“双一流”大学建设背景下农学专业发展模式探索

“双一流”建设是党中央、国务院做出的重大战略部署。习近平总书记多次发表重要讲话,对“双一流”的战略目标、部署、路径进行了系统深刻的阐述。党的“十九大”报告指出:“加快一流大学和一流学科建设,实现高等教育内涵式发展”,2021年12月审议通过《关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见》。

水稻理想株型的遗传基础研究

水稻是我国最主要的粮食作物之一,20世纪50年代矮源基因在育种中的应用和70年代杂种优势的利用使水稻产量实现了两次飞跃。近年来,虽然水稻产量徘徊不前,但基于理想株型的综合设计让水稻产量的新突破成为可能。本文从水稻根、茎、叶、穗、分蘖等几部分的遗传进展综述了水稻理想株型的设计塑造。

水稻茎秆相关性状遗传分析

本研究以典型的籼粳交（春江06/台中本地1号）F1经花药培养产生的双单倍体（DH）群体为材料,考察了该群体及其双亲的株高、穗颈长、倒三节节间长及节粗。结果表明,株高与穗颈长和各节间长,以及各节间长之间均呈显著的正相关,而各节间长与节间粗不存在显著的相关性;所考察的性状在DH群体中均表现为连续的分布,且有一定数量的超亲个体,呈多基因控制的数量性状特征;QTL分析共检测到30个与株高、穗颈长、倒1、倒2、倒3节节间长和节间粗相关的QTL,它们分布于水稻第1、2、3、4、6、8、9、10和12染色体上,贡献率介于6.3%~29.8%之间;QTL座位的聚合进一步表明,通过不同QTL座位的聚合能调节节间的粗细及株高,以选育茎秆粗壮的耐倒伏材料。

水稻叶鞘相关性状的遗传分析

本研究以典型籼粳交(春江06/台中本地l号)的Fl代花药加倍的DH群体为材料,系统考察了DH群体及其双亲在抽穗期的叶鞘长、叶鞘重、叶鞘厚等性状上的分布情况。结果表明,叶鞘长度的遗传力较高,受环境的影响相对较小,叶鞘长与叶鞘厚及叶鞘干重间大多呈极显著的正相关。QTL分析共检测到31个与叶鞘有关的QTL,分布于水稻第1、第4、第6、第8、第10和第11染色体上,其LOD值介于2.58～4.81,贡献率在7.5%～35.3%之间。其中,位于第4染色体上RM548-RM6997区间是个主效QTL座位,同时调控水稻叶鞘长、干重及叶鞘厚。进一步比较了叶鞘相关性状和业已检测到的部分产量相关性状QTL表明,叶鞘的光合功能或物质运输可能与水稻的产量形成密切相关。

利用日本晴/9311重组自交系群体定位水稻成熟期叶形相关性状QTL

水稻叶片是植株进行光合作用的主要器官，优化其形态指标是水稻高产育种的重要目标之一.以日本晴和9311衍生的重组自交系群体（RIL）为材料，对其上3叶的叶长、叶宽、叶面积及叶片长宽比进行考查及 QTL 定位分析.结果表明，各性状在双亲间存在显著或极显著差异，在群体中呈连续分布，表现为多基因控制的数量性状特征；相关分析表明，不同叶位的叶片叶形性状间呈极显著的正相关性；共检测到上3叶的叶长、叶宽、叶面积及叶片长宽比相关 QTL 42个，它们分布于水稻12条染色体上，贡献率介于4．3％~29．0％，来自9311的增效等位基因的数目和加性效应比来自日本晴的要大；另外还检测到17对上位性位点，其贡献率为3．3％~23．4％；还对剑叶叶长、叶宽和叶面积的增效等位基因进行了聚合比较，增效等位基因的聚合能明显调节水稻剑叶的叶长、叶宽和叶面积大小，对其在常规稻和杂交稻的育种应用前景进行了探讨.

不同氮处理下水稻剑叶叶宽的全基因组关联分析

【目的】探索水稻剑叶叶宽调控及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效水稻新品种的培育提供新的种质资源和基因标记。【方法】以134份水稻地方种质资源为关联分析材料,通过基因组重测序发掘获得了3 356 591个分布于全基因组的高密度SNP位点(single nucleotide polymorphism,SNP)。在大田栽培条件下,以施氮量为主区,品种为裂区的设计,设计低氮(不施氮肥,N0)、正常氮(纯氮96 kg·hm^(-2),N1)和高氮(纯氮192 kg·hm^(-2),N2)3种氮肥处理。于水稻成熟期分别调查水稻剑叶叶宽在低、中、高3种氮肥处理下的表现及响应,结合EMMAX软件计算群体亲缘关系矩阵和EIGENSOFT软件分析群体结构,采用纳入亲缘关系矩阵及群体结构的混合线性模型开展全基因组关联分析。【结果】水稻剑叶叶宽在N0、N1、N2 3种氮肥处理下均呈正态分布,并表现丰富的变异。剑叶叶宽受品种差异及氮水平的影响,且与施氮水平呈显著正相关。在N0、N1、N2氮处理下共检测到14个与剑叶叶宽显著相关的SNP位点。其中,低氮处理下检测到的SNP位点的最小等位基因频率均大于0.46,表明此类SNP在关联群体中广泛存在;中氮和高氮水平下检测到的SNP位点的最小等位基因频率均较小,是一类较为稀有的SNP位点。位于第12染色体上的一个SNP(chr12:15 066 507)位点在正常氮及高氮处理下均被检测到,在高氮处理下还检测到的另一显著性位点,其候选区间内包含一候选基因LOC_Os12g25660,该基因与业已报道的叶宽性状相关基因Os BR6ox同属于细胞色素P450家族。根据不同氮处理下剑叶叶宽的响应,鉴定出20与低氮响应有关的SNP位点,8个位点与高氮响应有关。其中与高氮响应的显著性位点中,位于第1染色体显著性峰候选区间包含业已克隆的与氮素利用相关的基因OsATG7。【结论】通过全基因组关联分析共检测到42个与剑叶叶宽及其在不同氮处理下叶宽响应相关的显著性关联位点。

水稻淡绿叶基因PGL11的鉴定与精细定位

【目的】叶片是水稻进行光合作用的主要场所,叶片颜色的变化与水稻的生长发育直接相关。发掘水稻叶色突变体,是水稻功能基因组学研究的重要遗传基础。【方法】利用EMS诱变日本晴获得一个能稳定遗传的淡绿叶突变体,暂命名为pgl11(pale green leaf 11)。在不同生育期测定野生型与突变体的叶绿素含量。在苗期,取野生型与突变体叶片进行叶绿体结构的透射电镜观察。在分蘖期,测定野生型与突变体的光合参数并观察气孔结构。在成熟期,测定野生型和pgl11的主要农艺性状。以pgl11为母本,南京6号为父本构建相应的F2群体,采用图位克隆的方法,对该基因进行定位。【结果】从苗期开始,突变体pgl11的每一片新叶均表现为淡绿色,叶绿素含量显著降低,叶绿体发育异常。随着叶片的生长,叶色由淡绿逐渐转绿,至抽穗期时叶绿素含量亦无明显差异。pgl11还表现光合速率、气孔导度明显下降,胞间CO_2浓度上升。扫描电镜观察发现,突变体pgl11的气孔发育异常。与野生型相比,突变体的农艺性状如株高、剑叶宽、二次枝梗数、每穗粒数、粒长、粒宽、千粒重以及结实率等均显著降低。对叶绿素合成、光合作用以及质体发育相关基因的表达量测定表明,突变体pgl11中参与叶绿体转录和翻译相关基因的表达量显著升高,而叶绿素合成和光合作用相关基因的表达量显著下降。遗传分析表明,该突变表型受一对隐性核基因控制。通过图位克隆的方法将该基因定位于第1染色体上的C6和C8标记之间,物理距离约为110 kb。【结论】该定位区间内未见有叶色相关基因报道,推测PGL11基因可能是一个新的水稻叶色基因。

新时代高校“课程思政”理念创新和建设路径研究

“课程思政”是一种全新的课程观,也是对知识观、教育理念的重构和再认识。本文阐述了新时代高校“课程思政”的理念创新,思政元素融入专业课程的意义以及人文关怀和心理疏导为核心的教学方法;提倡深入推进“课程思政”建设,并对其实施路径进行了分析研究,从而让高校教师讲授学科内容更具深度、思政教育更具力度、在传授知识的同时实现价值观的引领。

水稻小粒基因SG101的鉴定和精细定位

【目的】籽粒大小是决定水稻产量的重要农艺性状之一,开展水稻籽粒大小相关基因的克隆和功能研究对于阐述水稻产量形成的遗传调控机制具有重要意义。【方法】利用甲基磺酸乙酯诱变粳稻品种中花11,筛选获得一小粒突变体,命名为sg101(small grain 101)。通过形态学、细胞学手段调查了SG101的突变对籽粒大小、穗部主要性状及颖壳细胞数目和大小的影响,通过测定叶夹角和胚芽鞘长度分析其对外施油菜素内酯的差异响应,结合定量PCR技术分析了油菜素内酯合成途径和信号途径相关基因表达情况,并利用图位克隆的手段精细定位了水稻小粒基因SG101。【结果】与野生型相比,突变体sg101粒长和粒宽均极显著减小,从而导致千粒重极显著降低。此外,sg101还表现出结实率降低、穗长变短、二次枝梗数减少、植株变矮等。细胞学观察发现sg101的颖壳细胞大小没有改变,但细胞数目明显减少。定量PCR检测表明sg101中的细胞周期相关基因表达显著下降。另外,突变体sg101对外施油菜素内酯响应迟钝,其油菜素内酯合成途径和信号途径相关基因表达亦显著降低。【结论】遗传分析表明sg101突变体由隐性单基因控制,通过图位克隆的方法将SG101精细定位于第1染色体上,物理距离为265 kb的区间内。这为该基因的克隆及深入的功能研究奠定了基础。

水稻早衰叶突变体es-t的遗传分析与精细定位

突变体es-t是经EMS诱变处理日本晴后筛选获得的,该突变体主要表现为叶片从苗期开始黄化,叶绿素含量显著降低,随着其生长发育发黄的叶片伴有铁锈色的小斑点,尤以叶尖和叶缘为甚,表现严重的早衰现象,故将之命名为es-t(early senescence-temporary).扫描电子显微镜显示,突变体叶片表面比野生型的光滑,且气孔周围缺乏硅质化突起;另外,突变体的叶绿体发育不正常,含有大量大颗粒的淀粉粒;组织切片则显示突变体的厚壁细胞及维管束的发育表现异常.遗传分析表明,es-t为新发现的早衰突变体,受一隐性基因控制,借助图位克隆的手段将之定位于42.1kb的物理区间内,为进一步克隆该基因并阐明叶片早衰的分子机制奠定基础.

水稻镉积累的吸收与转运机制及镉胁迫相关QTL定位的研究

镉是一种生物毒性极强,对人体健康危害极大的重金属。为了减少人体对镉的摄取,降低粮食作物中的镉含量,这对于确保食品安全具有重大意义。本综述将对水稻镉积累的遗传特性进行归纳分析,对水稻中镉的吸收和转运机理进行梳理。总结了最近几年水稻镉胁迫相关性状的基因QTL定位研究状况,对水稻镉积累相关的基因根据其功能性进行分类,此外介绍了水稻QTL定位作图群体的概况,旨在为镉低积累水稻品种的选育提供理论参考。最后提出其存在的问题与展望。