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三抗籼型水稻光温敏核不育系华6421S的选育及应用

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杂交水稻 2025年

作者：牟同敏李春海杨大兵米甲明熊立仲华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室

华6421S是从华1015S/华1165S后代，通过分子标记检测和聚合Pi2、Xa23、Bph14和Bph15基因，再通过多代选择培育的籼型水稻光温敏核不育系。病区鉴定穗颈瘟发病率3级、叶瘟3级，室内苗瘟鉴定33个菌株、抗性频率94%，综合评价是中抗稻瘟病... 详细信息

华6421S是从华1015S/华1165S后代，通过分子标记检测和聚合Pi2、Xa23、Bph14和Bph15基因，再通过多代选择培育的籼型水稻光温敏核不育系。病区鉴定穗颈瘟发病率3级、叶瘟3级，室内苗瘟鉴定33个菌株、抗性频率94%，综合评价是中抗稻瘟病。人工接种3个白叶枯病菌，病斑长度0.3～1.7 cm，综合评价抗白叶枯病。苗期褐飞虱抗性鉴定，抗性3级，综合评价抗褐飞虱。人工气候箱鉴定，在光长14.5 h、日均温23℃（夜最低温19℃，日最高温26℃）条件下，花粉不育度99.51%，自交不育度100%。在武汉自然条件下分期播种，不育度99.5%以上的稳定不育期62 d，从7月15日至9月15日。在武汉2018年5月10日至6月5日播种，播种到始穗82～86 d，单株有效穗数9.0个，株高80.3 cm，穗长23.5 cm，每穗颖花数140.6个。在海南陵水，2018年冬季11月20日至12月10日播种，播始历期85 d左右，单株有效穗数12.1个，株高85.1 cm，穗长19.4 cm，每穗颖花数147.5个，自然结实率85.28%，平均千粒重25.4 g。对海南收获的稻谷进行了2 a的米质分析，各指标平均值为糙米率78.4%，精米率69.0%，整精米率58.6%，垩白度2.7%，垩白粒率12.0%，粒长6.0 mm，长宽比2.7，直链淀粉含量12.9%，碱消值6.3级，胶稠度82 mm，透明度1级。2021年7月通过湖北省农作物品种审定委员会审定。已经配制出2个三抗（抗稻瘟病、抗白叶枯病、抗褐飞虱）的两系杂交稻品种和1个抗稻瘟病、抗白叶枯病的两系杂交稻品种，均通过了湖北省农作物品种审定委员会审定。

关键词：杂交水稻光温敏核不育系华6421S 稻瘟病抗性白叶枯病抗性褐飞虱抗性分子标记选择选育

水稻幼穗分化期至抽穗期高温对籽粒形态和充实的影响及其与粒重的关系

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作物学报 2025年

作者：王梦宁谢可冉高逖王飞任孝俭熊栋梁黄见良彭少兵崔克辉作物遗传改良国家重点实验室/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室/华中农业大学植物科学技术学院

以热敏感型品种两优培九(LYPJ)和晶两优华占(JLYHZ)、耐热型品种汕优63 (SY63)为材料，在盆栽条件下设置幼穗分化期至抽穗期常温和高温两种温度处理，探究幼穗分化期至抽穗期高温对穗分化期颖花和籽粒大小、灌浆期籽粒充实的影响及其与... 详细信息

以热敏感型品种两优培九(LYPJ)和晶两优华占(JLYHZ)、耐热型品种汕优63 (SY63)为材料，在盆栽条件下设置幼穗分化期至抽穗期常温和高温两种温度处理，探究幼穗分化期至抽穗期高温对穗分化期颖花和籽粒大小、灌浆期籽粒充实的影响及其与粒重的关系及内在机制。与常温处理相比，幼穗分化期至抽穗期高温导致LYPJ和JLYHZ的千粒重、每穗颖花数、结实率和产量显著降低，但对SY63无显著影响。幼穗分化期至抽穗期高温显著降低LYPJ和JLYHZ颖花和籽粒大小(长度、宽度和厚度)，SY63的降幅低于热敏感品种。高温导致LYPJ颖花OsLOGL2基因表达降低、JLYHZ颖花OsCKX5基因表达增加，并显著降低两品种颖花活性细胞分裂素含量。高温对2个热敏感品种成熟期地上部干物质积累无显著影响，显著降低收获指数，降低抽穗期至成熟期单粒增重和平均灌浆速率，对SY63则无显著影响。高温显著降低了LYPJ和JLYHZ籽粒灌浆相关基因(OsFLO2、OsFLO4和OsGIF2)表达和籽粒酸性/中性转化酶、蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶以及LYPJ籽粒淀粉分支酶活性，对SY63无显著影响。本研究表明幼穗分化期至抽穗期高温降低了收获指数，降低了颖花内源活性细胞分裂素含量从而降低颖花和籽粒大小，也抑制了籽粒灌浆相关基因表达和相关酶活性；因此，高温导致粒重和产量下降可能是由于同化物向籽粒分配减少和库活性受到抑制，表现出高温处理的后续效应。

关键词：水稻幼穗分化期-抽穗期高温粒重籽粒形态籽粒充实颖花细胞分裂素含量

甘蓝型油菜BnaSLY1基因进化分析及功能研究

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作物学报 2025年第1期51卷 44-57页

作者：李嘉欣黄莹莹吴潞梅赵伦易斌马朝芝涂金星沈金雄傅廷栋文静华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室/国家油菜工程技术研究中心/洪山实验室湖北武汉430070

赤霉素调控植物表皮细胞增长、茎叶伸长以及株型建成。拟南芥SLY1属于F-box蛋白,它通过靶向泛素化赤霉素信号转导路径的负向调控因子——DELLA蛋白来影响植物生长发育,然而油菜中BnaSLY1的基因功能尚未揭示。本研究对BnaSLY1进行了表达... 详细信息

赤霉素调控植物表皮细胞增长、茎叶伸长以及株型建成。拟南芥SLY1属于F-box蛋白,它通过靶向泛素化赤霉素信号转导路径的负向调控因子——DELLA蛋白来影响植物生长发育,然而油菜中BnaSLY1的基因功能尚未揭示。本研究对BnaSLY1进行了表达特征和进化树分析,利用CRISPR/Cas9技术创制了BnaSLY1不同拷贝数的突变体,结合RNA-Seq技术对BnaSLY1的生物学功能及其对油菜生长发育的影响进行了研究。结果表明,甘蓝型油菜Westar中有2个SLY1同源拷贝***1和***1,它们表达模式基本相同,为组成型表达基因,其蛋白定位在细胞核,且在不同的油菜品种及十字花科植物间序列保守。与对照相比,单突bnaa01sly1和bnaa06sly1开花时间推迟,株高显著降低,而双突bnasly1还表现出深绿色光叶表型,叶片厚度增加,开花期比单突进一步推迟,株高也进一步降低。RNA-Seq结果显示,双突与Westar之间的差异表达基因显著富集在生长素信号转导路径以及蜡质合成通路,多个开花时间相关基因表达也发生显著变化。本研究表明, BnaSLY1除影响植物株高和开花时间等生长发育进程,还影响表皮蜡质合成,为探索赤霉素信号转导路径在甘蓝型油菜生长发育中的重要作用奠定了理论基础。

关键词：甘蓝型油菜 BnaSLY1 赤霉素株型蜡质合成开花时间 RNA-Seq

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棉花60K功能位点基因芯片的制备及应用

作物学报 2025年

作者：王亚雯戚正阳尤佳琦聂新辉曹娟杨细燕涂礼莉张献龙王茂军华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室石河子大学新疆塔里木河种业股份有限公司

棉花是最重要的天然纺织纤维来源，同时是重要的油料来源。功能位点基因芯片作为一种可以提高育种值评估准确性和育种效率的工具，在棉花中应用较少。本研究制备了一款棉花60K功能位点基因芯片。该芯片制备基于已获得的棉花不同品种的As... 详细信息

棉花是最重要的天然纺织纤维来源，同时是重要的油料来源。功能位点基因芯片作为一种可以提高育种值评估准确性和育种效率的工具，在棉花中应用较少。本研究制备了一款棉花60K功能位点基因芯片。该芯片制备基于已获得的棉花不同品种的Assay for Transposase Accessible Chromatin with high-throughput sequencing (ATAC-seq)、Chromatin Immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq)、High-throughput Chromosome Conformation Capture (Hi-C)等组学数据，相较棉花领域已有的基因芯片，包含了更多经过多维组学数据注释的功能遗传变异的位点，所携带的有效功能信息更多。本研究将该芯片应用于棉花群体的全基因组关联分析中，鉴定到40个与棉花纤维品质性状相关的显著SNP位点，其中与纤维伸长率(FE)相关的显著位点共25个，与马克隆值(FM)相关的显著位点共l5个，与纤维强度(FS)相关的显著位点共2个，与纤维长度(FL)相关的显著位点共4个，与纤维整齐度(FU)相关的显著位点共4个。本研究中棉花60K功能位点基因芯片可应用于棉花种质资源评价、遗传定位及全基因组选择育种等方面，助力棉花基因组育种。

关键词：棉花育种基因芯片棉花60K功能位点基因芯片全基因组关联分析驯化选择

增施穗氮肥缓解水稻穗分化期高温伤害的生理机制研究

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作物杂志 2025年第1期 89-98页

作者：闫娜谢可冉高逖胡秋倩崔克辉作物遗传改良全国重点实验室/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室/华中农业大学植物科学技术学院

全球气候变暖导致的极端高温天气严重影响水稻生产，幼穗分化期高温影响水稻幼穗发育和颖花育性，进而导致产量下降。本试验在盆栽条件下选取高温抗性品种汕优63(SY63)和高温敏感品种两优培九（LYPJ），在幼穗分化二期设置低穗肥（LN,0.... 详细信息

全球气候变暖导致的极端高温天气严重影响水稻生产，幼穗分化期高温影响水稻幼穗发育和颖花育性，进而导致产量下降。本试验在盆栽条件下选取高温抗性品种汕优63(SY63)和高温敏感品种两优培九（LYPJ），在幼穗分化二期设置低穗肥（LN,0.072 g N/kg）、高穗肥（HN,0.144 g N/kg）2个不同穗氮肥施用量和连续15 d的白天高温处理（高温处理白天和夜间平均温度为35.6℃/27.5℃，以29.6℃/26.8℃为对照温度）。结果表明，与对照温度相比，LN和HN处理下高温导致LYPJ产量分别下降36.9%和24.8%，颖花育性分别降低22.8%和8.1%，对SY63产量和颖花育性无显著影响，表明增施穗氮肥显著促进了高温下LYPJ产量形成。增施穗氮肥显著提高了花前穗非结构性碳水化合物（NSC）含量，提高了花后茎鞘NSC向穗的转运量。穗NSC积累量、茎鞘NSC转运量与颖花育性、结实率和产量均呈正相关。因此，高温下增施穗氮肥可能通过促进茎鞘同化物积累与再分配缓解穗分化期高温伤害。

关键词：水稻穗氮肥幼穗分化期高温茎鞘同化物再分配产量

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盐生草HgS5基因的克隆与抗旱性鉴定

草业学报 2025年第2期34卷 184-195页

作者：汪欣瑶彭亚萍姚立蓉汪军成司二静张宏杨轲马小乐孟亚雄王化俊李葆春甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

为应对日益严峻的干旱环境问题,发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果,盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高,故选其为研究对象,对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位;通过... 详细信息

为应对日益严峻的干旱环境问题,发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果,盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高,故选其为研究对象,对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位;通过qRT-PCR检测目的基因在拟南芥植株叶片和根系的相对表达量,并利用农杆菌完成拟南芥异源表达,以验证目的基因的抗旱能力。结果表明,HgS5基因中碱基对的数量为1738,编码370个氨基酸,编码蛋白为酸性亲水性蛋白且没有跨膜区;具有116个启动子顺式作用元件;HgS5基因和巨人柱、苋菜和甜菜相关同源基因拥有相同的A_thal_3526保守结构域;亚细胞定位显示HgS5基因主要在细胞膜上表达;荧光定量结果显示HgS5基因主要在拟南芥根系表达,处理第6天表达量与其他组别差异显著(P<0.05);抗旱鉴定结果显示过表达拟南芥的抗旱性明显增强,具体表现为植株枯萎程度减缓;基因HgS5通过影响酶活性来对抗干旱环境,过表达拟南芥根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在干旱胁迫后期整体高于野生型。综上所述,基因HgS5在抗旱过程中起到了积极的调控作用。研究结果旨在为进一步探索HgS5基因应对干旱胁迫的分子响应机制提供理论依据。

关键词：盐生草基因家族生物信息学分析基因克隆抗旱性鉴定

大麦PRX基因家族全基因组鉴定及其干旱胁迫下的表达分析

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作物学报 2025年

作者：陆雯佳汪军成姚立蓉张宏司二静杨轲孟亚雄李葆春马小乐王化俊省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

过氧化物酶（Class III peroxidase， PRX）基因家族在调控植物生长发育及非生物胁迫过程中发挥重要作用。大麦（Hordeum vulgare L.）是典型的C3植物，目前关于HvPRXs基因家族的功能研究鲜有报道。本研究通过生物信息学的方法对大麦PR... 详细信息

过氧化物酶（Class III peroxidase， PRX）基因家族在调控植物生长发育及非生物胁迫过程中发挥重要作用。大麦（Hordeum vulgare L.）是典型的C3植物，目前关于HvPRXs基因家族的功能研究鲜有报道。本研究通过生物信息学的方法对大麦PRX基因家族（HvPRXs）成员进行了分析，探究其在20% PEG-6000胁迫下的表达模式。大麦全基因组中共鉴定出了178个HvPRXs基因家族成员，并根据其在染色体上位置顺序依次命名为HvPRX1～HvPRX178。通过对大麦、水稻和拟南芥的过氧化物酶进行进化树分析将其分为5个亚家族，基因结构和Domain分析表明同一亚家族具有较高的保守性。基因复制分析显示，15个HvPRX基因（8%）存在片段复制，34个HvPRX基因（67%）存在串联复制，串联复制事件在HvPRX基因扩增中起重要作用。大麦与拟南芥的物种间共线性分析显示，大麦与拟南芥有4个PRX直系同源基因对，说明基因从单子叶到双子叶进行了大规模的分子进化事件。转录组分析显示，HvPRXs基因家族成员在大麦根、叶中表达存在差异。启动子顺式作用元件分析显示，99个HvPRXs含有与干旱胁迫响应相关的顺式作用元件。最后基于qRT-PCR分析其干旱胁迫下的表达特征，结果表明，HvPRX1、HvPRX18、HvPRX63、HvPRX160和HvPRX167受20% PEG-6000诱导在3 h时表达量显著升高。本研究结果为全面探索HvPRXs基因的生物学功能、其调控大麦抗旱性的分子机制以及抗逆作物新品种的培育提供参考。

关键词：大麦 PRX基因家族生信分析干旱胁迫

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泛素化调控植物免疫反应研究进展

植物遗传资源学报 2025年

作者：郭铭司二静王燕绣姚立蓉汪军成张宏李葆春孟亚雄马小乐王化俊甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

真菌病害作为农作物产量下降的重要因素之一，对全球农业生产和粮食安全构成了严重威胁。当植物遭遇病原真菌侵害时，其防御机制主要涉及复杂的抗病相关蛋白合成调控以及蛋白质翻译后修饰过程。近年来，泛素化在调控植物免疫反应中的作... 详细信息

真菌病害作为农作物产量下降的重要因素之一，对全球农业生产和粮食安全构成了严重威胁。当植物遭遇病原真菌侵害时，其防御机制主要涉及复杂的抗病相关蛋白合成调控以及蛋白质翻译后修饰过程。近年来，泛素化在调控植物免疫反应中的作用成为了植物病理学和分子生物学研究的热点领域。泛素化作为一种关键的蛋白质翻译后修饰机制，参与了模式识别受体介导的信号传导路径，影响这些受体的内吞、降解及再循环过程，从而增强植物对病原菌的识别能力。此外，泛素化还与植物激素信号通路相互作用，共同调节植物的抗病性。特别是E3泛素连接酶作为泛素化过程中的核心成分，其多样性和特异性为植物提供了精确调控免疫反应的能力。本文介绍了泛素-蛋白酶体系统的反应过程，并重点围绕蛋白质泛素化修饰在植物免疫应答中的调控作用以及泛素连接酶在植物应对病原菌侵染后的功能研究开展论述，旨在为深入理解植物自身的抗性调节机制以及培育具有更强抗性的作物品种提供新的策略和技术手段，对于泛素化修饰在植物免疫应答领域的深入研究具有重要意义。

关键词：植物免疫泛素化修饰 E3泛素连接酶

棉花纤维品质相关性状QTL元分析及候选基因鉴定

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作物学报 2025年

作者：郭栋财吕涛蔡永生买吾鲁达·艾合买提陈全家曲延英郑凯新疆农业大学/新疆作物生物育种重点实验室

棉花纤维品质性状是受多基因控制的复杂数量性状，深入挖掘棉花纤维品质数量性状基因座(quantitative trait loci， QTL)和候选基因对棉花纤维品质遗传改良具有重要意义。本研究利用BioMercator 4.2软件，以Blenda A等发布的棉花高密度... 详细信息

棉花纤维品质性状是受多基因控制的复杂数量性状，深入挖掘棉花纤维品质数量性状基因座(quantitative trait loci， QTL)和候选基因对棉花纤维品质遗传改良具有重要意义。本研究利用BioMercator 4.2软件，以Blenda A等发布的棉花高密度分子标记遗传连锁图谱为参考图谱，对来自21个独立纤维品质QTL定位研究中的379个控制棉花纤维品质的原始QTL进行图谱整合、映射以及QTL元分析。获得的74个控制棉花纤维品质性状的一致性MQTL (meta quantitative trait loci， MQTL)，分布在26条染色体上，置信区间最小为0.5 cM，所有MQTL中共包含13，833个基因。通过RNA-seq、GO和KEGG富集分析，挖掘到32个与棉花纤维品质相关的候选基因。通过qRT-PCR验证发现，这些基因在棉花纤维发育不同时期差异表达，推测其可能参与调控棉花纤维发育。本研究为棉花纤维品质性状分子标记辅助选择育种和基因克隆提供理论依据。

关键词：棉花纤维品质一致性QTL 元分析