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敲除Bsr-d1和Pi21基因改良优良食味粳稻南粳9108的稻瘟病抗性研究

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扬州大学学报(农业与生命科学版) 2024年第5期 1-11页

作者：张亿朱虹李明友王广达许志文姜晓红翟鹏飞冯志明陈宗祥左示敏扬州大学农学院/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/生物育种钟山实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室扬州大学教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室

稻瘟病是由稻瘟病真菌引起的水稻重要病害,严重影响稻米的产量与品质,培育广谱持久抗性水稻品种是控制稻瘟病最经济有效的措施。利用CRISPR/Cas9技术对江苏主推优良食味粳稻品种南粳9108中2个抗稻瘟病数量性状基因Bsr-d1和Pi21进行敲除... 详细信息

稻瘟病是由稻瘟病真菌引起的水稻重要病害,严重影响稻米的产量与品质,培育广谱持久抗性水稻品种是控制稻瘟病最经济有效的措施。利用CRISPR/Cas9技术对江苏主推优良食味粳稻品种南粳9108中2个抗稻瘟病数量性状基因Bsr-d1和Pi21进行敲除研究,获得各基因的纯合敲除系,并通过杂交聚合获得携带双基因敲除系。苗期多菌株接种及叶片划伤接种结果表明,与野生型相比,Bsr-d1和Pi21各单基因敲除系均显著增强稻瘟病抗性;双基因聚合系的抗性水平总体强于各单基因系。RT-qPCR结果显示,稻瘟病菌接种后,多个防御相关基因在敲除系中表达水平显著高于野生型。与野生型相比,Bsr-d1和Pi21编辑系在主要农艺性状、经济和品质相关性状上无显著差异。这一研究创建的抗稻瘟病育种中间材料可进一步用于广谱持久抗稻瘟病优良食味粳稻新品种育种。

关键词：水稻稻瘟病 CRISPR/Cas9 数量性状基因农艺性状

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转IPT基因水稻的抗旱性研究

中国农业科技导报 2012年第6期14卷 30-35页

作者：玉山江.麦麦提熊叶辉麦合木提江.米吉提 Sehroon khan Androw Cal 曾洪梅邱德文中国农业科学院植物保护研究所蛋白质农药研究室北京100081 国际水稻研究所作物育种和生物化学系转基因研究室

水稻抗旱性研究是当前水稻研究的热点。采用农杆菌介导法将IPT基因导入籼稻IR64,并获得了254株再生植株,并对其进行PCR检测和Southern杂交分析,确定目的基因已整合到水稻中。选择两个单拷贝的转基因株系和一个野生型株系在开花期对其进... 详细信息

水稻抗旱性研究是当前水稻研究的热点。采用农杆菌介导法将IPT基因导入籼稻IR64,并获得了254株再生植株,并对其进行PCR检测和Southern杂交分析,确定目的基因已整合到水稻中。选择两个单拷贝的转基因株系和一个野生型株系在开花期对其进行干旱胁迫,在同等水平干旱胁迫条件下,IPT转基因植株的细胞分裂素含量和叶绿素含量明显高于野生型,叶片温度稍微低于野生型,且转基因植株茎叶衰老延缓,这些结果表明IPT基因在抗旱育种及机理研究方面有积极的研究意义。

关键词：水稻 IPT 细胞分裂素抗旱性

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多基因聚合抗病虫水稻恢复系的创制及鉴定

杂交水稻 2024年第5期39卷 25-33页

作者：丁佳陈思扬孙志忠彭克帆刘玲袁定阳段美娟水稻逆境生物学湖南省重点实验室/作物生理与分子生物学教育部重点实验室/湖南农业大学农学院湖南长沙410128 湖南杂交水稻研究中心杂交水稻全国重点实验室湖南长沙410125 湖南大学研究生院隆平分院湖南长沙410125 湖南女子学院湖南长沙410004

螟虫、稻瘟病及白叶枯病是水稻主要病虫害,单纯依靠化学防治、单个抗性位点改良效果不佳。生产实践表明,借助分子标记辅助选择技术,创制具有复合抗性的多基因聚合水稻新材料是抵御多种病虫害、保障水稻安全生产的有效途径。以水稻强优... 详细信息

螟虫、稻瘟病及白叶枯病是水稻主要病虫害,单纯依靠化学防治、单个抗性位点改良效果不佳。生产实践表明,借助分子标记辅助选择技术,创制具有复合抗性的多基因聚合水稻新材料是抵御多种病虫害、保障水稻安全生产的有效途径。以水稻强优恢复系R900为受体,转Cry1Ab基因材料mfb-MH86为抗虫供体、携带Pi9和Xa23基因的R9001为抗病供体,借助高效KASP标记等分子检测技术开展回交转育,成功将Cry1Ab、Pi9和Xa23等3个基因聚合到R900中,筛选获得YA19-1、YA48-1、YA50-1、YA103-3、YA108-8和YA109-8等6个综合性状稳定的改良恢复系新材料。农艺性状调查结果显示,与R900相比,改良新材料的株高均显著或极显著降低,除YA103-3外,其他材料的有效穗和单株产量等性状有所改善。病虫抗性结果显示,所有改良株系的螟虫、白叶枯病和稻瘟病抗性均明显优于亲本R900。螟虫主要取食部位茎秆和叶鞘中的抗虫蛋白占总蛋白比例明显高于叶片,能够有效地降低螟虫所造成的危害。改良恢复系杂交组合丰产性评价试验显示,组合晶4155S/YA19-1、广湘24S/YA48-1、广湘24S/YA103-3、Y58S/YA19-1表现为增产,其中Y58S/YA19-1增产幅度最大。对Y58S所配组合进行螟虫抗性鉴定,与Y58S/R900相比,其抗性明显提高。研究结果为选育适宜长江中下游稻区的抗病虫高产新组合提供了科学依据和材料储备。

关键词：水稻恢复系抗病虫基因 Cry1Ab Pi9 Xa23 分子标记辅助选择 KASP 聚合育种

转录因子OsHOX4过量表达及T1代转基因植株中纯合系鉴定

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分子植物育种 2012年第4期10卷 433-439页

作者：玉山江·麦麦提张云华 Kurniawan Rudi Trijatmiko 郭立华 hez Hortense Slamet-Loedin 邱德文中国农业科学院植物保护研究所北京100081 国际水稻研究所作物育种和生物化学系 DAPO Box 7777马尼拉菲律宾

OsHOX4基因是属于水稻植物同源结构域(HD-Zip)转录因子家族的一个成员。本研究利用农杆菌介导法将OsHOX4基因转入籼稻(Oryza sativa ***)IR64中,获得54株过量表达植株。我们利用southern杂交分析确定了各个株系的拷贝数后,利用TAIL-PCR... 详细信息

OsHOX4基因是属于水稻植物同源结构域(HD-Zip)转录因子家族的一个成员。本研究利用农杆菌介导法将OsHOX4基因转入籼稻(Oryza sativa ***)IR64中,获得54株过量表达植株。我们利用southern杂交分析确定了各个株系的拷贝数后,利用TAIL-PCR方法对4个不同的单拷贝株系进行了研究,并在其中找出T-DNA在3个单拷贝株系染色体上的插入位点(分别为染色体5,8,10)。根据T-DNA在各个株系的插入位点分别设计特异性引物,从T1代转基因株系里鉴定出纯合的植株。我们观察到OsHOX4过量表达植株的分蘖数明显高于野生型,株高比野生型明显的变矮,在同一个株系的纯合和杂合的转基因植株表型也有很大的差异。在TAIL-PCR分析基础上,为从T1代转基因作物中鉴定出纯合的植株提供了方法和理论依据。

关键词：水稻(Oryza sativa L) 转录因子 OsHOX4 过量表达TAIL—PCR 插入位点

水稻转录因子OsHOX6过量表达及其对水稻根生长作用

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分子植物育种 2019年第19期17卷 6350-6355页

作者：玉山江·麦麦提杨渡韩盛 Inez Hortense Slamet-Loedin 新疆农业科学院植物保护研究所农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室乌鲁木齐830091 国际水稻研究所作物育种和生物化学系转基因研究室菲律宾马尼拉DAPOBox7777

同源异型域-亮氨酸拉链(Home domain-leucine-zipper)蛋白是植物发育进程和应答外界环境胁迫信号作用的一类转录因子,OsHOX6基因是HD-ZipⅠ转录因子家族的一个成员。本研究利用RT-PCR技术,从水稻中克隆OsHOX6基因,并构建了以Oslea为启... 详细信息

同源异型域-亮氨酸拉链(Home domain-leucine-zipper)蛋白是植物发育进程和应答外界环境胁迫信号作用的一类转录因子,OsHOX6基因是HD-ZipⅠ转录因子家族的一个成员。本研究利用RT-PCR技术,从水稻中克隆OsHOX6基因,并构建了以Oslea为启动子的植物表达载体pCAMBIA2300-Oslea:OsHOX6,并以水稻未成熟胚作为材料,通过农杆菌介导法,获得OsHOX6基因过量表达的36株转基因植株。利用Southern杂交技术确定各个株系的拷贝数后,选出3个单拷贝株系与野生型植株,并对其进行干旱胁迫研究。结果表明,在干旱胁迫条件下,OsHOX6过量表达植株的根长度、深度、密度明显高于野生型,株高与野生型没有明显的差异。正常灌水条件下转基因植株的表型与野生型没有明显的差异。研究结果说明,Oslea启动子是干旱胁迫诱导性启动子,OsHOX6基因对水稻根生长起促进作用,但其调控水稻根生长发育中和提高植物抗旱、抗盐等抗逆性机理有待进一步研究。

关键词：水稻(Oryza sativa L.) 转录因子 OsHOX6 基因过量表达

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水稻OsHOX6启动子的组织特异性表达

新疆农业科学 2019年第10期56卷 1800-1805页

作者：何丹玉山江·麦麦提杨渡韩盛 Inez Hortense Slamet-Loedin 新疆维吾尔自治区林业技术推广总站乌鲁木齐830000 农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室/新疆农业科学院植物保护研究所乌鲁木齐830091 国际水稻研究所作物育种和生物化学系转基因研究室菲律宾

【目的】研究水稻HD-ZipⅠ转录因子家族的成员OsHOX6基因启动子的表达。【方法】通过构建水稻OsHOX6基因启动子与GUS基因融合表达载体,利用农杆菌(Agrobacterium)介导,以未成熟水稻胚作为试验材料,转化到水稻IR64,通过PCR检测和潮霉素... 详细信息

【目的】研究水稻HD-ZipⅠ转录因子家族的成员OsHOX6基因启动子的表达。【方法】通过构建水稻OsHOX6基因启动子与GUS基因融合表达载体,利用农杆菌(Agrobacterium)介导,以未成熟水稻胚作为试验材料,转化到水稻IR64,通过PCR检测和潮霉素抗性筛选出阳性的转基因植株,从不同组织取样品,进行X-Gluc染色并观察。【结果】转基因植株的叶、根、茎、花等器官经过X-Gluc染色后,主要在侧根、花粉以及组织损伤部分出现蓝色斑点,其它组织均未检测出蓝色斑点,观察根解剖结构,绿色斑点集中在根内皮层。【结论】水稻OsHOX6基因启动子能够驱动GUS基因,在转基因水稻侧根和花粉上特异表达。

关键词：水稻 OsHOX6基因特异性表达侧根和花粉转基因

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采用3种方法比较分析稻瘟病菌的致病力

植物病理学报 2024年第2期54卷 364-376页

作者：王东元王继春孙文献朱峰吴宪祁山颜欧玉苹吉林农业大学植物保护学院长春130118 吉林省农业科学院植物保护研究所/吉林省农业微生物重点实验室/农业农村部东北作物有害生物综合治理重点实验室公主岭136100

明确稻瘟病菌的致病力是筛选抗瘟资源、培育抗瘟品种和指导品种布局的前提和基础。本研究用东北粳稻区吉林省的166份水稻稻瘟病菌单孢分离物分别与7个中国稻瘟病菌生理小种鉴别寄主品种(Chinese differential varieties,CDVs)和源于粳... 详细信息

明确稻瘟病菌的致病力是筛选抗瘟资源、培育抗瘟品种和指导品种布局的前提和基础。本研究用东北粳稻区吉林省的166份水稻稻瘟病菌单孢分离物分别与7个中国稻瘟病菌生理小种鉴别寄主品种(Chinese differential varieties,CDVs)和源于粳稻丽江新团黑谷(LTH)的23个抗稻瘟病单基因品种(monogenetic differential varieties,MDVs)在温室内人工接种,分析稻瘟病菌的致病力情况。稻瘟病菌的致病力按与CDVs互作表型可划分为7个群、44个生理小种,其中ZA为优势菌群,出现频率为45.18%,ZA17(19.28%)、ZG1(9.64%)等为优势生理小种;与MDVs互作亲和表型按U-i-k-z-ta模式命名生理小种,优势生理小种不突出,但子群致病型较明显,出现比例较高的子群分别为U73(47.0%)、i5(31.9%)、i7(31.9%)等;利用与单基因品种互作明确的稻瘟病菌无毒基因频率展现病原菌的致病力,频率较高的分别为Avr-Pi12(74.69%)、Avr-Pi9(72.28%)、Avr-Pi19(68.67%)、Avr-Pi20(68.07%)等,表明Pi12(t)、Pi9(t)、Pi19(t)、Pi20(t)等为吉林省抗稻瘟病广谱基因型。采用优势无毒基因频率显示稻瘟菌致病性,能够明确反映出广谱抗瘟基因型,可作为抗稻瘟病育种目标。

关键词：稻瘟病菌致病力生理小种无毒基因

OsMYB80下游基因鉴定及其在调控花粉育性中的作用分析

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华南师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期56卷 78-91页

作者：李挚爱黄小燕王昌健李永红杨晓怀李平东丘式浚陈舒静吴建新许纯珏唐晓艳陈子晟华南师范大学生命科学学院/广东省植物发育生物工程重点实验室广州510631 深圳市作物分子设计育种研究院深圳518107 深圳市农业科技促进中心深圳518055

OsMYB80是水稻花药和花粉发育过程中的重要转录因子,其下游靶标基因的相关研究仍有待补充。该研究从可能受OsMYB80直接调控的基因中筛选出24个可能参与信号转导、泛素化修饰、囊泡运输和未知功能的候选基因,利用qRT-PCR验证其表达模式,... 详细信息

OsMYB80是水稻花药和花粉发育过程中的重要转录因子,其下游靶标基因的相关研究仍有待补充。该研究从可能受OsMYB80直接调控的基因中筛选出24个可能参与信号转导、泛素化修饰、囊泡运输和未知功能的候选基因,利用qRT-PCR验证其表达模式,并通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对其中7个基因(LOC_Os06g11930、LOC_Os09g26470、LOC_Os01g04409、LOC_Os06g35160、LOC_Os06g11135、LOC_Os05g13650、LOC_Os01g14880)加以敲除。经I2-KI花粉染色分析和结实情况考察发现,上述7个基因敲除后对植株育性影响都不显著,说明上述7个基因并非OsMYB80下游调控花粉育性的关键基因。这些结果也暗示某些受OsMYB80调控的下游基因及其参与的生物化学反应可能在花药花粉发育过程中功能冗余或者只发挥微效作用。

关键词： MYB80 水稻花粉育性

水稻氮磷高效吸收与利用的特征及机制研究进展

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江苏农业科学 2024年第5期52卷 1-11页

作者：刘星邓仕文陈英龙李荣凯戴其根江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物栽培生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/农业农村部盐碱土改良与利用(滨海盐碱地)重点实验室/扬州大学水稻产业工程技术研究院江苏扬州225009 扬州大学教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室/扬州大学农业科技发展研究院江苏扬州225009

水稻是我国主要的粮食作物,氮磷等化学肥料对于水稻产量形成具有重大作用。近年来我国水稻生产面临着产量增长迟缓、肥料及水分投入大、利用率低等问题,提高水稻对氮磷的高效吸收和利用,不仅是解决当前农业生产中面临的重大科学问题和... 详细信息

水稻是我国主要的粮食作物,氮磷等化学肥料对于水稻产量形成具有重大作用。近年来我国水稻生产面临着产量增长迟缓、肥料及水分投入大、利用率低等问题,提高水稻对氮磷的高效吸收和利用,不仅是解决当前农业生产中面临的重大科学问题和技术难题的重要措施,也是构建农业面源污染防治体系、实现水稻可持续发展和绿色高效生产的重要途径。水稻氮磷高效吸收和利用涉及多个生理过程和信号通路,包括氮磷的吸收、转运、同化、再分配和发育响应等。然而,目前已经初步研究了这些生理过程,并通过优化栽培措施提高氮磷效率;近年来利用水稻丰富的种质资源和现代分子生物技术,鉴定了多个氮磷高效基因位点,揭示了其调控作用的分子机制,成功培育了一批氮磷高效的水稻品种,为氮磷高效育种改良提供了有效的手段。氮磷高效吸收、利用的生理过程和分子机制取得了一系列重要进展。然而,目前水稻氮、磷高效的调控网络和关键过程尚不明确,氮磷协同高效的机制也未确定。因此,氮磷高效利用需要从以下5个方面深入研究:(1)揭示水稻氮磷高效的形成网络机制与关键过程,进一步阐明如何实现氮磷高效;(2)探究氮、磷之间的协同机制,以降低肥料投入和减少环境污染;(3)分析氮磷高效利用的多信号调控网络,构建氮磷高效的适配机制;(4)加强水稻与环境不同界面的互作研究,建立适宜不同地区的氮磷高效机制;(5)通过改良水稻自身氮磷吸收及利用效率,建设稻田面源污染修复体系,改善农业面源污染及环境修复。

关键词：水稻氮磷利用效率生理机制分子机制研究进展

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