究结果可为利用优质单倍型组合提高稻米蒸煮食味品质的水稻分子设计育种研究提供理论参考。 展开更多

关键词 蒸煮食味品质 全基因组 关联分析 单倍型 遗传解析

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基因组编辑技术及其在植物遗传改良上的应用 被引量：1

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作者 林雅容 周淑芬 +3 位作者 朱义旺 孙庆山 陈惠妹 王锋 《福建农业学报》 CAS 北大核心 2015年第5期522-527,共6页

以类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs)和II型CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)为代表的基因组编辑技术,是植物基因功能研究和遗传改良的一种高效... 以类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs)和II型CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)为代表的基因组编辑技术,是植物基因功能研究和遗传改良的一种高效辅助工具。TALENs和CRISPR/Cas9能够精确地在植物基因组DNA序列上造成双链断裂(double strand break,DSB),激发细胞自身同源重组(homologous recombination,HR)和非同源末端接合(nonhomologous end-joining,NHEJ)的修复机制,从而完成对植物基因组的靶向修饰。本研究对这2种基因组编辑技术在结构特征、技术原理以及在植物靶向修饰上的应用展开了综述,并对TALENs和CRISPR/Cas9系统的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 植物 基因组编辑技术 TALENs CRISPR/Cas9

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水稻与拟南芥中控制花器官发育MADS-box基因的比较研究进展 被引量：7

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作者 田大刚 刘华清 +2 位作者 苏军 张礼华 王锋 《福建农业学报》 CAS 2011年第2期309-320,共12页

MADS-box基因编码的蛋白在植物花发育过程中起着重要的调控作用。单子叶模式植物水稻与双子叶模式拟南芥是两个关系很远的种类,通过对它们花器官功能保守因子的比较研究,将有助于提高对水稻基因功能的认知以及加快对水稻花器官发育研究... MADS-box基因编码的蛋白在植物花发育过程中起着重要的调控作用。单子叶模式植物水稻与双子叶模式拟南芥是两个关系很远的种类,通过对它们花器官功能保守因子的比较研究,将有助于提高对水稻基因功能的认知以及加快对水稻花器官发育研究的步伐。 展开更多

关键词 ABCDE模型 拟南芥 MADS-BOX 栽培稻 进化 花发育

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百合LoAPS1克隆及其在休眠解除过程的功能分析

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作者 徐小萍 杨成龙 +3 位作者 和兴 郭文杰 吴健 方少忠 《生物技术通报》 北大核心 2025年第9期195-206,共12页

【目的】ATP硫酸化酶(APS1)是硫酸盐同化过程第一步的关键酶。研究百合鳞茎休眠解除过程APS1的作用,为理解硫代谢途径在百合鳞茎休眠解除中的功能提供参考。【方法】采用TA克隆从百合休眠解除不同阶段中获得LoAPS1基因序列全长,对其进... 【目的】ATP硫酸化酶(APS1)是硫酸盐同化过程第一步的关键酶。研究百合鳞茎休眠解除过程APS1的作用,为理解硫代谢途径在百合鳞茎休眠解除中的功能提供参考。【方法】采用TA克隆从百合休眠解除不同阶段中获得LoAPS1基因序列全长,对其进行生物信息学分析,结合兰州百合基因组,分析APS1启动子顺式作用元件;利用百合休眠解除不同阶段及核黄素促进百合休眠解除的转录组数据库,分析APS1及硫代谢途径相关基因表达模式;采用烟草亚细胞定位瞬时转化技术验证LoAPS1蛋白的亚细胞定位;利用VIGS技术验证沉默LoAPS1对百合鳞茎休眠解除过程的作用。【结果】LoAPS1基因的ORF长为1413 bp,GenBank登录号为WMQ58782.1,编码470个氨基酸;LoAPS1蛋白包含ATP-sulfurylase和PUA-like 2个保守结构域,亚细胞定位在叶绿体,可能与硫代谢通路APR、APK及SIR等发生互作;LoAPS1氨基酸序列与小果野蕉和姜亲缘性较高;百合APS1启动子包含4个转录起始位点,包含光响应元件、MYB结合位点及茉莉酸甲酯、赤霉素及脱落酸信号响应元件;LoAPS1及硫代谢通路相关基因在百合休眠解除过程下调表达;病毒介导的基因沉默技术及RT-qPCR结果表明,抑制LoAPS1表达促进百合鳞茎休眠解除。【结论】LoAPS1定位于叶绿体,可能响应茉莉酸甲酯、赤霉素及脱落酸等激素信号转导,抑制LoAPS1表达能够促进百合鳞茎休眠解除。 展开更多

关键词 LoAPS1 基因克隆 病毒介导的基因沉默技术 生物信息学分析 亚细胞定位 休眠解除 百合

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水稻斑点叶突变体W1764的遗传分析及初步定位 被引量：5

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作者 杨绍华 刘华清 王锋 《福建农业学报》 CAS 2011年第4期519-522,共4页

从籼稻品种"明恢86"转基因后代中发现1个非T-DNA插入的叶斑突变体W1764。突变体在分蘖后期最先从基部叶叶尖处开始出现褐色斑点,随着植株的生长,斑点逐渐从叶尖扩展到整个叶片,同时从下到上叶片依次出现表型,至成熟时几乎遍... 从籼稻品种"明恢86"转基因后代中发现1个非T-DNA插入的叶斑突变体W1764。突变体在分蘖后期最先从基部叶叶尖处开始出现褐色斑点,随着植株的生长,斑点逐渐从叶尖扩展到整个叶片,同时从下到上叶片依次出现表型,至成熟时几乎遍布整个植株。遗传学分析表明,该突变体表型受单个隐性核基因控制。以突变体W1764和粳稻品种02428杂交构建F2群体,用其中突变表型的136株个体进行基因定位,将W1764的突变位点初步定位在第12染色体长臂的分子标记NSSR1229和L05-78之间1.9cM内。初步鉴定为1个新的叶斑突变基因,暂命名为spl30(t)。 展开更多

关键词 水稻 叶斑突变 遗传分析 基因定位

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水稻OsDR8基因的稻瘟病抗性评价及优异单倍型鉴定

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作者 张彬涛 刘聪聪 +4 位作者 郭明亮 杨绍华 吴世强 郭龙彪 朱义旺 《中国水稻科学》 北大核心 2025年第3期343-351,共9页

【目的】水稻(Oryza sativa L.)是全球重要的主粮作物,其生产安全受到稻瘟病的严重威胁。抗稻瘟病材料的鉴定及相关抗稻瘟病基因的解析,有助于揭示稻瘟病抗性机制。本研究旨在系统创制和鉴定水稻抗稻瘟病基因OsDR8的遗传材料,并对其进... 【目的】水稻(Oryza sativa L.)是全球重要的主粮作物,其生产安全受到稻瘟病的严重威胁。抗稻瘟病材料的鉴定及相关抗稻瘟病基因的解析,有助于揭示稻瘟病抗性机制。本研究旨在系统创制和鉴定水稻抗稻瘟病基因OsDR8的遗传材料,并对其进行单倍型和进化分析,以期筛选优异单倍型,探究其亚群分化,为OsDR8基因的抗病育种应用提供理论依据。【方法】创制了OsDR8基因的过表达株系和敲除株系,并用RO1-1和RB22稻瘟菌对过表达株系、纯合敲除株系和对应野生型材料进行稻瘟病抗性鉴定。同时,基于水稻超级泛基因组变异图谱,进行OsDR8基因的单倍型分析和进化分析。【结果】对这些材料进行症状观察和稻瘟病抗性鉴定,发现相比野生型株系,敲除突变体株系病斑显著增大,发病叶面积占比也显著上升;而过表达株系病斑显著减小,发病叶面积占比也显著降低。结合单倍型及进化分析,说明携带优异单倍型Hap2的材料抗病性较强,籼稻亚群中95.52%材料为Hap2单倍型。【结论】OsDR8基因正调控水稻稻瘟病抗性,优异单倍型Hap2可能与籼稻稻瘟病抗性较强有关。 展开更多

关键词 水稻 稻瘟病 优异单倍型 育种应用

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利用基因组编辑技术定点突变IPA1基因创制水稻新株型材料 被引量：1

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作者 刘华清 孙庆山 +2 位作者 杨绍华 周淑芬 王锋 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期867-872,共6页

【目的】水稻株型改良是提高水稻产量的一个有效途径。水稻理想株型基因IPA1是一个调控水稻株型的关键基因,利用基因组编辑技术(TALENs技术)定点突变水稻IPA1基因,了解IPA1基因不同序列变异的株型效应,为进一步利用IPA1基因创制实用型... 【目的】水稻株型改良是提高水稻产量的一个有效途径。水稻理想株型基因IPA1是一个调控水稻株型的关键基因,利用基因组编辑技术(TALENs技术)定点突变水稻IPA1基因,了解IPA1基因不同序列变异的株型效应,为进一步利用IPA1基因创制实用型水稻新株型材料奠定基础。【方法】利用TALENs技术定点突变优良恢复系明恢86的IPA1基因,通过测序鉴定突变体,种植于标准小区,调查分析其株型相关性状。【结果】利用TALENs技术获得了8种不同序列突变的水稻ipa1突变体,并通过转基因植株自交结合PCR分析筛选到去除了TALENs表达框,获得4种不含外源转基因成分的纯合突变体材料(IPA1基因表达区分别缺失2、4、16、23 bp)。表型分析发现,IPA1基因突变能够显著改变水稻的株高、有效穗数、穗长及穗粒数等性状。与野生型比较,缺失移码突变体株高降低7.9%~11.4%,有效穗数增加46.9%~68.4%,穗长短24.2%~29.3%,穗粒数减少31%~34%,结实率和千粒重差异不明显。【结论】利用TALENs技术定点突变水稻IPA1基因能够明显改变水稻株高、有效穗数、穗长及穗粒数等主要性状,产生水稻新株型。 展开更多

关键词 水稻 IPA1基因 基因组编辑 突变体 新株型

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一个水稻重组自交系群体的全基因组选择模型分析

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作者 王月 潘雷博 +4 位作者 陈在杰 林旻 王锋 杨绍华 刘华清 《福建农业科技》 2025年第6期1-8,共8页

为了更好地在育种中利用一个由蜀恢527和绵恢436杂交构建的重组自交系(RIL)群体,建立了该群体的全基因组选择(GS)模型,并评估出最优模型用于将来筛选强优恢复系,以提高育种效率。在检测了该群体数量农艺性状及基因型后构建了3个GS模型,... 为了更好地在育种中利用一个由蜀恢527和绵恢436杂交构建的重组自交系(RIL)群体,建立了该群体的全基因组选择(GS)模型,并评估出最优模型用于将来筛选强优恢复系,以提高育种效率。在检测了该群体数量农艺性状及基因型后构建了3个GS模型,通过评估GS模型在RIL群体的各类性状上的表现,探究了3个预测模型在该群体中应用的准确性和预测能力。结果表明:水稻RIL群体的抽穗期、有效分蘖数、株高、粒长、粒宽、穗长、每穗实粒数、单株产量等8个性状均为多基因控制的数量性状,可用于开展GS分析工作。利用高通量测序获得群体的基因型,经筛选过滤后,获得了181份样本的454129个SNPs并构建了3个预测模型。从模型的准确度和预测能力两个方面评估,GBLUP模型总体表现优秀可用于后续使用。 展开更多

关键词 水稻 重组自交系 全基因组选择 农艺性状 高能量测序

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我国水稻分子育种研究进展 被引量：11

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作者 朱义旺 林雅容 陈亮 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期661-671,共11页

分子标记辅助选择育种和转基因育种是水稻分子育种的主要内容,同时基因编辑技术的发展为水稻分子育种注入新的活力.从产量、品质、抗逆等方面阐述了水稻分子育种的生物学基础,综述了我国近几年水稻分子育种研究成果以及基因组编辑技术... 分子标记辅助选择育种和转基因育种是水稻分子育种的主要内容,同时基因编辑技术的发展为水稻分子育种注入新的活力.从产量、品质、抗逆等方面阐述了水稻分子育种的生物学基础,综述了我国近几年水稻分子育种研究成果以及基因组编辑技术在水稻分子育种上的应用进展. 展开更多

关键词 水稻 分子育种 转基因 基因组编辑技术

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利用CRISPR/Cas9技术创制糯稻新材料 被引量：7

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作者 范美英 梅法庭 +4 位作者 朱义旺 林雅容 赵丽丽 田光蕾 王锋 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期503-508,共6页

【目的】通过CRISPR/Cas9基因组编辑技术遗传改良优质粳稻秀水134来创制糯稻新材料。【方法】构建靶向水稻直链淀粉合成主效基因Wx的CRISPR/Cas9表达载体,并通过农杆菌介导秀水134的遗传转化。【结果】共获得了45个转基因株系,其中41个... 【目的】通过CRISPR/Cas9基因组编辑技术遗传改良优质粳稻秀水134来创制糯稻新材料。【方法】构建靶向水稻直链淀粉合成主效基因Wx的CRISPR/Cas9表达载体,并通过农杆菌介导秀水134的遗传转化。【结果】共获得了45个转基因株系,其中41个株系发生靶定位置的碱基修改,突变率达到91.1%。通过表型考察和直链淀粉含量分析获得了糯稻新材料。【结论】该方法可以创制直链淀粉明显降低的糯稻新材料,为糯稻育种研究提供重要的材料基础。 展开更多

关键词 CRISPR/Cas9 WX 糯稻

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水稻广亲和性的遗传机制及其利用

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作者 朱义旺 刘华清 +3 位作者 周淑芬 林雅容 孙庆山 王锋 《福建农业学报》 CAS 北大核心 2015年第4期417-424,共8页

水稻籼粳亚种间杂交具有强大的杂种优势,但杂种F1的育性问题严重阻碍其杂种优势的利用,水稻广亲和性被广泛认为是籼粳亚种间杂种优势利用的关键。本文重点概述了近年来水稻籼粳亚种间广亲和性的遗传学研究以及杂种不育基因的定位、克隆... 水稻籼粳亚种间杂交具有强大的杂种优势,但杂种F1的育性问题严重阻碍其杂种优势的利用,水稻广亲和性被广泛认为是籼粳亚种间杂种优势利用的关键。本文重点概述了近年来水稻籼粳亚种间广亲和性的遗传学研究以及杂种不育基因的定位、克隆及其分子机制研究进展,并探讨了水稻亚种间杂种优势育种利用中存在的问题及解决思路。 展开更多

关键词 水稻 广亲和性 遗传机制 杂种不育基因

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一种适用于高通量基因分型的水稻种子切片DNA制备技术

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作者 林旻 杨绍华 +5 位作者 林艳 王月 胡太蛟 宋亚娜 潘雷博 陈在杰 《福建农业科技》 CAS 2023年第10期40-47,共8页

建立一种高质量、低成本的水稻种子切片DNA制备方法,用于育种群体的高通量基因分型。通过对比TPS法提取水稻叶片DNA及96孔板结合磁珠法提取切片种子DNA的纯度和浓度,进一步采用STARP(Semi-thermal asymmetric PCR)标记检测验证96孔板结... 建立一种高质量、低成本的水稻种子切片DNA制备方法,用于育种群体的高通量基因分型。通过对比TPS法提取水稻叶片DNA及96孔板结合磁珠法提取切片种子DNA的纯度和浓度,进一步采用STARP(Semi-thermal asymmetric PCR)标记检测验证96孔板结合磁珠法提取水稻切片种子DNA的质量。结果表明:96孔板结合磁珠法提取水稻种子切片的DNA质量和纯度优于TPS法提取水稻叶片的DNA质量;STARP标记检测验证结果显示96孔板结合磁珠法提取水稻切片种子DNA可适用于GS3、Wx的STARP标记基因分型,其鉴定结果与测序结果一致。研究显示96孔板结合磁珠法可以从微量水稻种子切片中提出高回收率、高纯度、高完整度、无PCR抑制物的DNA用于高通量STATP法基因单倍型分析,可获得一种96孔板结合磁珠法提取DNA的高通量基因分型操作流程。 展开更多

关键词 水稻种子切片 96孔板结合磁珠法 高通量基因分型 STARP技术

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利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体 被引量：1

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作者 颜静宛 陈子强 +1 位作者 周淑芬 王锋 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第3期73-78,共6页

培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料,对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良,通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非... 培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料,对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良,通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非转基因GW2突变纯合株系。结果表明:13份T0代水稻转基因中,有28.0%~59.1%植株的GW2基因发生了突变,纯合突变株数量占总突变株数量的35.0%,双等位突变株数量占总突变株数量的14.2%,杂合突变株数量占总突变株数量的50.8%。此外,不同水稻品种发生的突变类型也略有不同。对13份T2代非转基因水稻GW2突变纯合株进行千粒质量性状的考种分析。与对应的野生型亲本品种相比,纯合突变水稻植株的千粒质量显著提高10.81%~58.22%。本研究结果极大地丰富了GW2的突变类型,为不同水稻品种的高产稳产创造了重要的种质资源,同时也为利用基因编辑提高水稻产量提供了有价值的育种信息。 展开更多

关键词 水稻 CRISPR/Cas9 基因编辑 粒质量 GW2基因 突变

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玉米CBS基因家族的鉴定和特征分析

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作者 陈子强 李刚 +5 位作者 颜静宛 郭新睿 胡昌泉 王月 王锋 田大刚 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第4期41-49,共9页

为研究玉米CBS(ZmCBS)基因家族的特征,探讨其功能,对ZmCBS基因家族进行鉴定,分析其染色体定位、基因结构、保守结构域及进化关系,并对ZmCBS家族基因在玉米组织中的表达情况及其在非生物胁迫下的表达变化进行分析。基于玉米基因组数据库... 为研究玉米CBS(ZmCBS)基因家族的特征,探讨其功能,对ZmCBS基因家族进行鉴定,分析其染色体定位、基因结构、保守结构域及进化关系,并对ZmCBS家族基因在玉米组织中的表达情况及其在非生物胁迫下的表达变化进行分析。基于玉米基因组数据库,鉴定到37个CBS基因家族成员,它们不均匀地分布在玉米的8条染色体上。该家族蛋白除保守的CBS结构域外,多数成员还包含其他结构域,包括电压门控的氯化物通道蛋白(voltage gated ClC)、Phox/Bemp1(PB1)结构域、五肽重复序列(penatricopeptider repeat, PPR)和E_SET结构域等。按照基因结构和进化关系可分为6个亚类,且同一进化分支上的基因具有相似的外显子结构和CDS长度,但内含子长度差异很大。启动子分析结果表明,ZmCBS基因启动子上含有响应激素和非生物胁迫的顺式作用元件。转录组数据的基因表达谱分析显示,ZmCBS基因家族部分成员在叶、花粉或胚中优势表达。ZmCBS3和ZmCBS14受冷胁迫诱导表达,ZmCBS14和ZmCBS22受干旱胁迫诱导表达,暗示这些基因在玉米响应外界胁迫中起重要作用。分析结果将为进一步研究ZmCBS家族基因奠定基础。 展开更多

关键词 玉米 CBS基因家族 生物信息学 生物胁迫 非生物胁迫 特征分析

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氮肥对稻田土壤反硝化细菌群落结构和丰度的影响 被引量：29

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作者 宋亚娜 林智敏 林艳 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期7-12,共6页

以氮肥田间定位试验为研究对象,利用PCR-DGGE(聚合酶链反应变性梯度凝胶电泳)和荧光定量PCR(real-time PCR)技术,通过对反硝化细菌nirS基因的检测,分析了定位试验第2年稻田反硝化细菌群落结构和丰度的变化。DGGE图谱及依据其条带位置和... 以氮肥田间定位试验为研究对象,利用PCR-DGGE(聚合酶链反应变性梯度凝胶电泳)和荧光定量PCR(real-time PCR)技术,通过对反硝化细菌nirS基因的检测,分析了定位试验第2年稻田反硝化细菌群落结构和丰度的变化。DGGE图谱及依据其条带位置和亮度数字化数值进行的主成分分析(PCA)结果均显示:在氮肥定位试验第2年,与不施肥对照(CK)比较,在水稻各个生育期(分蘖期、齐穗期和成熟期)内,施用氮肥[150kg(N)·hm-2]的稻田根层土或表土中的反硝化细菌群落结构均无明显变化;且稻田根层土或表土中的反硝化细菌群落结构在水稻各个生育期间也均无明显差异。荧光定量PCR结果显示,在水稻生长发育过程中,施用氮肥的稻田根层土或表土中的反硝化细菌nirS基因拷贝数始终显著(P<0.05)高于其对应的不施肥对照。此外,无论施用氮肥与否,根层土中的反硝化细菌nirS基因拷贝数在水稻成熟期时都会显著(P<0.05)降低;但表土中的nirS基因拷贝数在水稻各生育期间无明显变化;且水稻成熟期时施用氮肥和不施肥的稻田表土中nirS基因拷贝数都显著(P<0.05)高于根层土。同时,与对照比较施用氮肥可促进水稻增产44%。研究表明,短期定位试验中施用氮肥能够显著提高稻田土壤反硝化细菌的丰度,但对其群落结构没有明显影响。 展开更多

关键词 氮肥 反硝化细菌 群落结构 丰度 nirS基因 聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳 荧光定量PCR

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利用分子标记辅助选择改良闽恢3301稻瘟病抗性 被引量：10

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作者 田大刚 杨小双 +3 位作者 陈子强 陈在杰 林艳 王锋 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1665-1670,共6页

【目的】改良三系杂交籼稻强势恢复系闽恢3301的稻瘟病抗性,以提高其在生产中的应用价值。【方法】以75-1-127和C101A51为稻瘟病主效基因Pi9和Pi2的供体亲本,以闽恢3301为受体亲本,通过杂交、多代回交和自交,结合分子标记辅助选择和田... 【目的】改良三系杂交籼稻强势恢复系闽恢3301的稻瘟病抗性,以提高其在生产中的应用价值。【方法】以75-1-127和C101A51为稻瘟病主效基因Pi9和Pi2的供体亲本,以闽恢3301为受体亲本,通过杂交、多代回交和自交,结合分子标记辅助选择和田间选择的方法,将供体亲本的Pi9和Pi2基因导入闽恢3301中,改良其稻瘟病抗性。利用21个福建近年流行的稻瘟菌菌株及其混合菌液对闽恢3301改良系进行人工接种抗性鉴定,并连续两年在上杭茶地病圃进行田间自然诱发抗性鉴定。将闽恢3301改良系和闽恢3301分别与三系不育系荟丰A和广8A及两系不育系GRD-7S进行测配,考察其农艺性状,以闽恢3301为父本的杂交组合为对照。【结果】通过利用Pi2/9分子标记对抗病基因进行跟踪选择,最终获得含Pi9和Pi2的闽恢3301改良系(闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2)各20份。除闽恢3301-Pi9对SH17004菌株表现为中感外,闽恢3301-Pi9对其他20个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病,且闽恢3301-Pi2对21个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病或高抗,二者抗性达到甚至超过两供体亲本75-1-127和C101A51的抗性水平,但闽恢3301对7个稻瘟病菌株表现感病,对1个菌株表现中感,对其他菌株则表现中抗或抗病,且田间自然诱发鉴定中均表现高感,说明闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性水平得到有效提高。除RGD-7S×闽恢3301-Pi9和RGD-7S×闽恢3301-Pi2组合的单株产量分别极显著(P<0.01)高于相应的对照组合外,其他以闽恢3301改良株系为父本的杂交组合在株高、穗长、分蘖数、千粒重、单株产量和结实率上无显著差异(P>0.05),表明闽恢3301-Pi2和闽恢3301-Pi9在培育稻瘟病抗性杂交水稻组合上具有广阔的应用前景。【结论】闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性得到有效提高的同时在农艺性状和配合力等方面保持了闽恢3301及其组合的主要特性,说明利用Pi9和Pi2基因可有效改良闽恢3301的稻瘟病抗性,不仅拓宽了稻瘟病抗谱,还不影响闽恢3301的配合力,二者可作为新的水稻材料进行推广应用。 展开更多

关键词 闽恢3301 稻瘟病 抗性 分子标记辅助选择 Pi9 Pi2 农艺性状

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磷胁迫下蔗糖对水稻苗期根适应性和磷酸转运蛋白基因表达的影响 被引量：11

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作者 苏军 张武君 +2 位作者 杜琳 宋亚娜 付艳萍 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1334-1340,共7页

磷是植物生长和发育中最重要的必须元素之一。尽管土壤中磷资源很丰富,但大部分磷是以植物不能吸收利用的固定态和有机态存在,特别是以酸性土壤为主的南方稻田,水稻缺磷现象非常严重。理解和掌握水稻对低磷的适应机制有助于利用分子手... 磷是植物生长和发育中最重要的必须元素之一。尽管土壤中磷资源很丰富,但大部分磷是以植物不能吸收利用的固定态和有机态存在,特别是以酸性土壤为主的南方稻田,水稻缺磷现象非常严重。理解和掌握水稻对低磷的适应机制有助于利用分子手段培育磷高效利用水稻品种。为阐明蔗糖提高水稻耐低磷的机制,本研究对水稻幼苗进行不同磷、糖处理,分析水稻幼苗在不同磷糖配比培养基中的根系结构、无机磷、酸性磷酸酶活性的变化,并利用定量RT-PCR技术分析水稻磷酸转运蛋白基因(OsPT)和酸性磷酸酶基因(OsSAP1)的表达。试验设2个磷浓度:无磷和85 mg·L?1KH2PO4,2个蔗糖浓度:无糖和3%蔗糖,正交设计。结果表明,在低磷胁迫时添加蔗糖,能使水稻幼苗的根总长度、总根数、根冠比显著增加,根分泌的酸性磷酸酶活性降低,但水稻体内的磷酸转运酶活性提高。11个与磷具有高度亲和力的磷酸转运酶的表达发生了改变,其中根优势表达的4个基因OsPT2、OsPT3、OsPT4、OsPT6对磷、糖的影响最为敏感,暗示了蔗糖是通过调节磷转运蛋白维持磷的吸收和平衡。增加根系的蔗糖分配能够提高水稻幼苗对磷胁迫的耐受性。 展开更多

关键词 水稻 磷胁迫 蔗糖 磷酸转运蛋白基因 酸性磷酸酶

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