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    2011年 第37卷 第11期 刊出日期:2011-11-12
    • 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
      春化和光周期基因等位变异在23个国家小麦品种中的分布
      杨芳萍, 韩利明, 阎俊, 夏先春, 张勇, 曲延英, 王忠伟, 何中虎
      作物学报. 2011, (11):  1917-1925.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01917
      摘要 ( 3073 )   PDF (201KB) ( 3025 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      为促进国外资源在我国小麦育种中的有效利用,以小麦春化基因Vrn-A1Vrn-B1Vrn-D1Vrn-B3及光周期位点Ppd-D1标记对23个国家的755份品种检测,同时在河南安阳秋播,观察抽穗期和成熟期。分子标记检测结果表明,Vrn-A1Vrn-B1Vrn-D1vrn-A1+vrn-B1+ vrn-D1的分布频率分别为13.0%、21.1%、15.6%和64.2%,显性等位变异Vrn-B3在检测材料中缺失。春化基因显性等位变异Vrn-A1Vrn-B1Vrn-D1主要分布在中国春麦区和长江中上游冬麦区、意大利、印度、日本、加拿大、墨西哥、智利、阿根廷和澳大利亚,上述地区的小麦一般为春性类型;春化位点均为隐性等位变异或vrn-A1+vrn-D1+Vrn-B1的品种主要分布在中国北方、美国中部和南部、德国、法国、挪威、乌克兰、俄罗斯、伊朗、土耳其、匈牙利、保加利亚、罗马尼亚和塞尔维亚,这些地区的小麦为冬性类型。光周期迟钝型Ppd-D1a的分布频率为55.2%。光周期敏感等位变异Ppd-D1b主要分布在纬度较高的地区,即美国各麦区以及德国、挪威、匈牙利、中国东北、加拿大、智利和阿根廷,来自其余麦区的品种均携带光周期迟钝等位变异Ppd-D1a;携带Ppd-D1a的品种在河南安阳大部分能够成熟,而携带Ppd-D1b的品种在河南安阳基本不能成熟。在安阳春化显性等位变异Vrn-A1a未加速小麦抽穗,而携带Vrn-B1Vrn-D1等位变异的部分春化需求品种能够正常抽穗,主要因安阳生长季节的温度能够满足春化需求。
      马铃薯块茎糖基转移酶基因的克隆及其RNAi载体的构建
      王旺田, 张金文, 王蒂, 张俊莲, 司怀军, 陶士珩
      作物学报. 2011, (11):  1926-1934.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01926
      摘要 ( 2225 )   PDF (687KB) ( 1366 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      为探讨鼠李糖基转移酶(rhamnosyltransferase, sgt3)基因与类固醇糖苷生物碱(steroidal glycoalkaloid, SGAs)合成关系, 揭示sgt3基因在SGAs合成中的作用, 本研究根据GenBanK No:DQ266437保守区设计特异引物, 通过RT-PCR技术获得马铃薯块茎sgt3相似基因;采用生物信息学相关软件分析, 预测sgt3相似基因cDNA序列编码的蛋白质结构和功能, 构建基于sgt3基因的植物干扰表达载体。结果表明, 克隆的sgt3相似基因与报道的sgt3基因序列相似性达到99.54%, 其ORF长1 500 bp, 编码505个氨基酸残基, 具有UDPG糖基转移酶保守结构域及许多重要功能位点;三级结构预测表明, 该氨基酸同糖基转移酶单体结构模型相似, 为糖基转移酶家族成员, 表明可能具有合成类固醇糖苷生物碱功能, 基因序列已注册到GenBank, 序列登录号为HM188447。以此为靶序列, 构建由Actin启动子和CIPP启动子驱动的与sgt1sgt2基因相似度高的含有sgt3基因序列的干扰表达载体, 将为糖苷生物碱的合成、代谢的进一步研究及低糖苷生物碱转基因马铃薯品种的培育奠定基础。
      水稻穗顶部退化突变体L-05261的遗传分析
      高素伟, 张玲, 毛毕刚, 王久林, 程治军, 万建民
      作物学报. 2011, (11):  1935-1941.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01935
      摘要 ( 2079 )   PDF (372KB) ( 1023 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      稻穗顶部小穗退化降低单株产量,严重影响水稻单产。对穗顶部明显退化材料L-05261的研究表明,小穗退化可能与稻穗内部过氧化氢的积累有关。2个非穗顶部退化品种和2个轻微穗顶部退化品种与L-05261杂交所得F1植株稻穗顶部都呈现穗退化表型,F2群体的小穗退化率均呈连续分布,但表型偏向非穗退化亲本。在组合L-05261×IRAT129 F2群体中,顶部小穗退化与非退化单株的比例适合63︰1;同一组合的BC1F1回交群体中,顶部小穗退化与非退化植株比例接近7︰1。表明穗顶部小穗退化表型受3对或3对以上显性或部分显性基因控制。利用上述群体中的182个单株,在第3、第4、第5、第8染色体上分别检测到qPAA3qPAA4qPAA5qPAA8 4个QTL,它们之间不存在互作,合计可解释46.32%的表型变异,其余的表型变异可能是由环境条件的变化造成的。
      强筋小麦分子标记多重PCR体系的构建与应用
      梁强, 张晓科, 尉倩, 王晓龙, 张晶, 孙道杰, 付晓洁
      作物学报. 2011, (11):  1942-1948.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01942
      摘要 ( 2181 )   PDF (357KB) ( 1003 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      面筋强度与小麦高低分子量谷蛋白亚基种类(组合)密切相关。以12个已知亚基基因组成的品种为对照,选用基因(位点)AxnullBx7OEDx5Glu-A3dGlu-B3iGlu-B3的标记,构建多重PCR体系。以该体系检测对照的结果与已知基因型完全一致,一次PCR可同时间接检测7个与强筋有关基因(位点)Ax1/Ax2*Bx7OEDx5Glu-A3dGlu-B3iGlu-B3。对62个陕西小麦品种的检测结果表明,优质强筋亚基基因(位点)Ax1/Ax2*Dx5Glu-A3dGlu-B3iGlu-B3的比例依次为56.5%、9.6%、33.9%、1.6%和64.4%,所有品种均不含Bx7OE,携带0、1、2和3个及以上基因(位点)的品种分别占6.5%、33.9%、48.3%和11.3%。说明聚合多个强筋亚基基因(位点)的品种频率较低,通过优质亚基基因的聚合育种,可望改善陕西小麦品种的面筋品质。本研究所构建的强筋小麦分子标记检测的多重PCR体系检测结果稳定且可靠,可用于小麦种质资源的快速评价和强筋小麦分子辅助选育。
      甜菜nia基因的克隆及不同氮素形态诱导的差异表达
      丁广洲, 侯静, 陈丽, 马凤鸣, 陈连江
      作物学报. 2011, (11):  1949-1955.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01949
      摘要 ( 2193 )   PDF (266KB) ( 867 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      利用同源序列克隆方法从二倍体甜菜品种Ty7中获得氮素诱导nia基因片段,通过RACE技术克隆nia基因全长序列,该基因ORF长度2 718 bp,编码905个氨基酸,并已在GenBank上登录(EU163265),基因组中nia以低拷贝数存在。nia编码蛋白的等电点为6.12,推测分子量为102 kD,以NADH为电子供体。为揭示不同氮素形态和处理对甜菜nia基因表达的影响,采用半定量PCR方法检测不同氮素形态诱导nia基因mRNA的表达,同时测定酶活力。结果表明,当铵态氮诱导nia基因时,低浓度的铵离子能促进基因的表达,过高浓度的铵离子抑制基因的表达。当硝态氮诱导nia基因时,随处理浓度的增加,nia的表达加强,呈正相关关系。用30 mmol L–1硝态氮诱导4 h后,nia基因表达达最高值,约在6 h后,表达明显下降。
      CIMMYT小麦种质资源对菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)河南许昌群体的抗性
      袁虹霞, 张福霞, 张佳佳, 侯兴松, 李洪杰, 李洪连
      作物学报. 2011, (11):  1956-1966.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01956
      摘要 ( 2044 )   PDF (245KB) ( 1312 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)是我国新发现的一种小麦病原线虫。通过室内盆栽接种和田间病圃鉴定, 采用相对抗病指数法和Pf/Pi比值法评价75份CIMMYT小麦品种资源材料对菲利普孢囊线虫河南许昌群体的抗性, 为抗病育种提供了种质资源信息。在供试材料中未发现免疫品种, 其中6R(6D)抗性最好, 2种鉴定条件下均表现高抗;MACKELLER、CROC_1/ AE.SQUARROSA(224)//OPATA*1、CROC_1/AE.SQUARROSA (224)//OPATA*2、CPI 133842、CPI 133814和TRIDENT等6份品种材料在室内接种鉴定中达到抗病水平;田间病圃鉴定中除6R(6D)表现高抗水平外, 另有CPI 133842、CPI 133814、DURATI和TURCAN#39表现高抗, ID-2150、BAXTER和MACKELLER等14份品种材料达到抗病水平。室内接种鉴定较田间病圃鉴定发病严重, 且简便易行, 鉴定结果更可靠。鉴定结果表明, 相对抗病指数法可以作为一种评价小麦品种对孢囊线虫病抗性的有效方法。
      利用RIL群体和自然群体检测与花生含油量相关的SSR标记
      黄莉, 赵新燕, 张文华, 樊志明, 任小平, 廖伯寿, 姜慧芳, 陈玉宁
      作物学报. 2011, (11):  1967-1974.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01967
      摘要 ( 2430 )   PDF (418KB) ( 1145 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      以远杂9102×中花5号杂交后代衍生的重组近交系F8代家系为材料,在含油量测试的基础上,选用10份低油材料(平均含油量52.91%)、12份高油材料(平均含油量58.85%)以及亲本进行SSR引物筛选,通过631对SSR引物扩增,筛选出来源于7对引物的13个有显著差异的片段可以有效区分低油材料和高油材料。以这7对差异引物在F8 RIL群体中扩增,对20份低油家系材料(含油量<55%)和45份高油家系材料(含油量>56%)进行统计分析,获得1个与花生含油量相关的分子标记2A5-250/240,其中,标记2A5-250为低油材料(含油量<55%)所拥有,相符率为95.0%,标记2A5-240为高油材料(含油量>56%)所拥有,相符率为88.9%。用SSR标记2A5-250/240检测11份高油(平均含油量为55.93%)栽培种花生和11份低油(平均含油量为48.41%)栽培种花生,结果表明,标记2A5-240与高油栽培种花生的符合率为63.6%,2A5-250与低油栽培种花生的符合率为90.9%。在19份高油(平均含油量为58.60%)野生花生中,10份野生花生能检测到标记2A5-240。综合分析RIL群体和自然群体的研究结果表明,标记2A5-250/240可用于花生含油量分子标记辅助选择。
      142份甜高粱品种的分子身份证构建
      王黎明, 焦少杰, 姜艳喜, 严洪冬, 苏德峰, 孙广全
      作物学报. 2011, (11):  1975-1983.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01975
      摘要 ( 2241 )   PDF (297KB) ( 1272 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      从分布在高粱染色体10个连锁群上的103对SSR引物中,筛选出41对多态性引物, 并用其扩增国内外142份甜高粱种质资源, 检测到189个多态性片段, 每对引物的等位基因数在2~11之间,平均为4.6个。引物位点的多态信息含量指数(PIC)变幅为0.089~0.850,平均为0.543。品种间特异指数差异较大,介于109.1~454.7之间,平均为189.0。结果表明, 根据引物的等位基因数确定11对引物(Xtxp329、Xtxp258、Xtxp113、Xtxp303、Xtxp61、Xtxp201、Xtxp14、Xtxp91、Xtxp47、Xtxp217和Xtxp67)组合, 并用于构建142份品种资源的分子身份证, 有效地区分了各品种。
      拟南芥AT2G14260基因功能及其表达特异性分析
      王飞飞, 李勇, 王学东, 朱延明, 才华, 纪巍, 柏锡
      作物学报. 2011, (11):  1984-1990.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01984
      摘要 ( 1732 )   PDF (499KB) ( 1715 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      拟南芥AT2G14260基因编码脯氨酸亚氨基肽酶,基因芯片表达谱数据显示该基因响应高盐、低温等非生物胁迫。为研究其功能和表达特性,本研究采用野生型和突变体植株pip-1进行低温、干旱和盐胁迫处理,结果显示在正常培养基中野生型与pip-1植株表型没有区别。而在逆境处理下pip-1植株的根比野生型明显短,且在干旱胁迫下,突变体的叶子比野生型植株明显变黄萎蔫。在正常环境、冷、干旱、盐胁迫下,野生型植株脯氨酸含量的平均值分别是突变体的1.11、1.23、1.10和1.34倍,这说明AT2G14260基因对提高非生物胁迫的耐性具有一定的作用。同时分离了该基因的启动子,构建了表达GUS基因的载体并转化拟南芥,结果表明该启动子在正常环境中不表达。胁迫处理时从两叶期开始在根、叶、茎中表达,到达花期后,干旱处理下的花瓣、花枝和冷处理下的花柱头中也有表达。GUS相对活性试验也证明对胁迫的响应能力。可见AT2G14260基因启动子是逆境胁迫诱导表达启动子,同时具有组织表达特异性,因此,AT2G14260基因及其启动子在转基因工程育种中具有潜在的应用价值。
      转苦瓜几丁质酶基因McCHIT1水稻及其稻瘟病抗性
      张长伟, 凌英华, 桑贤春, 李平, 赵芳明, 杨正林, 李云峰, 方立魁, 何光华
      作物学报. 2011, (11):  1991-2000.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.01991
      摘要 ( 2212 )   PDF (403KB) ( 1048 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      稻瘟病是危害水稻的最严重病害之一,探索利用外源基因提高水稻抗稻瘟病水平对现代育种具有重要意义。本研究从T2代起逐代增加抗性选择压,采用苗期人工混合接种和病圃田自然诱发等鉴定方法,对转基因水稻后代进行稻瘟病抗性鉴定和筛选,在T5代获得了7个稻瘟病抗性极显著增强的转McCHIT1基因水稻稳定株系。通过7个生理群26个生理小种的115个稻瘟病有效单孢菌株苗期抗谱测定,这7个株系的抗病频率为52.2%~61.4%,比受体对照缙恢35 (36.8%)高16个百分点以上,主要增加了对ZE群生理小种的抗性,提高了对ZG群、ZF群和优势种群ZB群生理小种的抗性。C36-2-1、C21-6-2、C21-3-1等3个株系的结实率达80%以上,是丰抗结合较好的转McCHIT1基因株系。McCHIT1基因具有广谱抗性,将其遗传转化水稻,采用“逐代增加选择压,抗中选抗”的方法,可筛选出稻瘟病抗性优良、抗谱明显拓宽、产量性状较好的转基因稳定株系。
      耕作栽培·生理生化
      粳稻精米脂肪含量和组分对蒸煮品质的影响及其对氮素的响应
      顾丹丹, 刘正辉, 刘杨, 王绍华, 王强盛, 李刚华, 丁艳锋
      作物学报. 2011, (11):  2001-2010.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02001
      摘要 ( 2050 )   PDF (169KB) ( 957 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      选用6个穗型不同的粳稻品种,采用7个氮肥处理,研究了精米中脂肪含量和组分对稻米直链淀粉含量和RVA特征值的影响及其对氮素的响应。结果表明,水稻精米中脂肪含量及组分存在显著的基因型差异。小穗型品种宁粳1号、早丰9号和武育粳3号精米中粗脂肪含量和淀粉脂(SL)含量分别大于或等于与之对应的大穗型品种宁粳2号、徐稻4号和9522; 精米中非淀粉脂(NSL)含量小穗型品种宁粳1号、早丰9号和武育粳3号均小于或相近于与之对应的大穗型品种宁粳2号、徐稻4号和9522。氮素对精米脂肪含量及组分的影响小于基因型,而且对于不同的基因型水稻氮素对脂肪的调控作用不同。精米中粗脂肪含量及各脂肪组分含量与直链淀粉含量(AC)及RVA特征值关系密切。精米中粗脂肪含量与脱脂前后的崩解值(BDV)呈极显著负相关,SL与直链淀粉含量(AC)、脱脂前后的消减值(SBV)和回复值(CSV)均呈显著或极显著负相关。从这些结果可以看出,精米中脂肪含量尤其是SL含量对稻米的蒸煮食味品质有显著影响,提高精米中SL含量能够提高稻米的蒸煮食味品质。
      不同灌溉方式下的水稻群体质量
      张自常, 徐云姬, 褚光, 王志琴, 王学明, 刘立军, 杨建昌
      作物学报. 2011, (11):  2011-2019.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02011
      摘要 ( 1892 )   PDF (319KB) ( 1192 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      为探明不同灌溉方式对水稻群体质量的影响,以籼稻扬稻6号和粳稻扬粳4038为材料,从移栽至成熟进行畦沟灌溉(FI)和干湿交替灌溉(AWD)处理,以习惯水层灌溉(TF)为对照,结果表明,与TF相比,FI和AWD的产量分别增加了10.60%和8.43%。FI和AWD减少了无效分蘖数,提高了分蘖成穗率和顶部3叶的叶面积比率,增加了叶长、粒叶比、透光率、抽穗期至成熟的干物质积累量、剑叶光合速率、根量和根系活力。说明FI和AWD可以改善群体质量,进而增加产量。
      地力与施氮量对超级稻产量、品质及氮素利用率的影响
      张军, 张洪程, 段祥茂, 徐宗进, 杨波, 郭保卫, 杜斌, 戴其根, 许轲, 霍中洋, 魏海燕
      作物学报. 2011, (11):  2020-2029.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02020
      摘要 ( 1860 )   PDF (160KB) ( 1170 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      以超级稻中熟中粳徐稻3号为供试材料,研究麦茬田高、中、低3种地力水平下施氮肥(0、148.5、223.5、297.0、372.0、445.5 kg hm-2)对超级稻产量及其构成因素、氮素利用率、稻米品质的影响。结果表明:(1)徐稻3号的产量在不同施氮水平下均表现高地力>中地力>低地力的趋势;高、中、低地力上出现的最高产量对应的最适施氮量分别为260.8 kg hm-2、290.5 kg hm-2、345.5 kg hm-2。(2)氮肥表观利用率与施氮量之间存在显著或极显著的二次相关关系,高、中、低3种地力土壤条件下氮肥最高利用率对应的施氮量分别为268.6 kg hm-2、293.4 kg hm-2、335.2 kg hm-2。(3)培肥地力有利于稻米营养品质、加工品质、蒸煮食味品质的提高,不同地力土壤要施适量氮肥才可以改善稻米的外观品质,优化稻米的营养品质。综合以上超级稻高产、优质、高效的施氮范围,建议该区超级稻施氮范围为高地力田240.0~270.0 kg hm-2,中地力田285.0~315.0 kg hm-2,低地力田330.0~360.0 kg hm-2
      不同品质类型小麦籽粒贮藏蛋白组分含量及相关酶活性
      石玉, 谷淑波, 于振文, 许振柱
      作物学报. 2011, (11):  2030-2038.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02030
      摘要 ( 1845 )   PDF (305KB) ( 960 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      以小麦品种藁城8901、9411、济南17、烟农19、泰山23和鲁麦21为材料,采用反相高效液相色谱法研究了不同小麦品种籽粒贮藏蛋白各组分含量积累动态及相关酶活性的差异。依据国家标准GB/T17892-1999,将6个品种分为一等强筋(I)、二等强筋(II)和中筋(III) 3组。I组和II组比较,籽粒贮藏蛋白和总蛋白含量无显著差异,I组籽粒谷蛋白含量高于II组,醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(醇/谷比值)低于II组。花后20~36 d,籽粒醇溶蛋白含量为II组>I组>III组;花后20 d,谷蛋白含量为I组显著高于II组和III组,醇/谷比值为II组显著高于I组和III组;花后28 d和36 d,谷蛋白含量为I组>II组>III组,醇/谷比值为II组> III组>I组,表明灌浆中后期谷蛋白和醇溶蛋白积累速率的不一致性,导致不同品种醇/谷比值的差异。花后12 d,I组的高分子量谷蛋白亚基含量显著高于II组和III组;花后20 d至成熟期,为I组>II组>III组。不同组间低分子量谷蛋白亚基含量积累动态的差异与谷蛋白一致。花后12 d和20 d,旗叶谷氨酰胺合成酶活性与籽粒谷蛋白含量、高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基含量的比值(HMW/LMW)呈极显著或显著正相关,而花后20 d,其活性与醇/谷比值呈显著负相关;花后20 d和28 d,内肽酶活性与谷蛋白含量、HMW/LMW呈极显著正相关,与醇溶蛋白含量呈显著正相关,说明在籽粒灌浆前中期旗叶谷氨酰胺合成酶活性高,中后期内肽酶活性高,则籽粒谷蛋白、醇溶蛋白含量及HMW/LMW高,醇/谷比值低,利于形成一等强筋小麦的蛋白质品质。
      玉米和高粱用于碳同化和光呼吸的电子效率估算
      康华靖, 陶月良, 王立新, 叶子飘, 李红
      作物学报. 2011, (11):  2039-2045.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02039
      摘要 ( 1936 )   PDF (340KB) ( 881 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      为了探讨C4植物碳同化和光呼吸的电子效率,运用Li-6400光合仪同时测定玉米和高粱在30℃和380 μmol CO2 mol-1下叶片的气体交换和叶绿素荧光,结果表明,直角双曲线修正模型可较好地拟合所测的光响应曲线和快速光曲线,其拟合值与实测值较为一致。在此基础上算得玉米和高粱在光呼吸条件下参与碳同化的电子流分别为198.60 μmol m-2 s-1和178.00 μmol m-2 s-1,所占比率分别为75.34%和74.81%;参与光呼吸的电子流分别为7.04 μmol m-2 s-1和7.84 μmol m-2 s-1,所占比率分别为2.67%和3.29%。而根据Valentini和Epron的方法算得玉米和高粱碳同化的电子流分别为210.45 μmol m-2 s-1和188.54 μmol m-2 s-1,所占比例分别为82.68%和79.24%;参与光呼吸的电子流则分别为45.67 μmol m-2 s-1和49.40 μmol m-2 s-1,所占比率分别为17.32%和20.76%。以前法研究表明,玉米和高粱在光呼吸条件下,来自PSII的电子除流向光呼吸和碳还原外,还存在其他消耗电子的途径,证明其他消耗电子的途径并不能被忽略或其他途径所消耗电子的量并不是常数。后法过高地估算了玉米和高粱叶片中来自PSII的电子用于光呼吸的消耗量。两法的结果相差6倍左右。这对重新评估光呼吸在植物的光保护中所起的作用提供了理论依据。
      田间条件下转玉米C4型PEPC基因小麦的光合生理特性
      吴琼, 许为钢, 李艳, 齐学礼, 胡琳, 张磊, 韩琳琳
      作物学报. 2011, (11):  2046-2052.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02046
      摘要 ( 2203 )   PDF (430KB) ( 1203 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      为了检验转PEPC基因小麦是否具有C4光合生理特性,以转PEPC基因小麦和对照周麦19为试验材料,分别于抽穗期、开花期、花后第7天和花后第15天测定其单株旗叶的气体交换参数日变化,对净光合速率日变化进行单位日光合总量分析, 并且对净光合速率日变化与单株气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率日变化的相关性进行了分析;在花后第15天测定其单株叶绿素荧光参数,并在成熟期调查了单株产量性状。与对照相比,转基因株系在4个测定时期的旗叶净光合速率明显提高,尤其在花后第15天,单位日光合总量较对照提高29.1%和23.3%,气孔导度和蒸腾速率均明显增加,胞间CO2浓度降低;花后第15天12:00与8:00相比,转PEPC基因小麦的Fv/Fmqp、NPQ、ΦPSII的变幅均小于对照;单茎重、千粒重、单穗重和收获指数较对照显著增加。以上结果表明,转PEPC基因小麦材料在田间条件下光合特性明显优于对照,且具有提高小麦产量水平的潜力
      小偃54和8602及其杂交后代小偃41和小偃81花后旗叶光合特性比较
      张雯婷, 孙晓琳, 彭芹, 张西斌, 杨兴洪, 孟庆伟, 赵世杰
      作物学报. 2011, (11):  2053-2058.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02053
      摘要 ( 1766 )   PDF (367KB) ( 1051 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      通过测定叶绿体色素含量、叶片气体交换参数、叶绿素荧光及820 nm吸收参数,比较了小偃54 (XY54)和8602及其杂交后代小偃41 (XY41)和小偃81 (XY81)花后旗叶光合特性的差异。在开花期,4个品种(系)的叶绿素和类胡萝卜素的含量不同,基本表现为杂交后代高于双亲,且以XY81最高;8602品系的光合速率(Pn)和羧化效率(CE)最高,XY41品系的气孔导度(Gs)最低,而XY54品种的CE最低。4个小麦品种(系)的胞间CO2浓度(Ci)、K点可变荧光(FK)占FJFO荧光振幅的比率(Wk)、光系统II(PSII)最大量子效率(Fv/Fm)、电子传递到QA下游的概率(Ψo)、电子从系统间电子传递体传递给光系统I(PSI)受体侧电子受体的概率(δRo)、820 nm相对可变透射光(ΔI/Io)、PSII的实际光化学效率(ΦPSII)和非光化学猝灭(NPQ)无显著差异。小麦开花后,XY54的叶绿素含量、PnGsCEFv/FmδRo及ΔI/Io的下降幅度和Wk的上升幅度显著大于其他3个品系,但CiΨoΦPSIINPQ与其他3个品系没有显著差异。8602和2个杂交后代的上述参数的变化趋势在整个发育期内基本相同。以上结果表明,与XY54相比,XY41和XY81的光合下降幅度较小,可能与它们的光合暗反应能力不同有关,而不是三者的叶绿素含量、气孔导度及光反应的能力不同所造成,杂交后代XY81和XY41可能遗传了8602品系较高的光合暗反应特性。
      T6VS?6AL染色体易位与小麦籽粒HMW-GS和GMP积累的关系
      徐甜甜, 蔡剑, 汪波, 亓增军, 戴廷波, 曹卫星, 姜东
      作物学报. 2011, (11):  2059-2065.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02059
      摘要 ( 1914 )   PDF (434KB) ( 929 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      从一套由92R137 (普通小麦-簇毛麦T6VS·6AL染色体易位系)和辉县红(地方小麦品种)杂交及以单粒传方法构建的F8重组近交家系(RIL)群体中, 筛选出4个HMW-GS亚基组合相同而蛋白质含量差异较大的代表性家系(含和不含染色体易位片段的家系各一组), 采用SDS-PAGE电泳和切胶比色的亚基定量方法, 研究了不同家系小麦籽粒灌浆期间HMW-GS和GMP含量动态。结果表明, 小麦籽粒各亚基在花后13 d均已形成, 但不同亚基起始形成时间不同;各亚基含量随灌浆进程呈上升趋势, 花后23 d到成熟期为快速积累期。染色体易位片段对籽粒HMW-GS和GMP含量与积累量无显著作用, 而籽粒HMW-GS含量以蛋白含量高的家系高于对应的低蛋白家系。
      行距及间作对箭筈豌豆与燕麦青干草产量和品质的影响
      陈恭, 郭丽梅, 任长忠, 郭来春, 赵国军, 胡跃高, 曾昭海
      作物学报. 2011, (11):  2066-2074.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02066
      摘要 ( 2087 )   PDF (254KB) ( 1010 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      在我国西北地区,普遍应用燕麦与箭筈豌豆间作生产饲草。为了研究不同间作模式的增产效果,2009—2010年在吉林省白城市采用两因子完全随机区组设计,研究了2种行距(A1:33 cm;A2:16.5 cm)和3种种植方式(B1:燕麦单作;B2:箭筈豌豆单作;B3:燕麦箭筈豌豆1∶1间作)对饲草产量、品质的影响。结果表明,行距减小播量增大时,作物单株重量减小,饲草总产量提高13%;行距减小播量不变,燕麦单株重量增大,饲草总产量提高29%;B3饲草产量比B1提高24%,比B2提高30%;B3粗蛋白产量比B1高1倍,比B2低20%;间作使燕麦的株高、单株重和粗蛋白质含量提高,使箭筈豌豆的株高增加,单株重、含氮量降低,节数减少,分枝减少。采用行距16.5 cm、燕麦播量87.5 kg hm–2、箭筈豌豆播量75 kg hm–2的燕麦与箭筈豌豆间作处理,全年两茬饲草产量为19.8 t hm–2,粗蛋白产量为2.43 t hm–2,可作为白城及气候相似地区饲草生产的基本模式。
      同核异质滇I型粳稻不育系及其保持系的光合特性
      苏家秀, 谭学林, 徐津, 李伟华, 海梅荣, 王婷
      作物学报. 2011, (11):  2075-2084.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02075
      摘要 ( 2013 )   PDF (320KB) ( 824 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      滇I型不育系和保持系是我国粳稻杂种优势利用最主要的技术体系之一。本研究利用Li-6400便携式光合测定系统测定了79对滇I型同核异质粳稻不育系及保持系上三叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2 浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔限制值(Ls)和叶绿素相对含量(SPAD)。结果表明,不育系间及保持系间的光合参数在3个叶位上都达到了极显著水平,基因型间的这种显著差异为高光效育种提供了宝贵的遗传基础。同一叶位上不育系与保持系间的光合参数具有显著的正相关。除SPAD值外,其他光合参数值在不育系与保持系间没有显著差异,但不育系的SPAD值显著大于保持系。叶绿素相对含量不是粳稻提高光合作用的限制因子;滇I型细胞质对光合作用没有负效应;利用滇I型细胞质转育的不育系的叶绿素含量很可能有所提高。基于剑叶光合参数值对保持系及不育系的聚类,不育系和保持系可分别分为高和较低光合速率的类型。本研究为滇I型不育系的高光效育种提供了理论基础,也可作为杂交粳稻高光效的理论参考。
      室外盆栽条件下盐胁迫对甜高粱光系统II活性的影响
      王彩娟, 李志强, 王晓琳, 姜闯道, 唐宇丹, 谷卫彬, 石雷
      作物学报. 2011, (11):  2085-2093.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02085
      摘要 ( 2003 )   PDF (465KB) ( 1162 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      室外盆栽条件下, 设置2个NaCl浓度(100 mmol L–1和200 mmol L–1), 调查盐胁迫对甜高粱光合特性和光系统II (PSII)活性的影响。结果表明,叶片Na+离子含量与Na+/K+比随盐浓度增加和处理时间延长而增加。净光合速率(Pn)、光系统II开放反应中心天线转化效率(Fv¢/Fm¢)、光化学猝灭系数(qP)和光系统II实际光化学效率(ΦPSII)随盐浓度的增加而降低,非光化学猝灭(NPQ)随盐浓度增加而增加;100 mmol L–1处理组的PnFv¢/Fm¢、qPΦPSII随处理时间延长有所恢复,但200 mmol L–1处理组无此现象。光系统II (PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)在100 mmol L–1 NaCl处理时影响较小,但在200 mmol L–1 NaCl处理时明显下降。短期盐胁迫未影响荧光诱导动力学曲线,而200 mmol L–1 NaCl处理5 d后荧光诱导动力学曲线O-K和O-J相上升。进一步研究证明,PSII的失活速率在两个盐浓度下均无明显变化,而修复速率在200 mmol L–1盐浓度处理5 d后降低明显。因此,认为室外盆栽条件下盐胁迫造成甜高粱碳同化能力降低并改变PSII激发能分配;叶片Na+离子含量的大幅增加会导致PSII活性下降及光抑制,这与PSII失活速率无关,主要是失活PSII修复速率受抑制的结果。这对理解户外盐胁迫条件下C4作物的光抑制机制具有一定意义。
      不同棉花基因型钾效率特征及其根系形态的差异
      郝艳淑, 姜存仓, 王晓丽, 夏颖, 陈防
      作物学报. 2011, (11):  2094-2098.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02094
      摘要 ( 2150 )   PDF (223KB) ( 1107 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      以水培方法研究钾对两种棉花基因型钾效率特征及其根系形态上的差异。结果表明,高效基因型103钾利用效率在低钾与适钾时分别为160.2 g g-1和47.5 g g-1,而低效基因型122为133.8 g g-1和37.9 g g-1;在低钾和适钾处理时,103叶片钾积累量占全株钾积累量的84.6%和62.6%,122分别是63.4%和56.0%。在不同钾处理下103根系各参数均高于122,低钾时103总根长和根总表面积分别增加46.2%和13.9%,122根系各参数则均下降。缺钾抑制了粗根的生长,103在低钾时粗根的总根长、根表面积和根体积分别降低了54.0%、62.8%和75.2%;122粗根各参数也有所降低。但低钾时103细根的总根长、根表面积和根体积增加了69.0%、77.0%和80.4%,分别是122的1.9、2.3和2.6倍。
      研究简报
      种植密度对夏玉米穗位叶片解剖结构的影响
      李春奇, 王庭梁, 程相文, 曹偌遥, 李芸, 芦鹏, 李潮海
      作物学报. 2011, (11):  2099-2105.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02099
      摘要 ( 2044 )   PDF (5299KB) ( 1318 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      为了研究种植密度对玉米穗位叶片解剖结构的影响, 以生产上广泛种植的玉米杂交种郑单958和浚单20为材料,采用石蜡制片和超薄切片法对不同种植密度下2个玉米品种穗位叶片和叶绿体的结构进行了观察分析。结果表明, 随着种植密度的增加,2个玉米品种的叶片厚度、叶脉横截面积和叶脉木质部面积减小,上、下表皮的气孔频度减少(郑单958显著,浚单20不显著),叶肉细胞叶绿体的基粒数量减少,维管束鞘细胞叶绿体的数量减少;种植密度在75 000株 hm-2时产量最高。相关性分析显示,叶脉木质部面积、气孔频度、叶肉细胞叶绿体的基粒数量、叶肉细胞叶绿体的基粒数量与种植密度呈显著负相关,与单穗籽干重、千粒重、穗粒数量呈显著正相关,因而成为玉米生产上的重要结构指标。
      利用BSMV-VIGS技术快速分析小麦TNBL1基因的抗黄矮病功能
      赵丹, 赵继荣, 黄茜, 李宁, 黄占景, 张增艳
      作物学报. 2011, (11):  2106-2110.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02106
      摘要 ( 2474 )   PDF (773KB) ( 1962 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      小麦黄矮病是由蚜虫介导的大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)侵染引起的小麦重要病害之一。利用cDNA-AFLP分析,筛选出在抗黄矮病小麦易位系YW642中特异表达的长度为292 bp的 cDNA片段,以此片段为启始序列,利用RACE和RT-PCR技术克隆出该基因的全长cDNA序列,推导该基因编码1个NBS-LRR蛋白,将其命名为TNBL1。本研究利用大麦条纹花叶病毒(BSMV)诱导的基因沉默(virus-inducing gene silencing, VIGS)技术,快速分析TNBL1是否参与小麦抗黄矮病反应。通过PCR添加酶切位点、定向酶切与连接,将TNBL1特异的292bp片段反向整合到BSMV-γ链的多克隆位点上,获得重组载体BSMV-γ: TNBL1as,体外转录BSMV-VIGS载体的3个组分(BSMV-TNBL1as、BSMV-α和BSMV-β),等量混合、摩擦接种到抗黄矮病的小麦易位系YW642幼苗叶片上,使YW642中TNBL1基因沉默,然后接种BYDV病原进行黄矮病抗性鉴定。结果表明,TNBL1基因沉默后的YW642对BYDV敏感、显现感病症状,其体内BYDV含量较未发生基因沉默的YW642中的明显增加,证明TNBL1基因是正向调控小麦抗BYDV反应的1个重要基因。
      超甜玉米果皮结构与籽粒柔嫩性的关系
      乐素菊, 肖德兴, 刘鹏飞, 曾慕衡, 王伟权, 王晓明
      作物学报. 2011, (11):  2111-2116.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02111
      摘要 ( 2065 )   PDF (3402KB) ( 1194 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      为探讨果皮结构与籽粒柔嫩性的关系,研究了T4、T5、T19、T38和T39等5个超甜玉米(Z. mays subsp. mays)自交系籽粒不同发育时期的解剖结构。结果表明甜玉米果皮由多层细胞构成,最外层细胞排列紧密,细胞壁角质化。食用品质口感良好的T38和T39自交系具有果皮薄、细胞层数少、果皮细胞壁纤维化和木质化程度低等特征;T4和T5具有果皮厚、构成果皮的细胞层数多和果皮细胞壁纤维化和木质化程度高等特点,口感较差;T19果皮细胞密度大,细胞纤维化和木质化程度极高,在这5个自交系中口感最差。
      以实时荧光定量PCR技术检测转基因玉米MON88017
      袁磊, 孙红炜, 李凡, 李宁, 赵蕾, 路兴波
      作物学报. 2011, (11):  2117-2121.  doi:10.3724/SP.J.1006.2011.02117
      摘要 ( 1967 )   PDF (2145KB) ( 1052 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      根据转基因玉米MON88017的左侧侧翼序列和玉米内标基因(zSSIIb)分别设计特异性引物及Taqman探针,通过实时荧光PCR技术建立MON88017的定量特异性检测方法。利用含有内标基因和侧翼序列的标准质粒分子,建立了玉米内标基因和侧翼序列的标准曲线。检测了5个已知MON88017含量(0.01%、0.05%、0.10%、0.50%、1.00%)的混合样品中的转基因含量,结果表明检测底限可以达到19~30个阳性拷贝。该研究建立的实时荧光定量PCR技术灵敏度高、特异性强。

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   中国农业科学院作物科学研究所
   中国科技出版传媒股份有限公司
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    徐明良 刘春明 王道文 孙传清
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编辑部主任: 程维红
国内统一刊号:CN 11-1809/S
国际标准刊号:ISSN 0496-3490
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