外源氨基酸对层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素合成的影响

由层出镰刀菌引起的水稻穗腐病,不仅造成水稻产量损失,而且因产生真菌毒素而导致稻米品质下降。本研究通过在生长培养基中添加外源氨基酸,评价其对层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素合成的影响。结果表明,不同氨基酸和不同添加量对菌丝生长均有影响。与未添加氨基酸的对照相比,在MM培养基上添加L-精氨酸、L-谷氨酸、L-脯氨酸和L-瓜氨酸,在PDA培养基上添加L-谷氨酸,均抑制菌丝生长。添加氨基酸显著提高了伏马毒素含量,且随着氨基酸浓度升高,在PDA中产毒量减少,在MM中则呈增加趋势。外源氨基酸明显改变了伏马毒素生物合成基因在转录水平上的表达,但基因表达模式与毒素含量并不一致。综合分析表明,外源氨基酸会影响层出镰刀菌菌丝生长和伏马毒素含量,且不同氨基酸组分与菌丝生长和伏马毒素合成的关联性不同。

利用CRISPR/Cas9技术编辑MODD增强水稻休眠性

【目的】休眠是水稻重要的农艺性状。适当的休眠可以抑制水稻的穗发芽现象,是确保产量和品质的关键因素。然而,水稻休眠调控的基因及其调控网络仍需进一步研究。已知基因MODD编码未知功能的蛋白,负向调控水稻脱落酸信号和抗旱性,但其调控水稻休眠的功能未知。研究MODD在调控水稻休眠中的功能,有助于完善水稻休眠调控网络,同时为抗穗发芽遗传育种提供新的理论基础和种质资源。【方法】根据RGAP数据库公布的基因序列,构建MODD的CRISPR-Cas9敲除载体,通过农杆菌介导的遗传转化方法转化中花11(ZH11)愈伤组织,从而获得水稻转基因植株;利用PCR扩增、测序技术及qRT-PCR技术筛选并鉴定MODD敲除纯合系;根据2个突变系(KO-1和KO-2)的CDS得到突变系的氨基酸序列,然后,用DNAMAN对比ZH11和2个突变系(KO-1和KO-2)的蛋白序列;利用Linux系统筛选出MODD在水稻中的同源基因;取开花后35d的种子,调查ZH11和敲除系的发芽率;利用酵母单杂和LUC试验验证MODD的上游基因。【结果】查找到水稻中有6个MODD的同源基因,分别为LOC_Os07g41160、LOC_Os03g30570、LOC_Os03g53630、LOC_Os04g35430、LOC_Os03g17050和LOC_Os06g01170;成功构建了敲除载体,并转入ZH11中,获得2个纯合突变系(KO-1和KO-2);qRT-PCR结果表明,2个突变系(KO-1和KO-2)的MODD表达量显著降低;蛋白序列分析表明,KO-1和KO-2的移码突变造成了蛋白翻译的提前终止;发芽率结果显示,2个突变系(KO-1和KO-2)的发芽率在吸水第3天比ZH11分别显著降低了15%和15%;之后差异逐渐扩大,在第6天差异达到最大,比ZH11分别显著降低35%和35%;2个突变系(KO-1和KO-2)的穗发芽现象显著低于ZH11;酵母单杂试验结果表明,在酵母中,ABI5可以结合MODD的启动子区域,并且进一步把结合范围缩小至300 bp以内;LUC结果显示,加入ABI5的荧光值是单独加NONE空载荧光值的2.6倍,说明ABI5可以激活MODD的表达。【结论】敲除MODD可以增加种子的休眠,MODD可能通过ABA信号途径调控种子休眠。

新发展阶段我国农业食物系统转型战略构想研究

进入全面建设社会主义现代化国家的新阶段后,我国农业食物系统正在从“吃得饱”“吃得好”向“吃得营养健康”转变;绿色低碳成为农业食物系统转型的全球共识,包容共享成为农业食物系统转型的中国方案。当前,我国农业食物系统转型面临诸多挑战,以营养过剩和营养缺乏并存、保供和降碳之间存在矛盾、对小农生产者和弱势群体消费者的包容性不足、生产稳定性和供应可控性的韧性能力不强等问题为典型;未来在人口总量下降、城镇化率继续提高的背景下,我国农业食物系统结构有待进一步调整和优化,将加快转向“营养健康‒绿色低碳‒包容共享‒安全韧性”的多赢发展目标。相应主攻方向包括:调整生产体系、丰富食物供给,突出科技创新、优先发展多赢技术,加强政策创设、加大转型投资,优化体制机制、建设高效包容食物链,转变消费理念、引导居民低碳行为。研究建议:启动国家营养相关立法工作,建立国家农业食物系统转型技术储备库,实施国家农业食物系统转型升级科技专项,开展全民营养健康行动。

稻米品质遗传改良现状及展望

随着消费者对大米品质需求的升级,优质高产水稻新品种培育已成为育种家关注的重点。稻米品质主要包括外观品质、加工品质、食味品质、营养品质、安全品质等,是受遗传与环境因素共同影响的复杂性状。对消费者而言,优质大米最直观的体现在大米外观和食味。综述了稻米品质研究进展和遗传改良现状,对分子标记辅助选择、基因编辑技术在稻米品质改良中的应用进行了总结,对稻米品质未来研究方向进行了展望,以期为稻米品质遗传改良以及优质稻品种培育提供参考。

利用RVA快速鉴定稻米蒸煮及食味品质的研究

71份粳稻和 6 8份籼稻RVA特征值与直链淀粉含量 (AC)、胶稠度 (GC)的相关分析表明 ,RVA谱特征值与AC、GC均有较高相关系数 ,其中最高黏度 (PKV)、崩解值 (BDV)与AC的相关系数分别达 - 0 .76 0和 - 0 .736 ,呈极显著负相关 ,与GC相关系数分别为 0 .74 0和 0 .715 ,呈极显著正相关。但通过分析AC、GC和RVA谱 6个参数的三维曲面图 ,揭示出BDV、PKV特别是BDV与GC的关系最密切 ,接近直线相关 ,用BDV进行GC间接鉴定是可靠的 ,且快速有效。进一步用分段线性回归分析建立定量模型 ,说明利用RVA可以定量分析稻米蒸煮及食味品质 ,特别是AC和GC与RVA特征值相关系数分别高达 0 .919和 0 .90 5 。

美国光身稻品种的利用与超高产品种的选育

现行高产品种的产量已到了很高的平台。结合水稻超高产品种选育理论与实践,提出了“二高一早”超高产育种的设想,并就相关种质进行探讨,分析了“中秆高抗倒伏”及“群体高效光能利用”新种质对超高产育种的重要性。对Lemont等15份美国大面积推广光身稻品种、特青等73个中国高产品种及双亲杂种的农艺性状进行了初步分析。结果表明:①美国光身稻具有极强的抗倒伏性;②杂种F_1优势十分明显,其中株高及每穗粒数超亲尤为突出;③杂种后代中易获得高抗倒伏、偏大穗的中秆材料;④美国光身稻所携带的半矮秆基因与中国品种可能不同。通过研究,作者认为美国大面积生产应用的光身稻材料是超高产育种的理想素材。

中国水稻生产新特点与稻米品质改良

水稻是我国第一大粮食作物 ,占我国粮食 40 %左右 ,其总产量与播种面积列世界第一、二位。 2 0世纪 90年代后期粮食生产出现供应基本平衡、丰年有余的大好局面 ,但稻米品质改良滞后成为水稻生产制约因素。随着粮食流通体制改革进一步落实和完善 ,受市场驱动 ,水稻生产结构性得以调整 ,出现了如“南方早稻减少、北方粳稻增加”的新局面。为应对加入 WTO挑战 ,我国已开始重视品质改良。通过对目前 45 4个主栽品种及正参加全国区试 484个新品系品质调查分析 ,品质达国标三级仅 7.1%和 4.8% ,且主要是北方粳稻。目前稻米品质存在的主要问题是垩白米率高、垩白度高、整精米率低和食味差。因此 ,品质育种目标需将外观。

稻米糊化温度和直链淀粉含量的简易测定法

采用 2mol/L的KOH进行糙米糊化 ,其糊化温度与标准方法测定结果相比 ,两者相关系数为 0 .932 ,达极显著水平 ;糊化后直接染色 ,样品直链淀粉含量与标准方法测定样品直链淀粉含量之间的相关系数为 0 .915 ,达极显著水平。该方法具有简便、高效并相对准确的特点 ,非常适合低世代材料的直链淀粉含量和糊化温度的快速鉴定。

水稻香味的遗传研究与育种利用

香味是水稻重要的品质性状之一。本文介绍了香稻的种植历史、分布及香味测定方法;并就国内外水稻香味遗传研究和香稻育种进行全面综述基础上,提出了今后水稻香味研究重点。

泰国香米事件及启示

泰国香米以其优良的品质享誉世界,作为全球最大的稻米出口国,泰国香米出口遍及五大洲100多个国家,创汇大约5.5亿美元。1997年美国种子公司Rice Tec Inc获得了“Basmati水稻品种与稻米”专利(美国专利号:5663483),这使每年近50万t的泰国香米出口受到严重威胁,为此泰国上至总理下至广大农民开展了一场举世瞩目的“泰国香米”保护战。通过分析“泰国香米”事件,提出我们水稻种质研究中急需解决的问题。

杂交水稻产业发展与技术创新

杂交水稻是我国具有自主知识产权的重大科技成果。由于缺乏对核心技术的知识产权保护,杂交水稻种业培育错失良机。针对我国杂交水稻研发现状,为应对跨国种业集团的竞争,需要不断提高杂交水稻种业研发的能力和企业竞争力,加快种子产业集约化、市场化、产业化发展,确保粮食安全。

功能性稻米研究与开发

本文概述了功能性稻米研究的意义 。

回望百年稻路 启航时代征程——热烈庆祝中国共产党成立100周年

今年是中国共产党成立100周年。回望百年来,在中国共产党的团结带领下,中国人民筚路蓝缕,攻坚克难,取得了一个又一个伟大胜利。中国从半殖民地半封建、兵荒马乱、人民担惊受怕、缺衣少食的苦难岁月走出,傲然屹立于世界民族之林。我们正在走向一条实现国家富强、民族振兴、人民幸福的康庄大道,经济总量跃居世界第二,已经全面建成小康社会,社会治理和民生保障取得了举世瞩目的成就。

杂交水稻产业发展与技术创新

创新是种业的核心价值。我国杂交水稻独步世界的关键是杂交水稻育种材料的突破和育种技术的创新。如今,面对杂交水稻巨大市场和在技术、资金、营销网络、管理优势明显的跨国种业集团竞争,加速健全监督管理体系,建立种业发展扶持机制,提高杂交稻种业研发能力和企业竞争力,加快种子产业集约化、市场化、产业化发展迫在眉睫。

食用稻米品质形成研究的现状与展望

就食用稻米组分、稻米品质研究进展进行了概述。剖析了传统的品质研究思路，分析了食用优质稻米研究与品种改良中存在的问题，即稻米品质性状的静态研究较多，动态形成的研究较少；对直链淀粉、蛋白质含量作了大量的研究，而对淀粉的结构研究较少；淀粉代谢和稻米品质形成过程中关键酶的动态研究较少。为此提出稻米品质形成规律研究中急需开展的研究内容及与其配套的研究新方法和新手段。

水稻品种直链淀粉含量、糊化温度和蛋白质含量的稳定性分析

利用AMMI模型对18个水稻品种的直链淀粉含量(AC)、糊化温度(GT)和蛋白质含量(PC)进行两年三点的稳定性分析,并以AC、GT和PC的表型值及相应的稳定性参数(Di)为性状指标,对供试品种进行聚类分析和评价。结果表明,稻米AC、GT和PC在不同品种和环境间的差异以及G×E互作效应都达到极显著水平(P<0.01);3项品质性状的稳定性随品种不同而变化较大(0.15≤Di≤2.68),AC、GT和PC稳定性都高的品种仅有W002;综合考虑AC、GT和PC等3项品质性状的表现、稳定性、产量水平等因素,W002、广陵香粳、早丰九号和南京16号等品种可作为育种亲本,以改良水稻品种食味品质及其稳定性。

稻米脂肪含量近红外光谱分析技术研究

应用近红外光谱(NIRS)分析技术和偏最小二乘法(PLS)建立稻米脂肪定量分析数学模型,并比较糙米粒和糙米粉NIRS数学模型对预测稻米脂肪含量的效果差异。结果表明,当利用糙米粒和糙米粉NIRS数学模型对样品进行预测时,内部交叉验证预测值和真值之间的决定系数(R2)分别为94.44%和95.54%,内部交叉检验的标准差(RMSECV)分别为0.09%和0.08%;外部验证预测值和真值之间的R2值分别为79.51%和87.10%,预测标准差(RMSEP)分别为0.24%和0.26%,平均相对误差(ARE)分别为4.11%和3.30%。内部交叉验证和外部验证结果证明,糙米粒和糙米粉NIRS数学模型均具有较高的预测准确性,可应用于稻米营养品质改良实践。