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我公司水稻首席科学家李平教授为通讯作者《自然通讯》上发文

我公司水稻首席科学家李平教授为通讯作者《自然通讯》上发文

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  • 发布时间:2013-11-19 00:00
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        11月18日,《自然通讯》(Nature Communications)发表了以水稻研究所李双成研究员为第一作者、在读博士生李文博和2009级硕士黄斌为共同第一作者、李平教授为通讯作者、我校为唯一署名单位的研究论文“PTB1:通过控制花粉管生长调控水稻结实率”(Natural variation in PTB1 regulates rice seed setting rate by controlling pollen tube growth)。该论文首次报道了一个控制水稻结实率的关键基因的图位克隆,并深入分析了基因功能,在水稻生殖发育和产量性状解析方面取得了突破性进展。
  水稻单株产量=穗着粒数×结实率×有效穗数×粒重。近年来,针对穗着粒数、有效穗数和粒重等性状相关基因的克隆取得了长足的进展,相关生物学过程的分子机制也逐渐明朗。由于结实率易受多种环境因素的影响而发生较大的波动,是水稻产量因子中最不稳定的因素,研究难度大,尚未获得突破性的研究进展。此外,水稻结实率的高低不仅决定产量的高低,也是品种适应性和产量稳定性的重要评价指标。因此,揭示水稻结实率的分子机制,对于理解水稻生殖发育和高产稳产具有重要意义。
  该研究利用一个水稻低结实率突变体,成功克隆了一个控制水稻结实率的主效基因PTB1,并证实其通过控制水稻花粉管生长从而正向调控结实率。解剖及显微观察证实,该低结实率突变体表现雌性不育,但雌、雄性器官及胚囊等均表现正常,低结实的原因在于花粉管在花柱中的生长受阻。图位克隆发现,PTB1基因内部一个约470 bp的序列缺失导致了低结实的突变表型。PTB1基因编码一个RING型E3泛素连接酶,主要在花柱中优势表达,具有促进花粉管在生殖道中生长的深度和数量的功能,从而直接调控水稻结实率的高低。基因表达分析显示,在转基因群体和自然群体中,水稻植株的结实率均与PTB1基因的表达水平极显著正相关,过量表达PTB1基因亦有提高结实率的趋势。深入研究发现,水稻在高温、低温等异常条件下的结实率下降主要基于异常环境温度导致的PTB1基因表达水平下调。群体遗传分析证实,该基因在栽培稻(特别是籼稻)中的单倍型较野生稻大幅下降,提示该基因在水稻驯化过程中受到强烈的选择。由于该基因启动子区域4个SNP变异(组成2种单倍型)与该基因的表达水平和结实率表现相关,推测其为人工选择的靶标位点。进一步的体外生化实验表明PTB1蛋白具有E3泛素连接酶的生化功能,推测PTB1特异地降解了一个对花粉管生长具有抑制作用的负调控因子,从而促进花粉管的生长,进而正向促进结实率的提高。
  该研究综合利用组织细胞学、遗传学和生化分析等手段系统证实了PTB1基因是控制水稻花粉管生长、调控水稻结实率的关键基因,首次解析了水稻结实率这一重要产量性状的分子机制,为进一步理解水稻花粉管生长和明确水稻结实率的相关调控通路提供了全新视点,并可能促进其在水稻高产稳产中的直接应用。
  《自然通讯》杂志审稿人对该文作了如此评价:“该文的科学实验水准相当高,其发现非常新颖和独特,该文将为植物科学家提供新的知识。”

    论文链接:http://www.nature.com/ncomms/2013/131118/ncomms3793/full/ncomms3793.html

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玉米杂交新品种-新玉503通过重庆市品种审定

审定编号:渝审玉2010 001,选育单位:四川农大高科农业有限责任公司、绵阳市川农作物科学研究院,特征特性:该品种属中熟玉米杂交种,在区试3000株/亩密度下,出苗至成熟117~132天,平均123.4天;,种子拱土力强、出苗齐壮,幼苗绿色、叶鞘紫色、叶尖略披垂,成株叶片数20片,茎杆坚韧,株高276厘米,穗位高108厘米;根系发达,抗倒伏,活杆成熟;雄穗粉量大,散粉时间长;雌穗吐丝齐而多,活力强;雌雄协调,结实满尖,秃尖短;果穗长筒型,穗平粒数604.5粒,出籽率85.088.0%,籽粒黄色、马齿型,百粒重33.2克。 品质指标:籽粒容重740克/升,粗蛋白含量10.35%,粗脂肪含量3.86%,粗淀粉含量70.78%。 抗性评价:经人工接种鉴定,该品种抗玉米螟,中抗大斑病、小斑病、纹枯病和茎腐病,感丝黑穗病。 产量表现:20082009年参加区域试验,平均单产551.5公斤/亩,比对照渝单8号增产10.54%,产量变幅472.3~671.3公斤/亩,14个试点全部增产,居第一位;2009年进行生产试验,平均单产538.1公斤/亩,比对照渝单8号增产7.34%,产量变幅506.0~573.0公斤/亩,6个试点全部增产。 栽培要点:⑴播种:3月上中旬播种育苗为宜,播种前要进行晒种和精细整地,以提高成苗率;一般在地温稳过l0℃以上时播种为宜,以保全苗。⑵播栽密度:适宜密度28003200株/亩,最佳密度3000株/亩左右。⑶田间管理:苗期特别要注意苗全、苗齐、培育苗壮。在施肥技术上,要求重施底肥、轻施拔节肥、重施攻苞肥,氮、磷、钾肥配合使用。施肥比例:底肥30%、苗肥20%、拔节肥10%、攻苞肥40%,磷、钾肥底肥全施;总施肥量:一般每亩施纯氮20.0公斤左右、五氧化二磷10.0公斤左右、氧化钾12.0公斤左右。及时中耕除草,注意防治丝黑穗病。⑷适期收获。成熟收获期应在授粉结束40天以后进行为宜。 适宜区域:适宜在重庆市海拔700米以下地区种植。
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2009-11

吉优716通过广西农作物品种审定委员会四届四次会议审定

审定编号:桂审稻2009013号,品种名称:吉优716,选育单位:四川农业大学水稻研究所,湖南川农高科种业有限责任公司,品种来源:吉2A×蜀恢716,蜀恢716是用辐362号与蜀恢527杂交,再用蜀恢527回交1代后系选而成。 特征特性:该品种属感温型三系杂交水稻,桂南早稻种植,全生育期126天左右,比对照特优63早熟2天。主要农艺性状(平均值)表现:每亩有效穗数16.5万,株高118.2厘米,叶鞘、稃尖无色,谷壳黄色,穗长26.3厘米,每穗总粒数148.1粒,结实率80.0%,千粒重28.3克。米质主要指标:糙米率80.9%,整精米率60.0%,长宽比3.1,垩白米率31%,垩白度5.3%,胶稠度40毫米,直链淀粉含量21.0%。抗性:苗叶瘟5级,穗瘟5~7级,穗瘟损失指数22.0%~30.3%,稻瘟病抗性综合指数5.0~6.5;白叶枯病致病Ⅳ型7级,Ⅴ型9级。 产量表现:2007年参加桂南稻作区早稻迟熟组初试,五个试点平均亩产509.19千克,比对照特优63增产1.13%(不显著);2008年续试,六个试点平均亩产518.71千克,比对照特优63增产2.68%(不显著);两年试验平均亩产513.95千克,比对照特优63增产1.91%。2008年生产试验平均亩产544.91千克,比对照特优63增产2.57%。 栽培要点:1、播种期与播种量:适时播种,桂南作早稻栽培,3月上旬播种,每亩大田用种1.52千克,每亩秧田播种15—20千克。2、移栽:秧龄30天左右,一般5.5—6.5叶移栽,亩插(抛栽)810万基本苗。3、水肥管理及病虫害防治等参照迟熟杂交稻品种进行。 审定意见:经审核,该品种符合广西水稻品种审定标准,通过审定,可在桂南稻作区作早稻或桂中稻作区早造因地制宜种植,应注意白叶枯病等病虫害的防治。
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2009-11

优质杂交早稻吉优7号通过广西农作物品种审定委员会四届四次会议审定

审定编号:桂审稻2009004号,品种名称:吉优7号,选育单位:四川农业大学水稻研究所,湖南川农高科种业有限责任公司,品种来源:吉2A×蜀恢007,蜀恢007为利用(蜀恢361×To463)F1×To463系统选育而成。 特征特性:该品种属感温型三系杂交水稻,桂中、桂北早稻种植,全生育期112天左右,比对照金优463迟熟1天。主要农艺性状(平均值)表现:每亩有效穗数19.3万,株高102.0厘米,穗长22.1厘米,每穗总粒数121.2粒,结实率78.8%,千粒重26.9克。米质主要指标:糙米率82.5%,整精米率56.6%,长宽比3.1,垩白米率34%,垩白度6.3%,胶稠度44毫米,直链淀粉含量22.4%。抗性:苗叶瘟5~6级,穗瘟9级,穗瘟损失指数93.6%,稻瘟病抗性综合指数8.0~8.3;白叶枯病致病Ⅳ型9级,Ⅴ型9级。 产量表现:2007年参加桂中、桂北稻作区早稻早熟组初试,五个试点平均亩产473.42千克,比对照金优463增产1.8%(不显著);2008年续试,五个试点平均亩产448.18千克,比对照金优463增产4.62%(不显著);两年试验平均亩产460.80千克,比对照金优463增产3.21%。2008年生产试验平均亩产414.20千克,比对照金优463增产7.4%。 栽培要点:1、适时播种。在桂中、桂北作早稻栽培,宜在3月下旬播种,每亩秧田播种1015千克,每亩大田用种2千克左右,一叶一心期喷施多效唑,二叶一心期及时追施“断奶肥”。2、每亩插(抛栽)基本苗1012万。3、其它管理措施参照金优463等早熟杂交品种。审定意见:经审核,该品种符合广西水稻品种审定标准,通过审定,可在桂中、桂北稻作区作早、晚稻种植,应特别注意稻瘟病、白叶枯病等病虫害的防治。
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