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水稻耐极端高温育种研究进展

杂交水稻 2024年第3期39卷 1-11页

作者：陈劲唐文帮湖南杂交水稻研究中心湖南长沙410125 杂交水稻全国重点实验室湖南长沙410125

厄尔尼诺与拉尼娜现象导致全球极端天气频发,使我国水稻安全生产面临新的挑战。筛选、鉴定、创制耐极端高温水稻种质资源,培育耐热性强的水稻新品种是解决这一问题的可靠途径。对水稻耐高温育种现状进行了综述,分析当前耐高温育种研究... 详细信息

厄尔尼诺与拉尼娜现象导致全球极端天气频发,使我国水稻安全生产面临新的挑战。筛选、鉴定、创制耐极端高温水稻种质资源,培育耐热性强的水稻新品种是解决这一问题的可靠途径。对水稻耐高温育种现状进行了综述,分析当前耐高温育种研究所面临的困难与问题,结合多年的育种实践,提出了水稻耐极端高温概念,研创出耐极端高温鉴定育种技术体系;提出了耐高温基因的鉴定需与实际生产相结合,并利用耐高温基因加性效应培育多基因聚合的耐极端高温水稻新品种的策略。运用该策略与技术体系,筛选出耐极端高温且米质优良的恢复系5份(7W1446、5W0373、X233、X155、粤早香)和不育系4份(J2340S、599S、368S、天511S),具有较大育种应用价值。

关键词：水稻孕穗期扬花期耐极端高温分子聚合育种

水稻氮高效基因OsGRF4分子标记开发和粳型新种质创制

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分子植物育种 2024年

作者：杜雪树杨大兵胡亮李进波万丙良夏明元戚华雄湖北省农业科学院粮食作物研究所粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室农业农村部作物分子育种重点实验室

氮素是水稻生长发育中需求量最大的矿质元素，减少氮肥的投入和提高氮肥利用效率是水稻绿色可持续发展的关键目标之一。随着水稻种质中一批氮吸收和利用的关键基因的挖掘和克隆，利用这些有利基因培育氮高效水稻品种特别是粳稻品种逐步... 详细信息

氮素是水稻生长发育中需求量最大的矿质元素，减少氮肥的投入和提高氮肥利用效率是水稻绿色可持续发展的关键目标之一。随着水稻种质中一批氮吸收和利用的关键基因的挖掘和克隆，利用这些有利基因培育氮高效水稻品种特别是粳稻品种逐步成为水稻遗传育种的重点方向。本研究以籼稻的氮高效OsGRF4HapB为目标基因，开发了与OsGRF4紧密连锁的InDel (Insertion-Deletion)标记GRF4M1，利用该标记对66份水稻种质进行分子检测，并对部分种质进行了测序验证。研究结果表明，GRF4M1标记检测结果与OsGRF4基因测序结果完全一致。同时利用分子标记辅助选择技术将籼稻的OsGRF4HapB导入到了粳稻。GRF4M1标记的开发和利用，为水稻氮高效的分子标记辅助育种提供了实用可靠的基因分型技术，并为粳稻氮高效育种奠定了基础。

关键词：水稻氮高效利用 OsGRF4基因 InDel标记

粳稻种质苗期耐盐性综合评价与全基因组关联分析

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河南农业科学 2024年

作者：冯培媛董悦焦紫岚陈敏孔维儒冉杰李培富田蕾宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室宁夏大学农学院/宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室

为了解析盐胁迫下粳稻种质苗期Na+、K+分布特征，筛选耐盐优异种质，发掘离子平衡相关位点，以181份粳稻种质为试验材料，测定耐盐级别（STS）、地上部Na+含量（SNC）、地上部K+含量（SKC）、根系Na+含量（RNC）、根系K+含量（RKC），... 详细信息

为了解析盐胁迫下粳稻种质苗期Na+、K+分布特征，筛选耐盐优异种质，发掘离子平衡相关位点，以181份粳稻种质为试验材料，测定耐盐级别（STS）、地上部Na+含量（SNC）、地上部K+含量（SKC）、根系Na+含量（RNC）、根系K+含量（RKC），计算地上部Na+/K+（SNK）、根系Na+/K+（RNK）及耐盐性综合评价值（D），并进行全基因组关联分析。结果表明，STS、SNC、RNC、SKC、RKC、SNK、RNK 7个指标表现出丰富的变异，变异系数介于23.7%～70.5%；相关性分析表明，SNC与RNC、SNK、RNK呈极显著正相关，RNC与SNK、RNK呈极显著正相关，SKC与RKC呈显著正相关，与SNK呈极显著负相关；通过主成分分析共提取到4个主成分，累计贡献率89.545%；参照D值筛选到Bertone、Cigalon、Banat2951、早糯稻和沈农2号5份耐盐种质，加合1号、越光、幸实、山福利亚和千重浪为盐敏感种质。共检测到16个InDel位点，32个等位变异，贡献率为10.82%～20.57%。其中，与RNC显著关联的InDel位点有9个，分布于水稻第1、4、6、8、9、11号染色体上；与RNK显著关联的InDel位点有7个，位于水稻第4、5、6、7、9、10号染色体上，贡献率为11.04%～18.79%。等位变异6IM20.68Mb-2在以上2个指标中被同时检测到。与RNK显著关联的InDel位点9IM20.21Mb表现为3个单倍型，Hap1的RNK显著低于Hap2和Hap3，是1个耐盐优异单倍型。

关键词：粳稻耐盐性综合评价全基因组关联分析

高通量测序分析褐飞虱circRNAs表达谱及其潜在功能

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昆虫学报 2024年 1-12页

作者：于鑫滢赵哲奇闸雯俊武汉大学生命科学学院农业农村部作物分子育种重点实验室(武汉) 湖北洪山实验室湖北省农业科学院粮食作物研究所粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室

[目的]探究褐飞虱Nilaparvata lugens如何适应抗性水稻品种YHY15,并为研究环状RNA(circular RNA,circRNA)在褐飞虱对抗性水稻适应机制中的作用奠定基础。[方法]利用高通量测序技术鉴定生物型1和生物型Y褐飞虱的circRNA,并统计其类型和... 详细信息

[目的]探究褐飞虱Nilaparvata lugens如何适应抗性水稻品种YHY15,并为研究环状RNA(circular RNA,circRNA)在褐飞虱对抗性水稻适应机制中的作用奠定基础。[方法]利用高通量测序技术鉴定生物型1和生物型Y褐飞虱的circRNA,并统计其类型和分布。分析生物型1和生物型Y褐飞虱间circRNA表达差异,并对circ RNA来源基因进行GO功能注释和KEGG富集分析。[结果]生物型1和生物型Y褐飞虱共鉴定到19个circRNA,分布在9条染色体上,其中17个circRNA由剪接位点之间的外显子构成,2个circRNA由剪接位点之间的所有碱基构成,17个circRNA长度在200～800 bp。生物型Y褐飞虱的circRNA表达丰度与表达量比生物型1褐飞虱的更高。分析结果表明,在生物型1褐飞虱克服抗性水稻YHY15形成新的生物型Y的过程中,在自然选择压力下,circRNA的表达出现变化,推测这种变化影响了褐飞虱新生物型的形成。KEGG分析结果表明,鉴定到的生物型1和生物型Y褐飞虱circRNA来源基因主要富集到自噬相关通路上。[结论]褐飞虱长期取食抗性水稻,导致褐飞虱消化、解毒、代谢能力进化,能降解抗性水稻为抵御褐飞虱而产生的次生代谢物。鉴定到的生物型1和生物型Y褐飞虱的circRNA来源基因与细胞自噬相关,表明褐飞虱通过细胞自噬过程应答抗虫水稻,这种应答反应促进褐飞虱适应抗虫水稻,致害性增强和生物型形成。

关键词：褐飞虱 circRNA 细胞自噬抗虫水稻高通量测序

土壤改良剂对低湖冷浸田土壤特性及水稻生长的影响

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作物杂志 2024年

作者：汪本福余振渊宋平原张作林张枝盛李阳苏章锋郑中春程建平粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部作物分子育种重点实验室长江大学农学院潜江市农业技术推广中心潜江市农业农村局

低湖冷浸田具有土壤通气透水性差、土壤还原性强、有效养分缺乏等特点。本研究以湖北省典型潜育型低湖冷浸田为研究对象，探讨土壤改良剂对土壤特性、水稻根系特征及产量的影响。结果表明，与单施化肥处理（CK）比较，施用土壤改良剂通... 详细信息

低湖冷浸田具有土壤通气透水性差、土壤还原性强、有效养分缺乏等特点。本研究以湖北省典型潜育型低湖冷浸田为研究对象，探讨土壤改良剂对土壤特性、水稻根系特征及产量的影响。结果表明，与单施化肥处理（CK）比较，施用土壤改良剂通过增加有效穗数和结实率提高产量16.7%；显著促进了水稻根系生长发育，总根长增加14.0%，根鲜重增加27.1%、根干重增加28.5%、根体积增加21.5%；并有效降低了冷浸田还原性，增强土壤氧化特性，氧化还原电位提高16.3%，土壤还原性物质总量降低1.86 cmol/kg，活性还原物质降低2.19 cmol/kg，还可增加土壤有效养分含量，碱解氮、有效磷和速效钾分别达11.0%、28.5%和39.2%。化肥减量20%配施土壤调理剂后，产量减产4.98%，但减产未达显著水平，增加总根长5.0%，根鲜重增加9.3%、根干重增加18.6%、根体积增加8.3%；并使土壤还原性物质总量降低1.95 cmol/kg，活性还原物质降低2.24 cmol/kg，氧化还原电位提高13.9%，亦降低了土壤还原性。综上，施用土壤改良剂可减轻低湖冷浸田还原性，提高土壤氧化特性，改善根系生长发育，提高土壤有效养分供应，增产效果显著。

关键词：土壤改良剂冷浸田氧化还原电位土壤理化性状产量

高通量测序分析褐飞虱circRNA表达谱及其潜在功能

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昆虫学报 2024年第3期67卷 431-442页

作者：于鑫滢赵哲奇闸雯俊湖北省农业科学院粮食作物研究所粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室武汉430064 湖北洪山实验室武汉430070 武汉大学生命科学学院武汉430072 农业农村部作物分子育种重点实验室武汉430070

【目的】探究褐飞虱Nilaparvata lugens如何适应抗性水稻品种YHY15,并为研究环状RNA(circular RNA, circRNA)在褐飞虱对抗性水稻适应机制中的作用奠定基础。【方法】利用高通量测序技术鉴定生物型1和生物型Y(能致害抗性水稻YHY15的生物... 详细信息

【目的】探究褐飞虱Nilaparvata lugens如何适应抗性水稻品种YHY15,并为研究环状RNA(circular RNA, circRNA)在褐飞虱对抗性水稻适应机制中的作用奠定基础。【方法】利用高通量测序技术鉴定生物型1和生物型Y(能致害抗性水稻YHY15的生物型)褐飞虱的circRNA,并统计其类型和分布。分析生物型1和生物型Y褐飞虱间circRNA表达差异,并对circRNA来源基因进行GO功能注释和KEGG富集分析。【结果】生物型1和生物型Y褐飞虱共鉴定到19个circRNA,分布在9条染色体上,其中17个circRNA由剪接位点之间的外显子构成,2个circRNA由剪接位点之间的所有碱基构成,17个circRNA长度在200~800 bp。生物型Y褐飞虱的circRNA表达丰度与表达量比生物型1褐飞虱的更高。分析结果表明,在生物型1褐飞虱克服抗性水稻YHY15形成新的生物型Y的过程中,在自然选择压力下,circRNA的表达出现变化,推测这种变化影响了褐飞虱新生物型的形成。KEGG分析结果表明,鉴定到的生物型1和生物型Y褐飞虱circRNA来源基因主要富集到自噬相关通路上。【结论】褐飞虱长期取食抗性水稻,导致褐飞虱消化、解毒和代谢能力进化,能降解抗性水稻为抵御褐飞虱而产生的次生代谢物。鉴定到的生物型1和生物型Y褐飞虱的circRNA来源基因与细胞自噬相关,表明褐飞虱通过细胞自噬过程应答抗虫水稻,这种应答反应促进褐飞虱适应抗虫水稻,致害性增强和生物型形成。

关键词：褐飞虱 circRNA 细胞自噬抗虫水稻高通量测序

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稻米加工品质的遗传研究进展

分子植物育种 2024年

作者：谭翠容陈洛郑敏华赖美伶易继财张少红赵均良杨武广东省农业科学院水稻研究所广东省水稻育种新技术重点实验室广东省水稻工程实验室农业农村部华南优质稻遗传育种实验室(部省共建) 华南农业大学生命科学学院

加工品质是影响水稻产量和品质的重要因素。加工品质为多基因控制的复杂性状，同时易受环境因素的影响。以表型鉴定为基础的常规选育技术难以有效提高加工品质。从基因水平研究加工品质的遗传基础，通过分子育种技术是提高加工品质的有... 详细信息

加工品质是影响水稻产量和品质的重要因素。加工品质为多基因控制的复杂性状，同时易受环境因素的影响。以表型鉴定为基础的常规选育技术难以有效提高加工品质。从基因水平研究加工品质的遗传基础，通过分子育种技术是提高加工品质的有效途径。本研究概述了稻米加工品质及其影响因素，介绍了已克隆的加工品质相关基因的最新研究进展，归纳了水稻中通过双亲群体和自然群体鉴定加工品质QTL的现状和遗传特性。最后，在此基础上分析了加工品质的遗传与改良存在的问题，并对未来研究方向作出了展望。

关键词：水稻加工品质基因克隆 QTL定位育种改良

广谱抗稻瘟病基因PigmR 的KASP标记开发及应用

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中国水稻科学 2024年

作者：李文奇许扬王芳权朱建平陶亚军李霞范方军蒋彦婕陈智慧杨杰扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心生物育种钟山实验室江苏省农业科学院粮食作物研究所/农业农村部淮河下游种质创制重点实验室(南京)/国家水稻改良中心南京分中心

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific，PCR KASP)标记，有利于提升PigmR育种利用的精准性和效率。【方法】本研究通... 详细信息

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific，PCR KASP)标记，有利于提升PigmR育种利用的精准性和效率。【方法】本研究通过序列比对明确PigmR基因编码区存在单核苷酸变异，开发KASP分子标记PigmR-K，通过对水稻品种和F2分离群体进行基因型分析，结合稻瘟病表型鉴定，并开展分子标记辅助选择育种，对标记的精准性和高效性进行验证。【结果】根据PigmR基因编码区序列第2503位存在特异性单核苷酸A>C变异，建立基于KASP的PigmR精准高效基因分型技术体系，通过对159份水稻品种、270份F2群体单株以及247份BC1F3群体单株进行基因型检测，PigmR-K能够显著区分供试水稻材料的纯和抗病、纯合感病和杂合基因型，并与人工接种穗颈瘟表型一致。【结论】利用PigmR基因编码区变异位点开发的KASP标记PigmR-K具有精准高效等优势，有利于稻瘟病抗性遗传改良。

关键词：水稻广谱稻瘟病抗性 PigmR基因 KASP 育种效率

优质中籼光温敏核不育系EK8S的选育及应用

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杂交水稻 2024年第3期39卷 66-69页

作者：董华林胡建林王红波殷得所郑兴飞薛莲万厚文吴波费震江金卫兵游艾青彭宣国徐得泽湖北省农业科学院粮食作物研究所/粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室/农业农村部作物分子育种重点实验室/洪山实验室湖北武汉430064 麻城市城区农业技术推广站湖北麻城438300 湖北汇楚智生物科技有限公司湖北武汉430064 湖北省小龙虾产业技术研究院有限公司湖北潜江433100

EK8S是用来源于C815S的两系不育系中间材料作母本、粤丰B变异株系选稳定材料作父本杂交,经湖北武汉和海南陵水两地穿梭育种,利用人工低温池加压筛选育性,田间和室内鉴定米质和农艺性状,培育的具有不育起点温度较低、株型好、米质优、易... 详细信息

EK8S是用来源于C815S的两系不育系中间材料作母本、粤丰B变异株系选稳定材料作父本杂交,经湖北武汉和海南陵水两地穿梭育种,利用人工低温池加压筛选育性,田间和室内鉴定米质和农艺性状,培育的具有不育起点温度较低、株型好、米质优、易繁好制、配合力强的细长粒中籼型水稻光温敏核不育系。利用该不育系配组的杂交稻新组合E两优888、E两优金丝和汇两优莹丝表现产量较高、米质优、食味好、生育期适中,通过了湖北省或国家品种审定。

关键词：杂交水稻光温敏核不育系 EK8S 选育