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2008年 第34卷 第09期 刊出日期：2008-09-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

田间试验的一种新设计——数独方

莫惠栋;许如根

作物学报. 2008, (09):  1489-1493.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01489

摘要 ( 2035 )   PDF (234KB) ( 1503 )  

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数独是近年流行的一种益智游戏, 其最常见模式是在一个9行×9列又再分成9区共81个小格的方中, 填入适当的数字, 使每一行、每一列、每一区都含有数字1~9, 不重复。通过一般化地研究数独方的构成、设计、数学模型和统计分析方法, 使之成为田间试验的一种新设计。这种设计能够安排重复k次的k个处理或一个试验因素的k个水平, 能在行、列、区3个方向控制土壤-环境的变异性, 其处理平均数之间的比较将比拉丁方设计更为精确。

一个新的抗玉米矮花叶病基因的发现及初步定位

席章营;张书红;李新海;谢传晓;李明顺;郝转芳;张德贵;梁业红;白丽;张世煌

作物学报. 2008, (09):  1494-1499.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01494

摘要 ( 1991 )   PDF (434KB) ( 1672 )  

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由SCMV引起的矮花叶病是我国的主要玉米病害之一, 鉴定和发掘新的抗病基因对于玉米抗病遗传育种具有重要意义。以抗病自交系海9-21和感病自交系掖478杂交的一个BC₂F₃群体为试验材料, 通过人工接种矮花叶病毒进行抗病性鉴定, 发现该分离群体中抗病植株与感病植株数符合1∶3的分离比例, 推测其抗病基因是由1对隐性基因控制。抗感池和SSR标记连锁分析表明, 存在一个新的玉米矮花叶病隐性抗病基因(或等位基因), 将该基因命名为scm3。scm3基因来源于抗病玉米自交系海9-21, 位于第3染色体短臂3.04~3.05区域, 在SSR标记umc1965和bnlg420之间, 遗传距离分别为45.7 cM和6.5 cM。连锁的标记还有umc1307、umc2265、bnlg2241和umc2166, 它们与scm3之间的遗传距离分别是8.3、13.3、15.5和19.7 cM, 这些SSR标记与scm3基因在染色体上的排列顺序为umc1965—scm3—bnlg420—umc1307—umc2265—bnlg2241—umc2166。

应用导入系群体进行水稻产量相关性状的遗传剖析

康乐;李宏;孙勇;卢德城;张帆;黄道强;徐建龙;王志东;朱苓华;高用明;傅彬英;李康活;周永力;周少川;黎志康

作物学报. 2008, (09):  1500-1509.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01500

摘要 ( 1973 )   PDF (253KB) ( 1279 )  

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以优质高产水稻品种丰矮占为轮回亲本, 以Khazar和IR64作供体亲本, 经连续回交分别构建了2套导入系(introgression lines)群体。对导入系后代分别在广州早造和晚造两种环境下进行重复产量鉴定。对两环境下产量及其组分性状的相关分析表明, 在广州早造和晚造环境下水稻产量构成因素存在很大差异。在早造, 每穗实粒数对产量供献最大, 而在晚造, 单株有效穗数对产量供献最大。应用SSR分子标记对这些导入系的供体片段进行全基因组扫描并应用单向方差分析(one-way ANOVA)剖析了导入系基因型与其产量及其组分的关系, 共检测到27个染色体区段与产量及组分性状相关, 包括10个产量QTL、9个单株穗数QTL、9个每穗实粒数QTL和14个千粒重QTL。大多数QTL只在一个环境条件下表达。在第3、7和9染色体上有3个QTL区域与产量及其两个组分有较大的效应, 值得关注。最终, 本研究在同步进行复杂农艺性状的改良和遗传剖析的研究上做出了有益的尝试。

马铃薯非特异性脂质转移蛋白基因StLTPa1的克隆和表达

郜刚;任彩虹;金黎平;谢开云;屈冬玉

作物学报. 2008, (09):  1510-1517.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01510

摘要 ( 1929 )   PDF (592KB) ( 1540 )  

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非特异性脂质转移蛋白(nsLTP)是植物中大量存在的小分子脂类结合蛋白, 具有多种生物学功能, 如抗菌防御、信号传导、胞壁松弛、蛋白酶抑制等。通过接种青枯菌(Ralstonia solanacearum), 从马铃薯栽培品种中薯3号中获得一个新的非特异性脂质转移蛋白cDNA克隆StLTPa1, 序列分析表明该基因含636 bp核苷酸, 编码91个氨基酸, 属于I类非特异性脂质转移蛋白。基于氨基酸序列构建的系统发生树揭示, 该基因与其他茄科nsLTP具有高度保守的序列相似性, 核酸和氨基酸水平分别具75%~85%和60%~92%的同源性。对该基因在互作早期基因表达时空性分析表明, StLTPa1基因不仅受病菌的诱导, 在不同抗、感病的马铃薯基因型中差异表达, 而且受一定浓度外源非生物激发子如水杨酸、茉莉酸和脱落酸的诱导并产生一定时间的持续效应, 其诱导表达模式也表现出一定的差异。原位杂交结果显示StLTPa1主要在马铃薯茎、叶维管束系统的韧皮部细胞中表达。这些结果说明StLTPa1基因受病菌和非生物激发子诱导, 在植物防御反应中发挥作用。

国外栽培豌豆遗传多样性分析及核心种质构建

宗绪晓;关建平;王述民;刘庆昌;Robert R Redden;Rebecca Ford

作物学报. 2008, (09):  1518-1528.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01518

摘要 ( 1996 )   PDF (356KB) ( 1972 )  

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从111对备选SSR引物中筛选出能扩增出清晰稳定单一带的多态性引物21对及其最佳退火温度, 并优化了豌豆SSR标记实验体系。利用上述引物, 对来自于67个国家的731份豌豆栽培种质(Pisum sativum L.)进行遗传多样性分析与核心种质构建。共扩增出109条多态性带, 每对引物平均扩增出5.19个等位变异。SSR等位变异在各大洲间分布不均匀, 有效等位变异数、Shannon’s信息指数(I)洲际间差异明显。各大洲资源群间遗传多样性差异显著, 其中亚洲最高(I = 1.1753), 欧洲其次(I = 1.1387), 俄罗斯联邦(I = 1.0285)、美洲(I = 1.0196)、非洲(I = 0.9254)、大洋洲(I = 0.8608)依次降低。利用Popgene 1.32软件, 依豌豆栽培资源洲际间Nei78遗传距离可聚类成2个组群和4个亚组群; 基于Structure 2.2软件分析, 国外栽培豌豆资源实际由3大类群组成, 并与Popgene 1.32聚类结果呼应得较好。上述两种分析方法均表明, 国外栽培豌豆类群的遗传多样性与其地理分布相关。设计并实践了一套基于Structure分析的科学可靠、逻辑性强的核心种质构建标准化方案, 并依此构建了一套以6.57%的资源(48份)涵盖总体84.4%等位变异的国外栽培豌豆核心种质。

中国东北大豆育成品种遗传多样性和群体遗传结构分析

张军;赵团结;盖钧镒

作物学报. 2008, (09):  1529-1536.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01529

摘要 ( 2105 )   PDF (319KB) ( 1584 )  

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1923—2005年中国育成1 300个大豆品种, 其中东北育成682个品种。选用大豆基因组64个SSR标记分析东北169份大豆育成品种的遗传变异, 探讨东北大豆育成品种群体遗传多样性及分时期亚群间、分省亚群间的遗传多样性和互补性, 及该地区育成品种群体的遗传结构。结果表明, 东北大豆育成品种遗传多样性丰富, 分时期亚群随着时间推移旧的等位变异在消失而新的等位变异不断增加, 新增加的多于消失的旧等位变异。分省亚群(黑龙江、吉林、辽宁)间都存在较多互补等位变异数, 最多的在黑龙江与辽宁亚群间。分时期亚群间、分省亚群间分别拥有各自特有或特缺的等位变异。东北大豆育成品种分省亚群、分时期亚群分类与SSR标记遗传距离聚类间有显著相关, 省份分群、时期分群都有其相应的遗传基础。东北大豆育成品种可能源自两个血缘群体, 分别占I、II类群的绝大部分, 和III、IV类群中较大比例; 黑龙江品种兼有两方面血缘, 吉林、辽宁品种则侧重在同一种血缘, 前者遗传基础较后两者广; 东北各分时期亚群均有2种血缘。研究结果启示在新品种选育中应加强东北3省间大豆育成品种种质的交流、增加优异基因相互渗透, 从而拓宽大豆品种的遗传基础。

小麦TaPK7基因单核苷酸多态性与抗旱性的关系

张洪映;毛新国;景蕊莲;谢惠民;昌小平

作物学报. 2008, (09):  1537-1543.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01537

摘要 ( 2352 )   PDF (304KB) ( 2443 )  

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以抗旱性不同的45份六倍体小麦和5份小麦的二倍体近缘种为材料, 通过测序检测TaPK7基因的单核苷酸多态性, 研究了TaPK7基因多态性与抗旱性的关系, 旨在为发掘利用小麦抗旱基因资源奠定基础。50份材料TaPK7序列总长220 448 bp, 其中有64个SNP和9个InDel, 二者的频率分别为1 SNP/3 445 bp和1 InDel/24 494 bp。编码区的核苷酸多样性π值小于非编码区, 可能是由于编码区承受的选择压力较大。同义突变(Ka)与非同义突变(Ks)比值是0.415, 表明该基因受负向选择影响, 属于相对保守基因。在编码区检测到16个单核苷酸突变, 多存在于抗旱材料中。共检测到21种单倍型, 其中5种为强抗旱材料单倍型, 2种为干旱极敏感材料单倍型, 11种中等抗旱材料单倍型, 另外3种单倍型中同时包括抗旱材料和干旱敏感材料, 初步揭示了TaPK7基因的单核苷酸多态性与抗旱性相关。

大豆种粒斑驳抗性的遗传分析及基因定位

李文福;刘春燕;高运来;李灿东;蒋洪蔚;王堃;陈庆山;胡国华

作物学报. 2008, (09):  1544-1548.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01544

摘要 ( 1987 )   PDF (169KB) ( 1634 )  

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运用SSR标记技术及分离群体组群分析法(BSA法), 对大豆品系3C624×东农8143的F₂、F₃代群体接种SMV1号株系鉴定种粒斑驳抗性, 并进行抗种粒斑驳基因的分子定位。结果表明, 东农8143对SMV1号株系的种粒斑驳抗性受1对显性基因控制。用Mapmaker/Exp 3.0b进行连锁分析, 抗种粒斑驳基因位于大豆染色体组的F连锁群上, 并获得了与抗种粒斑驳基因紧密连锁的5个SSR标记Sat_297、Sat_229、Sat_317、Satt335和Sct_188, 标记与抗病基因间的排列顺序和连锁距离为Sat_297–12.4 cM–Sat_229–3.6 cM–SRSMV1–1.7 cM–Sat_317–2.4 cM– Satt335–13.8 cM–Sct_188。其中近距离标记Sat_229(3.6 cM)、Sat_317(1.7 cM)和Satt335(4.1 cM)可用于标记辅助选择育种和抗源筛选。

新质源CMS-FA杂交稻系统的亲本资源筛选

王乃元;梁康迳;李毓;王颖;王洪飞;仇秀丽;韦新宇;张瑛英;柯蓓;赵建亚

作物学报. 2008, (09):  1549-1556.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01549

摘要 ( 1982 )   PDF (208KB) ( 1174 )  

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用新质源雄性不育系金农1A(CMS-FA)作母本, 分别与来自10个国家和国内13个省份的220个水稻品种组配成杂交种, 考察F₁代的花粉染色率、套袋结实率和自然结实率。在F₁代中, 当这3项育性指标均≤10%时, 显示父本品种具有雄性不育保持能力, 因而将其划分为保持系资源; 当3项育性指标均≥80%时, 显示父本品种具有雄性不育恢复能力, 将其划分为恢复系资源; 此外的其他父本品种, 即3项育性指标中任何一项指标>10%或<80%, 既不能作为保持系, 也不能作为恢复系, 被划分为非杂交稻亲本资源。在220个水稻品种中, 可作为金农1A保持系的有122个, 占55.5%; 未发现恢复系亲本; 非杂交稻亲本品种有98个, 占44.5%。CMS-FA型的杂交稻亲本资源利用率为55.5%。对照野败型不育系珍汕97A(CMS-WA)的保持系亲本品种有44个, 占20.0%; 恢复系亲本品种42个, 占19.1%; 非杂交稻亲本品种134个, 占60.9%。CMS-WA型的杂交稻亲本资源利用率为39.1%。CMS-FA系统比CMS-WA系统的亲本稻种资源利用率高16.4个百分点, 尤其是保持系资源利用率高35.5个百分点(近1.8倍)。国外品种的育性普遍低于国内品种。

芥菜型油菜和黑芥与诸葛菜属间杂种的获得及其特性

王爱云;李栒;胡大有

作物学报. 2008, (09):  1557-1562.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01557

摘要 ( 1872 )   PDF (343KB) ( 1460 )  

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属间远缘杂交是创造新种质、解决育种材料短缺的一种有效方法。为了使诸葛菜的优良基因转入芥菜型油菜和黑芥中, 采用子房培养技术, 进行芥菜型油菜和黑芥与诸葛菜的正反属间杂交。在6种不同的培养基中培养子房。结果表明, 不同的杂交组合、培养基和母本的属间杂交可交配性不同。通过子房培养, 获得了10株属间杂种, 其中9株在形态上近似母本, 或介于父母本之间, 尤嫩斯与诸葛菜杂交组合的1株杂种表现出完全的雄性不育, 并在分枝类型和叶型方面表现出明显的变异; 形态学和SSR分子生物学鉴定表明10株杂种都是真正的属间杂种。

甘蓝型油菜油酸脱氢酶基因(fad2)多个拷贝的发现及分析

肖钢;张宏军;彭琪;官春云

作物学报. 2008, (09):  1563-1568.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01563

摘要 ( 1916 )   PDF (1115KB) ( 1997 )  

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以甘蓝型油菜湘油15为材料, 随机挑选56个来自基因组的fad2基因克隆、47个来自幼苗整株的fad2基因cDNA克隆和9个授粉27 d后种子中fad2 cDNA克隆进行双向测序。基因组中56个fad2序列的碱基同源性为91.0%~99.9%, 从中得到11个差异序列, 即11个不同的fad2基因拷贝。将其翻译成氨基酸序列发现, 6个拷贝在编码区中出现多个终止密码子, 另外5个的同源性为90.60%~99.74%, 与47个来自幼苗整株的fad2基因cDNA序列进行比较, 发现fad2基因没有内含子。从种子中的9个fad2 cDNA克隆序列中找到2个有差异的cDNA, 它们的编码区中没有终止密码子, 说明在种子中有多个fad2基因表达。基因组中的11个拷贝根据同源性可分成两组, 命名为fad2I和fad2II。RT-PCR分析发现在授粉27 d的种子中fad2I有较强表达, fad2II没有表达; 但在叶片中两者都有表达。

栽培稻种内rDNA基因IGS序列分析及系统学意义

戴小军;欧立军;李文嘉;梁满中;陈良碧

作物学报. 2008, (09):  1569-1573.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01569

摘要 ( 1825 )   PDF (339KB) ( 2005 )  

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以普通野生稻为对照, 将rDNA基因间区(IGS)序列用于栽培稻种内不同亚种以及亚种内不同品种的亲缘关系分析。结果表明, 栽培稻种内IGS序列长度为2 130~2 145 bp, G+C含量为74.59%~75.29%, 变异位点229个, 占10.70%, 信息位点76个, 占3.51%。IGS序列中籼亚种和粳亚种之间有38个亚种标志性碱基差异, 主要分布在IGS 5′ 端近400 bp的序列中。用IGS序列构建的系统树能将栽培稻的籼亚种和粳亚种分为两大类, 亚种内不同亲缘关系的品种也能区分开。本研究结果支持爪哇稻为栽培稻中一个独立亚种的观点。

棉花6个小分子质量热激蛋白基因的序列、表达与定位

贺亚军;郭旺珍;张天真

作物学报. 2008, (09):  1574-1580.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01574

摘要 ( 2076 )   PDF (500KB) ( 1480 )  

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利用棉花纤维cDNA文库, 分离到6个小分子质量的热激蛋白基因。序列结构分析发现, 它们分别属于3种不同类型的小热激蛋白。RT-PCR分析表明, 它们在棉花体内具有不同的转录表达特征, 可能行使不同的功能, 它们的转录与棉花特定的发育阶段相关, 线粒体小热激蛋白和细胞质I类小热激蛋白基因受纤维启始和分化的调控, 而细胞质II类小热激蛋白与棉花叶片的生长发育相关。利用本实验室的四倍体棉花遗传图谱, 对这6个小热激蛋白基因进行定位, 其中3个被定位在A4、D8和A6染色体上。

野生大豆S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及功能分析

樊金萍;柏锡;李勇;纪巍;王希;才华;朱延明

作物学报. 2008, (09):  1581-1587.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01581

摘要 ( 2306 )   PDF (567KB) ( 1975 )  

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干旱、盐碱和低温等非生物逆境是危害作物诸多因素中最为严重的自然灾害, 它可以使作物减产, 甚至死亡。目前通过生物技术手段获得可利用的抗性基因是提高植物抗性的重要途径。东北野生大豆具有丰富的基因资源, 是基因克隆的理想材料。从低温(4℃)、干旱(30%PEG)及盐胁迫(200 mmol L^-1NaCl)处理的东北野生大豆幼苗叶片中提取总RNA, 经反转录合成cDNA第一链, 并以此链为模板, 从已构建的盐胁迫全长cDNA文库和东北野生大豆盐胁迫EST数据库中筛选出与渗透胁迫直接相关的EST序列, 根据该序列设计一对PCR引物扩增S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成酶基因的全长序列, 经Blast比较分析, 确定所获得的SAMS基因全长序列。构建以pBI121为基础的CaMV35S启动子调控的植物表达载体; 利用农杆菌介导法将其导入烟草, 获得了180株转基因烟草, 并进行了低温、干旱和盐胁迫处理, 通过测定在不同胁迫处理下的生理指标, 分析了基因的功能。野生大豆的SAMS基因在烟草中的超量表达提高了转基因烟草的抗低温、干旱和耐盐能力。

耕作栽培·生理生化

气候及其变率变化对东北地区粮食生产的影响

朱大威;金之庆

作物学报. 2008, (09):  1588-1597.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01588

摘要 ( 2061 )   PDF (596KB) ( 1831 )  

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利用GISS、GFDL和UKMO 3种国际上通用的平衡大气环流模型(GCM)的有关输出值, 结合东北3大农业生态区19个样点近40年(1961—2000)的逐日气候资料(Baseline)以及未来气候变率变化(ΔCV)的3种假设, 并利用天气发生器(WGEN), 生成每个样点9种兼顾气候及其变率变化的(CC+ΔCV)情景; 选用DSSAT中的SOYGRO、CERES-Maize、CERES-Wheat和CERES-Rice作为效应模型, 并利用各样点的Baseline, 同期大豆、玉米、小麦和水稻的产量统计资料以及典型土壤资料, 对上述模型进行参数调试、可靠性检验和灵敏度分析; 将各效应模型分别在CC+ΔCV情景及Baseline下运行, 通过比较模拟结果, 就CO2有效倍增时气候及其变率变化对不同生态区粮食作物的影响做出定量评价。结果表明, 4种效应模型在研究区域均有较好的适应性, 其作为气候变化影响评价工具具有合理性; 气候变暖对东北大豆和水稻生产总体上有利, 尤其是在北部高寒区与东部湿润区, 模拟产量均明显提高, 但CC对玉米和小麦生产的影响以负面为主, 特别是玉米在各生态区不同情景下均表现为剧烈减产; 随着ΔCV增大, 雨育大豆、玉米和春小麦不仅模拟产量下降, 而且稳产性变差, 但对灌溉水稻影响不大。

氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片保护酶活性和内源激素含量的影响

刘瑞显;郭文琦;陈兵林;周治国

作物学报. 2008, (09):  1598-1607.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01598

摘要 ( 2020 )   PDF (721KB) ( 1737 )  

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于2005—2006年在南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验, 设置正常灌水(土壤含水量为田间持水量的75%左右)和棉花花铃期土壤短期干旱处理(将正常灌水的棉花自然干旱持续8 d, 以棉株出现萎蔫症状为标准, 之后复水至正常灌水水平), 每个处理再设置3个氮素水平(0、3.73、7.46 g N pot^-1, 分别相当于0、240、480 kg N hm^-2), 研究氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片内源保护酶活性和内源激素含量的影响。结果表明, 花铃期短期干旱显著降低棉花叶片凌晨叶水势。在干旱结束时, 干旱处理棉花叶片可溶性蛋白含量与过氧化氢酶(CAT)活性显著降低、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高、丙二醛(MDA)含量增加, 内源脱落酸(ABA)和生长素(IAA)含量升高、细胞分裂素(ZR)和赤霉素(GA)的含量降低, ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA均降低, 其叶片净光合速率(P_n)亦显著低于正常灌水处理。花铃期土壤干旱下施氮可提高可溶性蛋白含量、SOD与POD活性, 以240 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n, 该处理CAT活性最高, MDA含量最低; ABA含量最低, 而ZR、IAA、GA的含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA最高。施氮不足(0 kg N hm^-2)或过量(480 kg N hm^-2)均表现出相反的趋势。到复水后第10天, 干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性可迅速恢复到正常灌水水平, 其MDA含量与正常灌水处理的差异较小; 但其ABA含量明显低于正常灌水处理, ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA却显著高于正常灌水处理。并且施氮有利于提高复水后干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性, 降低细胞膜脂过氧化程度, 降低ABA含量, 增大ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA, 相比而言, 复水后以480 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n。

外源一氧化氮供体硝普钠对小麦种子萌发早期β-淀粉酶及其亚细胞分布的影响

孙永刚;凌腾芳;王家杰;徐晟;宣伟;汤国辉;沈文飚

作物学报. 2008, (09):  1608-1614.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01608

摘要 ( 2035 )   PDF (740KB) ( 2080 )  

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采用药理学和生物化学实验技术, 研究了外源一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)处理对小麦种子萌发早期β-淀粉酶及其亚细胞分布的影响。β-淀粉酶的专一性抑制剂α-环糊精可以明显抑制0.5 mmol L^-1 SNP诱导的小麦种子萌发, SNP还能诱导自由型β-淀粉酶酶活性, 上调β-淀粉酶基因转录本的水平。Western blotting结果发现, SNP处理可以增加β-淀粉酶蛋白的表达; 运用NO专一性清除剂cPTIO及转录抑制剂放线菌素D可以逆转上述转录本和蛋白水平的变化。免疫电镜亚细胞定位证实小麦胚内的β-淀粉酶主要定位于蛋白储藏体内, 并可能附着在淀粉粒上, SNP处理增加了β-淀粉酶蛋白的分布。推测外源NO供体SNP在小麦种子萌发早期不仅提高了自由型β-淀粉酶的活性, 还可能诱导了β-淀粉酶的重新合成。

水稻及其敏感突变体苯达松抗性的生理生化差异研究

王云生;陆徐忠;孙明娜;宋丰顺;李莉;高同春;杨剑波

作物学报. 2008, (09):  1615-1623.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01615

摘要 ( 2009 )   PDF (541KB) ( 1709 )  

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苯达松敏感致死(bentazon sensitive lethal, bsl)基因在杂交水稻(Oryza sativa L.)混播制种和杂交稻种纯度鉴定等方面具有广阔的应用前景。以水稻品种农林8号(N8)、W6154s和其对应的bsl突变体农林8号m (N8m)和8077s为材料, 分析了苯达松处理对叶片中叶绿素(Chl)含量、丙二醛(MDA)含量、氧自由基含量、净光合速率(P_n)、叶绿素荧光参数等生理生化指标的影响及苯达松含量的变化, 旨在揭示水稻苯达松抗性差异的生理机制。结果表明, 苯达松处理使bsl突变体叶片光系统II中还原性Q_A组分积累, 光合电子传递受阻, 光合能力丧失, 氧自由基伤害积累, Chl降解、质膜氧化加剧, 植株死亡。叶片中苯达松残留含量分析表明, 较强的苯达松代谢能力是抗性品种免受苯达松伤害的主要原因。

高土壤肥力环境下不同类型粳稻品种产量对氮肥用量的响应

王丹英;章秀福;邵国胜;徐春梅

作物学报. 2008, (09):  1623-1628.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01623

摘要 ( 1765 )   PDF (198KB) ( 1125 )  

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以13个粳稻品种为材料, 设计5种氮肥用量, 研究高肥环境下氮肥用量对粳稻产量及其构成的影响, 并比较不同产量、结实率、每穗粒数、千粒重和穗数水平粳稻品种对氮肥的响应。结果如下: (1) 粳稻产量以施氮处理显著高于不施氮处理, 多数粳稻品种在施氮量为150~225 kg hm^-2时产量最高; 每穗粒数和有效穗数随施氮量的增加而增加, 但当施氮量超过225 kg hm^-2时反而下降, 而千粒重和结实率随施氮量的增加一直呈下降趋势。(2) 氮肥对不同产量水平、穗数水平粳稻品种的增产效应不同。不施氮时产量越低的粳稻品种对氮肥越敏感, 少量施用氮肥即起到较好的增产效果, 而不施氮时产量越高的粳稻品种对氮肥相对钝感, 氮肥施用量<75 kg hm^-2时对其产量无明显促进作用。穗数<220×104穗 hm^-2和>310×104穗 hm^-2的粳稻品种的适宜施氮量低于穗数居中的粳稻品种。(3) 1980年以前育成的品种对氮肥的反应相对一致, 多数在施氮量225 kg hm^-2时产量最高; 而1980年后育成的粳稻品种最高产时的N水平相对分散。

源库调节对小麦不同品种籽粒微量元素及蛋白质含量的影响

张英华;周顺利;张凯;王志敏

作物学报. 2008, (09):  1629-1636.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01629

摘要 ( 1850 )   PDF (193KB) ( 1638 )  

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为了解小麦籽粒微量营养元素含量的调控机制及其与籽粒重和蛋白质含量的关系, 以9个冬小麦品种为材料, 通过开花后减源(去叶、穗遮光)、减库(去50%小穗)处理, 分析了成熟籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素含量与籽粒重、蛋白质含量变化及其相互关系, 并探讨了籽粒微营养素积累的源库调控作用。结果表明, 籽粒中Fe、Zn、Mn、Cu、蛋白质含量和籽粒重均在品种间和源库处理间存在显著差异。去叶源不仅使籽粒重和籽粒蛋白质含量显著降低, 而且使籽粒Fe、Zn、Mn和Cu含量明显降低; 穗遮光使籽粒重显著降低, 蛋白质含量略有提高, 籽粒微量元素含量的变化因品种和元素类型而异, 总体趋势为Fe、Zn和Cu含量增加, Mn含量降低; 去小穗减少库, 使各品种剩余籽粒粒重略有增加, 而蛋白质含量提高, 籽粒Fe、Zn、Mn和Cu含量均较大幅度提高。籽粒Fe、Zn、Mn和Cu含量主要受各元素供源的限制, 不同元素受供源影响程度不同, 且与品种基因型有关。籽粒中4种微量元素含量之间及其与粒重和蛋白质含量之间具有一定的正相关性, 说明籽粒微量元素含量与籽粒重和蛋白质含量存在同步提高的可 能性。

以盒维数法分形分析水稻根系形态特征及初探其与锌吸收积累的关系

汪洪;金继运;山内章

作物学报. 2008, (09):  1637-1643.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01637

摘要 ( 1884 )   PDF (211KB) ( 2008 )  

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利用特定根盒装土, 培养4个水稻品种(MADHUKAR、IR8192-200、IR26、IR8192-31)植株, 用钉板法结合透明塑料膜固定获得近似原位根系样品, 扫描得到根系的二维平面图像, 以分形理论为基础, 利用盒维数法结合根系图像分形分析程序计算根系构型的分形维数和分形丰度, 比较各品种根系的形态特征, 并对分形参数、根系长度和 植株锌含量间的相关关系做了初步探讨。结果表明, 根系分形维数和分形丰度以MADHUKAR最大, IR8192-200最小, 说明MADHUKAR根系分支多, 在土壤中拓展体积大。分形维数、分形丰度与根系总长度之间均呈明显正相关, 而且根系总长度与分形丰度相关系数高于与分形维数的相关系数。分形维数和分形丰度与植株地上部干重、单位Zn浓度所产出的地上部生物量、地上部Zn吸收总量之间均呈显著正相关, 与地上部Zn浓度呈负相关。水稻根系形态和构型的变化影响植株生长, 影响植株Zn吸收积累及体内Zn的利用效率。盒维数法分形分析模型可用于研究水稻根系形态和构型, 为其提供新方法。

小麦腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶同工酶基因型与酶活性及淀粉含量的关系

岳向文;赵法茂;李天骄;王宪泽

作物学报. 2008, (09):  1644-1649.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01644

摘要 ( 2091 )   PDF (240KB) ( 1658 )  

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采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定了我国60个代表性小麦品种的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)同工酶基因型, 并测定了AGP活性及总淀粉含量, 以明确小麦籽粒AGP同工酶基因型组成及其与AGP活性和淀粉含量的关系。结果表明, AGP有AGPa、AGPb、AGPc和AGPd 4个等位基因位点, 其出现频率分别为96.7%、80.0%、86.7%和16.7%; 共检测到5种基因型, 其中基因型AGPabc出现频率最高, 为46.7%。不同基因型的品种间AGP活性和总淀粉含量差异显著(P<0.05)。其中具有基因型AGPabcd的品种酶活性及总淀粉含量最高, 表明小麦籽粒中不同AGP同工酶基因型对酶活性及淀粉含量有不同遗传效应。

夏玉米杂交种登海3719根系分布与竞争力

姜文顺;王空军;吴秋平;王永军;董树亭;刘鹏;张吉旺

作物学报. 2008, (09):  1650-1655.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01650

摘要 ( 2248 )   PDF (263KB) ( 1687 )  

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在大田箱式土柱栽培条件下, 比较了高产玉米品种登海3719和金海5号的根系特征, 并以混播时地上部生物产量变化为依据, 分析了根系特征与竞争能力的关系。结果表明, 在氮肥供应充足条件下, 登海3719单株根系生物量低于金海5号, 根冠比无明显差异, 其0~20 cm根系分配比率大、活力高, 在与金海5号根系竞争中地上部氮素积累量增加6%、生物量提高8%。不施氮时, 登海3719的根冠比增加4%, 金海5号增加21%, 登海3719的根冠比、0~20 cm根系分配比率及活力均低于金海5号, 在根系竞争中氮素积累量减少8%, 生物量下降2%。与金海5号相比, 登海3719在氮素供应不足时, 根系竞争力弱, 适应低氮条件的能力较差, 但在氮肥充足条件下表现吸氮能力高, 竞争力强。

研究简报

玉米与摩擦禾、薏苡的杂交不亲和性

段桃利;牟锦毅;唐祈林;荣廷昭;王培

作物学报. 2008, (09):  1656-1661.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01656

摘要 ( 2138 )   PDF (634KB) ( 2013 )  

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采用荧光显微技术, 对摩擦禾、薏苡花粉在玉米柱头上的萌发和生长过程进行了观察。摩擦禾花粉粒在玉米柱头上均能萌发, 花粉管在柱头中伸长并到达花柱基部, 且可将雄配子送入胚囊内, 玉米果穗顶端有受精结实痕迹, 说明摩擦禾与玉米的杂交障碍不是杂交不亲和, 而是胚囊不亲和或杂种衰亡。薏苡花粉粒在玉米柱头也能萌发, 花粉管能伸入花柱, 但玉米与薏苡杂交生殖隔离较摩擦禾严格, 杂交极其困难, 杂交障碍为胚囊不亲和或花柱不亲和。玉米与薏苡杂交时, 薏米花粉管能到达玉米花柱基部, 而川谷花粉管却在花柱中停止生长, 杂交障碍与薏苡种类有关。玉米与薏苡杂交的花粉管异常率高于玉米与摩擦禾杂交花粉管异常率, 反映了玉米与摩擦禾的亲缘关系较与薏苡近。

高温胁迫对水稻灌浆结实期叶绿素荧光、抗活性氧活力和稻米品质的影响

滕中华;智丽;宗学凤;王三根;何光华

作物学报. 2008, (09):  1662-1666.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01662

摘要 ( 2069 )   PDF (259KB) ( 2275 )  

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选用西农优30和富优1号两个水稻品种, 在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理, 测定叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗活性氧活力的动态及成熟稻米的营养品质。结果表明, 高温胁迫下水稻叶片叶绿素含量降低, 叶绿素荧光参数初始荧光(F_o)明显上升, PS II的潜在活性(F_v/F_o)和PS II的最大光能转化效率(F_v/F_m)均低于对照, 呈下降趋势; 灌浆结实后期F_v/F_o和F_v/F_m的下降速率最快; 灌浆结实后期抗氧化活力低于对照。同时, 高温胁迫下的成熟稻米总淀粉及直链淀粉含量降低, 蛋白质含量升高, 垩白度上升而千粒重下降。高温胁迫下光合作用的原初反应被抑制, 抗活性氧活力降低, 水稻叶片功能期缩短, 可能是稻米品质降低的重要原因。

Pib基因启动子内YTCANTYY暗诱导分子元件功能的转基因验证

邵克强;杨世湖;余丽;万建民

作物学报. 2008, (09):  1667-1672.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01667

摘要 ( 2007 )   PDF (494KB) ( 1844 )  

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用不同长度5′端缺失的Pib启动子驱动gus基因的水稻转基因植株, 系统研究了Pib启动子中分子元件YTCANTYY拷贝数目与该启动子启动活性和暗诱导性的关系。GUS组织化学分析结果表明, 含6个、3个和1个拷贝该分子元件的Pib启动子的转基因水稻愈伤组织在暗处理后均能在X-Gluc溶液中显示不同深浅的GUS蓝色, 而6个分子元件全部缺失的启动子片段的转基因愈伤组织不显现GUS蓝色。荧光定量分析结果表明, Pib启动子序列具有很强的器官特异性, 即便是长仅222 bp、不含YTCANTYY元件的5′端缺失体Pib启动子-gus构建的转基因植株, 其根部Pib启动子活性仍高于地上部器官。但其启动活性和暗诱导性都随启动子缺失片段的缩短即该分子元件拷贝数增加而提高。这些结果表明, YTCANTYY在Pib启动子序列中是一个暗诱导的功能性分子元件, 它赋予了启动子的暗诱导性, 至少在6个拷贝以内, Pib启动子的暗诱导活性与其拷贝数目呈正相关, 各个YTCANTYY分子元件的暗诱导活性可能是累加的。

油菜素内酯对铝胁迫大豆光合特性的影响

董登峰;李杨瑞;江立庚

作物学报. 2008, (09):  1673-1678.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01673

摘要 ( 1991 )   PDF (363KB) ( 1484 )  

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以Al敏感的大豆品种BD2为水培材料, 研究24-表油菜素内酯(EBR)和长效油菜素内酯(TS303)对Al胁迫大豆光合特性的影响及其作用机理。结果表明, EBR和TS303浸种预处理能缓解Al胁迫引起的大豆根伸长减慢以及Al和胼胝质在根尖积累, 增强大豆对Al胁迫的忍耐能力, EBR和TS303的最佳效应浓度均为0.1 mg L^-1, 但TS303效应更持久。它们提高Al胁迫大豆的光合叶面积和净光合速率, 对Al胁迫引起的大豆叶绿素含量、最大光能转化效率(F_v/F_m)、气孔导度、碳酸酐酶活性、RuBPCase含量及活性降低均有明显的缓解作用。净光合速率的提高是光能利用效率提高、CO₂转运加快以及固定能力增强的综合结果。