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利用CRISPR/Cas9技术编辑粒长基因GS3改善粳稻花时

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中国水稻科学 2018年第2期32卷 119-127页

作者：孟帅徐鹏张迎信王宏曹立勇程式华沈希宏中国水稻研究所/浙江省超级稻研究重点实验室/水稻生物学国家重点实验室杭州311401

【目的】花时不遇是影响杂交水稻制种产量的直接因素之一,已有研究表明水稻粒型差异对花时有影响。本研究采用GS3功能缺失突变来研究粳稻花时差异,以期为粒型影响花时提供佐证。【方法】利用CRISPR/Cas9技术来定向编辑控制粒长基因GS3,... 详细信息

【目的】花时不遇是影响杂交水稻制种产量的直接因素之一,已有研究表明水稻粒型差异对花时有影响。本研究采用GS3功能缺失突变来研究粳稻花时差异,以期为粒型影响花时提供佐证。【方法】利用CRISPR/Cas9技术来定向编辑控制粒长基因GS3,获得13对粒型差异的近等基因系粳稻,小区种植,采用目测法来调查花时。【结果】获得转基因T0植株并对其T1植株测序分析,发现长白25、吉粳102、浙粳88、武运粳27和J42均发生单碱基插入移码突变,垦鉴稻6号、空育131、浙粳22、扬粳4227、南粳9108、J5933、J6167和J5938均发生部分碱基缺失突变。对T1植株粒型考查表明,gs3突变体的粒长均显著长于野生型。对稳定的后代花时统计分析发现,粒型变长的突变体均比野生型花时有所提前,且吉粳102、空育131、浙粳88、武运粳27、扬粳4227这5个材料的gs3突变体花时均显著早于野生型,其余材料开花也提早,但不显著。【结论】长粒型粳稻GS3突变体的花时早于短粒粳稻野生型,这一研究可为粳稻粒型育种提供参考,加速长粒粳稻亲本选育,有望推动杂交粳稻发展。

关键词：粳稻花时 CRISPR/Cas9 GS3

花时性状在籼粳交后代中的表现及其对外部环境的响应

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杂交水稻 2011年第5期26卷 70-76页

作者：马作斌詹瞻程效义高继平何广生刘迪徐海徐正进沈阳农业大学水稻研究所/农业部作物生理生态遗传育种重点开放实验室/辽宁省北方粳稻遗传育种重点实验室辽宁沈阳110866

以籼稻、粳稻和典型籼粳稻杂交衍生的重组自交系群体为试材,研究花时性状在籼粳稻杂交后代中的表现及其对外部环境的响应规律。结果表明,:花时性状在籼粳稻杂交后代中均呈连续变异,表现出数量性状的遗传特点。始花时、盛花时和终花时之... 详细信息

以籼稻、粳稻和典型籼粳稻杂交衍生的重组自交系群体为试材,研究花时性状在籼粳稻杂交后代中的表现及其对外部环境的响应规律。结果表明,:花时性状在籼粳稻杂交后代中均呈连续变异,表现出数量性状的遗传特点。始花时、盛花时和终花时之间存在极显著的正相关,始花时与开花持续时间呈极显著的负相关。籼粳交后代中,花时与程氏指数相关不显著。籼稻与粳稻的花时性状对外部环境的敏感性不同,与粳稻相比,籼稻更容易受外部环境的影响。07:01—08:00的平均气温与籼稻的始花时、盛花时显著负相关,对粳稻影响不显著,14:01—15:00的平均气温与典型粳稻的盛花时呈显著的负相关,日最高气温与籼稻的始花时和终花时呈显著的负相关。无论籼稻还是粳稻,气温高低仅影响花时的早晚,对开花持续时间的长短影响不大。籼稻对空气湿度较粳稻敏感,07:01—08:00,08:01—09:00,10:01—11:00及07:01—15:00的平均湿度与籼稻的终花时呈显著至极显著的正相关,空气湿度对粳稻花时的影响未达显著水平,无论籼稻还是粳稻,空气湿度对开花持续时间均无显著影响。太阳辐射强度对花时性状的影响未达显著水平。

关键词：水稻花时籼粳交亚种特性环境

籼粳稻的花时对乙烯利调控的响应及其敏感性差异

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沈阳农业大学学报 2015年第6期46卷 641-647页

作者：闫志强徐海宫彦龙夏原野马作斌徐正进沈阳农业大学水稻研究所/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室/北方超级粳稻育种教育部重点实验室/辽宁省北方粳稻遗传育种重点实验室沈阳110161 辽宁省农业科学院沈阳110161

花时不遇影响籼粳亚种间杂交稻制种产量的提高。喷施乙烯利可延迟籼粳稻的花时。研究在不同时间喷施不同浓度的乙烯利延迟籼粳稻花时性状的效果,比较籼稻和粳稻对乙烯利响应的敏感性差异,可为籼粳亚种间杂交稻制种花时不遇的问题提供解... 详细信息

花时不遇影响籼粳亚种间杂交稻制种产量的提高。喷施乙烯利可延迟籼粳稻的花时。研究在不同时间喷施不同浓度的乙烯利延迟籼粳稻花时性状的效果,比较籼稻和粳稻对乙烯利响应的敏感性差异,可为籼粳亚种间杂交稻制种花时不遇的问题提供解决途径和理论依据。本研究以6个籼稻品种(泸香618B、窄叶青8号、明恢70、2998B、明恢100和冈46B)和6个粳稻品种(空育131、越光、里歌、丰锦、秋光和秋田小町)为试验材料,于调查花时性状的前日17:00、当日6:00及当日8:00分别喷施0.0,1.5,2.0,2.5g·L-1浓度的乙烯利,调查始花时、盛花时、终花时及开花持续时间的变化。结果表明,喷施乙烯利可显著延迟籼粳稻开花。前日17:00喷施乙烯利延迟花时的效果最好,与当日6:00和当日8:00处理间的差异达极显著水平。不同浓度处理之间花时性状的差异不显著,但与对照相比差异达极显著水平。籼稻对乙烯利更为敏感,花时的延后幅度大于粳稻。对大多数籼粳材料来说,前日17:00喷施乙烯利可显著缩短始-盛时间(始花到盛花的持续时间)、盛-终时间(盛花到终花的持续时间)和始-终时间(始花到终花的持续时间)。籼粳稻都能响应低浓度(1.5g·L-1)、中浓度(2g·L-1)和高浓度(2.5g·L-1)的乙烯利,为提高亚种间杂交稻的制种产量,建议在抽穗开花期的前日17:00将1.5g·L-1的乙烯利喷施在籼型亲本上,可以显著延迟其始花时间,缩小与粳型亲本的花时差。

关键词：籼稻粳稻花时乙烯利

抽穗开花期喷施茉莉酸甲酯对不同生态区粳稻花时和株型的影响

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中国水稻科学 2021年第1期35卷 69-77页

作者：杨宇尘夏原野闫志强汪磊闫秉春王镜博王祎玮栾金华徐海沈阳农业大学水稻研究所/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室/北方超级粳稻育种教育部重点实验室/辽宁省北方粳稻遗传育种重点实验室沈阳110866 黑龙江省农垦科学院水稻研究所哈尔滨150038

【目的】研究不同浓度MeJA调控不同生态区育成的粳稻品种花时性状的效果及其对株型性状的影响,为利用MeJA调控杂交亲本的花时,提高亚种间杂交稻的制种产量提供科学依据。【方法】以来自不同生态区的35份粳稻品种为试材,于抽穗开花期喷... 详细信息

【目的】研究不同浓度MeJA调控不同生态区育成的粳稻品种花时性状的效果及其对株型性状的影响,为利用MeJA调控杂交亲本的花时,提高亚种间杂交稻的制种产量提供科学依据。【方法】以来自不同生态区的35份粳稻品种为试材,于抽穗开花期喷施不同浓度的MeJA,调查不同生态区育成的粳稻品种对MeJA响应的差异及其对株型性状的影响。【结果】MeJA对不同生态区的粳稻花时性状均有显著的促进效应。与对照相比,处理后第一天,不同浓度MeJA处理下粳稻开花时间均显著提前,且随着MeJA浓度的升高,粳稻始花、盛花、终花均显著提前,始-盛持续时间、始-终持续时间均显著缩短。处理后第二天、第三天,MeJA调控效应快速消失,低浓度处理下始终有开花现象,高浓度、中浓度处理下无开花现象。不同生态区粳稻品种对MeJA调控的敏感性不同,其中,辽宁稻区粳稻品种的花时性状对MeJA的调控最为敏感;黑龙江稻区第三积温带的粳稻品种花时性状对MeJA的调控最为迟钝。喷施MeJA对不同生态区的粳稻株型性状有显著影响。株高、颈穗弯曲度随着MeJA浓度的升高而下降,各浓度处理与对照相比均差异显著;剑叶长、倒二叶长随MeJA浓度的升高而变长。【结论】MeJA对不同生态区的粳稻花时性状均有显著的促进效应。MeJA浓度越高,花时提前的效果越明显。各生态区粳稻对MeJA响应的敏感性存在差异。MeJA对粳稻株型性状有一定的影响。粳稻株高、穗颈弯曲度均随着MeJA浓度的升高而下降,且与对照差异显著。MeJA对粳稻其他株型性状的影响大多未达到显著水平。

关键词：粳稻生态区茉莉酸甲酯花时株型

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水稻花时性状研究进展

核农学报 2016年第2期30卷 267-274页

作者：张萌戴冬青李西明张华丽马良勇中国水稻研究所浙江杭州310006

水稻花时是指1d内水稻颖花的外稃和内稃从张开到闭合的时间。花时的同步性是杂交水稻种子生产获得高产的重要因素之一,在强优势的粳不籼恢亚种间杂交组合的制种上,由于粳稻不育系柱头外露率低,提高花时相遇率就能极大促进这类组合的推... 详细信息

水稻花时是指1d内水稻颖花的外稃和内稃从张开到闭合的时间。花时的同步性是杂交水稻种子生产获得高产的重要因素之一,在强优势的粳不籼恢亚种间杂交组合的制种上,由于粳稻不育系柱头外露率低,提高花时相遇率就能极大促进这类组合的推广应用。本文对水稻花时的特性、花时研究的观察方法、花时性状的遗传、基因定位、育种利用和杂交水稻制种中常用的人工调节方法等方面进行了总结,旨在为水稻杂交育种提供参考。

关键词：花时花时不遇杂交水稻制种遗传分析人工调节

籼稻与粳稻花时对茉莉酸甲酯(MeJA)响应的敏感性差异

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中国农业科学 2014年第13期47卷 2529-2540页

作者：闫志强徐海马作斌高东昌徐正进沈阳农业大学水稻研究所/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室/北方超级粳稻育种教育部重点实验室/辽宁省北方粳稻遗传育种重点实验室辽宁省农业科学院

【目的】籼粳稻杂交可产生明显的杂种优势,是培育高产多抗品种的主要途径,但是籼稻花时早,粳稻花时晚,两者花时不遇的困难直接影响籼粳间杂种优势的充分利用。喷施茉莉酸甲酯(MeJA)可有效促进水稻花时提前,本文旨在研究MeJA对籼粳稻花... 详细信息

【目的】籼粳稻杂交可产生明显的杂种优势,是培育高产多抗品种的主要途径,但是籼稻花时早,粳稻花时晚,两者花时不遇的困难直接影响籼粳间杂种优势的充分利用。喷施茉莉酸甲酯(MeJA)可有效促进水稻花时提前,本文旨在研究MeJA对籼粳稻花时性状的调控效果及其敏感性差异,为亚种间杂交稻制种产量的提高和籼粳稻杂种优势的直接利用提供理论依据。【方法】以6个籼稻和6个粳稻品种为试材,2012年和2013年分别种植于沈阳农业大学水稻研究所试验田。试验按随机区组设计,3次重复。于调查花时性状的前一日17:00、当日6:00及8:00分别喷施0.04、0.4和4 mmol·L-1浓度的MeJA,调查始花时、盛花时、终花时。花时的判断标准以一天中稻穗上第一朵颖花开放的时间作为始花时,以一天中颖花开放最多且最集中的时间作为盛花时,以所有颖花都关闭的时间作为终花时,并计算始花至盛花的持续时间(简写为始-盛时间)、盛花至终花的持续时间(简写为盛-终时间)、始花至终花的持续时间(简写为始-终时间)。【结果】对于6个籼稻品种,喷施上述3种浓度的MeJA都能极显著地促进颖花提前开放,且不同浓度处理之间未见显著差异,与对照相比差异达极显著水平;对于6个粳稻品种,喷施高浓度(4 mmol·L-1)与中浓度(0.4 mmol·L-1)的MeJA可极显著促进花时提前,且高浓度与中浓度MeJA处理之间有极显著差异,喷施低浓度(0.04 mmol·L-1)的MeJA处理与对照相比差异不显著。籼粳稻的始-盛时间,盛-终时间在喷施不同浓度MeJA处理下与对照相比并未表现出明显的规律,但喷施不同浓度的MeJA都能极显著延长籼稻开花持续时间(始-终时间),而对粳稻的影响不明显。对于籼稻品种,不同时间喷施MeJA处理之间的花时性状没有显著差异;对于粳稻品种,前日17:00与当日6:00的处理与当日8:00处理间的始花时差异显著。进一步比较了MeJA对籼粳稻开花促进程度上的差异,喷施高浓度(4 mmol·L-1)的MeJA对籼粳稻开花的促进程度没有显著差异,而低浓度(0.04 mmol·L-1)和中浓度(0.4 mmol·L-1)的处理对籼稻开花的提前程度明显高于粳稻。【结论】MeJA确能显著促进籼粳稻的开花,籼稻对MeJA调控的敏感性强于粳稻。籼稻不仅能够响应高浓度的MeJA(4 mmol·L-1)也能响应低浓度的MeJA(0.04 mmol·L-1),而粳稻只能响应较高浓度的MeJA(4 mmol·L-1,0.4 mmol·L-1)。籼稻对MeJA调控响应所需的时间较短,而粳稻对MeJA调控响应所需的时间较长。促进粳稻品种开花的最优组合是前日17:00喷施4 mmol·L-1的MeJA,对籼稻品种,促进花时提前的最优组合因具体品种而异,以0.04 mmol·L-1的MeJA于早晨喷施最为经济有效。

关键词：茉莉酸甲酯花时籼稻和粳稻

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水稻花时与气象因子的关系

中国水稻科学 1994年第2期8卷 79-84页

作者：蒯建敏莫惠栋惠大丰江苏农学院

４个籼稻和３个粳稻品种，分６期播种，研究其开花高峰时间（简称花时）与当天开花期间主要气象因子的关系。结果表明：（１）不同类型品种的花时差异很大。同一品种在不同开花期的花时也有很大变异，其中约４６％～６６％可由相应时期... 详细信息

４个籼稻和３个粳稻品种，分６期播种，研究其开花高峰时间（简称花时）与当天开花期间主要气象因子的关系。结果表明：（１）不同类型品种的花时差异很大。同一品种在不同开花期的花时也有很大变异，其中约４６％～６６％可由相应时期内气象因子的变异说明。（２）气象因子对花时的作用在籼、粳两类品种间明显不同。影响籼稻花时的因子依次为温度、日照和风力，湿度的作用不显著；而影响粳稻花时的因子首推湿度和温度，其次为日照，风力的作用较小，且在品种间表现不一致。（３）得出籼、粳品种的花时依主要气象因子的两个最优回归方程，可用于排除气象因子变异的干扰，矫正实际花时，提高遗传分析的精确度。

关键词：花时多元回归气象因子水稻

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水稻花时性状的QTL定位

核农学报 2013年第5期27卷 562-567页

作者：万国冯跃张凤娇徐群王一平袁筱萍余汉勇彭锁堂中国水稻研究所/国家水稻改良中心/国家水稻生物学重点实验室浙江杭州310006 山西农业大学农学院山西太谷030801 枣强县农业局河北衡水053100 东平县新湖镇人民政府农业服务中心山东泰安271507

选用早花时粳稻品种WAB368-B-2-H2-HB和晚花时粳稻品种六千辛杂交获得的F2群体284个单株作为作图群体,采用复合区间作图方法,利用117个具有多态性的SSR标记对水稻花时性状进行数量性状基因座(QTL)检测。研究结果表明,F2花时性状呈连续... 详细信息

选用早花时粳稻品种WAB368-B-2-H2-HB和晚花时粳稻品种六千辛杂交获得的F2群体284个单株作为作图群体,采用复合区间作图方法,利用117个具有多态性的SSR标记对水稻花时性状进行数量性状基因座(QTL)检测。研究结果表明,F2花时性状呈连续的正态分布,表现为由多基因控制的数量性状。共检测到4个影响花时的QTL,分别位于第1、1、10和12染色体上,增效等位基因均来自早花时亲本WAB368-B-2-H2-HB。其中位于第12染色体RM511-RM519区间的qFT-12可解释11.3%的表型变异,该位点值得进一步研究和利用。

关键词：水稻花时数量性状基因座

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光周期影响植物花时的分子机制

西北植物学报 2006年第7期26卷 1490-1499页

作者：陈晓李思远吴连成王翠玲陈彦惠河南农业大学农学院国家玉米改良郑州分中心

日长感知是植物所具有的重要的生物学功能,光周期是决定植物开花时间的关键环境因子之一。光周期的暗期长度是决定植物成花的决定因素。通过形态学和遗传学研究,揭示了光周期敏感的一些遗传特性,并确定了光敏感指数的标准。构建了光周... 详细信息

日长感知是植物所具有的重要的生物学功能,光周期是决定植物开花时间的关键环境因子之一。光周期的暗期长度是决定植物成花的决定因素。通过形态学和遗传学研究,揭示了光周期敏感的一些遗传特性,并确定了光敏感指数的标准。构建了光周期性状相关的分子标记连锁图谱,是进行基因定位、克隆和分子标记辅助选择的重要基础工作,也是进行光周期机理研究的有效途径。通过模式植物拟南芥的研究,建立了一个长日促进开花的遗传途径。它的机理可以综合为:光和感光信息体系结合产生信号并传导,CO表达被激活。在每日日长循环、光体系及遗传背景的变化基础上,如果CO的表达和日长状况协调,那么CO激活FT表达,随后开花。水稻、小麦、玉米等作物在光周期机理研究方面也取得了一些进展。

关键词：光周期花时分子机制 CO基因