作物学报

当期目录

2009年第35卷第6期刊出日期：2009-06-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

无抗性选择标记转基因软米和糯稻新品系的选育及中间试验

于恒秀，刘巧泉，徐丽，陆美芳，蔡秀玲，龚志云，裔传灯，王宗阳，顾铭洪

作物学报. 2009, (6): 967-973. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.00967

摘要 ( 2471 )

PDF (323KB) ( 1603 )

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以优质粳稻品种Lemont与高产籼稻品种特青为亲本培育的高代双向回交导入系为材料，在温室140 mmol L^-1 NaCl胁迫条件下定位影响苗期叶片盐害级别(SST)、幼苗存活天数(SDS)、地上部K⁺浓度(SKC)和地上部Na⁺浓度(SNC)及人工气候室条件下影响地上部K⁺、Na⁺浓度的QTL。双向导入系的大部分遗传背景与各自的受体亲本相同，其中Lemont背景导入系中轮回亲本Lemont的基因组平均占83.8%，特青背景导入系中轮回亲本特青基因组平均占88.9%。各耐盐相关性状在两个背景群体中均出现超亲分离，多数性状的频率分布呈相互重叠状态，表明双亲作为供体相互导入各耐盐性状基因的效应大致相当。两个背景导入系群体中分别检测到影响上述耐盐相关性状的QTL各18个，同一性状在两个背景导入系中未能检测到任何相同表达的QTL，表明耐盐QTL表达具有很强的遗传背景效应，同时也说明这些耐盐QTL的效应可能较小。温室和人工气候室两种环境下仅在特青背景导入系中检测到1个影响SKC的相同QTL，表明耐盐QTL与环境的互作非常明显。虽然双亲均表现中等感盐，但QTL定位结果表明双亲中都存在一些提高耐盐相关性状的有利等位基因。研究认为，利用分子标记技术挖掘“隐蔽”于育成品种中的耐盐基因，进一步利用分子标记辅助选择技术对这些非等位耐盐基因进行聚合，完全有可能提高育成品种的耐盐水平。

玉米Gln1-4的gDNA序列、基因结构、保守功能域与等位变异

吴永升，李新海，郝转芳，张世煌，谢传晓

作物学报. 2009, (6): 983-991. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.00983

摘要 ( 2051 )

PDF (542KB) ( 1650 )

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本研究旨在分离玉米谷氨酰胺合成酶(GS)家族重要成员Gln1-4 gDNA序列全长，分析基因结构、保守功能域与自然等位变异，为氮利用效率功能位点关联性分析奠定基础。利用PCR步移(walking)方法分离Gln1-4基因区域基因组DNA序列，用生物信息学方法分析基因结构与保守功能域，测序与序列比对法分析重要区域自然等位变异。结果表明，分离得到自交系Mo17 Gln1-4区域gDNA 3 724 bp，起始密码子至终止密码子序列长2 858 bp，登录到GenBank (登录号为EU369651), 并注释。Gln1-4基因含10个外显子与9个内含子，18个剪接位点均为保守的5'供位GU与3'受位AG模式。编码的GS蛋白由356个氨基酸组成，分子量39.2 kD，等电点(pI)为5.202。氨基末端外显子2到外显子6为氨离子结合结构保守功能域；羧基末端外显子8与外显子9构成ATP酶活性保守功能域。Gln1-4与Gln1-3基因相比，在DNA序列、氨基酸序列、基因结构、保守功能域均很保守，氨基酸序列一致性达98.31%。52个玉米自交系的Gln1-4等位变异分析中，共鉴定出318个等位变异位点，其中242个SNP，45个Indels，占90%。该基因氮利用效率功能关联性分析区间应位于氨离子结合功能域与ATPase活性保守功能域中重要的变异位点，18个剪接位点。

马铃薯晚疫病抗性基因R11的遗传定位

徐建飞，黄三文，金黎平，段韶光，屈冬玉

作物学报. 2009, (6): 992-997. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.00992

摘要 ( 1869 )

PDF (263KB) ( 1802 )

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由致病疫霉菌(Phytophthora infestans)引起的晩疫病是世界范围内最具毁灭性的马铃薯(Solanum tuberosum)病害。以含有晚疫病抗性基因R11的材料MaR11和不含已知抗性基因的品种Katahdin为亲本进行有性杂交，对获得的F₁分离群体的83个基因型进行了晚疫病菌株接种鉴定和遗传分析。结果表明，R11为主效单基因，在MaR11中以单式形式(R_11r11r11r11)存在。应用比较作图和分离群体分组分析(BSA)，开发了6个与R11连锁的分子标记，并将R11定位于11号染色体长臂末端。R11距C2_At5g59960标记最近，约为2.4 cM。通过遗传图谱比较表明，R11较晚疫病抗性基因R3a和R10更靠近染色体端粒区。本研究所获得的遗传图谱为进一步构建R11高密度遗传图谱提供了基础。

野生二粒小麦导入普通小麦的抗白粉病基因MlWE29分子标记定位

张连松，华为，关海英，李根桥，张宏涛，解超杰，杨作民，孙其信，刘志勇

作物学报. 2009, (6): 998-1005. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.00998

摘要 ( 2053 )

PDF (588KB) ( 1693 )

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小麦白粉病是严重影响小麦生产的重要病害之一，培育和应用抗病品种是有效控制和减少病害的最经济有效的方法。野生二粒小麦是硬粒小麦和普通小麦的四倍体野生祖先种，是小麦抗病性遗传改良的重要基因资源。本研究利用来自以色列的野生二粒小麦WE29与普通小麦杂交，再用普通小麦连续回交和自交，育成高抗白粉病(Blumeria graminis f. sp. tritici)小麦新品系3D258(系谱为燕大1817/WE29//5*87-1, BC₄F₆)。将3D258和高感小麦白粉病的普通小麦品种薛早配制杂交组合，对其F₁、F₂代分离群体和F₃代家系进行白粉病抗性鉴定和遗传分析。结果表明3D258携带抗白粉病显性单基因，暂命名为MlWE29。利用集群分离分析法(BSA)和分子标记分析，发现6个SSR标记(Xgwm335、Xgwm213、Xgwm639、Xwmc415、Xwmc289和Xwmc75)和5个EST-STS标记(BE494426、BE442763、CD452476、BE445282和BE407068)与抗白粉病基因MlWE29连锁。利用中国春缺体-四体系、双端体系和缺失系将抗白粉病基因MlWE29标记物理定位于5BL染色体的0.59–0.79区域。这一普通小麦抗白粉病种质资源的创制及其连锁分子标记的建立为小麦抗病基因分子标记辅助选择、基因积聚和分子育种提供了新的物质基础。

中棉(Gossypium arboreum)光锈导基因Gacab启动子在转基因烟草中的功能缺失分析

王旭静，李为民，唐巧玲，贾士荣，王志兴

作物学报. 2009, (6): 1006-1012. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01006

摘要 ( 1698 )

PDF (484KB) ( 1980 )

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分离了金华中棉(Gossypiun arboreum var. jinhua)光诱导基因cab 5'上游的调控序列1 009 bp，并对其功能进行了分析，证明获得的这一DNA片段具有驱动光诱导表达的功能。为了进一步分离具有最大转录活性的最小光诱导启动子，根据光诱导表达调控元件所在的位置，构建了Gacab P和197 bp、504 bp、779 bp的5'端缺失体，并将这些缺失体分别与gus (uid A)基因融合，构建植物表达载体。用农杆菌介导法转化烟草，获得转基因烟草。GUS组织化学分析表明，转基因烟草的T1代种子在光下培养时，只有Gacab P驱动gus基因在转基因烟草的叶片表达，其他3个启动子驱动gus基因在转基因烟草的整个植株中均有表达；当转基因烟草的T1代种子在暗中萌发及培养时，Gacab P驱动gus基因在转基因烟草中无表达，其他3个启动子驱动gus基因在转基因烟草的整个植株中均有表达。GUS定量分析表明，–504 ~ –1 bp的启动子缺失体启动活性最高，比CaMV35S启动子高0.6倍。上述结果表明只有全长的Gacab启动子具有光诱导和绿色组织特异表达特性，且–504 ~ –1 bp的启动子缺失体启动活性最高。

首批海岛棉基因组来源的微卫星标记的分离、评价和定位

张培培，王夏青，余杨，余渝，林忠旭，张献龙

作物学报. 2009, (6): 1013-1020. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01013

摘要 ( 1821 )

PDF (550KB) ( 1493 )

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海岛棉(Gossypium barbadense)是世界上最重要的栽培棉种之一。海岛棉纤维品质优良，是优质棉的重要产源。为了研究海岛棉的遗传多样性，为海岛棉育种提供参考依据，从海岛棉遗传标准系中分离基因组来源的微卫星标记用于海岛棉遗传评价。采用两种方法分离微卫星标记，一是用ISSR (inter simple sequence repeat) 引物扩增Pima3-79，克隆测序后从中开发微卫星标记；二是利用简并引物扩增Pima3-79，克隆测序后从中开发微卫星标记。共挑选1 447个克隆，筛选出239个独立克隆。测序后得到214个单一序列，其中包含微卫星并可用于引物设计的序列70个，获得86对引物。86对引物用于扩增56个海岛棉材料和4个陆地棉材料，16对引物没有扩增，43对引物在所有材料中没有多态性；27对引物在海岛棉和陆地棉之间有多态性，19对引物在海岛棉中表现多态性。利用Jaccard相似系数和UPGMA方法进行聚类分析可以明显区分陆地棉和海岛棉，并且将海岛棉分为4类。14对引物在BC₁群体中表现多态性，产生14个位点。9个位点整合到BC₁连锁图的7个染色体上，4个位于A亚基因组，5个位于D亚基因组。海岛棉微卫星标记扩展了棉花微卫星标记，有助于海岛棉遗传多样性的研究，有利于棉花遗传图谱的进一步丰富。

普通小麦rDNA的ITS区及其基因组起源

钱锦,孙毅,段永红

作物学报. 2009, (6): 1021-1030. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01021

摘要 ( 2527 )

PDF (961KB) ( 2025 )

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采用特异引物对普通小麦(Triticum aestivum L.) rDNA的ITS区片段进行PCR扩增并测序，通过邻接法聚类分析, 得到3种类型的扩增产物。结果表明，ITS区序列长度是602 bp，其中ITS1和ITS2分别有8个和20个变异位点，ITS区揭示的遗传分化距离变化范围为0~0.038,平均值为0.021。通过从GenBank搜索并下载普通小麦野生近缘种ITS序列与本研究获得的普通小麦ITS序列进行比对，并用MEGA、PAUP、PHYLIP软件分析，按Kimura-2参考模型计算分化距离，以旱雀麦(Bromus tectorum)为外类群邻接法构建聚类树。根据杂交后代具有亲本的ITS序列遗传特点，认为小麦形成较晚，尚未同步进化完全，从分子水平上为普通小麦是异源六倍体提供了证据。通过与其A、B、D基因组可能供体的ITS区序列进行比对分析发现各自有不同程度的变异，认为普通小麦在多倍体形成过程中发生了序列消除现象，结合我们提出的“同步进化”对于不同的基因或者说不同类型的DNA序列是不同步的假说，解释了无法找到真正供体的原因。综上所述，我们认为A、B、D基因组的原初供体可能分别是乌拉尔图小麦(T. urartu)、山羊草(T. speltoides)和节节麦(T. tauschii)。

全基因组分析PEG胁迫下水稻根系转录因子表达变化

马廷臣，陈荣军，余蓉蓉，曾汉来，张端品

作物学报. 2009, (6): 1030-1037. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01030

摘要 ( 2918 )

PDF (209KB) ( 4348 )

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转录因子在植物抗逆境中起重要的调节作用。本文使用Affymetrix水稻60K芯片全基因组研究PEG胁迫时2个耐旱性不同的水稻品种的转录因子及转录因子家族的变化，结果表明，在PEG胁迫下，耐旱品种湘丰早119根系共有95个转录因子转录本与对照处理比较表达发生变化(24个为转录水平下调表达, 71个为转录水平上调表达)；干旱敏感品种爱华5号根系有129个转录因子转录本表达发生变化(转录水平上调的转录因子转录本60个，转录水平下调的转录因子转录本69个)；2个品种PEG胁迫响应转录因子隶属的转录因子家族都为30个，但各转录因子所属的30个家族并不完全相同；PEG胁迫逆境中，PEG胁迫响应转录因子转录本表现出品种特异性，湘丰早119有72个为特异响应转录本，爱华5号有106个特异响应的转录因子转录本；2个品种在干旱胁迫下响应的转录因子有23个为重叠转录本，其中有16个在转录水平上调表达，7个在转录水平下调表达；2个品种的PEG胁迫响应转录因子基因在染色体上的分布不同，重叠转录因子基因主要位于第2染色体0.432~26.139 Mb和第5染色体0.076~20.597 Mb之间。

利用永久F₂群体定位小麦株高的QTL

王岩，李卓坤，田纪春

作物学报. 2009, (6): 1038-1043. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01038

摘要 ( 2772 )

PDF (143KB) ( 5018 )

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为研究小麦株高的遗传机制，利用DH群体构建了一套包含168个杂交组合的小麦永久F₂群体, 并于2007年种植于山东泰安和山东聊城。构建了一套覆盖小麦21条染色体的遗传连锁图谱并利用该图谱的324个SSR标记对小麦株高进行QTL定位研究，使用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件进行QTL分析。在永久F₂群体中定位了7个株高QTL，包括4个加性QTL，一个显性QTL，一对上位性QTL，共解释株高变异的20%，其中位于4D染色体的qPh4D，具有最大的遗传效应，贡献率为7.5%；位于2D 染色体显性效应位点qPh2D，可解释1.6%的表型变异；位于5B~6D染色体上位效应位点，可解释1.7%的表型变异。还发现加性效应、显性效应和上位效应对小麦株高的遗传起重要作用，并且基因与环境具有互作效应，结果表明利用永久F₂群体进行QTL定位研究的方法有助于分子标记辅助育种。

甘蓝型油菜与播娘蒿原生质体融合杂种后代的遗传研究

忻如颖，管荣展，张丽君，姜淑慧，张红生，郑秀

作物学报. 2009, (6): 1044-1050. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01044

摘要 ( 2144 )

PDF (877KB) ( 1968 )

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甘蓝型油菜(2n=38)与播娘蒿(2n=28)原生质体融合杂种F₁连续自交3代，获得F₂、F₃和F₄后代。用细胞学和SSR分子标记方法，分析杂种后代的染色体数目变异、减数分裂行为以及播娘蒿遗传成分的保留情况。结果表明在F₂、F₃和F₄代中，根尖细胞染色体平均数分别为38.47±3.17、37.65±3.23和36.66±2.95，随着自交世代增加呈减少趋势；在杂种后代减数分裂中，观察到染色体桥、染色体落后、染色体周期不同步、不均等分离等现象；杂种后代F₂、F₃和F₄代中检测到播娘蒿特征条带的平均频率分别为9.62%、2.99%和0.31%，呈减少趋势。因此要实现播娘蒿种质向油菜渗入应该重视F₂世代的选择。

小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系光合特性的动态变化

程建峰,马为民,陈根云,胡美君,沈允钢,李振声,童依平,李滨,李宏伟

作物学报. 2009, (6): 1051-1058. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01051

摘要 ( 2394 )

PDF (503KB) ( 1640 )

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以上海种植的小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系6号、7号和10号为材料，通过测定抽穗期剑叶的毫秒延迟发光(ms-DLE)和不同生育期倒数第1片功能叶的光合速率(P_n)、叶绿素含量(Chl)、比叶重(SLW)、F_v/F_m、ATP含量和P700还原初始速率来分析其光合特性的动态变化，为小麦育种选择中改善光合性能提供理论依据和技术途径。结果表明，小麦杂交优选后代6号株系的形态农艺性状近于小偃54，7号株系近于京411，10号株系的变异较大。不同基因型小麦及其杂交优选后代的光合特性与生育时期和衡量指标密切相关，P_n为分蘖期>抽穗期>灌浆期>拔节期，叶绿素含量为灌浆期>抽穗期>分蘖期>拔节期，ATP含量为灌浆期>拔节期>分蘖期>抽穗期，P700还原初始速率为灌浆期>抽穗期>拔节期>分蘖期，各生育期间的F_v/F_m无明显差异。小麦光合特性的超亲优势随生育时期而异，杂交优选后代10号株系的P_n和Chl在灌浆期有超亲优势，ATP含量在抽穗期有超亲优势，SLW和P700还原初始速率介于两亲本间。杂交优选后代株系10号聚合了P_n、Chl和ATP含量的超亲优势，其光合特性优于两亲本，而6号劣于两亲本，7号介于两亲本之间。

耕作栽培·生理生化

铝胁迫对花生根尖线粒体膜生理特性的影响

詹洁,寇瑞杰,李创珍,何虎翼,何龙飞

作物学报. 2009, (6): 1059-1067. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01059

摘要 ( 1915 )

PDF (469KB) ( 1496 )

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线粒体在植物生命活动中发挥重要作用，以花生为材料，研究了在铝胁迫条件下，花生根尖细胞线粒体膜生理变化。结果表明，通过根长试验、苏木精染色和根尖铝离子含量测定，筛选到耐铝品种LH11，铝敏感品种R1549。铝胁迫后，两个品种根尖线粒体MDA含量增加，R1549的MDA含量均高于LH11，在处理浓度是20 μmol L^-1和100 μmol L^-1时，两品种的MDA含量差异显著，但在400 μmol L^-1时，差异不显著；两品种根尖线粒体Ca²⁺-ATP酶活性和Ca²⁺含量呈下降趋势，且随铝溶液浓度增加而加快，R1549的线粒体Ca²⁺含量下降较LH11快；随处理铝溶液浓度增加，线粒体光密度持续下降，MPT不断增大，ΔΨ_m明显降低，线粒体中Cyt c/a减少，R1549较LH11下降更明显。试验结果说明在较高铝浓度胁迫下，两品种线粒体透性转换孔开放，膜透性增加，跨线粒体膜Ca²⁺转运系统活性降低，使胞质Ca²⁺超载，细胞色素C释放到细胞质中，诱导根尖细胞发生程序性死亡，从而抑制根生长；在低铝浓度下，与铝敏感品种相比，耐铝品种吸收铝少，脂质过氧化水平低，线粒体膜Ca²⁺-ATPase活性、MPTP和ΔΨ_m调控能力强，不易发生PCD，从而表现出较强的耐铝能力。

杂交棉标杂A₁和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

杜明伟，冯国艺，姚炎帝，罗宏海，张亚黎，夏东利，张旺锋

作物学报. 2009, (6): 1068-1077. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01068

摘要 ( 2167 )

PDF (553KB) ( 1658 )

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在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。

氮素对花铃期短期渍水棉花根系生长的影响

郭文琦，赵新华，陈兵林，刘瑞显，周治国

作物学报. 2009, (6): 1078-1085. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01078

摘要 ( 1871 )

PDF (517KB) ( 1576 )

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于2005—2006年在江苏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渍水处理(将正常灌水的棉花增加灌水至盆内有可见明水，持续8 d，然后用导管排除表面水层，使盆内土壤含水量逐渐恢复到田间持水量的75%左右)，每个水分处理设置3个氮素水平(0、3.73、7.46 g N pot^-1，分别相当于大田0、240、480 kg N hm^-2)，研究氮素对花铃期短期渍水棉花根系生长的影响。结果表明，在渍水处理结束时，与正常灌水处理相比，根干重和根冠比(R∶S)均降低；根系可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低，过氧化物酶(POD)活性升高，丙二醛(MDA)含量升高；棉花根系活力和单株光合速率(CAP)显著降低。增加施氮可降低渍水棉花根系SOD活性，提高POD和CAT活性，以3.73 g N pot^-1(240 kg N hm^-2)施氮水平下的棉花根干物重最大，根系MDA含量最低，根系活力最强，单株光合速率(CAP)最高，相应籽棉产量最高。渍水停止15 d后，渍水棉花根系抗氧化酶活性和MDA含量与正常灌水处理的差异较小；施氮仍可提高棉花根系POD与CAT活性，降低MDA含量，增强根系活力，提高CAP。

公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

张法全，王小燕，于振文，王西芝，白洪立

作物学报. 2009, (6): 1086-1096. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01086

摘要 ( 2157 )

PDF (255KB) ( 1802 )

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以泰山23和济麦22为试验品种，通过连续2年的田间试验，对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006—2007年生长季，随着施氮量的增加，小麦籽粒产量先增加后降低，施纯氮240 kg hm^-2(N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2，比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比，施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量；随着施氮量的增加，成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势，以N270处理最高；开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降，转运量以N270处理最大，为213.78 kg hm^-2；而转运率以N240处理最高，为67.98%。随施氮量的增加，小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降，均以N270处理最高；开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势，以N240处理最高。2005—2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下，小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2，可供生产中参考。

春玉米叶面积系数动态特征的密度效应

孙锐，朱平，王志敏，丛艳霞，勾玲，方立锋

作物学报. 2009, (6): 1097-1105. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01097

摘要 ( 1978 )

PDF (468KB) ( 2427 )

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为进一步明确春玉米不同密度群体叶面积系数(LAI)特征参数的密度效应，以吉单209和郑单958为材料，于2005年和2006年在东北春玉米区(吉林)分别设置4.5~10.5万株 hm^-2 5个密度和3.0~12.0万株 hm^-2 7个密度处理试验，应用作物高产群体相对LAI动态普适模型方程y= (a+bx)/(1+cx+dx²)模拟分析不同密度对LAI动态特征参数的影响。结果表明，春玉米群体最大LAI在3.0~12.0万株hm^-2范围内随密度增加呈近似直线增大趋势，而最大LAI出现的时间随密度增加而提早；将LAI数据相对化处理后，不同密度群体的LAI差异在最大LAI之后较之前表现明显，高密度群体较低密群体LAI衰减迅速。全生育期平均LAI随密度增加呈显著线性增大趋势，而平均LAI与最大LAI的比率则随密度增加呈显著线性减小趋势。密度对模拟方程各参数均有不同程度的影响，相邻密度差异不明显，间隔3.0万株 hm^-2的差异显著；不同参数变化趋势不同，其中参数a接近“0”，受密度影响不大；b、c均随密度的增加而减小，d随密度的增加而增大。全生育期群体LAI变化速率呈“N”形变化趋势，且与群体LAI变化及生育期对应，高密度群体LAI增加及衰减的速率均大于低密度群体，拔节期和大喇叭口期为密度响应敏感期。由此可见，密度对春玉米全生育群体LAI动态具有调节作用，尤其群体LAI变化速率、最大LAI及其到达的时间、平均LAI及其与最大LAI的比率等重要特征参数对密度响应较为敏感，可作为对春玉米群体密度调控的参考指标。

超高产常规粳稻宁粳1号和宁粳3号群体特征及对氮的响应

李刚华，张国发，陈功磊，王绍华，凌启鸿，丁艳锋

作物学报. 2009, (6): 1106-1114. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01106

摘要 ( 2172 )

PDF (290KB) ( 1859 )

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2007—2008年对宁粳1号和宁粳3号的丰产示范方进行调查，2008年以宁粳3号为材料进行氮肥用量和前后比例试验，研究常规粳型超级稻超高产群体特征及对氮的响应。结果表明，常规粳型超级稻宁粳1号和宁粳3号抽穗后干物质积累占籽粒产量的70%~80%，茎叶等营养器官的表观转运率少，易高产稳产。足够的颖花量是高产稳产的保证，要达到11.0 t hm^-2以上的产量，颖花数要 ≥ 42 000 m^-2；要达到11.7 t hm^-2以上的产量，颖花数要 ≥ 45 000 m^-2，同时结实率 ≥ 90%，粒重 ≥ 26 mg。超高产群体抽穗期适宜叶面积指数(LAI)为7.0~7.5，叶色呈“黑黄”节奏变化，后期生长速率(CGR)高，收获指数(HI)≥ 0.5。氮肥的适量施用和适当后移，不仅可以保证宁粳1号和宁粳3号生育期“黑黄”节奏变化，建立抽穗期适宜LAI的群体，还可以保持超高产株型特征，提高抽穗后LAI、叶面积维持期、CGR和HI，最终实现超高产量。

玉米水分利用效率、碳稳定同位素判别值和叶面积之间的关系

张丛志，张佳宝，赵炳梓，张辉，黄平，李晓鹏，朱强根

作物学报. 2009, (6): 1115-1121. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01115

摘要 ( 2269 )

PDF (457KB) ( 2113 )

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通过盆栽试验，研究了水分胁迫对玉米各生育期叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、水分利用效率(WUE)和碳稳定同位素判别值(Δ¹³C)的影响以及不同水分条件下WUE、茎叶Δ¹³C和SLA之间的关系。试验设4个水分处理, 分别为田间持水量的75%~100%(W1)、50%~75%(W2)、30%~50%(W3)和0~30%(W4)。W2和W3处理对生物量干重的影响在玉米拔节期明显，而W4处理导致各生育期生物量干重的极大降低。在W2和W3处理下，玉米各生育期的WUE随着水分胁迫程度的增加而增加；而W4处理下，WUE在孕穗期后则显著降低。SLA在孕穗期达到最大。玉米各生育期叶片Δ¹³C在W1、W2和W3处理中呈随水分胁迫的增加而降低的趋势，而W4处理下的叶片Δ¹³C则高于W2和W3处理。玉米叶片光合同化物质往茎秆转移时没有发生碳同位素的分馏作用。在玉米的各生育期，叶片Δ¹³C、茎秆Δ¹³C和玉米WUE呈一致性的负相关；各生育期的SLA与Δ¹³C呈正相关关系，而与WUE呈显著的负相关。

利用RZWQM-ERES模拟华北平原农田土壤水分动态及其对作物产量的影响

房全孝，于强，王建林

作物学报. 2009, (6): 1122-1130. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01122

摘要 ( 2200 )

PDF (297KB) ( 1841 )

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农业系统模型是农业生产多元目标优化管理的重要工具，但由于系统模型过程复杂，参数众多，校正和验证工作一直是模型研究的重点和难点。本文对RZWQM (Root Zone Water Quality Model)与CERES (Crop Environment Resource Synthesis)的结合模型RZWQM-CERES模拟土壤水分及作物产量进行了参数优化和验证，结果表明，RZWQM-CERES在禹城站和栾城站模拟不同灌溉处理土壤贮水量与测定值呈相似的变化趋势，均方根差(RMSE)分别为2.38~2.70 cm及3.49~3.73 cm；作物产量模拟结果与实测值对土壤水分的响应趋势一致(R² = 0.83^***，n = 22)，其中在禹城站模拟小麦和玉米产量的RMSE分别为550 kg hm^-2和580 kg hm^-2，栾城站模拟小麦产量的RMSE为670 kg hm^-2。以上结果表明RZWQM-CERES可作为华北平原模拟和分析土壤水分对作物产量影响的有效工具。本文初步建立了一套适合华北平原作物生产的模型参数，为利用RZWQM-CERES建立农田水分优化调控策略奠定了基础，并探讨了模型评价过程中应注意的问题。

油菜叶片气孔导度与冠层光谱植被指数的相关性

孙金英，曹宏鑫，黄云

作物学报. 2009, (6): 1131-1138. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01131

摘要 ( 2068 )

PDF (353KB) ( 1448 )

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利用冠层光谱实时、无损和定量监测植物叶片气孔导度，对于改善作物水分利用效率以及产量和品质预测预报具有十分重要的意义。本研究采用裂区设计法(宁油18和宁油16两个品种)、两个供氮水平(N₁₈₀：纯氮180 kg hm^-2、P₂O₅ 120 kg hm^-2、K₂O 180 kg hm^-2和硼砂15 kg hm^-2；N₀：CK)于2007—2008年测定油菜冠层光谱反射率、叶片气孔导度以及叶面积指数(LAI)和叶片鲜、干生物量，利用各波段光谱反射率组合产生的植被指数，分析油菜叶片气孔导度的变化规律及其与光谱植被指数的相关性，从而建立光谱植被指数对叶片气孔导度的估算模型。结果表明，在整个生育期油菜叶片气孔导度呈“双峰”变化, LAI和叶片鲜、干生物量均呈单峰曲线变化；开花前光谱植被指数与油菜叶片气孔导度和油菜冠层叶片平均气孔导度均呈极显著正相关，且光谱植被指数对油菜冠层叶片气孔导度的拟合效果好于对油菜叶片气孔导度的。光谱植被指数与冠层叶片气孔导度的量化关系可为今后快速、无损、大面积的油菜作物气孔导度估算奠定一定基础。

研究简报

白芥和甘蓝型油菜属间杂种后代种子结构比较

韦存虚，李爱民，张永泰，周卫东，王幼平

作物学报. 2009, (6): 1139-1145. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01139

摘要 ( 1995 )

PDF (1228KB) ( 1678 )

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白芥具有很多优良的农艺性状，从白芥和甘蓝型油菜属间体细胞杂种后代中筛选出多个具有黄籽或趋向黄籽性状的株系，利用光学显微镜和电子显微镜技术观察它们种子的结构。回交后代种皮解剖结构与甘蓝型油菜相似，而与白芥相差较远。种皮色素主要分布在栅栏层，甘蓝型油菜和部分后代株系中有色素分布，而白芥和部分黄籽后代株系中没有色素分布。栅栏层在甘蓝型油菜中最厚，在白芥中最薄，而后代介于两者之间。回交后代和甘蓝型油菜种皮表面纹饰为网-穴状，白芥为沟槽状或水疱状。胚子叶细胞面积以白芥最小，甘蓝型油菜最大，后代介于两者之间；而蛋白体面积指数以白芥最大，甘蓝型油菜最小，后代介于两者之间。超微结构观察表明，亲本和后代蛋白体均为球状晶体蛋白体，油体有大、小两种，其大小在亲本和后代间有差异。上述结果表明，回交后代株系种子解剖结构与甘蓝型油菜相近，种皮颜色、色泽深浅和栅栏层厚度，以及胚子叶细胞大小、油体和蛋白体等受亲本白芥的影响而发生变化。

转甜菜碱醛脱氢酶基因马铃薯的抗旱耐盐性

张宁,司怀军,栗亮，杨涛,张春凤，王蒂

作物学报. 2009, (6): 1146-1150. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01146

摘要 ( 2297 )

PDF (350KB) ( 1893 )

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通过根癌农杆菌介导法将甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因导入马铃薯栽培品种甘农薯2号, 经PCR、Southern杂交和Northern杂交证明BADH基因已整合到马铃薯基因组中并在转基因植株中转录和表达。测定表明对照植株没有BADH酶活性, 各转化株系在胁迫前后BADH酶活性近似, 在2~11 U之间。BADH酶活性与叶片的相对电导率呈一定的负相关(y= –3.7738x+57.083, r=0.989^**)。在NaCl和PEG胁迫下, 转基因植株生长正常, 株高比对照提高0.41~1.00 cm, 单株重量比对照增加10%~35%, 说明外源BADH基因的导入提高了马铃薯植株对干旱和盐碱的抗性。

一个水稻雄性不育突变体的遗传分析和基因定位

初明光,李双成,王世全,邓其明,张婧,丁磊,文勇,郑爱萍,周星宇,李平

作物学报. 2009, (6): 1151-1155. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01151

摘要 ( 2080 )

PDF (356KB) ( 2168 )

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ms-np是一个源于自然突变的水稻雄性不育突变体，明显较正常植株矮小，叶色浓绿。小花解剖观察发现，突变体小花花丝细长，花药干瘪，呈白色透明状，但雄性器官的数量和雌性器官正常。碘染证实，突变体的花药壁内没有花粉粒着色，是一个典型的无花粉型雄性不育材料。5个F₂和2个BC₁F₁群体的遗传分析显示，该突变性状受1对隐性基因控制。对组合ms-np/M63衍生F₂不育单株的连锁分析表明，ms-np(t)基因位于水稻第6 染色体微卫星标记RM541和RM343之间，遗传距离分别为15.2 cM和7.9 cM。

表达大豆GMCHI基因能够提高原核生物对耐低温性

程立宝，李淑艳，景新明，何光源

作物学报. 2009, (6): 1156-1160. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01156

摘要 ( 2075 )

PDF (612KB) ( 1563 )

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低温是种子萌发过程中常见的自然灾害，在我国北方经常发生，导致种子萌发率较差、降低植株活力等后果。利用cDNA-AFLP技术从低温(4℃)吸胀24 h的抗低温吸胀大豆品种中黄22 (低温吸胀24 h对萌发率无影响的品种)中分离出一个基因片段，命名为GMCHI (GenBank No. EU699765)，通过RACE方法得到全长为387 bp的cDNA序列。在NCBI数据库中的查询表明， GMCHI基因和数据库记录的基因序列同源性较低，因此可以断定GMCHI是在大豆中被发现的新基因。半定量RT-PCR显示GMCHI受ABA和PEG诱导。该基因与PET30A连接后转入原核细胞，经过IPTG诱导，6% SDS-PAGE电泳条带说明，GMCHI在大肠杆菌中能够表达。把诱导表达和非诱导表达的菌落在–20℃下2 h后，移至37℃培养20 d，发现对照的菌落完全死亡，而诱导表达GMCHI的菌落只有部分死亡，并长出新菌落。RT-PCR检测表明新菌落携带GMCHI基因，证明GMCHI基因在大肠杆菌中的表达提高了低温耐性。

甘蔗中一个NBS-LRR类基因的全长克隆与表达分析

阙友雄，许莉萍，张木清，张积森，陈如凯

作物学报. 2009, (6): 1161-1166. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01161

摘要 ( 1901 )

PDF (403KB) ( 1895 )

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采用RACE技术, 从甘蔗高抗黑穗病品种NCo376中克隆了一个NBS-LRR类基因的cDNA全长序列, 命名为SNLR。生物信息学分析显示, 甘蔗SNLR基因的cDNA全长为2 985 bp (Accession No. EF155654), 包括一个2 661 bp的完整开放读码框以及一个典型的29 bp poly-A。同时, 还具有NBS-LRR类抗病基因的所有保守结构域, 包括4个NBS区域保守结构域和6个潜在LRR结构域；蛋白疏水性分析和二级、三级结构分析表明, 该基因编码的蛋白质为弱碱性蛋白, pI为7.76, 无明显的疏水结构域, 以卷曲结构和螺旋结构为骨架, 三级结构未见明显的跨膜信号蛋白区。定量PCR分析表明, 甘蔗SNLR基因的表达受到黑穗病菌、水杨酸和过氧化氢的影响, 分别表现出“抑-扬”、“全程抑制”和“扬-抑”的表达模式, 也具有抗病基因组成型和组织特异性表达的特点。推测甘蔗SNLR基因可能为抗病相关基因。

中国主产区小麦在品质区域间的差异

胡学旭，周桂英，吴丽娜，陆伟，武力，李静梅，王爽，宋敬可，杨秀兰，王步军

作物学报. 2009, (6): 1167-1172. doi:10.3724/SP.J.1006.2009.01167

摘要 ( 2080 )

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选取2003—2007年我国4个麦区174个品种2 571份小麦样品，对14个品质性状在各麦区的差异进行了分析。结果表明，年度之间，小麦品质性状在各麦区内具有明显差异，变化无规律。籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、形成时间、稳定时间、面包体积和面包评分的年度平均值麦区差异达1%或5%显著水平，由北到南呈华北北部强筋麦区(I)>黄淮北部强筋中筋麦区(II)>黄淮南部中筋麦区(III)>长江中下游中筋弱筋麦区(IV)；北部麦区(I、II)的降落数值、出粉率、沉淀值、吸水率、拉伸面积、延伸性和最大抗延阻力的5年平均值显著大于南部麦区(III、IV)。达到优质强筋小麦标准的样品主要集中在I、II区，达到优质弱筋小麦标准的样品主要集中在IV区，III区以中筋小麦为主，形成了由北到南由不同小麦品质类型构成的品质区域布局。

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