优质稻论文文献综述

1、学位论文

[序号]主要责任者.文献题名[D].出版地:出版单位,出版年:起止页码(可选).

例如：[4]赵天书.诺西肽分阶段补料分批发酵过程优化研究[D].沈阳:东北大学,2013.

2、专著、论文集、报告

[序号]主要责任者.文献题名[文献类型标识].出版地:出版者,出版年:起止页码(可选).

例如：[1]刘国钧,陈绍业.图书馆目录[M].北京:高等教育出版社,1957:15-18.

3、论文集中的析出文献

[序号]析出文献主要责任者.析出文献题名[A].原文献主要责任者(可选)原文献题名[C].出版地:出版者,出版年:起止页码.

例如：[7]钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用[A].赵炜.运筹学的理论与应用——中国运筹学会第五届大会论文集[C].西安:西安电子科技大学出版社,1996:468.

扩展资料：

参考文献类型及文献类型，根据GB3469-83《文献类型与文献载体代码》规定，以单字母方式标识：

1、专著M ； 报纸N ；期刊J ；专利文献P；汇编G ；古籍O；技术标准S ；

2、学位论文D ；科技报告R；参考工具K ；检索工具W；档案B ；录音带A ；

3、图表Q；唱片L；产品样本X；录相带V；会议录C；中译文T；

4、乐谱I； 电影片Y；手稿H；微缩胶卷U ；幻灯片Z；微缩平片F；其他E。

参考文献类型：专著[M]，会议论文集[C]，报纸文章[N]，期刊文章[J]，学位论文[D]，报告[R]，标准[S]，专利[P]，论文集中的析出文献[A]，杂志[G]。

参考资料来源：百度百科——参考文献标准格式

人与自然环境的关系问题，是普通关注的问题，人们对于这一问题关注的目的在于可持续发展。中国是个文明古国，中华文化之所以在长达数千年的历史而不衰，可持续。近代工业文明以前是为农业文明。KING称以中国为中心的农业为可持续农业。探讨中国传统农学理论与实践中的天人关系。从中得到启示。天人关系指的是人与大自然的关系。[1]在传统的中国人心中，农业中的人与大自然的关系具体表现为人、天、地、稼的关系。故《吕氏春秋·审时》说：“夫稼，生之者，地也；养之者，天也；为之者，人也”。其中天和地是大自然的代表，相当于现在人们所说的环境，人和稼生于天地之间，天人关系也可以理解为人与自然环境的关系，不过其中加入了稼的因素，稼同时具有自然的因素和人的因素。人按照需要与可能选择和种植作物。传统农业中人与自然环境的关系如何？过去在研究农业史时，强调人定胜天，强调人对于环境的改造，过份地强调人及其技术的作用，而技术又过分地强调土壤耕作技术。原始农业中刀耕农业和耜耕农业阶段的划分；传统农业中北方旱作技术体系的形成和南方水田技术体系的形成等，都是主要以土壤耕作技术为依据来划分的。现在，环境问题日益受到重视，人们开始重新用审视的目光看待人与自然环境的问题，在这种背景之下，一些历史地理学家开始强调环境对人的作用，甚至有学者重新祭起了地理环境决定论的大旗，[2]受此影响农业史研究中，一些学者过多地把目光指向环境及其变迁对于农业的影响，指向农业对于环境的破坏，而忽视了人的主观能动性，忽视了人对于环境的保护[3]与改造，更忽视了人对于环境的适应。这些都不符合中国传统农业发展历史的实际。我们认为，中国农业的发展受到环境的制约，环境变迁也引起过中国农业的波动，但真正决定中国农业发展的是人对于环境的适应和改造。一、环境对农业的影响中国人很早就注意到了环境对于农业的影响。同时也注意到环境是由多种因素构成的，各种因素对于农业的影响并不相同，具体说来，天和地对于作物的影响是不同的。古人将它归纳为“生之者，地也；养之者，天也。”地，即土壤。由于在构成环境的诸多因素中，土壤与作物的关系最为直接，因而也最先为人所注意。古人认为作物的种类是由“地”来决定的。经常提到的例子是：“桔逾淮而北为枳，鸐鹆不逾济，貉逾汶则死。”[4]“菘菜不生北土。有人将子北种；初一年，半为芜菁，二年，菘种都绝。有将芜菁子南种，亦二年都变。”[5]前者说“此地气然也”，后者说“土地所宜”。地气和土地，指的都是土壤。土壤是导致变异的根源。[6]在土壤中首先注意到的是土壤上生长的植被。《师旷占术》曰：“五木者，五谷之先；欲知五谷，但视五木。择其木盛者，来年多种之，万不失一也。”《杂阴阳书》则将“五谷”和“五木”一一对应起来，有所谓：禾生于枣或杨，黍生于榆，大豆生于槐，小豆生于李，麻生于杨或荆，大麦生于杏，小麦生于桃，稻生于柳或杨。”孔子也说：“平原大蔽，瞻其草之高丰茂者，必有怪鸟兽居之，且草可财也，如艾而夷之，其地必宜五谷。”植被不仅是土壤状况的标志，同时还可以用作改善土壤的物质。中国人很早就认识到，杂草“可以粪田畴，可以美土疆”，并将“于草木茂盛时芟倒，就地内罨腐烂也”，称为“草粪”。还有意识地种植一些豆科植物充当绿肥。民族学调查表明，中国南方的一些少数民族在进行刀耕火种的时候，首先选择林地而不是草地去作为土地，而在林地的选择方面主要考虑的是林木的长势和种类，而不是土壤的质地。决定什么地种什么庄稼也是根据树木，而不是根据土壤。其次是土壤的性状（颜色、手感、水份、土壤中的生物活动等）。禹平洪水之后，茫茫禹迹，划为九州，九州的土壤，各不相同，《尚书·禹贡》言之凿凿。不同的土壤进而有不同的农产品，《周礼·职方氏》记载甚详。《管子·地员》说：“九州之土，为九十物。每州有常而物有次。”书中还具体指出了九州土壤性状及适宜种植的作物。被李约瑟等称为是最早的地植物学著作。由于决定适宜作物的是土壤而不是行政区划，所以元代孟祺在《论九谷风土及种莳时月》又做了这样的发挥：“苟涂泥所在，厥田中下，稻即可种，不必拘以荆、扬。土壤黄白，厥田上中，黍、稷、粱、菽即可种，不必限于雍、冀。坟、垆、黏、埴，田杂三品，麦即可种，又不必以并、青、兖、豫为定也。”再次是地势。或认为《禹贡》中的“厥田中中”、“厥田中下”等，指的就是地势。“凡草土之道，各有谷造，或高或下，各有草木。”植物的垂直分布也直接影响到了作物的分布，古人说：“三农生九谷”[7]，所谓“三农”，郑司农（众）曰：“三农，平地、山、泽也。”（郑）玄谓三农，“原、隰及平地”。“三农生九谷”，正反映了环境因素中地势对于作物的制约。水流径于地。和土关系最为密切的便是水，有时水甚至是土壤的组成部分，如《禹贡》中所说的“涂泥”，其中的“泥”，实际上就是水和土的混和物[8]。水是生命的重要组成部分，也是生物发生变异的根源，所以古人又说：“桔生淮南则为桔,生于淮北则为枳,叶徒相似,其实味不同。所以然者何?水土异也。”[9]今人有言，“一方水土养一方人”。对于某些生物来说，水更是须臾不可或缺。如水稻，《天工开物》说：“凡稻旬日失水则死期至。”水成为发展水稻生产最大的制约因素，于是中国历史上就有了“东周欲为稻，西周不下水”的故事发生。上述因素，古人统称之为“土”，“土气”或“地气”、“水土”。不同的土壤是有不同的物产，它们之间的引种是不可能的。即使强行为之，不是死亡，就是变异。于是有“桔逾淮而北则为枳”，“芜菁南种则为菘”的说法。狭义的天，指的是环境中的气候因素。气候随季节而变化，故称之为天时，用之于农业称之为农时。《孟子》说：“不违农时，谷不可胜食也。”《吕氏春秋·审时》更从“得时”和“先时”、“后时”对六种主要粮食作物的不同生产效果作了细致的对比。来论证“时”对庄稼生长的极端重要性。宋人将地势引入到农时之中，提出天时有“地势高下之不同”[10]，认为“高下之势既异，则寒燠肥瘠各不同。”[11]元代农学家更将时与地（纬度和海拔高度）结合起来。不仅指出了气候寒暑与纬度高低的关系，而且强调共性之间的特殊性，要求人们在选择农时的时候，应当考虑当地的实际情况来决定，这就叫做“因地为时”。[12]古人尽管对农时重视有加，但是他们对天时的认识是不全面的。也就是说，古人只是注意到了气候对于作物生长的影响，而没有注意到气候对于作物分布的影响，他们把各地作物不同的原因更多地认为是土壤的不同的结果，尽管元代引入了风土的概念，部分地考虑到了气候的因素，但他们总体上还是将土壤看作是根本的原因。只是到了明末，这种认识才发生了根本性变化。徐光启认为作物栽种中的地区差异性，在引种的过程中“亦有不宜者，则是寒暖相违，天气所绝，无关于地”；是以“果若尽力树艺，殆无不可宜者，就令不宜，或是天时未合，人力未至耳”。“若谓土地所宜，一定不易，此则必无之理”。[13]徐光启明确提出了气候是引起作物分布差异的原因的观点。

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这次分享的文章是近期由，中科院何祖华研究员和美国俄亥俄州立大学/中国农业科学院植物保护研究所王国梁教授受邀在 Annual Review of Plant Biology 撰写题为 “Exploiting Broad-Spectrum Disease Resistance in Crops: From Molecular Dissection to Breeding” 的综述论文。文章分为两大部分，第一大部分1-3小节，主要是论述分子层面的抗病过程，第二大部分是4-5小节，提出了如何将BSR应用到育种过程中去，我主要关注的是第一大部分，后面的部分仅作了解。

Broad-spectrum resistance(BSR)是一个优良的性状因为它可以对超过一种病原菌或同一病原菌的大多数病原小种产生抗性。本文报道了不同物种BSR基因的鉴定和功能解析工作，并讨论了BSR在分子育种中的应用。

作物面临的病害有真菌，卵菌，细菌，病毒和线虫。

Broad-spectrum resistance(BSR): 植物能抵抗两种病原菌或对同一病原菌的多个病原小种产生抗性的。

Resistance(R) genes: 对病原菌产生抗性的基因，如编码表面受体(receptor-like kinases)的基因和细胞内受体NLRs(能直接或间接地检测同源的病原菌效应子)

Quantitative trait locus(QTL): 一段特定的染色体区域或负责生物体群体表型中数量性状变异的遗传位点。

Species-nonspecific broad-spectrum resistance(SNS BSR): 植物对多于一种病原菌产生抗性。

Race-nonspecific broad-spectrum resistance(RNS BSR): 植物对同一病原菌的多个小种产生抗性。

育种家早先使用单显性或隐性的R基因，因为它们效应强且容易选择。大多数基因具有对单一或少数病原菌的特异小种产生抗性;然而，致病菌种群的突变和毒力的转移使这些抗特异小种的R基因有效性很短，而由QTLs控制的部分抗病性通常没有小种特异性。尽管在同一遗传背景结合单一R基因和QTLs对抗病性是有效的，但是技术上是有难度的并且耗时长。因此，选择BSR就被提上了日程。

PTI和ETI。

PAMPs通常对于病原菌的生存是至关重要的并且进化上是保守的。植物的PRRs是膜定位的RLKs或RLPs。来自拟南芥，水稻和马铃薯的五个PRRs被报道是SNS BSR(T1)。拟南芥第一个RLK-PRR是FLS2，对包括假单胞菌在内的具有鞭毛蛋白细菌都有SNS BSR；在其他物种中异源表达FLS2增强了其对一些细菌的抗性。细菌的另一种PAMP，elf18，是EF-TU N端的抗原表位，被EFR识别，也作为一种SNS BSR蛋白来调节拟南芥对细菌病害的抗性。Xa21是作物中第一个RLK-PRR R基因，对Xoo和Xoc的大多数小种都有抗性。在柑橘、拟南芥、香蕉中异源表达Xa21增强了对多种细菌病害的抗性。水稻中包含Lysin motif的蛋白LYP4和LYP6是双功能PRRs，可以感知细菌肽聚糖和真菌几丁质，激活对细菌和真菌的抗性。拟南芥中RLP-PRR RLP23与LRR受体激酶SOBIR1和BAK1形成三聚体来调节微生物蛋白坏死和乙烯诱导(Necrosis and ethylene-inducing peptide 1-like protein,NLP)的免疫反应。因此可以说明，识别广泛的微生物模式的PRRs可能特别适合于设计作物免疫。

首次鉴定的SNS-BSR NLR蛋白是与拟南芥抗性相关的RRS1(RESISTANCE TO RALSTONIA SOLANACEARUM1)与RPS4(RESISTANCE TO PSEUDOMONAS SYRINGAE4)，它们作为双重的R基因系统，对细菌和真菌都产生抗性。RPS4与RRS1成对工作，触发超敏反应(HR)，对含有AvrRps4的丁香假单胞菌产生抗性。除了AvrRps4, RRS1/RPS4还能识别来自青枯菌的效应蛋白PopP2。此外，RRS1和RPS4都是抵抗真菌病原菌炭疽病所必需的，可能是通过识别一种未知的效应子。

Wall-associated kinases(WAKs): 植物的一类受体激酶，包含胞外的聚半乳糖醛酸结合结构域，跨膜结构域和胞内的Ser/Thr激酶结构域。

Defense-signaling genes: 在信号转导通路中发挥功能的基因，与病原菌的识别和防卫激活联系起来。

Pathogenesis-related(PR) genes: 在防卫响应下游的基因，负责抗菌类物质的产生。

NHR(Nonhost resistance): 植物对所有非适应性病原菌的抗病性;植物对大多数可能致病的微生物表现出的最常见的抗病性。

总共42个防卫信号基因被认为参与到SNS BSR抗性中(Supplemental Table1)。

MAPKs是众所周知的防御信号蛋白，它将防御信号从免疫受体传递到下游蛋白;例如，OsMAPK5负向调节水稻对细菌性病原菌 细菌性古枯病和真菌稻瘟病的抗性。OsMPK15负调控PR基因表达和ROS积累，osmpk15敲除突变体增强了对Xoo和多个稻瘟病小种的SNS BSR。

除了MAPKs，其他的激酶，如RLKs和RLCKs，也在SNS-BSR中发挥功能。两个水稻的WAKs，OsWAK25和OsWAK91，对于SNS BSR抗稻瘟病和白叶枯是重要的。

蛋白质泛素化介导的降解也在SNS BSR中发挥重要作用。水稻U-box E3基因Spl11(SPOTTED LEAF11)编码了细胞死亡的负调控因子，而spl11突变体增加了对稻瘟病和Xoo的SNS BSR。敲除SPIN6(SPL11-interacting Protein 6)也增强了植物对这两种病原菌的抗性。另一个多亚基E3泛素连接酶OsCUL3a (Cullin3a)通过靶向和降解OsNPR1(NONEXPRESSER OF PATHOGENESIS-RELATED 1)负调节细胞死亡和对稻瘟病和白叶枯的SNS BSR。OsBAG4是人BAG(Bcl2-associated athanogene)在水稻中的同系物，它与RING结构域的E3泛素连接酶EBR1(Enhanced Blight and blast)形成一个模块，控制程序性细胞死亡和SNS BSR对稻瘟病和白叶枯的抗性。

表观调控SNS BSR。如水稻中沉默HDT701(HISTONE H4 DEACETYLASE GENE 701)增强了对稻瘟病和白叶枯的抗性。

转录因子是植物免疫信号中关键的成分，在调控防卫基因表达中发挥重要的作用。如WRKY类转录因子，过表达OsWRKY45-1 or OsWRKY45-2激活了对稻瘟病的抗性但是抑制了对纹枯病的抗性，此外这两个转录因子在调控水稻对细菌的抗性中发挥相反的作用：OsWRKY45-1负调控水稻对Xoo和Xoc的抗性，而OsWRKY45-2正调控水稻对Xoo和Xoc的抗性。在拟南芥中，过表达NPR1增强了对细菌病原菌丁香假单胞菌和卵菌的SNS BSR，且这种抗性是有剂量效应的。值得注意的是，NPR1过表达会导致自发免疫和多效表型。

抗菌物质(保卫酶，防卫素，次级代谢物如植物抗毒素，ROS，胼胝质的沉积，细胞壁修饰和程序性细胞死亡)的产生通常受PR基因调控的，这在植物中是唯一的，并且对多种病原菌都有效。

这些PR基因的SNS BSR通常由过表达来实现，如在拟南芥中过表达CaAMP1(Capsicum annuum ANTIMICROBIAL PROTEIN1)增强了其对多种病原菌的抗性。

植物激素合成相关的蛋白也在BSR中发挥重要作用，如OsACS2(乙烯合成酶) 。过表达OsACS2增强了乙烯的产生，防卫基因表达，和对纹枯和大多数稻瘟病小种的抗性；但过表达OsACS2对农艺性状没有影响。

Susceptibility (S)gene： 促进感染过程或支持与病原菌感病性的任何植物基因。

S基因通常被病原菌靶向或诱导来负调控宿主抗病性。Xa5,编码TF IIA的γ亚基 ,是水稻中鉴定的第一个S基因和被发现负调节对Xoo和Xoc多个小种的SNS BSR。Xa13/OsSWEET11 编码一个糖运输蛋白，促进了细菌和真菌侵染，失活后增强了对Xoo和纹枯的抗性。

在水稻中克隆了Bsr-k1(BROAD -SPECTRUMRESISTANCE KITAAKE-1)，发现其编码了一种肽重复结构域RNA结合蛋白，并且负调控SNS BSR。Bsr-k1敲除导致水稻苯丙氨酸解氨酶基因(OsPALs)表达上调，并且增强了水稻对稻瘟病和Xoo的抗性。

与主要的基因介导的抗性相比，QTLs控制的数量抗性通常被认为是非物种特异性的，且更持久。

Lr34/Yr18/Pm38编码一种ATP结合盒转运蛋白，该蛋白能部分抵抗小麦的叶锈病、条锈病和白粉病。

NHR是植物对大多数潜在致病性微生物表现出的最常见的抗病形式。第一个被分离的NHR基因是拟南芥的NHO1(NONHOST 1)，它正调节对几种非宿主病原体的SNS BSR，如丁香假单胞菌和灰霉病菌。

水稻6号染色体上的Pi2/Pi9位点包含多个RNS-BSR基因，包括Pi2、Pi9、Pi50、piz-t和Pigm。

9个RNS-BSR R基因编码非NLR蛋白(补充表2);例如，水稻基因Xa4编码WAK蛋白，并在不影响粮食产量的情况下提供了对Xoo的持久的RNS BSR。在未接病的植物中，XA4激活纤维素合成酶基因CesA的转录，促进纤维素生物合成，抑制扩张素表达，增加植物细胞壁的机械强度，抑制Xoo侵染。

泛素化介导的信号通路通过激活NLRs和下游免疫信号从而在RNS BSR中发挥重要作用。水稻E3 OsBBI1(BLAST AND BTH-INDUCED 1)通过修改宿主细胞壁来对稻瘟病产生RNS BSR。过表达OsBBI1 增加了ROS，如H 2 O 2 的积累。水稻中另一种E3 OsPUB15与水稻稻瘟病的R蛋白Pid2互作，从而正调控细胞死亡和基础抗性，因此对稻瘟病有RNS BSR。

蛋白激酶类基因也参与RNS BSR。OsBRR1正调对稻瘟病的抗性；六倍体小麦克隆到的LecRK-V(L-type lectin receptor kinase V),在苗期和成熟期产生对白粉病的抗性。

Pyramiding: 通过遗传策略把两个或两个以上的基因结合起来形成优良品系或品种的过程。

Marker-assisted selection (MAS): 这是传统育种的一个补充工具，其中个体的选择取决于多态分子标记和性状之间的联系。

目前为止已鉴定五种S基因来传递 RNS BSR。Mlo是大麦中鉴定的第一个S基因，后来发现在几乎所有高等植物中都存在。MLO定位在膜上，包含保守的跨膜结构域和C端的钙调蛋白结合结构域。

水稻中的S基因，Pi21(QTL)编码富含脯氨酸的蛋白，有一个重金属结合结构域和蛋白互作结构域。pi21的隐性等位基因(在富含脯氨酸的motif上发生突变)对一些稻瘟病小种有RNS BSR。另一个水稻RNS-BSR S基因 Bsr-d1(Broad-spectrum resistance Digu 1) 编码C2H2类TF，在Bsr-d1启动子区一个单核苷酸的突变增强了与MYB转录因子 MYBS1的结合，抑制了Bsr-d1的表达，增强了对多个稻瘟病小种的抗性。一些S基因也在rice-Xoo的病理系统中起作用，包括Xa25/OsSWEET13和Xa41(t)/OsSWEET14，它们编码促进细菌侵染的糖转运蛋白，减少了对Xoo的RNS BSR

三个RNS-BSR QTL已在小麦、玉米和马铃薯中被克隆。小麦中的Fbb1，玉米中的ZmWAK-RLK，马铃薯的R8.

包含多个R基因的水稻通常比包含单个R基因的水稻抗谱要广。如，包含Pi2/Pi1, Pigm/Pi54，Pi2/Pi54, and Piz-t/Pi54对的水稻株系比只含单个R基因的抗性要好。使用MAS获得的Xa4、Xa21、Xa7、Xa23和Xa27聚合的优良水稻品种比只有一个基因的品系具有更广的抗性谱和更高的抗性水平。

当植物不受病原体侵袭时，通常严格控制植物基因的表达以避免自身免疫;然而，少数R基因的过表达可以激活免疫反应，产生抗多种病原菌的BSR，而不会引起高水平的细胞死亡。如使用不同的启动子，包括天然的WRKY13启动子和玉米ubi启动子，增加水稻R基因Xa3/Xa26的表达，可以增加对Xoo抗谱。过表达水稻PRRs OsLYP4和OsLYP6的使对Xoo和稻瘟病产生BSR。

利用防御信号和PR基因来设计BSR是可能的，因为它们通常在免疫受体的下游起作用。

使用TALEN/CRISPR靶向小麦的Mlo位点使得植物抗白粉病。番茄中，使用CRISPR敲除Mlo的同源基因SIMlo1导致抗白粉病。水稻中，CRISPR诱导的敲除Pi21的富含脯氨酸motif提供了对稻瘟病的RNS BSR，编辑三个SWEET基因的启动子区导致了籼梗稻中对所有测试的Xoo株系的BSR。

在水稻中，在多个地点混合种植两年的抗病和感病品种可以大大降低两个品种稻瘟病的严重程度。

pigm，bsr-d1，IPA1。

免疫受体、防御信号、PR和NHR基因等的过表达常常导致细胞死亡和侏儒表型。上游的开放阅读框，在5‘UTR区域，是翻译过程和mRNA周转强有力的顺势调控元件，在被子植物基因组中含量丰富。

BSR品种的广泛和长期种植可能会增加病原菌的选择压力，增加耐药群体的出现。建立用于评价不同品种抗病能力的自然病圃，也将有助于检验BSR基因的有效性。

将PRR和NLRs或QTLs结合，能够增强抗性水平和转基因的抗谱。

以前的研究表明，在一个金字塔中，一个R基因可能掩盖了其他基因的影响，这样一些R基因组合比其他组合提供更少的抗病性。含piz5和Pita的水稻抗病性低于单独含piz5的水稻。

活体性病原菌和死体性病原菌使用不同的策略:死体性病原体杀死宿主组织，因为它们在死细胞或垂死细胞的内容物上定植并茁壮成长，而活体性病原菌则依赖活的宿主细胞来完成它们的生命周期。在许多情况下，对活体性病原菌具有抗性的植物容易受到死体性病原菌的感染，反之亦然。

1.新品种BSR的选择是作物育种中重要的目标。

基因编码PRRs，NLRs和其他的防卫相关蛋白。

3.以QTLs、感病性丢失、非宿主抗性为基础的基因也涉及到BSR。

4.作物中长期的BSR能够通过不同的育种策略来实现。

5.低成本的定位策略，如RenSeq，能够应用到野生品种BSR基因的快速分离。

6.基因组编辑技术，如CRISPR，在BSR设计育种中发挥重要作用。

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