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聚合Wx-mp、fgr和Pi-ta、Pi-b基因选育优质粳稻新品种

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分子植物育种 2024年第6期22卷 1951-1959页

作者：张亚东姚姝陈涛王军朱镇赵庆勇周丽慧赵凌赵春芳路凯梁文化王才林江苏省农业科学院粮食作物研究所江苏省优质水稻工程技术研究中心国家水稻改良中心南京分中心南京210014

以同时含有低直链淀粉含量基因Wx-mp、香味fgr基因、稻瘟病抗性基因Pi-b的优良食味粳稻中间品系‘宁7020’为母本,携带稻瘟病抗性基因Pi-ta的江苏抗病、高产粳稻品种‘扬粳9538’为父本,配置杂交组合进行聚合育种。利用3套自主研发的PC... 详细信息

以同时含有低直链淀粉含量基因Wx-mp、香味fgr基因、稻瘟病抗性基因Pi-b的优良食味粳稻中间品系‘宁7020’为母本,携带稻瘟病抗性基因Pi-ta的江苏抗病、高产粳稻品种‘扬粳9538’为父本,配置杂交组合进行聚合育种。利用3套自主研发的PCR检测体系稻瘟病Pi-ta和Pi-b的多重PCR体系、Wx-mp基因的四引物扩增受阻突变体系PCR检测技术、香味fgr基因的InDel标记检测技术,分别在不同的世代进行目标基因跟踪,结合抗性、香味和籽粒胚乳外观表型鉴定,成功地将上述4个基因聚合于一体,选育出优质、高产、多抗、早熟的水稻新品系‘南粳58’。本研究为选育多抗、优质水稻新品种提供了一种简单、快捷的选择技术,同时也为水稻抗病、优质育种提供新的种质资源。

关键词：分子标记辅助选择基因聚合优质粳稻新品种

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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

水稻粉质胚乳突变体we1的表型分析与基因定位

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中国水稻科学 2024年

作者：朱建平李霞李文奇许扬王芳权陶亚军蒋彦婕陈智慧范方军杨杰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生物育种钟山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

【目的】对粉质胚乳突变体的研究有助于解析稻米品质形成的分子机制。【方法】从日本晴60Co诱变突变体库中筛选到的一份粉质皱缩胚乳突变体we1（white endosperm1），对其表型、理化性质进行分析，并利用we1与9311杂交获得的F2群体对... 详细信息

【目的】对粉质胚乳突变体的研究有助于解析稻米品质形成的分子机制。【方法】从日本晴60Co诱变突变体库中筛选到的一份粉质皱缩胚乳突变体we1（white endosperm1），对其表型、理化性质进行分析，并利用we1与9311杂交获得的F2群体对目标基因进行精细定位。【结果】 we1胚乳表现为白色粉质皱缩状，淀粉颗粒排列疏松且不规则；千粒重、株高、总淀粉、直链淀粉含量显著下降，脂肪含量显著上升。遗传分析表明we1粉质皱缩胚乳性状受单个隐性基因控制。利用we1/9311 F2群体进行基因定位，WE1被定位在第6染色体短臂P16和P18之间约181 kb区间内，该区间包含23个开放阅读框（Open Reading Frame， ORFs）。qRT-PCR 结果显示，WE1的突变会影响淀粉合成相关基因的表达。【结论】 WE1可能是一个参与淀粉合成的新基因，本研究为进一步解析WE1调控水稻淀粉合成的分子机制奠定了基础。

关键词：水稻粉质胚乳淀粉理化性质精细定位

江淮稻区不同类型粳稻品种外观及蒸煮食味品质特征比较分析

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中国水稻科学 2024年

作者：姚姝陈涛赵春芳周丽慧赵凌梁文化赫磊路凯朱镇赵庆勇管菊王才林张亚东江苏省农业科学院粮食作物研究所/国家耐盐碱水稻技术创新中心华东中心/江苏省优质水稻工程技术研究中心

【目的】研究江淮稻区大面积生产应用和新近育成的优质粳稻外观及食味相关的理化指标特征差异，以期为该稻区选择适宜品种种植和品种改良提供科学依据。【方法】以近年江淮稻区大面积推广应用的26个粳稻为材料，通过聚类和基因型分析鉴... 详细信息

【目的】研究江淮稻区大面积生产应用和新近育成的优质粳稻外观及食味相关的理化指标特征差异，以期为该稻区选择适宜品种种植和品种改良提供科学依据。【方法】以近年江淮稻区大面积推广应用的26个粳稻为材料，通过聚类和基因型分析鉴定，分为半糯型粳稻和普通粳稻两大类，比较不同类型粳稻品种外观和食味相关的理化指标差异，分析稻米各项理化指标与食味品质间的关系。【结果】1）在外观品质方面，两种类型粳稻品种间的垩白率、垩白度及透明度差异显著，半糯型粳稻的透明度显著低于普通粳稻。2）在淀粉理化特性方面，半糯型粳稻直链淀粉含量、胶稠度、热浆粘度、冷浆粘度和消减值要显著低于普通粳稻，而崩解值却显著高于普通粳稻。3）在米饭食味值指标方面，半糯型粳稻的米饭外观和普通粳稻无显著差异，但黏度、平衡度、食味值显著高于普通粳稻。4）相关分析表明：稻米外观品质中整精米长/宽比值，各项理化指标中直链淀粉含量，胶稠度和糊化温度，米饭食味值参数中的外观、硬度与米饭食味关系密切。【结论】两种不同类型粳稻品种在外观和蒸煮食味品质差异显著，普通粳稻外观晶莹剔透，而半糯型粳稻外观相对浑浊。普通粳稻具有较高的直链淀粉含量和糊化温度，较低的胶稠度、崩解值和食味值。半糯型粳稻具有较低的直链淀粉含量和糊化温度，较高的胶稠度、崩解值和食味值。多项理化指标与米饭食味值关系密切，整精米长/宽比值、直链淀粉含量和糊化温度与食味值呈显著的负相关，米饭外观和胶稠度则与食味呈显著正相关关系。

关键词：优质粳稻外观品质蒸煮食味品质相关分析

干湿交替灌溉和施氮量对粳稻光合特性和氮素吸收利用的影响

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作物学报 2024年第7期50卷 1787-1804页

作者：付景马梦娟张骐飞段居琦王越涛王付华王生轩白涛尹海庆王亚河南省农业科学院粮食作物研究所河南郑州450002 中国气象局国家气候中心北京100081

水分和氮素对水稻叶片光合特性和氮素吸收利用有重要影响,但在干湿交替灌溉条件下,水、氮是如何影响水稻叶片和根系氮代谢酶活性、产量和氮素吸收利用的仍不清楚。探明这一问题对于协同提高产量和氮肥利用效率有重要意义。本研究以超级... 详细信息

水分和氮素对水稻叶片光合特性和氮素吸收利用有重要影响,但在干湿交替灌溉条件下,水、氮是如何影响水稻叶片和根系氮代谢酶活性、产量和氮素吸收利用的仍不清楚。探明这一问题对于协同提高产量和氮肥利用效率有重要意义。本研究以超级稻品种南粳9108为材料,大田种植,设置全生育期常规灌溉(conventional irrigation,CI)和干湿交替灌溉(alternate wetting and drying irrigation,AWD)2种灌溉方式及5个施氮水平,不施氮(N0)、施氮90 kg hm^(-2)(N1)、施氮180 kg hm^(-2)(N2)、施氮270 kg hm^(-2)(N3)和施氮360 kg hm^(-2)(N4)。结果表明,与CI相比,AWD增加了水稻主要生育时期叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,提高了叶片净光合速率,并显著增加了叶片中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性,显著降低了过氧化物酶、内肽酶活性和丙二醛含量,显著提高了根系中氮代谢酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶活性;AWD的产量较CI平均增加了10.4%。AWD显著提高了氮素转运量、氮素转运率、氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力,产量和氮肥利用率均以AWD+N3处理组合的最高。因此,轻度干湿交替灌溉配合一定的施氮量,可以充分发挥水、肥效应,促进根系和叶片的氮代谢水平,提高叶片光合特性,协调地下地上部生长,有利于水稻产量和氮肥利用率的协同提高。

关键词：水稻干湿交替灌溉施氮量光合特性氮代谢酶氮素吸收利用

国内外153份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

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中国农业科学 2024年第1期57卷 18-33页

作者：周警卫叶博伟张朋飞张宇庆郝敏尹毓若袁婵李志康李顺达夏先春何中虎张宏军兰彩霞华中农业大学植物科学技术学院/湖北洪山实验室湖北省农业科学院粮食作物研究所中国农业科学院作物科学研究所/国家小麦改良中心

【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害，了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布，发掘新的抗性资源，为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材... 详细信息

【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害，了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布，发掘新的抗性资源，为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材料进行苗期抗性鉴定，于2018—2019、2019—2020和2020—2021年，在湖北鄂州，利用这两个小种对供试材料进行成株期抗性鉴定；结合已知抗性基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP等功能标记或紧密连锁分子标记进行基因型检测。【结果】苗期结果显示，10份材料对CYR33表现免疫（反应型IT为0），包括7份国内材料（即山农28、漯麦163、石麦13、中意6号、郯麦98-2、中麦175和泰山21）和3份国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）材料（CIM-53、CIM-60和CIM-71）；仅2份国内材料在苗期对CYR34小种表现免疫（郯麦98-1和山农102）。此外，成株期条锈病田间鉴定显示，64份材料在田间3年均表现出稳定抗性（最终严重度≤5%），包括7份国内材料和57份CIMMYT材料。利用抗病基因功能标记或紧密连锁分子标记检测显示，153份材料中携带Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP抗性基因的材料分别有31、23、73、2、4、50和2份，未检测到含有Yr5和Yr15的材料。综合苗期和成株期表型，仅CIM-53对2个生理小种在苗期和成株期均表现为免疫（IT=0，严重度为0），分子标记检测显示，该材料可能含有已知抗病基因Yr17和Yr29。【结论】国内外153份小麦种质对当前条锈菌流行生理小种的抗性主要以成株抗性为主，其中国内小麦品种主要携带Yr9、Yr10和Yr26抗性基因，而CIMMYT小麦品系则携带Yr17、Yr18和Yr29为主，表明通过聚合1—2个非免疫苗期抗性基因和2—3个成株抗性基因，在成株期多个环境条件下均表现出近免疫抗性水平，是CIMMYT小麦品系保持持久抗性的主要原因。亟待广泛挖掘抗源，发掘新的抗病基因，充分利用现代生物技术手段快速培育具有持久抗性且农艺性状优良的小麦新品种，进一步提高中国麦区条锈病整体抗性水平。

关键词：小麦条锈病苗期抗性成株抗性抗病基因分子标记抗病性鉴定

12个糯高粱亲本的主要性状配合力及相关性分析

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作物杂志 2024年

作者：孙远涛龙文靖刘天朋赵甘霖丁国祥向箭宇李元黄磊倪先林四川省农业科学院水稻高粱研究所国家高粱改良中心四川分中心

为筛选配合力和遗传力高的糯高粱亲本，提升糯高粱选育效率。以6个糯高粱恢复系和6个糯不育系为材料，按6×6不完全双列杂交（NCⅡ）试验设计组配36个杂交组合，对其株高、穗长、产量等8个主要农艺性状和淀粉、脂肪、单宁含量等4个品质... 详细信息

为筛选配合力和遗传力高的糯高粱亲本，提升糯高粱选育效率。以6个糯高粱恢复系和6个糯不育系为材料，按6×6不完全双列杂交（NCⅡ）试验设计组配36个杂交组合，对其株高、穗长、产量等8个主要农艺性状和淀粉、脂肪、单宁含量等4个品质性状进行配合力和遗传力分析。结果表明，除淀粉和蛋白质外，其余各性状方差均达到显著差异，脂肪、单宁等品质性状的一般配合力高于农艺性状的一般配合力。12个性状受加性基因和非加性基因效应的共同影响。单宁、株高、脂肪、蛋白质、穗柄长、穗长等性状的狭义遗传力较高，更易稳定遗传，可在早世代进行选择；其余性状狭义遗传力偏低，宜在晚世代选择。不育系54A在产量、千粒重、株高等多个性状上一般配合力较高；恢复系21R在产量、穗长、穗柄长等性状上一般配合力较高，恢复系272R在株高、一级枝梗数等性状一般配合力较高。组合1609A/F235R、54A/7R、42A/F235R是产量、单宁等性状表现优良的杂交组合。相关分析表明，株高、穗长、千粒重等性状与产量呈显著相关关系，但线性拟合程度偏低；穗柄长、淀粉、脂肪、一级枝梗数、蛋白质等性状与单宁呈显著相关关系，穗柄长和一级枝梗数与单宁线性拟合度较高。54A、21R、272R等亲本在育种实践中具备较好的应用价值。

关键词：糯高粱农艺性状配合力相关性

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耐盐碱水稻研究进展与展望

杂交水稻 2024年第1期39卷 1-10页

作者：马国辉郑殿峰母德伟王奉斌戴其根魏中伟冯乃杰王才林国家杂交水稻工程技术研究中心湖南长沙410125 广东海洋大学滨海农业学院广东湛江524088 新疆农业科学院粮食作物研究所新疆乌鲁木齐830091 扬州大学江苏扬州225009 江苏省农业科学院粮食作物研究所江苏南京210014

中国是世界第三大盐碱土国家,90%以上为内陆盐碱地,可利用耐盐碱水稻种植的盐碱地约1 000万hm^(2),加强耐盐碱水稻的研发对确保中国粮食安全具有重要的战略意义。较系统地介绍了中国盐碱地分类、水稻盐碱逆境伤害特征、耐盐碱水稻种质... 详细信息

中国是世界第三大盐碱土国家,90%以上为内陆盐碱地,可利用耐盐碱水稻种植的盐碱地约1 000万hm^(2),加强耐盐碱水稻的研发对确保中国粮食安全具有重要的战略意义。较系统地介绍了中国盐碱地分类、水稻盐碱逆境伤害特征、耐盐碱水稻种质资源评价与创新利用、国内外耐盐碱水稻品种选育、耐盐碱水稻栽培管理与盐碱地土壤修复、水稻耐盐碱机理等方面的研究进展;提出了耐盐碱水稻的发展策略,即通过耐盐碱水稻种质资源创新、充分利用耐盐碱水稻杂种优势与分子技术培育耐盐碱力强的水稻品种,集成水稻盐碱地土壤改良和高产栽培技术,在中国盐碱地可种植区域打造“第二粮仓”,服务于国家粮食安全战略需求。

关键词：盐碱地耐盐碱水稻种质资源创新品种选育土壤改良栽培管理

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稻米淀粉消化率的研究进展及其内外影响因素

现代食品科技 2024年

作者：李颖颖李霞杨杰江苏省农业科学院粮食作物研究所南京农业大学生命科学学院江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心

血糖生成指数（Glycemic Index,GI）是一种能够衡量人体在食用食物后自身血糖水平变化的有效指标，对肥胖和糖尿病人群的饮食指导有重大意义。大米作为世界上一半以上人口的主食，通过饮食低GI的稻米干预引起低而稳定的餐后血糖反应是... 详细信息

血糖生成指数（Glycemic Index,GI）是一种能够衡量人体在食用食物后自身血糖水平变化的有效指标，对肥胖和糖尿病人群的饮食指导有重大意义。大米作为世界上一半以上人口的主食，通过饮食低GI的稻米干预引起低而稳定的餐后血糖反应是控制血糖经济有效的手段，而体外消化是对体内生理条件进行模拟，代替体内实验研究食物GI特性的一种快速、经济以及可重复性强的重要技术。本文通过总结水稻升糖指数的概念、测定稻米升糖指数的方法、影响稻米淀粉消化率的消化模型、稻米淀粉粒与非淀粉组分之间相互作用（内在特性）以及加工（外在因素）因子等的研究进展，在未来还需深入研究抗性淀粉的遗传机制、建立标准化烹饪流程、条件和湿热处理工艺流程以及延缓或抑制淀粉的回生等方面去指导获得低消化率的大米，且体外消化模型只能测得大米的估计升糖指数，对接近体内消化的简易有效的理想模型开发还需不断完善。

关键词：水稻体外消化模拟血糖指数淀粉消化率