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小粒野生稻基因渗入系桂恢1561的有利基因鉴定和育种利用

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中国稻米 2024年第5期30卷 76-83页

作者：齐金岗李孝琼刘开强陈颖王小姣赵丽冰郭嗣斌广西壮族自治区农业科学院水稻研究所/广西水稻遗传育种重点实验室/广西水稻优质化育种研究人才小高地南宁530007

挖掘野生稻有利基因对栽培稻进行遗传改良是当前水稻育种研究的热点。利用远缘杂交技术获得了小粒野生稻基因渗入系桂恢1561,通过农艺性状考查、配合力测定和稻飞虱抗性鉴定,确认桂恢1561粒大(32.2 g)、穗长(28.3 cm)、优质、兼抗褐飞虱... 详细信息

挖掘野生稻有利基因对栽培稻进行遗传改良是当前水稻育种研究的热点。利用远缘杂交技术获得了小粒野生稻基因渗入系桂恢1561,通过农艺性状考查、配合力测定和稻飞虱抗性鉴定,确认桂恢1561粒大(32.2 g)、穗长(28.3 cm)、优质、兼抗褐飞虱(抗级2.5)和白背飞虱(抗级2.9)、配合力好,具有较高的育种价值。利用桂1025/桂恢1561构建的重组自交系和近等基因系对来自于桂恢1561的有利基因进行遗传定位,对PL9、GS12、Bph31(t)和Wbph9(t)等4个主效基因进行连锁分子标记开发;利用分子标记辅助育种技术将桂恢1561有利基因导入多个骨干亲本,创制出9个新的优质、多抗恢复系;进一步以桂恢1561及其衍生系作为恢复系选育出11个优势杂交稻组合,其中,华浙优1561和旱优711已通过广西农作物品种审定委员会审定。

关键词：小粒野生稻基因渗入系桂恢1561 育种基因鉴定

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广西药用野生稻重要农艺性状遗传多样性分析

热带作物学报 2024年第5期45卷 906-914页

作者：郭辉陈灿张宗琼杨行海梁树辉张晓丽徐志健农保选李丹婷夏秀忠冯锐广西壮族自治区农业科学院水稻研究所/广西水稻遗传育种重点实验室广西南宁530007

药用野生稻具有抗病虫、抗逆境、高生物产量、高光效等优良特性,蕴藏有许多优良基因。本研究用广西所有药用野生稻分布点收集的代表性资源199份,对抽穗期、花药长度、粒宽、粒长与粒重5个重要农艺性状进行遗传多样性、主成分等分析。结... 详细信息

药用野生稻具有抗病虫、抗逆境、高生物产量、高光效等优良特性,蕴藏有许多优良基因。本研究用广西所有药用野生稻分布点收集的代表性资源199份,对抽穗期、花药长度、粒宽、粒长与粒重5个重要农艺性状进行遗传多样性、主成分等分析。结果表明:广西药用野生稻具有丰富的遗传多样性,抽穗期、花药长度、粒宽、粒长和粒重的变异系数分别为9.12%、11.90%、3.39%、4.64%和6.24%,多样性指数分别为1.4878、2.0453、1.7727、1.1567和2.0379。主成分分析表明:第1、第2主成分主要与产量性状相关,累计贡献率达63.759%,第3、第4主成分特征值相近,贡献率分别为16.306%和15.542%,抽穗期与花药长度是影响的决定因子,主要反映植株的生长特征。7个地理居群按遗传多样性大小排序为:梧州市(1.6731)>玉林市(1.5784)>贵港市(1.5070)>南宁市(1.3325)>来宾市(1.2131)>贺州市(0.9629)>钦州市(0.3819),梧州市的多样性指数最高,表明梧州市是广西药用野生稻表型遗传多样性的中心。

关键词：种质资源药用野生稻农艺性状遗传多样性

广西桂北杂交水稻机械化制种技术应用效果研究

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杂交水稻 2024年

作者：刘驰刘伟定张月雄秦媛媛罗同平秦钢马增凤韦敏益黄大辉广西壮族自治区农业科学院水稻研究所/广西水稻遗传育种重点实验室/国家水稻改良中心南宁分中心广西恒茂农业科技有限公司广西壮族自治区农业科学院农业科技信息研究所

2022年分别在广西钟山县和恭城县开展母本机插、无人机植保施药、无人机喷施“九二〇”、无人机辅助授粉、母本机械收获和种子机械烘干等关键环节的杂交水稻机械化制种技术应用研究。结果表明，杂交水稻制种采取母本机插和父本人工移栽... 详细信息

2022年分别在广西钟山县和恭城县开展母本机插、无人机植保施药、无人机喷施“九二〇”、无人机辅助授粉、母本机械收获和种子机械烘干等关键环节的杂交水稻机械化制种技术应用研究。结果表明，杂交水稻制种采取母本机插和父本人工移栽时，父母本播差期需缩短约4 d，花期相遇良好；与传统人工制种相比，无人机喷施“九二〇”和辅助授粉的母本结实率稍低，但制种产量更高，总生产成本减少1 665元/hm2，增产580 kg/hm2，增收1.16万元/hm2，节本增收效果显著。总结了桂北杂交稻机械化制种的关键技术及其效果，为广西杂交稻机械化制种技术应用提供支撑。

关键词：广西杂交水稻机械化制种技术

利用CRISPR-Cas9技术编辑OsBADH2基因改良优质恢复系桂恢852的香味品质

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南方农业学报 2024年第7期55卷 2058-2068页

作者：齐金岗陈颖刘开强王小姣李林娟赵丽冰李孝琼郭嗣斌广西农业科学院水稻研究所/广西水稻遗传育种重点实验室/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广西南宁530007

【目的】利用CRISPR-Cas9技术编辑桂恢852的甜菜碱醛脱氢酶基因(OsBADH2),以期快速改良广西优质恢复系桂恢852的香味品质,为广西香稻新种质的创制提供亲本资源及技术参考。【方法】以广西优质非香型水稻桂恢852为材料,对其OsBADH2蛋白... 详细信息

【目的】利用CRISPR-Cas9技术编辑桂恢852的甜菜碱醛脱氢酶基因(OsBADH2),以期快速改良广西优质恢复系桂恢852的香味品质,为广西香稻新种质的创制提供亲本资源及技术参考。【方法】以广西优质非香型水稻桂恢852为材料,对其OsBADH2蛋白的序列特征、保守结构域、保守基序、系统发育进化等进行分析,再根据CRISPR-GE网站信息挑选合适的靶位点,分别构建OsBADH2基因第1、2外显子的双突载体pLM62和第7外显子的单突载体pLM63。利用CRISPR-Cas9技术和水稻遗传转化技术靶向敲除桂恢852的OsBADH2基因,获取不同类型的osbadh2突变体。以桂恢852为对照,通过咀嚼法鉴定突变体osbadh2是否具有香味。最后,通过农艺性状测定和单因素方差分析,判断OsBADH2基因突变是否影响农艺性状。【结果】OsBADH2基因序列全长为6268 bp,包含15个外显子和14个内含子,其编码区(CDS)为1512 bp,编码503个氨基酸残基,具有1个典型的Aldedh结构域(第16~485位氨基酸),属于醛脱氢酶,其蛋白序列与结构相对保守。通过OsBADH2氨基酸序列的BLAST比对分析,分别获得水稻的3个高相似性蛋白和拟南芥的4个高相似性蛋白,其中水稻OsBADH1、OsBADH2、OsALDH2B2、OsALDH2C1及拟南芥BADH1、BADH2、AL2C4均属于ALDH-SF(Aldehyde dehydrogenase superfamily)超家族成员。OsBADH2与OsBADH1为旁系同源基因,与拟南芥中BADH1和BADH2为直系同源基因。在桂恢852的遗传背景下成功获得4种突变类型且不含T-DNA的纯合突变体株系(osbadh2-1~osbadh2-4)。这4种突变类型均会使OsBADH2基因发生移码突变,导致翻译过程提前终止,破坏OsBADH2蛋白的原有结构和功能,导致4个osbadh2突变体株系的稻米产生香气。4个osbadh2突变体株系的株高、有效穗数、穗长、结实率、千粒重、长宽比与桂恢852野生型间无显著差异(P>0.05),但osbadh2-2突变体与osbadh2-4突变体的结实率存在极显著差异(P水稻品种的目标性状,极大缩短了育种年限。

关键词：水稻恢复系香味 OsBADH2 CRISPR-Cas9

水稻雄性不育突变体tpa1的表型鉴定与精细定位

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作物学报 2024年第5期50卷 1104-1114页

作者：万应春班义结蒋钰东王亚欣刘晶晶刘晓晴程育林王楠冯萍西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市市级重点实验室/南方山地农业教育部工程研究中心重庆400716 四川省农业科学院水稻高粱研究所(四川省农业科学院德阳分院) 国家水稻改良中心四川泸州分中心/农业农村部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室四川德阳618000

雄性不育材料是杂交水稻育种的关键。本研究通过甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变优良籼稻保持系西农1B,筛选得到一个雄性不育突变体tpa1。tpa1在营养生长阶段与野生型无差异,生殖生长阶段表现雄配子不育,雌配子发育正常... 详细信息

雄性不育材料是杂交水稻育种的关键。本研究通过甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变优良籼稻保持系西农1B,筛选得到一个雄性不育突变体tpa1。tpa1在营养生长阶段与野生型无差异,生殖生长阶段表现雄配子不育,雌配子发育正常。表型观察发现,tpa1花粉完全破碎消失,花药外壁角质层异常,花药内壁乌式体排列异常,胼胝质合成异常,绒毡层凋亡异常,且花粉外壁缺失柱状层。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,利用突变体tpa1与缙恢10号构建遗传群体,最终将TPA1基因定位于4号染色体引物标记N9和N11之间,物理距离为74 kb,该区间共15个预测基因,通过重测序仅发现在LOC_Os04g53380的外显子上发生了单碱基替换,导致了翻译的提前终止,随后对野生型和突变体tpa1该位点进行测序证实了这一突变,因此将该基因确定为TPA1的候选基因,TPA1是一个未被报道过的新的雄性不育基因。本研究将为TPA1基因的功能研究奠定基础。

关键词：水稻(Oryza sativa L.) 雄性隐性核不育 tpa1 精细定位

基于非靶向代谢组技术解析不同酿酒稻米品种的成分差异

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食品科学 2024年

作者：刘茂柯田新惠刘瑶唐玉明秦俭冯军刘成元四川省农业科学院水稻高粱研究所四川省泸州市酿酒科学研究所四川省农业科学院德阳分院农业农村部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室国家水稻改良中心四川泸州分中心

采用非靶向代谢组技术分析两种酿酒稻米(JKY和PXY)的代谢物组成差异及其与白酒酿造的关系。从稻米样品中检测到代谢物4159个，其含量组成以脂质和类脂分子、有机杂环化合物、有机酸和衍生物为主。从PXY和JKY之间筛查出差异代谢物326个(... 详细信息

采用非靶向代谢组技术分析两种酿酒稻米(JKY和PXY)的代谢物组成差异及其与白酒酿造的关系。从稻米样品中检测到代谢物4159个，其含量组成以脂质和类脂分子、有机杂环化合物、有机酸和衍生物为主。从PXY和JKY之间筛查出差异代谢物326个(变量权重值VIP >1 和p 研究结果进一步揭示了原料与白酒酿造的关系，可为优质原料的选择与推广提供依据。

关键词：非靶向代谢组学代谢途径酿酒水稻差异代谢物

代谢组和转录组分析籼稻福香占干旱胁迫的分子响应

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作物学报 2024年

作者：王颖姮崔丽丽蔡秋华林强吴方喜陈飞鹤谢鸿光朱永生陈丽萍谢华安张建福福建省农业科学院水稻研究所农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省水稻分子育种重点实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/杂交水稻国家重点实验室华南研究基地/水稻国家工程研究中心

干旱是影响农业生产最重要的原因之一。本研究以优质香稻福香占为材料，对其苗期干旱响应的生理指标、激素代谢物及基因表达调控网络进行分析。干旱处理后，福香占干旱存活率、抗氧化酶活性高于恢复系明恢63、明恢86和干旱敏感的丽江新... 详细信息

干旱是影响农业生产最重要的原因之一。本研究以优质香稻福香占为材料，对其苗期干旱响应的生理指标、激素代谢物及基因表达调控网络进行分析。干旱处理后，福香占干旱存活率、抗氧化酶活性高于恢复系明恢63、明恢86和干旱敏感的丽江新团黑谷，但电导率较低且过氧化物累积较少。IAA、ICA、ABA、cZ和SA等5种激素的代谢物含量上升，tZ、DHZ、GA1、JA等11种激素的代谢物含量下降。6118个差异表达基因(DGEs)中有2615个上调、3503个下调，涉及了光合作用、能量代谢、转录调控、氧化还原、离子结合等生物学过程和氨基酸、糖、脂肪酸、激素等合成代谢及植物激素信号转导等相关途径。激素代谢组和转录组学分析同时鉴别出植物激素信号转导、玉米素生物合成、类胡萝卜素生物合成和色氨酸代谢4个KEGG代谢通路，并构建了差异表达基因调控网络。转录因子、抗氧化酶基因、渗透调节等相关的28个干旱应答关键基因在福香占干旱处理后的表达量均上调。福香占受干旱胁迫后，激素水平发生了变化；抗逆应答的基因表达量均上调，包括转录因子、抗氧化系统基因、渗透调节及其他耐旱基因；抗氧化酶活性相关生理指标发生改变。研究结果有助于进一步挖掘抗旱基因，服务水稻抗旱育种。

关键词：福香占抗旱生理特性激素代谢组调控网络

籼稻种质资源A232抗三化螟的相关特性分析

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中国植保导刊 2024年第8期44卷 10-14页

作者：罗俊涛李永洪蒋钰东郑军曾正明四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室四川德阳618000 国家水稻改良中心四川泸州分中心四川泸州646100

比较抗螟与感螟水稻种质在农艺性状、维管束结构、营养物质含量方面的差异,可为解析水稻品种的抗螟机理提供参考。以抗螟籼稻种质A232、感螟对照F77及杂交稻冈优188为材料,通过盆栽试验考察供试材料对三化螟抗性的差异及主要农艺性状的... 详细信息

比较抗螟与感螟水稻种质在农艺性状、维管束结构、营养物质含量方面的差异,可为解析水稻品种的抗螟机理提供参考。以抗螟籼稻种质A232、感螟对照F77及杂交稻冈优188为材料,通过盆栽试验考察供试材料对三化螟抗性的差异及主要农艺性状的差异;用显微测量法比较供试材料维管束性状的差异;分别测定供试材料的还原糖、总糖及氮、磷、钾含量。结果表明:A232对三化螟表现中抗,其鞘维管束间距、茎秆直径、小维管束间距、茎大维管束直径均极显著低于感螟对照F77;除A232的还原糖含量显著低于F77与冈优188外,3种供试材料的总糖、氮、磷、钾含量差异均不显著。经综合分析,抗螟种质A232分蘖力较强、株高较矮、叶鞘较短、小维管束排列更紧密,植株还原糖含量较低,这些特点有利于抵抗或减轻三化螟幼虫为害。

关键词：水稻抗虫性三化螟枯心率农艺性状维管束营养物质

优质抗稻瘟病水稻恢复系泸恢1611的选育与应用

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杂交水稻 2024年第2期39卷 57-59页

作者：刘洁杨波袁小珍付强付唯邓佳丽李耘四川省农业科学院水稻高粱研究所(四川省农业科学院德阳分院)/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室四川德阳618000 国家水稻改良中心泸州分中心四川泸州646100

泸恢1611是四川省农业科学院水稻高粱研究所(四川省农业科学院德阳分院)用中间材料抗18作母本与泸恢5240杂交,通过常规育种和分子标记辅助选择技术相结合的方法,育成的优质、抗稻瘟病籼型水稻恢复系。利用该恢复系已组配出宜优1611、玉... 详细信息

泸恢1611是四川省农业科学院水稻高粱研究所(四川省农业科学院德阳分院)用中间材料抗18作母本与泸恢5240杂交,通过常规育种和分子标记辅助选择技术相结合的方法,育成的优质、抗稻瘟病籼型水稻恢复系。利用该恢复系已组配出宜优1611、玉龙优1611、川优1611、神优9611和川优8611等优质杂交稻组合通过国家或四川省审定。

关键词：杂交水稻泸恢1611 优质抗稻瘟病选育