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2010年 第36卷 第11期 刊出日期：2010-11-12

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综述

双标图分析在农作物品种多点试验中的应用

严威凯

作物学报. 2010, (11):  1805-1819.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01805

摘要 ( 4108 )   PDF (660KB) ( 2593 )  

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双标图分析越来越多地被用于直观分析农作物品种多点试验数据和其他类型的两向数据。这种方法深受植物育种家和农业研究人员的推崇, 认为它可以提高研究者理解和驾驭试验数据的能力；但也受到一些学者的批评, 认为它是统计分析方面的旁门左道。事实上，学术界对什么是双标图的认识尚存混乱。一些双标图的使用者并不总能正确地选择和解释双标图。一些双标图的批评者对双标图分析及其研究对象也缺乏深入了解。为使研究者对双标图分析有一个客观全面的认识, 本文就用双标图分析农作物品种多点试验中的几个问题进行阐述：(1) 如何针对特定的研究目的选择适当的双标图; (2) 如何选择适当的GGE双标图来分析多点试验数据; (3) 如何使用GGE双标图的不同功能形态进行品种评价、试验点评价和品种生态区划分; (4) 如何判断双标图是否充分表现试验数据中的规律; (5) 如何检验双标图显示的结果是否显著。

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

我国部分玉米自交系遗传关系和遗传结构解析

吴承来, 张倩倩, 董炳雪, 张春庆

作物学报. 2010, (11):  1820-1831.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01820

摘要 ( 2755 )   PDF (420KB) ( 2134 )  

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玉米自交系遗传关系和遗传结构的解析，对自交系类群划分和杂交组配具有重要的指导意义。本文选用玉米基因组的112个SSR标记对我国97个玉米自交系进行遗传关系和遗传结构分析，并评价了遗传距离聚类和模型聚类方法在玉米自交系遗传关系研究中的应用价值。结果表明，模型聚类方法更适于玉米自交系的遗传关系研究。解析自交系的遗传基础发现，各类群中均有大量自交系含有其他类群的遗传成分。根据模型聚类结果，97个自交系被划分为PB、Reid、塘四平头和旅大红骨4个类群。Reid群与旅大红骨群的遗传关系最近，与塘四平头群遗传关系最远。为了实现杂种优势模式的简化，4个类群可被简化为3大种质类群[A(旅大红骨群与Reid群)、B(PB群)、C(塘四平头群)]，或2大种质类群[A(旅大红骨群、Reid群、PB群)、B(塘四平头群)]。研究结果为自交系的改良和利用及杂种优势模式确定提供了理论基础。

不同水分环境下玉米产量构成因子及籽粒相关性状的QTL分析

彭勃, 王阳, 李永祥, 刘成, 刘志斋, 王迪, 谭巍巍, 张岩, 孙宝成, 石云素, 宋燕春, 王天宇, 黎裕

作物学报. 2010, (11):  1832-1842.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01832

摘要 ( 2502 )   PDF (314KB) ( 1823 )  

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干旱胁迫对玉米产量及其相关性状有重要影响。本研究以我国玉米育种骨干亲本齐319和掖478分别和黄早四组配构建的两个F_2:3群体为材料，应用逐步联合分析的QTL定位方法，剖析新疆不同水分环境下(包含水区和旱区)玉米产量构成因子及籽粒相关性状的遗传基础。结果表明，在相同水分处理不同年份间产量构成因子和籽粒相关性状超过70%的QTL可稳定表达，旱区QTL的稳定性明显低于水区，当全部环境联合分析时，各性状QTL稳定性呈现一定程度的降低，但超过60%的QTL仍然稳定表达。两群体中共检测到11个环境钝感的主效QTL(在2个以上环境中检测到，且至少在一个环境下的贡献率大于10%)，分布在bin1.10、2.00、4.09、7.02、9.02、10.04和10.07共7个基因组区段上，除bin10.04外所有环境钝感的主效QTL在全部环境下稳定表达。因此，玉米产量构成因子和籽粒相关性状的QTL在新疆相同水分处理不同年份间，甚至不同水分条件下大部分均可稳定表达，这些主效QTL位点可为抗旱分子育种和进一步精细定位提供参考。

用SSR标记分析1949—2005年华南地区常规籼稻主栽品种遗传多样性及变化趋势

刘传光, 张桂权

作物学报. 2010, (11):  1843-1852.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01843

摘要 ( 2284 )   PDF (566KB) ( 1494 )  

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利用均匀分布于水稻基因组的300个SSR标记对95个华南地区不同年代常规籼稻主栽品种进行分析，研究该地区常规稻品种的遗传多样性及其变化趋势。检测到236个SSR标记有多态性，共获得776个等位基因，每个位点等位基因2~12个，平均3.29个，共有206个位点的等位基因数介于2~4个，占全部多态性位点的87.3%。多态性标记位点的PIC值平均为0.42，变化范围为0.041~0.790。不同染色体的位点多态性差异显著，其中第10染色体的位点平均等位基因数最多，PIC值最高，而第5染色体的位点平均等位基因数最少，PIC值最低；6个年代中，50~70年代育成品种包含等位基因数呈显著的上升趋势，70年代达最高值2.83，随后逐渐下降。分子方差分析(AMOVA)结果显示不同年代间遗传变异仅占总体变异的3.77%，但仍达极显著水平(P＜0.001)。不同年代育成品种的遗传距离(GD)呈下降趋势。聚类分析结果显示，在遗传相似系数(GS)为0.685处可将品种区分为5大类，表明华南地区各时期的常规稻品种遗传改良都是围绕少数骨干亲本进行的。试验结果显示，华南地区籼稻品种的遗传多样性狭窄且随年代而变化，70年代以后呈下降趋势，在今后的育种中应扩大亲本选材范围、拓宽育种亲本的遗传基础以提高育成品种的遗传多样性。

基于rDNA-ITS序列探讨甘蔗近缘属种的系统进化关系

刘新龙, 苏火生, 马丽, 陆鑫, 应雄美, 蔡青, 范源洪

作物学报. 2010, (11):  1853-1863.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01853

摘要 ( 2287 )   PDF (263KB) ( 1764 )  

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以狼尾草属(Pennisetum Rich.)的象草(P. purpureum) 为外群体，依据rDNA-ITS序列探讨了甘蔗亚族(Saccharinae)内与甘蔗植物分类关系较近的8属37种120份材料的系统进化关系，结果表明，ITS1序列长度为204~208 bp，变异位点91个，简约信息位点70个，GC含量为60.40%~69.10%；ITS2序列长度为215~220 bp，变异位点93个，简约信息位点68个，GC含量为66.10%~73.40%；5.8sDNA序列长度为164 bp, 变异位点18个，简约信息位点9个，GC含量为54.1%~58.0%；根据变异位点，简约信息位点占总位点的比例可以看出，ITS序列比5.8sDNA序列变异程度高，其中ITS1序列又较ITS2序列变异丰富。属种间遗传距离表明芒属(Miscanthus)和荻属(Triarrhena)与甘蔗属(Saccharum)的亲缘关系最近，其次为蔗茅属(Erianthus)和河八王属(Narenga)；而莠竹属(Microstegium)、大油芒属(Spodiopogon)、白茅属(Imperata)与甘蔗属亲缘关系较远。根据甘蔗近缘属种的NJ和MP系统发育关系，支持将斑茅(E. arundinaceus)归入蔗茅属，荻属归入芒属的观点；河八王属的河八王(N. porphyrocoma)与滇蔗茅(E. rockii)亲缘关系较近，而与同属的金猫尾(N. fallax)亲缘关系较远；蔗茅属和芒属属种系统进化关系较其他属种复杂；有4份材料被发现鉴定有误，不应用于后续研究。

ahFAD2A等位基因在中国花生小核心种质中的分布及其与种子油酸含量的相关性分析

雷永, 姜慧芳, 文奇根, 黄家权, 晏立英, 廖伯寿

作物学报. 2010, (11):  1864-1869.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01864

摘要 ( 2564 )   PDF (364KB) ( 1167 )  

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在中国小核心花生种质中发掘出油酰PC脱氢酶的2个等位基因(ahFAD2A-wt和ahFAD2A-m)。研究结果表明: (1)突变型等位基因(ahFAD2A-m)与野生型等位基因(ahFAD2A-wt)在编码区442 bp的SNP(448 bpG>A)可导致编码氨基酸的替换(D150N)；(2) 突变型基因ahFAD2A-m在中国花生小核心种质中广泛存在，出现的频率为53.1%，野生型基因ahFAD2A-wt出现的频率为46.9%；(3) 突变型基因ahFAD2A-m在密枝亚种(普通型和龙生型变种)中出现的频率(82.8%)显著高于其在疏枝亚种(珍珠豆型和多粒型变种)材料中出现的频率(15.4%)，卡方测验结果表明，核心种质的油酸含量与其携带的等位基因类型密切相关(χ²=98.71，χ²_0.01,3=11.34，P<0.01)，携带突变型基因(ahFAD2A-m)材料的油酸平均值显著高于野生型基因的材料(t =18.48>t_0.01=2.62，P < 0.01)；(4) 携带突变型等位基因ahFAD2A-m的花生材料其油酸含量显著高于携带野生型基因的材料，进一步表明ahFAD2A-ｍ等位基因的存在与种子油酸含量密切相关。

北方稻区国家水稻品种区域试验精确度分析

王洁, 廖琴, 胡小军, 万建民

作物学报. 2010, (11):  1870-1876.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01870

摘要 ( 2545 )   PDF (179KB) ( 1578 )  

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以1999—2008年北方稻区国家水稻品种区域试验(共计463个点次) 10年数据为依据，在一年一点和一年多点两个层次上对北方稻区国家水稻品种区域试验的精确度进行了研究。结果表明: (1)一年一点试验层面上，所有试点平均试验误差变异系数(CV)为4.3%，平均相对最小显著差数(RLSD)为7.4%，绝大多数试点的CV和RLSD控制得较好，试验精确度和品种比较精确度均较高。(2)一年多点试验层面上，绝大多数组别的CV在5%以内，RLSD在3%以内，试验精确度较高，品种比较精确度能够满足国家品种审定的要求。(3)在现有试验方案下，降低试验误差是提高一年一点试验精确度的主要途径；除降低试验误差外，适当增加试点数是提高一年多点试验精确度的有效选择。

反义trxs基因导入对不同品质类型小麦产量和品质性状的影响

任江萍, 王娜, 王新国, 李永春, 牛洪斌, 王翔, 尹钧

作物学报. 2010, (11):  1877-1882.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01877

摘要 ( 2400 )   PDF (227KB) ( 1440 )  

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以转反义trxs基因小麦TY18和TY34及其相应未转基因对照为材料，于2007—2009年通过大田试验系统研究了反义trxs基因导入对两种品质类型小麦籽粒产量性状和加工品质指标的影响。结果表明，4个转基因株系的穗粒数和产量较对照显著提高，反义trxs基因对小麦籽粒淀粉品质有一定的正效应。4个转基因株系的淀粉含量、支链淀粉含量、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度均显著提高，直/支比降低。反义trxs基因对小麦籽粒蛋白质品质的影响因品种类型而异，其中弱筋小麦的总蛋白、清蛋白、球蛋白、谷蛋白含量显著减少，醇溶蛋白含量显著增加，面粉的形成时间和稳定时间降低。强筋小麦除清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量减少外，面团的粉质和拉伸参数变化不明显。上述结果说明，反义trxs基因导入有利于两种品质类型小麦籽粒淀粉品质的改善，并在一定程度上改善了弱筋小麦的烘焙品质。

赤霉素诱导甘蔗节间伸长基因的cDNA-SCoT差异表达分析

吴建明, 李杨瑞, 王爱勤, 杨柳, 杨丽涛

作物学报. 2010, (11):  1883-1890.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01883

摘要 ( 2422 )   PDF (692KB) ( 1872 )  

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以甘蔗ROC22为材料，在伸长初期进行叶面喷施200 mg L–1浓度的赤霉素为处理，以喷施清水为对照，在不同时间取幼茎样品，用cDNA-SCoT进行基因差异表达分析。结果表明，通过46条引物筛选了约700个cDNA片段，获得差异片段30个。有18个基因片段受赤霉素上调而12个基因片段下调；其中16个TDFs序列和NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性，按照其功能可分为6类，即能量与代谢相关基因(占总数的20.0%)、未知功能蛋白(占总数的20.0%)、未知基因(占总数的46.7%)、信号传导相关基因(占总数的6.7%)和转录因子相关基因(占总数的3.3%)；细胞凋亡基因(3.3%)。这说明利用SCoT方法可以进行蔗茎基因差异表达研究，分离到的一些差异片段可能是与甘蔗节间伸长相关的基因。

棉纤维伸长阶段上下调基因及相关通路的分析

冷雪, 贾银华, 杜雄明

作物学报. 2010, (11):  1891-1901.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01891

摘要 ( 2334 )   PDF (303KB) ( 1680 )  

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棉花纤维细胞是研究细胞发育机制的理想材料，陆地棉Ligon lintless(Li₁)是单基因显性超短纤维突变体, 其性状表现为长纤维极度缩短，分离得到的野生型(li₁)纤维发育正常。本实验通过cDNA芯片的方法对两个材料进行比较分析，采集开花前1 d到开花后7 d即–1 DPA ~ +7 DPA (day post anthesis)材料，检测到多个上调和下调基因，选择两个基因(CIPK和XET)进行RT-PCR和qRT-PCR的芯片验证。应用MAS (molecular analysis system)系统进行GO功能注释和Pathway的分析表明，这些差异表达基因参与脂肪酸代谢(fatty acid metabolism)，甘油脂代谢(glycerolipid metabolism)以及碳固定(reductive carboxylate cycle)等多个代谢途径。这些基因在突变体Li₁中的异常表达可能导致细胞中脂肪酸和脂肪含量变化，影响棉纤维细胞的正常发育。

利用SSR分析四倍体棉种多态性

高伟, 刘方, 黎绍惠, 王春英, 张香娣, 王玉红, 王坤波

作物学报. 2010, (11):  1902-1909.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01902

摘要 ( 2334 )   PDF (365KB) ( 1850 )  

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利用SSR标记对60份四倍体棉种材料进行遗传多样性分析，其中包括42份陆地棉野生种系。结果显示, 从1 050对SSR引物筛选出的95对SSR引物均能在60份材料间扩增出稳定明显的多态性条带，共检测出660个片段，其中多态性片段584个，占88.5%。每个位点的等位基因为2~12个，平均每对引物6.1个。UPGMA聚类分析显示, 42份材料的相似性系数(GS)在0.306~1.000之间，平均成对相似系数为0.493。95对引物的多态信息含量(PIC)的变幅为0.278~0.905，基因多样性(H¢)的变幅为0.451~2.451, 有效等位基因数(Ne)在1.385~10.490之间变动。SSR标记在陆地棉野生种系及四倍体棉种间均可反映丰富的遗传多样性信息，其中陆地棉与陆地棉野生种系中阔叶棉的亲缘关系最近，海岛棉和达尔文棉的亲缘关系非常相近，黄褐棉和毛棉相对较近，陆地棉与其他4个棉种的亲缘关系最远。

耕作栽培·生理生化

四川小麦主栽品种的品质性状表现及其稳定性

汤永禄, 吴元奇, 朱华忠, 李朝苏, 李生荣, 郑传刚, 袁继超, 余秀芳

作物学报. 2010, (11):  1910-1920.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01910

摘要 ( 2151 )   PDF (311KB) ( 1558 )  

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2006—2008连续3年，在5个生态点考察了7个四川省代表性小麦品种在两种氮水平下的品质状况及其稳定性，以期为四川小麦品质定位、品质改良和生产指导提供依据。结果表明，3年均值，籽粒容重777 g L^-1，籽粒蛋白质含量12.3%，湿面筋含量25.1%，Zeleny沉降值32.9 mL，降落值326 s，面粉吸水率56.5%，面团形成时间3.0 min、稳定时间4.5 min，面条评分78.5分、面包评分62.2分。几乎所有品质性状均存在显著的基因型、环境及其互作效应。籽粒容重、沉降值、降落值、面粉吸水率和面条评分的年份效应大于地点效应，而籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间和面包评分则地点效应大于年份效应。增施氮肥对籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、面团形成时间、稳定时间和面包评分都有显著的增效作用，但对降落值、面粉吸水率和面条评分无明显影响。品种品质的稳定性因品质性状不同而异，川麦39面包评分高而稳定，川麦37面条总评分高而稳定，二者可被用于四川小麦品质改良。

南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究

吴桂成, 张洪程, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 高辉, 魏海燕, 沙安勤, 徐宗进, 钱宗华, 孙菊英

作物学报. 2010, (11):  1921-1930.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01921

摘要 ( 2106 )   PDF (351KB) ( 1599 )  

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以超级粳稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为材料，对高产(8.25~9.75 t hm^-2)、更高产(9.75~11.25 t hm^-2)和超高产(＞11.25 t hm^-2) 3个产量等级群体的物质生产与产量的关系、干物质积累、输出与转运等方面进行了系统的比较研究。结果表明，4个超级稻品种成熟期、抽穗至成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关，抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系，拔节至抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关(高产—更高产、更高产—超高产以及将3个产量等级综合起来)；从高产到更高产再到超高产，4个超级稻品种的生物学产量不断提高(差异显著)，而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当(0.5000以上)，显著高于高产水平；较之更高产、高产群体，超高产群体在生育中期(拔节至抽穗期)干物质积累量大，抽穗期叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优[有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶(cm²)、基部节间粗、单茎茎鞘重均高]，在生育后期(抽穗至成熟期)，光合能力强(叶面积衰减率小，光合势、群体生长率、净同化率高)、干物质积累量高(占生物学产量的40.0%以上)、茎鞘物质的输出与转运协调[实粒/叶(cm²)、粒重(mg)/叶(cm²)均高]。

种子引发对水分胁迫下水稻发芽及幼苗生理性状的影响

孙园园, 孙永健, 王明田, 李旭毅, 郭翔, 胡蓉, 马均

作物学报. 2010, (11):  1931-1940.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01931

摘要 ( 2436 )   PDF (165KB) ( 1586 )  

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不同基因型稻种经水引发及聚乙二醇(PEG)渗透胁迫引发处理均能降低稻种丙二醛(MDA)含量，促进可溶性总糖(SS)降解，加快稻种内部糖代谢进程，提高相溶性溶质脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白质(SP)含量，也有利于提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性，引发效果较明显。且适度PEG引发稻种的效果明显好于水引发，杂交籼稻在PEG浓度为20%的条件下引发效果最优，而常规粳型水稻在PEG浓度为10%~15%的引发条件下效果较好，但超出最高PEG引发浓度的阈值，会对稻种产生危害，影响其正常萌发。引发处理后的稻种对不同程度水分胁迫程度的响应表明，适当强度的引发处理利于激发稻种物质代谢、利于各水稻品种的萌发、幼苗形态指标及保护性酶等生理指标的显著提高，而严重的水分胁迫均不利于稻种萌发；表明引发处理虽能提高水分胁迫条件下种子活力，但稻种激发自身对外界萌发环境的协调能力有限，且不同品种间存在明显差异，籼稻优于粳稻。

盐胁迫下高粱新生叶片结构和光合特性的系统调控

王鑫, 李志强, 谷卫彬, 石雷, 唐宇丹, 高辉远, 赵世杰, 姜闯道

作物学报. 2010, (11):  1941-1949.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01941

摘要 ( 2455 )   PDF (500KB) ( 1801 )  

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以C₄作物高粱为材料，研究了盐胁迫下新生叶片结构和光合特性的系统调控。结果表明：(1)盐胁迫导致成熟叶和新生叶水势、光合速率、气孔导度明显下降，光抑制程度略有增强；并且新生叶片上下表面气孔密度均增加。(2)非盐胁迫条件下，成熟叶遮荫对其自身和新生叶水势影响不显著，但两者光合速率、气孔导度和叶片可溶性糖含量降低，对强光敏感性增强；同时，降低成熟叶光强还显著降低新生叶的叶片厚度、气孔密度、维管束鞘细胞表面积；(3)盐胁迫下成熟叶遮荫诱导的新生叶结构和光合功能变化与非盐胁迫条件下趋势相似。双因素方差分析显示，盐胁迫下成熟叶遮荫能明显加剧高粱成熟叶和新生叶两者光合速率和气孔导度的下降并增强对强光的敏感性。因此认为，盐胁迫下高粱新生叶片的结构和光合功能均受到系统信号调控；提高成熟叶所处环境光强有助于改善盐胁迫下新生叶发育和碳同化能力，并一定程度上缓解光抑制。这对理解盐胁迫下高粱抗盐性具有重要意义。

甜高粱分蘖去留与糖产量及氮素利用的比较分析

吴秋平, 王永军, 姜文顺, 张吉旺, 刘鹏, 董树亭, 王空军

作物学报. 2010, (11):  1950-1958.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01950

摘要 ( 2265 )   PDF (342KB) ( 1172 )  

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大田条件下采用人工去除分蘖的方法，研究了两种种植密度下甜高粱高产品种分蘖特性对糖产量及其干物质生产和氮素吸收利用特性的影响。结果表明, 常规种植密度(每公顷75 000株)下，保留分蘖较单茎秆植株对主茎和分蘖茎含糖量影响较小；在较低种植密度(每公顷37 500株)下，保留分蘖植株主茎含糖量明显下降，分蘖茎含糖量与单茎秆植株接近。在不同种植密度条件下，保留分蘖植株较单茎秆植株开花前和开花后茎秆、叶片和穗各器官干物质积累量均显著增加，保留分蘖显著提高了总生物量，达21.9%和81.6%，总糖产量分别增加了17.1%和63.8%。保留分蘖植株开花后氮素向茎秆分配比高，同时，保留分蘖植株叶片氮积累及分配比例明显提高，叶片干重占植株总干重比例显著增加，单位氮素糖生产效率下降，但未达显著水平。常规密度和较低密度下分蘖茎糖产量的补偿效应分别可达20%和62%以上，说明常规种植密度下保留分蘖利于增加甜高粱糖产量，并能够达到简化栽培管理和降低经济人力投入的目的。

生殖生长期两优培九功能叶光反应特性

于光辉, 陈国祥, 江玉珍, 苑中原, 吕川根

作物学报. 2010, (11):  1959-1966.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01959

摘要 ( 2193 )   PDF (503KB) ( 1249 )  

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在野外条件下，利用荧光动力学分析和生理生化研究技术，对生殖生长期超高产杂交稻两优培九和大面积推广稻汕优63功能叶原初反应、电子传递和光合磷酸化水平进行系统研究，比较光反应特性。结果表明: (1) 与汕优63相比，两优培九功能叶叶绿素含量高22.90%，光合功能期长约50%，叶绿素a/b比值高36.78%；(2) 光能吸收与分配方面，两优培九功能叶单位叶面积吸收的光能不占优势，但保持高吸收的稳定期长，有活性的反应中心数量多，热耗散的能量比例较少，进入电子传递链的能量高；(3) 荧光参数分析发现两优培九PSII供体侧、受体侧和反应中心性能优良，光能吸收、传递和转化为电能效率较高；(4) 叶绿体放氧活性、电子传递链和光合磷酸化活性均显著高于汕优63，表明两优培九电能转化为活跃化学能能力强。

密集烘烤过程中烤烟细胞生理和质地变化

宋朝鹏, 宫长荣, 武圣江, 刘文博, 贺帆, 刘闯, 张勇刚, 张卫建

作物学报. 2010, (11):  1967-1973.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01967

摘要 ( 2261 )   PDF (323KB) ( 1500 )  

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采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱，以中烟100上部叶为材料，研究了烘烤过程中烟叶细胞生理和质地变化的规律。结果表明，烘烤中烟叶的呼吸强度在38℃时达到高峰，箱内CO₂含量为1.80%，48℃以后烟叶的呼吸作用减弱。烘烤中果胶酯酶和纤维素酶在38~54℃活性较高，其中果胶甲酯酶(PME)和纤维素酶活性42℃最高，多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性48℃最高，PG与PME共同促进了原果胶的水解进程，烘烤中原果胶、总果胶和纤维素含量不断降低。烟叶质地(除黏聚性)在38~48℃之间发生显著变化，其中42℃硬度和咀嚼性值最大，38℃拉力和剪切力值最大，48℃黏聚性、拉力和剪切力值最小。相关分析表明，可溶性果胶与回复性呈显著负相关(P<0.05)；原果胶、总果胶及纤维素与回复性、拉力均呈显著或极显著正相关(P<0.05)。这些结果说明烘烤过程中烟叶质地的绵软在某种程度上是细胞壁物质不断降解的结果。研究表明，烘烤中烟叶剪切力的动态变化较为直观，回复性和拉力可以作为探讨烟叶细胞生理变化的参数，而烟叶细胞生理变化是导致质地差异显著的主要因素。

控释肥对坡耕地花生生理特性、产量及品质的影响

王艳华, 董元杰, 邱现奎, 胡国庆

作物学报. 2010, (11):  1974-1980.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01974

摘要 ( 2271 )   PDF (214KB) ( 1274 )  

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选用山东省大面积种植的花生品种小白沙，在不同坡度、相同降雨侵蚀条件下，以普通复合肥为对照，研究了控释复合肥对大田花生生理特性、产量及品质的影响。结果表明，在不同坡度、相同施肥水平下，与相同坡度普通肥料相比，控释肥能提高花生生长后期叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)，有效地降低气孔限制值(L_s)；改善花生植株氮、磷、钾积累量和养分当季利用效率；单株结果数提高7.1%~36.0%，百仁重提高5.8%~9.7%，荚果产量和生物产量都有增加，其中坡度为10°时，荚果产量和生物产量分别提高17.1%和3.8%，15°时分别提高15.7%和15.7%；花生籽粒的粗脂肪、蛋白质含量都高于对照。同时，随着坡度的增大，控释复合肥和普通复合肥处理的花生叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、花生体内氮、磷、钾积累量、肥料养分当季利用效率、荚果产量和生物产量均有不同程度的降低，但同种肥料不同坡度处理间花生籽粒品质差异不显著。

研究简报

利用数码相机和成像光谱仪估测棉花叶片叶绿素和氮素含量

王方永, 王克如, 李少昆, 陈兵, 陈江鲁

作物学报. 2010, (11):  1981-1989.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01981

摘要 ( 2636 )   PDF (788KB) ( 1925 )  

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实时、无损监测棉花叶片的叶绿素和氮素含量对诊断棉花生理状况和氮肥精确管理具有重要意义。本研究基于MSI200成像光谱仪和数码相机两种可见光传感器，分析和比较了光谱和颜色参数与叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的关系，并且确立了其定量预测模型。结果表明，不同传感器对叶绿素和氮素最敏感的波段分别为R₇₁₀和R；光谱指数与叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的相关性比原始光谱好，而且以蓝光和红光波段组成的差值指数(DI和R–B)的预测能力最佳；DI所建棉花叶片Chl a+b、Chl a、Chl b、N和SPAD读数的预测模型的预测误差分别为0.0058、0.0050、0.0018和2.3002 mg g^–1和4.9736(分别为均值的18.39%、19.47%、30.33%、11.69%和8.45%)，预测精度R²分别为0.7965、0.7582、0.6608、0.7019和0.7338；R–B所建模型的预测性比DI差，对Chl a+b的预测精度最高(R²=0.7400)，而预测Chl b的精度最低(R²=0.5653)。基于CIE 1976 L*a*b*颜色模型的颜色参数b*和HSI颜色模型的S是两种传感器与叶绿素、氮素浓度和叶色关系较好的颜色参数；b*对叶绿素、氮素浓度和SPAD读数的预测能力稍逊于DI，预测误差和精度都与DI的比较接近；而饱和度S值的预测RRMSE最大，整体预测精度小于0.62。因此，可以利用可见光成像传感器的光谱和颜色参数估测棉花叶片叶绿素和氮素含量。

对早熟、矮杆、小粒大豆基因型MiniMax作为大豆研究模式材料的探讨

曲明南, 孙石, 吴存祥, 费志宏, 郭玉华, 侯文胜, 韩天富

作物学报. 2010, (11):  1990-1997.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01990

摘要 ( 2245 )   PDF (271KB) ( 1184 )  

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MiniMax是从美国引进的一个生育期短、植株矮、籽粒小的大豆遗传资源，具有成为大豆基础研究模式材料的潜力。本文从3个方面对MiniMax的形态特征和生长发育特性进行了系统研究: (1)参照DUS测试指南，观察、记载了该品系的植物学特性；(2)设置短日照(12 h)和长日照(16 h)两种光周期处理，结合不同播期试验(春播模拟低温、夏播模拟高温)，观察不同光、温条件对其生育期、株高、籽粒大小的影响；(3)利用与生育期、株高、籽粒大小等性状相关SSR标记，解析该品系在这些位点的等位变异特点。结果表明，MiniMax在北京夏播自然光照条件下，生育期63.1 d，株高39.0 cm，百粒重4.6 g。不同光、温处理对其籽粒大小影响较小，而对株高和生育期影响较大。MiniMax的光周期敏感度和光温综合敏感度接近于中国北方春大豆早熟品种，而温度敏感度与黄淮夏大豆品种相当。在短日＋高温条件下，MiniMax的营养生长期及全生育期短、植株矮、籽粒小，可作为生长周期短、占地面积小的研究材料；而在长日＋高温条件下，其生育期长、植株高、占用空间大。在MiniMax中检测到与生育期相关的QTL 5个(FT 2-1、Pod mat 13-3、R7 2-2、R3 1-3和R7 1-3)，与株高相关的QTL 5个(Pl ht 13-3、Pl ht 17-2、Pl ht 13-2、Pl ht 7-2和Pl ht 11-3)，与籽粒大小相关的QTL 5个(Sd wt 6-4、Sd wt 7-3、Sd wt 10-1、Sd wt 12-3和Sd wt 13-8)。作者认为，MiniMax籽粒小，在适宜的光温条件下具有生育期较短、株高矮、占用空间小等特点，可作为大豆研究模式材料使用。

生长季节对糯玉米淀粉粒分布和热力学特性的影响

陆大雷, 郭换粉, 董策, 陆卫平

作物学报. 2010, (11):  1998-2003.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.01998

摘要 ( 2216 )   PDF (235KB) ( 1320 )  

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以8个糯玉米品种为材料，利用激光衍射粒度分析仪和差示扫描量热仪分析了春播和秋播糯玉米淀粉粒分布和热力学特性。结果表明，糯玉米淀粉主要由直径<13 μm的颗粒组成，占总数目的71.7%~84.3%。颗粒体积和表面积呈双峰分布，>17 μm颗粒占比例最高，9~13 μm颗粒占比例较高，<9 μm颗粒占比例最低。和春播相比，秋播处理使糯玉米粉中<17 μm颗粒体积和表面积比例升高，>17 μm颗粒体积和表面积比例降低，<9 μm的颗粒数目增多，>9 μm颗粒数目减少。淀粉热力学特征参数中，秋播处理下转变温度(起始温度、峰值温度和终值温度)、峰值指数和回生值降低，糊化范围扩大，但热焓值总体上无显著变化。结合前期研究结果，9~13 μm和13~17 μm颗粒体积比例与淀粉的结晶度、峰值黏度和崩解值显著正相关，与峰值温度和回生值显著负相关。>17 μm颗粒体积比例与结晶度、峰值黏度和崩解值极显著负相关，与峰值温度和回生值显著正相关。糯玉米淀粉粒分布在不同季节下不同，导致淀粉糊化特性和热力学特性发生变化。

棉花纤维伸长期与次生壁增厚期蛋白质组比较

王娟, 倪志勇, 吕萌, 李波, 范玲

作物学报. 2010, (11):  2004-2010.  doi:10.3724/SP.J.1006.2010.02004

摘要 ( 2370 )   PDF (575KB) ( 1549 )  

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以陆地棉徐州142为材料，比较了3种不同棉花纤维蛋白质提取方法；利用双向电泳技术比较棉花纤维伸长及初生壁形成期(10 DPA)和次生壁增厚期(25 DPA)蛋白质组的变化；利用PDQuest软件分析各个差异蛋白在10 DPA和25 DPA棉花纤维中的相对表达量，选取质量好、实验重复性高的蛋白质点15个进行MALDI-TOF MS鉴定；根据目的蛋白核苷酸序列设计特异引物，对5种差异蛋白进行半定量RT-PCR分析。结果表明，利用饱和酚-甲醇醋酸铵法提取的棉花纤维蛋白，其蛋白含量较高，且SDS-PAGE电泳条带清晰；进行MALDI-TOF MS鉴定的15个差异蛋白，于NCBI上进行数据查询，分别属于F-box家族蛋白、肌动蛋白、β-微管蛋白、F₁-ATP合成酶、ATP酶β亚基、膜联蛋白、磷酸甘油酸酯激酶I、胞质苹果酸脱氢酶、S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶、谷氨酰胺合成酶、Cu-Zn超氧化物歧化酶、profilin、4-香豆酸辅酶A连接酶等。查询结果表明，上述蛋白参与能量代谢、碳代谢、细胞周期调控和发育等。