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The OsWRKY72-OsAAT30/OsGSTU26 module mediates reactive oxygen species scavenging to drive heterosis for salt tolerance in hybrid rice

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Journal of Integrative Plant Biology 2024年第4期66卷 709-730页

作者： citao liu Bigang Mao Yanxia Zhang Lei tian Biao Ma Zhuo Chen Zhongwei Wei Aifu Li Ye Shao Gongye Cheng Lingling Li Wenyu Li Di Zhang Xiaoping Ding Jiangxiang Peng Yulin Peng Jiwai He Nenghui Ye Dingyang Yuan Chengcai Chu Meijuan Duan Hunan Provincial Key Laboratory of Stress Biology College of AgricultureHunan Agricultural UniversityChangsha 410128China State Key Laboratory of Hybrid Rice Hunan Hybrid Rice Research CenterChangsha 410125China College of Agriculture South China Agricultural UniversityGuangzhou 510642China State Key Laboratory of Wheat and Maize Crop Science Center for Crop Genome EngineeringCollege of AgronomyHenan Agricultural UniversityZhengzhou 450002China College of Horticulture Fujian Agriculture and Forestry UniversityFuzhou 350002China Department of Computational Medicine and Bioinformatics University of MichiganAnn ArborMI 48109 USA Biobin Data Science Co. Ltd.Changsha 410221China

Hybrid rice(Oryza sativa)generally outperforms its inbred parents in yield and stress tolerance,a phenomenon termed heterosis,but the underlying mechanism is not completely understood.Here,we combined transcriptome,proteome,physiological,and heterosis analyses to examine the salt response of super hybrid rice Chaoyou1000(CY1000).In addition to surpassing the mean values for its two parents(mid-parent heterosis),CY1000 exhibited a higher reactive oxygen species scavenging ability than both its parents(over-parent heterosis or heterobeltiosis).Nonadditive expression and allele-specific gene expression assays showed that the glutathione S-transferase gene OsGSTU26 and the amino acid transporter gene OsAAT30 may have major roles in heterosis for salt tolerance,acting in an overdominant fashion in CY1000.Furthermore,we identified OsWRKY72 as a common transcription factor that binds and regulates OsGSTU26 and OsAAT30.The salt-sensitive phenotypes were associated with the OsWRKY72^(paternal)genotype or the OsAAT30^(maternal)genotype in core rice germplasm varieties.OsWRKY72^(paternal)specifically repressed the expression of OsGSTU26 under salt stress,leading to salinity sensitivity,while OsWRKY72^(maternal)specifically repressed OsAAT30,resulting in salinity tolerance.These results suggest that the OsWRKY72-OsAAT30/OsGSTU26 module may play an important role in heterosis for salt tolerance in an overdominant fashion in CY1000 hybrid rice,providing valuable clues to elucidate the mechanism of heterosis for salinity tolerance in hybrid rice.

关键词： allele-specific gene expression(ASE) heterosis hybrid rice nonadditive effect(NAE) salt tolerance transcriptome and proteome

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Salt tolerance in rice:Physiological responses and molecular mechanisms

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The Crop Journal 2022年第1期10卷 13-25页

作者： citao liu Bigang Mao Dingyang Yuan Chengcai Chu Meijuan Duan College of Agriculture Hunan Agricultural UniversityChangsha 410128HunanChina State Key Laboratory of Hybrid Rice Hunan Hybrid Rice Research CenterChangsha 410125HunanChina State Key Laboratory of Plant Genomics Institute of Genetics and Developmental BiologyThe Innovative Academy for Seed DesignChinese Academy of SciencesBeijing 100101China

Crop yield loss due to soil salinization is an increasing threat to agriculture worldwide.Salt stress drastically affects the growth,development,and grain productivity of rice(Oryza sativa L.),and the improvement of rice tolerance to salt stress is a desirable approach for meeting increasing food demand.The main contributors to salt toxicity at a global scale are Na^(+)and Cl^(-)ions,which affect up to 50%of irrigated soils.Plant responses to salt stress occur at the organismic,cellular,and molecular levels and are pleiotropic,involving(1)maintenance of ionic homeostasis,(2)osmotic adjustment,(3)ROS scavenging,and(4)nutritional balance.In this review,we discuss recent research progress on these four aspects of plant physiological response,with particular attention to hormonal and gene expression regulation and salt tolerance signaling pathways in rice.The information summarized here will be useful for accelerating the breeding of salt-tolerant rice.

关键词： Salt stress Rice(Oryza sativa L.) Salt tolerance genes Physiological response Salt signal transduction

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TSA1 interacts with CSN1/CSN and may be functionally involved in Arabidopsis seedling development in darkness

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Journal of Genetics and Genomics 2011年第11期38卷 539-546页

作者： Wenjun Li Baisheng Zang citao liu Lu Lu Ning Wei Kaiming Cao Xing Wang Deng Xiping Wang State Key Laboratory of Genetic Engineering Department of Biochemistry Fudan University Shanghai 200433 China Peking-Yale Joint Center of Plant Molecular Genetics and Agrobiotechnology Department of Biochemistry College of Life Sciences Peking University Beijing 100871 China Beijing Key Laboratory of Gene Engineering Drug and Biotechnology Department of Biochemistry College of Life Sciences Beijing Normal University Beijing 100875 China Department of Molecular Cellular and Developmental Biology Yale University New Haven Connecticut 06520 USA

The COP9 signalosome （CSN） is a multiprotein complex which participates in diverse cellular and developmental processes. CSN1, one of the subunits of CSN, is essential for assembly of the multiprotein complex via PCI （proteasome, COP9 signalosome and initiation factor 3） domain in the C-terminal half of CSN 1. However, the role of the N-terminal domain （NTD） of CSN 1, which is critical for the function of CSN, is not completely understood. Using a yeast two-hybrid （Y2H） screen, we found that the NTD of CSN1 interacts with TSK-associating protein 1 （TSA1）, a reported CaZ＋-binding protein. The interaction between CSN1 and TSA1 was confirmed by co-immunoprecipitation in Arabidopsis. tsal mutants exhibited a short hypocotyl phenotype in darkness but were similar to wild-type Arabidopsis under white light, which suggested that TSA1 might regulate Arabidopsis hypocotyl development in the dark. Furthermore, the expression of TSA1 was significantly lower in a csnl null mutant （fus6）, while CSN1 expression did not change in a tsal mutant with weak TSAI expression. Together, these findings suggest a functional relationship between TSAI and CSN1 in seedling development.

关键词： CSN 1 TSA 1 Protein interaction Hypocotyl

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水稻硝酸盐信号核心转录因子OsNLP3氮高效单倍型分析

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杂交水稻 2024年第3期39卷 20-31页

作者：程功叶于江辉李玲玲李文宇张迪肖云华段美娟刘次桃湖南农业大学农学院湖南长沙410128

水稻NIN-like转录因子OsNLP3是硝酸盐信号的核心转录因子,可提高水稻对硝酸盐的吸收、同化、转运并最终提升产量。为鉴定OsNLP3基因的优异单倍型,在136份水稻核心种质资源群体中对OsNLP3基因的核苷酸等位变异与该群体对氯酸盐(硝酸盐毒... 详细信息

水稻NIN-like转录因子OsNLP3是硝酸盐信号的核心转录因子,可提高水稻对硝酸盐的吸收、同化、转运并最终提升产量。为鉴定OsNLP3基因的优异单倍型,在136份水稻核心种质资源群体中对OsNLP3基因的核苷酸等位变异与该群体对氯酸盐(硝酸盐毒性类似物)敏感表型进行关联分析。在OsNLP3基因中共鉴定出35个等位基因变异,其中19个等位基因变异(启动子区14个、编码区5个)与氯酸盐敏感表型显著关联。单倍型分析结果表明,13个等位基因变异(启动子区10个、编码区3个)对氯酸盐敏感表型起决定作用,进一步对上述关键等位基因变异进行单倍型分析,单倍型Hap2和Hap3对氯酸盐的敏感性极显著高于Hap1。此外,Hap2和Hap3分别主要由硝酸盐利用效率较高的籼稻和秋稻组成;Hap1主要由硝酸盐利用效率较低的粳稻组成。综上,OsNLP3基因的单倍型Hap2和Hap3是氯酸盐敏感单倍型,也是硝酸盐吸收利用的优异单倍型,可为后续开发OsNLP3基因分子标记及应用分子标记辅助育种提供参考。

关键词：水稻 OsNLP3 等位变异单倍型氮高效

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基于数字技术治理的农村互助养老合作生产

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华中农业大学学报（社会科学版） 2022年第3期 149-156页

作者：刘辞涛向运华武汉大学社会保障研究中心湖北武汉430072 乐山师范学院法学与公共管理学院四川乐山614000

农村互助养老的可持续发展面临互助合作难以形成和老年服务形式由娱乐向照料转向困难两大困境。以数字乡村建设为契机,借助数字技术的数据集成处理、信息分析匹配和远程数字视频等功能嵌入农村互助养老合作生产,利用数字技术赋能互助养... 详细信息

农村互助养老的可持续发展面临互助合作难以形成和老年服务形式由娱乐向照料转向困难两大困境。以数字乡村建设为契机,借助数字技术的数据集成处理、信息分析匹配和远程数字视频等功能嵌入农村互助养老合作生产,利用数字技术赋能互助养老模式的改造。通过建设权威数字平台、建立可量化的互助积分以及利用数字视频技术推进互助照料落地的方式,重塑互助合作生产流程,提高互助服务供需配置效率,实现互助养老的精准化和可持续发展,形成多元互助主体协同共治格局,为农村互助养老合作生产注入新活力。

关键词：互助养老数字技术合作生产数字赋能

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少数民族宗教文化对现代养老服务体系的赋能与完善

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民族学刊 2022年第9期13卷 83-89,161页

作者：刘辞涛向运华武汉大学社会保障研究中心湖北武汉430072 乐山师范学院法学与公共管理学院四川乐山614000

少数民族养老问题已成为关系民族团结和社会和谐发展的重要因素。少数民族老年人口呈现规模大与负担系数大的特征,并面临养老模式应然与实然的冲突以及民族宗教文化与养老体系的彼此调适问题。少数民族文化观念和宗教信仰影响着民族老... 详细信息

少数民族养老问题已成为关系民族团结和社会和谐发展的重要因素。少数民族老年人口呈现规模大与负担系数大的特征,并面临养老模式应然与实然的冲突以及民族宗教文化与养老体系的彼此调适问题。少数民族文化观念和宗教信仰影响着民族老人的养老选择,而少数民族宗教文化在赋能现代养老服务体系过程中有着制度、文化和实践方面的优势。基于此,通过培育积极养老观念、提供多元的现代养老保障和以人为本的制度构建,完善少数民族宗教文化与现代养老服务体系的互嵌路径。发挥少数民族宗教文化对健全现代养老服务体系的促进作用,发展与少数民族宗教文化相适应的现代养老服务体系,让民族老人真正“老有所养”。

关键词：少数民族宗教文化养老服务临终关怀

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水稻耐低温逆境研究:分子生理机制及育种展望

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遗传 2018年第3期40卷 171-185页

作者：刘次桃王威毛毕刚储成才张红生中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室北京100101 湖南杂交水稻研究中心杂交水稻国家重点实验室长沙410125 不详

低温严重影响水稻的地理分布、生长发育及产量。水稻在低温逆境下会产生一系列的生理及代谢变化,如:叶绿素荧光的改变,电解质渗漏增加,活性氧、丙二醛、蔗糖、脂质过氧化物、脯氨酸等代谢物含量升高,植物内源激素ABA和GA的改变等。了解... 详细信息

低温严重影响水稻的地理分布、生长发育及产量。水稻在低温逆境下会产生一系列的生理及代谢变化,如:叶绿素荧光的改变,电解质渗漏增加,活性氧、丙二醛、蔗糖、脂质过氧化物、脯氨酸等代谢物含量升高,植物内源激素ABA和GA的改变等。了解水稻在低温逆境下的生理代谢变化及低温应答分子机理对水稻耐低温性状的遗传改良具有重要的意义。本文系统总结了水稻在低温逆境下的生理代谢变化、已定位和克隆的耐低温基因/QTL,以及水稻应答低温逆境信号转导机制的最新研究进展,以期为水稻的耐低温育种提供参考。

关键词：水稻低温胁迫耐低温相关基因数量性状信号传导

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近60年来湖南省寒露风时空演变特征分析

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东北农业大学学报 2023年第5期54卷 1-8,46页

作者：王德金宇豪张鑫臻杨娟吴金水许航肖阳刘次桃刘玲郑铖吴厚雄段美娟施婉菊湖南农业大学农学院长沙410128

利用1961~2020年湖南省6个代表站点9月份逐日气象数据,采用距平分析、Manner-Kendall(MK)检验与Morlet小波分析法,研究湖南省气温与寒露风天气的时空变化特征。研究发现,对于时间序列,湖南省60年来9月份月平均气温、月平均最低气温与月... 详细信息

利用1961~2020年湖南省6个代表站点9月份逐日气象数据,采用距平分析、Manner-Kendall(MK)检验与Morlet小波分析法,研究湖南省气温与寒露风天气的时空变化特征。研究发现,对于时间序列,湖南省60年来9月份月平均气温、月平均最低气温与月最低气温升高幅度分别为0.134、0.206与0.326℃·10 a^(-1);寒露风在60年间强度呈高低交替循环趋势,强度演变主周期为13年,以1997年为界限,1997年后各周期内寒露风强度变化更剧烈;在经历最后一次突变后,寒露风强度自1987年开始呈下降趋势,但在1997~2020年仍发生多次重度寒露风。对于空间序列,6个地区月平均气温、月平均最低气温与月最低气温在60年间均呈上升趋势,寒露风强度呈下降趋势;寒露风发生频率从湘北-湘中-湘南地区呈降低趋势,同时6个地区寒露风不同强度发生频率与总日数均为轻度>重度>中度。60年来湖南省9月份存在气温升高、寒露风发生强度降低趋势,但并不能认为寒露风造成的危害正在降低。受极端气候事件频发影响,1997年后晚稻遭遇重度寒露风侵袭强度更大,对晚稻生产造成更严重威胁。研究可为湖南省晚稻防御寒露风及生产上防灾减灾提供依据。

关键词：湖南省气温寒露风时空变化特征晚稻

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农村普惠型养老服务实现路径探索

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决策与信息 2021年第9期 24-31页

作者：向运华刘辞涛武汉大学社会保障研究中心湖北武汉430072

我国经济上“未富先老”和制度上“未备先老”的国情决定了我们需要走发展普惠型养老服务之路。农村地区养老资源匮乏,养老服务发展相对滞后,存在内生性障碍,面临着更为严峻的养老挑战。基于普惠型社会福利视角,农村现有的养老服务形成... 详细信息

我国经济上“未富先老”和制度上“未备先老”的国情决定了我们需要走发展普惠型养老服务之路。农村地区养老资源匮乏,养老服务发展相对滞后,存在内生性障碍,面临着更为严峻的养老挑战。基于普惠型社会福利视角,农村现有的养老服务形成了家庭养老、社区养老、机构养老、农村社会保险养老等多种发展方式,而且面临着家庭支持可及型削弱、服务供需匹配度不高、养老资源支撑性不足、统筹保障水平有限等短板。探索发展农村普惠型养老服务的路径支撑,即实现农村普惠型养老服务发展的可持续、高质量和方便可及的着力点应当是推进经济普惠、服务对象和内容普惠以及服务方式普惠。将农村地区的养老服务发展作为普惠型养老服务发展的推进重点,助力打通养老服务事业的“最后一米”,推动完善我国多层次养老保障体系建设。

关键词：农村地区社会福利普惠型养老服务人口老龄化机构养老社区养老农村社会保险

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转录因子OsMADS25提高水稻对低温的耐受性

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遗传 2021年第11期43卷 1078-1087页

作者：闫凌月张豪健郑雨晴丛韫起刘次桃樊帆郑铖袁贵龙潘根袁定阳段美娟湖南农业大学农学院水稻逆境生物学湖南省重点实验室长沙410128 湖南杂交水稻研究中心杂交水稻国家重点实验室长沙410125 中国农业科学院麻类研究所长沙410205

低温冷害是影响水稻高产的关键环境因素,鉴定和克隆具有重要应用价值的耐低温基因并培育耐低温新品种对于保障粮食安全具有重要意义。MADS转录因子在植物逆境信号途径中扮演着重要的角色。本研究利用qRT-PCR检测,发现OsMADS25受低温和... 详细信息

低温冷害是影响水稻高产的关键环境因素,鉴定和克隆具有重要应用价值的耐低温基因并培育耐低温新品种对于保障粮食安全具有重要意义。MADS转录因子在植物逆境信号途径中扮演着重要的角色。本研究利用qRT-PCR检测,发现OsMADS25受低温和脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导表达上调,预示OsMADS25可能参与ABA依赖的逆境信号途径。进一步构建了水稻OsMADS25的过表达载体pCambia1300-221-OsMADS25-Flag,利用根癌农杆菌介导的遗传转化法将其导入水稻品种中花11(ZH11),选取两个表达量高的纯合株系进行表型鉴定。结果表明,OsMADS25过表达株系显著提高了水稻苗期对低温的耐受性以及对ABA的敏感性。利用3,3-二氨基联苯胺(diaminobezidine,DAB)和氯化硝基四氮唑蓝(nitrotetrazolium blue chloride,NBT)组织化学染色结果表明:低温处理后,OsMADS25过表达株系比野生型ZH11染色浅,表明过表达株系在低温胁迫下积累的活性氧(reactive oxygen species,ROS)相对较少,增强了对低温的耐受性。综合结果表明,低温逆境下OsMADS25响应ABA信号,通过提高水稻对ROS的清除能力,避免水稻受到低温伤害。

关键词：水稻 OsMADS25 脱落酸活性氧耐低温

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