中国水稻科学

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1. 水稻碱性亮氨酸拉链(bZIP)蛋白家族功能研究进展

韩聪, 何禹畅, 吴丽娟, 郏丽丽, 王磊, 鄂志国

中国水稻科学 2023, 37 (4): 436-448. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.221018

摘要（1732）

HTML （65）

PDF （1407KB）（1691）

碱性亮氨酸拉链（basic leucine zipper, bZIP）是一类重要的转录调控因子，广泛存在于真核生物中，因含有高度保守的bZIP结构域而得名。bZIP结构域由紧密相邻的碱性区域和亮氨酸拉链区域两部分组成。粳稻基因组中注释有89个bZIP基因，其中45个已得到功能验证，它们参与调节水稻生长发育、生物与非生物胁迫应答，包括种子休眠和萌发、成花转变、光形态建成，以及胁迫和激素信号通路等。

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2. 水稻耐盐分子机制与育种研究进展

巫明明, 曾维, 翟荣荣, 叶靖, 朱国富, 俞法明, 张小明, 叶胜海

中国水稻科学 2022, 36 (6): 551-561. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.211111

摘要（864）

HTML （3948725）

PDF （414KB）（1669）

盐碱土壤对水稻不同生长发育时期均形成盐胁迫，进而导致水稻产量降低。耐盐水稻选育是提高水稻产量的有效途径。本文分析了盐胁迫对水稻不同发育时期农艺性状的影响，并从渗透调节、离子应答、激素调控和活性氧清除四个方面综述了近年来水稻耐盐分子机制的研究进展。最后，本文总结了水稻耐盐育种现状，并对耐盐水稻新品种的选育和推广进行了展望。

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3. 外源物质对水稻盐胁迫缓解效应研究进展

刘淑丽, 张瑞, 王洋, 陈英龙, 韦还和, 侯红燕, 戴其根

中国水稻科学 2023, 37 (1): 1-15. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220404

摘要（777）

HTML （40903）

PDF （424KB）（967）

盐胁迫是影响水稻生长发育和产量的主要非生物因素之一，外源物质能有效缓解盐对水稻的毒害作用并增加水稻产量。本文主要综述了不同外源物质(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、褪黑素、水杨酸、多胺、油菜素类固醇、茉莉酸类外源生长调节物质以及钙、硅离子类外源物)对盐胁迫下水稻生长的不同调控机理及其缓解效应，并进一步对外源物质在水稻耐盐上的利用与研究工作进行了展望，以期为改善盐渍土环境下水稻的生长发育以及提高产量和品质提供理论依据。

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4. 我国优质杂交稻主要品种推广情况与展望

曾波, 龚俊义, 张芳

中国水稻科学 2022, 36 (5): 439-446. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.220408

摘要（729）

HTML （217072243）

PDF （13466KB）（1294）

【目的】最近十余年，是我国杂交稻优质化从修订审定指标引导到全面推进的重要时期，回顾这一时期我国优质杂交稻的选育与推广进程，对于完善和指导未来的水稻育种具有重要的意义。【方法】试验材料与数据来自2009－2020年我国杂交水稻主要品种的推广面积统计汇总、品种审定试验结果及品种系谱资料。分析了各主要稻区优质杂交稻品种的推广应用总体情况，梳理了主要优质杂交稻品种利用的不育系、恢复系及各系列品种推广面积，还回顾了各稻区主栽品种更替历程。【结果】这一时期，我国优质杂交稻品种推广面积持续快速增长，各主要稻区品种优质率显著提升，但高档优质稻品种仍然缺乏。优质杂交稻品种的亲本来源比较单一，集中于15个骨干不育系和9个恢复系。此外，分析结果还显示我国各主要稻区主栽优质杂交稻品种总体上进行了1~2次大规模更替。【结论】过去12年来，得益于水稻科研育种技术创新驱动，我国杂交稻优质化育种进程明显加快，各稻区优质杂交水稻品种不断涌现，推广面积快速增加，生产主推优质品种比重显著提升。

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5. OsNramp5基因变异影响水稻重要农艺性状的研究进展

李小秀, 吕启明, 袁定阳

中国水稻科学 2022, 36 (6): 562-571. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.220316

摘要（715）

HTML （476077）

PDF （425KB）（1086）

筛选和培育镉(Cd)低积累水稻品种是解决稻米镉污染问题最经济、有效的办法。现有研究表明OsNramp5是介导水稻Cd吸收最重要的基因，其功能缺失后，水稻籽粒Cd含量极显著下降，但同时会影响水稻必需元素锰(Mn)的吸收，而在前人关于OsNramp5变异影响水稻生长发育的研究中，结论并不一致。系统了解OsNramp5基因变异对水稻重要农艺性状的影响有助于推动低Cd优质水稻新品种的培育。本文重点对OsNramp5基因变异对水稻中金属离子的含量，水稻的生长发育、产量性状及米质的影响进行了综述，以期为利用OsNramp5基因突变选育低Cd积累水稻品种提供参考。

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6. 利用分子标记辅助选择培育优良食味、低谷蛋白香粳稻新品系

陈涛, 赵庆勇, 朱镇, 赵凌, 姚姝, 周丽慧, 赵春芳, 张亚东, 王才林

中国水稻科学 2023, 37 (1): 55-65. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220302

摘要（709）

HTML （20913）

PDF （3616KB）（869）

目的选育低谷蛋白新品种是功能性水稻育种的一个重要方向。为满足肾脏病患者对人体健康和稻米品质的需求，迫切需要在育种中加强对功能性和食味品质的协同改良。方法以具有低直链淀粉含量基因Wx^mp和香味基因fgr的优良食味粳稻品种南粳46与含低谷蛋白基因Lgc1的日本粳稻品种LGC-1杂交、回交，利用与目标基因共分离的分子标记进行跟踪检测并结合田间选择，在BC₂F₆获得5个新品系。以亲本南粳46和LGC-1为对照，对新品系的农艺、产量、品质性状进行分析。结果与LGC-1相比，新品系的谷蛋白含量和可吸收蛋白含量相当，食味品质得到显著提升，且综合性状优良，表现出较高的产量潜力，适宜在江苏不同稻区进行种植。结论分子标记辅助选择作为一种快速、准确、有效的方法，与常规育种技术紧密结合，能够显著提高优质、高产、低谷蛋白水稻品种的选育效率。

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7. 利用CRISPR/Cas9技术创制高效抗除草剂水稻

尹丽颖, 张元野, 李荣田, 何明良, 王芳权, 许扬, 刘欣欣, 潘婷婷, 田晓杰, 卜庆云, 李秀峰

中国水稻科学 2022, 36 (5): 459-466. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.211004

摘要（627）

HTML （11927650）

PDF （932KB）（993）

【目的】培育抗除草剂品种在水稻育种中具有重要意义。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，以黑龙江优质粳稻品种为材料，编辑乙酰乳酸合酶ALS基因，创制具有抗除草剂特性的水稻材料。【方法】利用CRISPR/Cas9技术，以乙酰乳酸合酶ALS为靶基因，构建单碱基突变载体pH-nCas9-PBE-ALS，以松粳22、龙粳46和绥粳18为转化材料，利用农杆菌介导转化获得转基因植株，通过对转基因植株的突变位点进行测序结合除草剂喷施试验，鉴定基因型及表型。【结果】经分子水平检测验证，获得ALS^S627N突变植株10株，ALS^S627N且¹⁸⁸⁴G-A但第628位氨基酸未改变突变植株1株，ALS^S627N/G628E突变植株1株。相较于野生型，以上三类突变植株均具有较强抗除草剂特性。【结论】利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得具有抗除草剂特性，能够稳定遗传，不含转基因标记的纯合株系，可为抗除草剂水稻育种提供基础材料。

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8. 水稻株型的分子机理研究进展

兰金松, 庄慧

中国水稻科学 2023, 37 (5): 449-458. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.221102

摘要（599）

HTML （71）

PDF （401KB）（966）

株型是水稻产量的重要决定因素，创制理想株型品种是提高水稻产量的重要途径。20世纪50年代的矮化育种和70年代的杂交水稻培育是水稻增产的两次革命，但近几年水稻产量增长放缓，通过理想株型与杂种优势的结合进而实现超高产将成为第三次育种革命的关键。本文简要回顾了水稻株型分子调控机理的最新研究概况，重点关注了叶形、穗型和粒型等方面所取得的进展，并展望了水稻理想株型未来的研究趋势，为通过分子设计育种创制水稻理想株型，进一步提高水稻产量提供参考。

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9. 水稻开花期高温热害响应机理及其调控技术研究进展

许用强, 姜宁, 奉保华, 肖晶晶, 陶龙兴, 符冠富

中国水稻科学 2024, 38 (2): 111-126. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230601

摘要（593）

HTML （52）

PDF （498KB）（842）

近年来，频繁发生的极端高温天气严重影响了水稻的生长发育、产量及稻米品质形成。水稻开花期对高温最为敏感，研究花期高温诱导小穗败育机理及其调控措施对减缓水稻高温热害，保障我国粮食安全生产具有重要意义。本文综述了高温下水稻颖花开放、花药开裂及散粉、柱头花粉粒萌发及花粉管伸长的特征及其作用机制，探究水稻花期耐热性调控机制以及减缓水稻花期高温热害的栽培调控措施，不仅为水稻花期高温热害机理及防控技术研究提供新的研究思路，还对今后的研究方向进行了展望。

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10. OsLOX10正调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性

周永林, 申小磊, 周立帅, 林巧霞, 王朝露, 陈静, 冯慧捷, 张振文, 陈晓婷, 鲁国东

中国水稻科学 2022, 36 (4): 348-356. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.210604

摘要（560）

HTML （1613258780）

PDF （62674KB）（1025）

【目的】由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病和由水稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）引起的白叶枯病严重影响水稻的产量和品质。创制转OsLOX10基因水稻材料，进行稻瘟菌和白叶枯菌的抗病性分析，有助于揭示其调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性机制。【方法】采用CRISPR/Cas9系统构建OsLOX10的敲除载体，利用限制性内切酶XcmⅠ线性化pCXUN-HA，TA连接构建OsLOX10的过表达载体，遗传转化获得OsLOX10转基因水稻，筛选过表达株系和纯合敲除株系进行真菌和细菌的抗病性分析。在稻瘟菌（Guy11）侵染水稻后，对水杨酸（salicylic acid，SA）、茉莉酸（jasmonic acid，JA）途径的标志基因进行qRT-PCR分析;在几丁质（chitin）和flg22诱导下，观测水稻活性氧（reactive oxygen species，ROS）的暴发情况。【结果】 qRT-PCR分析表明，接种稻瘟菌和白叶枯菌24 h后，OsLOX10表达量上调;OsLOX10的纯合敲除和过表达水稻转基因株系接种稻瘟病菌Guy11孢子悬浮液，与野生型（日本晴）相比，OsLOX10敲除株系更易感病，过表达株系则无典型的病斑症状;接种 6、12、24和36 h时，3个病程相关蛋白基因OsPBZ1、OsPR1a、OsPR1b和SA通路基因OsPAL1，以及JA合成通路上的2个基因OsAOS2、OsLOX5的转录水平在敲除转基因株系中显著下调，而在过表达转基因株系中显著上调。对转OsLOX10基因水稻接种白叶枯菌（PXO99A），发现敲除OsLOX10的转基因水稻对白叶枯菌更易感病。qRT-PCR分析OsPR1b和OsPAL1以及JA合成通路上的3个基因OsAOS2、OsAOC和OsJAZ在OsLOX10过表达基因水稻中表达量明显上调，而在敲除OsLOX10的转基因水稻中却保持在较低水平，在接种7 d后表现出显著性差异。在几丁质和flg22诱导下，OsLOX10敲除株系的ROS水平显著性降低，而且在几丁质诱导下，ROS的起峰时间推迟。【结论】稻瘟病菌和白叶枯病菌能够诱导OsLOX10的表达，OsLOX10通过病原菌分子模式触发的免疫途径（PTI）参与抗病反应，其在水稻抵御稻瘟病和白叶枯病中起着正调控作用。同时，OsLOX10可能通过调节SA和JA介导的信号通路来正调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性。

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11. 低升糖指数水稻研究进展

李霞, 蒋彦婕, 陶亚军, 李文奇, 王芳权, 陈智慧, 许扬, 王军, 范方军, 朱建平, 杨杰

中国水稻科学 2022, 36 (4): 336-347. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.210902

摘要（535）

HTML （1225319455）

PDF （103817KB）（1103）

大米是典型的淀粉丰富的食物，是全世界大多数人口尤其是亚洲人口每日主要的卡路里来源。目前水稻品种大多数属高升糖指数(全称为血糖生成指数，glycemic index, GI)水稻，会诱发由于高热量摄入而致血糖失调的健康问题。已有大量研究者在探索降低大米血糖指数的方法。本文重点对稻米升糖指数的影响因素、筛选方法、遗传基础以及遗传改良等的相关研究进行总结，并对未来的研究方向提出了一些建议。

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12. 利用CRISPR/Cas9技术创制Rc基因恢复红稻

张元野, 尹丽颖, 李荣田, 何明良, 刘欣欣, 潘婷婷, 田晓杰, 卜庆云, 李秀峰

中国水稻科学 2022, 36 (6): 572-578. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.211205

摘要（524）

HTML （1867912）

PDF （2487KB）（718）

【目的】将栽培稻品种恢复为米质优、抗逆性强的红稻具有较大的研究价值。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，编辑原花青素转录调节因子Rc基因，恢复红种皮特性，以改良水稻米质，提升抗逆性。【方法】利用CRISPR/Cas9技术，以Rc为靶基因，构建突变载体pYLCRISPR/Cas9-Rc-gRNA，以空育180、上育453为材料，转化获得转基因植株，通过测序手段和表型观察验证成果。【结果】分子水平检测获得Rc突变材料2种，其中KY-1在1414―1417 bp缺失4个碱基，终止子突变为苯丙氨酸；SY-1在1411 bp处缺失1个碱基，终止子突变为天冬氨酸。2种编辑材料均恢复为红米表型，且具有一定耐盐碱能力。【结论】利用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功获得恢复红种皮表型的纯合株系，为红米改良提供基础材料。

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13. 定向敲除SD1基因提高水稻的抗倒性和稻瘟病抗性

李刚, 高清松, 李伟, 张雯霞, 王健, 程保山, 王迪, 高浩, 徐卫军, 陈红旗, 纪剑辉

中国水稻科学 2023, 37 (4): 359-367. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.221113

摘要（518）

HTML （35）

PDF （1390KB）（856）

【目的】 为改良高产粳稻品种淮119株高偏高及易感稻瘟病等不利性状，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对淮119中SD1基因进行定向敲除，为淮119后代品种改良奠定基础。【方法】 利用CRISPR/Cas9系统，以SD1基因为靶基因，构建基因敲除载体，以农杆菌介导转化淮119，获得无转基因插入的纯合突变株，进一步对纯合突变株株高、农艺性状、稻瘟病抗性及氮素吸收利用能力等进行综合分析。【结果】 利用农杆菌转化淮119，鉴定获得1株无转基因载体序列插入的纯合突变株。大田种植发现，野生型淮119出现60%面积以上的倒伏，而sd1纯合突变株群体由于株高变矮，从而有效避免了生育后期的倒伏。此外，用不同浓度的GA（0.01~1.00 μmol/L）处理，野生型苗高均显著高于突变株，表明sd1突变导致对外源GA敏感性降低。稻瘟病抗性鉴定结果表明，sd1基因突变不仅有效降低株高，同时增强了对稻瘟病的抗性水平。不利因素是，SD1基因的敲除降低了淮119的氮素吸收利用效率。【结论】 淮119中SD1基因定向敲除获得的无转基因插入纯合突变株，不仅株高显著下降，且稻瘟病抗性得到增强。

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14. 基因编辑及全基因组选择技术在水稻育种中的应用展望

梁楚炎, 巫明明, 黄凤明, 翟荣荣, 叶靖, 朱国富, 俞法明, 张小明, 叶胜海

中国水稻科学 2024, 38 (1): 1-12. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230503

摘要（493）

HTML （47）

PDF （324KB）（951）

水稻是我国主要的粮食作物。由于我国人多地少的现状，长期以来水稻的育种目标是以产量为导向。我国科研人员通过协同攻关实现了水稻育种技术突破，矮化育种和杂交水稻育种技术的利用促进了水稻产量两次大的飞跃。随着我国消费者生活水平的提高以及极端天气出现的频次上升，水稻育种对品质、抗性与耐逆等也提出了更高要求。目前，生物技术正在不断革新，特别是基因编辑和全基因组选择育种技术的迅速发展，为高产优质多抗耐逆的水稻新品种选育提供强有力支持，推动着我国水稻生产向绿色可持续发展。本文就基因编辑技术和全基因组选择技术在水稻高产优质、抗病虫、耐逆及杂种优势育种应用中的新进展进行简述，旨在为高效培育能够满足市场需求的水稻新品种提供一些育种思路。

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15. 农杆菌介导的籼稻9311和华占遗传转化体系的研究

张佳, 王慧杰, 何正权, 刘文真

中国水稻科学 2023, 37 (2): 213-224. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.220305

摘要（483）

HTML （98）

PDF （2866KB）（634）

【目的】水稻转基因技术是推动水稻分子生物学研究和精准育种的重要工具。农杆菌介导法是水稻遗传转化的主流方法。然而受基因型限制，典型籼稻的转化效率仍然偏低，需提高其转化效率。【方法】以顽拗型籼稻品种9311和华占为受体材料，研究了不同大量元素、微量元素、有机物和碳源的组合，植物激素浓度，侵染培养基，乙酰丁香酮（AS）浓度和光周期对遗传转化效率的影响。【结果】在成熟种子组织培养试验中，MS大量元素、B5微量元素、N6有机物和麦芽糖为9311最优组合，华占最优组合为MS大量元素、MS微量元素、MS有机物和麦芽糖。诱导培养基中添加0.5 mg/L的BAP或1.5 mg/L的KT可显著提高9311和华占的组织培养再生率，可达70.0%以上。在侵染过程中，添加100 μmol/L AS的转化效率高于200 μmol/L AS。光周期实验显示9311和华占宜采用不同的光周期策略，9311在全黑暗条件下进行愈伤诱导和筛选，在全光照条件下进行分化，转化效率最高，达6.0%~6.4%，而华占在12 h光照/12 h黑暗条件下进行诱导、筛选和分化，获得的转化效率最高（5.0%~7.5%）。【结论】本研究优化了顽拗型籼稻9311和华占的组织培养和遗传转化体系，该体系也可以应用于其他相关籼稻基因型的遗传转化。

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16. 不同直链淀粉含量软米品种品质性状的比较

史玉良, 杨勇, 李雪飞, 李钱峰, 黄李春, 张昌泉, 宋学堂, 刘巧泉

中国水稻科学 2022, 36 (6): 601-610. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.211212

摘要（481）

HTML （688672）

PDF （2217KB）（922）

【目的】具有较低直链淀粉含量（5%~12%）的优良食味软米在国内市场上广受消费者欢迎，然而不同软米品种间稻米品质表现差异较大，造成这种差异的原因尚未明确。因此，有必要深入研究不同类型软米理化品质的差异及其成因。【方法】选取了江苏地区具有显著品质差异的4个软米品种、2个糯稻品种和2个常规品种（均为粳稻品种）为对象，对其稻米理化品质和淀粉结构进行了系统的比较分析。【结果】测序结果表明，软米品种南粳5055和南粳9108携带Wx^mp等位基因，而软米品种香软玉和武香粳113携带跟2个常规粳稻品种相同的Wx^b等位基因。品质分析表明，香软玉和武香粳113稻米较另两个软米品种中的直链淀粉含量更低，籽粒胚乳透明度更差；4个软米类稻米胚乳淀粉粒内部存在明显的孔隙，并且稻米胚乳越不透明，孔隙越明显；较低直链淀粉含量的软米食味表现更佳，这可能与低直链淀粉含量稻米具有更低的冷胶黏度、较大的崩解值和较小的消减值有关。淀粉精细结构测定表明，与常规粳稻米相比，软米的直链淀粉组分占比较低，而支链淀粉短链组分占比较高。【结论】目前江苏地区软米品种间存在显著的遗传和理化品质特性的差异，这为新型软米品种的培育和优异基因的克隆与利用提供依据。

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17. 耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应及其生理机制

周振玲, 林兵, 周群, 杨波, 刘艳, 周天阳, 王宝祥, 顾骏飞, 徐大勇, 杨建昌

中国水稻科学 2023, 37 (2): 153-165. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2023.221005

摘要（473）

HTML （84）

PDF （1261KB）（704）

【目的】阐明耐盐性不同水稻品种对盐胁迫的响应差异及其生理机制。【方法】耐盐水稻品种连鉴5号、盐稻16Z38和盐敏感水稻品种华粳5号、连粳17号生长于盆钵，盆栽土设置2个不同盐浓度处理：0 g/kg (对照)；3 g/kg(盐胁迫)。【结果】与对照相比，在盐胁迫下两类品种均有不同程度的减产，耐盐品种减产的幅度明显小于盐敏感品种。耐盐水稻品种具有较高的产量主要在于较高的颖花量和结实率。与盐敏感品种相比，耐盐水稻品种在分蘖中期、拔节期、抽穗期和灌浆中期叶片中超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性较高，拔节期和抽穗期具有较高根系脯氨酸含量、脯氨酸合成酶活性和较高的K⁺/Na⁺值，分蘖至拔节以及抽穗至成熟期具有较高的作物生长率，抽穗期具有较高的叶面积指数和叶片SPAD值，抽穗至灌浆中期具有较高的根系氧化力。【结论】在盐胁迫下耐盐水稻品种较高的总颖花量、较强的抗氧化和渗透调节能力、较高的根系氧化力和K⁺/Na⁺值是其获得较高产量的重要原因。在盐胁迫下叶片超氧化物歧化酶活性较强和根系氧化力较高可作为评定水稻品种耐盐性的重要生理指标。

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18. 水稻稻瘟病抗性基因挖掘与利用研究进展

杨婕, 杨长登, 曾宇翔, 侯雨萱, 陈天晓, 梁燕

中国水稻科学 2024, 38 (6): 591-603. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230911

摘要（472）

HTML （69）

PDF （430KB）（1284）

稻瘟病是一种由子囊菌(Magnaporthe oryzae)引起的病害，严重危害水稻的产量和品质。培育和种植抗病品种是控制稻瘟病最经济有效的措施。抗性基因的挖掘与利用是培育抗病品种的基础和关键。本文针对这个科学问题，总结了目前主流的稻瘟病抗性基因的挖掘技术，对已克隆的稻瘟病抗性基因及其应用现状进行梳理和分析；并对稻瘟病抗性基因挖掘利用以及未来发展方向进行展望。

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19. 水稻幼穗响应稻曲病菌毒素胁迫早期的转录组分析

伏荣桃, 王剑, 陈诚, 赵黎宇, 陈雪娟, 卢代华

中国水稻科学 2022, 36 (5): 447-458. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.210714

摘要（453）

HTML （19792009）

PDF （28637KB）（925）

【目的】由稻曲病菌引起的稻曲病不仅造成水稻减产，而且还会产生对动物和植物有毒的真菌毒素。探明水稻幼穗对稻曲病菌毒素胁迫响应的分子机制，可为发掘水稻抗稻曲病基因以及抗病分子育种开辟新的思路。【方法】用稻曲病菌毒素处理水稻幼穗，采用转录组测序技术对水稻幼穗进行转录组测序，以水稻9311基因组作为参考基因组进行对比，利用TPM法计算基因表达量，设定参数（差异倍数的绝对值不小于2，且q值不大于0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析、富集功能分析，鉴定水稻响应胁迫的关键基因，并利用实时荧光定量PCR技术对差异表达基因进行验证。【结果】在稻曲病菌毒素胁迫12 h后，水稻幼穗出现2526个差异表达基因（DEG）;通过GO富集、KEGG代谢途经和KOG功能分析，将差异基因划分为GO功能下的64个条目、32个代谢途径和KOG功能下23个类别，包括淀粉和蔗糖代谢、苯丙类生物合成、碳代谢、糖酵解/糖异生、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程。DEG中有66个植物转录因子，分属7种植物转录因子家族，包括WRKY和Myb两大转录因子。分析二萜类生物合成与淀粉和蔗糖代谢途径相关基因发现，OsCPS2、OsKSL4和细胞色素P450等基因表达量上调，而淀粉酶、β-呋喃果糖苷酶和UDP-焦磷酸化酶等基因表达量下调，推测这些基因在水稻响应稻曲病菌毒素胁迫时发挥重要的作用。【结论】稻曲病菌毒素作为非生物胁迫因素对水稻幼穗具有毒性;通过干扰淀粉和蔗糖代谢等途径而影响种子营养物质的合成，降低水稻抵抗病原菌侵染水稻的能力。

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20. 不同氮利用率粳稻品种的碳氮积累与转运特征及其生理机制

任维晨, 常庆霞, 张亚军, 朱宽宇, 王志琴, 杨建昌

中国水稻科学 2022, 36 (6): 586-600. DOI: 10.16819/j.1001-7216.2022.211203

摘要（451）

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【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田，设置2个施氮量：全生育期不施氮(0 N)和全生育期施氮180 kg/hm² (180N)，比较分析了不同氮利用率粳稻品种干物质生产、氮素积累与转运差异及其机制。【结果】与氮低效品种相比，氮高效品种具有较高的产量、氮肥利用率、总颖花量和结实率，较高的花前干物质转运量和花后干物质积累量，分蘖至穗分化始期和抽穗至成熟期较高的净同化率和作物生长率，抽穗期较高的糖花比，灌浆期较高的籽粒库活性、籽粒中脱落酸与1-氨基环丙烷-1-羧酸含量的比值和茎鞘中较高的非结构性碳水化合物的转运和蔗糖合成相关酶活性以及蔗糖转运蛋白基因的表达量，抽穗后较高的氮转运、氮素吸收量，灌浆期较高的比叶氮含量、叶片中细胞分裂素含量、氮代谢酶活性以及氮素转运相关基因的表达量。【结论】氮高效品种穗分化前和抽穗后较高的物质生产效率以及灌浆期较高的碳氮转运与积累是产量和氮肥利用率协同提高的重要机制。

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