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    玉米ZmBRI1基因的克隆、表达及功能分析
    郝岭,张钰石,段留生,张明才*,李召虎
    作物学报    2017, 43 (09): 1261-1271.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01261
    摘要247 RICH HTML    PDF (6304KB)(830 收藏

    油菜素内酯(BRs)是一种重要的甾族类激素,在植物的生长过程中起着重要的作用。本研究利用同源克隆的方法,从玉米B73自交系中获得了一个新的油菜素内酯受体蛋白编码基因ZmBRI1,该基因全长为3369bp,编码1122个氨基酸。亚细胞定位分析表明,ZmBRI1蛋白定位于细胞膜上,而且ZmBRI1在各个玉米的组织器官中都有表达,其中在幼嫩的组织中表达最高。利用转基因技术将ZmBRI1导入BR不敏感突变体bri1-5中,获得的转基因植株修复了其表型,特别是植株高度、叶片形态和果荚大小。与突变体bri1-5比较,油菜素内酯(brassinolide, BL)处理显著抑制转基因株系根系生长;丙环唑(propiconazole, Pcz)处理显著抑制了下胚轴生长;同时转基因株系DWF4CPD基因的表达量下降。此外,在野生型(Ws)中过表达ZmBRI1,过表达ZmBRI1株系显著提高了在ABA抑制条件下的种子萌发率和植株生长,而且下调了ABA响应基因RD29ARD29BABI5RAB18的表达。因此,ZmBRI1不仅参与了植物的形态建成和BR的信号传导,而且参与调控了植物对ABA信号的响应。

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    中国小麦品种抗赤霉病基因Fhb1的鉴定与溯源
    朱展望, 徐登安, 程顺和, 高春保, 夏先春, 郝元峰, 何中虎
    作物学报    2018, 44 (04): 473-482.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00473
    摘要247 HTML25 PDF (844KB)(447 收藏

    提高赤霉病抗性已成为我国小麦主产区的重要育种目标之一。Fhb1是抗性最强且最稳定的抗赤霉病基因, 阐明其在我国小麦育种中的应用及传递路径, 对抗赤霉病育种有重要意义。本研究通过分析229份小麦品种(系) Fhb1区段内PFT (pore-forming toxin-like)、HC (HCBT-like defense response protein)和His (histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系, 发现PFT-I/His-I为抗病单倍型。基因检测和系谱分析表明, 中国小麦品种所含Fhb1至少有2个来源, 分别为苏麦3号和宁麦9号, 并以后者为主。本研究开发的诊断性标记PFT-CAPSHis-InDel可有效用于Fhb1的分子标记辅助育种。

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    转型期作物生产发展的机遇与挑战
    邹应斌,黄敏
    作物学报    2018, 44 (6): 791-795.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00791
    录用日期: 2018-04-08

    摘要235 HTML39 PDF (214KB)(347 PDF (214KB)(57 收藏

    中国作物生产正处于由传统手工劳动为主的小规模生产向机械化、集约化、信息化程度高的适度规模化生产过渡的转型期。在此期间, 作物生产发展的重要目标是实现单位耕地生产率与人均劳动生产率的同步提高。近年来, 中国作物生产能力的稳步提高、生产方式的重大转变以及工业经济的迅速发展为转型期作物生产发展创造了新的机遇, 但同时也带来了新的挑战, 涉及多熟制作物生育期缩短、大田生产用种量增加和杂种优势利用价值下降等方面。针对上述挑战, 笔者从发展密植高光效栽培、提高杂交作物种子质量以及加强育种与栽培协同攻关等方面展望了转型期作物生产的研究方向。

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    利用SNP芯片和BSA分析规模化定位小麦抗白粉病基因
    吴秋红,陈永兴,李丹,王振忠,张艳,袁成国,王西成,赵虹,曹廷杰,刘志勇
    作物学报    2018, 44 (01): 1-14.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00001
    摘要223 HTML6 PDF (2517KB)(568 收藏

    规模化定位小麦品种携带的抗白粉病基因对于抗病性种质创新和新品种选育具有重要的意义。本研究采用Illumina Infinium iSelect 90k SNP芯片结合集群分离分析法(bulked segregate analysis,BSA)对36个河南省小麦新品系携带的抗白粉病基因进行了定位。SNP芯片检测表明,在24个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到一个明显富集的SNP峰,表明其可能携带单一主效抗白粉病基因;在其他12个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到多个SNP峰,推测其可能含多个抗白粉病基因。有26个小麦品系在2AL染色体上检测到的SNP数目最多,推测其携带位于2AL染色体上的Pm4b抗白粉病基因。开发出与2AL染色体上抗白粉病基因紧密连锁的分子标记Xwggc116,可用于这些小麦品系中抗白粉病基因的分子检测。研究结果表明高通量SNP分析技术平台可以用来规模化定位小麦品种中的抗白粉病基因,明确了河南省抗白粉病小麦品系中携带Pm2Pm4bPm21和新1BL/1RS易位等有限的抗白粉病基因,抗病基因资源非常狭窄,亟需引进新的多样化抗病基因资源,拓宽遗传基础,培育抗病小麦新品种。

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    超级稻品种中嘉早17高产相关性状的QTL定位
    胡大维,圣忠华,陈 炜,李潜龙,魏祥进,邵高能,焦桂爱,王建龙,胡培松,谢黎虹,唐绍清
    作物学报    2017, 43 (10): 1434-1447.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01434
    摘要218 RICH HTML    PDF (697KB)(243 收藏

    水稻产量事关粮食安全,对水稻高产基因的进一步挖掘意义重大。本研究采用花药培养技术,构建了包含101个株系的中嘉早17×D50的加倍单倍体群体(DH群体)。考查海南、杭州高产田块和杭州山区低产田块3种种植环境下DH群体各株系、亲本中嘉早17和D50的有效穗数、每穗粒数、结实率以及千粒重等产量相关性状,同时构建DH群体的遗传连锁图谱。QTL定位分析表明,3种种植环境下共检测到74个具有显著加性效应的QTL,其贡献率变幅为3.7%~43.2%,分布于水稻12条染色体。其中,qPH1-1qFLL12在3种种植环境下均被检测到,其贡献率分别为8.9%、24.2%、43.2%和16.6%、17.9%、18.9%。此外,qPH3、qFLL10-2、qFLW11-1、qPL11、qGNP11、qSSR3以及qTGW5-1 7个QTL在其中2种种植环境下被同时检测到,其贡献率变幅为7.4%~42.2%。QTL×环境互作分析表明,仅qPH1-1、qFLW2、qEPP1qTGW5-1 4个QTL存在显著的加性×环境互作效应。进一步对qTGW5-1定位区间所包含的GW5测序分析表明,高产株系和低产株系的GW5等位基因分别来自亲本中嘉早17和D50,这与检测到的qTGW5-1的加性效应来自亲本中嘉早17相符。本研究为今后水稻产量相关基因的进一步挖掘以及借助分子聚合育种培育超高产品种提供了理论依据和技术支撑。

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    麦瘟病研究进展与展望
    何心尧,郝元峰,周益林,何中虎
    作物学报    2017, 43 (08): 1105-1114.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01105
    摘要208 RICH HTML    PDF (277KB)(579 收藏

    Magnaporthe oryzae引起的麦瘟病是一种毁灭性小麦真菌病害,过去仅在南美流行,可造成10%~100%减产。2016年该病害首次在亚洲出现,给世界小麦生产带来重大潜在威胁。本文对麦瘟病病原生物学与病害流行学、小麦抗性材料筛选、麦瘟病的抗病性机制和综合治理等进行评述,并介绍了该领域国际合作研究的成功经验,以期为国内开展类似工作提供借鉴。尽管我国尚无麦瘟病报道,但南方部分地区为潜在适生区,异常气候可能会导致其在大范围流行,因此需高度警惕。建议与国际麦瘟病协作网合作,尽快开展麦瘟病相关研究,建立对此病害的监测预警和防治关键技术储备体系,以保障我国小麦生产安全。

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    水稻抗咪唑啉酮类除草剂基因ALS功能标记的开发与应用
    王芳权, 杨杰, 范方军, 李文奇, 王军, 许扬, 朱金燕, 费云燕, 仲维功
    作物学报    2018, 44 (03): 324-331.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00324
    摘要202 HTML8 PDF (7415KB)(387 收藏

    选育和利用抗除草剂水稻品种具有重要的生产实践意义。通过筛选水稻资源, 发现了抗除草剂材料金粳818, 其ALS基因编码区第1880位碱基存在一个由G到A的碱基变异, 导致丝氨酸突变为天冬酰胺, 从而具有除草剂抗性。本研究基于该位点的碱基变异, 设计了11条等位基因特异PCR (allelic-specific PCR, AS-PCR)引物, 经过优化筛选, 获得两个引物组合F1N (S1/S9)和F1M (S1/S10), 将该标记命名为AS-ALS。利用F2群体及其亲本和杂交种, 结合AS-ALS标记检测和除草剂抗性分析, 结果表明感除草剂ALS-G等位基因型只能被F1N引物对有效扩增, 抗除草剂ALS-A等位基因型只能被F1M引物对有效扩增, 而杂合基因型能同时被两对引物F1N和F1M扩增, ALS-A纯合或杂合等位基因型都表现抗除草剂, ALS-G纯合基因型表现感除草剂。因此本研究开发的标记能有效区分除草剂抗性基因的3种基因型, 基因型与表型完全对应。该标记用于回交育种, 可以选择ALS-A杂合基因型单株, 剔除ALS-G纯合等位基因型, 在自交的F2保留ALS-A纯合基因型单株, 连续自交, 能快速获得除草剂抗性稳定的水稻材料。该除草剂抗性基因的功能标记还可用于咪唑啉酮类除草剂抗性资源筛选。

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    引进马铃薯种质资源在干旱半干旱区的表型性状遗传多样性分析及综合评价
    余斌,杨宏羽,王丽,刘玉汇,白江平,王蒂,张俊莲
    作物学报    2018, 44 (01): 63-74.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00063
    摘要184 HTML0 PDF (1206KB)(446 收藏

    马铃薯种质资源缺乏,适宜干旱半干旱条件下生长的品种更为紧缺,引进马铃薯种质是丰富种质资源的有效途径。本文采用Shannon-Wiener’s多样性指数及综合得分(F值)对119份从秘鲁国际马铃薯中心引进的马铃薯材料的表型性状(出苗率、株高、茎粗、叶面积、生育期、单株结薯数、单株产量、商品率、干物质含量和块茎长宽比)进行遗传多样性分析及综合评价。结果表明,参试材料的10个表型性状中生育期遗传多样性最为丰富;茎粗、叶面积、生育期、单株结薯数、单株产量、商品率、干物质含量、块茎长宽比对马铃薯种质资源表型性状综合值具有显著影响,这些指标可用于旱作条件下对马铃薯种质资源的综合评价;综合得分F值与所测经济性状(单株产量、商品率、干物质)具显著相关性,可作为马铃薯种质资源的主要评价指标;引进材料中CIP393228.67和CIP 385561.124在干旱区,CIP304350.95、CIP392797.22、CIP388615.22在半干旱区分别表现出较好的丰产稳产特性。这些材料综合评价较好,可有效补充中国马铃薯种质资源。

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    丙环唑对玉米幼苗生长的调控及其相关机制
    郝岭,邢嘉鹏,段留生,张明才*,李召虎
    作物学报    2017, 43 (11): 1603-1610.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01603
    摘要176 RICH HTML    PDF (2205KB)(518 收藏

    丙环唑(propiconazole,简称Pcz)作为一种杀菌剂被广泛应用于作物生产,它同时具有调节作物生长发育的作用,但关于丙环唑在玉米上的应用研究较少。本研究以玉米品种郑单958为材料,研究丙环唑(Pcz)对玉米苗期植株生长、细胞形态和激素信号的影响。结果表明,Pcz处理显著抑制玉米中胚轴与胚芽鞘的生长,降低株高,缩短叶片和叶鞘长度,减小叶夹角,同时显著抑制叶片和叶鞘细胞的纵向伸长,促使叶枕细胞排列由疏松变为紧密;Pcz处理显著降低玉米中赤霉素(GA)的含量,下调GA3ox1基因的表达,上调GA钝化酶基因GA2ox5和GA2ox8表达,而GA合成酶基因GA20ox1的表达呈现先上调后下调模式;Pcz处理显著降低油菜素内酯(BR)含量,但BR合成基因CPD和DWF4的表达上调,可能是由于反馈调节。此外,Pcz处理下调扩张蛋白基因EXPA4、EXPA5和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因XTH1、XET1的表达。综上所述,Pcz处理调节GA和BR信号转导途径,抑制GA和BR在植株内积累,调控扩张蛋白、木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因表达,操纵细胞生长,有效调控株型。

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    利用MR1523/苏御糯F2:3群体定位水稻抗灰飞虱QTL
    仲杰,温培正,孙志广,肖世卓,胡金龙,张乐,江玲,程遐年,刘裕强,万建民
    作物学报    2017, 43 (11): 1596-1602.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01596
    摘要173 RICH HTML    PDF (782KB)(593 收藏

    灰飞虱是我国水稻生产的主要害虫之一,不仅直接取食危害水稻,还是水稻主要病毒病的传播介体,严重制约水稻生产。籼稻品种MR1523对灰飞虱表现较强的排趋性。为发掘抗灰飞虱新基因,本研究利用MR1523与感虫粳稻品种苏御糯构建了一个包含200个家系的F2:3分离群体,进行灰飞虱抗性鉴定。并利用120对均匀分布在水稻12条染色体的多态性SSR标记,构建了全基因组连锁图谱,进行抗灰飞虱QTL定位。结果分别在水稻第2、第5和第6染色体上检测到Qsbph2、Qsbph5a、Qsbph5b和Qsbph6 4个抗灰飞虱QTLs,分别位于分子标记RM526–RM3763、RM17804–RM13、RM574–RM169和RM190–RM510之间,LOD值分别为2.14、3.13、3.23和2.35,贡献率分别为12.0%、14.7%、17.4%和14.1%,各QTL的抗性等位基因效应均来自抗虫亲本MR1523。该结果为后续抗灰飞虱基因的精细定位及通过分子标记辅助选择培育抗灰飞虱水稻新品种奠定了基础。

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    基于寡核苷酸探针套painting的中国春非整倍体高清核型及应用
    王丹蕊,杜培,裴自友,庄丽芳,亓增军
    作物学报    2017, 43 (11): 1575-1587.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01575
    摘要170 RICH HTML    PDF (15582KB)(848 收藏

    基于寡核苷酸探针套painting的染色体鉴定技术简单、经济和高效, 可以促进小麦品种及亲缘物种染色体识别和变异体鉴定, 提高染色体工程效率。我们前期开发了寡核苷酸探针套, 包含pAs1-1、pAs1-3、AFA-4、(GAA)10和pSc119.2-1共5个探针。本研究通过一次荧光原位杂交(FISH), 对源于17个非整倍体的18份材料分析发现, 其中14个染色体组成正确, 可以清晰识别相应的缺体、四体和端体。还构建了基于寡核苷酸探针套涂染的、能准确识别3个基因组和7个部分同源群染色体的高清核型, 发现4个非整倍体发生变异, 其中从N5BT5D中鉴定出一个可能的小片段相互易位系T6AS·6AL-6DL和T6DS·6DL-6AL。进一步对7个地方品种、10个栽培品种(系)和1个人工合成小麦分析, 发现15条染色体存在多态性, 涉及6条B组(除4B)、5条A组(除1A和3A)和4条D组(1D、2D、4D和7D)染色体, 可以清晰识别我国小麦生产上广泛应用的3种易位类型(T1RS·1BL、T6VS·6AL及相互易位T1RS·7DL和T7DS·1BL), 省去了基因组原位杂交(GISH)程序。另外, 对5个亲缘物种分析发现, 该探针套可以识别栽培一粒小麦、硬粒小麦Langdon、荆州黑麦、长穗偃麦草(2n=2x=14)全部和中间偃麦草30条染色体, 并构建了这5个物种的核型。本研究结果证实该寡核苷酸探针套可以有效用于小麦及亲缘物种染色体鉴定, 高清晰的中国春非整倍体核型为小麦染色体工程提供了参考标准。

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    被引次数: Baidu(1)
    双季晚稻不同类型品种产量与主要品质性状的差异
    陈波,李军,花劲,霍中洋,张洪程,程飞虎,黄大山,陈忠平,陈恒,郭保卫,周年兵,舒鹏
    作物学报    2017, 43 (08): 1216-1225.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01216
    摘要167 RICH HTML    PDF (263KB)(311 收藏

    明确江西双季晚稻条件下籼粳杂交稻、杂交粳稻、常规粳稻、杂交籼稻4种类型品种产量与一般品质的差异,为江西双季晚稻适宜品种的科学选用与初步区划提供依据与参考,在江西上高县(28°31′N, 115°09′E)试验点进行,比较研究表明与杂交籼稻相比,常规粳稻、杂交粳稻和籼粳杂交稻加工品质、蒸煮食味品质有所改善,而外观品质与营养品质略逊。产量表现为籼粳杂交稻>杂交粳稻>常规粳稻>杂交籼稻。本研究认为上高地区 “籼改粳”工程适宜种植的晚稻品种为籼粳杂交稻、杂交粳稻和常规粳稻。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    利用BSR-Seq定位小麦品种郑麦103抗条锈病基因YrZM103
    张怀志,谢菁忠,陈永兴,刘旭,王勇,闫素红,杨兆生,赵虹,王西成,贾联合,曹廷杰,刘志勇
    作物学报    2017, 43 (11): 1643-1649.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01643
    摘要167 RICH HTML    PDF (1271KB)(533 收藏

    郑麦103是一个高抗条锈病的小麦新品种,为明确其携带的抗病基因,用郑麦103与感条锈病品种农大399杂交构建分离群体,用条锈菌CYR32、CYR33和CRY34 (V26)混合菌系进行田间接种和成株期抗性鉴定,对214个F2:3家系的条锈病抗性进行遗传分析,初步确定郑麦103的抗条锈性由单个主效基因控制,定名为YrZM103。通过BSR-Seq技术开发了6个与YrZM103紧密连锁的分子标记,将YrZM103定位于染色体臂7BL分子标记ZM215ZM221之间,遗传距离分别为11.8 cM和6.9 cM。利用7BL染色体上与其他已知抗条锈病基因紧密连锁的分子标记进行比较作图,发现YrZM103是不同于7BL末端其他抗条锈病基因的新基因。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    利用分子标记辅助选择聚合水稻Pi-taPi-bWx-mq基因
    姚姝,陈涛,张亚东,朱镇,赵庆勇,周丽慧,赵凌,赵春芳,王才林
    作物学报    2017, 43 (11): 1622-1631.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01622
    摘要162 RICH HTML    PDF (1133KB)(538 收藏

    近年来,优良食味粳稻品种南粳46、南粳5055和南粳9108在江苏等地大面积推广,促进了优质稻米产业的发展。但这些品种均不抗稻瘟病,且缺乏适合在淮北地区种植的中熟中粳型优良食味粳稻品种。本研究以同时携带稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的江苏抗病、高产粳稻品种武粳15为母本,携带低直链淀粉含量基因Wx-mq的优良食味粳稻品种南粳5055为父本配置杂交组合进行聚合育种。利用Pi-ta和Pi-b基因的分子标记多重PCR体系以及Wx-mq基因的四引物扩增受阻突变体系PCR检测技术,分别在不同的分离世代对目标基因位点进行检测,结合田间多代选育、抗性鉴定和籽粒胚乳外观鉴定,成功地将Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因聚合于一体,选育出稻瘟病抗性好、食味品质优、产量高的水稻新品系“南粳0051”,适合在江苏省淮北地区种植。本研究将三套自主研发的PCR检测体系成功应用于分子标记辅助选择,不仅为水稻多基因聚合育种提供了快捷、高效的选择方法,也为水稻抗病、优质育种创制了新的种质资源。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    利用黄褐棉染色体片段导入系定位产量和纤维品质性状QTL
    沈超,李定国,聂以春,林忠旭
    作物学报    2017, 43 (12): 1733-1745.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01733
    摘要161 RICH HTML    PDF (2684KB)(426 收藏

    陆地棉的遗传基础狭窄,阻碍了棉花的遗传改良进程。为有效拓宽陆地棉的遗传基础,本试验利用野生种黄褐棉(AD4)为供体亲本,以综合性状优良的B0011品系为受体亲本(国审棉华杂棉H318的亲本之一),构建了含71个株系的导入系BC5S5群体。基于SLAF-seq的基因分型和多年多点田间试验的综合分析表明,该导入系在产量和纤维性状方面具有很大的变异,共检测到48个QTL,其中包含19个产量和29个纤维构成因素相关的QTL。在At亚组检测到9个性状的32个QTL,在Dt亚组为16个。进一步对QTL加性效应方向分析显示,其中有30个QTL的加性效应为正,18个QTL的加性效应为负。本研究结果为利用黄褐棉重要农艺性状有利等位基因改良陆地棉产量和品质奠定了基础。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    水稻Wx复等位基因基于PCR的功能标记开发与利用
    毛艇,李旭,李振宇,徐正进
    作物学报    2017, 43 (11): 1715-1723.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01715
    摘要158 RICH HTML    PDF (1412KB)(581 收藏

    直链淀粉含量是影响稻米食味品质的重要因素,主要由蜡质基因(Wx)调控,Wx基因座存在WxaWxbWxinWxmw等多个复等位基因,通过分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)培育中低直链淀粉含量的水稻品种是提高稻米适口性的重要途径。Wx复等位基因的功能由单碱基核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNP)决定,其检测依赖于测序或酶切,存在耗时多、费用昂贵等缺点。为提高选择效率,本文利用Wx复等位基因的SNP差异和四引物扩增受阻突变(tetra-primer ARMS-PCR)原理,进行PCR功能标记的开发。引物设计过程中,针对扩增效率低和非匹配的延伸2个技术难题,提出了调整错配位点的解决方案,成功开发了基于PCR技术的两对功能性标记Waxygt-ARMS2和Waxyac-ARMS2,可以准确区分上述复等位基因型,且具有操作简单、耗费较低的特点。利用新开发标记对辽宁省育成的部分水稻品种进行Wx基因型检测的结果表明,40份辽宁育成品种均携带Wxb基因,遗传基础单一。上述结果为利用Wx基因位点的分子标记培育中低直链淀粉含量的水稻品种,改良辽宁省水稻品种的食味品质提供了技术支撑。

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    一个水稻温敏黄化突变体的表型分析和基因定位
    张天雨,周春雷,刘喜,孙爱伶,曹鹏辉,Thanhliem NGUYEN,田云录,翟虎渠,江玲
    作物学报    2017, 43 (10): 1426-1433.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01426
    摘要154 RICH HTML    PDF (3003KB)(397 收藏

    对水稻叶色进行表型分析与基因定位,可为图位克隆该类基因和研究水稻光合系统功能奠定基础。利用甲基磺酸乙酯(Ethylmethylsulfone,EMS)诱变的方法,从籼稻品种“南京11”(简称NJ11)中获得温敏黄化突变体dy1;与野生型相比,dy1在自然环境下,从苗期至成熟期始终表现叶片黄化,透射电镜显示dy1类囊体结构异常;同时株高、分蘖数、结实率等农艺性状也表现出极显著的差异;实验室光照培养箱条件下,dy1苗期在20℃下表现白化,在25℃表现黄化,在30℃下为浅绿的表型;遗传分析表明水稻温敏黄化突变体dy1的表型是由1对隐性基因控制;将突变体与粳稻广亲和品种‘02428’杂交,构建F2群体,从中选出隐性极端个体,通过基因定位,将控制黄化的基因限定在第1染色体长臂上标记Y-4和Y-35之间的115 kb的区间内,含有16个开放阅读框(ORF),测序发现,dy1中编码尿嘧啶核苷酸激酶的基因LOC_Os01g73450的第4个内含子与第5个外显子交界处存在单碱基替换,拟作为候选基因;且叶绿体合成相关基因表达量显著降低,猜测该基因可能参与了叶绿素合成途径。

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    水稻颖花持续开放突变体sostenuto floret opening (sfo1)的鉴定与基因定位
    沈亚林,庄慧,陈欢,曾晓琴,李香凝,张君,郑昊,凌英华,李云峰*
    作物学报    2017, 43 (08): 1122-1127.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01122
    摘要153 RICH HTML    PDF (2577KB)(311 收藏

    水稻颖花开放是其生殖发育一个关键生理过程,对受精和随后种子发育具有重要影响。本文报道了一个与水稻颖花开放相关的突变体,来源于籼稻保持系西农1B的EMS(ethyl methane sulfonate)诱变群体。该突变体表现为开颖后浆片失水萎缩过程缓慢,内外稃持续开裂不闭合,暂命名为水稻颖花持续开放sostenuto floret opening 1 (sfo1)突变体。遗传分析表明sfo1性状受一对隐性单基因控制,利用群体分离分析法(bulked segregation analysis, BSA)将SFO1基因定位在第5染色体SSR标记RM1054和IN/DEL标记ZTQ51之间,物理距离113 kb,含注释基因15个。本研究结果为SFO1基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。

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    茶树β-淀粉酶基因CsBAM3的克隆及其响应低温的表达模式
    郝心愿,岳川,唐湖,钱文俊,王玉春,王璐,王新超,杨亚军
    作物学报    2017, 43 (10): 1417-1425.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01417
    摘要151 RICH HTML    PDF (3372KB)(308 收藏

    β-淀粉酶(BAM)是植物中参与淀粉水解的关键酶类,在应对非生物胁迫中发挥重要作用。从前期茶树冷驯化转录组分析中分离到1个参与淀粉代谢的差异表达基因,cDNA全长克隆及序列分析鉴定该基因为拟南芥BAM3同源基因,命名为CsBAM3。该基因编码548个氨基酸残基,与拟南芥的BAM1和BAM3一起归为第II亚家族,推测为叶绿体定位、具有淀粉水解活性的β-淀粉酶编码基因。启动子克隆及序列分析显示该基因可能受生理节律、光、低温及多种激素等信号共同调控。CsBAM3在叶片中表达量最高,茎和花中表达量较低,根中基本不表达。CsBAM3在冷驯化初期被显著上调且一直保持相对较高的水平。成熟叶片及嫩芽(一芽二叶)中的CsBAM3均可以被4℃及0℃低温显著上调,且嫩芽中基因的表达量上调幅度明显高于成熟叶。模拟倒春寒低温条件下,检测不同萌发阶段新梢中CsBAM3的表达情况表明,CsBAM3在鲜叶初展的嫩芽中即可快速受低温诱导。以上结果表明CsBAM3是茶树中调控淀粉水解的一个重要β淀粉酶编码基因,在茶树成熟叶和嫩芽受到不同低温胁迫时其表达可被快速诱导。

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    不同脱水剂对杂交水稻制种种子质量及基因表达的影响
    沈杭琪,胡伟民,林程,关亚静,刘宏友,安建宇,胡晋
    作物学报    2017, 43 (09): 1308-1318.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01308
    摘要151 RICH HTML    PDF (693KB)(238 收藏

    以Y两优689杂交水稻品种为材料,研究了不同脱水剂对其制种种子脱水及种子质量的影响。结果表明,11种脱水剂均能加快种子成熟后期脱水,7号和9号脱水剂喷施后5 d,种子水分分别下降4.6%和3.6%,与对照相比,两种处理对种子千粒重、发芽和幼苗生长无不良影响,种子可溶性蛋白、可溶性糖、ABA和GA3含量则显著高于对照。种子室温贮藏6个月后,与对照相比,7号、8号和9号脱水剂处理对种子发芽和幼苗生长无显著影响,7号和9号脱水剂处理的种子可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、ABA含量与对照无显著差异。7号比9号脱水效果好,可作为Y两优689的脱水剂。进一步研究发现,种子贮藏前,7号、8号和9号脱水剂处理能提高种子中OsNECDOsNCED2基因的表达,降低OsGA2ox1的表达。与未贮藏种子相比,3种脱水剂处理的种子OsNECD1OsNCED2表达量下降,OsCYP707A5OsGA2ox1表达量上升。表明经过6个月贮藏,脱水剂处理对种子ABA合成相关基因和GA3分解相关基因表达的影响减弱,同时OsCYP707A5的高表达导致种子ABA含量减少,可能是种子贮藏后萌发力提高的主要原因。

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    秸秆还田配施氮肥对东北春玉米光合性能和产量的影响
    白伟,张立祯,逄焕成,孙占祥,牛世伟,蔡倩,安景文
    作物学报    2017, 43 (12): 1845-1855.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01845
    摘要151 RICH HTML    PDF (550KB)(420 收藏

     

    秸秆还田配施氮肥是解决旱作农田“耕层变浅”、“土壤紧实”、“有效耕层土壤减少”问题的重要措施之一, 在旱作农业生产中具有重要意义。为探明秸秆深翻还田配施氮肥对东北春玉米光合性能和产量的影响, 本研究于2014—2015年在辽宁铁岭设置S0F0 (秸秆0 kg hm–2+纯NPK 0 kg hm–2)、SN0 (秸秆9000 kg hm–2+纯N 0 kg hm–2+纯P 112.5 kg hm–2+纯K 90 kg hm–2)、SN1 (秸秆9000 kg hm–2+纯N 112.5 kg hm–2+纯P 112.5 kg hm–2+纯K 90 kg hm–2)、S0N2 (秸秆0 kg hm–2+纯N 225 kg hm–2+纯P 112.5 kg hm–2+纯K 90 kg hm–2, 当地传统种植方式, CK)、SN2 (秸秆9000 kg hm–2+纯N 225 kg hm–2+纯P 112.5 kg hm–2+纯K 90 kg hm–2)、SN3 (秸秆9000 kg hm–2+纯N 337.5 kg hm–2+纯P 112.5 kg hm–2+纯K 90 kg hm–2) 6个处理开展了研究。结果表明, 秸秆还田配施氮肥对春玉米籽粒产量和生物产量影响显著, 秸秆还田9000 kg hm–2和配施氮肥225 kg hm–2处理的籽粒产量最高, 比秸秆不还田和施氮量225 kg hm–2处理(CK) 2年平均增产6.33%, 增产的主要原因是百粒重和行粒数的显著提高和秃尖的显著降低; 玉米籽粒产量并未随着施氮量的增加而持续增加; 相同施氮量条件下, 秸秆还田比秸秆不还田2年平均群体生物产量增加2.95%。秸秆还田配施氮肥能够增加春玉米株高、茎粗、叶面积, 提高叶绿素含量和光合作用, 相同施氮量条件下, 秸秆还田比秸秆不还田处理2年平均灌浆期叶面积增加2.71%, 光合速率提高4.80%。综合分析认为, 秸秆还田9000 kg hm–2和配施氮肥225 kg hm–2是辽北棕壤区春玉米生产比较理想的还田和施肥模式, 在该区域农业发展中具有一定的应用价值。
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    被引次数: Baidu(1)
    我国部分主推小麦品种组织培养再生能力评价
    张伟, 尹米琦, 赵佩, 王轲, 杜丽璞, 叶兴国
    作物学报    2018, 44 (02): 208-217.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00208
    摘要150 HTML0 PDF (2972KB)(301 收藏

    小麦细胞工程育种和基因工程育种存在强烈的基因型特异性, 从目前推广的优良小麦品种中筛选不同外植体再生能力强的基因型, 对于提高小麦生物技术育种效率和加速育成品种的生产应用具有重要意义。本研究以全国大面积推广的24个优良小麦品种和抗白粉病优良品系CB037为材料, 连续2年进行花药培养、幼胚培养和成熟胚培养, 统计愈伤组织诱导率、愈伤组织分化率和植株再生率, 分析、评价这些小麦品种(系) 3种外植体的组织培养再生性能。结果表明, 25个小麦品种(系)花药、幼胚、成熟胚的植株再生率分别为0~41.75%、2.25%~531.92%和3.24%~84.34%, 基因型差异显著; 组织培养再生能力以幼胚最强(119.79%), 成熟胚其次(36.23%), 花药最弱(4.91%)。CB037的3种外植体组织培养再生效率均最高, 轮选987、扬麦16、内麦836、科农199、新春6号、郑麦366、郑麦9023、新冬20、烟农19和川麦42幼胚培养植株再生能力表现较强, 新春6号、京冬8号、石麦4185、科农199和轮选987成熟胚培养植株再生率较高, 石麦4185和邯6172花药培养绿苗诱导率较高。小麦组织培养效率与基因型和外植体类型密切相关, 不同品种同一外植体再生能力差异显著, 同一品种不同外植体再生能力也存在显著差异, 并且3种外植体的组织培养再生能力不存在相关性。本研究筛选到不同外植体再生能力较好的优良小麦基因型, 可进一步用于小麦转基因育种和单倍体育种。

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    不同底墒条件下补灌对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响
    林祥,王东*
    作物学报    2017, 43 (09): 1357-1369.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01272
    摘要149 RICH HTML    PDF (868KB)(442 收藏

    我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2013201420142015年冬小麦生长季,在播种期0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5 (A)266.3 (B)317.0 mm (C)3种底墒条件下,各设置4个补灌水处理,包括不灌水、拔节期+开花期补灌、越冬期+拔节期+开花期补灌、播种期+拔节期+开花期补灌,研究不同处理冬小麦耗水特性、旗叶光合、干物质积累与分配、产量及水分利用效率的差异。结果表明,冬小麦生育期总耗水量和土壤水消耗量均随播种期底墒的提高而增加。在底墒AB条件下,冬小麦主要消耗降水和灌溉水。提高播种期补灌水平或于越冬期补灌,冬小麦在底墒A条件下对土壤水的消耗量显著增加,在底墒B条件下对土壤水的消耗量显著减少。在底墒C条件下,冬小麦耗水以土壤水为主,其次为降水,再次为灌溉水;播种期或越冬期补灌显著增加生育期总耗水量,对土壤水消耗量则无显著影响。于播种期、拔节期和开花期补灌,冬小麦在底墒A条件下可获得较高的籽粒产量,但水分利用效率较低;在底墒B条件下籽粒产量和水分利用效率均较高;在底墒C条件下,仅于拔节期和开花期补灌即可获得高产和高水分利用效率,播种期和越冬期无需补灌。综上所述,播前底墒是实施冬小麦合理补灌的重要依据。

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    水稻ABA生物合成基因OsNCED3响应干旱胁迫
    徐学中,汪婷,万旺,李思慧,朱国辉*
    作物学报    2018, 44 (01): 24-31.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00024
    摘要149 HTML0 PDF (5906KB)(451 收藏

    9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是植物内源脱落酸(ABA)生物合成的限速酶,由NCED基因家族编码,水稻中响应干旱胁迫并以此调节ABA水平的OsNCED基因尚见未报道。本研究发现在水稻已报道的5个OsNCED基因中,OsNCED3的表达受干旱胁迫诱导,复水处理后其表达快速下调,其表达模式与此过程中内源ABA含量变化趋势一致。OsNCED3的RNAi转基因植株表现为干旱敏感,且生物量下降;而过量表达OsNCED3基因增加了水稻的抗旱性。干旱胁迫下过量表达OsNCED3的转基因株系有较高的ABA水平,同时其抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及逆境响应基因脱水素蛋白(Dehydrin)和胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)转录表达均高于野生型。下调表达OsNCED3的转基因株系则呈现相反的变化趋势。因此,OsNCED3是水稻干旱胁迫响应基因,调节了干旱环境下ABA水平和抗逆性。

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    玉米生产上3个主推品种光合特性、干物质积累转运及灌浆特性
    徐田军, 吕天放, 赵久然, 王荣焕, 陈传永, 刘月娥, 刘秀芝, 王元东, 刘春阁
    作物学报    2018, 44 (03): 414-422.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00414
    摘要149 HTML1 PDF (515KB)(397 收藏

    以当前玉米生产主推品种郑单958、先玉335和京科968为试验材料, 考察其光合特性、干物质积累与转运及籽粒灌浆特性, 以揭示高产玉米品种的产量形成特性, 为玉米高产生产提供依据。结果表明: (1)产量以京科968最高、先玉335次之、郑单958最低, 京科968分别较郑单958和先玉335高14.55%和7.93%。(2)穗位叶净光合速率和冠层光合能力表现为京科968>先玉335>郑单958, 且吐丝期>乳熟期。京科968吐丝期和乳熟期的穗位叶净光合速率分别比先玉335高7.84%和16.78%, 比郑单958高22.23%和24.44%; 冠层光合能力分别较先玉335高38.77%和58.41%, 较郑单958高50.83%和56.49%。(3)花后干物质积累量、转移量、干物质转运率和干物质转运对籽粒贡献率均以京科968最高, 分别比先玉335高13.72%、21.20%、6.32%和4.77%, 比郑单958高31.87%、39.96%、18.49%和10.42%。(4)籽粒灌浆参数在不同品种间存在较大差异, 京科968与先玉335的平均灌浆速率(0.73和0.75 g 100-grain-1 d-1)相当, 且均高于郑单958 (0.67 g 100-grain-1 d-1); 活跃灌浆期以郑单958 (53.69 d)最长、京科968 (51.02 d)次之、先玉335 (48.95 d)最短。(5)相关分析表明, 产量与净光合速率显著正相关, 与花后干物质积累量及转运率极显著正相关。京科968具有较高的光合效率、花后干物质积累量及转运率、灌浆速率及较长的灌浆持续期, 是较郑单958和先玉335高产的重要原因。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    外源水杨酸、脯氨酸和γ-氨基丁酸对盐胁迫下水稻产量的影响
    沙汉景,胡文成,贾琰,王新鹏,田雪飞,于美芳,赵宏伟*
    作物学报    2017, 43 (11): 1677-1688.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01677
    摘要148 RICH HTML    PDF (1170KB)(498 收藏

    水杨酸(SA)、脯氨酸(Pro)和γ-氨基丁酸(GABA)在植物生长发育以及抵御逆境胁迫中起重要作用。为了研究三者复配对盐胁迫下水稻产量是否具有协同增效作用,本文采用三元二次通用旋转组合设计,建立了SA、Pro和GABA复配剂与盐胁迫下水稻产量之间的数学模型,通过频数分析获得SA、Pro与GABA复配优化组合方案。结果表明,二次模型拟合较好,对盐胁迫下水稻产量的影响程度为SA>GABA>Pro,SA与GABA,Pro与GABA之间交互作用对盐胁迫下水稻产量有显著影响。模拟寻优获得提高盐胁迫下水稻产量10%以上的最佳复配组合为SA0.44~0.51 mmol L-1、Pro27.63~31.20 mmol L-1、GABA3.55~4.28 mmol L-1。外源SA、Pro与GABA单剂和复配剂对盐敏感品种牡丹江30的调控作用大于耐盐品种龙稻5。SA或Pro与GABA复配对盐胁迫下水稻产量的影响具有协同作用,而SA与Pro复配效果与品种耐盐性差异有关。SA、Pro和GABA三者复配效果优于两两复配,任意单剂与其他2种外源物质复配对水稻产量的影响均存在协同作用。

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    应用SNP精准鉴定大豆种质及构建可扫描身份证
    魏中艳, 李慧慧, 李骏, YasirA.Gamar, 马岩松, 邱丽娟
    作物学报    2018, 44 (03): 315-323.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.000315
    摘要148 HTML4 PDF (3201KB)(511 收藏

    为加强大豆种质资源管理及品种保护, 本研究构建了一套基于单核苷酸多态性(SNP)标记的快速鉴定体系。选用分布于13个基因的23个SNP标记对599份大豆表型精准鉴定种质进行基因型分析。结果表明, SNP标记的遗传多样性指数范围0~0.722, 其中3个SNP在供试材料中不存在碱基差异, 2个SNP为特异等位变异。从具有多态性的20个SNP中选出14个(GlySNP14)用于种质鉴定, 其中12个为高多态性SNP, 2个为特异性SNP。模拟结果表明, GlySNP14的种质鉴别能力(750份种质)高于任意相同数目标记构成的SNP随机组合(最多361份种质)。GlySNP14在599份种质中共形成了176个单倍型, 其中100份种质具有独特的单倍型。结合这些种质的其他属性, 构建了100份种质由38个数字组成的身份证, 前10位数字为种质属性信息码, 包括品种类别、来源地等; 11~38位数字为品种分子指纹码, 代表品种的特异分子信息, 并最终以一维码和二维码的形式表示, 为种质资源简易管理与保护利用提供了有效途径。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    用全基因组关联作图和共表达网络分析鉴定油菜种子硫苷含量的候选基因
    魏大勇, 崔艺馨, 熊清, 汤青林, 梅家琴, 李加纳, 钱伟
    作物学报    2018, 44 (05): 629-641.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00629
    摘要147 HTML54 PDF (2011KB)(266 收藏

    油菜籽饼粕是畜禽养殖中重要的蛋白原料, 但饼粕中的硫苷是一种抗营养物质, 食用过多会对禽畜产生毒害, 因此挖掘油菜籽粒硫苷含量的候选基因对油菜种子低硫苷育种具有重要现实意义。本研究连续4年种植1个含157份材料的油菜自然群体, 结合重测序数据对种子硫苷含量进行全基因组关联分析(GWAS), 并对15份低硫苷和15份高硫苷材料进行种子发育早期的转录组测序, 通过权重基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定种子硫苷含量的候选基因。用GWAS共检测到45个与种子硫苷含量显著相关的SNP, 单个位点解释的表型变异为13.5%~23.3%, 主要分布在A09、C02和C09染色体的3个区间中, 覆盖5个已知的硫苷代谢基因。用WGCNA分析发现高、低硫苷材料之间的2275个差异表达基因, 可分为12个基因模块, 其中1个模块的基因显著富集在已知的硫苷生物合成途径, 对该模块内163个基因的权重分析得到13个候选基因。经检测, GWAS和WGCNA共得到的18个候选基因中, 有14个候选基因的表达量与种子硫苷含量显著相关(r = 0.376~0.638, P<0.05)。用两种方法鉴定到1个共同的候选基因BnaC02g41790D (基因名MAM1), 与该基因连锁的5个SNP构成5种单体型, 等位基因效应分析发现, 自然群体中63%的材料(99/157)为Hap 5, 平均硫苷含量为50.79 μmol g-1, 与另外4种单体型(95.04~110.28 μmol g-1)存在极显著差异(P<0.01)。本研究结合GWAS和WGCNA两种方法鉴定了油菜种子硫苷含量的候选基因, 可为复杂性状候选基因的筛选提供参考。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    矮秆基因Rht_NM9在小麦株高建成中对内源激素含量的影响
    卢媛,崔超凡,胡平,陈佩度,沈雪芳,韩晴,王义发,邢莉萍,曹爱忠
    作物学报    2017, 43 (09): 1272-1279.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01272
    摘要144 RICH HTML    PDF (1044KB)(480 收藏

    普通小麦品种“南农9918”经甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate, EMS)诱变获得一个矮秆、多蘖、长穗突变体“NM9”,在该突变体中定位到一个新的矮秆突变基因Rht_NM9。内源激素在普通小麦株高建成的过程中发挥重要的调节作用,为了解析Rht_NM9致矮的生理机制,本研究以南农9918及其矮秆突变体NM9为材料,利用酶联免疫吸附分析法(enzyme-linked immunosorbent assays, ELISA)测定了不同生育期各节间内源赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)的含量,分析小麦发育关键时期的内源激素含量变化与株高的关系。结果表明,在孕穗期和抽穗期,矮秆突变体NM9中GA、ABA含量均显著高于南农9918,而ZR含量则显著低于南农9918,IAA含量在南农9918和突变体NM9之间无明显差异。此外,突变体NM9各节间中GA/ABA比值显著高于南农9918,而IAA/ABA、(IAA+GA)/ABA、ZR/ABA比值显著低于南农9918。以上结果表明小麦株高受多种激素调控,突变体中内源ABA含量升高,IAA/ABA和ZR/ABA比值降低会抑制植物株高伸长。

    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    耕作模式对土壤生物活性与养分有效性及冬小麦产量的影响
    陈金,庞党伟,韩明明,尹燕枰,郑孟静,骆永丽,王振林*,李勇*
    作物学报    2017, 43 (08): 1245-1253.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01245
    摘要143 RICH HTML    PDF (905KB)(410 收藏

    为探讨长期玉米秸秆还田下不同耕作模式对土壤生化性状及冬小麦产量的影响, 从2011年10月至2016年6月连续5个冬小麦生长季进行田间定位试验。设4个耕作处理, 分别是连续旋耕秸秆不还田(RT)、连续旋耕秸秆还田(RS)、连续深耕秸秆还田(DS)及前2年旋耕秸秆还田第3年深耕秸秆还田(TS)。与RT相比, 连续5年秸秆还田显著提高0~10、10~20和20~30 cm土层土壤有机碳、无机氮、速效磷、速效钾含量; 土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶和蔗糖酶活性及土壤微生物多样性分别提高23.1%~59.3%、13.2%~40.7%、14.1%~28.8%、10.9%~19.5%和31.9%~42.5%。秸秆还田使各土层变形菌门、硝化螺旋菌门及放线菌门的相对丰度显著提高, 而酸杆菌门相对丰度则显著降低。与DS及TS相比, RS显著提高0~10 cm土层土壤养分状况及生物活性, 10~30 cm土层则显著降低。连续旋耕至第3年, 无论秸秆还田与否, 小麦均表现减产; DS与TS处理则表现持续增产, 平均年增产3.2%和3.9%。本研究表明在黄淮海东部地区, 秸秆还田条件下, 2年旋耕后接1年深耕的耕作模式有助于改善耕层土壤质量和提高冬小麦生产力

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    被引次数: Baidu(1)
    薏苡种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选
    汪灿,周棱波,张国兵,张立异,徐燕,高旭,姜讷,邵明波
    作物学报    2017, 43 (09): 1381-1394.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01381
    摘要142 RICH HTML    PDF (356KB)(360 收藏

    以50份薏苡种质为材料,设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,测定株高、茎粗、分枝数、主茎节数、分蘖数、单株粒数、单株粒重、千粒重和产量,采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对其进行成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明,各指标对干旱胁迫的反应及关联程度各异。6个公因子可代表薏苡抗旱性90.80%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试薏苡种质抗旱性排序相近。供试薏苡种质产量抗旱系数(Y值)与D值、CDC值和WDC值均呈极显著正相关。筛选出成株期抗旱性强的薏苡种质有yy18-1、yy03-8和粱丰薏14-2。分蘖数、单株粒重和千粒重可作为薏苡种质资源成株期抗旱性评价的直观指标。

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    水稻类病斑突变体spl34的鉴定与基因精细定位
    刘宝玉, 刘军化, 杜丹, 闫萌, 郑丽媛, 吴雪, 桑贤春, 张长伟
    作物学报    2018, 44 (03): 332-342.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00332
    摘要142 HTML0 PDF (3703KB)(356 收藏

    利用化学诱变剂EMS处理籼型水稻恢复系“缙恢10号”, 从其后代中筛选到1个遗传稳定的类病斑突变体spl34。该突变体于分蘖后期在下部叶片的叶鞘上开始出现褐色的类病斑, 随后沿着中脉扩散至整个叶片, 成熟期扩散至整个植株。相比于野生型, 该突变体的株高显著变矮, 穗长显著变短, 穗粒数、结实率和千粒重极显著降低。遮光试验和组织化学分析表明, 突变体类病斑的形成受光诱导, 在类病斑形成部位发生大量过氧化氢沉积和细胞程序性死亡。荧光显微镜观察发现, 在紫外光照射下突变体产生的荧光较野生型弱。与野生型相比, 突变体spl34的H2O2和O2-含量较高, 而CAT、POD和T-SOD等保护酶的活性显著降低; 稻瘟病抗性无明显差异或略显降低。遗传分析表明, 突变体spl34的表型受1对隐性核基因控制。基因定位结果表明, 该基因定位于第4染色体的LR49和LR52两个分子标记之间, 物理距离为200 kb。测序分析发现该区间内的候选基因LOC_Os04g56480的第3449位碱基发生突变(G3449T), 导致色氨酸替换为半胱氨酸。qRT-PCR结果表明该基因在突变体内表达量降低, 而部分病程相关基因的表达量则升高。

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    一个新的玉米Vp15基因等位突变体的遗传分析与分子鉴定
    王瑞, 张秀艳, 陈阳松, 杜依聪, 汤继华, 王国英, 郑军
    作物学报    2018, 44 (03): 369-375.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00369
    摘要142 HTML0 PDF (1593KB)(285 收藏

    在玉米繁种过程中发现一个玉米穗发芽突变体(viviparous), 命名为vp-like4。经过连续多代自交发现该突变体性状能稳定遗传, 并且表现为隐性单基因控制。以vp-like4与自交系Mo17杂交构建F2遗传定位群体, 利用BSR-Seq方法, 将目的基因定位于玉米第5染色体173.8~175.6 Mb之间。通过基因组序列信息分析发现, 在此定位区间内存在一个已报道的Vp15基因。Vp15基因编码钼喋呤合酶小亚基, 参与类胡萝卜素裂解为ABA的过程。利用2个独立的vp15突变体vp15-umu1vp15-DR1126的杂合体, 分别与vp-like4突变体杂合体做杂交进行等位测验, 发现杂交后代中正常籽粒与穗发芽籽粒比例符合3∶1分离比。基因组序列分析发现vp-like4突变体中Vp15基因在第2外显子末端及3°非翻译区有60个碱基的缺失, 与所报道的vp15突变体vp15-umu1vp15-DR1126均在第2个外显子有Mutator转座子插入的突变方式不同。进一步通过RT-PCR检测发现, vp-like4突变体中Vp15基因的表达量显著降低。以上实验证据表明, vp-like4是一个新的Vp15基因等位突变体。

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    玉米光合突变体hcf136 (high chlorophyll fluorescence 136)的转录组分析
    吴庆飞, 秦磊, 董雷, 丁泽红, 李平华, 杜柏娟
    作物学报    2018, 44 (04): 493-504.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00493
    摘要139 HTML0 PDF (1712KB)(251 收藏

    玉米是典型的C4作物, 其光合作用由花环结构的两种细胞(叶肉细胞和维管束鞘细胞)共同完成。玉米hcf136 (high chlorophyll fluorescence 136)突变体叶肉细胞叶绿体不能形成基粒从而丧失了PSII活性, 但维管束鞘细胞的叶绿体发育不受影响, 是研究玉米C4光合机理的好材料。本研究利用转录组测序(RNA-Seq)技术, 通过对高光和低光下野生型和hcf136突变体不同叶片部位进行转录组分析发现, PSII相关基因的转录未发生明显差异, 表明PSII复合体的缺失是非转录水平变化所引起。此外, 突变体中淀粉合成受阻, 糖降解、糖转运及Cu2+转运等代谢过程加剧, 且一些转录因子表达发生显著变化。该结果对进一步深入研究玉米HCF136基因的功能提供了参考。

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    玉米InDel分子标记20重PCR检测体系的建立
    冯博,许理文,王凤格,薛宁宁,刘文彬,易红梅
    作物学报    2017, 43 (08): 1139-1148.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01139
    摘要138 RICH HTML    PDF (776KB)(395 收藏

    为构建玉米多重PCR检测体系,提高分子标记检测效率,利用10份代表性玉米材料对238对InDel引物进行单重PCR评估,共得到192对扩增效率高、稳定性好的引物。根据软件评估结果、扩增质量、产物范围、染色体均匀分布原则从192对引物中优选出30对综合表现较好的引物形成扩增产物范围在80~200 bp和200~400 bp的两组核心引物组合,每套组合中有10对引物分布在不同染色体上。在核心引物组合的基础上综合考虑染色体分布、碱基片段范围、引物荧光颜色,逐一添加引物,最终形成两组玉米20重PCR体系,一组40重荧光标记毛细管电泳。

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    膜下滴灌条件下高产甜菜灌溉的生理指标
    李智,李国龙,张永丰,于超,苏文斌,樊福义,张少英
    作物学报    2017, 43 (11): 1724-1730.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01724
    摘要137 RICH HTML    PDF (713KB)(451 收藏

    甜菜是我国重要的糖料作物,其生物产量高,需水量大,合理灌溉是节约用水、提高产量的有效措施之一。本试验连续两年研究了内蒙古半干旱地区膜下滴灌条件下,不同灌水量甜菜块根产量与叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、叶水势、土壤含水量和耗水量之间的关系,以及不同灌水量对甜菜产量和水分利用效率的影响。结果表明,高产甜菜的叶面积指数在叶丛快速生长期大于7.37,在块根糖分增长期和糖分积累期分别为6.08~6.51和4.19~5.57,在叶丛快速生长期、块根糖分增长期和糖分积累期叶水势分别为–0.09~ –0.22 MPa、–0.18~ –0.39 Mpa和–0.26~ –0.48 MPa,净光合速率分别为21.28~28.23 μmol m–2 s–1、21.90~28.75 μmol m–2 s–1和22.06~26.58 μmol m–2 s–1,蒸腾速率在叶丛快速生长期和块根糖分增长期分别为9.36~10.21 mmol m–2 s–1和6.37~7.73 mmol m–2 s–1,在糖分积累期大于4.69 mmol m–2 s–1,耗水量分别为140.15~312.78 mm、44.93~200.45 mm和56.32~113.06 mm。甜菜产量、产糖量、水分利用效率均高的合理灌溉量,在丰雨年份(生育期降雨量>500 mm)为1350 m3 hm–2,在少雨年份(生育期降雨量<300 mm)为1800 m3 hm–2,为甜菜节水灌溉提供了理论依据和生理指标。

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    秸秆全量还田与氮肥运筹对机插优质食味水稻产量及品质的影响
    陈梦云,李晓峰,程金秋,任红茹,梁健,张洪程,霍中洋
    作物学报    2017, 43 (12): 1802-1816.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01802
    摘要137 RICH HTML    PDF (662KB)(417 收藏

    以江苏优质食味水稻代表性品种南粳5055和南粳46为材料,在总施纯氮量为300 kg hm-2条件下,设置9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6共6种基蘖肥与穗肥比例运筹,探讨秸秆全量还田与不同氮肥运筹比例对机插优质食味水稻产量及稻米品质的影响。结果表明,与秸秆不还田相比,秸秆全量还田具有显著的增产效应,南粳5055、南粳46平均增产5.04%、4.64%;随基蘖氮肥占总施氮量比例下降,秸秆全量还田机插粳稻产量呈先增后减趋势,基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时,水稻产量最高。秸秆全量还田显著增加了稻米的蛋白质含量,降低了垩白率和垩白度,对改善稻米的外观品质和营养品质有一定作用。秸秆全量还田还有利于蒸煮食味品质的改善,显著提高稻米的崩解值和食味值,显著降低稻米的消减值。提高穗肥占总施氮量的比例可以显著改善稻米的加工和营养品质,提高整精米率,但同时增加了稻米垩白,降低了稻米外观品质,且稻米蒸煮食味品质也有所下降。

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    利用水稻MAGIC群体关联定位抽穗期和株高QTL
    申聪聪,朱亚军,陈凯,陈慧珍,吴志超,孟丽君,徐建龙
    作物学报    2017, 43 (11): 1611-1621.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01603
    摘要136 RICH HTML    PDF (758KB)(469 收藏

    利用多亲本高代互交系(multi-parent advanced generation inter-cross, MAGIC)群体(DC1、DC2和8way)及其复合群体DC12 (DC1+DC2)和RMPRIL (DC1+DC2+8way)进行关联分析定位水稻抽穗期和株高QTL。2015年和2016年分别在江西和深圳收集3个MAGIC群体抽穗期数据, 2016年在两地收集株高数据, 结合Rice 55K SNP芯片进行基因分型, 利用关联分析方法检测到3个影响抽穗期的主效QTL (qHD3、qHD6和qHD8), 分别位于第3、第6和第8染色体, 且分别与已知抽穗期基因DTH3、Hd3a和Ghd8在同一区域。检测到5个影响株高的QTL (qPH1.1、qPH1.2、qPH1.3、qPH4和qPH6), 其中qPH1.1和qPH1.2位于已知基因Psd1和sd1附近, 其余3个QTL为影响株高的新位点, 但仅在1个群体和单个环境下被检测到, QTL表达受遗传背景和环境影响大。不同MAGIC群体定位抽穗期和株高的效果不同, 在8亲本MAGIC群体8way及复合群体DC12和RMPRIL分别检测到5、5和6个抽穗期和株高QTL, 明显多于4亲本群体DC1的2个和DC2的4个, 而且作图的精度更高, 表现在定位到的QTL显著水平高和与已知基因距离更近, 尤其是复合群体的联合分析(如DC12和RMPRIL)的作图优势更为明显。研究结果为抽穗期和株高有利基因挖掘奠定了基础, 同时为分子育种提供材料和有利信息。

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    海岛棉枯萎病抗性与类黄酮代谢相关基因表达量的相关
    黄启秀,曲延英,姚正培,李梦雨,陈全家*
    作物学报    2017, 43 (12): 1791-1801.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01791
    摘要134 RICH HTML    PDF (499KB)(297 收藏

    枯萎病是危害海岛棉生产的重要因素之一, 研究枯萎病抗性分子机制将为培育抗病海岛棉品种、解决枯萎病对海岛棉的危害问题提供坚实的基础。本研究在前期转录组测序的基础上, 对海岛棉枯萎病抗性差异表达基因进行分析(DEG, Differentially Expressed Gene); 以7个抗病性表现不同的海岛棉品种为材料, 利用qRT-PCR的方法研究抗病差异表达基因在不同接菌时间点的表达量差异, 并分析基因表达量与病情指数的相关性。结果表明, DEG分析得出类黄酮代谢通路相关基因与海岛棉枯萎病抗性有关。qRT-PCR分析显示抗病材料中类黄酮代谢通路关键基因的表达量显著高于感病材料。在接菌后多个时间点, 类黄酮代谢通路中的关键基因TT7CHIDFR在抗病材料中的表达量显著或极显著高于感病材料, 其中CHIDFR基因的表达量与病情指数呈显著负相关。综上所述, 类黄酮代谢通路相关基因对海岛棉枯萎病抗性均有影响, 且CHITT7DFR基因是关键基因。

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    小麦热激转录因子基因TaHsfB2d的克隆和特性及其对耐热性的调控
    赵立娜,刘子会,段硕楠,张园园,李国良,郭秀林
    作物学报    2018, 44 (01): 53-62.   doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00053
    摘要133 HTML0 PDF (2592KB)(329 收藏

    植物热激转录因子(heat shock transcription factor, Hsf)是响应热胁迫的主要调节因子,通过调节热激蛋白基因表达进而增强植物耐热性。小麦Hsf家族至少含有56个成员,其中B族11个,含B2亚族5个。本研究采用同源克隆技术,从37°C热处理的两叶一心小麦幼叶中克隆获得TaHsfB2d (序列号:AK331994)cDNA序列,序列长1191 bp,编码396个氨基酸。蛋白序列包括DNA结合结构域DBD和核定位信号序列NLS。同源分析表明,TaHsfB2d蛋白与大麦未知蛋白的相似性最高,为92%。荧光定量分析表明,TaHsfB2d在小麦多个组织器官中组成型表达,其中在成熟植株根系中表达量较高。37°C热胁迫、外源水杨酸(SA)和H2O2处理均能不同程度上调TaHsfB2d的表达,热激能显著增强SA和H2O2TaHsfB2d表达的诱导。H2O2合成抑制剂DPI和羟自由基清除剂DMTU联合处理显著抑制热激对TaHsfB2d表达的上调作用、完全抑制SA对TaHsfB2d表达的上调。通过在洋葱内表皮瞬时表达TaHsfB2d并观察GFP荧光发现,正常条件下,TaHsfB2d蛋白定位于细胞核。酵母中耐热性鉴定表明,正常条件下,转TaHsfB2d的酵母细胞与转空载体对照酵母细胞的长势没有明显差异,热激处理同时降低,但前者的长势相对更强,TaHsfB2d的导入不影响细胞的生长发育。推测TaHsfB2d通过水杨酸途径介导植株耐热性调控过程,该过程依赖于H2O2存在。

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主管:中国科学技术协会
主办:中国作物学会
   中国农业科学院作物科学研究所
   中国科技出版传媒股份有限公司
出版:科学出版社
主编:万建民
副主编:陈晓亚 陈温福 曹卫星 张爱民
    杨建昌 张献龙 李召虎 王建康
    徐明良 程维红
编辑部主任: 程维红
国内统一刊号:CN 11-1809/S
国际标准刊号:ISSN 0496-3490
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主编:万建民
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