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栽培模式及生态条件对弱筋小麦籽粒品质的影响

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麦类作物学报 2024年

作者：陈松朱娟吕超王菲菲郭宝健许如根江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室/扬州大学农学院/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心

为研究不同栽培模式及生态条件对弱筋小麦籽粒品质的影响,以8个扬麦系列和宁麦系列弱筋小麦品种及2个中筋小麦品种为材料,分析参试小麦品种在不同栽培模式及生态条件下籽粒容重、蛋白质含量及淀粉含量的稳定性及差异性。结果表明,小麦... 详细信息

为研究不同栽培模式及生态条件对弱筋小麦籽粒品质的影响,以8个扬麦系列和宁麦系列弱筋小麦品种及2个中筋小麦品种为材料,分析参试小麦品种在不同栽培模式及生态条件下籽粒容重、蛋白质含量及淀粉含量的稳定性及差异性。结果表明,小麦籽粒品质既受品种遗传因素的控制,也受栽培模式及生态条件的影响。在弱筋小麦优质栽培模式[基本苗2.40×106株·hm-2,施用纯氮180kg·hm-2,磷、钾肥以基苗肥为主,氮肥运筹按基肥∶苗肥∶拔节肥(倒3.5叶前)=7∶1∶2],弱筋小麦籽粒蛋白质含量较低,容重大,淀粉品质较高,中筋品种扬麦25和扬麦28也能够达到优质弱筋的要求。在中筋小麦高产栽培模式[基本苗1.80×106·hm-2,施用纯氮240kg·hm-2,磷、钾肥以基苗肥为主,氮肥运筹按基肥∶苗肥∶拔节孕穗肥=5∶2∶3],参试品种籽粒蛋白质含量均较高,多数品种不能达到弱筋小麦的标准。要保证弱筋小麦品质,应选择适宜良种,在常规大田栽培措施的基础上,采用第一种栽培模式,并根据当地当年气候生态条件作适当调整。

关键词：弱筋小麦栽培模式生态条件品质

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玉米茎秆直径及表皮穿刺强度的QTL定位

分子植物育种 2024年

作者：叶仕玉邵聪刘欢欢何永辉印志同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植物功能基因组学教育部重点实验室江苏省作物遗传生理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

茎秆直径(stalk diameter， SD)和表皮穿刺强度(rind penetrometer resistance， RPR)是反应玉米茎秆强度的两个重要指标，与玉米抗倒伏能力高度相关。研究玉米茎秆直径和表皮穿刺强度的遗传基础，挖掘调控相关性状的关键基因对提高玉... 详细信息

茎秆直径(stalk diameter， SD)和表皮穿刺强度(rind penetrometer resistance， RPR)是反应玉米茎秆强度的两个重要指标，与玉米抗倒伏能力高度相关。研究玉米茎秆直径和表皮穿刺强度的遗传基础，挖掘调控相关性状的关键基因对提高玉米的抗倒伏能力具有重要意义。在本研究中，我们对‘Y915’和‘郑58’衍生的重组自交系(recombinant inbred lines， RIL)群体的近地面二、三节的直径(SD2， SD3)和表皮穿刺强度(RPR2， RPR3)进行了两年两环境的测定，待玉米乳熟期，在RIL群体的每个家系中随机选取5株植株对其近地面二、三节直径进行测定，剥离叶鞘，在各节间中部卡数显式游标卡尺测定其茎秆直径，茎杆的穿刺强度由玉米茎秆强度仪利用压力传感器来实时反映。采用单环境表型数据和多环境最佳线性无偏预测(best linear unbiased prediction， BLUP)两种方式对表型数据进行分析并开展相关性状的遗传解析。我们共检测到了8个与茎秆直径、5个与茎秆表皮穿刺强度相关的位点，似然函数比数对数值(logarithm of odds， LOD)值在2.65～5.98之间，表型贡献率的变化范围为6.27%～16.75%。其中，与茎秆直径相关的q2SD3-2可以在E2与BLUP中重复检测到，且表型贡献率均大于10%，是一个主效的QTL位点；与茎秆表皮穿刺强度相关的q3RPR3-1与q3RPR5-2均可以在E2与BLUP中重复检测到。本研究将为后续基因挖掘和开展分子标记辅助育种提供重要基础。

关键词：玉米倒伏茎秆直径表皮穿刺强度 QTL定位

过量表达异三聚体G蛋白γ亚基基因RGG2提高水稻抗旱性

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中国水稻科学 2024年第3期38卷 246-255页

作者：缪军冉金晖徐梦彬卜柳冰王平梁国华周勇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/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009 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扬州225009 江苏省农垦农业发展股份有限公司现代农业研究院南京211800

【目的】探究水稻异三聚体G蛋白γ亚基RGG2在提高水稻抗旱性中的作用。【方法】利用酵母双杂交和荧光素酶互补实验,鉴定RGG2与RGB1的相互作用。施加外源ABA,检测RGG2的表达水平和RGG2过量表达系的种子萌发率,用于阐明RGG2是否参与ABA响... 详细信息

【目的】探究水稻异三聚体G蛋白γ亚基RGG2在提高水稻抗旱性中的作用。【方法】利用酵母双杂交和荧光素酶互补实验,鉴定RGG2与RGB1的相互作用。施加外源ABA,检测RGG2的表达水平和RGG2过量表达系的种子萌发率,用于阐明RGG2是否参与ABA响应。通过比较野生型和RGG2过量表达系的离体叶片失水率和干旱处理后的植株存活率,解析RGG2在干旱胁迫响应中的作用。【结果】RGG2与RGB1之间存在相互作用。RGG2的表达水平可以被ABA、PEG-6000和干旱处理显著诱导。ABA处理条件下,日本晴和武运粳7号背景下RGG2过量表达系种子萌发率和根长均明显下降,且显著低于野生型,表明RGG2正调控ABA响应。过量表达系离体叶片的失水率低于野生型,但干旱条件下的植株存活率高于野生型。干旱处理条件下,多个ABA和干旱胁迫响应相关基因的表达被诱导,并且在过量表达系中的表达水平明显高于野生型。【结论】RGG2正调控ABA和干旱胁迫响应,过量表达RGG2可以提高水稻抗旱性。

关键词：水稻异三聚体G蛋白 RGG2 ABA响应干旱胁迫

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2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49调控水稻干旱和高温胁迫响应的机制研究

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2024年第3期45卷 17-27页

作者：朱子杰卜柳冰王雨鑫徐佳婷刘丹彤缪军扬州大学农学院/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009 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扬州225009

水稻是最重要的粮食作物之一,干旱、高温、盐等不利因素均会严重影响水稻产量。脱落酸(ABA)作为一种胁迫响应激素,参与调控多种非生物胁迫应答。以ABA信号组分A亚族2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49为研究对象,探究其调控水稻干旱和高温胁迫... 详细信息

水稻是最重要的粮食作物之一,干旱、高温、盐等不利因素均会严重影响水稻产量。脱落酸(ABA)作为一种胁迫响应激素,参与调控多种非生物胁迫应答。以ABA信号组分A亚族2C类蛋白磷酸酶基因OsPP2C49为研究对象,探究其调控水稻干旱和高温胁迫的响应机制。结果表明:敲除OsPP2C49基因显著提高水稻在干旱和高温条件下的存活率,而过量表达会导致存活率显著降低。OsPP2C49的表达可被不同逆境胁迫诱导。OsbZIP10、OsbZIP40和OsbZIP42可结合OsPP2C49的启动子,激活OsPP2C49的转录。OsbZIP10、OsbZIP40和OsbZIP42的表达亦可被干旱和高温显著诱导,推测OsPP2C49在胁迫条件下的诱导表达是由不同bZIP转录因子介导的。这一研究可为培育耐旱和耐高温的水稻品种提供新的遗传信息。

关键词：水稻脱落酸 2C类蛋白磷酸酶 OsPP2C49 干旱胁迫高温胁迫

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水稻种子休眠遗传调控机制研究进展

扬州大学学报（农业与生命科学版） 2024年第1期45卷 1-9,26页

作者：卢心明牛百晓扬州大学农学院/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室/植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

种子休眠可确保种子在最适宜的条件下萌发,对植物的生存和环境适应具有重要意义。种子休眠的强弱关系到种子穗发芽、萌发率、整齐度及后续生长,对作物的产量和品质十分重要。种子休眠受内源激素、环境和复杂遗传网络等多种因素的调控。... 详细信息

种子休眠可确保种子在最适宜的条件下萌发,对植物的生存和环境适应具有重要意义。种子休眠的强弱关系到种子穗发芽、萌发率、整齐度及后续生长,对作物的产量和品质十分重要。种子休眠受内源激素、环境和复杂遗传网络等多种因素的调控。其中植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)和赤霉素(gibberellic acid,GA)是水稻休眠调控网络中最重要的2个激素,大多数休眠相关基因通过直接或间接调控ABA和GA相关基因来介导种子的休眠。过去几十年,育种家对水稻种子休眠进行了一些数量性状座位(Quantitative trait locus,QTL)定位研究,并结合一系列水稻穗发芽的突变体,初步揭示了种子休眠的分子机制。该研究归纳总结近几年控制水稻休眠的关键基因及其调控机制,以期为该方向的研究以及水稻抗穗发芽分子育种提供帮助。

关键词：水稻种子休眠穗发芽 ABA GA 遗传调控

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玉米染色体片段代换系群体构建与叶夹角QTL定位

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分子植物育种 2024年

作者：胡雪友卢峰何永辉刘欢欢印志同江苏省扬州大学植物功能基因组学教育部重点实验室/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心/教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室

染色体片段代换系(CSSLs)是复杂数量性状QTL定位和克隆的优良材料。叶夹角作为植物株型的重要性状，是实现作物群体合理密植的关键考量因素。解析叶夹角的遗传基础对理想株型育种有着重要意义。因此，本研究以自交系LDC-1为供体亲本、YS... 详细信息

染色体片段代换系(CSSLs)是复杂数量性状QTL定位和克隆的优良材料。叶夹角作为植物株型的重要性状，是实现作物群体合理密植的关键考量因素。解析叶夹角的遗传基础对理想株型育种有着重要意义。因此，本研究以自交系LDC-1为供体亲本、YS501为轮回亲本构建染色体片段代换系群体，并基于此群体开展叶夹角QTL定位。主要结果如下：获得了153份以YS501为遗传背景的染色体片段代换系。该群体共携带1 326个供体片段，代换片段的累加总长度为16 502.68 Mb，是玉米参考基因组的7.8倍，代换片段总覆盖长度为2 092.90 Mb，覆盖玉米整个参考基因组的99.08%；共检测到9个叶夹角相关QTLs，单个QTL贡献了3.53%～13.25%的表型变异。其中，位于2和6号染色体的qLA2-1，qLA6-2表型贡献率均在13%以上，认为是主效QTL。本研究构建的染色体片段代换系为叶夹角主效QTL的精细定位及后续关键基因的克隆提供科学依据，也为其它复杂农艺性状的遗传解析和分子标记辅助育种提供了研究材料。

关键词：玉米染色体片段代换系叶夹角 QTL定位

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植物顺式调控元件研究进展

浙江农业学报 2024年

作者：张鑫刘鹏扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室植物功能基因组学教育部重点实验室江苏省作物基因组学与分子育种重点实验室粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学农业科技发展研究院教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室

顺式调控元件是具有调控功能的非编码DNA序列，确保植物在不同生长发育阶段和环境应答时相关基因正确的时空表达。目前，植物顺式调控元件的功能研究落后于动物，然而依托较完善的基因组注释信息和开放染色质技术，植物顺式调控元件研... 详细信息

顺式调控元件是具有调控功能的非编码DNA序列，确保植物在不同生长发育阶段和环境应答时相关基因正确的时空表达。目前，植物顺式调控元件的功能研究落后于动物，然而依托较完善的基因组注释信息和开放染色质技术，植物顺式调控元件研究取得了重要进展。本文综述了植物顺式调控元件的相关研究，发现活性顺式调控元件与染色质活性相关联，转录因子和顺式调控元件之间的相互作用决定了基因转录水平，高通量测序技术提供的不同分子层面的组学数据能高效鉴定到顺式调控元件，由转座子衍生的顺式调控元件调控农艺性状基因转录。精准鉴定和深入功能解析顺式调控元件是未来重要的研究方向。植物顺式调控元件的挖掘与功能解析有助于系统阐明农作物重要农艺性状基因的调控机制，更好助力于培育高产、优质、高抗、高效的优良新品种。

关键词：顺式调控元件开放染色质转录因子染色质活性

水稻维生素B合成相关基因OsTHIC的功能研究

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生物技术通报 2024年

作者：张超王子瑞孙亚丽毛馨晨唐家琪于恒秀江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室植物功能基因组学教育部重点实验室扬州大学农学院

【目的】维生素B1(vitamin B1, VB1)是生物所必需的微量元素，其作为多个酶的辅因子，参与重要的细胞代谢途径，而水稻中维生素B1合成途径还有待深入研究。本研究旨在解析水稻维生素B1合成相关基因OsTHIC的生物学功能。【方法】综合运... 详细信息

【目的】维生素B1(vitamin B1, VB1)是生物所必需的微量元素，其作为多个酶的辅因子，参与重要的细胞代谢途径，而水稻中维生素B1合成途径还有待深入研究。本研究旨在解析水稻维生素B1合成相关基因OsTHIC的生物学功能。【方法】综合运用诱变技术、色素测定、Mutmap+、基因编辑及非靶向代谢组分析等手段克隆目的基因并解析其功能。【结果】从EMS诱变的水稻突变体库中发现一个心叶白化致死突变体wll1(white leaf and lethal 1)。wll1从四叶期开始出现心叶白化表型，白化表型逐渐扩展到其他叶片并导致幼苗死亡。与野生型相比，wll1的叶绿素含量与类胡萝卜素含量显著降低。利用Mutmap+及基因编辑技术，确定目的基因为维生素B1合成相关基因OsTHIC。OsTHIC在叶片具有较高表达量，OsTHIC蛋白定位于叶绿体。wll1及OsTHIC的敲除突变体中维生素B1含量均显著低于野生型，外施维生素B1可以恢复wll1的突变表型。外施维生素B1及OsTHIC突变均会影响维生素B1合成相关基因的表达。非靶向代谢组测序分析表明，野生型与wll1差异代谢物在氨基酸的生物合成、辅因子的生物合成、ABC转运器及氨酰基-tRNA的生物合成等方面显著富集。【结论】OsTHIC通过调控维生素B1含量，参与氨基酸合成等代谢过程，在水稻生长发育过程中发挥重要作用。

关键词： OsTHIC 维生素B 叶色 Mutmap+ 水稻

水稻维生素B_1合成相关基因OsTHIC的功能研究

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生物技术通报 2024年第2期40卷 99-108页

作者：张超王子瑞孙亚丽毛馨晨唐家琪于恒秀江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室植物功能基因组学教育部重点实验室扬州大学农学院扬州225009

【目的】维生素B_(1)(vitamin B_(1), VB_(1))是生物所必需的微量元素,其作为多个酶的辅因子,参与重要的细胞代谢途径,而水稻中维生素B_(1)合成途径还有待深入研究。本研究旨在解析水稻维生素B_(1)合成相关基因OsTHIC的生物学功能。【... 详细信息

【目的】维生素B_(1)(vitamin B_(1), VB_(1))是生物所必需的微量元素,其作为多个酶的辅因子,参与重要的细胞代谢途径,而水稻中维生素B_(1)合成途径还有待深入研究。本研究旨在解析水稻维生素B_(1)合成相关基因OsTHIC的生物学功能。【方法】综合运用诱变技术、色素测定、Mutmap+、基因编辑及非靶向代谢组分析等手段克隆目的基因并解析其功能。【结果】从EMS诱变的水稻突变体库中发现一个心叶白化致死突变体wll1(white leaf and lethal 1)。wll1从四叶期开始出现心叶白化表型,白化表型逐渐扩展到其他叶片并导致幼苗死亡。与野生型相比,wll1的叶绿素含量与类胡萝卜素含量显著降低。利用Mutmap+及基因编辑技术,确定目的基因为维生素B_(1)合成相关基因OsTHIC。OsTHIC在叶片具有较高表达量,OsTHIC蛋白定位于叶绿体。wll1及OsTHIC的敲除突变体中维生素B_(1)含量均显著低于野生型,外施维生素B_(1)可以恢复wll1的突变表型。外施维生素B_(1)及OsTHIC突变均会影响维生素B_(1)合成相关基因的表达。非靶向代谢组测序分析表明,野生型与wll1差异代谢物在氨基酸的生物合成、辅因子的生物合成、ABC转运器及氨酰基-tRNA的生物合成等方面显著富集。【结论】OsTHIC通过调控维生素B_(1)含量,参与氨基酸合成等代谢过程,在水稻生长发育过程中发挥重要作用。

关键词： OsTHIC 维生素B_1 叶色 Mutmap+ 水稻

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