当期目录

2016年 第42卷 第02期 刊出日期：2016-02-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

利用3个F₂群体整合高密度栽培种花生遗传连锁图

郭建斌,黄莉,成良强,陈伟刚,任小平,陈玉宁,周小静,沈金雄,姜慧芳

作物学报. 2016, (02):  159-169.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00159

摘要 ( 590 )   RICH HTML    PDF (1463KB) ( 2061 )  

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遗传图谱的构建及整合是开展花生分子育种研究的基础，利用多个作图群体整合遗传图谱是解决图谱标记密度低的有效途径。本研究采用基于锚定

SSR标记的作图策略，构建3个F₂群体3张遗传连锁图，利用JoinMap3.0软件整合图谱，获得一张包含20个连锁群、792个位点、总遗传距离为2079.5cM、标记间平均距离为2.63cM的整合图谱，各连锁群标记数在20~66个之间，遗传距离在59.1~175.8cM之间。将3个分离群体中检测到的与荚果及种子大小相关的QTL区段与整合连锁图的标记比较发现，各群体中检测到的位于各染色体上的QTL在整合图谱中都能出现，有些QTL标记区间在整合图谱中存在更多的标记，为今后利用这些标记进行精细定位奠定了基础。

玉米ZmPP6C基因的克隆及其响应光质和胁迫处理的表达模式分析

原换换,孙广华,闫蕾,郭林,樊小聪,肖阳,孟凡华,宋梅芳,詹克慧,杨青华,杨建平

作物学报. 2016, (02):  170-179.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00170

摘要 ( 624 )   RICH HTML    PDF (1772KB) ( 1222 )  

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丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(catalytic subunits of Ser/Thr protein phosphatase 6, PP6C)是PP6全酶的催化亚基。在模式植物拟南芥中的研究表明，PP6C参与生长素极性运输、脱落酸信号转导和光信号转导途径介导的开花调控。为了明确玉米丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶6亚基(ZmPP6C)的蛋白结构特征与同源蛋白间的进化关系，采用RT-PCR方法克隆了ZmPP6C的全长基因。序列分析表明，ZmPP6C开放阅读框为912个核苷酸，编码303个氨基酸残基，包含PP2A的催化亚基PP2Ac结构域；系统进化树分析表明，PP6C蛋白在进化上较为保守，并且与高粱的PP6C蛋白相似性更高。对玉米自交系B73的ZmPP6C基因进行器官特异性表达分析表明，其表达量在成株期叶片中最高，是根中的7.9倍；ZmPP6C能够响应不同光质处理，且受远红光和红光的影响较大；也能响应长日和短日处理，在长日条件下的光照和黑暗阶段各有一个明显的表达高峰，在短日条件下的光照和黑暗阶段分别有2个和3个表达峰值；同时，ZmPP6C还响应高渗透、盐渍和淹水等胁迫处理，出现明显的上调表达。结果表明，ZmPP6C在玉米光信号转导、开花诱导与胁迫应答中发挥重要作用，其分子与生化机制值得进一步探讨。

青稞遗传多样性及其农艺性状与SSR标记的关联分析

孟亚雄,孟祎林,汪军成,司二静,张海娟,任盼荣,马小乐,李葆春, 杨轲,王化俊

作物学报. 2016, (02):  180-189.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00180

摘要 ( 621 )   RICH HTML    PDF (658KB) ( 1191 )  

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利用92个SSR标记对108份青稞亲本材料进行多态性扫描，分析其遗传多样性，旨在寻找与农艺性状相关联的分子标记，为青稞杂交组合的配制及分子标记辅助育种提供依据。挑选48个多态性标记进行群体遗传结构分析，在此基础上采用Tassel 2.1 GLM (general linear model)和MLM (mixed linear model)方法进行标记与农艺性状的关联分析。共检测出156个等位变异，每个位点2~6个等位变异。供试群体的Shannon指数为0.6727~1.1368，材料间遗传相似系数为0.2250~1.0000，平均0.7585。通过群体遗传结构分析将供试材料划分成4个亚群。以GLM分析，发现12个与株高、穗长、穗粒数和分蘖数相关联的标记，对表型变异的解释率分别为11.5%~17.6%、19.4%~45.4%、15.4%~22.1%和29.2%；以MLM分析，发现8个与株高、分蘖数和小穗数相关的标记，各标记对表型变异的解释率分别为31.7%~49.8%、28.1%~37.2%、22.7%~32.7%。关联标记分布在基因组全部6个连锁群上。

果桑肥大性菌核病菌多聚半乳糖醛酸酶基因(CsPG1)的克隆及功能分析

李孟娇,吕蕊花,余建,蔡雨翔,王传宏,赵爱春,鲁成,余茂德*

作物学报. 2016, (02):  199-200.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00190

摘要 ( 458 )   RICH HTML    PDF (5508KB) ( 1013 )  

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多聚半乳糖醛酸酶(Polygalactuionasem, PG)是一种细胞壁结构蛋白，可以催化果胶分子多聚α-(1,4)-聚半乳糖醛酸的裂解，使细胞壁结构解体，导致果实软化。本文采用qRT-PCR方法，分析不同生长阶段菌丝侵染的油菜叶片中多聚半乳糖醛酸酶基因的表达模式。结果表明：(1)采用RT-PCR从果桑肥大性菌核病菌(Ciboria shiraiana)菌核中扩增多聚半乳糖醛酸酶基因cDNA，其全长为1143 bp，命名为CsPG1 (GenBank登录号为KR296662)，编码380个氨基酸残，根据侵染油菜叶片的表达量，确认CsPG为基因家族的主效基因；(2)将CsPG1基因连接pET28a(+)载体并转化大肠杆菌E. coli BL21 (DE3)，获得包涵体形式，但对底物(聚半乳糖醛酸)没有活性的蛋白；(3)最适CsPG1包涵体溶解的尿素浓度6 mol L^–1，采用缓慢稀释低温复性的方法对重组蛋白CsPG1进行了重折叠复性试验，经高亲和力的Ni-NTA树脂纯化后为得到单一条带，获得可溶性蛋白，复性后的多聚半乳糖醛酸酶比活力为5.02 U mg^–1；(4)生物试验表明，CsPG1蛋白能够加速嘉陵40 (Morus atropurpurea Roxb.)桑椹的成熟和软化，推测该蛋白与肥大性菌核病菌对桑椹的侵染有关。这一结果揭示了不同果桑品种对菌核病敏感性的差异，为果桑生产中菌核病的防控提供了分子证据.

玉米SBP转录因子全基因组鉴定与功能分析

彭华,何秀静,高健,罗茂,潘光堂,张志明

作物学报. 2016, (02):  201-211.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00201

摘要 ( 582 )   RICH HTML    PDF (6770KB) ( 2090 )  

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SBP基因家族是一类植物基因组特有的转录因子，参与植物生长发育及多种生理生化过程。近来，大量研究已在多种植物中鉴定出SBP转录因子，但关于玉米(Zea mays L.) SBP转录因子家族的系统分析报道尚少。本研究通过对拟南芥、水稻等植物已知的转录因子与玉米基因组数据比对，并设置一系列严格的筛选标准从玉米基因组中挖掘SBP转录因子，系统发育分析显示单子叶植物玉米和水稻的SBP基因保守性更强、亲缘关系更近；共鉴定37个SBP基因，分布在9条染色体上；通过基因分析注释以及启动子功能预测，进一步发现SBP家族基因参与植物生长发育、形态建成、逆境胁迫响应、花器官发育以及植物光反应等过程。并且，玉米SBP转录因子可通过参与赤霉素、生长素、脱落酸、水杨酸等多条激素信号调控途径来调节植物的生长发育。

棉花GhHMGR基因在胚珠生长发育过程中的功能

马富磊，李德谋，李志，杨卫娟，周雪，游宇，罗小英

作物学报. 2016, (02):  222-229.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00222

摘要 ( 594 )   RICH HTML    PDF (4123KB) ( 1160 )  

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采用植物基因工程技术, 选用CaMV35S组成型启动子驱动棉花3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶A还原酶基因GhHMGR在棉花中表达, 检测10 DPA(days post anthesis)棉花胚珠内HMGR (3-hydroxy-3- methylglutaryl coenzyme A reductase)酶及可溶性糖、脂质及蛋白质含量, 同时进行了胚珠离体培养。结果显示, GhHMGR在棉花光照部位(叶柄和铃壳)表达量相对较高, 非光照部位(根及胚珠)表达量低；超量表达GhHMGR可部分恢复拟南芥hmgr突变体性状；相较野生型, 超量表达株系10 DPA胚珠的HMGR含量升高, 反义株系则降低；且超量表达株系总脂质及蛋白含量升高, 可溶性总糖含量降低, 反义株系则出现相反结果；HMGR竞争性抑制剂洛伐他汀处理会导致胚珠发育畸形。以上结果表明, GhHMGR基因在棉花胚珠生长发育过程中扮演着重要的角色。

耕作栽培·生理生化

根系分区交替灌溉对玉米籽粒灌浆及相关生理特性的影响

徐云姬,钱希旸,李银银,王志琴,杨建昌*

作物学报. 2016, (02):  230-242.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00230

摘要 ( 657 )   RICH HTML    PDF (824KB) ( 1122 )  

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本研究旨在探明根系分区交替灌溉对玉米强、弱势粒灌浆及其相关生理特性的影响。以高产玉米品种登海11为材料，自抽雄至成熟设置常规灌溉(CI)和根系分区交替灌溉(PAI) 2种灌溉方式，观察植株穗位叶的光合特性、衰老特性、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)运转、强势粒和弱势粒中乙烯和多胺含量、籽粒灌浆特征及淀粉积累特性等变化。结果表明，与CI相比，PAI显著增加了籽粒产量，提高了灌浆后期穗位叶的光合性能，延缓了叶片衰老，促进了玉米茎鞘NSC的运转，增加了弱势粒中亚精胺(free-Spd)和精胺(free-Spm)含量，降低了弱势粒中腐胺(free-Put)含量和乙烯释放速率。PAI对强势粒多胺含量、乙烯释放速率以及灌浆速率和淀粉积累速率无显著影响。相关分析表明，籽粒灌浆速率和淀粉积累速率与内源free-Spd和free-Spm含量呈极显著正相关，与乙烯释放速率呈显著或极显著负相关。表明灌浆期较强的叶片光合能力、较高的茎鞘NSC运转率、弱势粒中较高的free-Spd和free-Spm水平以及较低的乙烯释放速率是PAI促进弱势粒灌浆和提高产量的重要原因。

地黄连作胁迫响应机制的块根蛋白质组学分析

吴林坤,陈军,吴红淼,王娟英,秦贤金,张重义,林文雄

作物学报. 2016, (02):  243-254.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00243

摘要 ( 424 )   RICH HTML    PDF (4642KB) ( 1248 )  

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地黄种植过程中存在严重的连作障碍问题，连作导致块根无法正常膨大、产量品质下降、土传病害严重等。本研究以正、重茬地黄块根为试验材料，通过差异蛋白质组学技术分析连作下地黄块根蛋白质表达谱变化，并进一步采用qRT-PCR技术对锁定的差异蛋白质表达量变化进行验证分析。研究结果发现，连作导致与块根重要生理代谢过程和主要成分合成相关的蛋白质都下调表达，与蛋白质折叠相关的伴侣素(chaperonin)在重茬地黄块根中全部下调表达；连作下与胁迫响应、抵御相关的蛋白质(如pathogenesis-related protein 10, cytochrome P450, Type IIIa membrane protein cp-wap13等)均上调表达。qRT-PCR定量分析证实重茬地黄块根中PR-10基因表达量显著高于正茬地黄；PR-10基因在尖孢镰刀菌病原菌侵染下能够明显被诱导表达，表达量随着侵染时间的增加而逐渐升高，验证了差异蛋白质组学分析的结果。可见连作胁迫对地黄块根蛋白质表达谱有显著影响，导致蛋白质表达紊乱，连作植株生理代谢过程异常，碳水化合物和能量代谢缓慢，产生连作障碍效应。

1,2,4-三氯苯对2个不同耐性水稻品种光合特性与产量的影响

李玉,陈璐,严凯,孙影,殷毅凡,丁秀文,戴其根,张洪程

作物学报. 2016, (02):  255-264.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00255

摘要 ( 495 )   RICH HTML    PDF (547KB) ( 745 )  

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为明确不同类型水稻品种的响应规律，为水稻高产稳产、安全生产提供依据。在盆栽土培条件下，研究了5种1,2,4-三氯苯(TCB)浓度(0、10、20、40、80 mg kg^-1土)对2个水稻品种(宁粳1号，敏感；扬辐粳8号，耐性)灌浆期剑叶光合特性与产量的影响。结果表明，TCB的影响品种间差异显著。低浓度TCB (10 mg kg^-1)下，扬辐粳8号的株高、鲜重和产量显著增加，叶绿素含量、净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率和q_N略有升高，但与对照的差异不显著，而F_v/F_m和F_v/F_o略有下降；宁粳1号的净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、Φ_PSII、F_v/F_m、F_v/F_o、q_p和产量略有下降，气孔导度显著降低。在20 mg kg^-1 TCB处理下，宁粳1号的光合参数、产量、株高、地上部和地下部鲜重均显著降低，而扬辐粳8号略有降低，表现出较强耐性；在中高浓度TCB (40 mg kg^-1，80 mg kg^-1)处理下，2个水稻品种的光合特性、株高、鲜重和产量均受显著抑制，且以宁粳1号的降幅较大。TCB对水稻光合特性与产量的影响不仅与其浓度有关，且存在显著品种差异，耐性水稻品种表现出低浓度TCB处理对其株高、鲜重、叶绿素含量、光合特性及其产量有一定的促进作用，在中高浓度TCB处理时表现出较强的耐性，受胁迫程度小

甬优籼粳杂交稻花后干物质积累模型与特征分析

韦还和,孟天瑶,李超,张洪程,史天宇,马荣荣,王晓燕,杨筠文,戴其根,霍中洋,许轲,魏海燕,郭保卫

作物学报. 2016, (02):  265-277.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00265

摘要 ( 508 )   RICH HTML    PDF (925KB) ( 918 )  

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以甬优籼粳杂交稻甬优1538和甬优7176为试材，常规粳稻宁粳3号和武运粳24，杂交籼稻扬两优6号和两优培九为对照，研究甬优籼粳杂交稻花后干物质积累特征及比较不同类型品种花后干物质积累特征差异。结果表明: (1)两年中甬优籼粳杂交稻的平均产量为11.5 t hm^-2 (11.3~11.7 t hm^-2)，较常规粳稻和杂交籼稻分别高7.8%和10.4% (两年平均值)。甬优籼粳杂交稻抽穗至成熟期的干物质积累量为8.9 t hm^-2，较常规粳稻和杂交籼稻分别高19.1%和26.9%(两年平均值)。(2)不同类型品种花后干物质积累量与花后天数(抽穗当天为0 d)均可用Richards方程拟合(R²均大于0.990)；各品种花后干物重积累速率均呈先平缓增加后下降的趋势，花后最大干物重积累速率和平均干物重积累速率呈杂交籼稻>常规粳稻>籼粳杂交稻，籼粳杂交稻达最大干物重积累速率的时间大致在花后42~44 d，常规粳稻和杂交籼稻则在花后26~28 d；籼粳杂交稻在花后渐增期天数和干物质积累量显著高于常规粳稻和杂交籼稻，渐增期干物重积累速率以杂交籼稻最高。常规粳稻在花后快增期和花后缓增期天数和干物质积累量均显著高于籼粳杂交稻和杂交籼稻，快增期和缓增期干物重积累速率则以杂交籼稻最高。本研究表明甬优籼粳杂交稻花后较强的干物质积累优势主要体现在花后渐增期，而花后渐增期较强的干物质积累能力主要在于其较长的渐增期持续天数。

芝麻叶腺毛显微结构及干旱条件下腺毛分泌物的变化

苏适，李瑞航，郎丹莹，张柯，郝小虎，刘研，王军卫，徐虹

作物学报. 2016, (02):  278-294.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00278

摘要 ( 600 )   RICH HTML    PDF (13872KB) ( 918 )  

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通过扫描电镜观察芝麻苗期叶片表面腺毛的显微结构，以二氯甲烷作为溶剂提取腺毛分泌物，并用GC/MS鉴定正常和干旱条件下不同芝麻品种叶片腺毛次生代谢物的差异。结果显示，苗期芝麻叶片表面存在非腺体腺毛、长柄腺毛、短柄腺毛及无柄黏液毛等多种腺毛类型，叶表面气孔属于毛茛型；芝麻叶腺毛分泌物包含多种组分，其中峰面积>2%的组分是主要代谢物，主要由酯类及直链饱和烷烃物质组成，品种间具有显著差异；干旱条件下，分泌物的组分显著改变，抗旱性较强的冀9014有10个组分的相对含量高于其他品种，这些组分包含三十六烷与三十四烷类物质。上述结果表明，用GC/MS鉴定芝麻叶表面腺毛分泌物是可行的，分泌物组分可以反映品种间的差异，并能揭示干旱条件对芝麻代谢的影响。可以认为，芝麻腺毛与腺毛分泌物组分在芝麻种质资源鉴定及抗旱种质选育中具有重要的应用价值。

研究简报

两个谷子CIPK基因在非生物逆境胁迫下的表达分析

余爱丽,赵晋锋,王高鸿,杜艳伟,李颜方,张正,郭二虎,梁爱华

作物学报. 2016, (02):  295-302.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00295

摘要 ( 515 )   RICH HTML    PDF (1862KB) ( 1078 )  

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CIPK是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，该蛋白在植物响应逆境胁迫过程中发挥重要作用。本文利用生物信息学方法从谷子基因组中鉴定出2个CIPK基因, 命名为SiCIPK6和SiCIPK16。序列分析表明SiCIPK6基因组序列长1994 bp，编码451个氨基酸；SiCIPK16基因组序列长1885 bp，编码473个氨基酸，2个基因均无内含子和可变剪切。生物信息学分析显示这2个基因在蛋白质序列和结构上与其他物种CIPK基因一样非常保守。实时定量PCR分析表明SiCIPK6和SiCIPK16在ABA、低温、高温、干旱、高盐诱导下表达量均有所上调, SiCIPK6基因在ABA、干旱和盐处理时表达量上调幅度较大，而SiCIPK16基因在低温、干旱和高温处理时表达量上调幅度较大。半定量PCR检测结果表明SiCIPK6和SiCIPK16两个基因在拔节、孕穗、灌浆期时均有表达，在相应生育时期受到干旱胁迫时它们表达量均有所提高。推测SiCIPK6和SiCIPK16基因在谷子的干旱或其他逆境胁迫中起一定作用。

大豆不同环境下脂肪酸组分含量的QTL分析

雷雅坤,刘兵强,邸锐,闫龙，杨春燕，郝东旭，张孟臣

作物学报. 2016, (02):  303-310.  doi:10.3724/SP.J.1006.2016.00303

摘要 ( 530 )   RICH HTML    PDF (1810KB) ( 801 )  

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大豆油的品质取决于脂肪酸各组分在大豆中的比例, 为发掘控制大豆5种脂肪酸含量的数量性状位点(QTL), 利用冀豆12和黑豆重组自交系群体构建遗传图谱, 采用Windows QTL Cartographer 2.5和QTL Network-2.0软件的CIM和MCIM法对大豆5种脂肪酸组分进行数量性状定位。结果表明，在石家庄和三亚各环境下共检测到16个QTL, 位于连锁群A2、B2、C2、F、G、I、L上。对2个环境联合分析, 检测到13个QTL, 其中9个用2种方法被检测到, 但这13个位点与环境互作的贡献率明显小于加性效应。其中在B2连锁群Satt168~Satt556控制硬脂酸的QTL Ste-1在河北石家庄和海南三亚均能被检测到, 贡献率均为12%, 在双尾群体和间隔挑选群体中也能检测到控制硬脂酸的QTL Ste-1, 说明这一QTL稳定存在于本组合群体中, 为今后大豆硬脂酸的QTL精细定位奠定了基础。