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2012年 第38卷 第02期 刊出日期：2012-02-12

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综述

植物组织培养再生相关基因鉴定、克隆和应用研究进展  

叶兴国, 佘茂云, 王轲, 杜丽璞, 徐惠君

作物学报. 2012, (02):  191-201.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00191

摘要 ( 3372 )   PDF (2584KB) ( 4420 )  

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离体植物组织体细胞胚胎发生是一个复杂的无性繁殖过程，依次经历外源植物激素信号应答、已分化细胞的脱分化、静止细胞的再分裂以及特定组织、器官原基或分生组织的形成等，是多个基因在外界因素刺激下协调、有序表达和互作的结果，不但受培养基中植物激素和营养成分的影响，也与外植体的生理状态关系密切。本文综述了外源激素和内源激素在植物组织培养中的作用，以及外源激素对内源激素的调节功能；重点介绍了5类与植物体细胞胚胎发生有关的候选基因，包括体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶、阿拉伯葡聚糖酶、亚硝酸还原酶、生长素结合蛋白和抗氧化酶。再生相关基因的利用不但有助于提高植物组织培养植株再生率和遗传转化率，而且有助于获得安全型转基因植物，在基因工程育种中具有潜在应用前景。不同植物和同种植物不同外植体组织培养中调控体细胞胚胎发生的主效基因可能不同，关键再生相关基因的克隆和功能鉴定是今后需要加强的方向。

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

大豆花叶病毒(SMV)株系SC4和SC8的抗性遗传分析

王大刚, 马莹, 刘宁, 郑桂杰, 杨中路, 杨永庆, 智海剑

作物学报. 2012, (02):  202-209.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00202

摘要 ( 1894 )   PDF (154KB) ( 700 )  

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选用我国黄淮和长江流域大豆产区发生频繁的SMV株系SC4和SC8，利用大豆抗病材料和感病材料配制抗感和抗抗杂交组合，研究抗病材料对SC4和SC8株系的遗传方式以及不同大豆材料对SMV抗性基因位点间的等位性关系。结果表明, 接种SC4株系后，由冀LD42、徐豆1号、跃进4号、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的9个抗感组合的F₁均表现抗病，经卡方测验, F₂抗感分离比例3∶1，F_2:3家系分离比例为1(抗)∶2(分离)∶1(感)，表明这些抗源均有1对基因控制对SC4株系的抗性，且抗病表现为显性；5个抗抗组合的F₁均表现抗病，F₂群体分离比例15(抗)∶1(感)，表明大白麻与汾豆56、科丰1号和齐黄1号携带抗SC4的基因是不等位的，冀LD42与汾豆56，晋大74与中作229是不等位的。接种SC8株系后，用齐黄1号、中作229、NY58、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的抗感组合杂交后代分离符合1对基因的分离比例且F₁均表现抗病，说明这些品种对SC8株系的抗性也均由1对显性基因控制。抗抗组合晋大74×汾豆56接种SC8株系后的F₂群体全部表现抗病，F_2:3家系没有抗感分离，表明抗病品种晋大74与汾豆56携带的抗病基因是等位的；齐黄1号×科丰1号、大白麻×汾豆56的F₂群体分离比例15(抗)∶1(感)，表明抗病亲本齐黄1号与科丰1号、大白麻与汾豆56携带抗SC8的基因是不等位的，而且独立遗传。

东乡野生稻抗褐飞虱QTL分析

黄得润, 陈洁, 赖凤香, 刘光杰, 庄杰云

作物学报. 2012, (02):  210-214.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00210

摘要 ( 1812 )   PDF (110KB) ( 1294 )  

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野生稻是水稻抗褐飞虱基因的重要种质资源。应用东乡野生稻与栽培稻协青早B构建的2套材料，开展水稻抗褐飞虱基因鉴定研究。先以协青早B//协青早B/东乡野生稻BC₁F₅群体为材料，应用褐飞虱田间种群进行抗虫鉴定，检测到2个抗褐飞虱QTL，其中，qBph2位于水稻第2染色体RM29–RG157区间，东乡野生稻等位基因可降低死苗率22.2%；qBph7位于第7染色体RM11–RM234区间，东乡野生稻等位基因可降低死苗率43.7%。进一步以协青早B为轮回亲本，构建了BC₃F₃群体，应用褐飞虱生物型I、II和III进行抗虫鉴定，QTL分析表明qBph2抗褐飞虱生物型I和II，qBph7抗褐飞虱生物型I和III。这2个QTL对培育抗褐飞虱水稻品种具有重要应用价值。

轮回选择对豫综5号玉米群体产量性状配合力的改良效果

库丽霞, 孟庆雷, 侯本军, 李家富, 刘海静, 陈彦惠

作物学报. 2012, (02):  215-222.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00215

摘要 ( 1838 )   PDF (200KB) ( 1397 )  

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玉米群体遗传基础广泛、遗传变异丰富，是培育优良玉米自交系的源泉。玉米群体的改良研究对玉米种质资源创新、优良自交系选育具有重要的指导意义。本研究采用NC II遗传交配设计，以豫综5号5个轮次改良群体为父本，以黄早四、丹340、中综5号、齐319、掖478、Mo17为测验种配制成30个测交组合，通过一年两点的产量性状及其配合力评价试验，研究轮回选择对豫综5号群体的改良效果。结果表明，轮回选择对群体单株产量的改良是有效的，群体与各测验种间的杂交后代产量平均每轮提高3.57%。半姊妹轮回选择和相互半姊妹轮回选择在改良群体产量一般配合力方面, 均得到显著提高，呈逐轮上升的趋势；采用半姊妹轮回选择对豫综5号群体3轮的选择后，C₃群体与C₀相比，一般配合力效应值从–11.63增长到5.57，差异极显著；经1轮相互半姊妹轮回选择后，群体的一般配合力效应值从C₃的5.57增加到C₄的9.75。豫综5号改良群体与黄早四的特殊配合力得到一定的提高，逐轮朝着Reid×唐四平头杂优模式水平提高的方向稳定发展。

绿豆基因组SSR引物在豇豆属作物中的通用性

钟敏, 程须珍, 王丽侠, 王素华, 王小宝

作物学报. 2012, (02):  223-230.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00223

摘要 ( 2116 )   PDF (454KB) ( 1105 )  

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分子标记的种间通用性可降低其开发成本，提高利用效率，也有助于促进遗传研究较薄弱物种的分子遗传学研究。本文选取绿豆、小豆、豇豆及饭豆材料各3份, 分析1 205对新开发的绿豆基因组SSR引物在这些材料中的扩增效果，结果显示绿豆基因组SSR引物在豇豆、小豆和饭豆中的通用性比率分别为50.0%、73.3%和81.6%；多态性比率分别为4.1%、1.7%和1.5%；在4个种间均通用的引物469对。这些通用性SSR引物将有助于这4种食用豆类在多样性评价、连锁图谱的构建、基因定位及比较基因组学等方面的研究。

利用表达分析和基因沉默方法研究硫代硫酸硫转移酶基因TaTST与小麦抗白粉病反应的关系

贺洋, 岳洁瑜, 王华忠

作物学报. 2012, (02):  231-239.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00231

摘要 ( 1987 )   PDF (401KB) ( 1065 )  

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硫代硫酸硫转移酶参与植物体内的硫代谢、氰化物的清除以及活性氧的生成与清除，与植物抗病反应密切相关。小麦抗、感白粉病近等基因系材料在接种白粉菌后均诱导表达硫代硫酸硫转移酶基因TaTST，并在接种后0~48 h内呈现2次诱导峰值，分别与白粉菌初次接触识别和附着胞侵入、吸器形成时间相对应，也与2次氧突发时间对应。TaTST在感病材料上的诱导表达水平明显高于在抗病材料上，由此导致的活性氧过度清除可能是导致感病反应的原因之一。TaTST也参与抗病反应过程。利用病毒诱导的基因沉默技术(virus-induced gene silencing, VIGS)创造了TaTST基因沉默的抗病植株。尽管充分发病时间后沉默植株叶片上并未观察到肉眼可见的病斑，但侵染早期白粉菌成功侵入频率的增加和次级菌丝的有限伸长说明TaTST沉默植株抗病水平下降。TaTST沉默导致乳突致密度下降和H₂O₂在细胞内的扩散时间延迟。因此，TaTST可能通过调节活性氧的积累和扩散、乳突的形成等小麦-白粉菌互作早期的寄主细胞反应而参与小麦对白粉菌的抗侵入过程。

一个新的水稻短根毛突变体的遗传分析和基因定位

丁沃娜, 黄炜, 宁永强, 朱世华

作物学报. 2012, (02):  240-244.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00240

摘要 ( 2190 )   PDF (273KB) ( 1267 )  

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根毛是植物吸收水分和养分的重要器官。本研究从T-DNA突变体库中获得一个以中花11为遗传背景的水稻短根毛突变体, 命名为ossrh3 (Oryza sativa short root hair 3)。该突变体的根毛伸长严重受阻, 并且伴随株高、主根长、侧根长和侧根数目等性状的改变。遗传分析表明该突变性状受1对隐性单基因控制, 利用ossrh3纯合体和籼稻品种Kasalath杂交构建F₂定位群体, 利用已公布的水稻SSR (simple sequence repeat)和自行设计的STS (sequence- tagged site)标记, 最终将OsSRH3定位在水稻第1染色体上的标记S38978和S39016之间, 物理距离约为37.7 kb, 包含8个候选基因, 为进一步克隆OsSRH3基因和研究禾本科作物根毛发育的分子调控机理提供了依据。

花生溶血磷脂酸酰基转移酶基因的克隆与表达分析

陈四龙, 黄家权, 雷永, 任小平, 文奇根, 陈玉宁, 姜慧芳, 晏立英, 廖伯寿

作物学报. 2012, (02):  245-255.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00245

摘要 ( 2358 )   PDF (607KB) ( 1968 )  

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溶血磷脂酰基转移酶(LPAT)是植物油脂合成途径的一个关键酶，在植物油脂品质改良和提高种子含油量方面具有重要的应用价值。本研究通过构建花生种子全长cDNA文库，结合大规模EST测序和功能注释，从花生中克隆了溶血磷脂酸酰基转移酶基因，命名为AhLPAT。该基因cDNA全长1 629 bp，对应的基因组序列5 531 bp，由11个外显子和10个内含子组成，内含子剪接方式符合GT-AG剪接规则。根据编码区预测AhLPAT编码一条387个氨基酸组成的多肽，预测分子量为43.2 kD，等电点为9.42。AhLPAT蛋白含有一个典型的酰基转移酶保守功能结构域以及溶血磷脂酰基转移酶相似的保守区域。该蛋白的氨基酸序列与已报道的其他物种LPAT蛋白序列有较高的一致性。AhLPAT与旱金莲、油菜、海甘蓝、蓖麻和拟南芥的LPAT蛋白氨基酸相似性依次为90%、89%、89%、88%和87%。系统进化分析表明，AhLPAT与拟南芥AtLPAT2亲缘关系较近，且同属于内质网型LPAT蛋白。RT-PCR分析表明，AhLPAT基因在花生根、茎、叶、花、果针和种子中均有表达，在花生开花后50~60 d，果针和种子中的表达量最高，且AhLPAT的表达量与花生种子含油量积累速率变化一致，二者显著相关(r=0.63，P<0.05)。推测AhLPAT基因在花生种子油脂合成中起重要作用。

大豆叶片性状QTL的定位及Meta分析

仕相林, 孙亚男, 王家麟, 刘春燕, 陈庆山, 胡国华

作物学报. 2012, (02):  256-263.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00256

摘要 ( 2231 )   PDF (274KB) ( 1492 )  

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利用Charleston×东农594重组自交系构建SSR遗传图谱，采用WinQTLCartographer Ver. 2.5软件的CIM和MIM分析方法对2006—2010年(F_2:14~F_2:18)连续5年的大豆叶长、叶宽以及叶柄长数据进行QTL定位，检测到8个与叶长有关的QTL，位于染色体Gm01、02、05、11和18上；9个与叶宽有关的QTL，位于染色体Gm01、03、05、06、11、12和16上；8个与有关叶柄长的QTL，位于染色体Gm01、03、05、06、11、17和18上。2年以上均检测到的叶长QTL为qLL5a、qLL5b、qLL1a和qLL18；叶宽QTL为qLW5a、qLW11a、qLW11b和qLW12；叶柄长QTL为qLSL11b。另外，利用BioMercator2.1的映射功能将国内外常用的大豆图谱上的叶长、叶宽QTL通过公共标记映射整合到大豆公共遗传连锁图谱Soymap2上，将搜集到的35个叶长QTL、37个叶宽QTL和本研究得到的QTL整合分析，最终得到5个大豆叶长的“通用”QTL，位于Gm09、18和19，其置信区间最小可达5.66 cM；4个大豆叶宽的“通用”QTL，位于Gm07、Gm18和Gm19，其置信区间最小可达5.67 cM，为今后对大豆叶片性状QTL精细定位, 提供了有利科学信息。

不同生态环境下稻米淀粉RVA谱特征值的QTL定位分析

杨亚春, 倪大虎, 宋丰顺, 李莉, 陆徐忠, 李泽福, 杨剑波

作物学报. 2012, (02):  264-274.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00264

摘要 ( 2338 )   PDF (695KB) ( 1250 )  

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利用2个直链淀粉含量相似的水稻品种93-11和日本晴为亲本, 采取单粒传法创建由190个家系组成的重组自交系群体, 并构建了包含202个SSR、CAPs和STS标记的遗传连锁图谱。采用复合区间作图法, 在3个不同生态环境下(陵水、合肥和怀远)对RVA谱特征值(峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、消减值、峰值时间、起浆温度和回复值)的8个特征性状进行了定位分析。共定位到57个QTL, 单个性状QTL数目在1~14个之间, 说明RVA谱特征值是多基因控制的数量性状。13个QTL在3个不同环境中被2次或3次检测到, 其中qCPV-3、qCPV-10b、qSBV-10b、qCSV-3b、qCSV-10b(贡献率分别为, 26.9%、29.5%、29.7%、25.2%、28.3%)被3次检测到, 稳定性较高。16个QTL具有一因多效性, 单个QTL位点控制的性状一般在2~6个之间, 第10染色体RM25032~RM1375区段控制峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、消减值、峰值时间和回复值等6个性状。

玉米籽粒中花色苷和黑色素含量的QTL分析

覃鸿妮, 晏萌, 王召辉, 郭莹, 王辉, 孙海燕, 刘志斋, 蔡一林

作物学报. 2012, (02):  275-284.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00275

摘要 ( 2295 )   PDF (459KB) ( 1456 )  

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花色苷和黑色素是黑玉米籽粒中重要而有益的化学成分，深入开展其QTL定位研究，对于色素相关基因的克隆与转化和分子标记辅助育种，具有重要的理论意义和应用价值。本文利用一个黑玉米自交系SDM为共同父本，分别与白玉米自交系木6和黄玉米自交系Mo17杂交，构建2个相关F_2:3群体(分别缩写为WD和YD)，对玉米籽粒中花色苷含量(ACK)和黑色素含量(MCK)进行QTL分析。结果表明，黑玉米SDM籽粒中的花色苷和黑色素含量均极显著高于木6和Mo17，2种色素含量间呈极显著正相关。2个群体中共检测到17个色素相关的QTL，其中与花色苷含量相关的QTL在2个群体中各4个，分布在第4、第6、第7和第10染色体上，与黑色素含量相关的QTL在WD和YD群体中分别为4个和5个，分布在第1、第2、第6、第7和第10染色体上。2个群体检测到QTL的数量、分布和对表型的贡献率均高度一致，而且解释花色苷含量和黑色素含量变异大的QTL在2个群体中均有成簇分布的现象，主要表现在bin 6.04处的标记区间umc1796~mmc2006内和bin 10.04处的标记区间umc2043~bnlg1028内，分别解释表型变异的12.7%~21.3%和8.6%~21.3%。它们可能是一因多效的同一QTL或者是在该区段内紧密连锁的不同QTL。上位性分析表明，2个群体中检测到的上位性QTL的数量、位置和对表型的贡献率差别均较大，WD群体的上位性效应明显大于YD群体，说明上位性效应对遗传背景更加敏感，需要进一步深入研究贡献率大的上位性QTL及其利用。

耕作栽培·生理生化

干旱胁迫下PEPC过表达增强水稻的耐强光能力

丁在松, 周宝元, 孙雪芳, 赵明

作物学报. 2012, (02):  285-292.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00285

摘要 ( 2311 )   PDF (402KB) ( 1341 )  

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以过表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的水稻为材料，研究了不同程度干旱胁迫下开花期剑叶光合作用的光响应过程、叶绿素荧光参数、色素含量和活性氧代谢。结果表明，在干旱特别是重度干旱胁迫下，野生型水稻在强光下净光合速率迅速下降，而转Zmppc基因水稻没有明显的下降现象; 而且表示光化学活性的叶绿素荧光参数F_v/F_m、Φ_PSⅡ和q_P下降程度低，说明PEPC增强了干旱胁迫下水稻抵御强光胁迫的能力。这可能是因为干旱胁迫下转Zmppc基因水稻玉米黄质含量高，光系统对过剩光能的耗散能力强，能够保护光系统免受过剩光能的伤害，从而减小O₂^?产生速率; 同时干旱胁迫下转PEPC基因水稻抗氧化酶SOD、POD和CAT活性高，能有效清除活性氧，减轻膜质过氧化。

生育类型与施氮水平对粳稻淀粉RVA谱特性的影响

李敏, 张洪程, 李国业, 马群, 杨雄, 魏海燕

作物学报. 2012, (02):  293-300.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00293

摘要 ( 1742 )   PDF (316KB) ( 1171 )  

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以长江中下游地区3种生育类型中有代表性的46个常规粳稻品种为试材，采用大田条件下的裂区试验，研究了4种施氮水平下稻米RVA谱特征值的差异及其与蒸煮食味品质的关系。结果表明：(1)随着氮肥水平升高，峰值黏度、崩解值逐渐下降，消减值、糊化温度逐渐升高，而热浆黏度、最终黏度和回复值变化无明显规律。(2)随着生育期的延长，峰值黏度、崩解值逐渐下降，回复值、消减值和糊化温度逐渐升高，热浆黏度和最终黏度均先升后降。(3)随着生育期的延长，氮肥水平对稻米RVA谱特性的影响分别由优化调控至调控钝感到调控失效。(4)相关分析表明，胶稠度和食味值与峰值黏度、热浆黏度相关性均不显著，而与最终黏度、崩解值、回复值、消减值、糊化温度相关性达显著或极显著水平，利用食味值与崩解值、最终黏度、糊化温度所建立的回归方程能较好地预测稻米食味值，使RVA对稻米食味的评价定量化。

不同氮肥模式对冠层结构及部分生理和农艺性状的影响

徐丽娜, 黄收兵, 陶洪斌, 王云奇, 祁利潘, 王璞

作物学报. 2012, (02):  301-306.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00301

摘要 ( 1866 )   PDF (349KB) ( 1304 )  

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以郑单958为试验材料，设基肥低氮、基肥高氮、第1次氮肥在拔节期施入和不施氮4个处理，研究了施氮模式对冠层结构及部分生理和农艺性状的影响。结果显示，施氮处理各指标均优于不施氮处理。适当减少基肥氮量，具有以下优势，(1)在保证苗期氮肥供给的同时，每公顷节肥90 kg；(2)改善了冠层结构，增加了群体底层的透光率，使穗上叶和整株的茎叶夹角更紧凑，与基肥高氮处理相比分别减少4.33°和4.67°，同时降低了株高和穗位高，缩短了基部节间长度，有效防止茎秆倒伏；(3)与前期高氮处理相比，基肥低氮在灌浆初期叶片的叶绿素相对值和全氮含量均处于较高水平；(4)基肥低氮处理提高了单位面积的株数，并减少了秃尖长度，同时千粒重和穗粒数有所增加，最终获得较高产量。第1次氮肥在拔节期施入，前期控氮时间过长，营养元素失衡，苗期发育不良，不利于产量形成。

播插方式对超级粳稻宁粳3号产量及群体均衡性的影响

王端飞, 李刚华, 耿春苗, 杜永林, 黎泉, 丁艳锋

作物学报. 2012, (02):  307-314.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00307

摘要 ( 1892 )   PDF (504KB) ( 1172 )  

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2009—2010年以超级稻宁粳3号为材料，设置小苗机插(MT)、手工撒播(BS)、条播(DS)、穴播(HS)、精量手栽(PT)、循环手栽(CT)和等距手栽(ET) 7种种植方式，研究不同种植方式对水稻群体均衡性的影响，并分析水稻群体均衡性与产量的关系。结果表明，产量高低依次为精量手栽、机插、等距手栽、撒播、循环手栽、穴播、条播。宁粳3号穗粒数、一二次枝梗数和穗层分布整齐度与产量呈显著或极显著的正相关关系，表明群体均衡性差异是造成不同栽培方式产量差异的原因之一，群体均衡性越高产量越高。营养生长期的差异是造成宁粳3号机插、手栽和直播3种栽培方式间群体均衡性差异的主要原因。精量手栽方式分蘖营养生长时间长，穗层分布均匀、群体均衡。直播方式可利用分蘖叶位少，且各叶位发生的分蘖营养生长时间短，穗型小，群体均衡性较差。机插方式群体均衡性介于精量手栽与直播方式之间。

不同年代玉米品种苗期耐旱性的比较分析

孙琦, 张世煌, 郝转芳, 张德贵, 慈晓科, 陈朝辉, 李新海, 谢传晓, 翁建峰, 白丽, 李明顺

作物学报. 2012, (02):  315-321.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00315

摘要 ( 2028 )   PDF (406KB) ( 1688 )  

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我国北方地区时常发生春旱，严重影响玉米生产。因此苗期耐旱性是玉米育种中需要考虑的一个重要性状。本试验选用20世纪50年代以来玉米品种35个, 包括50年代农家种4个，60年代双交种4个，70年代以后的单交种27个，在旱棚内鉴定苗期耐旱性，调查幼苗的生物量(鲜重和干重), 计算各品种的耐旱系数，分析苗期耐旱系数随年代及年份变化的趋势，并根据耐旱指数对70年代以来的27个单交种进行聚类。结果表明，干旱处理对供试品种生物量的影响显著。我国玉米品种的苗期耐旱性50至60年代快速提高，60年代及70年代以后呈下降趋势，70年代以来的27个单交种可分为3类，耐旱性强杂交种有鲁单50、群单105、农大108、掖单13、掖单4号、郑单2号，耐旱性弱的杂交种有农大3138、农大60、沈单16，其余为中间类型。下一步育种工作的重点之一是在自交系选育中加大干旱压力，为进而培育耐旱的杂交种奠定基础。

多分蘖玉米分蘖发生规律及密度和播期的影响

王如芳, 张吉旺, 吕鹏, 董树亭, 刘鹏, 赵斌

作物学报. 2012, (02):  322-332.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00322

摘要 ( 2061 )   PDF (295KB) ( 1204 )  

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本论文以不同类型玉米品种为试验材料，设置不同种植密度和播期，旨在研究多分蘖玉米的分蘖发生规律及其调控。结果表明，玉米各级分蘖与主茎叶片有同伸关系，一级分蘖数(n)与主茎叶龄(N)呈n=N-3对应关系，二级分蘖与一级分蘖也符合上述对应关系。不同类型玉米品种分蘖能力差异显著，墨西哥玉米(MXG)分蘖能力最强，最大分蘖数可达25~40个，科多4号(KD4)达2~4个，五岳97-1 (WY97-1)为1~2个，郑单958 (ZD958)一般无分蘖。玉米分蘖能力受播期、密度影响，高光热、低密度有利于分蘖发生，随播期推迟，从出苗到出现分蘖的时间缩短，分蘖出叶速度加快，最大分蘖数增加；在45 000株 hm^-2种植密度下，4月25日和6月25日播种的KD4最大分蘖数分别为3.50和4.00个，最终分蘖数分别为2.33和2.00个，分蘖消亡率(消亡分蘖数/最大分蘖数)分别为33.4%和50.0%，在30 000株 hm^-2和60 000株 hm^-2种植密度下具有同样变化趋势。随密度增加，分蘖出现时间推迟，出苗后相同天数对应分蘖叶龄减小，相同主茎叶龄对应分蘖数减少，最大分蘖数和最终分蘖数降低，分蘖消亡率增加；4月25日播种，密度为30 000、45 000和60 000株 hm^-2下，KD4的最大分蘖数分别为3.80、3.50和3.22个，最终分蘖数分别为3.00、2.33和1.67个，分蘖消亡率分别为21.05%、33.43%和48.14%，6月25日播种处理具有相同变化趋势。

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对根际土壤细菌群落多样性及植株氮素吸收的影响

雍太文, 杨文钰, 向达兵, 朱贞颖

作物学报. 2012, (02):  333-343.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00333

摘要 ( 2185 )   PDF (9660KB) ( 1025 )  

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为探讨小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中根际细菌群落多样性与作物氮素高效吸收的差异特性及二者间的关系，应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了小麦–大豆(A1)、小麦–甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际细菌群落多样性。结果表明，与A1、A2、A3及A5相比，A4套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒吸氮量、地上部总吸氮量和Shannon-Weiner index多样性指数(H′)。处理间的吸氮量与H′的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口，以A4处理最高。不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别，且有几条特征性条带发生了明显变化。不同种植模式间的细菌群落结构相似性较低，群落相似度系数(Cs)表现为套作与套作间>套作与单作间；A4与A5间的Cs相对较小，二者间的细菌群落结构差异较大。A4模式有利于提高根际细菌群落多样性，增强植株对氮素的吸收能力。

连续增氧对不同基因型水稻分蘖期生长和氮代谢酶活性的影响

赵锋, 张卫建, 章秀福, 王丹英, 徐春梅

作物学报. 2012, (02):  344-351.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00344

摘要 ( 1954 )   PDF (457KB) ( 1231 )  

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为明确氧对不同基因型水稻生长和氮素代谢的作用机理，以籼稻、粳稻和旱稻品种为材料，采用营养液培养，考察根际连续增氧水稻分蘖期生长和氮代谢状况。结果表明，连续增氧后，各水稻品种叶绿素含量均有所下降，国稻1号(籼稻)地上部分和根系干物质重分别降低44%和40%，巴西陆稻(旱稻)和秀水09 (粳稻)降低不显著。国稻1号和巴西陆稻的氮积累量分别降低35.8%和36.0%。各基因型水稻叶片NRA (硝酸还原酶活性)显著提高，GSA (谷酰胺合成酶活性)下降。秀水09，叶片NRA增加较少(P>0.05)。连续增氧提高了水稻根比表面积和氧化强度；但降低了叶片叶绿素含量和GSA，不利于水稻氮素吸收和干物质积累。不同基因型水稻对连续增氧的响应存在差异。

低温胁迫下聚糖萘合剂对玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响

徐田军, 董志强, 兰宏亮, 裴志超, 高娇, 解振兴

作物学报. 2012, (02):  352-359.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00352

摘要 ( 1958 )   PDF (353KB) ( 1500 )  

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采用盆栽试验, 以郑单958和丰单3号为材料, 研究了低温胁迫对玉米幼苗光合作用、叶绿素、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响, 以及聚糠萘合剂(PKN)的调控效果。结果表明, 低温胁迫下, 玉米幼苗的光合作用和光系统II光化学最大效率受到抑制; 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低; 过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及丙二醛(MDA)含量显著升高。PKN处理提高了低温胁迫下玉米幼苗净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、光系统II光化学的最大效率(F_v/F_m)、叶绿素含量(Chl a+Chl b)。低温处理7 d, ZDTR和FDTR的P_n、G_s、F_v/F_m、Chl a+Chl b分别比各自的对照提高了88.95%和61.11%、593.33%和1 741.67%、111.50%和145.16%、36.61%和54.03%; PKN处理延缓了SOD、POD、CAT活性的降低, 低温胁迫7 d, PKN处理使郑单958和丰单3的SOD、POD、CAT活性分别比对照高了292.59%和632.98%、295.07%和360.54%、254.55%和265.45%; 同时降低了过氧化氢、超氧阴离子的产生速率及MDA的含量。表明PKN处理有利于提高玉米幼苗的抗冷性。

研究简报

非生物胁迫诱导的GmMYB的克隆与表达分析

孙霞, 刘晋跃, 袁晓辉, 潘相文, 杜维广, 任海祥, 马永波, Jun ABE, 邱丽娟, 刘宝辉

作物学报. 2012, (02):  360-368.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00333

摘要 ( 2020 )   PDF (363KB) ( 1176 )  

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本研究室根据一段抗逆的EST序列, 从栽培大豆东农42中克隆到4个开放阅读框均是外显子和内含子间隔构成的R2R3-MYB基因, 其中Gm02g01300、Gm03g38040和Gm10g01340与已公布的Willams 82基因组序列完全一致, Gm19g40650第375位的单核苷酸突变导致多肽链第125位的氨基酸发生置换(GAG³⁷⁵→GAC³⁷⁵, E¹²⁵→D¹²⁵)。以人工气候箱内模拟非生物胁迫(盐、碱、干旱和低温)处理栽培大豆东农42芽期, 选择适宜时间点, 采用荧光定量PCR技术, 检测R2R3-MYB基因的表达。结果表明, 4个基因的表达水平都存在明显波动, 呈诱导后短暂上调或下调两种表达模式, 但表达时间、强度和趋势存在明显差异; Gm02g01300受干旱诱导明显, Gm03g38040受多种胁迫条件诱导表达强烈, 推测这些基因在大豆非生物胁迫的调控中起到重要作用; 另外, 在子叶与胚间, 单个基因的表达也存在差异; 多种非生物胁迫条件下, 基因的表达不仅存在时空差异, 可能也具有调控模式的差异。

普通小麦对仓储害虫玉米象的抗性QTL分析

陈振鸿, 李俊, 魏会廷, 刘亚西, 李朝苏, 邓梅, 李净琼, 王际睿, 魏育明, 杨武云, 郑有良

作物学报. 2012, (02):  369-373.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00369

摘要 ( 2010 )   PDF (231KB) ( 1180 )  

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以普通小麦品种川农16与人工合成小麦衍生品种川麦42为亲本构建了含有127个株系的重组自交系(RIL)群体，将2008和2009年收获的种子用玉米象(Sitophilus zeamais)虫卵进行接种，并于2009年11月开始储藏，次年8月和10月进行虫害调查。利用复合区间作图法(CIM)对RIL群体的抗虫性进行QTL定位分析。利用2008年收获群体检测到位于3B、2D和3D染色体的3个QTL，贡献率依次为10.2%、8.5%和8.3%；利用2009年收获群体检测到位于3D和4B的2个QTL，贡献率分别为8.5%和11.3%。位于3D染色体Xbarc6–Xgwm112标记区间内的QTL在年度间重复检测到，贡献率为8.3%~8.5%，抗性位点来自川农16。

基于图像处理和支持向量机的初烤烟叶颜色特征区域分类

潘治利, 祁萌, 魏春阳, 李锋, 张仕祥, 王建伟, 过伟民, 艾志录

作物学报. 2012, (02):  374-379.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.00374

摘要 ( 1879 )   PDF (251KB) ( 1367 )  

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颜色是烤烟烟叶品质的重要外在指标之一, 在生产中, 同类颜色烟叶在不同产地却往往存在着较大的差异。采用区域生长方法对烟叶图像进行分割预处理, 然后提取烟叶的颜色特征, 再运用一种新的机器学习算法—支持向量机分类方法对我国烟叶颜色特征进行区域分类。结果发现在小样本情况下, 采用径向基函数作为支持向量模型的核函数, 并确定了适当的模型参数, 所建立模型对烟叶颜色区域特征的回判识别率达100%, 预测识别率达86.67%。支持向量机对典型产地烟叶颜色的分类识别具有良好的应用性能。