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2025年, 第39卷, 第5期
刊出日期：2025-09-10 上一期   
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综述与专论
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综述与专论

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不同类型组蛋白修饰在水稻响应非生物胁迫中的研究进展 郝雯倩, 蔡兴菁, 杨海东, 吴宇阳, 滕轩, 薛超, 龚志云 2025, 39(5): 575-585.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.250203 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1171KB) ( )   水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其产量和品质直接关系到全球粮食安全。然而，水稻在生长过程中常面临各种非生物胁迫，如盐胁迫、干旱、低温、高温等，严重影响水稻的生长发育和产量。近年来，表观遗传学研究尤其是组蛋白修饰在调控水稻耐胁迫响应中的作用日益受到关注。本文综述了组蛋白修饰在水稻非生物胁迫响应中的最新研究进展，以期为水稻遗传改良和抗逆育种提供理论依据。

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多年生稻产量品质抗逆响应形成的生理生态机制及其调控途径研究进展 陆婷婷, 闫文惠, 苏新全, 曾罗华, 华丽琴, 谌江华, 奉保华, 王跃星, 胡江, 符冠富 2025, 39(5): 586-600.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.241012 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1756KB) ( )   多年生稻，以其“一种两熟”或“一种多熟”的特性，成为可持续农业的关键组成部分。目前，关于多年生稻生理生态机制及其调控途径的研究已经取得了显著的进展。本文旨在对多年生稻的现状、产量与品质形成特性、生理生态特征及分子机制进行系统综述，并深入探讨其在逆境胁迫下的响应机制。最后，本文总结了多年生稻的栽培模式与调控策略，以期为多年生稻的种植区域拓展及稻作资源的多样性提供理论基础与实践指导。

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有色稻花青素积累调控研究进展 吴婉婷, 徐倩, 刘丹彤, 朱昌进, 都昊田, 居浩然, 霍中洋, 戴其根, 李国辉, 许轲 2025, 39(5): 601-614.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.241206 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1641KB) ( )   有色稻富含蛋白质、氨基酸、纤维素及人体必需的矿物质，同时含有花青素等活性物质，具有抗衰老、预防癌症和抗病毒的功效，广受消费者喜爱。本文重点总结了有色稻营养和保健价值，从生理和分子角度综述了有色稻花青素的生物合成和积累调控过程以及温光水肥等栽培条件对花青素积累的影响。最后，对有色稻未来的研究方向进行了讨论。

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水稻OsAlR1基因耐铝性功能研究 王镜博, 苏畅, 冯晶, 姜思旭, 徐海, 崔志波, 赵明辉 2025, 39(5): 615-623.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240510 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1429KB) ( )   【目的】随着土壤的酸化加剧，酸性土壤中的铝毒严重限制了水稻的生长发育，挖掘耐铝毒基因资源并解析其分子功能，培育耐铝毒品种，可保障酸性土壤上水稻的产量。【方法】利用CRISPR/Cas9技术构建敲除载体，采用同源重组和Golden Gate无缝克隆方法构建过表达载体，遗传转化获得转基因材料。筛选纯合过表达株系和敲除株系进行耐铝性表型分析并测定活性氧(ROS)含量及抗氧化酶活性。【结果】qRT-PCR结果表明，OsAlR1受铝胁迫诱导表达。敲除OsAlR1影响水稻根系发育。在铝处理后，相较于野生型，osalr1-3、osalr1-6株系积累了更多的Al3+及ROS，OE-OsAlR1-5、OE-OsAlR1-8株系积累的Al3+及ROS较少。OsAlR1的敲除会导致根中谷胱甘肽(GSH)的积累和SOD等抗氧化酶活性降低。qRT-PCR结果表明，在铝处理后调控苯丙烷生物合成途径的OsPAL7、OsHCT4、OsCCR18、Os02g0467600、PRX82和Os06g0522300在敲除突变体中表达量变化显著。【结论】OsAlR1受到铝胁迫的诱导，OsAlR1通过提高GSH的含量和SOD的活性来降低ROS对水稻的氧化胁迫。OsAlR1可能通过调控苯丙烷生物合成途径来影响水稻耐铝性。

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基于M1TDS靶向筛选技术的重离子束诱变定向改良杂交水稻卓两优1126性状的研究 韶也, 胡远艺, 彭彦, 毛毕刚, 刘慧敏, 唐婵娟, 雷斌, 唐丽, 余丽霞, 李文建, 罗武中, 罗治斌, 袁远涛, 李曜魁, 张丹, 周利斌, 柏连阳, 唐文帮, 赵炳然 2025, 39(5): 624-634.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240106 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2114KB) ( )   【目的】以两系杂交水稻卓两优1126为“底盘品种”，快速创制具有镉低积累、香味、耐储藏、耐淹、低升糖指数等性状的改良品种。【方法】12C6+碳离子束诱变卓两优1126亲本卓234S和湘农恢1126，利用M1TDS技术从诱变M1群体中鉴定OsNRAMP5、OsBADH2、OsLOX3、OsPAO5、OsSSIIIa和OsBEIIb基因嵌合突变株，通过KASP分型从诱变M2群体中鉴定分离目标基因纯合(杂合)突变株，利用OsNRAMP5突变亲本配制OsNRAMP5突变组合。【结果】从重离子束诱变M1群体中鉴定到13株为5个目标基因突变的嵌合突变株，其中7个M2株系中鉴定到目标基因的纯合或杂合突变；OsNRAMP5纯合突变株镉含量较原始亲本显著降低，OsBADH2纯合突变株香味特征化合物2-乙酰基吡咯啉(2-AP)含量较原始亲本显著上升；OsNRAMP5基因突变亲本配制的组合，在镉污染土(土壤有效镉含量0.677 mg/kg，pH 5.6)盆栽种植，其籽粒镉含量为0.05 mg/kg，而原始组合为0.91 mg/kg。【结论】利用“重离子束诱变+M1TDS技术”实现了卓两优1126镉低积累等性状的快速改良，为生物传统诱变育种进化到定向诱变育种提拱了成功案例和共性技术参考。

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用于水稻品种真实性验证的SNP位点评价 徐群, 王珊, 袁筱萍, 金石桥, 晋芳, 郝万军, 吴小碧, 冯跃, 余汉勇, 孙燕飞, 杨窑龙, 魏兴华 2025, 39(5): 635-642.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.241114 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1365KB) ( )   【目的】高鉴别力的SNP位点组合对建立高效、精准、低成本的水稻品种验证技术至关重要，可广泛应用于种子监管和品种创新等领域。【方法】利用农业行业标准推荐的96个SNP标记(RGIsnp96)，构建1383个常规种和2702个杂交种水稻品种的SNP指纹图谱。【结果】发现在常规种中，杂合基因型比率、平均多态性信息成分(PIC)、平均次要等位基因频率(MAF)分别为0.03、0.30和0.27；在杂交种中，相关指标分别为0.39、0.30和0.29。RGIsnp96对常规稻、杂交稻的品种识别率分别为99.94%、99.99%。基于品种间异同基因型位点的比例，对RGIsnp96与农业行业标准推荐的48个SSR标记(RGIssr48)的鉴定结果进行比较，结果显示，不论是对于常规种、还是杂交种，这两套标记均具有良好的等效性。同时，还发现对部分常规品种的鉴别，组合不同类型的标记，比单一类型的标记能取得更好的效果，并推荐了相应的策略。【结论】RGIsnp96展现出卓越的水稻品种鉴别能力，为提升水稻种子质量、规范种子市场秩序以及保障农民权益提供了坚实的技术支持。

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利用CRISPR/Cas9技术创制无芽鞘紫线的香型环境非敏感隐性核雄性不育种质 杨佳欣, 管玉圣, 杜润, 李贤勇, 蔡座坤, 王楚桃, 阳启样, 何永歆, 朱子超, 张毅 2025, 39(5): 643-649.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240501 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1119KB) ( )   【目的】水稻杂种优势利用技术已发展到第三代，环境非敏感型隐性核雄性不育是第三代杂交稻的必需性状，而香味是许多水稻育种计划的重要目标。另外，水稻芽鞘紫线是极早期表现的一种明显稳定的花青素性状，有利于杂交种纯度的简单、快速和准确鉴定。本研究目的是将II-32B制备成香型、无芽鞘紫线的环境非敏感型隐性核雄性不育材料，为研发方便纯度鉴定的香型第三代杂交稻创造核心种质。【方法】利用CRISPR/Cas9技术，同时对优良水稻亲本II-32B的花粉发育相关基因OsbHLH141、香味基因OsBadh2以及芽鞘紫线基因OsMYB76进行敲除。【结果】获得了三个基因同时发生突变的材料，突变体表现为芽鞘紫线等花青素性状缺失，稻米具有香味且雄性不育。【结论】本研究成功获得了以II-32B为背景的香型、无芽鞘紫线的环境非敏感型隐性核雄性不育种质。

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纳米钼对水稻根系形态生理和硝态氮吸收的影响 张海鹏, 李莞意, 廖福兴, 马美子, 张洪程, 杨艳菊 2025, 39(5): 650-664.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.241006 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1467KB) ( )   【目的】钼是硝酸还原酶的活性组分，在硝态氮的还原和氮素代谢过程中具有核心作用。探究纳米钼对水稻根系形态、有机酸分泌及其与硝态氮吸收的关系，有望为新型纳米肥料提高水稻硝态氮吸收利用提供理论依据。【方法】以南粳9108为研究对象，以硝态氮为氮源的水培实验设置不施钼 (0 μg/L)、钼酸钠组(50、100、200、400 μg/L)和纳米钼组(50、100、200、400 μg/L)处理， 分析水稻根系形态、根系分泌有机酸和氮含量等的差异。【结果】外源钼显著增加了水稻根干质量、总根长、根体积、根总表面积、总吸收面积和活跃吸收面积，较不施钼处理显著优化了水稻根系形态。在相同钼添加量条件下，纳米钼处理效果显著高于钼酸钠处理。外源钼处理的根系氧化力和还原力、有机酸分泌量均显著增加，根系生理活动增强；随着钼添加量增加，钼酸钠处理组根系氧化力和还原力呈先增加后下降趋势，除乙酸外，苹果酸、酒石酸、琥珀酸、柠檬酸和草酸含量不同钼浓度处理间无差异；纳米钼处理的根系氧化力、还原力和有机酸量均随施用量的增加而增加。因子分析和冗余分析结果表明，水稻根系形态指标、根系氧化还原力及有机酸分泌量与根系氮含量正相关，外源钼添加通过改善水稻根系形态和生理特征促进水稻根系对硝态氮的吸收。【结论】外源钼通过增加水稻根长、根表面积、有机酸分泌量，增强根系氧化还原能力，改善了根系形态生理活性，进而增加了水稻根系对硝态氮的吸收。相同钼施用量条件下，纳米钼的促进效果优于钼酸钠。生产上可以通过适当添加钼肥特别是纳米钼肥来改善水稻根系形态及生理功能，增强水稻根系对硝态氮的吸收和利用。

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不同光照条件下减穴稳苗配置对水稻茎鞘干物质积累转运特性的影响 刘钰婷, 周星, 何辰延, 李秋萍, 艾小凤, 袁玉洁, 刘睿, 杨景文, 刘婷婷, 王丽, 程红, 黄蓉, 李奥运, 胡文, 胡忠, 任万军, 邓飞 2025, 39(5): 665-678.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240904 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1636KB) ( )   【目的】明确弱光胁迫下田间配置对茎鞘干物质积累转运特性的影响，为弱光稻区健康群体塑造技术的改良提供理论和实践依据。【方法】以宜香优2115为材料，于2021—2022年在四川省汉源县和温江区设置不同光照(自然光照和遮光50%)和田间配置(常规密植和减穴稳苗)试验，研究了不同光照条件下田间配置对水稻节间和叶鞘干物质积累转运特性的影响。【结果】1）除2022年温江生态点外，弱光胁迫导致成熟期水稻各节间和叶鞘干物量均不同程度降低，节间和叶鞘总干物量分别显著降低22.68%~30.12%和6.45%~15.64%，但显著增加了节间和叶鞘总干物质转运量、转运率和贡献率。2）与常规密植相比，减穴稳苗可有效增加不同光照条件下各时期节间(除2022年弱光胁迫下温江生态点外)与叶鞘总干物量，促进弱光胁迫下节间和叶鞘干物质的转运再利用，使温江和汉源生态点成熟期单穗重分别增加1.51%~6.03%和5.70%~10.37%。3）不同光照条件下，产量品质与干物质积累转运特性相关性差异明显。弱光胁迫下，节间干物质转运量、转运率和贡献率与产量正相关，与垩白粒率和垩白度极显著负相关。【结论】弱光胁迫下，水稻通过增强茎鞘，特别是节间干物质的转运再利用以维持穗部的物质供给，减穴稳苗则在提升抽穗前节间和叶鞘干物质积累的基础上，促进其抽穗后的转运以降低弱光胁迫对水稻产量和品质的不利影响。

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孕穗期低温对寒地不同水稻材料光合系统的影响研究 丁国华, 李鑫, 曹良子, 周劲松, 雷蕾, 白良明, 洛育, 杨光, 崔志波, 赵明辉, 孙世臣 2025, 39(5): 679-689.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.241014 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(2029KB) ( )   【目的】解析龙稻18(LD18)和龙稻17029(L9)孕穗期光合系统对低温反应差异，为培育孕穗期耐冷高产水稻品种提供理论依据。【方法】以优质耐冷品种LD18和其与旱稻创制的高产冷敏感新种质L9为试验材料，利用人工气候室研究了孕穗期低温冷害对不同耐冷材料剑叶叶绿体超微结构、光合参数、相关酶活性及基因表达的影响。【结果】测序分析表明，LD18和L9基因组相似程度为75.03%，大的差异片段主要在2号、5号染色体。孕穗期低温下，LD18空壳率显著低于L9，LD18剑叶叶色值和叶绿体超微结构变化不明显，L9叶色值显著降低，叶绿体和类囊体出现膨大、变形，并产生了大量嗜锇粒，LD18光合相关酶活性高于L9。转录组及RT-qPCR结果表明，LD18差异表达基因数多于L9；GO和KEGG分析显示，LD18和L9相比最富集的基因通路包括光合作用和叶绿素代谢； RT-qPCR分析结果表明光合相关基因RBCX1在LD18中上调表达3倍，而在L9中下调表达。【结论】孕穗期低温下，LD18比L9具有更强的耐冷性，LD18能够调动更多基因应对低温胁迫，保持叶绿体结构完整，不降低叶绿素含量及光合速率，光合相关酶活性更高。

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新复垦耕地不同有机物料培肥效果及其评价指标优化 尤赛雅, 王新雅, 秦碧蓉, 蔡汶延, 朱练峰, 孔亚丽, 朱春权, 田文昊, 张均华, 金千瑜, 曹小闯 2025, 39(5): 690-702.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240720 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1324KB) ( )   【目的】通过评价不同外源有机物料在新复垦丘陵红壤和黄泥田上的培肥效果，构建基于土壤质量指数的最小数据集，以期为新复垦耕地地力培育提供理论与技术支撑。【方法】试验设7个处理：不施肥(No fertilizer，CK)，常规施肥(Chemical fertilizers，NPK)，常规施肥+2250 kg/hm2秸秆(NPK+2250 kg/hm2 秸秆，NPKS1)，常规施肥+4500 kg/hm2秸秆(NPK+4500 kg/hm2 秸秆，NPKS2)，常规施肥+3000 kg/hm2腐熟秸秆-畜禽粪便(NPK+3000 kg/hm2 腐熟秸秆-畜禽粪便，NPKSM)，常规施肥+1773 kg/hm2木本泥炭(NPK+1773 kg/hm2 木本泥炭，NPKW1)，常规施肥+3546 kg/hm2木本泥炭(NPK+3546 kg/hm2 木本泥炭，NPKW2)，研究了不同培肥处理下的水稻产量、土壤团聚体结构、各形态碳氮含量、微生物生物量碳氮含量和土壤酶活性等指标，筛选土壤质量评价最小数据集，并对评价指标进行优化验证。【结果】1)与NPK处理相比，丘陵红壤中NPKSM处理显著提高了土壤大团聚体、平均重量直径、有机质含量、碳氮比以及土壤酶活性(如β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶)等指标；黄泥田中NPKS2处理显著提高了土壤易氧化有机碳、矿物结合态有机碳及微生物生物量碳氮含量，而NPKW2处理显著提高了土壤有机质、颗粒态有机碳、矿物结合态有机碳和可溶性有机碳含量。2)主成分分析结果表明，平均重量直径、铵态氮和矿物结合态有机碳可作为丘陵红壤土壤质量评价的最小数据集，而黄泥田则为土壤碳氮比、矿物结合态有机碳和β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶活性。3)基于全量数据集和最小数据集的土壤质量指数评价结果表明，丘陵红壤中NPKSM以及黄泥田NPKS2、NPKW2处理土壤质量指数显著高于其他处理。4)回归分析结果表明，基于全量数据集和最小数据集构建的土壤质量指数在丘陵红壤和黄泥田中均呈极显著正相关，验证了最小数据集可作为有机培肥效果的评价指标。【结论】不同培肥模式对新复垦丘陵红壤和黄泥田培肥效果及其评价指标差异显著，腐熟秸秆-畜禽粪便可通过显著提高丘陵红壤有机质含量、易氧化有机碳含量、酶活性((BG、NAG))和团聚体稳定性性提高其土壤质量指数，而木本泥炭主要通过提高黄泥田有机质含量和矿物结合态有机碳含量提高其土壤质量。综合考虑，建议配施3000 kg/hm2腐熟秸秆-畜禽粪便、3546 kg/hm2木本泥炭作为区域新复垦丘陵红壤和黄泥田的适宜有机培肥模式。

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外源miR3979处理水稻对拟禾本科根结线虫趋性、侵染和发育的影响 杨行洲, 崔苗苗, 魏利辉, 顾爱国, 李东霞, 乐秀虎, 冯辉 2025, 39(5): 703-710.  DOI: 10.16819/j.1001-7216.2025.240906 摘要 ( )   HTML ( )   PDF(1263KB) ( )   【目的】miR3979-3p参与水稻响应多种生物和非生物胁迫，在拟禾本科根结线虫(Meloidogyne graminicola)侵染的根组织中下调表达，因此探究miR3979-3p对根结线虫与水稻互作中的作用具有重要意义。【方法】利用人工合成的双链miR3979(ds-miR3979)浸泡水稻根组织，采用qPCR测量水稻内源miR3979-3p的表达水平，通过平板接种和组织染色观察二龄幼虫的趋性和侵染能力，结合盆钵接种评价ds-miR3979处理对水稻根结产生和线虫发育的影响。【结果】100~800 nmol/L ds-miR3979处理12~24 h对二龄幼虫的运动活性无显著影响；与ddH2O处理的对照相比，400 nmol/L ds-miR3979浸泡根系12~24 h显著提高了立针期和三叶期水稻根系和叶片miR3979-3p的表达水平；连续显微观察2~8 h，发现二龄幼虫向水稻根尖移动趋性降低，集聚在根尖周围的线虫数量显著减少；同时，平板接种1~3 d侵入根内的线虫数量减少，盆钵接种7~21 d根系上的根结数目、根内雌虫数量和占比显著下降，且雌虫的发育进程延缓。【结论】人工合成的ds-miR3979可被水稻吸收并上调内源miR3979-3p表达，进而影响根结线虫的侵染和雌虫发育。