综合利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和基因芯片技术,聚合主效R基因Pigm和非R基因bsr-d1,以改良优良食味水稻品种水晶3号的稻瘟病抗性。首先利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,以Bsr-d1为靶基因构建重组表达载体并通过农杆菌介导法转化水晶3号,筛选获得无T-DNA元件的bsr-d1纯合突变体,包括T插入、G插入、GA缺失、CGCA缺失和CGCAGA缺失5种突变类型。以无T-DNA成分的bsr-d1纯合突变体为母本、以携带Pigm基因的金玉1号为父本杂交、回交、自交,并利用分子育种芯片同时进行Pigm基因和背景辅助选择,最终获得抗病基因(同时携带bsr-d1和Pigm基因)纯合,且背景回复率均在96%以上的水晶3号改良株系(SJ3-G1、SJ3-G2、SJ3-G3、SJ3-G4、SJ3-G5)。稻瘟病抗性鉴定结果表明,各改良株系对稻瘟病生理小种GUY11的叶瘟抗性与野生型相比均显著提高;接种稻瘟病菌后,改良株系叶片中POD活性显著低于野生型对照,H₂O₂含量则显著高于野生型对照。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术结合基因芯片技术获得了同时携带bsr-d1和Pigm基因的抗稻瘟病水晶3号改良系。

为研究水稻SAND结构域蛋白的序列和功能,利用Blast在水稻基因组中搜索编码SAND结构域的基因,然后构建增强表达载体并通过遗传转化研究基因功能。结果表明,水稻基因LOC_Os01g57240(命名为OsULT1)编码的氨基酸序列含有SAND结构域和ULT B-box共有序列,与其他植物ULT氨基酸序列相似性为49.3%~92.3%,具有较好的保守性; 35S::OsULT1转基因株系部分颖花发育异常,出现内稃发育滞缓或退化、浆片过度发育或数目变多、雄蕊数目3~7枚、雌蕊2枚的现象;颖花内产生多余的小花,表明OsULT1对水稻花分生组织正常分化具有重要的调控作用。

旨在探明氮肥减量配施土壤调理剂对水稻生长和Cd吸收的影响，为Cd污染稻田的安全利用与合理施肥提供科学依据。利用Cd污染稻田，采用田间小区试验，研究氮肥减量配施碱性缓释肥、生物有机肥、微生物肥对水稻产量和Cd含量的影响。结果表明，施用碱性缓释肥、生物有机肥、微生物菌肥的水稻产量分别比对照增产7.42%（P<0.05），8.59%（P<0.05）和4.59%，氮肥减量20%配施碱性缓释肥、生物有机肥的水稻产量分别比对照增产5.55%和7.61%（P<0.05），而氮肥减量20%配施微生物菌肥的水稻产量仅比对照降低2.48%，无显著差异，表明在氮肥一次性基施条件下实行氮肥减量20%可行。施用碱性缓释肥及其与氮肥减量20%配施皆可显著提高土壤pH值，降低土壤有效态Cd含量，并显著降低水稻秸秆及稻米Cd含量，其稻米Cd含量分别比对照降低31.29%（P<0.05）和26.58%（P<0.05）；施用生物有机肥也可有效提高土壤pH值，降低土壤有效态Cd含量，并显著降低水稻秸秆和稻米Cd含量，但生物有机肥与氮肥减量20%配施时降低水稻秸秆和稻米Cd含量的效果不明显，施用生物有机肥及其与氮肥减量20%配施的稻米Cd含量分别比对照降低31.27%（P<0.05）和11.96%；施用微生物菌肥及其与氮肥减量20%配施的水稻稻米及秸秆降Cd效果皆不明显。配施碱性缓释肥、生物有机肥、微生物菌肥时，氮肥减量20%皆减弱了其对水稻秸秆和稻米的降Cd效果。

为了揭示水稻中肽链释放因子eRF1在蛋白质生物合成中的作用，对水稻eRF1基因的全长cDNA和启动子进行了克隆与表达模式分析。通过RT-PCR技术克隆获得1个水稻eRF1基因，命名为OseRF1-3，序列分析表明，该基因CDS序列全长1 308 bp，编码436个氨基酸，包含N、M、C共3个保守结构域。qRT-PCR结果表明，OseRF1-3是组成型表达，在水稻穗中表达最高。以水稻叶片基因组DNA为模板，通过PCR技术克隆了该基因起始密码子上游2 120 bp启动子序列，构建该基因启动子融合GUS植物表达载体，并通过农杆菌介导法导入水稻愈伤组织。GUS组织化学染色分析表明，OseRF1-3基因启动子驱动GUS基因在水稻各组织部位都表达即组成型表达，在根中表达较弱，在水稻花、硬壳中检测到GUS基因较强表达。GUS检测OseRF1-3基因启动子驱动GUS表达的结果与qRT-PCR得出的结果相一致。因此，该研究将为进一步探索OseRF1-3基因的功能奠定理论基础。

类受体激酶基因OsSIK1具有通过激活抗氧化系统，增强水稻对于干旱和盐胁迫抗性的作用。为了丰富可利用的作物抗旱基因，获得具有较高抗旱水平的玉米新种质，通过超声波辅助花粉介导法，将水稻类受体激酶基因OsSIK1导入玉米自交系郑58中，并对转化株进行卡那霉素筛选及T₁、T₂、T₃的PCR及Southern Blotting杂交等分子检测，获得转化植株并在T₃获得转基因纯合株系。对T₃转基因玉米和非转基因玉米对照以16.1%的PEG模拟水分胁迫进行抗旱性分析。结果表明，与对照相比，在水分胁迫处理下，转基因玉米株系叶片相对含水量提高了7.4%~19.8%，叶绿素含量提高了11.3%~106.9%，SOD活性上升45.8%~93.4%，而转基因玉米叶片的相对电导率下降了35.4%~58.1%，MDA含量下降了25.7%~50.4%，说明转OsSIK1基因玉米植株抗旱性得到提高，其中，5个转化株系与对照在抗旱性方面有显著差异，且生长状况明显优于对照。综上所述，研究最终获得5个转OsSIK1基因玉米株系，并证明导入水稻OsSIK1基因可以提高玉米植株的抗旱性。

为了挖掘和鉴定更多的水稻白化转绿突变体用于基因功能的研究。从粳稻品种秀水09的EMS突变体库中发现了一个阶段性温敏白化转绿突变体stgra254，该突变体在28℃恒温条件下，第6片完全展开叶出现白斑，至分蘖盛期融合成片，最终叶片枯萎死亡；在32℃条件下，第6片叶白斑数目及白化程度明显弱于28℃，且3 d后逐渐转绿；而24℃下的叶片表现正常。组织化学分析结果表明，白斑的形成和发展是一个程序性细胞死亡的过程，伴随着H₂O₂的积累。荧光仪分析显示，光系统Ⅱ的最大光能转化效率显著下降。遗传分析表明，该突变体叶色性状受1对隐性核基因控制。利用stgra254与珍汕97杂交得到F₂群体，借助集团分离分析法和SSR分子标记连锁分析，将其定位在4号染色体上的RM17206与RM17277标记之间，遗传距离分别为0.48，5.22 cM。

为了挖掘稻曲病菌中的真菌病毒资源,深入解析新型真菌病毒基因组结构与功能的关系,以分离自海南省的一株表型异常的稻曲病菌菌株Uv321为研究对象,在前期宏转录组数据的基础上,鉴定该菌株中存在的新型真菌病毒的种类,并围绕着该新型真菌病毒开展了一系列的研究。结果表明,在菌株Uv321中鉴定到一种新型真菌病毒,命名为Ustilaginoidea virens botourmiavirus 7(UvBV7)。UvBV7基因组为正单链RNA(+ssRNA),全长2 406 nt,GC含量为53.78%,包含一个编码RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP)的开放阅读框(ORF),该ORF编码643个氨基酸,分子量约为72.727 ku。病毒末端二级结构预测表明,UvBV7的5'和3'末端的碱基均互补配对,形成发夹结构。BlastP比对表明,UvBV7与隶属于葡萄孢欧尔密病毒科、Botoulivirus病毒属的病毒Erysiphe necator associated ourmia-like virus 72有着最高的相似度,但仅为44.52%。基于UvBV7及其他相似病毒的RdRP序列的多重比对结果表明,UvBV7与葡萄孢欧尔密病毒科成员的RdRP氨基酸序列存在8个保守结构域,并在第Ⅵ保守结构域中发现GDD基序,这是病毒RdRP蛋白典型的高度保守核心基序;基于病毒RdRP氨基酸序列构建的系统发育树的结果也表明,UvBV7与隶属于Botoulivirus属的成员聚集成一簇。因此,UvBV7是隶属于葡萄孢欧尔密病毒科、Botoulivirus属的一种新型真菌病毒。稻曲病菌不同菌株的对峙培养结果表明,UvBV7可在营养体亲和的菌丝间进行水平传播,但菌丝尖端-利巴韦林法、高温-利巴韦林法和原生质体再生-利巴韦林法处理均不能将菌株Uv321中的真菌病毒UvBV7脱除。综上所述,本研究不仅丰富了稻曲病菌中真菌病毒的多样性,也为稻曲病的生物防治提供了潜在的低毒力生防因子。

旨在快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。采用定向回交育种策略,运用分子标记辅助选择技术和花药培养技术,快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。以籼稻品种谷梅4号为稻瘟病抗性基因Pigm(t)的供体,以高产易感稻瘟病的品系武运粳29196为受体,在连续回交和自交过程中,利用与Pigm(t)紧密连锁的InDels标记S95477和S29742进行分子标记辅助选择。在BC₂F₁世代,进行花药培养,获得185个双单倍体群体(DH群体),从中筛选出82个含有Pigm(t)基因的改良株系。在经过对农艺性状、稻瘟病抗性的系统鉴定与稻米品质性状测定后,发现改良株系DH036和DH158的综合性状与武运粳29196已十分相近,且稻米品质有所提升,保持了武运粳29196丰产性的同时,稻瘟病抗性有了明显的提高。利用定向回交、花药培养和分子标记辅助选择相结合的技术体系,可明显提高稻瘟病抗性改良的预见性和准确性,缩短育种年限、加快育种进程。新育成的武运粳29196抗性改良系,为稻瘟病抗性育种提供了重要的遗传资源。

为揭示萌发期不同水稻的抗旱性机理,以水稻旱敏感材料(Calrose、京宁10号、山形86)和抗旱性材料(Farry、松粳3号、宁粳36)为研究对象,开展了模拟干旱胁迫(15% PEG-6000)对不同水稻萌发种子生长指标、生理指标及相应基因表达量的影响研究。结果表明:正常条件下,旱敏感和抗旱性材料萌发种子各生长指标、抗逆相关基因表达量之间无显著差异;但生理指标有明显变化,表现为不同材料间超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖(SS)和过氧化氢(H₂O₂)含量无显著差异,旱敏感性材料山形86的丙二醛(MDA)、超氧阴离子($\mathrm{O}_{2}^{\bar{.}}$)含量显著高于其他材料;抗旱性材料宁粳36的过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)含量显著高于其他材料。干旱胁迫下,相比于旱敏感性材料,抗旱性材料萌发种子的相对发芽势(RGP)、相对芽长(RSL)、萌发期抗旱指数(GDRI)和活力指数(VI)分别增加了0.03~0.07百分点,0.32~0.39百分点,0.12~0.18百分点和92.41%~108.39%;抗旱性材料萌发种子中MDA和活性氧($\mathrm{O}_{2}^{\bar{.}}$、H₂O₂)含量分别降低了2.54%~61.64%,19.60%~46.30%和35.61%~62.02%;渗透调节物质(Pro、SS、SP)含量分别增加了5.93%~18.29%,1.08%~7.97%和3.47%~6.03%;抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性分别提高17.29%~33.12%,15.24%~76.06%和14.68%~18.61%;脯氨酸合成关键基因OsP5CS、抗氧化酶合成基因(OsALM1、OsPOX1、OsCATC)的相对表达量分别上调了2.66%~182.31%,57.14%~513.27%,0.38%~109.06%和63.39%~184.25%。综合分析表明,干旱胁迫抑制了水稻种子的萌发,影响了萌发期种子中的生理特性及其相应基因的表达。干旱胁迫下,无论是抗旱性材料还是旱敏感性材料,活力指数(VI)、过氧化物酶(POD)以及过氧化物酶合成基因(OsPOX1)是影响水稻种子萌发的关键指标。除以上指标外,可溶性蛋白(SP)、脯氨酸合成基因(OsP5CS)、过氧化氢酶基因(OsCATC)是影响抗旱性材料的其他关键指标,相对芽长(RSL)、过氧化氢(H₂O₂)、超氧化物歧化酶基因(OsALM1)是影响旱敏感性材料的其他关键指标。

为了明确黑龙江省水稻品种资源稻瘟病抗性，挖掘优异种质资源，适时了解黑龙江省生理小种群体变化特征。采用中国生理小种命名方法，通过苗期喷雾接菌鉴定，将2013-2014年黑龙江省的稻瘟病菌株划分为7个群42个生理小种，优势小种为ZD₅和ZD₇，出现频率分别为19.77%和12.21%，总频率为31.98%；通过苗期抗病性表现，筛选出宽抗谱品种14份，这些品种携带2～7个抗稻瘟病基因，绥粳12+合江23（Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pik）、牡丹江26+龙粳31（Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pita、Pik）、牡丹江26+合江23（Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pik）等29个在抗稻瘟病育种生产上将具有较好防病效果的组合，并且能够聚合多个抗性基因，提高抗性水平、拓宽抗谱；其中龙粳31与其他9个品种的配对组合均为最优组合，对稻瘟病具有较高抗性；这14份宽抗谱品种是抗稻瘟病育种较好的抗源材料；部分品种如垦稻15、龙粳23和牡丹江25，仅携带2个本研究鉴定的基因，这些品种可能是携带未知抗性基因的新抗源，可作为进一步鉴定和寻找抗性基因的试验材料。

为鉴定水稻盐和干旱胁迫下相关miRNA及其响应规律，以三叶一心水稻幼苗为材料，采用实时定量PCR的方法研究了盐 （NaCl） 和干旱胁迫（PEG）0，3，6，12，24，48 h后10个miRNA及其靶基因的响应。结果表明，miRNA在盐和干旱胁迫下均存在时序性和组织特异性表达。盐胁迫处理下随处理时间的增加，miR156、miR164、miR167、miR169、miR171在根部的表达量呈上调趋势，miR159、miR160、miR319、miR398、miR1848在处理后3 h呈下调趋势，而后呈上调趋势；且在处理后3 h或6 h时所有miRNA均在地上部的表达量均最低。干旱胁迫处理后，根部miRNA随处理时间的增加基本表现为下降趋势；地上部随处理时间的延长，miR156、miR159、miR160、miR171的表达量呈先下降后维持在较低水平，而miR164、miR167、miR169、miR319、miR398、miR1848的表达量呈下调的趋势。miRNA靶基因的表达也存在明显的组织特异性和时序性，且仅少数miRNA与其靶基因的表达量呈负相关关系，证明miRNA通过调节其靶基因参与植物逆境响应及其调控网络的复杂性。

CRISPR/Cas9系统可对植物的内源基因进行有效定点编辑，为作物的遗传育种提供了新的方向。以感病水稻品种丽江为材料，抗病基因OsCOL9为靶基因，探索该系统对水稻内源基因定点编辑效率以及获得有研究意义的突变体。OsCOL9基因CDS序列全长1 266 bp，编码一个422 aa蛋白，分子量大小约为45.6 kDa，蛋白质结构的N端含有B-box结构域，C端含有CCT （CONSTANS、CONSTANS-Like、TOC1）结构域。设计4个长20 nt的guide RNAs （gRNAs）靶点，靶向编辑OsCOL9基因的CDS起始区域以及外显子的末端，分别由U3、U6a、U6b以及U6c启动子驱动，提取T₁转基因植株的基因组DNA并对编辑位点附近的DNA片段进行序列分析。结果表明，T₁材料中OsCOL9的碱基缺失数最多可达59 bp，突变次数最多可达11次，取得较好的基因编辑效果。同时本试验出现了脱靶效应，因此着重探讨了降低脱靶效应的方法。由于CRISPR/Cas9系统在进行基因编辑时没有外源基因的导入，加上该技术的快捷、简便，对生物技术与传统育种的结合具有重要实践意义。

在盐、碱胁迫条件下，分析水稻苗期的根数和根长并定位其QTL位点，为水稻的耐盐性和耐碱性的遗传机制及分子标记辅助育种提供理论基础。以盐碱敏感水稻品种东农425与强耐盐碱水稻品种长白10为亲本构建的重组自交系（RIL）为作图群体，在盐胁迫140 mmol/L的NaCl和碱胁迫0.15% Na₂CO₃的处理条件下，以正常浇灌为对照，进行水稻苗期时根数和根长的测定，利用QTL IciMapping v3.3软件的完备区间作图法（ICIM）分别对盐、碱胁迫和对照条件下水稻的根数和根长进行QTL分析。检测到18个加性效应QTL，在第1，2，3，4，5，7，8，9和10染色体上，LOD值为2.01~3.35，表型变异的贡献率为6.02%~20.06%。自然条件下，检测到4个与根数相关的QTL，qNRN7-2贡献率最大，为12.46%，未检测到根长相关的QTL。在盐胁迫下，共检测到5个与根长、根数相关的QTL，qSRN3的贡献率最大，为20.06%。在碱胁迫下，共检测到与根数和根长相关的3个QTL，qARN2的贡献率为12.99%；qARL3和qARL5的贡献率分别为7.04%和8.88%。共检测到4个自然条件与盐胁迫差值的根数和根长相关的QTL，其中，qN-SRN8-2和qN-SRL1贡献率较大，分别为14.01%和14.12%。在自然条件与碱胁迫的差值条件下，共检测到2个与根长、根数相关的QTL，分布在3，10号染色体上；检测到1个与根数相关的QTL，位于3号染色体上的qN-ARN3，贡献率为6.02%；检测到1个与根长相关的QTL，位于10号染色体上的qN-ARL10，贡献率为7.45%。在盐胁迫和碱胁迫条件下，水稻苗期的根数和根长都受到明显影响，相对于盐胁迫，水稻对碱胁迫更为敏感。

为了探讨盐胁迫对寒地粳稻籽粒淀粉合成积累的影响，进一步丰富寒地粳稻耐盐研究的生理基础。通过盆栽试验，以耐盐性不同的2个寒地粳稻品种供试材料研究不同浓度盐胁迫下寒地粳稻籽粒淀粉合成关键酶活性变化规律及其与淀粉含量间的关系，揭示寒地粳稻籽粒淀粉合成代谢对盐胁迫的响应机制，研究盐胁迫对寒地粳稻产量及产量构成因素的影响，明确盐胁迫下寒地粳稻产量形成机制。结果表明，与对照相比，盐胁迫下寒地粳稻籽粒可溶性淀粉合成酶（SSS）、ADPG焦磷酸化酶、淀粉分支酶（Q酶）活性降低，籽粒总淀粉、支链淀粉含量下降，而直链淀粉含量升高。同时，随着盐浓度的升高，产量构成因素各指标逐渐下降，盐胁迫主要影响牡丹江30的穗粒数及结实率从而影响产量，影响龙稻5有效穗数及结实率。当土壤含盐量大于0.075%时，理论产量受到较大影响。就品种而言，与牡丹江30相比，由于盐胁迫下耐盐性品种龙稻5具有相对较高的淀粉合成酶活性，使其籽粒淀粉及其组分含量较高，有利于籽粒干物质积累，确保其产量在盐胁迫下仍能维持在相对较高的水平。因此，籽粒淀粉合成关键酶活性是不同耐盐性品种响应盐胁迫的差异产物，其活性变化规律及高低可作为耐盐性鉴定的指标。

LRR-RLK是类受体蛋白激酶RLK家族中最大的亚家族，在调控植物非生物胁迫等方面具有重要作用。为解析水稻LRR-RLK成员LP7（LOC_Os05g24010）在耐低磷胁迫中的作用，从水稻品种日本晴中克隆了LP7全长序列，分析其编码蛋白的氨基酸序列，研究其组织表达模式、亚细胞定位及低磷胁迫下的表达变化。结果表明，LP7基因全长2 832 bp，编码943个氨基酸，LP7蛋白具有典型的LRR-RLK成员特征，LP7蛋白与玉米中的同源蛋白NP_001131018同源性比较高，同源性高达77%。组织表达模式分析表明，LP7基因在根、茎、叶等组织中均表达，在叶中表达量最高。亚细胞定位结果表明，LP7蛋白定位于细胞膜上。实时荧光定量PCR分析表明，LP7基因受低磷胁迫诱导表达，其表达量较正常培养条件下增加15倍。初步推测该基因可能在水稻响应低磷胁迫中具有重要作用。

传统水稻育种技术最主要瓶颈是选择效率低和周期长。为了提高水稻优异材料选育和杂交稻组配效率，创新水稻分子育种策略，利用分子标记辅助选择多基因聚合和早世代杂交组配，展开水稻恢复系分子改良和杂交新组合的调查评价。供体亲本H318与恢复系亲本华占进行杂交，通过选择和设计关键有利基因的分子标记，利用毛细管电泳基因分型技术，将Wx^b、fgr、Xa23、Pi2、Pi46以及Pita6个稻米品质、香味、抗白叶枯病和抗稻瘟病相关功能基因进行聚合利用。通过多世代的田间生物学性状调查，米质、抗性等表型鉴定，获得14份以恢复系华占为遗传背景，目标基因纯合的优质、双抗和香型稳定的水稻株系。依据材料稳定遗传特性，将改良后代株系与生产应用的不育系进行测配和组合的调查评价，筛选获得潜在优良杂交稻。在育种进程中采用"多基因聚合-早世代组配"策略，实现多个有利基因快速聚合，定向改良稻米品质和抗病性等关键性状，并且促进杂交水稻组合的高效选育。

花器官的发育不仅影响农作物的生产，通过性别决定产生单性花的机制亦是重要的基础理论问题。TASSELSEED2基因是与JA合成有关的调控玉米单性雄花产生的性别决定基因，对一些植物中TS2同源基因的表达分析表明TS2蛋白可能在进化过程中产生了功能歧化。为探究TS2蛋白在进化过程中其功能是否发生了歧化，首先通过生物信息学手段对水稻和玉米的TS2基因进行了比较分析，分子进化分析表明，TS2基因在一些植物中可能并不仅仅局限于抑制雌蕊发育的性别决定功能。因此，猜测两性花植物水稻中的TS2可能具有其他功能。利用蛋白质三维结构预测软件，发现水稻TS2基因编码典型的SDR蛋白，含有保守的GASGIG和YTASK基序，其作用底物可能与玉米TS2蛋白类似。启动子分析表明OsTS2和玉米TS2的激素应答元件存在差别。随后，利用RNA-seq数据进行了OsTS2与玉米TS2的组织器官表达分析，并利用实时荧光定量技术考察外源MeJA喷施处理对OsTS2与玉米TS2基因表达的影响。结果表明，OsTS2主要在花序中表达，经外源MeJA处理后其表达量明显升高；而玉米TS2在雄穗分化关键期的叶片中表达量最高，其表达量基本不受外源MeJA影响。OsTS2与玉米TS2表达方面的差异提示水稻TS2可能具有与玉米TS2不同的功能，为深入了解TS2在两性花植物中的功能提供了线索。

为选育优质抗稻瘟病保持系软华B,以携带稻瘟病抗性基因Pi46和Pi2的优质籼稻H281作为供体亲本、以软华B为轮回亲本,利用分子标记辅助选择(MAS)技术结合系谱选育法,聚合2个外源基因以改良保持系软华B。对性状稳定的改良株系进行稻瘟病抗性鉴定、稻米品质分析等。通过回交及多代自交,并结合分子标记检测,获得以软华B为遗传背景且含有2个纯合目标基因的BC₁F₆群体2个、BC₂F₅群体2个、BC₃F₄群体2个。田间自然诱发鉴定结果表明,不同回交世代改良材料在自然病圃均抗稻瘟病;育性鉴定结果显示,回交世代对不育系的不育度为52.7%~100.0%;农艺性状考查及米质分析表明,改良株系基本保留了软华B的主要农艺性状和稻米品质特性。SNP基因芯片分析结果显示,BC₁F₆的背景回复率为74.42%~77.77%,BC₂F₅的背景回复率为86.42%~87.75%,BC₃F₄的背景回复率为92.27%~92.59%。利用连续回交、自交和分子标记辅助选择等技术可有效聚合多个抗性基因,获得抗稻瘟病的新保持系,快速实现保持系软华B的分子改良,为选育抗病、优质的杂交稻组合提供良好的亲本材料。

养分胁迫会直接影响水稻的生长发育，相对于地上部分，根系往往较早感知环境胁迫。为了研究水稻根系对养分胁迫响应的分子机制，通过Illumina Hiseq2000平台测序，对氮素胁迫下水稻根系转录基因表达情况进行分析。结果表明，氮素胁迫诱导根系出现了2 270个差异转录基因，其中上调表达的有1 176个，下调表达的有1 094个。采用GO功能分类和Pathway功能注释，可将注释的基因划分为48个功能类别118条代谢途径，包括糖酵解、脂肪酸代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、淀粉蔗糖代谢等生物学过程。部分根系关键基因表达变化表明，氮素胁迫诱导大量新生蛋白质合成，形成各种酶类，促进新RNA合成，从而形成了更多的新生蛋白质。氮素胁迫诱导根系IAA积累更多来自极性运输，参与植物细胞伸长发育的EGase基因及木质素特异合成途径的关键酶（CCR）表达量发生上调，这些转录基因表达量的变化是根系受养分胁迫刺激而发生了伸长生长的内在机制。

旨在探究水稻OsGRAS39（LOC_Os10g22430.1）基因的功能，采用qRT-PCR技术分析OsGRAS39在水稻不同组织中及不同非生物胁迫条件、ABA和GA₃处理下的表达情况，并基于CRISPR/Cas9技术创建OsGRAS39基因敲除突变体。qRT-PCR分析结果表明，OsGRAS39在所有检测的组织中均表达，其mRNA丰度在水稻幼苗中最高，然后依次是幼根、叶片，而在抽穗期水稻的叶鞘、穗、根和茎中相对较弱；OsGRAS39的表达受高温胁迫抑制，受低温、NaCl和ABA诱导；在10% PEG6000处理下，其在所有处理时间点的表达水平无显著差异；在20 μmol/L的GA₃处理下，其表达水平在2~8 h下调而在24 h上调。另外，利用无缝克隆技术成功构建了OsGRAS39基因的CRISPR/Cas9敲除载体pP1C.3-OsGRAS39-gRNA，并通过农杆菌介导的遗传转化获得30株转基因水稻株系。靶位点测序结果表明，30株转基因阳性水稻苗中有8株检测到不同类型的突变，包括1个纯合突变体，5个双等位突变体和2个杂合突变体。综上，OsGRAS39可能参与水稻对高温、低温和NaCl胁迫抗性的调控；成功创建了OsGRAS39基因敲除突变体。

利用水稻胚乳细胞生物反应器，构建含有HPV45-L1和HPV58-L1基因的重组植物表达载体，为HPV-45L1和HPV58-L1蛋白的表达提供一种新的高效、低廉的表达方式。利用PCR技术克隆人乳头瘤病毒HPV45-L1和HPV58-L1蛋白编码基因，将其重组于中间载体pMP3和植物表达载体pCAMBIA-1300中，构建含HPV45-L1和HPV58-L1基因的植物表达载体pCAMBIA-1300-pMP3-HPV45-L1、pCAMBIA-1300-pMP3-HPV58-L1，随后采用根癌农杆菌侵染水稻愈伤组织介导的水稻遗传转化，获得HPV-L1转基因水稻植株。PCR检测结果表明，HPV45-L1和HPV58-L1基因已整合到水稻基因组中，说明已成功构建水稻胚乳特异性表达载体。