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2011年 第37卷 第08期 刊出日期：2011-08-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

转betA基因增强小麦的干热风抗性

张伟伟, 何春梅, 张举仁

作物学报. 2011, (08):  1315-1323.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01315

摘要 ( 2053 )   PDF (429KB) ( 1312 )  

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甜菜碱是细胞内重要的渗透调节物质，其积累能有效提高植物对非生物逆境的抗性。以转betA基因小麦和未转基因的野生型为材料，在灌浆期模拟干热风胁迫处理植株3 d，研究干热风对植株生长和籽粒产量的影响。胁迫处理后，转基因植株保持较好长势，叶片青枯失水较少，旗叶持绿面积显著大于野生型。各株系植株的光合作用能力和蔗糖磷酸合成酶(SPS)及蔗糖合成酶(SS)活性在胁迫处理后都下降，转基因植株的净光合速率下降到2.3~3.7 μmol CO₂ m^-2 s^-1，而野生型下降到1.2 μmol CO₂ m^-2 s^-1；野生型植株的SPS和SS活性的下降幅度分别为处理前56.8%和53.9%, 而转基因株系的下降幅度分别为62.3%~69.8%和56.5%~64.5%。干热风胁迫使得各株系植株的旗叶甜菜碱含量升高，但转基因株系的叶片甜菜碱含量比野生型的高18%~87%。在甜菜碱保护作用下，转基因植株在胁迫条件下能够维持较高的光合速率，合成较多的碳水化合物，使得百粒重和单株产量均高于野生型。因此，通过转betA基因可显著提高小麦在干热风处理条件下的甜菜碱含量从而增强其抗干热风能力。

江苏省杂草稻遗传多样性及其起源分析

邵菁, 戴伟民, 张连举, 宋小玲, 强胜

作物学报. 2011, (08):  1324-1332.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01324

摘要 ( 2465 )   PDF (303KB) ( 1429 )  

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前期调查研究表明江苏是中国杂草稻危害最严重的省份之一，尤其以苏中地区最甚。因此，本文利用具有多态性的33个共显性SSR标记，分析苏中地区的11个杂草稻种群以及苏南苏北部分杂草稻样品，以揭示江苏省主要杂草稻的遗传多样性及其来源。结果表明苏中地区11个杂草稻群体总的遗传多样性(He)为0.1661，Shannon指数(I)为0.2872；多态位点百分率达到87.88%，等位基因数(Na)为2.1515，有效等位基因数(Ne)为1.2887。其中，泰州的遗传多样性最高而南通地区的最低。杂草稻在地区之间的遗传分化(1%)显著小于杂草稻种群之间的遗传分化(39%)，更小于种群内的遗传分化(60%)。聚类分析和主成分分析结果表明苏中和苏南地区杂草稻以籼型为主，苏北地区存在少量粳型杂草稻；苏中地区的杂草稻与现有栽培稻品种和普通野生稻没有明显的亲缘关系，但与曾经栽培过的杂交水稻品种有关。因此，本研究相对支持江苏省杂草稻可能主要来自栽培稻的基因重组或回复突变等产生野生性状即返祖遗传的假说。苏北地区的杂草稻可能来源于穞稻与现今栽培稻杂交的后代。

冬小麦种质“矮孟牛”姊妹系遗传差异

赵春华, 崔法, 李君, 丁安明, 李兴锋, 高居荣, 王洪刚

作物学报. 2011, (08):  1333-1341.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01333

摘要 ( 2351 )   PDF (587KB) ( 1443 )  

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采用田间试验鉴定和基因组分子标记分析相结合的方法，对冬小麦种质“矮孟牛” 7个类型的性状和基因组遗传差异比较分析。结果表明，7个类型在调查的株高、穗长、穗粒数、粒长、粒宽、单株穗数等16个性状方面存在差异，其中矮孟牛V型的主要产量构成因素等性状比较协调，总体优于其他6个类型。在检测的2 210对SSR、EST-SSR和STS标记中，有656对标记可在矮孟牛三亲本中显示多态性，将其用于矮孟牛7个类型全基因组遗传差异分析，并利用GGT2.0绘制7个类型的遗传差异图谱。在矮孟牛V型的1A、1B、2D、3A、4D、7A染色体上检测到8个特异位点，利用矮丰3号/牛朱特和孟县201/牛朱特构建的2个F₂分离群体，经IciMappingV3.0单标记QTL作图分析，发现矮孟牛V型部分特异位点附近存在与产量构成因素等重要性状相关的QTL。矮孟牛V型的基因组特异位点可能是它作为骨干亲本区别于其他姊妹系的重要基因组特征。

无芥酸甘蓝型油菜十八碳不饱和脂肪酸含量的QTL定位

杨燕宇, 杨盛强, 陈哲红, 官春云, 陈社员, 刘忠松

作物学报. 2011, (08):  1342-1350.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01342

摘要 ( 2466 )   PDF (339KB) ( 1673 )  

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用无芥酸的高油酸油菜品系HOP和低油酸油菜品种湘油15为父母本构建含189单株的F₂代作图群体。F₂代单粒种子播种前采用半粒取样，F₂代单株种子采用混合取样，进行脂肪酸含量的气相色谱分析。统计检测显示这两种方法测定结果极显著相关，各种脂肪酸含量之间大部分也呈显著相关。用该群体构建含342个SSR标记的遗传连锁图并对18碳不饱和脂肪酸含量进行了QTL定位。在A5和C5连锁群上各检测到1个油酸含量主效QTL，其中位于A5连锁群的QTL效应值较大，且与FAD2基因紧密连锁；位于C5连锁群的QTL为首次报道，与之紧密连锁的标记在A5 连锁群QTL区域有同源标记，说明可能与位于C5的FAD2基因有关。用两种方法测定性状值都能检测到这2个QTL，且效应值比较接近，共能解释60%~70%油酸含量变异。由于油酸含量与亚油酸之间高度相关，定位在A5和C5的油酸含量QTL也被确认为亚油酸含量主效QTL，但利用单株法测定的性状值能在A4连锁群上再发现1个LOD值较低的亚油酸含量QTL。两种测定法能比较一致地在A4、A5和C4连锁群上检测到3个亚麻酸含量主效QTL，共能解释72%~80%亚麻酸含量变异。用半粒法能在A4连锁群还能检测到1个解释变异度为12.42%的较小LOD值的亚麻酸含量QTL。

野生大豆转录因子GsNAC20基因的分离及胁迫耐性分析

才华, 朱延明, 李勇, 柏锡, 纪巍, 王冬冬, 孙晓丽

作物学报. 2011, (08):  1351-1359.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01351

摘要 ( 2419 )   PDF (666KB) ( 1687 )  

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NAC (NAM, ATAF1/2, CUC2)转录因子作为一类新型转录因子已成为非生物胁迫基因工程领域的研究热点。本研究以野生大豆(Glycine soja)为材料，利用酵母单杂交的方法筛选到一个能够与MYB1AT元件(核心序列为AAACCA)结合的转录因子基因，该基因与大豆NAC20 (EU440353.1)基因具有99%的相似性，命名为GsNAC20。GsNAC20蛋白含有典型的NAC结构域和转录激活区。酵母试验表明，GsNAC20转录因子能够与耐逆相关顺式元件MYB1AT特异结合，但不具有自激活功能。细胞定位分析证明该基因位于细胞核中，符合转录因子的特征。GsNAC20能够响应高盐、干旱和低温胁迫，并且在根和叶中具有不同的表达模式。超量表达GsNAC20基因的拟南芥对盐胁迫的敏感性提高。以上结果表明GsNAC20参与植物非生物胁迫反应过程，该基因在非生物胁迫基因工程研究领域具有良好的理论研究和实际应用价值。

甘肃省50个主要小麦品种(系)苗期抗条锈基因推导及成株期抗病性分析

曹世勤, 张勃, 李明菊, 徐世昌, 骆惠生, 金社林, 贾秋珍, 黄瑾, 金明安, 尚勋武

作物学报. 2011, (08):  1360-1371.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01360

摘要 ( 2609 )   PDF (217KB) ( 1532 )  

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选用26个来自国内外具有不同毒性谱的条锈菌菌系，对50个甘肃省主要生产品种(系)及抗源材料进行苗期条锈病抗性鉴定，结合系谱分析，分析推导其所含抗条锈基因，同时对43个品种(系)进行了分子检测。推导分析结果表明，中梁25含有Yr3及未知抗病基因；兰天20含有Yr3a+Yr4a+Yr16及未知抗病基因；Y9220-12含有Yr9+YrCle及未知抗病基因；兰天14、陇原932、陇育216及陇原992含有Yr9及未知抗病基因；陇鉴9343、93保4-4、天选43、贵农22含有Yr10+YrMor；兰天19含有Yr12及未知抗病基因；兰天17、95-111-3、98-178-3-2-4、92R137含有Yr26。分子检测结果发现兰天21等14个品种(系)含有Yr9，兰天17、92R178含有Yr26。其余品种(系)含有未知抗病基因。田间抗性鉴定及监测结果显示，供试品种苗期抗条锈性和成株期抗条锈性结果不完全一致，兰天16等10个品种(系)可能具有成株抗性，兰天14等10个品种(系)可能具有慢条锈性。

外源ABA对干旱胁迫下不同品种灌浆期小麦psbA基因表达的影响

汪月霞, 索标, 赵腾飞, 曲晓菲, 袁利刚, 赵雪娟, 赵会杰

作物学报. 2011, (08):  1372-1377.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01372

摘要 ( 2498 )   PDF (215KB) ( 1883 )  

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脱落酸(abscisic acid, ABA)是一种重要的植物激素，与作物的抗干旱胁迫密切相关。本试验以灌浆期的豫麦949和陕麦5号小麦品种为试材，PEG干旱处理72 h后，比较了脱落酸对小麦相对水分含量、叶绿素、丙二醛含量以及产量的影响，并采用反转录半定量PCR方法测定PSII中psbA基因转录水平的变化。结果表明，干旱胁迫明显降低小麦叶片中相对水分和叶绿素含量，增加丙二醛含量，抑制psbA基因的转录，降低小麦的产量，而外源脱落酸能明显缓解这些胁迫反应。与豫麦949相比，陕麦5号中质膜损伤较小，相对水分和叶绿素含量、产量以及psbA基因转录水平的下降也较小，外源脱落酸处理后，各参数也能够恢复到对照水平，说明不同小麦品种的抗干旱胁迫能力与psbA基因的表达水平密切相关。本试验的研究结果也首次发现了外源ABA能够调控干旱胁迫下灌浆期小麦psbA基因的表达，稳定PSII系统中重要基因的转录水平，从而提高灌浆期小麦的抗干旱胁迫能力。

两个南方花生主栽品种荚果与叶片基因表达谱分析

陈小平, 朱方何, 洪彦彬, 刘海燕, 张二华, 周桂元, 李少雄, 钟旎, 温世杰, 李杏瑜, 梁炫强

作物学报. 2011, (08):  1378-1388.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01378

摘要 ( 2255 )   PDF (351KB) ( 1199 )  

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利用高密度花生基因表达谱芯片比较遗传背景相似而在产量上存在显著差异的2个南方花生品种粤油7号和汕油523荚果与叶片的基因表达谱。结果表明，汕油523与粤油7号荚果差异表达基因高达1 383个，其中上调表达基因662个，下调表达基因721个。叶片中差异表达基因有647个，其中上调表达基因234个，下调表达基因413个。基因表达差异在10倍以上的上调和下调基因在荚果中分别有52个和105个，而在叶片中只有2个和5个。功能注释结果表明, 差异表达基因集中在细胞内和膜上，而其分子功能主要为结合和催化活性，主要参与代谢、细胞和生物调控等生物过程。在花生荚果和叶片中，还有近一半的差异表达基因的功能未知，表明这2个器官中还有大量的基因尚待发掘。为验证基因芯片数据的可靠性和重复性，选择4个差异表达基因进行实时定量PCR分析，其结果与芯片检测结果吻合。

小麦TaCRF2基因的克隆及其在烟草中的初步功能验证

郭丽香, 高世庆, 唐益苗, 王永波, 刘美英, 张朝, 徐蓓, 连微微, 赵昌平

作物学报. 2011, (08):  1389-1397.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01389

摘要 ( 2423 )   PDF (530KB) ( 1905 )  

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通过RT-PCR从小麦cDNA中扩增获得一个锌指蛋白基因TaCRF2, 该基因的cDNA长度为847 bp, 序列分析表明它编码一个含有280个氨基酸的蛋白质。在线软件预测该蛋白质的相对分子质量为30.97 kD, 等电点为7.03, 且在C-末端含有一个典型的RING-H2型锌指蛋白结构域, 在N-末端含有两个跨膜结构域。氨基酸序列比对发现, TaCRF2与水稻中的一个RING型锌指蛋白(ABF95226)的相似度为82%。亚细胞定位分析显示, 该蛋白分布在细胞核和细胞膜上。Real-time PCR表达特性分析显示, TaCRF2基因的表达受干旱、盐和ABA的强烈诱导, 低温对该基因的表达量影响不明显。初步功能验证发现过表达TaCRF2基因增强了转基因烟草对干旱和盐胁迫的耐性。

不同环境中甘蓝型油菜种皮木质素含量的QTL定位

曲存民, 付福友, 卢坤, 谢景梅, 刘晓兰, 黄杰恒, 李波, 王瑞, 谌利, 唐章林, 李加纳

作物学报. 2011, (08):  1398-1405.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01398

摘要 ( 2283 )   PDF (442KB) ( 1284 )  

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以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜中油821为亲本杂交，后代通过“一粒传法”连续自交7代构建重组自交系，2007年分别在重庆市北碚区和万州区2个试验基地种植重组自交系群体，利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法(CIM)，对种皮木质素含量进行测定及QTL定位分析。结果在2个环境中共检测到12个种皮木质素含量相关的QTL，分别位于4个不同的连锁群，单个QTL可解释性状表型变异的4.50%~8.79%；在第3连锁群上检测到1个QTL与同一标记EM19ME23/130连锁，其余10个QTL位置不同；在北碚检测到的QTL主要分布于第20连锁群，在万州检测到的QTL主要位于第3连锁群；部分种皮木质素的QTL与种胚类黄酮和种皮色泽的QTL位于相近区间，在北碚和万州种皮木质素含量与种胚类黄酮存在极显著和显著正相关关系。结果表明甘蓝型油菜种皮木质素含量表现为多基因控制的数量性状，基因表达受环境影响较大；油菜种皮木质素合成和类黄酮的积累可能受相同关键基因调控或者具有部分相同的合成代谢途径。

甜菜亚硝酸还原酶基因(NiR)的克隆与表达分析

石晓艳, 曾彦达, 李世龙, 王玉波, 马凤鸣, 刁志伟

作物学报. 2011, (08):  1406-1414.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01406

摘要 ( 2185 )   PDF (554KB) ( 1701 )  

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以甜菜品种甜研7号叶片的cDNA为模板，采用RT-PCR和3′/5′RACE技术，获得了编码亚硝酸还原酶基因(NiR)的cDNA全序列2 014 bp, 包含有1 830 bp的开放阅读框，编码599个氨基酸。所推导的氨基酸序列与菠菜及拟南芥NiR编码的氨基酸序列均具93%的同源性。生物信息学分析表明，甜菜NiR具有完整的NiR蛋白结构，含血红素蛋白β-化合物区域和4Fe-4S区域, 并利用分析软件预测其三维结构。实时荧光定量结果显示，在以0、10、20、30、40、50、80和160 mmol L^–1 NO₃^–-N处理72 h的试验中，50 mmol L^–1处理可使甜菜NiR的表达量达到最大；以0、2、4、8、16、32、64和128 mmol L^–1 NH₄⁺-N处理48 h的试验表明，8 mmol L^–1和64 mmol L^–1处理条件下甜菜NiR表达量相对较高。硝态氮和铵态氮不同配比处理48 h的试验中，NO₃^–-N和NH₄⁺-N比例为80:20可使甜菜NiR的表达量达到最大；在氮素诱导的基础上，蛋白抑制剂放线菌酮处理9 h，随着处理浓度的增大，NiR的表达量逐渐下降；不同浓度NO₂^–处理的试验中，40 mmol L^–1处理下NiR的表达量最大。

耕作栽培·生理生化

基于控制授粉技术的玉米籽粒建成与碳、氮供应关系

冯汉宇, 王志敏, 孔凡娜, 张敏洁, 周顺利

作物学报. 2011, (08):  1415-1422.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01415

摘要 ( 2261 )   PDF (385KB) ( 1078 )  

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以郑单958和超试1号为材料，通过控制玉米果穗底部花丝不授粉使顶部籽粒正常结实，比较研究了玉米籽粒早期碳、氮含量动态变化及其与败育的关系。结果表明，控制底部花丝不授粉，提高了顶部穗轴的可溶性糖浓度，增加了对顶部籽粒的物质供应，顶部籽粒的可溶性糖、蔗糖含量提高，淀粉快速积累，顶部籽粒的氮含量增加，籽粒C/N比值提高，籽粒重量快速增加，发育转为正常，表现出与中部籽粒一致的碳、氮变化动态特征以及籽粒生长动态；相反，统一完全授粉处理顶部穗轴的可溶性糖浓度低，顶部籽粒的物质供应少，可溶性糖、蔗糖含量低，淀粉含量提高缓慢，氮含量也较低，籽粒的C/N比值偏低，表现为粒重增加缓慢，最后败育。2个品种表现出一致的规律性。总之，玉米顶部籽粒的正常发育伴随着碳、氮等物质的充足供应，物质供应不足可能是顶部籽粒不能正常发育的根本原因。

种植方式和磷素水平互作对陆稻和水稻产量及磷素利用的影响^**

张亚洁, 华晶晶, 李亚超, 陈莹莹, 杨建昌

作物学报. 2011, (08):  1423-1431.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01423

摘要 ( 1983 )   PDF (317KB) ( 1564 )  

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以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬辐粳8号为材料，设置裸地旱种和水种2种种植方式及3种磷素(P₂O₅)水平：低磷(LP)，45 kg hm^-2；常磷(NP)，90 kg hm^-2；高磷(HP)，135 kg hm^-2。结果表明，在旱种条件下，增加施磷量，陆稻和水稻HP和NP的产量和磷素累积量均较LP显著增加，陆稻HP和NP的磷素物质生产效率和磷素籽粒生产效率较LP显著下降，而水稻的差异不显著; 在水种条件下，陆稻的产量、磷素累积量和磷素籽粒生产效率HP较NP差异不显著，但较LP显著增加，磷素物质生产效率HP较NP显著下降，水稻产量、磷素累积量HP较NP有下降趋势，磷素物质生产效率和磷素籽粒生产效率HP和NP之间差异不显著。旱种使稻株不定根数减少，磷素累积量降低，磷素物质生产效率增加，磷素籽粒生产效率下降，产量下降，但水稻产量下降幅度比陆稻更大。与水稻相比，陆稻不定根数少，磷素累积量少，成穗数少，结实率和千粒重高，产量较低，磷素物质生产效率和磷素籽粒生产效率增加。种植方式×磷素水平的互作对水稻和陆稻花后磷素累积量、磷素籽粒生产效率和不定根数、磷素物质生产效率有显著和极显著影响。花后磷素累积量与产量和不定根数呈极显著正相关，与磷素利用率呈极显著负相关。在旱种条件下，增加施磷量可以增加陆稻和水稻的产量，但无论旱种还是水种，水稻和陆稻产量对磷素响应有差异。

土壤耕作方式对小麦干物质生产和水分利用效率的影响

郑成岩, 崔世明, 王东, 于振文, 张永丽, 石玉

作物学报. 2011, (08):  1432-1440.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01432

摘要 ( 2530 )   PDF (331KB) ( 1719 )  

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2007—2010小麦生长季，以高产小麦品种济麦22为材料，利用测墒补灌技术确定灌水量，研究高产条件下条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5种耕作方式对小麦的耗水特性、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明，深松+条旋耕和深松+旋耕的农田耗水量和0~200 cm土层的土壤贮水消耗量高于条旋耕和旋耕处理，深松+条旋耕的小麦株间蒸发量低于深松+旋耕和翻耕处理。深松+条旋耕和深松+旋耕成熟期的干物质积累总量、籽粒的干物质分配量及分配比例和开花后干物质同化量对籽粒的贡献率均高于翻耕处理，翻耕高于旋耕和条旋耕处理，条旋耕最低。深松+条旋耕三个生长季均获得高的籽粒产量，分别为9 409.01 kg hm^-2、9 613.86 kg hm^-2和9 698.42 kg hm^-2，与深松+旋耕处理无显著差异，翻耕处理次之，条旋耕和旋耕低于上述处理，条旋耕最低。深松+条旋耕处理的水分利用效率在2007—2008生长季与深松+旋耕处理无显著差异；在2008—2010生长季最高，分别为21.39 kg hm^-2 mm^-1和22.09kg hm^-2 mm^-1，深松+旋耕处理次之，旋耕和条旋耕低于翻耕处理。在本试验条件下，深松+条旋耕是兼顾高产节水的最优耕作方式。

混合实验仪参数与和面仪、快速黏度仪参数的关系及其对面条品质的影响

张艳, 唐建卫, Geoffroy D’HUMIERES, 何中虎

作物学报. 2011, (08):  1441-1448.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01441

摘要 ( 2431 )   PDF (145KB) ( 1729 )  

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快速准确的评价方法对面条品质遗传改良至关重要。法国肖邦公司(Chopin Technologies, France)最新推出的Mixolab分析仪可以同时测定面粉加水后恒温揉混及面团升温后蛋白质弱化和淀粉糊化特性，明确其与现有类似仪器如和面仪和快速黏度测试仪等的关系对小麦品质评价具有重要意义。利用混合实验仪、和面仪、快速黏度测试仪测定了60份小麦品种的有关参数，并对面条品质进行感官评价，分析了相关参数间的关系及预测面条品质的可靠性。结果表明，可以用混合实验仪的稳定时间很好地预测和面仪参数峰值曲线面积、峰值时间和8 min带宽，可分别解释其变异的75.7%、74.6%和56.5%；混合实验仪的C3值、C4值、C5值和吸水率是预测淀粉糊化特性的重要参数，C3值、C4值和C5值与峰值黏度、低谷黏度和最终黏度的相关系数在0.57~0.62之间，吸水率与峰值黏度和最终黏度的相关系数分别是-0.62 (P < 0.01)和-0.55 (P < 0.01)。混合实验仪对面条色泽预测的准确性高达75.7%，但预测面条软硬度、黏弹性、光滑性等口感品质性状的准确性较低，只能解释变异的13.2%~30.5%，因此，面条口感质地特性还应以感官评价为主。

共生期与播种量对水稻套播油菜生长及产量的影响

雷海霞, 陈爱武, 张长生, 罗凯世, 陈新国, 夏起昕, 周广生, 吴江生, 田新初

作物学报. 2011, (08):  1449-1456.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01449

摘要 ( 1971 )   PDF (136KB) ( 1398 )  

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油菜套播模式是利用双季稻区冬闲田的有效手段，共生期与播量是影响套播油菜产量的关键因素。为探讨其对套播油菜产量的影响规律，设计共生期及播量裂区试验，调查油菜生长及产量形成。结果表明：(1)各处理条件下油菜密度随生育期推迟而下降，油菜套播有利于提高出苗期密度，但其他生育期的密度降幅随共生期延长而增加；(2)共生期与播量显著影响着油菜各生育期密度，且对三叶期密度存在极显著正互作效应，两试点成熟期密度在共生10 d、播量为9.0 kg hm^–2的处理达最高值。(3)共生期及播量均影响着油菜各生育期的生长发育状况，延长共生时间可增加叶面积指数，但易线苗，油菜叶面积指数等指标随播量增加而增加，导致其产量构成因素、单株产量及小区产量改变；(4)与CK比，套播可显著提高油菜产量，且以共生10 d、播量9.0 kg hm^–2为宜。

不同种植模式对稻田土壤重金属含量及晚稻稻米品质的影响

汤文光, 唐海明, 罗尊长, 汪柯, 杨光立, 肖小平

作物学报. 2011, (08):  1457-1464.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01457

摘要 ( 2097 )   PDF (184KB) ( 1878 )  

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为了寻求消减土壤重金属的种植模式，确保食物安全，以6年定位试验，研究了5种不同种植模式对稻田土壤重金属Cd、Pb、Hg、As含量、晚稻植株重金属的积累与分配、稻米品质及产量的影响。结果表明，与冬闲-双季稻(CK)相比，黑麦草-双季稻(T1)、紫云英-双季稻(T2)、油菜-双季稻(T3)和马铃薯-双季稻(T4) 4种冬种模式对土壤重金属含量表现出明显差异，其中T1土壤As，T2土壤Cd、Hg、As，T3土壤Cd、Hg，T4土壤Pb、Hg含量均显著低于CK，但T1土壤Hg，T3土壤As，T4土壤Cd、As含量显著高于CK。不同种植模式晚稻植株重金属含量均为根>茎叶>糙米，冬种模式根重金属含量均低于CK，茎叶Cd含量均高于CK，茎叶Pb、Hg、As含量表现不稳定，糙米Cd、Pb含量除T4 Cd外,其余均显著低于CK。冬种模式均增加了稻米出糙率、整精米率、胶稠度和直链淀粉含量，降低了垩白米率和垩白大小。冬种模式增加了晚稻产量，其中T4比CK显著增产17.52%。上述结果说明，冬种模式有促进消减土壤部分重金属污染趋势，但其作用有限，并能一定程度降低糙米Cd、Pb含量，改善稻米品质和提高水稻产量。

CO₂浓度升高和施氮对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响

许育彬, 沈玉芳, 李世清

作物学报. 2011, (08):  1465-1474.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01465

摘要 ( 1987 )   PDF (315KB) ( 1241 )  

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为探讨大气CO₂浓度升高对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响及氮素营养的调节作用，以小偃22和小偃6号为材料，于2007—2009连续2个生长季，利用开顶式气室进行盆栽试验，对背景CO₂浓度(375 μL L^-1)和高CO₂浓度(2007—2008年度680 μL L^-1, 2008—2009年度750 μL L^-1)条件下不同施氮处理的干物质和氮素在籽粒、花前地上部中的累积以及花后营养器官的转运进行了评价。2007—2008年度设4个施氮水平，分别是0、0.1、0.2和0.3 g kg^-1土; 2008—2009年度设3个施氮水平，分别是0、0.15和0.30 g kg^-1土。结果表明，施氮和CO₂浓度升高促进了干物质和氮素在籽粒和花前营养器官的积累，增加了花前营养器官和地上部贮存干物质和氮素向籽粒的转运量，适量施氮提高了CO₂浓度升高对花前营养器官干物质和氮素累积以及花后向籽粒转运的正向效应。与背景CO₂浓度相比，高CO₂浓度提高了花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率，但CO₂浓度升高对花前氮素的贡献率和转运率的影响因年份和品种而异。CO₂浓度升高后，2007—2008年度各营养器官和地上部，以及2008—2009年度茎鞘和穗的氮素贡献率和转运率均增加，但2008—2009年度2个品种叶片和地上部氮素贡献率在施氮时均显著降低，小偃22叶片和地上部氮素转运率在各施氮水平下以及小偃6号地上部氮素转运率在0.13 g kg^-1土施氮水平下均明显增加。适量施氮也在大多数情况下增强了CO₂浓度升高对营养器官干物质和氮素的贡献率和转运率的正向效应。说明CO₂浓度升高后小麦产量和氮素积累增加与其促进花前干物质和氮素积累及花后向籽粒的转运密切相关。

短日照对不同叶龄红小豆幼苗的诱导效应

尹宝重, 陶哺, 张月辰

作物学报. 2011, (08):  1475-1484.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01475

摘要 ( 2129 )   PDF (364KB) ( 1121 )  

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以中晚熟红小豆品种冀红小豆4号为材料, 于2006—2008年在河北农业大学植物标本园，设置自然光周期(CK)、12 h光周期处理，零叶龄(LF)~四叶龄幼苗5个处理，以CK作为对照，从对生真叶出土开始观测不同处理的生育进程、成花及生理指标，成熟时测定干物质积累、产量组分及小区产量。结果表明，短日照降低株高、茎粗并减少主茎节数，促进分枝形成，对较小叶龄植株作用明显；短日照诱导抑制植株各部位干物质的积累量，主要在真叶至第1复叶展平期间影响显著，其中对生物产量和经济产量理影响最大；短日照影响生育进程，二叶龄之前的影响较为明显，不利于产量的形成。短日诱导明显缩短生长前期，另外三叶龄短日照处理可显著提高百粒重；短日照明显增强超氧化物酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性，增加游离氨基酸(SAA)、可溶性蛋白(SPRO)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)与脱落酸(ABA)含量，并在一定程度上提高GA/ABA。短日照诱导对不同叶龄红小豆生长、生理及产量所产生的影响，整体趋势是生长前期效应相对显著。

研究简报

华北平原主要作物生产的碳效率研究初报

史磊刚, 范士超, 孔凡磊, 陈阜

作物学报. 2011, (08):  1485-1490.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01485

摘要 ( 2198 )   PDF (326KB) ( 1417 )  

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提高农作物生产的碳效率是实现低碳农业的重要途径之一。为探明农业生产中的碳效率，本文以河北吴桥县为例，基于农户生产调查数据，利用投入产出法，对华北平原冬小麦、夏玉米和棉花3种主要作物生产的碳投入、碳产出和碳效率进行了评价。结果表明，冬小麦、夏玉米和棉花生产的碳投入总量分别为943.47±225.14、525.74±134.73和513.60±138.94 kg CE km^-2，其中化肥和电能占总量的大部分，分别约占60%和25%。3种作物碳的产出总量分别为8 430.70±774.45、7 194.50± 754.58和5 486.00±547.69 kg CE hm^-2，其中秸秆约占总量的50%，经济产量约占34%，根约占17%。冬小麦、夏玉米和棉花碳的生产效率分别为7.95±2.55、15.90±4.34和7.60±2.92 kg kg^-1 CE，碳的经济效率分别为13.28±4.56、21.47±5.86和76.70±29.45 CHY kg^-1 CE，碳的生态效率分别为9.59±3.07、14.57±3.98和11.69±4.49 kg C kg^-1 CE，作物间的碳效率差异显著，初步表明在华北平原，夏玉米生产的碳综合效率最高，棉花次之，冬小麦最低。

对人工合成小麦的微卫星变异分析

王变银, 翟军, 郝元峰, 李安飞, 孔令让

作物学报. 2011, (08):  1491-1496.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01491

摘要 ( 1897 )   PDF (492KB) ( 1359 )  

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比较分析了同一四倍体小麦Langdon与5个不同粗山羊草在合成六倍体小麦前后A、B、D染色体组不同染色体上的微卫星变异, 旨在通过分析异源多倍化引起的微卫星位点和序列变异以期探讨异源多倍体的进化机制。在所检测的位于A、B染色体组上各125个特异微卫星(G-SSR)标记中，分别有5个(4.0%)和6个(4.8%)位点发生变异；而在76个A/B染色体组上的表达序列标签微卫星(EST-SSR)标记中，只有2个(2.6%)发生了变异，比A、B染色体组G-SSR变异频率小，说明功能基因区的变异小于重复序列非编码区。在D染色体组上的103个G-SSR标记中，3个位点(2.9%)发生了序列变化。对表现差异的微卫星位点序列分析发现，人工合成小麦中多倍化引起的微卫星序列变异主要表现为简单序列重复单元次数的增加或减少；发生消除的微卫星序列比普通的微卫星序列更易发生不同类型的序列改变。微卫星序列在异源多倍化过程中对新物种基因组的形成可能起到重要的调节作用。

普通小麦品种小偃54中α/β-醇溶蛋白编码基因的克隆与序列分析

张晓霞, 焦浈, 董振营, 李世明, 王燃, 凌宏清, 秦广雍, 王道文

作物学报. 2011, (08):  1497-1502.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01497

摘要 ( 2380 )   PDF (636KB) ( 1443 )  

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醇溶蛋白是小麦籽粒贮藏蛋白的重要组分，其组成与含量对小麦加工品质具有重要影响。本研究建立了利用PCR从普通小麦基因组BAC文库中筛选含有α/β-醇溶蛋白基因序列BAC克隆的方法，并获得9个不同的含有α/β-醇溶蛋白基因的BAC克隆。从其中鉴定出17个α/β-醇溶蛋白基因，其编码区序列长度为852~957 bp。12个序列在编码区内存在提前终止密码子，推测为假基因。其他5个成员(Gli-Xy54-1、Gli-Xy54-2、Gli-Xy54-3、Gli-Xy54-7和Gli-Xy54-13)分别编码291、310、311、287和317个氨基酸残基，都具有α/β-醇溶蛋白一级结构的典型特征。根据推导的氨基酸序列中乳糜泻病诱发因子的分布情况及多聚谷氨酰胺重复区的长度差异，推测Gli-Xy54-7可能定位于6A染色体，Gli-Xy54-2、Gli-Xy54-3和Gli-Xy54-13可能定位于6B染色体，Gli-Xy54-1可能定位于6D染色体。基因聚类分析支持了上述推论。这是第一次从普通小麦中筛选到包含α/β-醇溶蛋白基因的BAC克隆，并从中得到目标基因全长，对进一步研究普通小麦基因组中α/β-醇溶蛋白编码基因的组成、表达与功能有较好的参考价值。