作物学报

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1. 小麦新品种西农877高产稳产的遗传特性解析

孟祥宇, 刁邓超, 刘雅睿, 李云丽, 孙玉晨, 吴玮, 赵雯, 汪妤, 吴建辉, 李春莲, 曾庆东, 韩德俊, 郑炜君

作物学报 2025, 51 (5): 1261-1276. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41064

摘要（1671）

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西农877是西北农林科技大学选育的小麦新品种, 具有一定的广适、高产和稳产特性。本研究旨在解析西农877的高产、适应性和综合抗性的遗传基础, 为小麦新品种选育提供理论依据和方法指导。通过田间试验分析了西农877及部分黄淮麦区创下高产记录的小麦品种的灌浆特征和光合特性, 利用16K SNP背景芯片与0.1K SNP功能芯片相结合的方法, 深入解析西农877的遗传基础, 明确关键染色体区段的遗传效应。结果表明, 西农877在灌浆特征上表现优异, 具有较长的灌浆时间、合理的灌浆各阶段分配和高灌浆速率; 其旗叶叶绿素含量和光合能力较高, 区域试验中平均千粒重48.60 g, 田间试验中千粒重达到50.05 g, 均呈现出高于对照品种周麦36号的趋势且稳定性好, 为实现高产潜力奠定了基础; 在区试多点试验中, 高稳系数平均值89.15, 较周麦36号显著增加。在遗传构成上, 西农805a作为母本对西农877的遗传贡献率为80.23%, 在3个亲本中最高。同时, 西农877聚合了来自亲本的多个优异基因/QTL, 包含抗条锈病位点QYrqin.nwafu-6BS、QYrsn.nwafu-1BL、QYrxn.nwafu-1BL、Yr29及Yr78, 抗赤霉病位点QFhb.caas-5AL、QFhb.hbaas-5AL, 抗叶锈病位点Lr13、Lr68及产量相关性状位点, 粒重基因TaT6P、TaGS5-A1和籽粒大小基因QGl-4A。综上, 西农877在大田生产中展现出较高的增产潜力和广适性。亲本材料对西农877的遗传贡献率存在差异, 其中西农805a的遗传贡献率最大。西农877中聚合了多个重要性状相关优异基因/QTL, 为黄淮麦区高产广适新品种培育提供了重要的遗传资源和理论支撑。

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2. 谷类作物的胚乳发育及其对种子休眠与萌发的作用

宋松泉, 唐翠芳, 程红焱, 王程亮, 袁良兵, 左胜

作物学报 2025, 51 (5): 1133-1155. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.42055

摘要（896）

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在被子植物中, 双受精触发了2个紧密相邻的组织胚和胚乳的同时发育。胚乳的功能除了为胚提供营养物质和作为胚的机械屏障外, 也在种子发育、休眠和萌发过程中作为胚的生长调控因子, 从而控制种子的生活力、休眠与萌发。但到目前为止, 胚乳发育及其调控的作用机制还不够清楚。本文主要综述了谷类作物的胚乳发育与调控及其对种子休眠与萌发作用的研究进展, 主要包括胚乳发育过程中的形态发生、糊粉层和淀粉胚乳的分化、淀粉胚乳的程序性细胞死亡、胚乳中储藏蛋白的积累, 以及细胞周期调控因子、植物激素和表观遗传对胚乳发育的调控, 胚乳对胚发育和种子休眠与萌发的作用, 最后提出了在本领域需要进一步研究的科学问题, 试图为理解胚乳发育及其调控的分子机制、提高谷类作物的产量与质量提供参考。

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3. 水稻转录因子OsERF104的克隆和功能研究

潘炬忠, 韦萍, 朱德平, 邵胜雪, 陈珊珊, 韦雅倩, 高维维

作物学报 2025, 51 (4): 900-913. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.42040

摘要（750）

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乙烯响应因子(ERF)是植物中AP2/ERF转录因子超家族中的成员之一, 在植物的生长发育、响应逆境胁迫和调节激素信号转导等生物学过程中起重要调控作用。探究水稻ERF家族基因功能将为水稻育种提供重要的基因资源。本研究克隆了OsERF104 (LOC_Os08g36920)基因, 利用生物信息学分析发现该基因编码序列全长849 bp, 编码283个氨基酸。OsERF104蛋白含有AP2/ERF转录因子家族特有的AP2保守结构域, 与拟南芥中调控盐胁迫耐受性的AtERF96的蛋白序列相似性最高。亚细胞定位结果显示OsERF104定位于细胞核, 表明OsERF104是典型的核转录因子。OsERF104基因启动子顺式作用元件分析表明, 启动子含有与激素响应、逆境胁迫及光响应相关的顺式作用元件。为了探究OsERF104对非生物胁迫的响应, 利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术分析OsERF104的表达模式, 发现OsERF104在水稻不同组织中均有表达, 在叶鞘中的表达量最高, 且该基因的表达受ABA和GA抑制, 受JA、PEG和NaCl诱导。转录活性分析显示该基因全长和C端具有转录自激活活性, N端和AP2结构域不具有转录自激活活性。通过遗传转化获得OsERF104过表达和敲除的突变体转基因水稻。表型分析显示, 与野生型ZH11相比, OsERF104过表达植株对ABA的敏感性及苗期的耐盐性显著增加, oserf104突变体则相反。由此推测, OsERF104正调控水稻对盐胁迫的耐受性。本研究为进一步解析OsERF104的生物学功能及分子机制奠定了良好的基础。

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4. 植物激素对棉花蕾铃脱落的调控研究进展

谢章书, 谢学方, 屠小菊, 刘爱玉, 董合忠, 周仲华

作物学报 2025, 51 (1): 1-29. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44122

摘要（746）

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棉花蕾铃脱落是一个普遍存在的现象, 有对逆境环境胁迫的主动适应性脱落, 也有因品种遗传特性、环境条件、栽培措施以及生物和非生物胁迫被动的受损脱落。蕾铃脱落直接影响着棉花的产量, 国内外现有公开报道多集中于20世纪50、60年代关于乙烯和脱落酸对棉花蕾铃脱落影响的初步发现。结合其他植物的研究结果来看, 蕾铃脱落似乎与生长素、赤霉素和细胞分裂素等促生长类激素的下降以及乙烯和脱落酸等抑制生长类激素的升高密切相关, 激素在植物体内不仅介导新陈代谢过程, 还协调着与信号通路相关的调控因子, 在脱落过程中起着关键作用。本文从植物激素调控入手, 综述了近年来包括脱落区形成和作用的分子调控机制以及各激素在棉花蕾铃脱落以及其他植物(生殖)器官脱落过程中的响应和调控机制等。发现目前以棉花蕾铃脱落为对象的研究非常匮乏, 且多集中于少数激素对棉花生殖生长影响的有限研究, 缺乏对导致蕾铃脱落的深层次机制的探究和解析。因此, 未来研究方向应着重于探究棉花蕾铃脱落的遗传基础、发掘新的抗脱落基因资源和培育抗脱落棉花品种, 同时加强在以棉花为模型植物下, 蕾铃脱落与植物激素调节的关系研究, 为提高棉花产量提供理论依据和技术支持。

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5. 中国高粱株高和节间数全基因组关联分析及候选基因预测

徐建霞, 丁延庆, 曹宁, 程斌, 高旭, 李文贞, 张立异

作物学报 2025, 51 (3): 568-585. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44051

摘要（703）

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适当降低株高可以提高植物的养分利用效率和抗倒伏性, 对高粱的高产和稳产具有重要意义。为揭示高粱株高遗传机制, 本研究以242份中国高粱为研究对象, 利用2,015,850个单核苷酸多态性(SNP)标记, 在7个不同环境条件下对株高、节间数及节间长度进行全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)。表型调查表明, 株高、节间数和节间长度的表型变异系数在13.47%~30.06%之间, 在所有环境下的偏度和峰度的绝对值均小于1。利用2种不同的关联模型(Blink和FarmCPU)对株高、节间数及节间长度进行GWAS分析, 在10条染色体上共鉴定出118个与这3个性状显著相关的数量性状核苷酸(QTN)。其中, 与株高、节间数及节间长度显著相关的QTN分别为60个、37个和32个, 株高与节间数、节间长度共定位QTN分别有8个和3个。通过对候选基因的序列分析和功能注释, 在12个QTN置信区间或附近鉴定出14个候选基因, 它们与水稻和玉米中参与糖代谢、激素合成与信号传递以及细胞分裂的基因同源。选择性消除分析揭示, 位于1号染色体的候选基因Sobic.001G510400在中国南北高粱群体中受到强烈选择, 形成了以北方矮秆高粱为主的单倍型Hap1和以南方高秆高粱为主的单倍型Hap2。携有Hap1的北方种质871255和携有Hap2的南方种质红缨子之间, 该基因表达存在显著差异。本研究结果为中国高粱品种株高遗传改良提供了理论依据。

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6. 油菜耐渍机理解析及遗传改良研究进展

谢伶俐, 李永铃, 许本波, 张学昆

作物学报 2025, 51 (2): 287-300. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44121

摘要（694）

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渍害胁迫是农业生产中重要的非生物逆境之一, 主要通过低氧胁迫、离子毒害等抑制植物生长。油菜对渍害胁迫非常敏感, 任何生育期遭遇渍害胁迫均可导致其生长发育受阻, 进而影响产量和品质。油菜主要通过过量ROS清除、转变能量代谢方式、内源激素调控等响应和适应渍害胁迫。为加快油菜耐渍性遗传改良的步伐, 本文综述了油菜耐渍性改良需求变化、渍害胁迫对油菜生长发育及产量品质的影响、油菜响应渍害胁迫的生理和分子机制, 油菜耐渍抗性改良的主要技术途径, 以期为深入研究油菜耐渍机制和培育耐渍油菜新品种提供理论指导。

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7. 甘蓝型油菜 BnaSLY1基因进化分析及功能研究

李嘉欣, 黄莹, 吴潞梅, 赵伦, 易斌, 马朝芝, 涂金星, 沈金雄, 傅廷栋, 文静

作物学报 2025, 51 (1): 44-57. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44079

摘要（693）

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赤霉素调控植物表皮细胞增长、茎叶伸长以及株型建成。拟南芥SLY1属于F-box蛋白, 它通过靶向泛素化赤霉素信号转导路径的负向调控因子——DELLA蛋白来影响植物生长发育, 然而油菜中BnaSLY1的基因功能尚未揭示。本研究对BnaSLY1进行了表达特征和进化树分析, 利用CRISPR/Cas9技术创制了BnaSLY1不同拷贝数的突变体, 结合RNA-Seq技术对BnaSLY1的生物学功能及其对油菜生长发育的影响进行了研究。结果表明, 甘蓝型油菜Westar中有2个SLY1同源拷贝BnaA01.SLY1和BnaA06.SLY1, 它们表达模式基本相同, 为组成型表达基因, 其蛋白定位在细胞核, 且在不同的油菜品种及十字花科植物间序列保守。与对照相比, 单突bnaa01sly1和bnaa06sly1开花时间推迟, 株高显著降低, 而双突bnasly1还表现出深绿色光叶表型, 叶片厚度增加, 开花期比单突进一步推迟, 株高也进一步降低。RNA-Seq结果显示, 双突与Westar之间的差异表达基因显著富集在生长素信号转导路径以及蜡质合成通路, 多个开花时间相关基因表达也发生显著变化。本研究表明, BnaSLY1除影响植物株高和开花时间等生长发育进程, 还影响表皮蜡质合成, 为探索赤霉素信号转导路径在甘蓝型油菜生长发育中的重要作用奠定了理论基础。

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8. 基于无人机多光谱数据和氮素空间分异的玉米冠层氮浓度估算

郝琪, 陈天陆, 王富贵, 王振, 白岚方, 王永强, 王志刚

作物学报 2025, 51 (1): 189-206. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.43015

摘要（685）

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作物冠层氮素营养的遥感诊断对指导作物精准施氮, 提高作物氮效率和产量具有重要意义。本研究针对玉米冠层纵深大影响无人机估算氮浓度精度的问题, 基于2022年和2023年不同氮肥运筹处理下田间无人机多光谱数据和氮浓度实测数据, 分析玉米冠层氮浓度空间分布特征, 并利用随机森林算法确定估算冠层氮浓度的有效叶层。进一步结合随机森林算法和多光谱植被指数构建有效叶层氮浓度估算模型, 最终将有效叶层氮浓度转换到冠层尺度实现冠层氮浓度的估算。结果表明: (1) 九叶展期和大喇叭口期玉米冠层氮浓度表现为上层叶片>中层叶片>下层叶片, 吐丝期和乳熟期表现为中层叶片>上层叶片>下层叶片。(2) 各时期估算冠层氮浓度的有效叶层分别为下层、中层、中层和中层。与支持向量回归模型相比, 随机森林回归估算冠层氮浓度的精度较高。(3) 结合随机森林算法, 基于有效叶层氮浓度估算冠层氮浓度的平均RMSE、NRMSE和MAE分别为0.10%、4.41%和0.07%, 而直接基于植被指数估算冠层氮浓度的平均RMSE、NRMSE和MAE分别为0.19%、9.00%和0.15%。综上, 玉米冠层氮浓度存在空间分异特征, 估算冠层氮浓度时考虑基于随机森林和植被指数估算的有效叶层氮浓度能明显提高冠层氮浓度的估算精度。本研究确定的考虑空间分异的冠层氮浓度估算框架可为玉米氮素营养实时诊断提供理论支撑。

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9. 行距配置和种植密度对棉花干物质生产及产量的影响

辛明华, 秘雅迪, 王国平, 李小飞, 李亚兵, 董合林, 韩迎春, 冯璐

作物学报 2025, 51 (1): 221-232. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.34189

摘要（677）

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行距配置和种植密度是影响棉花产量和品质的重要因素。当前新疆棉花种植主要采用宽窄行配置, 也有等行距配置方式, 但对这两种方式的认识尚存在争议。为此, 本研究以中棉所88号为供试材料, 采用裂区设计, 行距配置(等行距和宽窄行)为主区, 种植密度12×10⁴株 hm^-2 (D1)、16×10⁴株 hm^-2 (D2)和18×10⁴株 hm^-2 (D3)为裂区, 开展了2年大田试验, 比较研究了行距配置和密度对棉花群体生长发育、干物质积累和分配、以及产量和纤维品质的影响。结果表明, 中等密度(16×10⁴株 hm^-2)下等行距和宽窄行处理组合的叶面积指数(LAI)增速、LAI峰值, 以及吐絮期生殖器官生物量的分配比例均高于其他处理组合, 且二者无显著差异。各处理组合间的棉花群体生长率(CGR)、净同化率(NAR)和棉铃生长率(BGR)均无显著差异。2年平均, 中等密度下等行距和宽窄行处理组合的籽棉产量相当, 纤维品质指标也无显著差异。表明在中等密度下, 无论采用等行距还是宽窄行种植模式, 均能达到理想的产量和品质。本研究为新疆棉花行距配置和密度选择提供了科学依据。

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10. 基于氮肥运筹下水稻产量与品质协同的农艺生理指标解析

覃金华, 洪卫源, 冯向前, 李子秋, 周子榆, 王爱冬, 李瑞杰, 王丹英, 张运波, 陈松

作物学报 2025, 51 (2): 485-502. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.42024

摘要（668）

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提升水稻产量与品质的协同效应是当前水稻生产面临的重大挑战。深入剖析并清晰界定影响产量与品质协同提升的关键水稻群体特征, 对于指导水稻品种的改良和栽培技术的优化具有至关重要的意义。本研究以秀水134 (XS134)和黄华占(HHZ)为材料, 分别设置常规固定施氮模式(N0、N1、N2、N3)和基于SPAD阈值的动态施氮模式(RTNM、S34、S37、S40)。通过在水稻关键生育期采集静态与动态农艺生理指标, 以及产量和稻米品质数据, 采用不同多目标回归预测模型, 以深入解析水稻关键农艺生理指标对产量和稻米品质的响应。结果表明: (1) 总体上水稻产量与稻米综合指标(GQI)呈互斥关系。随着施氮量的增加, 产量逐渐提高, 而GQI则呈降低趋势, 尤其在固定施氮模式下, 这种负相关性更为明显。然而, 与固定施氮模式(N2)相比, 动态施氮(RTNM)在施氮量减少了32.01%~58.02%的同时, 能够稳定水稻产量并提升了GQI 3.10%~38.34% (除2022年XS134外), 这凸显了动态施氮模式在缓解水稻产量与品质互斥性, 并推动两者协同提升方面的潜力。(2) 相关性分析表明, 50个静态农艺指标中, 有28个指标与水稻产量和GQI均呈显著相关性, 占比56.00%。3种“量质”回归模型对水稻产量( R ²: 0.74~0.83; RMSE: 0.40~0.49)和GQI ( R ²: 0.81~0.90; RMSE: 0.63~0.88)的预测能力表现出不同程度的准确性。特征重要性解析表明分蘖期的群体生物量是对产量和品质的预测均为正效应(0.09~6.37), 而株高、叶面积指数和叶重等在预测产量和品质时出现互斥, 这表明在构建水稻产量与品质协同提升的分蘖期群体时, 需要在确保群体生物量的基础上, 对“量质互斥指标”开展适宜度评估与优化。同时, 穗发育期的群体净同化率(NAR)对水稻产量和GQI均呈现出不同程度的正效应值(0.06~1.00), 暗示了穗发育阶段水稻的单位叶片光合效率可能是实现二者协同提升的重要群体特征。综上, 相较于常规固定施氮模式, 基于SPAD阈值的动态施氮策略可在一定程度上实现水稻产量与品质的协同提升; 分蘖期干物重和穗发育期NAR可以作为实现这一协同效应的重要参考指标。

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11. 小麦抗茎基腐病遗传育种研究的现状与展望

马骏, 陈锋, 殷贵鸿, 胡海燕, 魏学宁, 解超杰, 孔令让

作物学报 2025, 51 (10): 2559-2569. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.51064

摘要（668）

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小麦茎基腐病(Fusarium crown rot, FCR)是一种由镰孢菌属真菌引起的世界性土传病害。近年来该病害在我国迅速蔓延, 已严重威胁小麦安全生产。种植抗病品种是防治茎基腐病最为经济、有效的措施之一。然而, 目前我国小麦生产中大部分品种对于茎基腐病的抗性表现都不够理想, 相关抗性遗传研究进展也相对较慢。本文综述了国内外在小麦茎基腐病抗性鉴定方法、抗源筛选以及抗性遗传分析等关键领域的研究进展, 同时针对小麦茎基腐病遗传育种研究中的一些难点问题, 建议通过建立温室-大田二级制接种鉴定体系、加大抗源筛选规模、聚合多种类型抗性基因以及开展全国联合攻关等措施加速茎基腐病抗病品种培育进程。

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12. 小麦穗粒数QTL分析及其对千粒重多效性评价

雍瑞, 胡文静, 吴迪, 汪尊杰, 李东升, 赵蝶, 尤俊超, 肖永贵, 王春平

作物学报 2025, 51 (2): 312-323. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41045

摘要（667）

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小麦穗粒数是典型的数量性状, 与小麦产量密切相关。为进一步挖掘小麦穗粒数的数量性状位点(quantitative trait loci, QTL), 本研究以扬麦4号/偃展1号衍生的151个重组自交系(recombinant inbred line, RIL) (F₁₀)为材料, 利用小麦55K单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism, SNP)基因芯片构建高密度遗传图谱, 结合3年4个环境的表型数据对穗粒数性状进行QTL定位分析。在染色体4A、5A和5B上共检测到3个与穗粒数相关的QTL。其中, QGns.yaas-4A和QGns.yaas-5B在2个环境中均能被检测到, 增加穗粒数的效应都来源于扬麦4号, 表型贡献率分别为11.50%~13.27%和5.59%~10.99%, 物理区间分别为703.41~710.25 Mb和77.62~365.60 Mb; QGns.yaas-5A在4个环境中被检测到, 增加穗粒数的效应来源于偃展1号, 表型贡献率为8.99%~11.13%, 物理区间为495.34~512.39 Mb。分析定位结果发现, QGns.yaas-5A增加穗粒数的等位变异(YZ1等位变异)和QGns.yaas-5B上的增加穗粒数的等位变异(YM4等位变异)可显著增加千粒重, 分别增效3.50% (P < 0.05)和4.45% (P < 0.01)。开发了QGns.yaas-4A、QGns.yaas-5A和QGns.yaas-5B的KASP (Kompetitive Allele-Specific PCR)标记, 在自然群体中验证表明, 聚合3个增加穗粒数等位变异的位点具有显著的加性效应, 可增加13.75%的穗粒数。该研究结果为小麦穗粒数分子标记辅助育种提供理论和技术支撑。

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13. 化学调控及其他栽培措施在小麦抗倒伏高产栽培中的应用

李慧敏, 邢志鹏, 张海鹏, 魏海燕, 张洪程, 李光彦

作物学报 2025, 51 (4): 847-862. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41066

摘要（663）

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倒伏一直是限制小麦高产稳产的关键因素, 化学调控是一种有效降低倒伏风险的策略。喷施化控防倒剂(Chemical anti-lodging regulators, CARs)能够控制小麦生长, 提高茎秆强度, 预防倒伏。然而针对小麦高产栽培中化控抗倒伏的研究及应用还未有较全面的综述。因此本文收集整理了我国现有登记的小麦抗倒伏CARs, 总结了不同CARs的特点、功效及其对小麦茎秆结构与组成、根系、冠层结构、作物生产力及品质的影响, 并以高产抗倒为目标, 总结了不同CARs在实现小麦高产抗倒协同提升的适宜施用时期。此外, 本文全方面汇总了与CARs配套的小麦抗倒伏栽培管理措施(耕作方式、适宜密度、营养水平与水分管理), 小麦抗倒伏评价方法及CARs对关键指标的影响, 并展望了CARs在小麦抗倒伏高产栽培中的研究方向, 旨在为促进小麦的高产、稳产提供精准调控措施及理论支撑。

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14. 中国花生高产栽培研究进展与展望

万书波, 张佳蕾, 高华鑫, 王才斌

作物学报 2025, 51 (7): 1703-1711. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.55017

摘要（640）

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我国人多地少, 持续提高花生产量是花生栽培的首要目标。建国以来, 我国花生高产栽培技术研究与应用取得了长足的进步, 形成了独具中国特色的花生高产栽培技术体系, 带动了花生整体生产水平的不断提高。回顾和总结我国花生高产栽培历程和经验, 分析和探讨花生持续增产潜力与途径, 有助于进一步提升我国花生高产栽培研究创新能力和整体生产水平。20世纪70年代初期, 通过应用增产效果显著的氮磷化肥施用技术, 产量突破了6000 kg hm^-2; 70年代末, 通过化学调控、地膜覆盖、氮磷钾平衡施肥等关键技术, 产量突破了7500 kg hm^-2; 进入20世纪90年代后, 通过缓控徒长、量化施肥等关键技术, 产量突破了9000 kg hm^-2; 进入新千年后, 通过单粒精播等关键技术, 产量突破了11,250 kg hm^-2; 2023年, 以单粒精播技术为核心, 配套全程可控施肥、“三防三促”群体调控和微生物耦合技术等, 构建高产栽培技术体系创造实打验收12,982 kg hm^-2的全国高产纪录。据推算花生实际生产能力还有较大的提升空间, 培育高潜力品种、充分挖掘土壤生产潜能和构建高质量的群体是未来进一步提高花生产量的主要途径。

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15. 密植对不同年代大豆品种群体光合生产和产量形成的影响

丁树启, 程彤, 王弼琨, 于德彬, 饶德民, 孟凡钢, 赵胤凯, 王晓慧, 张伟

作物学报 2025, 51 (1): 161-173. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44065

摘要（620）

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密植是挖掘优良大豆品种生产潜力的有效途径, 但对于育种时间跨度长达百年的大豆品种而言, 其对密植的响应差异仍不清楚。为明晰密植对不同年代大豆品种群体光合生产和产量形成的影响, 以1930s—2020s育成的50个大豆品种为试验材料, 探究了不同年代大豆品种(1930s—1940s、1950s—1960s、1970s—1980s、1990s—2000s和2010s—2020s)在不同密度水平(常规密度200,000株 hm^-2和高密度300,000株 hm^-2)下叶面积指数(LAI)、叶面积指数增长率(LGR)、光合势(LAD)、干物质积累、作物生长率(CGR)、下部叶片衰老和产量的响应差异。结果表明, 随着育成年代的推进, 大豆群体光合生产能力和产量均逐渐提升。与老品种(1930s—1940s, 1950s—1960s和1970s—1980s)相比, 新品种(1990s—2000s和2010s—2020s)在高密度下表现出更好的生长状态。新品种在高密度下的叶面积指数(LAI)增幅更大, 盛荚期(R4)的LAI的增幅依次为17.79%和23.06%, 盛荚—鼓粒期(R4—R6)的LAI衰减更缓慢, LAD增幅更大。在R6期, 新品种在高密度下的干物质积累增幅更大, 依次为25.28%和28.96%, 其CGR也显著增加(P < 0.05), 依次为21.66%和25.38%; 此外, 新品种在高密度下下部叶片黄叶节位上移量和叶片SPAD值的降幅较小, 表现出较强的抗衰老特性。在产量方面, 新品种在高密度下单位面积粒数和荚数增幅较大, 百粒重降幅较小, 产量显著(P < 0.05)提升, 其产量增幅依次为4.49%和5.04%。综上, 生育初期, 新品种在高密度下表现出较强的“源”增加能力, 其叶源值高且稳定, 光能截获量大, 干物质积累多, 促进籽粒“库”快速发育; 而生育后期, 其叶面积指数衰减速度较慢, 群体光合能力强, 籽粒灌浆充分, 因而显著提高单位面积粒数和荚数, 从而弥补百粒重的微降, 实现大豆产量显著提升。

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16. 大豆不同生育时期耐盐性综合评价及耐盐种质筛选

孟然, 李赵嘉, 冯薇, 陈悦, 刘路平, 杨春燕, 鲁雪林, 王秀萍

作物学报 2025, 51 (8): 1991-2008. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.55013

摘要（613）

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土壤盐渍化是影响大豆生长的重要非生物胁迫之一。评价与筛选耐盐性大豆种质资源对于挖掘耐盐碱基因、耐盐大豆品种选育及盐碱地高效利用具有重要意义。本研究以50份大豆种质资源为研究对象, 进行了发芽期(0.6% NaCl)、苗期(1.5% NaCl)和全生育期(0.9% NaCl)的耐盐性鉴定, 基于芽期发芽率、苗期株高、叶面积、SPAD值、地上及地下部分的鲜重和干重及丙二醛含量等10个指标和全生育期株高、底荚高度、有效分枝、单株荚数、单株粒数、单株粒重等8个指标, 采用相关性分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析, 对大豆种质耐盐性进行综合评价, 并采用逐步回归分析建立了苗期和全生育期耐盐性预测回归模型, 明确了各时期的耐盐评价指标。结果表明, 依据盐害指数筛选出发芽期高耐盐种质8份, 耐盐种质10份, 高度盐敏感种质6份。利用主成分分析和隶属函数进行综合评价, 鉴定出苗期耐盐材料12份; 通过聚类分析方法将50份全生育期大豆材料分成5类: 高耐盐种质3份、耐盐种质3份、中等耐盐种质20份、盐敏感种质19份和高敏感种质5份。通过逐步回归分析, 建立大豆苗期耐盐性评价预测模型: D= -0.223 + 0.085X1 + 0.203X2 + 0.075X3 + 0.149X6 + 0.132X7 + 0.070X9 + 0.084X10 (R²= 0.969, P < 0.01)。筛选出相对株高、相对叶面积、相对SPAD、相对地下部分鲜重、相对地下部分干重、相对SOD活性、相对PRO含量可作为大豆苗期耐盐性鉴定的指标。建立大豆全生育期耐盐性评价预测模型: D= -0.153 + 0.143X1 + 0.443X6 + 0.171X7 (R²= 0.962, P < 0.01), 筛选出相对株高、相对单株粒数、相对单株粒重可以作为大豆全生育期耐盐性评价指标。本研究建立了一套全面精简、针对于大豆不同生育时期的耐盐性鉴定评价方法, 为大豆耐盐机理研究和耐盐新种质选育提供了技术体系和基础材料。

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17. 盐胁迫对不同耐盐型玉米品种叶片光合性能和干物质积累与分配的影响

李雪婷, 任昊, 王洪章, 张吉旺, 赵斌, 任佰朝, 刘莹, 姚海燕, 刘鹏

作物学报 2025, 51 (4): 1091-1101. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.43032

摘要（612）

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研究盐胁迫对不同耐盐型玉米品种叶片光合性能、干物质积累与分配特征的影响, 为培育耐盐型玉米品种和轻中度盐碱地玉米丰产抗逆栽培提供理论依据。试验于2022—2023年进行, 以耐盐型玉米品种万盛69 (WS69)和盐敏感型玉米品种登海605 (DH605)为材料, 以不施盐处理为对照(CK), 设置低(1.5‰, MS)、高(3.0‰, HS) 2个盐分浓度, 研究土壤盐分对不同耐盐型玉米品种物质生产性能的胁迫效应。盐胁迫显著降低夏玉米叶面积指数、叶绿素相对含量(SPAD值)和叶片光合势; 高盐胁迫处理DH605和WS69夏玉米叶片的平均光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(E)较CK分别降低22.11%、19.99%、11.63%和13.51%、13.42%、8.81%, 胞间二氧化碳浓度(C_i)升高19.83%和10.79%。盐胁迫阻碍夏玉米干物质积累速率, 植株生物量、积累速率最大时的生长量(W_max)和最大积累速率(R_max)显著降低, 达到最大积累速率所需天数(T_max)增加。耐盐型品种花后干物质积累所占比例增加, 而盐敏感型品种则降低; 同时盐胁迫降低了干物质向生殖器官的分配比例, 进而造成减产。在MS和HS处理下, DH605平均产量较CK分别降低16.12%和27.42%; WS69平均产量分别降低6.90%和9.12%。盐胁迫后, 耐盐品种保持了较高的叶面积指数、SPAD值和光合势, 叶片光合性能受胁迫程度小, 有利于保持较高光合产物的积累; 盐胁迫显著降低夏玉米花后干物质积累和向生殖器官的分配, 降低收获指数, 从而导致产量降低。

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18. 基于生育期、产量和品质对70份粳糯品种(系)的综合评价

熊强强, 孙长辉, 顾雯霏, 陆彦尧, 周年兵, 郭保卫, 刘国栋, 魏海燕, 朱金燕, 张洪程

作物学报 2025, 51 (3): 728-743. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.42026

摘要（609）

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本研究以70份糯稻品种(系)作为试验材料, 综合生育期、产量和稻米品质筛选出适合扬中地区种植的优质、高产粳糯稻品种(系)。试验于2021—2023年在江苏省扬中市进行, 采用随机区组设计, 3次重复。结果表明: (1) 70份糯稻品种(系) 2021年全生育期变幅为137~159 d, 2023年变幅为139~158 d。根据全生育期可划分为3个生育类型, 其中早熟晚粳17个, 中熟中粳18个, 迟熟中粳35个。(2) 2021年产量变幅为5.19~9.50 t hm^-2, 2023年产量变幅为5.57~9.64 t hm^-2。主成分分析表明, 每穗粒数与穗数是决定产量性状的主要指标。(3) 2021年糙米率变幅为80.45%~87.35%, 精米率变幅为59.86%~75.87%, 达到优质一级标准的品种有20个, 达到优质二级标准的品种有16个; 2023年糙米率变幅为81.60%~88.50%, 精米率变幅为65.07%~75.59%, 达到优质一级标准的品种有15个, 达到优质二级标准的品种有18个。2021年蛋白质含量变幅为7.00%~10.77%, 总淀粉含量变幅为69.42%~92.73%; 2023年蛋白质含量变幅为7.00%~10.79%, 总淀粉含量变幅为68.00%~92.68%。分子标记检测发现有35个水稻品种携带香味基因badh2。综合生育期、产量和品质的比较与评价, 筛选出4个适宜扬中地区推广种植的高产优质糯稻品种(系)扬软糯2号、苏糯7132、扬粳糯2号和盐稻93207。

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19. 甘薯激酶基因 IbHT1的克隆及抗旱性功能鉴定

王语新, 陈天羽, 翟红, 张欢, 高少培, 何绍贞, 赵宁, 刘庆昌

作物学报 2025, 51 (2): 301-311. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44098

摘要（584）

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HT1 (HIGH LEAF TEMPERATURE 1)属于蛋白激酶, 在模式植物拟南芥中主要参与气孔运动, 但其在甘薯(Ipomoea batatas (L.) Lam.)中的作用未见相关报道。本研究从甘薯品系徐薯55-2中克隆得到IbHT1基因, 其CDS全长1140 bp, 编码379个氨基酸。IbHT1蛋白具有一个保守的STKc_MAP3K_Like蛋白激酶结构域, 预测分子量大小43.07 kD, 等电点8.83。其基因组全长2796 bp, 含有3个外显子和2个内含子。IbHT1蛋白定位于细胞膜上, 其蛋白全长无转录激活活性。IbHT1基因受20% PEG-6000诱导下调表达。过表达IbHT1基因减弱了甘薯植株的抗旱性, 而RNA干扰该基因显著增强了甘薯植株的抗旱性。通过酵母筛库筛选到与IbHT1蛋白互作的10个蛋白, 由此推测, IbHT1蛋白激酶可能通过与这些蛋白相互作用从而共同参与甘薯抗旱性的调控。

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20. 甘蓝型油菜角果长度和每角粒数基因定位以及角果皮转录组动态分析

王晓琳, 刘忠松, 康雷, 杨柳

作物学报 2025, 51 (4): 888-899. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44156

摘要（583）

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甘蓝型油菜(Brassica napus L.)是全球重要的油料作物, 提高其产量是育种的重要目标。单位面积角果数、每角粒数和粒重是油菜产量的3个构成因子。角果长度虽然不是油菜产量的直接构成因素, 但影响每角粒数和粒重, 进而影响油菜产量。本研究以角果长度和每角粒数差异显著的亲本YA和中双11号(ZS11)及用其构建的包含211个株系的重组自交系(RIL)群体为材料, 在长沙秋播和民乐夏播, 考察角果长度和每角粒数, 通过群体及双亲重测序对上述2个性状进行QTL定位, 结果在2个环境下均检测到1个角果长度和每角粒数的主效QTL, 其位于A09染色体。双亲开花后3~21 d, 角果皮转录组测序分析发现角果皮光合作用、激素和次生代谢物合成的基因在角果发育中发挥了重要作用, 功能注释认为BnaA09.CYP78A9、BnaC08.SCL13和BnaA04.ARL等参与生长素响应和传导的基因为调控油菜角果长度的候选基因。这些结果为进一步开展油菜角果长度基因精细定位及其调控机制研究奠定了基础。

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21. 有机肥替代化肥氮对谷子氮素累积、产量及品质的影响

王媛, 许佳茵, 董二伟, 王劲松, 刘秋霞, 黄晓磊, 焦晓燕

作物学报 2025, 51 (1): 149-160. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44085

摘要（563）

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有机肥部分替代化肥是一种实现化肥减量的可持续农业生产措施。本研究于2020和2021连续2年以“沁黄2号”为供试材料, 设不施氮(CK)、常量化肥氮(NPK)、有机肥替代25%化肥氮(25% M)、有机肥替代50%化肥氮(50% M)、有机肥替代75%化肥氮(75% M)和有机肥替代100%化肥氮(100% M) 6个处理, 研究不同替代率对谷子产量构成和氮素吸收的影响, 并分析氮素吸收调控小米米色、糊化特性和类胡萝卜素组分的效应, 明确谷子生产中有机肥最佳替代率。结果表明, 2年中较低的有机肥替代化肥氮率显著提高了谷子植株氮素累积, 但随着替代率的持续增加, 植株氮素累积量呈降低趋势, 最终影响谷子产量和小米品质。2020年, 25% M处理显著提高了谷子地上部氮素累积量, 较NPK处理提高9.6%; 2021年, 25% M处理谷子地上部氮素累积量、生物量、穗粒数和产量达到最高, 较NPK处理分别提高6.1%、12.0%、15.4%和12.0%。50% M处理显著影响了小米的米色、糊化特征和类胡萝卜素含量, 与NPK相比, 小米籽粒红绿值、橘色值、支链淀粉含量、总淀粉含量、小米糊化最终黏度、叶黄素含量、玉米黄质含量和黄色素含量的增幅分别可达6.0%、6.0%、7.4%、4.3%、7.8%、20.7%、17.4%和2.8%。但有机肥完全替代化肥降低了谷子地上部氮素吸收、地上部生物量、穗粒数及谷子产量, 也抑制了小米叶黄素和玉米黄质含量的提升。2年均表现出谷子地上部氮吸收量与小米单粒重、直链淀粉含量和小米糊化回升值呈显著的负相关。且2021年谷子地上部氮吸收量还与小米总淀粉含量、蛋白质含量、小米粉糊化峰值黏度和小米黄色素含量呈显著的负相关, 与小米糊化峰谷黏度呈显著的正相关。综上, 施氮总量120 kg hm^-2下, 有机肥替代25%~50%化肥氮能通过促进植株氮素的吸收, 实现产量、米色、蒸煮特性及类胡萝卜素的协同提升, 为谷子化肥减量和提质增效生产提供技术支撑。

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22. 绿豆R2R3-MYB转录因子家族鉴定及其类黄酮合成调控基因的筛选

郭飞翔, 李春霞, 周爽, 郭彬彬, 张均, 马超

作物学报 2025, 51 (1): 117-133. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44077

摘要（560）

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R2R3-MYB转录因子家族在植物次生代谢物合成、胁迫应答和生长发育等生命过程起着重要的调控作用。本研究基于生物信息学鉴定了绿豆(Vigna radiata L.)全基因组水平的R2R3-MYB转录因子, 并对其理化性质、系统进化、染色体定位、启动子顺式作用元件及基因结构做了预测分析; 此外, 转录组数据和实时荧光定量PCR (Quantitative Real-time PCR, RT-PCR)分析该转录因子在不同组织、逆境胁迫下的表达模式; 并基于相关分析及蛋白互作网络, 筛选到可能参与调控绿豆类黄酮生物合成的R2R3-MYB成员。结果表明, 共鉴定到168个R2R3-MYB成员, 其中145个分布于11条染色体, 23个成员染色体信息未知; 大多数R2R3-MYB含有3个外显子, 编码99~1645个氨基酸, 均为亲水性蛋白; 系统进化将绿豆R2R3-MYB基因家族分为30个亚组(V1~V30), 不同亚组成员的基因结构存在差异; 共线性分析表明, 片段复制事件均进行了纯化选择; 启动子顺式作用元件分析表明, 绿豆R2R3-MYB基因启动子区含有大量激素响应、胁迫响应及少量的类黄酮合成响应等元件; 基因表达分析表明, 在叶片、叶柄、下胚轴和籽粒种皮中表达量较高的成员分别占15.5%、16.1%、16.1%和10.7%。RT-PCR分析发现, 几乎所有的R2R3-MYB家族成员在低温胁迫下的相对表达量显著下调, 不同成员对逆境胁迫有不同的响应模式。蛋白互作与相关性分析可知, VrMYB6、VrMYB77、VrMYB93这3个基因可能参与了绿豆类黄酮生物合成的调控。

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23. 不同玉米自交系的单倍体育种性能研究

陈琛, 付修义, 陈传永, 吴珊珊, 张华生, 张春原, 陈绍江, 赵久然, 王元东

作物学报 2025, 51 (2): 526-533. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.43024

摘要（548）

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单倍体育种技术在玉米商业化育种中得到广泛应用, 对亲本自交系的单倍体育种性能评价是提升单倍体育种效率的重要手段之一。本研究对来源于不同杂种优势群的17个自交系的单倍体诱导、鉴别与加倍性能进行系统评价。结果表明, 瑞德种质在单倍体诱导和鉴别方面均具有明显优势, 其平均单倍体诱导率和鉴别准确率分别可达12.23%~15.31%和95.27%~96.37%。不同自交系间平均单倍体诱导率与平均单穗单倍体数差异显著, 平均单倍体诱导率变异范围为9.68%~17.51%, 平均单穗单倍体数变异范围为8.44~23.66粒。郑58和B73的单倍体化学加倍性能较高, 郑58的DH生产效率高达74.36%, 而B73的单倍体平均结实数最高, 为53.80粒。综合单倍体诱导、鉴别和加倍性能进行聚类分析发现, 郑58、京1110、京724和JG296在单倍体育种性能方面均处于较高水平, Mo17、4F1和齐319则均处于较低水平。相关结果有助于单倍体育种流程设计, 并为提升单倍体育种效率奠定基础。

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24. 基于甘蔗及其近缘属参考基因组开发SSR标记及数据库

匡博文, 韦妳, 刘金典, 陈美燕, 毛兴洁, 段维兴, 杨细平

作物学报 2025, 51 (1): 103-116. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44056

摘要（544）

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甘蔗(Saccharum spp. hybrid)是重要的糖料和能源作物。甘蔗基因组复杂, 群体遗传学研究相对落后。目前, 甘蔗参考基因组仍有待完善。利用甘蔗及其近缘属参考基因组开发甘蔗SSR标记及数据库有助于推动甘蔗群体遗传学的研究。本研究基于3个甘蔗种(割手密种、热带种和栽培种)和2个甘蔗近缘种(芒和高粱)的基因组进行SSR检测, 统计各基因组SSR的数量和类型, 挑选多态性好的SSR标记对104份甘蔗及近缘属种质材料进行遗传多样性分析。在5个物种的基因组中共鉴定到了1,860,645个SSR, 以单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复单元类型为主。基因组间SSR的共线性信息显示, 甘蔗栽培种和其他物种间的亲缘关系由近到远为: R570、热带种、割手密种、芒、高粱; 基于SSR及InDels标记的甘蔗种质资源的遗传多样性分析显示, 斑茅92-105最先被单独划分, 割手密种为一个类群, 大茎野生种和热带种分为一个类群, 栽培种为一个类群。最后, 围绕5个基因组鉴定的SSR以及引物等相关信息, 开发了一个基于Web界面的甘蔗SSR数据库。本研究为甘蔗研究和育种提供了重要的分子工具。

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25. 水稻MKKs家族基因成员 OsMKK4的不同等位基因型及自然变异对籽粒的影响

刘建国, 陈冬东, 陈玉玉, 易琴琴, 李清, 徐正进, 钱前, 沈兰

作物学报 2025, 51 (3): 598-608. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.42028

摘要（544）

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MAPK信号通路中的MKKs家族基因在水稻生长发育和防御信号传导中起承上启下的作用, 并参与调控多种生物学过程。本研究通过生物信息学分析, 鉴定了水稻中的MKKs基因, 并构建了它们的系统发育树, 揭示了MKKs家族基因的保守性和多样性。利用基因编辑技术, 编辑日本晴水稻品种中OsMKK4基因, 成功获得了6种该基因不同突变类型的材料, 其粒长、粒宽和千粒重均较野生型显著降低。单倍型分析结果表明, OsMKK4基因的单倍型有明显的籼粳分化, 主要为Glu¹⁴粳型和Leu¹⁴籼型。含有Glu¹⁴粳型稻的平均粒长较低, 平均粒宽和千粒重较高。此外, 将Kasalath中带有Leu¹⁴单倍型的OsMKK4基因导入日本晴, 导致DHX (CSSL)的粒长、粒宽和千粒重较日本晴显著降低; 与Kasalath相比, 代换系的粒宽和千粒重显著增加。本研究探索了OsMKK4基因的重要单倍型对水稻籽粒的影响, 为更精确的分子设计育种提供基因资源和策略。

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26. 小麦TaSnRK基因家族鉴定及在局部根区干旱下的表达分析

张恒, 冯雅岚, 田文仲, 郭彬彬, 张均, 马超

作物学报 2025, 51 (3): 632-649. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41033

摘要（542）

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蔗糖玉米非发酵-1相关蛋白激酶(Sucrose non-ferment-1-related protein kinase, SnRK)在响应非生物胁迫过程中发挥着核心调控作用。为系统分析小麦(Triticum aestivum L.) TaSnRK基因家族成员的基本理化性质、染色体分布、基因结构、系统进化关系和在局部根区干旱下的表达特性, 本研究利用生物信息学的方法在小麦全基因组进行鉴定, 并通过小麦公共表达数据库和实时荧光定量PCR (Real-time fluorescent quantitative PCR, qRT-PCR)分析了其在局部根区干旱下的表达模式。结果表明, 在小麦中共鉴定到139个SnRK基因家族成员, 并将其分为3个亚家族, 每个亚家族中分别含有15 (SnRK1)、31 (SnRK2)和93 (SnRK3)个成员, 蛋白质序列长度在154~836个氨基酸之间。通过保守基序分析发现, 3个亚家族的成员中均含Motif2和Motif4; 在SnRK1亚家族中所有成员均含Motif14和Motif15, 而在SnRK2和SnRK3亚家族中均不含这2个结构域; 在SnRK3亚家族中所有成员均含Motif10, 而在SnRK1和SnRK2亚家族中均不含Motif10。通过种内共线性分析发现, TaSnRK基因共有217个重复事件, 同源性较高且进化过程非常保守, K_a/K_s比率显示仅有4对家族成员受到了正向的自然选择压力。顺式作用元件分析发现, 小麦TaSnRK基因中的顺式作用元件大多与生长发育有关, 此外还包含多种逆境响应的结合元件。基因表达模式分析显示, 在TaSnRK家族成员中仅有20个基因在籽粒中的相对表达量较高, 而在穗、叶、芽、根中分别有85、90、92和80个基因具有较高的表达量。qRT-PCR分析表明, TaSnRK基因在抗旱性强的小麦中表达量更高, 另外SnRK2和SnRK3这2个亚族中的成员可以感受并传递干旱胁迫信号。蛋白互作分析结果表明, 35个TaSnRK蛋白和与其相关的23个功能蛋白共存在267对蛋白互作事件。上述结果为深入研究TaSnRK基因在调控小麦生长发育与干旱胁迫中的响应提供了理论依据。

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27. 水稻矮化多分蘖基因 DT1的图位克隆与功能分析

李春梅, 陈洁, 郎兴宣, 庄海民, 朱靖, 杜梓君, 冯浩天, 金涵, 朱国林, 刘凯

作物学报 2025, 51 (2): 347-357. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.42030

摘要（540）

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分蘖是影响水稻株型和产量的重要性状。本研究获得一个稳定遗传的矮化多分蘖自然突变体dt1 (dwarf and tillering 1)。此外, dt1突变体穗长、结实率、粒长、粒宽、千粒重、维管束鞘细胞数量及大小较野生型均显著降低。图位克隆证实dt1突变体是由编码独脚金内酯生物合成途径关键酶类胡萝卜素裂解双加氧酶(Carotenoid Cleavage Dioxygenase 7, CCD7)的D17/HTD1 (LOC_Os04g46470)第2个外显子上8 bp的插入导致的, 是一个D17/HTD1的新等位突变。此外, dt1突变体萌发率、根长、根直径均显著降低, 外施独脚金内酯类似物GR24能恢复dt1突变体的这些表型。转录组测序结果显示, dt1突变体有579个基因上调, 506个基因下调。GO分析显示上调基因显著富集在生长素响应、内源刺激响应和激素响应等通路, 下调基因显著富集在胞内碳水化合物代谢和组蛋白甲基化等通路。KEGG分析显示上调基因在植物激素信号转导等通路显著富集, 下调基因在氨基糖和核苷酸糖代谢及二萜生物合成等通路上显著富集。研究结果丰富和拓展了CCD7和独脚金内酯在水稻中的调控作用, 对水稻育种具有重要理论意义。

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28. 嗜线虫沙雷氏菌 Serratia nematodiphila TG10增强油菜耐盐碱能力

苏晴芳, 孙小钊, 林杨, 付艳苹, 程家森, 谢甲涛, 姜道宏, 陈桃

作物学报 2025, 51 (2): 358-369. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44091

摘要（539）

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油菜具有较强的耐盐碱能力, 本研究从天津盐碱土中分离得到一株嗜线虫沙雷氏菌Serratia nematodiphila TG10, 它不仅能够在8% NaCl和pH 10.15的R2A培养基上生长, 还能定殖在油菜根系和根内。在盐胁迫条件下, TG10菌株处理后可以促进拟南芥和油菜生长。含盐1.2%基质土和哈尔滨盐碱土盆栽试验中, TG10处理后可以促进油菜鲜重和干重的增加, Na⁺含量显著下降, K⁺与Na⁺的含量比值增加; 同样在天津盐碱土和吉林盐碱土盆栽试验中, TG10处理后均可显著增加油菜鲜重、叶绿素和脯氨酸的含量。吉林盐碱土盆栽油菜的转录组数据表明, TG10菌株处理后细胞色素P450代谢通路、硫代葡萄糖硫苷生物通路等显著富集, 一些抗逆相关的基因显著上调表达。另外, TG10菌株能抑制油菜病原菌的生长, 诱导油菜抗菌核病和灰霉病。本研究结果表明, 嗜线虫沙雷氏菌S. nematodiphila TG10能增强油菜在不同类型盐碱土中的耐盐能力, 为盐碱地的生物修复提供微生物菌种资源和理论支撑。

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29. 玉米大豆间作对喀斯特区土壤理化性质及微生物碳代谢特征的影响

钱玉平, 宿兵兵, 高吉星, 阮粉花, 李亚伟, 茅林春

作物学报 2025, 51 (1): 273-284. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.43010

摘要（539）

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为探明喀斯特区玉米大豆带状复合种植对土壤理化性质及微生物群落结构多样性的影响, 本研究设置玉米大豆间作(MSI)、玉米单作(MM)和大豆单作(SM) 3种模式, 采用Biolog-ECO微孔培养法, 旨在揭示玉米大豆种植模式对土壤微生物碳源代谢活性、多样性以及土壤性质的影响及其机制。结果表明, 与MM及SM相比, MSI土壤微生物群落丰富度指数(McIntosh index)分别显著提高了11.90%和58.40%, 平均颜色变化率(average well color development, AWCD)分别显著增加了24.50%和80.10%, 羧酸类、氨基酸类和酚酸类碳源的平均相对吸光度分别显著提高了34.50%、63.70%和61.80%; 碳源代谢指纹图谱表明, MSI模式中土壤微生物通过提高衣康酸的代谢活性进而增加了对羧酸类碳源的利用, 通过提高L-苯丙氨酸、L-苏氨酸和甘氨酰-L-谷氨酸的代谢活性从而增加了氨基酸类碳源利用, 通过提高吐温40、吐温80和肝糖的代谢活性从而增加了对多聚类碳源的利用; 同时, MSI处理土壤SOC分别较MM和SM显著提高8.50%和72.84%, NH₄⁺-N和TN含量分别较SM处理显著增加46.70%和33.30%; 主成分分析表明, 提取的2个主成分解释了碳源利用总变异的79.69%, 种植模式对碳源代谢的综合利用能力表现为MSI>MM>SM, 其中MSI土壤微生物群落对羧酸类、氨基酸类和多聚类代谢利用能力最强; 冗余分析则表明, 显著影响碳源代谢利用的2个环境因子分别是TN (53.50%)和SOC (30.90%), 其中TN促进了羧酸类和氨基酸类碳源的代谢利用, SOC加强了胺类和酚酸类碳源的利用。综上可见, 玉米大豆间作模式土壤微生物碳代谢的偏好性主要由微生物群落结构多样性引起, 同时又受土壤全氮和有机质含量的调控, 表明微生物群落结构与土壤理化因子间的互作可能是大豆玉米复合种植增产增效的一个关键因素。

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30. 甘蓝型油菜漆酶基因家族成员表达模式及与茎秆抗折力的关联分析

徐林珊, 郜耿东, 王宇, 王家星, 杨吉招, 武亚瑞, 张宵寒, 常影, 李真, 谢雄泽, 龚德平, 王晶, 葛贤宏

作物学报 2025, 51 (1): 134-148. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44035

摘要（525）

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漆酶是一种含铜的多酚氧化酶家族, 在植物中主要参与木质素合成以及抵御各种逆境胁迫。本研究对甘蓝型油菜漆酶基因(BnaLACs)家族成员进行鉴定, 通过氨基酸数量、分子量、等电点、不稳定系数以及脂溶性系数等指标衡量其理化性质。后对其染色体位置、进化关系、基因结构、组织部位表达模式等进行预测和分析。结果表明, 甘蓝型油菜基因组共有53个BnaLACs家族成员, 基本为碱性、稳定蛋白, 大多数BnaLACs定位在液泡膜和细胞外。基因结构分析发现, BnaLACs结构较为保守。组织部位表达模式分析表明, 除花药外, BnaLACs在各组织部位均有表达, 其中在根、种子、角果皮和茎秆中表达量较高。分析茎秆中BnaLAC4s表达模式发现, BnaA05G0074200ZS与甘蓝型油菜抗倒性显著相关; 单倍型分析表明, 包含BnaA05G0074200ZS两种单倍型的品系间抗倒性、木质素含量均存在显著差异。研究结果将为进一步解析甘蓝型油菜漆酶基因家族功能及茎秆抗倒伏机制奠定基础。

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31. 减氮及有机肥替代对旱地冬小麦干物质积累、转运、分配和产量的影响

张军, 胡川, 周起晖, 任开明, 董誓言, 刘傲寒, 吴金芝, 黄明, 李友军

作物学报 2025, 51 (1): 207-220. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41025

摘要（522）

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探究减氮及有机肥替代对旱地冬小麦产量形成和经济效益的影响, 为实施化肥减量和有机肥替代提供理论和技术依据。2021—2023年度, 基于2019年开始设置在黄土高原和黄淮海平原交汇处典型旱地冬小麦产区(河南洛宁和河南孟津)的定位试验, 研究了冬小麦干物质积累转运分配特性、氮肥干物质生产效率、产量及其构成要素和经济效益。试验设置不施氮肥(NN)、农户施氮(FN)、基于FN减氮20% (RN)和RN基础上20%氮肥用有机肥替代(OSN) 4个处理。结果表明: (1) 与FN相比, RN处理降低了小麦拔节期、开花期和成熟期的干物质积累量、花前干物质转运量以及成熟期茎鞘、穂轴+颖壳和籽粒的干物质分配量, 但对籽粒产量无显著影响。(2) 与FN和RN相比, OSN处理提高了各生育阶段的氮肥干物质生产效率, 从而增加了拔节期、开花期、成熟期的干物质积累量, 而且提高了花前干物质转运量、花后干物质积累量、花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 进而使成熟期地上部各器官的干物质分配量均得到显著提高, 最终使籽粒产量分别显著增加15.03%和17.12%, 经济效益增加3.84%和4.23%。(3) 小麦产量与花前干物质转运量、花后干物质积累量和花后干物质积累量对籽粒的贡献率呈极显著正相关, 与花前干物质转运量对籽粒的贡献率呈极显著负相关。综上, 在雨养条件下, 小麦季施氮量为172 kg hm^-2(夏休闲-冬小麦)和192 kg hm^-2(夏玉米-冬小麦)的基础上, OSN处理提高了氮肥干物质生产效率, 增加各生育时期的干物质积累量, 其花前干物质转运量和花后干物质积累量的协同增加使其获得了最高产量, 实现增产增收, 适宜在产量水平为5000 kg hm^-2的雨养旱地冬小麦高产栽培中应用。

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32. 秸秆还田配施氮肥对春玉米产量和籽粒品质的影响

李翔宇, 季欣杰, 王雪莲, 龙安燃, 王峥宇, 杨子慧, 宫香伟, 姜英, 齐华

作物学报 2025, 51 (3): 696-712. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.43031

摘要（522）

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明确不同秸秆还田方式下氮肥对春玉米籽粒产量与品质的影响, 分析玉米淀粉糊化特性与热特性, 探究不同秸秆还田方式的玉米最佳施肥量, 为完善玉米高品质的农田栽培措施提供科学依据。针对东北地区春玉米产量不稳、产质难以协同等问题, 于2015年在辽宁省铁岭县蔡牛镇沈阳农业大学试验基地建立长期定位试验, 于2021—2022年研究了2种秸秆还田方式(旋耕秸秆还田, RTS; 翻耕秸秆还田, PTS)和5个施氮水平(0、112、187、262和337 kg hm^-2)下玉米籽粒产量和品质的变化规律。结果表明, 与RTS处理相比, PTS处理籽粒产量提高6.09%, 且增加籽粒总淀粉、直链淀粉含量和直链/支链淀粉, 有效降低脂肪含量, 促进玉米淀粉的糊化与回升。同时, PTS处理的糊化焓(?H)增加14.09%, 有利于优化淀粉的相对结晶度和组织度。相比耕作方式, 施氮对玉米籽粒蛋白质、脂肪和糖含量的影响更为显著, 262 kg hm^-2的施氮量使其达到最大值。与不施氮相比, 氮肥处理下的玉米籽粒粗蛋白、粗脂肪、蔗糖、可溶性糖、直链淀粉的含量和直链/支链淀粉增幅分别为17.99%~31.20%、3.19%~14.91%、32.88%~45.41%、13.93%~23.73%、6.80%~21.02%和10.26%~33.77%。但过高施氮(337 kg hm^-2)会削弱玉米淀粉和脂肪含量, 降低总淀粉和支链淀粉含量, 导致玉米淀粉峰值黏度、最终黏度和破损值下降, 影响玉米淀粉加工过程中糊化。施氮使玉米淀粉峰值时间和糊化温度上升, 分别升高1.42%和6.79%, 有助于提高食品的黏稠性、口感和烹饪稳定性。相关性分析表明, 玉米籽粒总淀粉含量与峰值、谷值及最终黏度之间存在显著的正相关关系, 而蛋白质含量则与这些指标呈显著负相关。此外, 不同耕作方式与氮肥施用量的交互作用对玉米产量、籽粒蔗糖含量、淀粉热焓特性及糊化特性均产生显著影响, 进一步证明两者的协同作用能够有效提升玉米产量与品质。综上所述, 翻耕秸秆还田(PTS)配施262 kg hm^-2氮肥, 能有效提升玉米产量, 促进玉米籽粒淀粉积累, 改善热特性与糊化特性, 从而实现春玉米品质的全面提升。

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33. 生长素响应报告基因转化甘蓝型油菜及各组织GUS动态信号分析

张琴, 戴成, 马朝芝

作物学报 2025, 51 (3): 667-675. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44132

摘要（521）

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为探究甘蓝型油菜中生长素在不同组织中的动态分布情况, 构建了以DR5::GUS为报告基因的生长素响应表达载体, 将其转化到甘蓝型油菜中, 获得了稳定表达GUS基因的转基因株系。GUS染色发现, 在油菜苗期, 子叶和下胚轴中都有比较强的GUS信号, 并且DR5启动子受生长素类似物NAA诱导, 而真叶和根部的GUS信号比较弱, 证明子叶中生长素含量比较高; 在油菜花蕾期, 花药以及萼片中有比较强的GUS信号, 而柱头中GUS信号比较弱, 说明生长素可能对花药的发育有比较重要的作用; 生长素在授粉后不同发育时期的种子以及角果中均表现出先升高再降低的趋势, 表明生长素可能在种子发育中发挥作用。综上所述, 本研究通过DR5::GUS生长素报告系统对甘蓝型油菜中的生长素进行可视化, 为进一步揭示生长素在油菜生长发育中的作用机制提供了新的技术手段。

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34. 基于GYT双标图综合评价黄河流域中熟杂交棉花区域试验品种

李超, 付小琼

作物学报 2025, 51 (1): 30-43. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44093

摘要（516）

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对黄河流域中熟杂交棉花区域试验参试品种进行分析和评价, 可以为品种合理布局和品种性状改良提供科学依据。本研究利用GYT双标图对2022—2023年黄河流域30个参试品种的产量、品质、农艺性状、抗病性进行综合评价, 深入分析皮棉产量与铃重、单株铃数、霜前花率、衣分、第一果枝节位、果枝数、生育期、株高、子指、纤维长度、断裂比强度、马克隆值、伸长率、整齐度、枯萎病指数、黄萎病指数等性状的组合水平, 联合方差分析结果表明, 2年试验中所有性状的基因型效应和环境效应均达到了极显著水平, 大部分基因型与环境互作效应达到了显著或极显著水平, 同时大部分互作效应平方和占比总变异平方和比例大于基因型效应。筛选出中棉所9B07等产量-性状组合优良的品种, 比对照品种中棉所9711适应性更广、丰产性更好, 具有较高的应用推广价值。GYT双标图比GT双标图具有解释的变异比例更高、拟合度更好、分析结果可信度更高等优点, 可以更加直观展示参试品种特点, 为我国作物品种多性状综合评价提供参考。

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35. 谷子SHMT基因家族全基因组鉴定与表达分析

郭冰, 秦家范, 李娜, 宋梦瑶, 王黎明, 李君霞, 马小倩

作物学报 2025, 51 (3): 586-5897. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44112

摘要（515）

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丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)在作物中广泛存在, 参与作物碳代谢、光呼吸等途径, 在作物生长发育及抗逆胁迫中发挥重要作用, 但是目前关于谷子SHMT基因的研究较少。本研究在全基因组水平鉴定了谷子SHMT基因家族成员, 系统分析了SiSHMTs的基因结构、进化关系、染色体定位、物种间共线性、顺式作用元件、表达模式、优势单倍型等。结果表明, 谷子中共有5个SiSHMTs, 分子量在51.70~64.37 kD之间, 空间结构相近, 进化关系将其分为3组, 每组成员散落在各条染色体上。启动子顺式作用元件分析发现, 在启动子中包含多个光反应响应元件、厌氧响应元件、激素响应元件等作用元件。物种间共线性分析结果表明, SiSHMT3和SiSHMT4与单子叶作物水稻、小麦、高粱、玉米存在共线性, SiSHMT3与水稻、小麦、玉米存在多个共线对。SiSHMT成员在谷子不同发育时期、不同组织中表达量不同, SiSHMT4表达量较高, 在穗发育过程持续高表达, 并受到干旱、盐和ABA的显著诱导。SiSHMT4单倍型分析显示, Hap1为优势单倍型, 在穗长、穗宽、穗重各表型中都显著优于其他单倍型。研究结果为挖掘谷子抗旱、耐盐新功能基因提供基因源, 为今后选择培育高产抗逆谷子新品种奠定理论基础。

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36. 油菜和小麦响应盐碱胁迫的生理特性比较

王佳婕, 王正楠, BATOOL Maria, 王旺年, 文静, 任长忠, 何峰, 武优悠, 徐正华, 王晶, 蒯婕, 汪波, 周广生, 傅廷栋

作物学报 2025, 51 (5): 1215-1229. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44129

摘要（504）

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利用能产生经济效益的作物改良盐碱地是扩充我国后备耕地资源的重要手段。明确油菜和小麦响应盐碱胁迫的生理机制, 将为挖掘油菜、小麦在盐碱地种植以用作饲料及改良利用盐碱地中的潜力提供依据。本研究将取自吉林白城的盐碱土与武汉常规土壤配制为盐浓度分别为0.2%、0.4%的盐碱土, 以武汉常规土壤作对照(CK)进行盆栽试验, 分别以耐盐碱能力不同的甘蓝型油菜和小麦为材料, 测定生物量、渗透调节、离子平衡、抗氧化酶及H₂O₂、$\mathrm{O}^{\bar{.}}_{2}$等指标。研究结果表明, (1) 盐碱胁迫下, 油菜叶柄中的Na⁺含量最高, 达88.40 mg g^-1; 小麦则是根系中的Na⁺含量最高, 为33.45 mg g^-1; 且油菜各部位中的Na⁺积累量均显著高于小麦, 尤其是叶片中的Na⁺积累量, 高出2~8倍。(2) 油菜和小麦在盐碱胁迫下, 耐盐碱品种各部位中的K⁺降幅和K⁺/Na⁺比值均高于盐敏感品种, Na⁺增幅均低于盐敏感品种; 油菜苗期根系、蕾薹期叶片中的Na⁺对K⁺吸收的抑制效应最大, 而小麦各个时期均为根系中的Na⁺对K⁺吸收的抑制效应最大。(3) 油菜和小麦在盐碱胁迫下, 耐盐碱品种植株体内的可溶性糖含量、抗氧化酶活性以及$\mathrm{O}^{\bar{.}}_{2}$清除能力均高于盐敏感品种, H₂O₂、$\mathrm{O}^{\bar{.}}_{2}$均随盐碱胁迫浓度升高而增加, 但耐盐碱品种叶片增幅较小; 不同的是, 耐盐碱油菜品种在苗期抗盐碱生理机制中响应更快, 随着生育期的推进, 叶片中的可溶性糖含量以及$\mathrm{O}^{\bar{.}}_{2}$清除能力也会逐渐增加; 而耐盐碱小麦品种叶片中的可溶性糖含量和$\mathrm{O}^{\bar{.}}_{2}$的清除能力均随生育期推进而显著降低。油菜主要通过“储钠”作用将Na⁺区隔化进叶柄和茎秆中, 而小麦主要通过“拒钠”作用减少Na⁺的吸收, 并将Na⁺更多地积累在根系中; 耐盐碱能力强的品种维持钠钾离子平衡能力更强; 油菜耐盐碱能力随着生育期的推进逐渐增强, 而小麦的耐盐碱能力则随着生育期推进逐渐减弱。

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37. 青稞分蘖角度的QTL定位

杨景发, 余鑫莲, 姚有华, 姚晓华, 王蕾, 吴昆仑, 李新

作物学报 2025, 51 (1): 260-272. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.31086

摘要（496）

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分蘖角度是青稞株型的主要构成因素, 在提高青稞产量与抗倒伏性中发挥着极为重要的作用。为解析青稞分蘖角度的遗传机制, 本研究以青稞品种‘达章紫’ (株型松散)和‘昆仑10号’ (株型紧凑)为亲本构建的RIL群体为材料, 基于高密度遗传图谱, 在多环境中进行青稞分蘖角度的QTL定位, 并利用RIL群体衍生的剩余杂合系, 对鉴定到的主效QTL qTA7H-1进行精细定位。在青稞7条染色体上共检测到9个控制分蘖角度的QTL, 解释表型变异为6.41%~33.57%, 其中, qTA3H-1和qTA7H-1为多环境共检测的主效QTL, 平均加性效应分别为5.42° (增效)和-3.87° (减效); 在减效QTL qTA7H-1初定位区间筛选到4个剩余杂合体, 自交衍生F_8:9近等基因系, 在置信区间内加密设计14对分子标记对RHL群体极端单株进行检测, 利用获得的5种交换类型单株, 将qTA7H-1进一步界定在PC08 (32,252,397)与PA10 (41,790,765)约9.54 Mb的物理区间内。本研究初步揭示调控青稞分蘖角度的遗传因子, 为开展分蘖角度性状的遗传改良与分子设计育种奠定了基础。

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38. 大麦 HvMYB2分子特性及响应干旱胁迫的功能分析

王林, 陈晓雨, 张文梦龙, 汪思琦, 程冰云, 程靖秋, 潘锐, 张文英

作物学报 2025, 51 (4): 873-887. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.41068

摘要（490）

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干旱是全球农业生产中最主要的环境胁迫之一, 严重影响作物的生长发育和产量形成。挖掘野生大麦优异的抗旱基因对于我国干旱、半干旱区域抗旱大麦品种的选育与利用具有重要意义。为阐明HvMYB2基因的分子特性及其响应干旱胁迫的功能, 本研究从抗旱野生大麦EC_S1中扩增HvMYB2编码序列(CDS), 获得了912 bp长的CDS序列, 编码303个氨基酸。保守结构分析显示, HvMYB2为R2R3型MYB转录因子, 含有2个HTH_MYB结构域, 其编码蛋白定位于细胞核。系统发育分析表明, HvMYB2与小麦PIMP1蛋白同源性最高(87.5%)。表达模式分析显示, HvMYB2在苗期地上部分表达水平最高。在干旱胁迫条件下, HvMYB2在抗旱野生大麦EC_S1中表达水平显著升高。过表达HvMYB2的拟南芥株系在干旱条件下表现出更强的抗旱性, 干旱胁迫下叶片相对含水量、叶绿素a和叶绿素b含量显著高于野生型拟南芥, 相对电导率则显著降低, 叶片气孔导度显著低于野生型植株。反之, 沉默HvMYB2导致了大麦植株在干旱胁迫下的抗旱性显著降低, 表现为更高的水分损失和细胞损伤, 以及更大的气孔导度。由此推测HvMYB2通过调节叶片气孔导度正调控大麦的抗旱性。互作蛋白预测结果显示, HvMYB2可能与HvMYB27和HvMYB29转录因子形成复合物以调节下游基因表达。此外, HvMYB2启动子分析揭示其包含多个干旱诱导和激素响应元件, 野生大麦HvMYB2启动子中181 bp特异性片段插入导致其转录水平受干旱显著诱导, 可能提高了野生大麦EC_S1的抗旱性。本研究为全面解析HvMYB2抗旱分子调控机制奠定了基础, 为大麦品种抗旱遗传改良提供了新的基因资源。

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39. 谷子微核心种质的构建

梁红凯, 赵苏蒙, 陆琼, 周鹏, 智慧, 刁现民, 贺强

作物学报 2025, 51 (6): 1435-1444. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44204

摘要（488）

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种质资源是作物遗传研究、种质创新和新品种培育的重要基础。然而, 随着种质资源数量的快速增长, 如何高效研究和利用这些遗传资源成为亟待解决的重要问题。本研究基于全球范围的967份谷子种质资源的基因组数据, 通过遗传多样性、遗传距离、地理分布等信息, 构建出一个具有代表性的200份谷子微核心种质资源群体。该微核心种质保留了原始种质的遗传多样性和群体结构的代表性, 同时具有广泛的地理分布和丰富的表型变异。本研究进一步通过全基因组关联分析鉴定出10个与农艺性状关联的QTL, 包括调控谷子叶枕颜色的PPLS1基因和与抽穗期相关的Ghd7.1基因, 表明该微核心种质具有高的实用性。研究结果为谷子种质资源的高效利用提供了重要的材料基础。

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40. 黄麻U6启动子克隆及其转录活性分析

黄梦欣, 庄灵玲, 程佩佩, 李秦, 徐建堂, 陶爱芬, 方平平, 祁建民, 张立武

作物学报 2025, 51 (5): 1156-1165. DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.44161

摘要（480）

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U6启动子是CRISPR/Cas9体系中驱动单向导RNA (single guide RNA, sgRNA)转录的重要元件, 内源U6启动子相比外源U6启动子通常具有更高的启动效率。然而, 目前黄麻内源U6启动子的研究还尚未见报道。本研究利用拟南芥保守的sgRNA AtU6-26序列, 从黄麻“梅峰4号”基因组中克隆到相似性最高的CcU6.1与CcU6.3两个候选启动子。通过构建CcU6.1与CcU6.3分别驱动GUS报告基因的融合表达载体, 利用农杆菌介导的转化法分别转染本氏烟草叶片和黄麻毛状根, 通过GUS组织化学染色分析启动子的转录活性。同源比对结果显示, CcU6.1与CcU6.3启动子均具有影响U6启动子转录活性的2个必要元件USE和TATA box。GUS组织化学染色表明, 黄麻这2个U6启动子均具有转录活性, 但在烟草叶片和黄麻毛状根中CcU6.1启动子的转录活性均弱于CcU6.3启动子, 荧光定量PCR进一步验证了这一结果。考虑到过长的U6启动子可能会削弱其转录活性, 于是比较分析CcU6.3与AtU6-26启动子的顺式作用元件, 发现CcU6.3启动子5′端截短后的序列即从转录起始位点至-550 bp位置, 可能会进一步提高其转录活性。本研究率先在黄麻中克隆到具有较高转录活性的U6启动子CcU6.3, 为构建黄麻属CRISPR/Cas9基因编辑系统提供了应用潜力的启动子。

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