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2011年 第37卷 第01期 刊出日期：2011-01-12

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综述

中国作物新基因发掘：现状、挑战与展望

邱丽娟, 郭勇, 黎裕, 王晓波, 周国安, 刘章雄, 周时荣, 李新海, 马有志, 王建康, 万建民

作物学报. 2011, (01):  1-17.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00001

摘要 ( 4184 )   PDF (376KB) ( 7805 )  

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中国作物新基因发掘是实现中国作物种质资源优势向基因资源优势转变和作物分子育种的基础。本文对中国近10年来水稻、小麦、玉米、大豆、棉花和油菜等主要作物基因发掘研究的进展进行了分析和评述。中国作物基因发掘也取得了一系列突破性进展：(1)创制出一批具有特色的基因发掘材料，包括基于中国作物遗传多样性的核心种质、基于优异资源的遗传分离群体和基于人工诱变的突变体等；(2)基因发掘技术和方法有所突破，尤其是在针对基因特点整合各种基因发掘技术、改进基因/QTL的生物统计算法等，提高了基因发掘的效率；(3)作物农艺性状的标记与基因定位已成为常规遗传研究方法，初步定位了一批抗病、抗逆、优质、养分高效、高产相关基因/QTL，其中，有500多个基因已精细定位；(4)以水稻为代表的作物基因克隆及功能研究在国际上受到瞩目，在主要作物中已克隆了300多个基因，其中，在目标作物中验证的基因数超过70个。在国际作物基因发掘高效化、规模化及实用化发展过程中，中国作物基因发掘也取得了重要进展。然而，中国作物基因发掘的数量和质量还远远不能满足作物分子育种的需求，与国际作物基因发掘也存在差距，具体表现为不同作物基因发掘研究进展不平衡、发掘基因的数量还相对有限、已发掘的基因中具有重大利用价值的基因不多。针对中国基因发掘面临的问题和世界各国以及跨国生物技术公司争夺基因的巨大挑战，作者提出了中国作物基因发掘应重点提高基因发掘效率，加强重要基因克隆及基因的价值评估，以生物产业发展需求为导向的基因发掘策略。

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

黑龙江省稻瘟病菌生理小种毒力基因分析与抗病育种策略

雷财林, 张国民, 程治军, 马军滔, 王久林, 辛爱华, 陈平, 肖家雷, 张欣, 刘迎雪, 郭秀平

作物学报. 2011, (01):  18-27.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00018

摘要 ( 2595 )   PDF (191KB) ( 1384 )  

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近年来黑龙江省稻瘟病危害程度加重，给水稻生产造成巨大损失。为了解当地稻瘟病菌生理小种及其毒性基因的组成与分布，有针对性地利用抗性基因，选育抗病品种和使之合理布局，本文利用9个日本鉴别品种、7个中国鉴别品种、31个抗稻瘟病单基因系及12个当地主栽品种，对2006年采自该省主要积温区不同水稻品种的173个稻瘟病菌株进行致病性测定。结果鉴定出55个日本小种，优势小种为017、077、037、377和047，总频率为42.29%。鉴别力比较结果证实日本鉴别品种比中国鉴别品种更适合于当地稻瘟病菌致病性变异与小种分化研究。在12个主栽品种中，除龙粳14、龙盾104外，其他品种已经或正在丧失对稻瘟病的抗性。Pi9基因在所有积温区对稻瘟病菌株的抗谱都最广(平均94.80%)，是当前黑龙江省水稻育种上极有价值的抗性基因；基因Piz-5(CA)、Piz-5(R)、Pita-2(R)、Pita-2(P)、Pi12(t)和Pi20(t)对供试菌株有高于70%的抗谱，也具有较高的利用价值。黑龙江省当前抗稻瘟病育种的策略应该是，在利用抗源龙粳14、龙盾104和Pi9的基础上，通过分子标记辅助选择方法聚合一至多个广谱抗性基因；同时加强对稻瘟病菌种群的监测和新抗源的发掘，有针对性地向主栽品种导入新的抗性基因。

小麦亚硝酸还原酶基因及调控序列克隆、定位和表达分析

佘茂云, 陈朵朵, 冯晨, 杜丽璞, 叶兴国

作物学报. 2011, (01):  28-39.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00028

摘要 ( 3369 )   PDF (960KB) ( 4438 )  

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利用in silico及反向PCR技术, 从小麦中克隆了亚硝酸还原酶编码基因及其调控序列, 进一步利用原核诱导表达、半定量RT-PCR、AS-PCR及生物信息学手段对克隆的新基因进行鉴定及染色体定位分析。开放阅读框预测结合测序结果表明, 该基因gDNA长2 881 bp, 包含4个外显子和3个内含子, cDNA长1 830 bp, GenBank登录号分别为FJ555239和FJ527909, 预测编码产物大小约为65.7 kD, 与NCBI已公布的亚硝酸还原酶基因编码产物同源性达60%以上, 其中与其他单子叶谷类作物同源性达80%以上。IPCR技术延伸该基因5′端侧翼序列至-2 924 bp (以ATG起始计算), 经1 mmol L^-1 IPTG诱导后可表达大小约为70 kD的蛋白(含约3.8 kD的组氨酸标签)。RT-PCR结果显示, 30 mmol L^-1 KNO₃处理小麦幼苗1 h, 亚硝酸还原酶基因表达量最高。酶活性测定表明, 随着KNO₃处理时间延长亚硝酸还原酶活性增强。AS-PCR检测发现, 该基因在普通小麦6A及6B染色体上至少各存在1个拷贝。

两个棉花ß-葡聚糖酶新基因的结构与表达特征分析

董佳, 蔡彩平, 王立科, 赵亮, 张天真, 郭旺珍

作物学报. 2011, (01):  40-47.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00040

摘要 ( 2272 )   PDF (963KB) ( 1731 )  

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β-葡聚糖酶是一类能降解β-葡聚糖的水解酶。本研究分别通过电子克隆和棉纤维发育cDNA文库筛选法克隆到2个棉花β-葡聚糖酶新基因，内切-1,4-β-葡聚糖酶基因(GhEG，GenBank登录号为HM462003)和1,3-β-葡聚糖酶基因(GhGLU，GenBank登录号: HM462004)。GhEG全长ORF为1 581 bp，编码526个氨基酸残基。GhGLU全长ORF为1 410 bp，编码469个氨基酸残基。基因组水平分析表明，GhEG含5个内含子和6个外显子，而GhGLU无内含子，仅1个外显子。新克隆的2个基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中含1个拷贝，而在四倍体陆地棉和海岛棉中存在2个拷贝。通过开发SNP标记分别将GhEG和GhGLU在四倍体中的一个拷贝定位在第19染色体和第4染色体上。Q-PCR表达分析表明，GhEG在根、茎、叶中表达水平很低，而在纤维伸长期优势表达，在15 DPA和20 DPA纤维中，该基因在海岛棉海7124中的转录本显著高于陆地棉TM-1。GhGLU在根、茎、叶及纤维发育不同时期均有表达，属于组成性表达基因，特别在根、纤维发育初始期和伸长后期优势表达，且表达水平在陆地棉TM-1和海岛棉海7124间也有显著差异。

大豆杂种产量相关的位点及等位变异分析

杨加银, 贺建波, 王金社, 管荣展, 盖钧镒

作物学报. 2011, (01):  48-57.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00048

摘要 ( 2534 )   PDF (302KB) ( 1638 )  

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选用来源于中国黄淮和美国的熟期组II~IV的8个大豆品种, 按Griffing方法II设计, 配成28个双列杂交组合, 包括8个亲本共计36份材料。选用300个SSR标记, 对8个大豆亲本进行全基因组扫描, 利用基于回归的单标记分析法, 对大豆杂种产量和分子标记进行相关性分析, 估计等位变异的效应和位点的基因型值, 剖析杂种组合的等位变异。结果表明, 300个SSR标记中有38个与杂种产量显著相关, 分布于17个连锁群上, 其中D1a和M等连锁群上较多, 有8个位于连锁定位的QTL区段内(±5 cM)。单个位点可分别解释杂种产量表型变异的11.95%~30.20%。杂种的位点构成中包括有增效显性杂合位点、增效加性纯合位点、减效加性纯合位点和减效显性杂合位点4部分, 其相对重要性依次递减。从38个显著相关的SSR标记位点中, 遴选出Satt449、Satt233和Satt631等9个优异标记基因位点, Satt449~A311、Satt233~A217和Satt631~A152等9个优异等位变异, 以及Satt449~A291/311、Satt233~A202/207和Satt631~A152/180等9个优异杂合基因型位点。这些结果为理解杂种优势的遗传构成和大豆杂种产量聚合育种提供了依据。

玉米Rubisco活化酶基因ZmRCA1的序列变异分析

谭贤杰, 宋燕春, 石云素, 程伟东, 吴子恺, 王天宇, 黎裕

作物学报. 2011, (01):  58-66.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00058

摘要 ( 2171 )   PDF (222KB) ( 1800 )  

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Rubisco活化酶(RCA)是一种可激活光合作用关键酶Rubisco的伴侣蛋白，可通过对Rubisco的活性调节决定植物的碳同化效率。为了研究玉米ZmRCA1的多态性，本研究参考GenBank中编码玉米Rubisco活化酶的ZmRCA1基因组序列设计引物对玉米微核心种质的95份自交系的ZmRCA1进行测序，获得长约1 680 bp的基因组序列。多态分析表明，在1 680 bp的区间内共发现22个SNP和8个InDel，其中5个SNP和1个InDel变异产生氨基酸序列改变；频率在0.1以上的13个多态性位点共形成27种单倍型，利用6个多态性位点就可以分辨约90%的单倍型。ZmRCA1基因具有高度序列保守性，基因DNA序列相似性为97.9%,而氨基酸序列的相似性则达99.8%；中性检验表明ZmRCA1基因符合中性进化模型假设，没有发生纯化选择。

小麦Pm21基因调控的白粉菌早期侵染抑制和寄主细胞反应

章珍, 刘新红, 翟洪翠, 王华忠

作物学报. 2011, (01):  67-73.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00067

摘要 ( 2409 )   PDF (384KB) ( 1795 )  

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携带抗白粉病基因Pm21的小麦材料对白粉病免疫，叶片可见坏死斑。苗期人工接种小麦白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)和病原侵染初期的细胞学观察表明，在互作位点，携带Pm21基因的抗病材料上表皮细胞乳突形成时间与感病对照差异不明显，但乳突的大小、致密度、持续时间及乳突中H₂O₂染色较对照有明显差异，并由此显著降低白粉菌的侵入频率。抗病材料上发生多次侵染未成功导致白粉菌附着胞畸形。对于少数成功侵入并形成吸器的白粉菌，抗病材料表皮细胞发生过敏性反应，限制白粉菌吸器和二级菌丝的发展。因此，Pm21调控的白粉病抗病反应在细胞水平上表现为细胞壁加固和过敏性反应的发生。

木薯基因组SSR和EST-SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性分析

文明富, 陈新, 王海燕, 卢诚, 王文泉

作物学报. 2011, (01):  74-78.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00074

摘要 ( 2262 )   PDF (247KB) ( 1713 )  

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利用木薯的419对EST-SSR引物和182对基因组SSR引物在5个麻疯树品系和2个橡胶树品系中进行通用性分析。结果显示，木薯EST-SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性比例分别为55.85%和38.90%，而木薯基因组SSR在麻疯树和橡胶树中的通用性比例分别为37.36%和26.37%。由此推测，EST-SSR的通用性高于基因组SSR。此外，木薯EST-SSR和基因组SSR的通用性在麻疯树中高于在橡胶树中。本研究发掘的通用性SSR引物可以用于木薯、麻疯树和橡胶树间的比较作图、基因发掘和QTL定位研究。

小麦品种陕253 γ-醇溶蛋白基因的克隆、原核表达与功能鉴定

王明霞, 高翔, 陈其皎, 董剑, 赵万春, 李艳亮, 李敏

作物学报. 2011, (01):  79-86.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00079

摘要 ( 2881 )   PDF (621KB) ( 2049 )  

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利用设计合成的特异γ-醇溶蛋白基因引物，采用PCR方法从小麦品种陕253克隆获得一个γ-醇溶蛋白基因(GenBank登录号GQ857626)。序列分析表明，该基因编码产物的II区由于碱基转换产生一个额外的半胱氨酸残基。构建了GQ857626的原核表达载体并转入表达菌株E. coli Rosetta gami B(DE3)，IPTG诱导其成功表达。使用HisTrap HP组氨酸标记亲和层析柱纯化该基因的表达产物，并使用4 g粉质仪分析其功能。结果显示，将此纯化蛋白通过氧化还原反应整合到基础面粉后，面团的形成时间缩短，稳定时间减少，弱化度增加，导致主要的粉质指数明显下降，说明该亚基对面团流变学性质整体表现不利。

ET-ISJ标记的开发及陆地棉遗传图谱构建

林刚, 张建, 张轲, 藤中华, 张正圣

作物学报. 2011, (01):  87-94.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00087

摘要 ( 2629 )   PDF (529KB) ( 2003 )  

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根据植物结构基因外显子拼接位点的保守序列，设计扩增外显子的ET-ISJ (exon targeted intron-exon splice junction)标记引物。利用1 280对ET-ISJ引物组合，在陆地棉品种渝棉1号和T586中，筛选获得69对多态性引物组合，占引物组合的5.4%。用多态性ET-ISJ引物组合检测(渝棉1号×T586)F_2:7重组近交系群体，得到70个位点。以70个ET-ISJ标记位点与523个SSR、59个IT-ISJ、29个SRAP和8个形态标记进行连锁分析，构建的遗传连锁图谱包括59个连锁群和673个位点(68个ET-ISJ、510个SSR、58个IT-ISJ、29个SRAP和8个形态标记)。连锁图覆盖3 216.7 cM，占棉花基因组的72.3%，标记间平均长度为4.8 cM。68个ET-ISJ标记分布于20条染色体。研究表明ET-ISJ标记多态性较高、稳定性好，可有效用于棉花与其他植物遗传连锁图谱构建。

利用基因芯片技术筛选棉纤维伸长相关基因

李龙云, 于霁雯, 翟红红, 黄双领, 李兴丽, 张红卫, 张金发

作物学报. 2011, (01):  95-104.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00095

摘要 ( 2421 )   PDF (550KB) ( 1875 )  

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从回交近交系(backcross inbred lines, BIL)群体中选取纤维长度差异较大的两个系NMGA-062 (33.03 mm)和 NMGA-140 (25.87 mm)，利用Affymetrix棉花基因芯片，分析其开花后10 d (DPA, days post anthesis)棉纤维伸长相关基因表达谱。在24 029条转录本中，两材料间差异表达的转录本有7 282条，占总数的30.31%；其中差异表达倍数在2倍或2倍以上的转录本有3 993条，占筛选转录本总数的16.62%，功能分类表明这些转录本主要包括功能预测基因(15.57%)、翻译、核糖体结构相关基因(13.54%)和翻译后修饰、蛋白质转换相关基因(9.29%)3大类。为了验证芯片数据的可信性，8个差异表达显著的基因(Ghi.10655.1.S1_s_at, ACO1, ARF1, SAHH, TUA6, TUA7, β-tub1, β-tub10)被用于实时荧光定量PCR。两种检测手段表现出一致性。随后，利用实时荧光定量PCR对3个与棉纤维相关基因(ARF1, β-tub1, β-tub10)在纤维发育不同时期(5、10、15、20和25 DPA)的表达模式进行了研究，结果表明，3个基因在纤维伸长发育时期(10和15 DPA)大量表达，推测这3个基因可能与棉纤维伸长有重要关系。

耕作栽培·生理生化

不同肥料种类对连作烟草根际土壤微生物功能多样性的影响

杨宇虹, 陈冬梅, 晋艳, 王海斌, 段玉琪, 郭徐魁, 何海斌, 林文雄

作物学报. 2011, (01):  105-111.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00105

摘要 ( 2573 )   PDF (283KB) ( 2281 )  

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烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象，施用不同肥料, 调查施肥后的土壤对连作烟草作物的生长、土壤微生物功能多样性的影响及其对土壤化感自毒的调节作用。结果表明，烟草根际土壤化感自毒潜力以施用常规复合肥最大，施用农家肥最小。基于Biolog平板法的微生物功能多样性研究表明，施用常规复合肥利于氨基酸类、胺类物质为碳源的微生物生长；施用有机肥利于羧酸类物质为碳源的微生物生长；而施用农家肥则利于糖类、脂肪酸、酚酸类物质为碳源的微生物生长。土壤微生物利用单一碳源的主成分分析结果表明，与碳源利用相关的主成分1、主成分2可分别解释变量方差的74.37%和25.63%。在主成分分离中有主要贡献的是糖类、脂肪酸类、酚酸类碳源。相关性分析结果显示，烟草土壤的化感自毒潜力与以糖类和酚酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著正相关，而与以脂肪酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著负相关。此外，农家肥施用最利于微生物生长，有机肥次之，常规复合肥最差。

PEPC过表达可以减轻干旱胁迫对水稻光合的抑制作用

周宝元, 丁在松, 赵明

作物学报. 2011, (01):  112-118.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00112

摘要 ( 2443 )   PDF (310KB) ( 1891 )  

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为了明确磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)过量表达能否提高水稻的光合速率，测定了42个表达不同PEPC水平的转玉米PEPC基因水稻株系及对照(受体亲本中花8号)开花期和灌浆期的光合速率。结果表明，在水田条件下，转基因株系光合速率与未转基因对照相比没有明显差异；而在旱地条件下，转基因水稻的光合速率显著高于对照(27%和24%)。随机选取2个PEPC相对活性分别为10倍和25倍的转基因株系进行网室精确控水盆栽实验得到相似的结果。说明单纯导入PEPC并不能提高水稻的光合速率，而干旱胁迫下转基因水稻的光合优势可能是由于PEPC参与水稻的抗旱反应而减轻了干旱胁迫对光合作用的抑制作用。

空间环境诱变小麦叶绿素缺失突变体的主要农艺性状和光合特性

赵洪兵, 郭会君, 赵林姝, 古佳玉, 赵世荣, 李军辉, 刘录祥

作物学报. 2011, (01):  119-126.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00119

摘要 ( 2688 )   PDF (367KB) ( 2051 )  

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叶绿素缺失突变体对于研究植物光合作用机制, 揭示叶绿素生物合成与降解途径, 发掘鉴定光合作用相关新基因以及了解基因间的相互作用有重要意义。空间诱变创制的小麦叶绿素缺失突变体Mt135的叶色表现为完全白化、条纹和绿3种类型, 其中完全白化株叶片完全白化, 于苗期死亡; 条纹株叶片为绿白相间的条纹, 能够正常成穗结实, 但其株高、穗长、株粒数、株粒重、千粒重都显著低于原始亲本, 生育期比原始亲本延长5~7 d; 绿株与原始亲本没有显著差异。初步遗传分析表明, Mt135是一个由核质基因共同作用的突变材料。对突变体及其原始亲本叶绿素荧光动力学参数分析表明, 当光照强度为110 μmol m^-2 s^-1时, 条纹株绿色组织光系统II的最大量子产量与原始亲本无显著差异, 光系统II的潜在活性显著低于原始亲本, 而光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数、实际量子产量、调节性能量耗散的量子产量、非调节性能量耗散的量子产量在不同的生育期间变化不同。另外, 不同的光照强度下, 条纹株绿色组织的电子传递速率、光化学猝灭系数、实际量子产量的变化也不相同。条纹株白色组织和完全白化株则完全失去光合能力。上述结果证实, 小麦叶绿素缺失突变体Mt135的光合作用受到很大的影响, 光合特性发生了改变, 较高的光照强度在拔节期对突变体影响较大, 抽穗期影响相对较小。条纹株光合特性的改变与其株高、穗长和产量相关性状显著降低的结果相互印证。

施氮量对不同株型小麦品种叶型垂直分布特征的影响

李国强, 汤亮, 张文宇, 曹卫星, 朱艳

作物学报. 2011, (01):  127-137.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00127

摘要 ( 2245 )   PDF (397KB) ( 1899 )  

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在大田生产条件下，以紧凑型高秆品种宁麦9号和矮秆品种矮抗58、中间型品种扬麦12、松散型品种淮麦17为材料，测定并分析了3个施氮水平下不同生育时期的小麦冠层叶型特征，以及开花期小麦叶长和叶宽、单叶面积、茎叶夹角、分层叶面积指数和群体透光率的垂直分布特征。结果表明，小麦叶型特征存在显著的基因型差异，而施氮量的调控作用因叶型性状和生育时期不同而各异。叶片定形后，从植株基部向上，4个小麦品种不同叶位叶片单叶面积呈“升－降－升－降”的变化趋势，而茎叶夹角呈递减趋势。其最大分层叶面积指数所在的相对冠层高度为0.60。从冠层基部向上，群体透光率逐渐增加，符合二次多项式曲线。施氮提高了单叶面积，其中扬麦12和淮麦17的增加幅度较大。施氮提高了各叶位茎叶夹角，且对宁麦9号、淮麦17和扬麦12冠层下部茎叶夹角的调控作用大于冠层上部，而对矮抗58正好相反。施氮提高了各株型小麦品种的分层叶面积指数，降低了群体透光率，但过量施氮条件下，宁麦9号和矮抗58透光率的下降幅度小于扬麦12和淮麦17。各株型小麦品种群体透光率随累积叶面积指数的增加而递减。籽粒产量为N150 (150 kg hm^-2) > N225 (225 kg hm^-2) > N75 (75 kg hm^-2)。施氮显著提高了小麦品种穗数和收获指数，但对千粒重的影响不显著。穗粒数以高氮处理最高，低氮处理其次。籽粒产量、千粒重、穗数、穗粒数和收获指数在4个株型品种间差异显著，籽粒产量为矮抗58 > 宁麦9号 > 扬麦12 > 淮麦17，穗数和穗粒数是造成籽粒产量差异的主要原因。

陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究

秦舒浩, 张俊莲, 王蒂, 肖洪浪, 蒲育林

作物学报. 2011, (01):  138-145.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00138

摘要 ( 2043 )   PDF (287KB) ( 1604 )  

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采用大田试验与实验室分析相结合的方法，研究了集雨限灌对旱作马铃薯田蒸散量、灌水利用率、产量、产量性状及薯块品质的影响。结果表明，集雨限灌45 mm条件下马铃薯水分利用效率(WUE)显著提高，在此基础上增加灌水量，WUE降低；苗期限灌处理的WUE和灌水利用效率(IWUE)均高于薯块膨大期；苗期限灌45 mm处理综合用水效率较高。限灌可提高旱作马铃薯产量、大薯率与中薯率，降低小薯率，苗期限灌有利于大薯率的提高，薯块膨大期限灌有利于中薯率的提高；限灌降低马铃薯单株结薯数，可提高单株薯产量；超过45 mm随限灌量的增加，产量增加不显著，绿薯率和烂熟率显著增加。限灌能降低马铃薯薯块淀粉含量，提高薯块蛋白质含量。苗期限灌45 mm为半干旱区马铃薯最佳集雨限灌模式。

江苏近50年粳稻安全齐穗期的变化

张祖建, 张洪熙, 杨建昌, 宋云生, 赵步洪, 季红娟, 朱庆森

作物学报. 2011, (01):  146-151.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00146

摘要 ( 2283 )   PDF (183KB) ( 1669 )  

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确定水稻安全齐穗期是安排各品种播栽期的重要依据。本研究应用江苏由北至南4个代表性地点(赣榆、淮安、扬州和吴县)近50年(1958—2007) 5~11月逐日日平均温度资料，根据生产上常用的耐寒性较弱和较强的粳稻安全齐穗期的温度指标，得出了近50年及其前25年和后25年4地点两类粳稻保证率为50%、80%和90%的安全齐穗日期，发现后25年各地的安全齐穗日期较前25年普遍延迟，延迟的幅度在3~4 d；后25年各地的安全齐穗日期的变异亦明显增大。进而提出了北南各地点一般粳稻安全齐穗日期分别为9月18日、9月20日、9月24日和9月28日，这比目前各地生产中习惯应用的安全齐穗日期迟约4~6 d。本文分析方法可以供我国各稻区相关研究参考，其结果也可供我国类似稻区借鉴，并在气候变暖的大背景下对水稻安全齐穗期的变化给予新的认识。指出应对现用主体粳稻品种出穗开花期的耐寒性进行观察研究，确定出各地各类型粳稻品种的安全齐穗日期，以更具体准确地指导水稻播(栽)期的安排。

氮素实时管理对夏玉米产量和氮素利用的影响

叶优良, 黄玉芳, 刘春生, 曲日涛, 宋海燕, 崔振岭

作物学报. 2011, (01):  152-157.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00152

摘要 ( 2425 )   PDF (127KB) ( 1649 )  

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为实现氮素效率和玉米产量的协同提高，以山东省泰安市和兖州市为试验地点，连续3年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理，结果表明，优化施氮处理产量比农民习惯施肥增加2.73%~14.22%，平均增产7.90%；氮肥用量比习惯施肥减少36.80%~53.85%，平均减少44.75%。与农民习惯施肥相比，优化施氮处理氮素吸收效率增加13.68%~115.91%，氮肥表观利用率增加44.26%~377.89%，氮肥农学效率增加54.31%~271.31%，氮肥偏生产力增加53.38%~141.23%，产/投比增加37.35%~93.18%。说明应用土壤硝态氮测试进行氮肥实时管理可以明显减少玉米氮肥用量，提高氮肥利用效率，增加产量和经济效益。

不同贮藏条件下小麦和玉米种子的水分变化规律及其建模验证

王婧,李晓丽,姜朋,田凤龙,侯文倩,孙庆泉

作物学报. 2011, (01):  158-164.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00158

摘要 ( 2415 )   PDF (342KB) ( 1684 )  

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种子平衡水分(EMC)是评价种子吸湿或解吸动态变化的重要指标。本研究以不同初始水分(IMC)小麦和玉米种子为试材，研究了不同贮藏条件下的吸湿解吸规律，并建模验证。结果表明，玉米种子在8.0%IMC、15℃、相对湿度(RH)<18.8%， 25°C或40℃和RH<48.1%条件下; 以及在13.5%IMC或18.0%IMC、15°C、25°C或40℃、RH<48.1%条件下呈解吸变化; 而在其他条件下均呈吸湿变化。小麦种子在贮温15、25和40℃时，8.0%IMC在RH≤18.8%、18.0%IMC在RH≤48.1%时解吸，其他条件下吸湿; 13.5%IMC在15℃和RH<48.1%以及25、40℃和RH<18.8%时解吸，其他条件下吸湿。小麦种子在15℃和RH=53.0%、25℃和RH=48.0%以及40℃和RH=43.0%时的安全水分(SWC)依次为13%、11%和9%; 玉米种子在15℃和RH=55.0%、25℃和RH=50.0%以及40℃和RH=40.0%时，其SWC依次为14%、12%和9%。小麦种子EMC在15℃和RH>50.0%、25℃和RH>50.0%、40℃和RH>48.0%时超过其对应条件下的SWC; 玉米种子EMC在15℃和RH>50.0%、25℃和RH>47.0%以及40℃和RH>47.0%时超过其对应条件下的SWC。玉米郑单958的平衡时间(d)与IMC(x)、RH(y)和温度(z)的预测模型为d = 35.34 + 4.32x - 0.28y - 0.35z - 0.031xy - 0.012xz - 0.0011yz + 0.003y²，农大108为d = 39.76 + 2.35x - 0.39y - 0.27z - 0.022xy - 0.014xz - 0.0057yz + 0.008y²，小麦山农15为d = 25.69 + 7.65x - 0.27y - 0.89z - 0.12xy - 0.07xz - 0.007yz + 0.006y²+ 0.04z²，泰农18为d = 46.67 + 0.39x - 0.28y - 1.72z - 0.006yz + 0.006y²+ 0.017z²。模型经验证，预测性良好。

研究简报

红麻五个质量性状在遗传连锁图谱中的初步定位

陈美霞, 祁建民, 危成林, 谢增荣, 林培清, 兰涛, 陶爱芬, 陈涛

作物学报. 2011, (01):  165-169.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00165

摘要 ( 2357 )   PDF (264KB) ( 1706 )  

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红麻遗传连锁图谱的构建和性状的基因定位，可促进红麻的分子辅助育种研究的发展。本研究以埃及的阿联红麻与福建农林大学育成的高产优质抗病新品种福红992杂交，F₁和F₂自交衍生162个F_2:3家系为材料，在笔者已完成的红麻遗传连锁图谱构建的工作基础上，对红麻的叶柄色、叶形、花冠大小、花冠形状、后期茎色5个质量性状进行基因定位。用Mapmaker/Exp 3.0软件进行连锁分析，结果表明，后期茎色基因与叶柄色基因连锁，存在紧密的连锁关系，其遗传距离为2.8 cM，定位于第5条连锁群；花冠大小与花冠形状这2个基因之间也存在一定的连锁关系，其遗传距离为14.7 cM，定位于第6条连锁群，叶型与花冠大小和花冠形状的遗传距离分别为38.2 cM 与23.5 cM，虽然都定位于第6条连锁群，但是否存在连锁关系有待进一步研究。所获结果在红麻遗传学和育种学上有一定的现实意义和分子辅助育种实用价值。

水氮互作下长雄野生稻化感作用与田间抑草效果

张付斗, 徐高峰, 李天林, 陶大云, 徐鹏, 张玉华

作物学报. 2011, (01):  170-176.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00170

摘要 ( 2416 )   PDF (398KB) ( 1844 )  

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以化感抗稗草长雄野生稻(Oryza longistaminata)，非化感栽培稻RD23以及它们的F₁代(RD23 × O. longistaminata)为材料，采用实验室内生物测定和田间调查相结合方法，研究水肥对长雄野生稻化感作用的影响和探讨对野生稻化感作用及其田间抑制杂草作用的互作关系。在移栽后20~50 d内设淹水、2种形式的干湿交替和旱种等4种田间管理方式，对每种水分管理方式分别设3个施氮(尿素)水平处理。野生稻叶片的水提液，检测了对稗草的化感作用。结果表明，长雄野生稻化感作用在干旱与不施氮水平下最强，对稗草根长与干重的抑制率分别达到69.3%和74.6%，但随着施氮水平的提高与淹水时间的延长而降低；田间则以干湿交替条件下控制稗草效果最好，旱种管理后进行灌水能显著提高野生稻控制稗草的效果。水分与氮互作效应对长雄野生稻化感作用及其田间抑制杂草效果极显著，对F1代化感作用及其田间抑制杂草效果也达显著水平。

外源一氧化氮供体SNP对水稻叶片中由硒引起的脂质过氧化的调节作用

肖强, 杨曙, 郑海雷

作物学报. 2011, (01):  177-181.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00177

摘要 ( 2181 )   PDF (266KB) ( 1487 )  

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一氧化氮(nitric oxide, NO)是植物中一种重要的信号分子, 在诱导种子萌发, 影响植物生长发育, 促进植物细胞衰亡等方面发挥着重要作用。然而对于外源NO是否参与了Se诱导的脂质过氧化调节过程仍不为人知。我们研究了0.2 μmol L^-1和20 μmol L^-1Na₂SeO₃及一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)处理对水稻叶片叶绿素、H₂O₂和硫代巴比妥酸反应产物(Thiobarbituric Acid Reactive Substances, TBARS)含量, 愈创木酚过氧化物酶(guaiacol peroxidase, GPX)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)以及抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)活性等生理生化指标的影响。结果表明, 1 μmol L^-1SNP处理促进GPX、APX和CAT活性, 缓解膜脂过氧化, 降低TBARS含量; 显著提高0.2 μmol L^-1Na₂SeO₃处理下水稻叶片中叶绿素含量。在20 μmol L^-1Na₂SeO₃处理下, 外加1 μmol L^-1SNP更加显著促进GPX和CAT活性, 与此同时明显降低20 μmol L^-1Na₂SeO₃处理引起的H₂O₂含量上升, 并降低TBARS含量。NO对植物中由Se引起的脂质过氧化具有调节作用。

土壤水分对豫麦34花后GS同工酶及籽粒产量与蛋白质含量的影响

熊淑萍, 王小纯, 马新明, 赵鹏, 王璐, 程振云

作物学报. 2011, (01):  182-189.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.00182

摘要 ( 2284 )   PDF (692KB) ( 1223 )  

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采用盆栽方法，连续两年研究了豫麦34在田间最大持水量40%(40%FC)、60%(60%FC)和80%(80%FC)条件下花后旗叶与籽粒中谷氨酰胺合成酶(GS)及其同工酶活性和可溶性蛋白含量及籽粒产量等的变化特征。结果表明，旗叶中GS活性较同期籽粒中GS活性高10倍以上，并均在波动中下降；旗叶中有GS1、GSx和GS2三种同工酶，其中GS2活性最高，GSx活性最低；籽粒仅有GS1。小麦花后旗叶和籽粒中GS和GS同工酶活性表现为60%FC>80%FC>40%FC，尤以旗叶GS2活性受影响最大。籽粒灌浆高峰前期，旗叶中可溶性蛋白含量表现为60%FC>80%FC>40%FC，随后表现为80%FC>60%FC>40%FC。籽粒中可溶性蛋白含量均表现为80%FC>60%FC>40%FC；60%FC处理的旗叶GS和GS2活性与可溶性蛋白含量呈显著正相关。籽粒产量和蛋白质含量均以60%FC处理最高，说明豫麦34生长中后期适宜的水分管理指标为田间最大持水量60%。