一、水稻转化系统应用研究进展（论文文献综述）
彭小群,王梦龙[1]（2021）在《水稻遗传转化研究进展》文中指出水稻遗传转化技术是探究水稻基因功能和开展遗传育种的重要手段。为进一步推动遗传转化技术在水稻中的应用,笔者总结了聚乙二醇（PEG）法、脂质体法、电激法、基因枪法、花粉管通道法和农杆菌介导法等几种常用水稻遗传转化方法,并分析归纳了这些转化方法在实际应用中的优缺点。同时,笔者还重点阐述了农杆菌介导的水稻遗传转化研究进展,指出侵染体系、再生体系和组织培养条件等因素对农杆菌介导的水稻遗传转化影响,并提出农杆菌介导法优化的一些具体措施。
王慧杰[2]（2021）在《三元载体系统的构建及其应用于水稻农杆菌介导的遗传转化研究》文中研究说明水稻遗传转化技术已成为水稻分子生物学研究不可或缺的研究技术。农杆菌介导法是水稻遗传转化的主流方法,但农杆菌介导法转化水稻具有很强的基因型依赖性,一些顽拗型水稻品种的遗传转化仍然较为困难。本研究以粳稻品种日本晴,籼稻品种明恢86、9311作为遗传转化材料,探究了不同筛选标记基因、不同培养条件、两个胚形态建成基因和三元载体系统对水稻遗传转化效率的影响,建立了一种用于水稻遗传转化的三元载体系统。主要研究结果如下:以日本晴和明恢86成熟胚作为遗传转化材料,探究不同筛选标记基因Hpt、Bar对遗传转化效率的影响。结果显示,Hpt基因在两个品种中的筛选效率均优于Bar基因,且前者遗传转化周期明显短于后者。以明恢86成熟胚为遗传转化材料,探究形态调节基因BBM和WUS2对籼稻成胚效率和遗传转化效率的影响,但最终结果表明本实验中构建的含形态调节基因的载体与普通载体的遗传转化效率无明显差异。以日本晴成熟胚为遗传转化材料,比较含有相同目的基因RFP的双T-DNA载体（单质粒双T-DNA）和三元载体（双质粒双T-DNA）的转化效率。结果表明,目的基因的转化效率在双T-DNA载体系统中高于三元载体系统。而在三元载体系统中,p VS1相较于RK2更加适合作为辅助质粒的复制子。以明恢86、9311成熟胚为遗传转化材料,比较不同培养条件下籼稻遗传转化效率。结果显示,在预分化阶段之前,共培养、恢复、筛选等阶段共28天的连续黑暗培养更加适用于籼稻遗传转化。四种三元载体系统转化明恢86、9311成熟胚愈伤组织。结果表明,三元载体系统引入额外的毒力基因vir提高了农杆菌侵染效率。相较于双元载体,三元载体有效提高了明恢86的遗传转化效率。在9311中,三元载体转化效率仍是不高,最高转化率仅为2.6%,仍需进一步完善。
覃玉芬[3]（2021）在《利用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制水稻温敏雄性核不育系》文中进行了进一步梳理两系杂交水稻育种是一种高效的育种手段,其关键在于温敏雄性核不育系的获得。为迅速获得优良的水稻温敏雄性核不育（temperature-sensitive genic male sterile,TGMS）系,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对4份优良的水稻品系AB9808Q、BAS P12、AB9738LG和AB9300的tms5基因的2个靶点进行编辑,分别获得对应的tms5编辑TGMS系为GXU41、GXU47、GXU40和GXU36。对编辑植株进行靶点突变检测,筛选无外源DNA的tms5编辑TGMS系,并进行育性转换、农艺性状调查和对GXU41-5S进行米质分析评价。主要研究结果如下:（1）tms5基因组编辑。分别对获得的T0代再生植株进行靶点PCR扩增及测序,分析转化植株的突变情况。结果显示:GXU41株系转化效率达到75%,双纯合突变率达到25%;GXU47株系转化效率达到75%,双纯合突变率达到13.3%;GXU40株系转化效率达到78.6%,双纯合突变率达到18.2%;GXU36转化效率达到83.3%,双纯合突变率达到15%。在每个T1代双纯合突变株系中均筛选到一定数量的T-DNA-free纯合TGMS植株。（2）tms5编辑TGMS系育性转换特性。在超景深体视显微镜下观察T1代双纯合突变植株在21℃、22℃、23℃和24℃的温度处理后的花药形态,并用1%的I2-KI溶液鉴定花粉育性,成熟期计算小穗育性。结果表明,T1代tms5编辑TGMS系GXU41的双纯合突变株在21℃、22℃、23℃、24℃条件下的花粉育性依次为63.5%、43.2%、12.8%、0%,小穗育性依次为41.6%、24.5%、5.5%、0%;T1代GXU47的双纯合突变株的花粉育性依次为74.3%、45.9%、14.4%、0%,小穗育性依次为50.1%、26.3%、7.0%、0%;T1代GXU40的双纯合突变株的花粉育性依次为51.9%、42.5%、6.3%、0%,小穗育性依次为31.9%、21.4%、2.1%、0;T1代GXU36的双纯合突变株的花粉育性依次为46.3%、27.1%、2.5%、0%,小穗育性依次为23.3%、12.4%、0%、0%。（3）tms5编辑TGMS系农艺性状特性。在T1代成熟期随机选择3株调查每个温度处理后植株的主要农艺性状。结果显示,所有tms5编辑TGMS系与野生型（WT）在有效穗长、剑叶宽、剑叶长和千粒重上无差异;而所有tms5编辑TGMS系与WT在平均株高上存在显着差异（P<0.05）,平均有效穗数上存在极显着差异（P<0.01）。（4）tms5编辑TGMS系GXU41-5S品质性状特性。收获21℃条件下的tms5编辑TGMS系GXU41-5S的种子,送往农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心进行米质分析。结果显示各项米质指标均达到优质食用大米一等标准要求,GXU41-5S是优质的TGMS系。以上研究结果表明,利用CRISPR/Cas9系统编辑水稻温敏雄性核不育基因tms5可以高效地获得无外源DNA的水稻TGMS品系,这些品系的育性转换临界温度为24℃,符合温敏雄性不育系的选育要求。特别是GXU41-5S品质优良,在两系杂交水稻品种选育中具有重要的应用价值。
李少雅[4]（2020）在《CRISPR/Cas12a系统介导的水稻基因编辑和定点基因替换体系的构建及优化》文中进行了进一步梳理作为世界上最重要的粮食作物之一,水稻生产关系到我国乃至世界的粮食安全。随着人口增长、全球气候变暖、耕地面积和水资源减少,我国水稻生产面临着巨大挑战。以CRISPR/Cas系统为代表的基因编辑技术可对靶标基因进行定点敲除、插入、替换等。大多数农作物优异等位基因差异主要是少数几个碱基或小片段插入/缺失引起,通过基因编辑介导的同源重组技术,可快速实现优异等位基因精准替换,大大缩短育种周期。但由于同源重组发生概率极低,特别是植物细胞含有细胞壁,无法将足量的修复模板递送到细胞中,CRISPR/Cas介导的等位基因替换效率偏低,成功报道较少,已成为利用基因编辑进行农作物等位基因替换的技术瓶颈和该领域的研究热点及竞争焦点。CRISPR/Cas12a（Cpf1）属于II类type V CRISPR系统,具有组装简单、脱靶效率低等优点,但识别的5’-TTTV-3’PAM限制了CRISPR/Cas12a的应用范围。此外,CRISPR/Cas12a产生的交错切割可能会促进同源重组的发生,但在植物中尚未有利用CRISPR/Cas12a进行等位基因替换的报道。本论文从以下几方面进行了研究,并取得如下进展:1)构建了CRISPR/Cas12a介导的水稻基因编辑体系,并扩展CRISPR/Cas12a系统在水稻中的应用范围:利用LbCas12a的G532R/K595R突变体LbCas12a（RR）和G532R/K538V/Y542R突变体LbCas12a（RVR）,以水稻OsPDS和OsSBEIIb为靶标基因,检测突变体的编辑效果。结果表明,在水稻中,LbCas12a（RR）可通过识别5’-TYCV-3’PAM（其中Y=TC;V=AGC）的PAM实现多基因和多位点编辑,拓展了LbCas12a在水稻中编辑范围,编辑效率最高达51%,对于推进CRISPR/Cas12a在植物基因编辑研究领域的应用具有重要意义。2)CRISPR/Cas12a系统介导的以DNA为修复模板的水稻定点基因片段替换:以水稻ALS基因为靶基因,双链DNA为同源重组修复模板,通过载体和修复模板共转化,实现了水稻中ALS基因的片段替换,创制出抗除草剂水稻新种质。同时,当只有左侧同源臂时,仍然可实现同源重组。初步明确了当有修复模板存在时,CRISPR/Cas12a介导的DNA双链断裂修复主要遵循合成依赖修复机制。本研究结果简化了修复模板的设计,可促进利用基因编辑介导的同源重组在5’和3’进行基因标记。进一步,利用密码子优化的Cas12a及OsU3、OsU6两个启动子分别驱动RCR1（HH核酶-CRISRP RNA1-HDV核酶）和RCR2（HH核酶-CRISRPRNA2-HDV核酶）的方法,一代获得15株ALS基因精准替换的纯合植株。以上研究为利用CRISPR/Cas12a系统实现农作物等位基因替换提供了一定的技术支撑。3)CRISPR/Cas12a系统介导的以RNA为修复模板的水稻定点基因片段替换:利用体外RNA转录本,采用CRISPR/Cas12a核糖核蛋白复合体（Ribonucleoprotein,RNP）,基因枪转化水稻愈伤。然后,通过基因特异性PCR,证实了RNA转录本可以作为DNA修复模板,进行同源重组修复;进一步,利用微滴式数字PCR技术,采用RNP方法,在水稻愈伤中评估了DNA或/和RNA模板的修复效率。利用具有核酸酶活性的HH核酶和HDV核酶单元、CRISPR/Cas12a系统crRNA靶序列间隔DNA修复模板,采用U3启动子和Nos终止子,构建载体并通过基因枪转化水稻。通过细胞体内转录修复模板,转录本自我加工在细胞核内同时产生释放crRNA和RNA修复模板,实现了水稻ALS基因片段精准替换。经过后代分离,获得无转基因、抗除草剂水稻。建立了CRISPR/Cas介导、分别以DNA或/和RNA转录本作为修复模板的农作物等位基因替换体系,突破了基因片段替换所需模板递送困难的技术瓶颈。综上所述,本研究实现了LbCas12a（RR）突变体在水稻基因组中的基因编辑,扩展CRISPR/Cas12a系统在水稻中的应用范围;利用含有两个同源臂和仅含左侧同源臂的DNA修复模板,实现了CRISPR/Cas12a介导的水稻ALS基因精准替换,初步解析了同源重组修复机制;在水稻中以RNA为修复模板,实现了CRISPR/Cas12a介导水稻定点基因片段替换,为通过农作物基因精准编辑,定向创制优异新种质新品种,提供了一定的依据和技术支撑。
王静[5]（2020）在《巢湖流域农业面源污染氮源解析及农艺控制技术研究》文中研究表明农业面源污染是引起受纳水体水质恶化的重要原因之一,威胁着人类的生产生活安全。但因其排放时间及频率的不确定性、排放区域的广泛性、发生机理的复杂性以及模拟与控制的困难性等特征,而难以得到有效的治理。如何科学地认识并有效地控制农业面源污染已成为当前亟待解决的重大科学与应用问题。巢湖是我国富营养化程度最为严重的淡水湖泊之一,农业面源污染是引起其水质恶化的重要污染源之一,已严重制约了该区域经济、社会的可持续发展。为了有效控制巢湖流域的农业面源污染,开展农业面源污染源解析技术研究并筛选出适域性的控制技术,是当前最现实和最迫切的任务。本研究以巢湖流域为研究单元,通过综合运用野外区域调研、氮氧同位素示踪技术(δ15N和δ18O)、室内化验分析和模型计算等多种研究方法,分析了巢湖典型支流店埠河水系中各形态氮浓度及硝酸盐氮氧同位素特征值的时空变化特征,引入稳定同位素源解析模型（SIAR）识别并定量评价了各污染源对硝酸盐的贡献率,在此基础上,研究了各污染源在源头-沟渠-河道迁移过程中的变化特征。同时,依托农业面源污染长期定位观测基地,系统研究了巢湖流域典型种植模式下农田（坡耕地及水旱轮作田）的水土及不同形态的氮磷迁移特征,明确了其迁移转化规律,深入探讨了不同农艺措施（植物篱、秸秆还田、等高垄作和优化施肥等）对农田氮磷流失的控制效应,并评价了其对作物产量的影响。本文取得的主要研究结果如下:（1）稳定氮氧同位素(δ15N和δ18O)的定性识别结合同位素源解析模型（SIAR）的定量计算表明,巢湖典型支流店埠河水体硝酸盐主要来源于粪肥污水、化肥以及土壤有机氮的矿化。不同水期河流氮的主要来源具有差异性。丰水期时,上游水体硝酸盐主要来源于化肥的施用（贡献率30%）和粪肥污水的排放（贡献率28%）,而中下游则主要来源于粪肥污水的排放（36%）和土壤有机氮的矿化（27%）;枯水期时,粪肥污水的排放是整个店埠河硝酸盐的主要污染源（上游贡献率38%,中下游则为48%）。综合而言,4类污染源贡献率分别为:大气沉降源7%～18%,土壤源24%～29%,化肥源18%～30%,粪肥污水源28%～48%。（2）巢湖典型支流店埠河水体各形态氮浓度及硝酸盐氮氧同位素特征值具有明显的时空变异性。上游区域水体总氮（TN）、硝态氮（NO3--N）在丰水期的平均浓度（4.87 mg/L和2.73 mg/L）显着高于枯水期（3.09 mg/L和1.17 mg/L）,铵态氮（NH4+-N）平均浓度则是枯水期（1.10 mg/L）较丰水期高（0.52 mg/L）;中下游区域水体TN、NO3--N和NH4+-N在丰水期的平均浓度（6.62 mg/L、3.23 mg/L和1.57 mg/L）显着低于枯水期（10.52 mg/L、4.26 mg/L和3.66 mg/L）。水体无机氮主要以NO3--N形态存在,而污水则以NH4+-N为主。δ15N-NO3-值丰水期（平均值5.02‰）较枯水期（平均值6.38‰）低,而δ18O-NO3-值则是丰水期（平均值9.17‰）高于枯水期（平均值4.50‰）。（3）植物篱（PH）、植物篱+秸秆覆盖（PHS）和等高垄作（CR）3种水土保持措施可以有效地减少巢湖流域坡耕地地表径流量和土壤流失量。在当地常规顺坡耕作条件下（CK）,年地表径流量及土壤侵蚀量分别为76.55 mm/a和767.10kg/（hm2.a）。与CK相比,PH、PHS和CR可分别减少24.5%、36.5%和19.7%的径流流失和31.0%、45.6%和25.4%的土壤流失,表现出显着的水土保持作用,且减沙效果大于减流效果。PH、PHS和CR3种水土保持措施能够有效减少坡耕地TN、PN（颗粒态氮）和NH4+-N的径流损失。CK条件下,径流TN浓度范围是0.73～22.82 mg/L,其中PN和溶解态总氮（DTN）所占TN的比例基本相当,在DTN中,以NO3--N为主,约占DTN的54.0%～63.7%,DON约占DTN的22.6%～31.3%,NH4+-N仅占12.2%～18.7%。PH、PHS和CR3种水土保持措施可以显着地降低径流PN的浓度,但却提高了DTN、NO3--N、DON（可溶态有机氮）的浓度,而对TN、NH4+-N的浓度无显着影响。CK条件下,氮素地表径流流失负荷为9.35 kg/（hm2.a）,占当年作物施氮量的2.83%,其中PN、DTN、NO3--N、NH4+-N和DON的流失负荷分别占TN的50.3%、49.7%、28.6%、8.6%和12.5%。与CK相比,PH、PHS和CR的TN径流损失量分别降低了28.3%、40.7%和21.2%（P<0.05）,PN的降低幅度则分别为58.4%、71.1%和44.5%（P<0.05）,NH4+-N的降低幅度则分别为32.8%、48.6%和28.3%（P<0.05）。3种水土保持措施对氮素输出的控制效应主要通过减少径流量和降低颗粒态氮的浓度来实现的。PH、PHS和CR3种水土保持措施也显着减少了坡耕地TP（总磷）和PP（颗粒态磷）的径流损失。CK条件下,径流TP的浓度范围是0.61～1.22 mg/L,其中PP约占TP的71.5%～81.7%,PP是磷地表径流迁移的主要形态。在DTP（溶解态总磷）中,D-Ortho-P（溶解态正磷酸盐）所占比例较大,为87.4%～90.7%,DOP所占比例较小,仅占9.3%～12.6%。与CK相比,PHS、PH、CR3种农艺措施显着降低了径流PP和TP的浓度（P<0.05）,但与此同时却不同程度的提高了DTP和D-Ortho-P的浓度,而对DOP（溶解态有机磷）的浓度无显着影响（P>0.05）。CK条件下,磷素地表径流流失负荷为706.29 g/（hm2.a）,占当年作物施磷量的0.98%。PP、DTP、D-Ortho-P和DOP的流失负荷分别占TP的75.0%、25.0%、22.3%和2.8%。与CK相比,PH、PHS和CR3种水土保持措施TP的径流流失负荷分别降低了38.4%、53.8%和33.4%（P<0.05）,PP的降低幅度则分别为49.0%、67.6%和41.0%（P<0.05）,同时也不同程度降低了DTP、D-Ortho-P和DOP的径流损失量。与氮相似,3种水土保持措施对磷素输出的控制效应主要通过减少径流量和降低颗粒态磷的浓度来实现的。（4）肥料施用后8-10 d内是控制巢湖流域水旱轮作田水稻季氮磷流失的关键时期。连续两年的秸秆还田条件下稻田田面水氮磷动态变化试验研究表明,稻田施肥后（尿素、过磷酸钙和氯化钾）第2天或第4天田面水的TN、DTN、NH4+-N和TP的浓度达到峰值,然后随着时间的推移而迅速下降,至8～10 d后趋于稳定,其中TN、DTN和TP浓度随时间下降的最优拟合回归方程为:Y=C0×e-kt。翻耕条件下秸秆还田能有效降低这一时期田面水较高的TN、DTN、NH4+-N和TP的浓度,有利于消减整个生育期的氮磷损失,从而能够降低氮磷流失的风险。（5）巢湖流域水旱轮作田氮磷径流损失在水稻季和旱作季呈现出不同的特点。连续7季（3季水稻,2季小麦和2季油菜）的农田氮磷流失监测试验表明,水稻季氮磷径流损失风险远高于旱作季。当地常规耕作条件下（CK）,水稻季径流TN和TP的浓度范围分别为0.73～15.33 mg/L和0.07～0.50 mg/L,旱作季则分别为2.12～4.01 mg/L和0.11～0.30 mg/L,几次高浓度的氮磷损失均发生在水稻季。氮主要以DTN的形式进行迁移,PP却是磷迁移的主要方式。NH4+-N和NO3--N所占DTN比例在水稻季的差异比较大,主要与径流-施肥时间间隔以及水稻的生育期有关,而在旱作季DTN则以NO3--N为主,NH4+-N所占比例则较小。巢湖流域水旱轮作田TN和TP径流损失量分别为3.07～7.29 kg/hm2和238.08～376.48 g/hm2,分别占施氮量的0.9%～2.2%和施磷量的0.36%～0.57%,氮磷的径流损失主要发生在水稻季。由于降雨事件的偶然性以及追肥采用表施的方式,优化施肥对氮素径流损失的影响具有很大的不确定性,径流流失风险难以控制,但在一定程度上可以减少磷的损失。秸秆还田在翻耕和免耕条件下均可有效降低氮素流失负荷,使得氮素流失潜能大大减小。免耕条件下秸秆还田尽管可以减少旱作季磷的流失,但却显着增加了稻季磷的流失风险。因此,从控制水旱轮作田氮磷养分流失的角度来看,在巢湖流域,秸秆还田与翻耕相结合更能有效地降低氮磷养分的损失风险。整体而言,本研究利用稳定氮氧同位素的定性识别结合SIAR模型的定量计算,较为精确地解析了河道氮素的来源。农田氮素面源污染是河流氮素的主要污染源,从源头上采取不同的农艺措施控制污染物的产生是巢湖流域农业面源污染控制的关键和最有效的策略。巢湖流域的坡耕地采取植物篱结合秸秆还田,水旱轮作田采取翻耕结合秸秆还田的农艺措施对农田面源污染物具有显着地控制效应,可在研究区域及类似流域进行推广利用。
陈红兵[6]（2020）在《钙多肽对水稻（Oryza sativa L.）吸收Cd2+的阻控效应及机理研究》文中研究表明“镉大米”的连续出现标志水稻土性质的特殊性和污染的严重性,同时也表明镉污染水稻土治理技术的复杂性和难度性,目前的相关治理技术均取得一定成效,如化学原位钝化、有机肥氧化还原、钙离子竞争性抑制等技术,但均存在一个技术缺陷---重金属隔离子仍然存在土壤中,随时将再产生“镉大米”,因此,上述技术只能算是一种应急技术;针对此情况,相关专家提出秸秆修复技术,但如何实施尚未定论,基于此现状,本研究将含蛋白高、可作优质有机肥的植物饼粕与具有钙离子的生石灰组合,在高温下强制解析为全水溶性的、具有高活性钙离子的蛋白多肽--钙多肽,结合前期研究,以期钙多肽具有有机肥特性（蛋白氮）、化学钝化剂的特性（游离巯基、羧基基团）、竞争性抑制特性（有效态钙离子）,并通过水培阻控、种植肥效、土壤钝化、吸收阻控等内容的研究及其细胞学、转录组学、土壤化学机理分析,探索钝化与竞争性抑制联合阻控→高密度水稻种植→安全种子→含镉秸秆去除修复模式,达到安全种植与去除修复同步化,为镉污染水稻土治理形成新的技术参考。具体研究内容如下:1、水培阻控研究,分析了不同浓度镉处理及钙多肽调控镉处理下水稻幼苗生长的生理变化和根系对镉积累的影响。结果表明,随着镉浓度的增加,镉胁迫抑制了水稻幼苗的株高和根生长,不同浓度镉胁迫下施加一定量的钙多肽,可以促进水稻幼苗的生长;隔胁迫的浓度大于2 mg/L时,水稻幼苗中叶绿素总含量显着降低,而施加钙多肽可以提高叶片中叶绿素总含量,对于不同浓度镉胁迫之间,施加钙多肽对提高叶片的叶绿素总含量差异不明显。根系对镉的累积量随镉胁迫浓度变化而变化。同时也随着培养的时间延长而增加。钙多肽可以减少根系对镉的累积量,低浓度镉胁迫（0.5 mg/L）下,钙多肽显着抑制根系对镉的吸收,镉胁迫浓度高于5 mg/L,钙多肽抑制根系对镉吸收的效果不明显。进一步采用免疫荧光技术和FTIR技术分析了镉胁迫及钙多肽调控镉处理水稻幼苗生长的可能机制,结果表明,FTIR分析表明水稻幼苗根细胞壁组分如纤维素、果胶以及多糖的特征吸收峰受到镉胁迫的显着影响,钙多肽能调控镉胁迫下根细胞壁组分的特征吸收峰变化。结合免疫荧光标记技术进一步分析,JIM5识别的去酯化果胶受镉胁迫和钙多肽调控的影响较小,而JIM7识别的酯化果胶参与镉胁迫以及钙多肽对镉胁迫的调控。2、通过高通量的转录组数据分析分析表明,镉胁迫对细胞组分和细胞代谢中酶的催化活性影响较大,且对植物代谢具有一定的抑制作用,可能跟镉抑制水稻幼苗细胞的信号转导有关。不同浓度的镉胁迫对水稻幼苗根系中转录差异基因影响较大,随着镉胁迫的浓度增高,影响水稻根细胞转录差异的强度增加。钙多肽能缓解水稻根细胞中镉胁迫带来的代谢抑制作用,有助于恢复镉胁迫下水稻根细胞能量代谢和生物合成过程。通过对差异基因组的GO富集和KEGG分析,证实了钙多肽通过影响细胞壁合成相关的基因,通过调控细胞壁蛋白糖基化对镉胁迫的调节。此外,还发现了与过氧化物酶相关基因,揭示了钙多肽对镉胁迫的调控与水稻根细胞吸收锰离子的关联。3、种植肥效研究,从氮肥角度上讲,钙多肽的有效成分主要是所含蛋白氮,因此,以尿素酰胺氮为对照,研究钙多肽对水稻的生长效应,以及水稻吸收钙离子、氮磷钾成分变化,探索钙多肽作为肥料的可行性,结果表明,以常规大田施氮量（180 kg/hm2）为标准施肥时,钙多肽组与尿素组的水稻植株高度几乎相似,40天内分别是30.65 cm、30.73 cm,80天的株高分别是39.87 cm、40.67 cm,但两组合的水稻植株含氮量却不同,钙多肽组与尿素组植株40天的含氮量分别是3.75 mg/g、5.66 mg/g,80天的含氮量分别是10.16 mg/g、12.54 mg/g,表明钙多肽所种植水稻植株的含氮量明显低于尿素组,可能是尿素分解转化为铵离子的速度较快所导致;通过测定磷、钾含量表明,钙多肽组与尿素组40天的磷含量分别是0.71 mg/g、0.64 mg/g,80天的磷含量分别是1.24 mg/g、0.86mg/g;40天的钾含量分别是9.24 mg/g、8.58 mg/g,而80天的钾分别是28.96 mg/g、21.33 mg/g,此结果与植株氮含量趋势相反,也表明蛋白氮与尿素酰胺氮具有不同功能与特性;通过测定钙离子吸收结果表明,钙多肽与尿素40天内的钙离子吸收量较为相似,分别为2.48 mg/g、2.26 mg/g,表明植株苗期生长无需吸收大量无机离子;但80天后的钙离子含量就明显不同,分别为8.26 mg/g、7.07 mg/g,表明钙多肽由于具有有效态钙离子促进了水稻植株对钙离子的吸收,同时以水溶性氯化钙作为对照以比较离子状态钙离子对水稻吸收效果,（仅仅为对照,氯离子抑制水稻生长）;综合评价,钙多肽具有与尿素相似肥效,整体生长外观正常,但钙多肽组水稻植株无黄叶、且钙含量明显高于尿素,这为钙多肽竞争性抑制重金属隔离子建立了功能基础。4、土壤重金属钝化研究,基于钙多肽的相关特性,具有对水稻土重金属镉离子的钝化潜力,设计了以标准施肥氮量为基准的用量,测定对水稻土镉离子的钝化效应,结果表明,钙多肽对土壤中有效态镉离子具有较明显的钝化作用,30～90天内均可将Cd为2.0 mg/kg污染水稻土中的有效态降至0.824 mg/kg,降低比例达到58%,而对于镉含量为5.0 mg/kg的镉污染水稻土可达到降低56%,这作为具有肥效的多肽已是比较理想结果,同时与之对应的还原态镉、可氧化态镉均提高到45%～80%,进一步表明钙多肽具有作为钝化剂的基本特性。5、吸收阻控研究与秸秆去除修复探索试验,以常规种植复混肥为对照,以及用无重金属的动物蹄角水解为多肽为有机肥对照（市售养殖废弃物有机肥大多铜、锌超标,影响研究结果）,利用盆栽试验研究钙多肽对水稻吸收镉的系列阻控效应,结果表明,水稻根部对隔离子具有较强富集效应,可将水稻土中的2.0 mg/kg Cd富集达到11.25 mg/kg（苗期）、13.94 mg/kg（分蘖期）、14.90 mg/kg（抽穗期）、11.63mg/kg（成熟期）,富集程度达到5-7倍,这也表明水稻对隔离子的亲和性,与相关报道结果吻合,而对照复混肥水稻的富集镉含量为14.77 mg/kg（苗期）、16.50 mg/kg（分蘖期）、20.47 mg/kg（抽穗期）、16.80 mg/kg（成熟期）,两者比较表明,钙多肽对水稻根部吸收镉仍然具有一定阻控作用,而对于含镉为5.0 mg/kg的污染水稻土则根部镉含量将更高,水解蹄角多肽介于钙多肽与复混肥之间;基于无机离子由根部向上运输的基本原理,测定水稻不同时期茎、叶、种子的镉含量变化,结果表明,钙多肽组水稻茎的镉含量分别为:1.25mg/kg（苗期）、3.94 mg/kg（分蘖期）、4.90 mg/kg（抽穗期）、1.59 mg/kg（成熟期）,而对照复混肥组水稻茎的镉含量分别为:4.77 mg/kg（苗期）、6.56 mg/kg（分蘖期）、10.47 mg/kg（抽穗期）、6.62 mg/kg（成熟期）,两者比较表明,钙多肽仍具有一定的阻控作用,但总体的镉含量均不低,这也是镉大米重复出现的生理富集原理,对于含镉为5.0 mg/kg的污染水稻土则整体进一步提高;对于含2.0 mg/kg Cd的水稻土组叶片镉含量测定表明,钙多肽组水稻成熟期的叶片镉含量为0.52 mg/kg,而复混肥对照组成熟期叶片镉含量为1.22 mg/kg;水稻种子的含镉量是研究的关键,钙多肽组的所制备糙米镉为0.081 mg/kg,复混肥组为0.238 mg/kg,钙多肽组的谷壳镉含量为0.0066 mg/kg,对照复混肥组为0.107 mg/kg;所有参数表明,水稻由根、茎、叶、糙米、谷壳的镉离子逐渐降低,而钙离子谷壳含量最高,结果符合植物生理学理论,也表明钙多肽的钝化效应和竞争性抑制作用。基于上述所有研究结论和秸秆修复理念,设计以0.28 m2的塑料盆为种植容器,实施高密度种植试验,所种植水稻每平方米达到1200株以上（常规为140株）,研究镉吸收状况、水稻生长状况、秸秆总干重量等指标,结果表明,水稻生长良好,对照复混肥组水稻中部略有发黄现象,类似烧苗,结实较少,但钙多肽组的水稻生长完全正常,无发黄现象（与前期其它研究一致）,让人意想不到的结果是复合肥组（0.138 mg/kg）与钙多肽组（0.012 mg/kg）糙米含镉量均合格达标,分析其机理是植株太多、根系稠密、局部有效态隔离子被大量根系围绕而吸收,单株吸收量相对减少近5～8倍,这也是多肽的特殊功能所致,并且每平方所有秸秆可吸收8.238 mg Cd,可实现安全种植与秸秆修复同步化,并且20年内可实现秸秆去除修复（国家标0.3 mg/kg为污染土,只需5年左右可达到去除修复-估计值）,这也许是未来可供参考的重要研究方向。
张秀杰[7]（2020）在《转基因水稻检测方法与标准物质研究》文中研究说明转基因水稻的研发技术日益成熟,越来越多的转化体获得不同国家的安全许可或进入田间试验,但作为重要主粮,其产业化及安全性问题引起社会广泛关注,近年来,有关转基因水稻的突发事件时有发生,引起了不必要的贸易摩擦和民众恐慌,国内外都高度重视转基因水稻的安全评价与监管检测工作。因此,加强转基因水稻检测方法与标准物质的研究,提升监管能力水平十分必要。本研究首先针对基于硅基质膜柱的基因组DNA提取方法进行优化,开发了新型植物种子基因组DNA提取试剂盒,同时对水稻种子研磨粒度与基因组DNA提取质量之间关系进行分析,提高基因组DNA质量和得率,为下一步PCR检测提供基础;其次对已发现的和本研究开发的水稻内标准基因,以及反应体系与程序进行优化筛选、深入研究,研制了水稻内标准基因检测方法标准;再次对转基因水稻的筛选元件进行统计分析,建立了转基因水稻筛查检测方法,构建了检测用阳性标准质粒;最后成功研制了转基因抗虫水稻克螟稻基因组DNA标准物质,为检测提供物质基础。这些结果为我国转基因水稻安全评价与管理、标识制度的实施,以及监管检测提供了数据基础和技术支撑。本研究我们取得的主要成果如下:1.研发了一种新型植物种子DNA提取试剂盒。基于核酸的PCR技术是转基因检测最稳定、可靠、高效的方法,而获取高质量的基因组DNA是保证检测结果的重要基础,各生物公司也相继开发了多种DNA提取的试剂盒,但在实际应用中,存在提取质量和得率不高以及成本较高的问题,本研究基于硅基质膜柱的方法,通过对过柱缓冲液的pH值和盐浓度的优化,研发一种植物种子DNA提取试剂盒,与市售业内评价较高的试剂盒相比,在基因组DNA提取质量和得率上都有显着提高,并针对水稻种子研磨粒度对基因组DNA提取效率开展研究,为下一步PCR检测提供了基础;2.研制了转基因水稻内标准基因检测的国家标准。国内外相继建立了多种转基因水稻转化体特异性检测方法,但由于不同内标准基因的使用,影响了检测结果间的可比性。本研究以国内外标准、文献中已发表的水稻内标准基因,以及通过本研究筛选的新水稻内标准基因为对象,设计引物及探针,比较不同内标准基因在不同水稻品种中的差异性和检测的灵敏度,进行深入的分析和比较,筛选出具有较好的种间特异性、种内一致性、拷贝数稳定,以及灵敏度较高的水稻内标准基因,并对其PCR扩增检测相关的反应程序和反应体系进行优化,建立标准化水稻内标准基因的普通PCR及实时荧光PCR定性检测方法,进一步为我国转基因水稻安全管理、标识制度的实施,以及转基因检测标准化提供技术支撑;3.建立了转基因水稻筛选检测方法,构建了阳性标准质粒。在转基因水稻日常检测中,各检测机构没有确定统一的检测参数,时而会出现相同样品在不同检测机构之间检测结果不同的现象,给客户及政府执法带来了不确定性,也给检测机构带来了不必要的纠纷。本研究收集、统计了国内外报导的转基因水稻外源元件,并分析这些元件的使用频率及覆盖率,进一步建立了转基因水稻的筛查检测方法,同时构建了筛查与特定转化体检测用阳性标准质粒,为转基因水稻的监管检测提供了统一标准;4.研制了转基因水稻克螟稻基因组DNA标准物质。转基因抗虫水稻克螟稻在我国已进入生产性试验研究阶段,国内外都非常关注,其检测方法及检测标准已相继发布,但至今尚未有检测用标准物质或标准品。本研究以克螟稻为基础材料,建立了克螟稻数字PCR检测方法,提取其基因组DNA,通过均匀性和稳定性测试,以数字PCR方法通过8家实验室联合定值,成功研制了克螟稻基因组DNA标准物质,填补了国内空白,也为水稻的监管检测提供重要的物质基础。
蒲罗曼[8]（2020）在《气候与耕地变化背景下东北地区粮食生产潜力研究》文中研究说明粮食是关系国计民生和社会稳定的重要战略储备资源,粮食安全是国家安全的重要组成部分。多种因素均可以影响粮食产量,而气候和耕地资源是决定区域粮食产量的两个基本条件。耕地变化是通过耕地的数量和质量发生改变来影响粮食产量,而气候变化改变了粮食作物生长发育中光、温、水条件,进而对粮食产量造成影响。东北地区幅员辽阔,耕地分布集中连片,气候资源丰富,粮食生产潜力巨大,是我国的粮食主产区和商品粮生产基地,在国家粮食安全中承担重要的任务。因此,本研究以中国东北地区为研究区,通过输入气候、土壤、地形和耕地数据,利用GAEZ模型模拟了东北地区1990-2015年主要粮食作物（玉米、大豆和水稻）的生产潜力,并与作物实际产量对比得到产量差距。接下来,采用“控制变量法”进一步单独且深入研究了1990-2015年气候和耕地变化对东北地区粮食生产潜力的影响。最后,通过模拟东北地区2050年气候和耕地情景,实现对东北地区未来粮食生产潜力的模拟。研究结果可为相关的农业规划管理部门的相关政策的制定提供决策参考,对保障未来粮食作物的增产增收和粮食安全,提高农民收入,维护社会稳定,都具有十分重要的意义。本研究得到的主要结论如下:（1）通过利用GAEZ模型对东北地区粮食生产潜力进行模拟,得到东北地区三种主要粮食作物生产潜力的变化特征。1990-2015年,近一半耕地内的玉米和大豆生产潜力均有所提升,其中大部分耕地的玉米生产潜力提升1500kg/ha以上,大豆生产潜力提升500-1500kg/ha。水稻生产潜力在黑龙江省大部分地区提升1500kg/ha,而在吉林省、辽宁省和内蒙古东四盟大部分地区有所下降。通过比较三种粮食作物的实际单产与潜在单产,可知东北地区40个市中,玉米实际与潜在产量的比例大于80%的市有22个,大豆为19个,水稻高达30个,说明东北地区大部分市的旱地和水田的利用率较高,且具有较高的人为投入与先进的管理措施。但仍有个别市的粮食产量差距较大。（2）通过将GAEZ模型估算的粮食生产潜力与农业遥感技术方法估算而来的作物产量进行相关性和空间差异性分析,计算得到玉米、大豆和水稻的两种产量的决定系数R2分别为0.66、0.64与0.72,两种产量结果之间的线性相关性较强。通过空间差异性分析发现,由于2015年东北地区旱地中精确的作物种植布局是未知的,通过将2015年东北地区旱地中的NPP全部转化为玉米产量,则大部分地区YGAEZ高于YNPP;而将2015年东北地区旱地中的NPP全部转化为大豆产量,则大部分地区YGAEZ比YNPP低,尤其在三江平原区部分地区、松嫩平原区与辽河平原区,YGAEZ比YNPP低2000-4000kg/ha。将水田中的NPP转化为水稻产量后,大部分地区的YGAEZ比YNPP低2000kg/ha以内。（3）在研究气候变化对东北地区粮食生产潜力的影响时发现,玉米和大豆生产潜力的变化与太阳辐射量、相对湿度、雨天频率和降雨量的变化呈现较为明显的正相关性,但与风速、平均最高和最低气温的变化的相关系数约-0.30,呈现较为明显的负相关。水稻生产潜力的变化在前一时段也与太阳辐射量、相对湿度、雨天频率和降雨量的变化呈较为明显的正相关,但后一时段与平均最高气温和太阳辐射的变化呈正相关,与相对湿度和雨天频率呈负相关。（4）本研究分析了1990-2015年东北地区旱地和水田与其他土地利用类型的转换特征。1990-2000年,大规模的毁林毁草开垦的现象较为严重,水田和旱地的相互转化也较为剧烈。旱地面积净增加293.51万公顷,总增加431.28万公顷,其中林地与草地转化为旱地的面积占全部旱地总增加面积的77.05%。水田的面积净增加67.89万公顷,总增加138.77万公顷,主要由旱地、未利用地和草地转化而来。2000-2015年,退耕还林还草现象明显,但水田和旱地转化仍十分剧烈。旱地的面积净减少148.78万公顷。旱地总流失741.62万公顷,转化为林地、水田和草地的面积占据所有旱地流失面积的74.10%。水田的面积净增加104.38万公顷,总增加262.19万公顷,大部分水田仍由旱地转化而来。在研究耕地变化对东北地区主要粮食作物的生产潜力的影响时,发现前10年东北地区玉米和大豆潜在总产量的增加主要是由于开垦大量天然林地与草地资源,以及水田的转化导致的旱地面积的大量增加。后15年玉米和大豆潜在总产量仍有所增加的主要原因为水田、林地和草地转化成优质旱地。1990-2015年两个时段东北地区水稻潜在总产量的增加均主要归因于旱地和未利用地向水田的转化导致水田面积大量增加。（5）本研究将CMIP5中的12种大气环流模型的未来气候模拟数据利用多模式集合方法进行简单平均,得到东北地区2050年生长季内六种气候变量的模拟结果。然后,利用CA-Markov模型预测了2050年东北地区土地利用情景。最后,利用GAEZ模型模拟了东北地区2050年气候和耕地条件下三种粮食作物的生产潜力。研究发现,东北地区三种粮食作物的潜在单产和潜在总产量均有所提升,且RCP4.5情景比RCP6.0情景的气候条件更有利于粮食作物生长。因此,未来需要尽量将温室气体的排放控制在RCP4.5情景范围内,同时注重提升粮食单位面积产量,这样才能在建立环境友好型社会的基础之上,保证东北地区的粮食安全。
李翰鹏[9]（2020）在《二化螟和褐飞虱为害诱导型水稻启动子的克隆及功能分析》文中认为植物与植食性昆虫长期协同进化过程中,逐渐形成了多种复杂但极精巧的防御反应,用以抵御昆虫的为害。其中茉莉酸（jasmonic acid,JA）信号途径和绿叶挥发性物质途径（green leaf volatiles,GLVs）是植物防御反应的核心。丙二烯氧化物合酶（allene oxide synthase,AOS）与脂氢过氧化物裂解酶（hydroperoxide lyase,HPL）可以催化相同底物分别生成JA与GLVs,AOS与HPL应对不同昆虫为害表现出很高的特异性,影响JA与GLVs的生成量,进而决定植物防御反应的特异性。但目前,有关AOS与HPL基因对害虫为害应答机制的研究还未见报道。因此,本研究拟克隆水稻AOS及HPL基因的启动子,探究两种启动子对刺吸式口器昆虫褐飞虱与咀嚼式口器昆虫二化螟的应答模式,利用启动子5’端渐次缺失、GUS活性测定、GUS组织化学染色、启动子抗虫活性测定等方法,鉴定AOS及HPL启动子中对褐飞虱与二化螟为害产生应答的功能区域。从启动子结构层面解析AOS及HPL基因对害虫为害的应答机制,揭示水稻对不同口器害虫做出特异防御反应的内在原因。在此基础上,用克隆的启动子功能片段驱动抗虫基因,探索这些启动子在抗虫育种上的应用潜能。本研究取得了以下研究结果:1.OsHPL2受二化螟为害诱导高表达,机械损伤、稻飞虱为害和激素（茉莉酸、水杨酸、脱落酸）处理不能诱导其表达;分离克隆的Os HPL2全长启动子位于Os HPL2翻译起始位点ATG（+1）至上游2009 bp;用全长启动子驱动GUS报告基因并克隆到表达载体DX2181上(PHPL2)转化中花11,用GUS活性定量测定、GUS组织化学染色分析和q RT-PCR检测启动子诱导表达活性,结果表明:PHPL2受二化螟为害后,在叶鞘表达活性升高,但是不受褐飞虱为害、机械损伤诱导表达;为了鉴定PHPL2中的二化螟为害应答元件,将PHPL2从5’端渐次缺失,并转化中花11,缺失突变体的GUS活性分析结果证明:-1452至-1213、-903至-624和-376至-176区域存在二化螟为害诱导正调控元件,其中-903至-624区域活性最高;将这3个正调控区域融合并连接min 35S（P2R123-min 35S）,1个-903至-624拷贝加min 35S（P2R2-min 35S）、2个-903至-624拷贝加min 35S（P2DR2-min 35S）、3个-903至-624拷贝加min 35S（P2TR2-min 35S）,全长启动子（P2）和上述4种启动子分别驱动cry1C表达,并转化中花11,发现P2、P2R123-min 35S和P2TR2-min 35S转基因植株中的Cry1C诱导表达能力最强、二化螟初孵幼虫死亡率最高;农艺性状分析结果显示:P2、P2R123-min 35S和P2TR2-min 35S的种子结实率和单株产量与野生型中花11没有显着差异。2.OsAOS1受褐飞虱为害诱导高表达,机械损伤、二化螟为害和激素（茉莉酸、水杨酸、脱落酸）处理不能诱导其表达;分离克隆的Os AOS1全长启动子位于Os AOS1翻译起始位点ATG（+1）至上游1889 bp;用全长启动子驱动GUS报告基因并克隆到表达载体DX2181上(PAOS1)转化中花11,用GUS活性定量测定、GUS组织化学染色分析和q RT-PCR检测启动子诱导表达活性,结果表明:PAOS1受褐飞虱取为害后,在叶鞘表达活性升高,但是不受二化螟为害、机械损伤诱导表达;为了鉴定PAOS1中的褐飞虱为害应答元件,将PAOS1从5’端渐次缺失,并转化中花11,缺失突变体的GUS活性分析结果证明:-1573至-1312、-979至-647和-426至-181区域存在褐飞虱为害诱导正调控元件,其中-1573至-1312区域活性最高;酵母单杂交、双荧光素酶实验证明-800至-758区域可与LOC＿Os01g1227蛋白结合,-274至-181区域可与LOC＿Os03g62790蛋白结合,因此,LOC＿Os01g1227和LOC＿Os03g62790两个蛋白可能参与褐飞虱为害诱导Os AOS1的表达调控。小结:1.Os HPL2基因启动子具有二化螟为害诱导表达特性,内部含有3个二化螟为害正调控功能区域;当二化螟为害后,Os HPL2全长启动子及其正调控区域驱动cry1C的转基因植株,能够被诱导产生高杀虫活性,并且不影响种子结实率和单株产量。因此,Os HPL2全长启动子及其正调控区域具有潜在的应用前景。2.Os AOS1基因启动子具有褐飞虱为害诱导表达特性含有3个褐飞虱为害诱导正调控功能区域;已鉴定出两个与正调控区域结合的蛋白。Os AOS1基因启动子的3个正调控区域的应用潜能有待进一步验证,正调控区域与蛋白的互作及调控机制有待进一步深入研究。
张余[10]（2020）在《水稻抗逆相关基因OsEBP89和OsRMT1功能研究》文中认为随着世界经济发展和温室气体排放,全球气温上升,极端天气频繁发生。干旱、高温、水淹、冷害对农作物生产造成了严重的威胁。水稻（Oryza sativa L.）是我国主要的粮食作物,保障水稻的高产稳产对我国的粮食安全具有重要意义。水稻生产从播种到收获,极易遭受干旱、高温等恶劣气候的影响。目前植物很多抗逆相关基因已被克隆鉴定,但在抗旱、耐高温等性状上效应较低,单个基因在农业育种中的应用报道还相当少。因此,需要进一步发掘抗逆相关基因,以期为深入了解水稻的抗逆机制打下基础。基于前期基础,本研究对两个与逆境相关的基因功能进行了深入研究,一个为AP2/ERF转录因子家族的基因OsEBP89,另一个为具有锌指结构域的E3泛素连接酶基因OsRMT1。OsEBP89来自于OsSn RK1的互作网络图谱;OsRMT1来源于本实验室前期利用IRAT109和珍汕97B重组自交系群体定位的位于第4号染色体的抗旱QTL（quantitative trait locus）区间内候选基因。本研究通过对OsEBP89和OsRMT1两个抗逆相关基因功能的评价,加深了对水稻抵御非生物逆境作用机制的理解,为水稻抗逆育种提供了理论基础和基因资源。具体研究结果如下:1.在不同时期的组织表达模式的实时荧光定量PCR分析显示,OsEBP89基因具有时空表达特异性,苗期在根中表达量最高,叶片和茎中表达量相对较低;开花期,根和茎中的表达水平明显升高。20%PEG6000（聚乙二醇）和100μM ABA（脱落酸）处理会抑制OsEBP89基因的表达,而乙烯处理和水淹胁迫会诱导该基因的表达。GFP融合蛋白的亚细胞定位试验表明该蛋白位于细胞核。为了全面研究OsEBP89基因功能,构建了基因过表达载体和CRISPR/Cas9基因编辑载体,转化日本晴获得26株过表达植株和3株纯合突变植株。2.分别在萌发期和苗期对OsEBP89转基因水稻进行200 m M甘露醇、20%PEG6000渗透胁迫处理,在孕穗期干旱胁迫处理,结果显示OsEBP89敲除突变体的耐渗透胁迫能力和抗旱性优于对照,而过表达植株表现相反。3.用20%PEG6000处理OsEBP89转基因材料三叶期秧苗,发现敲除突变体叶片中H2O2和MDA含量低于对照,而Pro含量和SOD酶活性高于对照,表明敲除突变体的渗透保护物质含量和ROS清除能力显着高于对照,其体内氧化水平以及膜脂损伤程度均低于对照。测定孕穗期的离体叶片失水速率,结果显示过表达植株的失水速率高于对照和突变体植株。4.OsEBP89敲除突变体和野生型植株苗期经20%PEG6000处理前后样品的转录组分析表明,有4个GO（Gene Ontology）条目与逆境胁迫响应相关,分别为response to stress,oxidation reduction,response to water,response to stimulus。从这4个GO条目中选取了8个候选基因,分别是Os03g0285700（OsAPX1）,Os03g0358100（glutathione peroxidase）,Os02g0527300（OsHsf A3）,Os04g0423400（OsASR2）,Os05g0211100,（OsCYP51G3）,Os05g0455500（OsP5CS）,Os01g0256500（SAGENE21）,Os08g0120600（fructose-bisphospate aldolase isozyme）。基因的启动子分析结果显示SAG21和ARG2启动子区存在GCC box元件,OsP5CS和OsHsf A3启动子区存在GCC-box和GCC-like box元件,表明这4个基因可能是OsEBP89转录因子直接调控的下游靶基因。5.对OsEBP89转基因材料进行水淹试验表明,突变体植株的萌发率在淹水4 d时高于对照和过表达株系,7 d后突变体植株芽长显着长于对照和超表达植株,表明OsEBP89负调控水稻耐淹能力。6.将缺失不同结构域的OsEBP89蛋白突变体分别与Sn RK1蛋白进行酵母双杂交分析,结果显示仅全长蛋白能与OsSn RK1发生互作,表明OsEBP89需要完整的结构才能实现与OsSn RK1的互作;体外pull down以及双分子荧光素酶互补实验进一步表明OsEBP89与OsSn RK1在体内外均能互作;体外磷酸化实验发现OsSn RK1蛋白激酶能够磷酸化修饰OsEBP89转录因子。7.在已有超表达和抑制表达转基因OsRMT1材料的基础上,构建CRISPR/Cas9基因编辑敲除载体,转化水稻品种日本晴,获得了3株纯合突变植株。8.OsRMT1受高温和盐胁迫诱导表达。OsRMT1过表达植株耐高温性和耐盐性增强,而抑制表达植株耐高温性和耐盐性下降。敲除突变体较抑制表达株系存活率更低,表明OsRMT1正调控水稻抗非生物胁迫性。在苗期用45℃高温胁迫1d后,野生型和敲除突变体材料ABA含量没有显着差异,而突变体JA含量显着高于野生型。9.将OsRMT1基因融合到p GBKT7-BD载体中,构建BD::OsRMT1融合表达载体,对水稻叶片来源的c DNA文库进行筛选,获得了6个互作蛋白,利用烟草叶片细胞中双分子荧光素酶互补实验进一步表明OsRMT1在植物细胞内能与这6个蛋白与互作。这6个基因分别为Os03g0390900（expressed protein）,Os04g0376700（ER lumen protein retaining receptor）,Os04g0650000（oryzain alpha chain precursor）,Os08g0104600（2Fe-2S iron-sulfur cluster binding domain containing protein）,Os10g0419500（1,2-dihydroxy-3-keto-5-methylthiopentene dioxygenase protein）,Os11g0128800（高丝氨酸脱氢酶）。在45℃高温胁迫下反转录定量PCR分析表明4个基因受高温诱导表达,但另外2个受高温抑制表达。亚细胞定位显示以上6个互作蛋白均位于细胞核和细胞质中,与OsRMT1亚细胞定位相同。
二、水稻转化系统应用研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水稻转化系统应用研究进展（论文提纲范文）
（1）水稻遗传转化研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 常见水稻遗传转化方法 |
| 1.1 PEG法 |
| 1.2 电激法 |
| 1.3 脂质体法 |
| 1.4 基因枪法 |
| 1.5 花粉管通道法 |
| 1.6 农杆菌介导法 |
| 2 农杆菌介导法在水稻中的研究 |
| 3 农杆菌介导的水稻遗传转化影响因素 |
| 3.1 侵染体系对农杆菌介导的遗传转化影响 |
| 3.2 再生体系和组织培养对农杆菌介导的遗传转化影响 |
| 3.3 其他因素对农杆菌介导的遗传转化影响 |
| 4 展望 |
（2）三元载体系统的构建及其应用于水稻农杆菌介导的遗传转化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 农杆菌侵染机制 |
| 1.2 农杆菌介导水稻遗传转化研究进展 |
| 1.3 影响农杆菌转化水稻的几个关键因素 |
| 1.3.1 基因型 |
| 1.3.2 外植体 |
| 1.3.3 外源添加物 |
| 1.3.4 筛选标记 |
| 1.3.5 农杆菌菌株及载体系统 |
| 1.4 三元载体系统 |
| 1.5 本研究的目的与意义 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 受体植物材料 |
| 2.1.2 菌株与载体 |
| 2.2 化学试剂与酶类 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 大肠杆菌DH5α感受态制备及转化 |
| 2.3.2 农杆菌感受态的制备及转化 |
| 2.3.3 农杆菌Ti质粒的提取 |
| 2.3.4 质粒DNA酶切 |
| 2.3.5 DNA片段回收 |
| 2.3.6 PCR反应及产物电泳检测 |
| 2.3.7 连接反应 |
| 2.3.8 水稻遗传转化与筛选 |
| 2.3.9 水稻DNA的提取 |
| 第三章 结果与分析 |
| 3.1 水稻LAZY1基因敲除载体p1300Cas9-lazy1的构建 |
| 3.2 Bar基因为筛选标记的载体构建 |
| 3.3 形态调节基因载体的构建 |
| 3.4 双T-DNA与三元载体的构建 |
| 3.5 三元载体系统载体构建 |
| 3.6 不同筛选标记对水稻遗传转化的影响 |
| 3.7 形态调节基因的籼稻遗传转化 |
| 3.8 双T-DNA位于同一载体和不同载体的遗传转化效率比较 |
| 3.9 不同培养条件下的籼稻遗传转化 |
| 3.10 三元载体系统的籼稻遗传转化 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 水稻遗传转化效率的提升 |
| 4.2 三元载体系统中的辅助质粒 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 附录 C |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（3）利用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制水稻温敏雄性核不育系（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略表 |
| 1 前言 |
| 1.1 杂交水稻及光(温)敏不育系概述 |
| 1.1.1 杂交水稻的重要意义 |
| 1.1.2 杂交水稻的研究进展 |
| 1.1.3 水稻温敏雄性核不育基因tms5的定位与分子机理研究进展 |
| 1.1.4 影响水稻光温敏雄性不育基因表达的主要因素 |
| 1.1.5 水稻光(温)敏雄性不育性改良研究的意义 |
| 1.2 基因组编辑技术的研究进展 |
| 1.2.1 基因组编辑技术原理 |
| 1.2.2 基因编辑技术发展进程中的三种类别 |
| 1.2.3 CRISPR/Cas系统的发现 |
| 1.2.4 CRISPR/Cas系统的结构 |
| 1.2.5 CRISPR/Cas系统的分类 |
| 1.2.6 细菌CRISPR/Cas系统的免疫作用机制 |
| 1.2.7 CRISPR/Cas9基因组编辑技术及其在水稻分子育种上的应用 |
| 1.3 研究内容、目的意义和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容和目的意义 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 研究材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 水稻材料 |
| 2.1.2 质粒和菌种 |
| 2.1.3 载体 |
| 2.2 研究所需的试剂、仪器及培养基配方 |
| 2.2.1 实验主要仪器 |
| 2.2.2 实验主要试剂 |
| 2.2.3 主要试剂与培养基配方 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 相关生物学实验步骤 |
| 2.3.2 CRISPR/Cas9双靶点载体构建 |
| 2.3.3 连接产物的转化(热激法) |
| 2.3.4 阳性克隆鉴定 |
| 2.3.5 利用农杆菌介导水稻遗传转化 |
| 2.3.6 T_0代转基因阳性水稻植株检测 |
| 2.3.7 T_0代转基因阳性水稻植株靶位点突变检测 |
| 2.3.8 水稻T_1代T-DNA-free突变株鉴定 |
| 2.3.9 tms5编辑TGMS系的育性鉴定 |
| 2.3.10 T_1代突变株系与野生型(WT)的主要农艺性状表现 |
| 2.3.11 T_1代tms5编辑TGMS系GXU41-5与野生型(WT)的米质分析 |
| 3 结果分析 |
| 3.1 靶位点验证 |
| 3.2 CRISPR/CAS9-TMS5双靶点表达载体构建 |
| 3.3 水稻材料的遗传转化 |
| 3.4 获得T_0代转基因阳性水稻植株 |
| 3.5 靶点突变类型及突变效率 |
| 3.6 T_1代T-DNA-FREE植株的获得 |
| 3.7 TMS5编辑TGMS系的育性转换特性 |
| 3.8 T_1代TMS5编辑TGMS系与野生型(WT)的主要农艺性状表现 |
| 3.9 T_1代TMS5编辑TGMS系与野生型(WT)的米质性状表现 |
| 4 讨论与结论 |
| 4.1 讨论 |
| 4.1.1 关于CRISPR/Cas9基因编辑技术的编辑效率、突变特点和遗传特性 |
| 4.1.2 关于CRISPR/Cas9基因编辑技术的脱靶效应 |
| 4.1.3 关于tms5编辑TGMS系的育性转换特性 |
| 4.1.4 关于tms5编辑TGMS系的农艺和品质性状分析 |
| 4.2 结论 |
| 4.3 创新点 |
| 4.4 问题与展望 |
| 4.4.1 关于CRISPR/Cas9基因编辑技术脱靶效应的展望 |
| 4.4.2 关于tms5编辑TGMS系后续研究的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读学位期间所发表的论文情况 |
（4）CRISPR/Cas12a系统介导的水稻基因编辑和定点基因替换体系的构建及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 CRISPR/Cas系统类型 |
| 1.1.1 DNA靶向的CRISPR/Cas系统 |
| 1.1.2 RNA靶向的CRISPR/Cas系统 |
| 1.2 CRISPR/Cas系统介导的基因编辑和修复 |
| 1.2.1 基因敲除 |
| 1.2.2 单碱基编辑 |
| 1.2.3 基因替换和定点整合 |
| 1.2.4 基因表达调控 |
| 1.3 CRISPR/Cas12a的作用机制研究进展 |
| 1.4 植物基因编辑介导的基因同源重组研究概述 |
| 1.4.1 植物基因同源重组研究进展 |
| 1.4.2 植物基因同源重组存在问题 |
| 1.4.3 植物基因同源重组研究与应用展望 |
| 1.5 本论文研究内容、技术路线及研究目的和意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 1.5.3 研究的目的和意义 |
| 第二章 Cas12a突变体扩展CRISPR/Cas12a系统在水稻中的应用范围 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料和方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 敲除载体的构建 |
| 2.3.2 对T_0代再生植株的基因型鉴定 |
| 2.3.3 水稻基因组的生物信息学分析 |
| 2.3.4 脱靶分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 CRISPR/Cas12a系统介导的以DNA为修复模板的水稻基因定点替换 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 同源重组载体的构建 |
| 3.3.2 同源重组载体活性检测 |
| 3.3.3 T_0代再生植株的基因型鉴定 |
| 3.3.4 脱靶分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 CRISPR/Cas12a系统介导的以RNA为修复模板的水稻基因片段定点替换 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料和方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 同源重组载体的构建 |
| 4.3.2 水稻愈伤中以RNA转录本为修复模板的基因片段替换 |
| 4.3.3 利用ddPCR检测不同实验处理的同源重组效率 |
| 4.3.4 T_0代再生植株的精准编辑基因型鉴定 |
| 4.3.5 脱靶分析 |
| 4.3.6 T_1代编辑植株孟德尔遗传分析 |
| 4.3.7 编辑植株表型鉴定 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（5）巢湖流域农业面源污染氮源解析及农艺控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语表 |
| 1 前言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 农业面源污染概况 |
| 1.2.2 农业面源污染氮源解析研究 |
| 1.2.3 农业面源污染物迁移转化机理研究进展 |
| 1.2.4 农业面源污染防控技术与策略研究进展 |
| 1.3 巢湖水环境研究现状 |
| 1.3.1 巢湖流域概况 |
| 1.3.2 巢湖水环境现状 |
| 1.3.3 巢湖流域农业面源污染研究进展 |
| 1.4 问题的提出 |
| 2 研究目标、研究内容和技术路线 |
| 2.1 研究目标 |
| 2.2 研究内容 |
| 2.3 技术路线 |
| 3 基于稳定氮氧同位素示踪技术的农业面源污染氮源解析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 研究区概况 |
| 3.2.2 试验设计 |
| 3.2.3 样品采集 |
| 3.2.4 样品分析 |
| 3.2.5 同位素源解析模型(SIAR) |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 流域农业面源污染现状调查 |
| 3.3.2 店埠河潜在硝酸盐污染源氮氧同位素特征值 |
| 3.3.3 店埠河水体的水化学特征 |
| 3.3.4 店埠河硝酸盐来源的定性解析 |
| 3.3.5 店埠河水体硝酸盐来源的定量解析 |
| 3.3.6 不同污染源不同形态氮及氮氧同位素特征值沿沟渠的迁移转化特征 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 店埠河水体氮素的时空特征 |
| 3.4.2 利用SIAR模型定量解析面源氮素各污染源贡献率 |
| 3.5 小结 |
| 4 不同水土保持措施对巢湖流域坡耕地水土及氮磷流失的调控效应 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 研究区概况 |
| 4.2.2 试验设计 |
| 4.2.3 样品的采集 |
| 4.2.4 测定项目及测定方法 |
| 4.2.5 数据计算与统计分析方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 不同水土保持措施对坡耕地径流的防控效果 |
| 4.3.2 不同水土保持措施对坡耕地土壤流失的防控效果 |
| 4.3.3 不同水土保持措施对径流各形态氮浓度的影响 |
| 4.3.4 不同水土保持措施对径流各形态磷浓度的影响 |
| 4.3.5 不同水土保持措施对氮磷流失的防控效果 |
| 4.3.6 不同水土保持措施下的作物产量分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 巢湖流域坡耕地氮磷径流流失现状 |
| 4.4.2 不同水土保持措施对坡耕地水土流失的控制作用 |
| 4.4.3 不同水土保持措施对坡耕地氮磷径流损失的调控作用 |
| 4.5 小结 |
| 5 保护性耕作和优化施肥对巢湖流域水旱轮作田氮磷流失的调控效应 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 研究区概况 |
| 5.2.2 试验设计 |
| 5.2.3 试验方法 |
| 5.2.4 样品采集 |
| 5.2.5 测定项目及测定方法 |
| 5.2.6 数据计算与统计分析方法 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 监测期间的降雨产流情况 |
| 5.3.2 秸秆还田条件下稻田田面水氮磷动态变化特征 |
| 5.3.3 保护性耕作与优化施肥条件下径流氮素浓度及形态分析 |
| 5.3.4 保护性耕作与优化施肥条件下径流磷素浓度及形态分析 |
| 5.3.5 保护性耕作与优化施肥条件下氮素径流损失负荷 |
| 5.3.6 保护性耕作与优化施肥条件下磷径流损失负荷 |
| 5.3.7 保护性耕作与优化施肥对作物产量的影响 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 稻田田面水氮、磷动态变化规律与控制关键期 |
| 5.4.2 保护性耕作对水旱轮作田氮磷流失的影响 |
| 5.4.3 优化施肥对水旱轮作田氮磷径流流失的影响 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.1.1 基于稳定氮氧同位素示踪技术的农业面源污染氮源解析研究 |
| 6.1.2 不同水土保持措施对坡耕地水土及养分流失的调控效应 |
| 6.1.3 保护性耕作和优化施肥对巢湖流域水旱轮作田养分流失的调控效应 |
| 6.2 特色与创新 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科学研究情况 |
| 致谢 |
（6）钙多肽对水稻（Oryza sativa L.）吸收Cd2+的阻控效应及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 我国农田镉污染现状及危害 |
| 1.2.1 我国农田镉污染现状 |
| 1.2.2 农田镉污染的主要来源 |
| 1.2.3 农田镉污染的危害 |
| 1.3 水稻吸收积累镉的机理及影响因素 |
| 1.3.1 土壤中镉的形态分布及其生物有效性 |
| 1.3.2 水稻吸收积累镉的机理 |
| 1.4 镉污染土壤修复技术进展 |
| 1.4.1 镉污染土壤修复技术概述 |
| 1.4.2 植物吸收镉阻控技术 |
| 1.4.3 钙对植物的生理功能 |
| 1.4.4 钙多肽对重金属镉污染的调控 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 1.6 本研究的技术路线 |
| 1.7 研究内容及创新点 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 创新点 |
| 第2章 钙多肽对调控镉胁迫水稻幼苗生长及对镉吸收的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料和方法 |
| 2.2.1 供试材料 |
| 2.2.2 营养液配制 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.4 培养条件 |
| 2.2.5 测量方法 |
| 2.2.6 图像处理与数据分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 钙多肽对不同浓度镉处理下水稻幼苗生长的影响 |
| 2.3.2 钙多肽对不同浓度镉处理下水稻叶片中叶绿素含量的影响 |
| 2.3.3 钙多肽对不同浓度镉处理下水稻根中Cd含量的影响 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 钙多肽可减少水稻幼苗根系对镉的吸收 |
| 2.4.2 钙多肽可提高镉胁迫下水稻幼苗叶片中叶绿素总含量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钙多肽调控水稻幼苗根系细胞壁成分变化的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料和方法 |
| 3.2.1 供试材料 |
| 3.2.2 水稻的培养与处理 |
| 3.2.3 水稻根系细胞壁的提取及FTIR表征分析 |
| 3.2.4 水稻幼苗根的石蜡切片 |
| 3.2.5 抗体免疫标记 |
| 3.2.6 显微镜观察 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 镉胁迫下水稻幼苗根中细胞壁FTIR谱图分析 |
| 3.3.2 钙多肽调控水稻幼苗镉胁迫下根中细胞壁FTIR谱图分析 |
| 3.3.3 钙多肽调控水稻幼苗镉胁迫下根中细胞壁FTIR谱图的半定量分析 |
| 3.3.4 镉胁迫及钙多肽调控对水稻根细胞中果胶变化的影响 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 镉胁迫及钙多肽调控镉胁迫水稻幼苗根系的转录组分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料和方法 |
| 4.2.1 供试材料 |
| 4.2.2 水稻的培养与处理 |
| 4.2.3 RNA提取及RNA测序文库的建立 |
| 4.2.4 生物信息学分析 |
| 4.2.5 转录组测序原始数据和质控数据统计 |
| 4.2.6 测序序列质量评估 |
| 4.2.7 差异表达基因的筛选 |
| 4.2.8 差异基因GO富集分析 |
| 4.2.9 差异基因的KEGG富集分析 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 测序原始数据和质控统计 |
| 4.3.2 测序序列质量评估 |
| 4.3.3 基因表达分析 |
| 4.3.4 差异表达基因的筛选与分析 |
| 4.3.5 差异基因的GO注释分析 |
| 4.3.6 差异基因的KEGG注释分析 |
| 4.3.7 细胞壁合成相关基因分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 钙多肽对水稻生长及Ca~(2+)、Mg~(2+)的吸收影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 试验材料 |
| 5.2.2 试验设计 |
| 5.2.3 测量项目与方法 |
| 5.2.4 数据处理与分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 不同施氮量对水稻生长的影响 |
| 5.3.2 不同施氮量对水稻植株N、P、K含量的影响 |
| 5.3.3 不同施氮量对水稻植株Ca、Mg含量的影响 |
| 5.3.4 相同施氮量、不同施钙量对水稻生长的影响 |
| 5.3.5 相同施氮量、不同施钙量对水稻吸收Ca~(2+)、Mg~(2+)的影响 |
| 5.4 结论与讨论 |
| 5.4.1 施氮量与水稻对营养物质吸收与积累 |
| 5.4.2 钙多肽组合施肥对水稻的生长促进作用 |
| 5.4.3 施钙肥促进水稻的生长和对Ca的吸收 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 钙多肽对Cd~(2+)污染土壤的钝化效应研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 试验材料 |
| 6.2.2 试验方法 |
| 6.2.3 测量项目与方法 |
| 6.2.4 实验数据处理 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 钙多肽对镉污染土壤中p H的影响 |
| 6.3.2 钙多肽对土壤中有效镉的影响 |
| 6.3.3 钙多肽对土壤中弱酸(可提取)态镉的影响 |
| 6.3.4 钙多肽对土壤中可还原态镉的影响 |
| 6.3.5 钙多肽对土壤中可氧化态镉的影响 |
| 6.3.6 钙多肽对土壤中残渣态镉的影响 |
| 6.4 结论与讨论 |
| 6.4.1 土壤p H对镉形态的影响 |
| 6.4.2 有效态镉与其它形态镉之间的转换关系 |
| 6.4.3 钙多肽对Cd~(2+)污染土壤的钝化效应及潜力 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 钙多肽对水稻吸收Cd~(2+)的阻控效应及其秸秆去除修复探索研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 材料与方法 |
| 7.2.1 实验材料 |
| 7.2.2 试验方法 |
| 7.2.3 测量项目与方法 |
| 7.2.4 数据处理与分析 |
| 7.3 结果与分析 |
| 7.3.1 不同施肥处理对水稻生长的影响 |
| 7.3.2 不同施肥处理对水稻产量的影响 |
| 7.3.3 不同施肥处理对水稻植株Cd含量的动态变化 |
| 7.3.4 不同施肥处理对糙米和稻壳中Cd、Ca含量的影响 |
| 7.3.5 不同施肥处理对水稻酶活的影响 |
| 7.3.6 超密度种植与秸秆去除修复探索 |
| 7.4 结果与讨论 |
| 7.4.1 钙多肽对水稻产量和品质的影响 |
| 7.4.2 钙多肽对水稻镉毒害的调节机制 |
| 7.4.3 钙多肽对水稻吸收Cd~(2+)的阻控效应 |
| 7.4.4 钙多肽对水稻吸收和转运Cd~(2+)的阻控机理 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录:博士就读期间科研成果 |
| 致谢 |
（7）转基因水稻检测方法与标准物质研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 英文缩略词表 |
| 引言 |
| 第一篇 综述 |
| 第1章 国内外转基因作物研发与管理现状 |
| 1.1 国内外转基因作物的研发与应用 |
| 1.2 国内外转基因生物安全管理现状 |
| 第2章 转基因检测技术研究进展 |
| 2.1 基于外源插入核酸的检测方法 |
| 2.2 基于外源插入基因表达蛋白的检测方法 |
| 2.3 转基因检测新方法 |
| 2.4 转基因检测关键要素 |
| 第3章 转基因水稻检测标准物质研制 |
| 3.1 转基因检测标准物质类型 |
| 3.2 转基因检测标准物质量值表达方式 |
| 第二篇 研究内容 |
| 第1章 植物种子DNA提取与纯化的研究 |
| 1.1 实验材料 |
| 1.2 实验方法 |
| 1.3 实验结果 |
| 1.4 讨论 |
| 1.5 小结 |
| 第2章 水稻内标准基因研究 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 转基因水稻筛查检测方法与阳性标准质粒构建 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 转基因水稻检测标准物质的研制 |
| 4.1 实验材料 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 导师简介 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（8）气候与耕地变化背景下东北地区粮食生产潜力研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 粮食生产潜力估算研究进展 |
| 1.2.2 粮食产量的影响因素研究进展 |
| 1.2.3 未来气候与土地利用分布情景模拟研究进展 |
| 1.3 研究内容、技术路线与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第2章 研究区概况和数据准备 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 自然环境 |
| 2.1.2 人文环境 |
| 2.2 数据收集与处理 |
| 2.2.1 气候数据 |
| 2.2.2 地形数据 |
| 2.2.3 土壤数据 |
| 2.2.4 土地利用数据 |
| 2.2.5 社会经济数据 |
| 2.2.6 自然-人文数据库集成 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 全球农业生态区划模型 |
| 3.1 GAEZ模型简介 |
| 3.2 GAEZ模型的计算过程 |
| 3.2.1 农业-气候数据分析 |
| 3.2.2 生物量和产量计算 |
| 3.2.3 农业-气候限制 |
| 3.2.4 农业-土壤地形适宜性 |
| 3.2.5 农业-气候与土壤评估集成 |
| 3.2.6 作物潜在生产力 |
| 3.3 GAEZ模型的输入与输出 |
| 3.3.1 GAEZ模型的输入 |
| 3.3.2 GAEZ模型的输出 |
| 3.4 GAEZ模型估算结果验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 粮食生产潜力变化及与实际产量的差距分析 |
| 4.1 东北地区主要粮食作物 |
| 4.2 近25 年东北地区主要粮食作物生产潜力变化 |
| 4.2.1 近25 年东北地区粮食生产潜力时间变化特征 |
| 4.2.2 近25 年东北地区粮食生产潜力空间变化特征 |
| 4.3 粮食生产潜力与实际产量的差距分析 |
| 4.3.1 粮食实际产量与生产潜力的差距 |
| 4.3.2 粮食实际产量与生产潜力的差距分析的局限性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 GAEZ模型与农业遥感估算作物产量的对比 |
| 5.1 农业遥感估算作物产量的原理 |
| 5.2 VPM模型介绍 |
| 5.3 耕地NPP及作物产量估算 |
| 5.4 GAEZ模型与农业遥感估算的作物产量结果对比 |
| 5.4.1 GAEZ模型与农业遥感估算的作物产量相关性分析 |
| 5.4.2 GAEZ模型与农业遥感估算的作物产量空间差异性分析 |
| 5.4.3 两种作物产量估算方法对比研究的局限性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 气候与耕地变化对粮食生产潜力的影响 |
| 6.1 气候变化对粮食生产潜力的影响 |
| 6.1.1 1990-2015年东北地区气候变化 |
| 6.1.2 1990-2015年气候变化条件下东北地区粮食生产潜力变化 |
| 6.1.3 1990-2015年气候变化对东北地区粮食生产潜力的影响 |
| 6.2 耕地变化对粮食生产潜力的影响 |
| 6.2.1 1990-2015年东北地区耕地面积及分布变化特征 |
| 6.2.2 1990-2015年耕地变化条件下东北地区粮食生产潜力变化 |
| 6.2.3 1990-2015年耕地变化对东北地区粮食生产潜力的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 未来气候与耕地情景下粮食生产潜力模拟 |
| 7.1 未来气候情景模拟 |
| 7.1.1 未来气候模型模拟结果 |
| 7.1.2 东北地区未来气候变化模拟 |
| 7.2 未来耕地情景模拟 |
| 7.2.1 CA-Markov模型 |
| 7.2.2 基于CA-Markov模型的 2050年东北地区土地利用现状模拟. |
| 7.3 未来气候及耕地情景下粮食生产潜力模拟 |
| 7.3.1 2050年东北地区主要粮食作物生产潜力模拟 |
| 7.3.2 2015- 2050年东北地区主要粮食作物生产潜力变化模拟 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 研究结论 |
| 8.2 不足与展望 |
| 8.2.1 研究不足 |
| 8.2.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附表 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）二化螟和褐飞虱为害诱导型水稻启动子的克隆及功能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 前言 |
| 1.1 植物对昆虫防御反应的研究进展 |
| 1.1.1 植物对昆虫防御反应的类型 |
| 1.1.2 引起植物抗虫反应的激发子 |
| 1.1.3 植物对咀嚼式口器昆虫防御反应的机理 |
| 1.1.4 植物对刺吸式口器昆虫防御反应的机理 |
| 1.1.5 植物针对咀嚼式与刺吸式口器昆虫防御反应的差异 |
| 1.2 水稻对昆虫防御反应的研究进展 |
| 1.2.1 水稻主要害虫及其为害 |
| 1.2.2 二化螟简介 |
| 1.2.3 褐飞虱简介 |
| 1.2.4 水稻对二化螟及褐飞虱防御反应的研究进展 |
| 1.3 丙二烯氧化物合酶及脂氢过氧化物裂解酶的研究进展 |
| 1.3.1 植物丙二烯氧化物合酶的研究进展 |
| 1.3.2 水稻丙二烯氧化物合酶的研究进展 |
| 1.3.3 植物脂氢过氧化物裂解酶的研究进展 |
| 1.3.4 水稻脂氢过氧化物裂解酶的研究进展 |
| 1.4 启动子的概述 |
| 1.4.1 原核生物启动子的结构与功能 |
| 1.4.2 真核生物启动子的结构与功能 |
| 1.5 植物启动子的类型 |
| 1.5.1 诱导型启动子 |
| 1.5.2 组成型启动子 |
| 1.5.3 组织特异型启动子 |
| 1.5.4 人工合成启动子 |
| 1.6 启动子研究常用方法与技术 |
| 1.6.1 启动子生物信息学分析 |
| 1.6.2 候选基因表达模式检测 |
| 1.6.3 启动子的分离 |
| 1.6.4 启动子表达强度的定量及定性分析 |
| 1.6.5 启动子顺式元件及反式作用因子鉴定分析 |
| 1.7 诱导型启动子分析在植物抗虫机理研究中的作用 |
| 1.8 诱导型启动子分析在植物抗虫应用研究中的作用 |
| 2 目的意义及创新点 |
| 2.1 目的意义 |
| 2.2 本研究的创新点 |
| 第二章 水稻中昆虫诱导型启动子克隆及功能分析 |
| 1 试验材料 |
| 1.1 水稻材料 |
| 1.2 供试昆虫 |
| 1.3 菌株及质粒 |
| 1.4 酶及化学试剂 |
| 1.5 主要常用仪器 |
| 1.6 序列分析 |
| 1.7 候选基因信息 |
| 1.7.1 OsHPL2候选基因信息 |
| 1.7.2 OsAOS1候选基因信息 |
| 2 试验方法 |
| 2.1 验证候选基因 |
| 2.1.1 水稻接虫及激素处理 |
| 2.1.2 水稻叶鞘组织RNA抽提及反转录 |
| 2.1.3 Os HPL2及Os AOS1 候选基因表达量检测 |
| 2.2 启动子的克隆、载体构建及遗传转化 |
| 2.2.1 启动子序列分析 |
| 2.2.2 全长及系列5’端缺失启动子的克隆及载体构建 |
| 2.2.3 农杆菌介导的水稻遗传转化 |
| 2.3 转基因植株检测 |
| 2.3.1 转基因植株阳性检测 |
| 2.3.2 转基因植株拷贝数检测 |
| 2.3.3 转基因植株纯合家系检测 |
| 2.4 GUS组织化学染色 |
| 2.5 GUS活性定量测定 |
| 2.5.1 所用试剂配制 |
| 2.5.2 总蛋白的抽提 |
| 2.5.3 总蛋白浓度测定 |
| 2.5.4 GUS活性测定 |
| 2.6 二化螟为害正调控序列驱动cry1C基因功能验证 |
| 2.6.1 二化螟为害正调控序列启动子载体构建 |
| 2.6.2 Cry1C的 ELISA检测 |
| 2.6.3 二化螟初孵幼虫死亡率检测 |
| 2.7 P2、P2R123-min35S、P2TR2-min35S转基因植株农艺性状考查 |
| 2.8 褐飞虱为害正调控序列缺失突变体启动子构建 |
| 2.9 酵母单杂交筛选互作蛋白 |
| 2.10 互作蛋白EGY48酵母菌株“点对点”验证 |
| 2.11 水稻原生质体瞬时转化 |
| 2.12 双荧光素酶激活实验 |
| 2.13 P_(AOS1)中与正调控序列互作蛋白的表达模式 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 水稻中二化螟为害诱导启动子P_(HPL2)的克隆及功能分析 |
| 3.1.1 二化螟为害诱导候选基因的表达检测 |
| 3.1.2 激素和机械损伤处理下OsHPL2表达检测 |
| 3.1.3 P_(HPL2)转基因植株拷贝数及纯合家系检测 |
| 3.1.4 P_(HPL2) 启动子驱动下,GUS的表达特性 |
| 3.1.5 P_(HPL2)系列缺失启动子转基因植株拷贝数及纯合家系检测 |
| 3.1.6 P_(HPL2)系列缺失启动子组织化学染色分析 |
| 3.1.7 P_(HPL2)及其系列缺失启动子GUS活性定量测定 |
| 3.1.8 P-1452、P-903和P-376对褐飞虱为害的反应 |
| 3.1.9 二化螟为害诱导正调控序列中潜在顺式元件分析 |
| 3.1.10 二化螟幼虫为害不同启动子驱动cry1C转基因水稻的死亡率 |
| 3.1.11 二化螟幼虫为害后,不同启动子驱动cry1C转基因水稻中Cry1C蛋白含量ELISA检测 |
| 3.1.12 不同启动子驱动cry1C转基因水稻对激素和机械损伤的反应 |
| 3.1.13 转基因植株田间农艺性状考查 |
| 3.2 水稻中褐飞虱为害诱导启动子P_(AOS1)的克隆及功能分析 |
| 3.2.1 褐飞虱为害诱导候选基因的表达检测 |
| 3.2.2 激素和机械损伤处理下OsAOS1表达检测 |
| 3.2.3 P_(AOS1)转基因植株拷贝数及纯合家系检测 |
| 3.2.4 P_(AOS1)启动子驱动下,GUS的表达特性 |
| 3.2.5 P_(AOS1)系列缺失启动子转基因植株拷贝数及纯合家系检测 |
| 3.2.6 P_(AOS1)系列缺失启动子组织化学染色分析 |
| 3.2.7 P_(AOS1)及其系列缺失启动子GUS活性定量测定 |
| 3.2.8 P-1573、P-979和P-426对二化螟为害的反应 |
| 3.2.9 褐飞虱为害诱导正调控序列中潜在顺式元件分析 |
| 3.2.10 正调控序列缺失突变体启动子GUS活性定量测定 |
| 3.2.11 筛选与褐飞虱为害诱导正调控序列互作的蛋白 |
| 3.2.12 酵母单杂交验证候选蛋白 |
| 3.2.13 互作蛋白的双荧光素酶激活验证 |
| 3.2.14 互作蛋白受褐飞虱与二化螟为害后表达检测 |
| 4 讨论 |
| 4.1 二化螟与褐飞虱接虫实验方法探讨 |
| 4.2 二化螟为害诱导正调控区域用于转基因抗虫水稻的潜力 |
| 4.3 P_(HPL2)和P_(AOS1)可能的诱导表达模式 |
| 4.4 P_(HPL2)和P_(AOS1)中顺式元件分析 |
| 4.5 P_(AOS1)启动子上的结合蛋白 |
| 4.6 昆虫为害诱导型启动子研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 Ⅰ:部分实验操作步骤 |
| 附录 Ⅱ:部分实验图 |
| 附录 Ⅲ:核苷酸序列 |
| 附录 Ⅳ:水稻受二化螟与褐飞虱为害的转录组分析 |
| 附录 Ⅴ:作者简介 |
| 致谢 |
（10）水稻抗逆相关基因OsEBP89和OsRMT1功能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 1.前言 |
| 1.1 植物抗旱研究进展 |
| 1.1.1 植物抗旱机制 |
| 1.1.2 植物对干旱胁迫的生理反应 |
| 1.1.3 ABA在植物抗旱中的作用 |
| 1.1.4 AP2/ERF转录因子研究进展 |
| 1.2 植物与高温 |
| 1.2.1 热激转录因子-热激蛋白研究进展 |
| 1.2.2 ncRNAs参与植物对高温胁迫的应答过程 |
| 1.2.3 泛素连接酶研究进展 |
| 1.2.4 应对高温胁迫的措施 |
| 1.3 本研究目的和意义 |
| 2.材料与方法 |
| 2.1 实验材料及仪器 |
| 2.1.1 水稻材料 |
| 2.1.2 菌株和质粒载体 |
| 2.1.3 试剂及常用仪器 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 转基因过表达和敲除载体构建 |
| 2.2.2 农杆菌介导水稻遗传转化 |
| 2.2.3 转基因阳性植株鉴定 |
| 2.2.4 基因表达分析 |
| 2.2.5 利用水稻原生质体进行亚细胞定位 |
| 2.2.6 蛋白互作分析 |
| 2.2.7 体外激酶实验 |
| 2.2.8 转基因植株苗期PEG模拟干旱渗透胁迫实验 |
| 2.2.9 转基因植株抗逆相关生理指标测定 |
| 2.2.10 GUS组织化学染色 |
| 2.2.11 植物激素含量测定 |
| 3.OsEBP89研究结果与分析 |
| 3.1 OsEBP89基因表达模式分析 |
| 3.1.1 OsEBP89基因在不同时期的表达模式 |
| 3.1.2 不同胁迫或处理条件下OsEBP89基因表达模式 |
| 3.2 基因克隆与载体构建 |
| 3.3 农杆菌介导的水稻转化 |
| 3.4 T0代转基因植株鉴定 |
| 3.5 OsEBP89亚细胞定位 |
| 3.6 OsEBP89过表达和敲除材料芽期渗透胁迫分析 |
| 3.7 OsEBP89过表达和敲除材料苗期渗透胁迫分析 |
| 3.8 OsEBP89过表达和敲除材料孕穗期耐旱性分析 |
| 3.9 OsEBP89敲除突变体对活性氧和脯氨酸的影响 |
| 3.10 OsEBP89敲除突变体的转录组分析 |
| 3.11 OsEBP89敲除突变体在萌发期耐淹性分析 |
| 3.12 OsEBP89与OsSnRK1 互作 |
| 3.13 OsEBP89体外磷酸化分析 |
| 4.OsRMT1研究结果与分析 |
| 4.1 OsRMT1组织表达模式 |
| 4.2 OsRMT1载体构建及遗传转化 |
| 4.3 OsRMT1敲除植株的鉴定 |
| 4.4 OsRMT1转基因材料植株逆境表型分析 |
| 4.4.1 培养基上逆境表型分析 |
| 4.4.2 OsRMT1转基因材料苗期耐盐性分析 |
| 4.4.3 苗期耐高温表型分析 |
| 4.5 OsRMT1 敲除突变体ABA、JA、SA水平分析 |
| 4.6 OsRMT1互作蛋白的筛选 |
| 4.7 编码互作蛋白基因对高温胁迫应答 |
| 4.8 OsRMT1互作蛋白的亚细胞定位 |
| 5.讨论 |
| 5.1 OsEBP89基因功能的讨论 |
| 5.2 OsRMT1基因功能的讨论 |
| 5.3 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 Ⅰ培养基及试剂的配制 |
| 附录 Ⅱ部分实验方法详细操作步骤 |
| 附录 Ⅲ引物列表 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
四、水稻转化系统应用研究进展（论文参考文献）
- [1]水稻遗传转化研究进展[J]. 彭小群,王梦龙. 中国农学通报, 2021
- [2]三元载体系统的构建及其应用于水稻农杆菌介导的遗传转化研究[D]. 王慧杰. 中国农业科学院, 2021(09)
- [3]利用CRISPR/Cas9基因编辑系统创制水稻温敏雄性核不育系[D]. 覃玉芬. 广西大学, 2021(12)
- [4]CRISPR/Cas12a系统介导的水稻基因编辑和定点基因替换体系的构建及优化[D]. 李少雅. 中国农业科学院, 2020(01)
- [5]巢湖流域农业面源污染氮源解析及农艺控制技术研究[D]. 王静. 华中农业大学, 2020
- [6]钙多肽对水稻（Oryza sativa L.）吸收Cd2+的阻控效应及机理研究[D]. 陈红兵. 湖北大学, 2020(01)
- [7]转基因水稻检测方法与标准物质研究[D]. 张秀杰. 吉林大学, 2020(08)
- [8]气候与耕地变化背景下东北地区粮食生产潜力研究[D]. 蒲罗曼. 吉林大学, 2020(08)
- [9]二化螟和褐飞虱为害诱导型水稻启动子的克隆及功能分析[D]. 李翰鹏. 华中农业大学, 2020
- [10]水稻抗逆相关基因OsEBP89和OsRMT1功能研究[D]. 张余. 华中农业大学, 2020(01)