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2012年 第38卷 第07期 刊出日期：2012-07-12

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综述

我国西南地区玉米育种面临的挑战及相应对策探讨

潘光堂，杨克诚

作物学报. 2012, (07):  1141-1147.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01141

摘要 ( 3129 )   PDF (145KB) ( 3293 )  

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在剖析西南地区发展玉米产业面临挑战的基础上，反思了西南地区玉米杂交育种存在的主要差距，并根据国内外玉米杂交育种发展趋势和我们的实践，从育种层面提出了应采取的对策措施。育种目标上，重点是抗病与抗虫、耐旱与耐瘠、适合全程机械化生产和耕作制度改革，以及拓展利用营养体优势新型“饲草玉米”。种质创新上，应明确杂优类群、简化杂优模式，系统开展基础种质评价与分析，合成与改良育种用群体，创制育种特异新材料。突破性自交系选育上，应注重特异新基因的发掘与利用，把产量GCA作为重要选择标准，把自交衰退慢的株系作为主要选择对象，自交、姊妹交或混粉交替进行，提高优良基因型频率；加大选系的鉴定力度，并测定产量。育种方法上，应增加种植密度，加大选择压力，实施南北穿梭育种，加快我国南方玉米种子生产基地建设，同时加快高新技术在玉米育种上的应用。

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

青藏高原青稞农家品种淀粉颗粒结合蛋白组成及GBSSI基因5′前导序列的多态性

王春萍，高丽鹃，潘志芬，尼玛扎西，唐亚伟，曾兴权，李俏，邓光兵，龙海，余懋群

作物学报. 2012, (07):  1148-1154.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01148

摘要 ( 2289 )   PDF (280KB) ( 1236 )  

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利用1D-SDS-PAGE分离了261份青藏高原农家青稞的淀粉颗粒结合蛋白，旨在为青藏高原青稞淀粉品质改良和淀粉颗粒结合蛋白机制研究提供依据和基础信息。在分子量45~100 kD区域共有20种多态性蛋白条带和78种组合带型，其中2、3、5、10、11为新条带。利用PCR技术克隆了236份农家青稞GBSSI基因5′前导序列，出现1 000 bp和800 bp的多态性片段，且以前者为主，其频率为80.1%。在8份农家青稞及4份引进的低直链淀粉材料的GBSSI基因5′前导序列中共检测到32个多态性位点，包括9个InDel和23个SNP。GBSSI基因5′前导序列中出现了特有的序列差异，如未出现600 bp类型(约400 bp的特异缺失)，而该缺失被认为是低直连淀粉大麦形成的原因；材料yf127、yf70、011Z1396和09Z586出现了特异点突变。因此认为，青藏高原农家青稞品种的淀粉颗粒结合蛋白具有丰富的多态性和独特性，可能存在新的形成机制。

春化、光周期和矮秆基因在不同国家小麦品种中的分布及其效应

杨芳萍,夏先春,张勇,张晓科,刘建军,唐建卫,杨学明,张俊儒,刘茜,李式昭,何中虎

作物学报. 2012, (07):  1155-1166.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01155

摘要 ( 3635 )   PDF (246KB) ( 2518 )  

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为促进国外种质资源在我国的有效利用，将14个国家的100份代表性小麦品种在国内的8个代表性地点种植，调查抽穗期、成熟期和株高，并以4个春化基因(Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3)、1个光周期基因(Ppd-D1a)及2个矮秆基因(Rht-B1b和Rht-D1b)的分子标记检测所有品种的基因型。春化基因Vrn-A1a、Vrn-B1、Vrn-D1和vrn-A1+vrn-B1+ vrn-D1的分布频率分别为8.0%、21.0%、21.0%和64.0%；显性等位变异Vrn-A1a、Vrn-B1和Vrn-D1主要存在于来自中国春麦区及意大利、印度、加拿大、墨西哥和澳大利亚的品种中，这些品种一般为春性类型；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冬麦区、美国冬麦区、俄罗斯冬麦区，以及英国、法国、德国、罗马尼亚、土耳其和匈牙利，这些地区的小麦均为冬性类型。秋播时，供试品种均能正常抽穗，且携带春化显性变异的材料较隐性类型抽穗早，显性等位变异表现加性效应，4个春化位点均为隐性变异的一些欧美材料因抽穗太晚在杨凌和成都不能正常成熟；而春播时，显性等位变异基因型抽穗的频率高，隐性等位变异基因型基本不能抽穗。光周期不敏感基因Ppd-D1a的分布频率为68.0%，主要分布在中国、法国、罗马尼亚、俄罗斯、墨西哥、澳大利亚和印度，而光周期敏感等位变异Ppd-D1b主要分布在英国、德国、匈牙利和加拿大等中高纬度地区；携带Ppd-D1a的品种较携带Ppd-D1b的品种抽穗早，大多数Ppd-D1a品种在长日照和短日照条件下均能成熟，大部分Ppd-D1b品种在短日照条件下不能成熟。Rht-B1b和Rht-D1b基因的分布频率分别为43.0%和35.0%，其中Rht-B1b主要分布于美国、罗马尼亚、土耳其、意大利、墨西哥和澳大利亚，Rht-D1b主要分布于中国、德国、英国、意大利和印度。一般来说，一个国家的品种携带Rht-B1b或Rht-D1b之一，而这2个基因在高纬度地区分布频率较低。Rht-B1b、Rht-D1b和Ppd-D1a的降秆作用均达显著水平，Rht-B1b和Rht-D1b的加性效应突出。

花生Δ⁹-硬脂酰-ACP脱氢酶基因(SAD)的序列分析

东金玉，万勇善，刘风珍

作物学报. 2012, (07):  1167-1177.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01167

摘要 ( 2611 )   PDF (1125KB) ( 2145 )  

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利用同源克隆技术获得花生区组二倍体野生种A. duranensis和A. ipaensis Δ⁹-硬脂酰-ACP脱氢酶基因SAD (命名为gSAD-A和gSAD-B)及3个栽培品种的SAD，每个栽培品种有2个SAD (命名为gSAD-1和gSAD-2)。同时获得丰花2号SAD的两条全长cDNA (命名为FhrSAD-1和FhrSAD-2)。丰花2号的FhgSAD-1和FhgSAD-2均含有2个内含子，二者同源性97.5%，共有69个变异位点，其中62个是SNP位点、6个特异性酶切位点。FhrSAD-1和FhrSAD-2间核苷酸序列同源性98.6%，其中编码区序列同源性98.9%，共有12个变异位点，编码的Ah-SAD2氨基酸序列与Ah-SAD1相比在N端的¹⁷PSSSSSSSSSSFSL³⁰丝氨酸聚集区少一个丝氨酸。gSAD-1和gSAD-A同源性为99.9%，存在4个SNP位点; gSAD-2和gSAD-B同源性为100%。推测gSAD-1和gSAD-2分别来自花生栽培品种的A、B2个染色体组。研究明确了花生不同染色体组SAD的序列特征，为进一步探讨SAD的表达及其在控制花生籽仁脂肪酸组分中的作用提供了重要的参考。

水稻抗纹枯病QTL qSB-9^TQ和抗条纹叶枯病基因Stv-bⁱ的聚合育种

陈宗祥，左示敏，张亚芳，朱俊凯，王龙平，冯凡，马玉银，潘学彪

作物学报. 2012, (07):  1178-1186.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01178

摘要 ( 2439 )   PDF (153KB) ( 1284 )  

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以携带抗纹枯病QTL qSB-9^TQ的籼稻品种特青和携带抗条纹叶枯病基因Stv-bⁱ的粳稻品种镇稻88为优良等位基因供体亲本，江苏省推广的粳稻品种武育粳3号和武粳15为受体亲本，分别杂交并连续回交。在回交及自交分离世代，利用开发的覆盖目标基因区间的双侧分子标记对目标基因进行辅助选择。至回交BC₄F₁世代，同一遗传背景2个回交方向的中选单株间聚合杂交，获得2个目标基因位点均纯合的聚合F₃株系。条纹叶枯病抗性鉴定和纹枯病抗性接种鉴定结果表明，聚合株系对条纹叶枯病均表现抗病；以0~9级评级标准评价，聚合株系的纹枯病较相应的轮回亲本分别低1.1~1.6级和0.8~1.4级。结合回交低世代抗性鉴定结果分析，自行开发的分子标记对目标基因的辅助选择是有效的。讨论了抗纹枯病育种及分子标记辅助选择聚合育种的相关问题。

马铃薯块茎颗粒结合型淀粉合酶基因的克隆及其RNAi载体的构建

刘玉汇，王丽，杨宏羽，余斌，李元铭，张俊莲，王蒂

作物学报. 2012, (07):  1187-1195.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01187

摘要 ( 2493 )   PDF (559KB) ( 1614 )  

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GBSSI是马铃薯块茎中控制直链淀粉合成的关键酶, 为培育高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的转基因马铃薯材料, 根据GenBank登录号X58453设计特异引物, 采用RT-PCR技术获得马铃薯块茎GBSSI相似基因, 利用生物信息学相关软件分析, 预测GBSSI相似基因cDNA序列编码的蛋白质结构和功能。结果表明, 克隆的GBSSI相似基因与报道的GBSSI基因序列相似性达到99.78%, 其开放阅读框长1 824 bp, 编码607个氨基酸, 具有许多重要功能位点；三级结构预测结果表明该蛋白具有淀粉合成功能, 基因序列已注册到GenBank, 序列登录号为EU403426。以此基因CDS内542 bp的靶标序列作为干扰区段, 扩增GBSSI的正反向基因片段, 并引入237 bp的内含子序列, 构建由Patatin启动子驱动的具有“正义基因片段gbss A-内含子VP1-ABI3-like protein-反义基因片段gbss B”的植物干扰表达载体pBI121g-PgABI, 将为淀粉合成的进一步研究和高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的马铃薯品种的培育奠定基础。

大豆种质资源叶型和荚粒性状的关系及与SSR标记的关联分析

伍宝朵，陈海峰，郭丹丹，沙爱华，单志慧，张晓娟，杨中路，邱德珍，陈水莲，朱晓玲，张婵娟，周蓉，周新安

作物学报. 2012, (07):  1196-1204.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01196

摘要 ( 2695 )   PDF (215KB) ( 1562 )  

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选用167份国内外大豆品种资源材料，依据叶长/宽比值将其划分为宽叶型和窄叶型, 分析叶型相关性状与荚粒性状的相关性，结果表明叶宽、叶长/宽比均与每荚粒数显著相关(r = –0.69和0.64，P<0.001)。选用均匀分布于大豆20条连锁群上的65个SSR标记分析资源材料的群体结构，并用目标区间内13个SSR标记与叶型相关性状和荚粒性状进行关联分析, 结果显示，标记20-285与每荚粒数显著关联，推测控制每荚粒数的基因可能位于标记20-285附近；标记20-26和20-45间的标记几乎都与叶长/宽比存在显著的关联性，推测控制叶型的基因位于标记20-26和20-45之间。相关分析和关联分析证实大豆叶型与荚粒性状存在密切关系，并缩小了每荚粒数和叶型候选基因的区间。

小麦地方品种高分子量谷蛋白亚基多样性分析

徐鑫，李小军，张玲丽，李秀全，杨欣明，李立会

作物学报. 2012, (07):  1205-1211.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01205

摘要 ( 2377 )   PDF (234KB) ( 1695 )  

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采用SDS-PAGE方法，对我国9个麦区的76份代表性地方品种的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成比较分析，并探讨其与环境因素(平均海拔、年平均降雨量和年平均温度)的相关性。结果表明，25.0%的品种具有异质性，分别包含2~4种不同HMW-GS组合；在Glu-1位点共检测到14个等位变异，其中Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1等位变异数分别为2、7和5；发现了3个新等位变异，包括Glu-B1位点2个和Glu-D1位点1个。所有等位变异构成16种不同的亚基组合类型，以(N, 7+8, 2+12)为主，频率为69.7%。在Glu-1位点上，不同麦区遗传多样性分布存在一定的不均衡性，年平均降雨量和年平均温度与麦区多样性指数呈负相关。推测环境压力可能是地方品种多样性地区分化的重要因素。

油菜Nsa CMS候选恢复基因的来源及表达

张洪，付丽，李云昌，刘佳，梅德圣，彭鹏飞，陈玉峰，胡琼

作物学报. 2012, (07):  1212-1220.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01212

摘要 ( 2142 )   PDF (789KB) ( 943 )  

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根据同源序列法克隆的Nsa CMS候选恢复基因PPR618的序列，采用PCR方法在Nsa CMS不育系、恢复系、原始体细胞杂交亲本以及其他甘蓝型油菜品种中共克隆出22个同源序列。序列分析表明，野芥亲本野油18、甘蓝型油菜亲本中双4号各含有2个同源序列，而Nsa CMS 4个恢复系则分别含有3、1、1、1个同源序列。恢复系中候选恢复基因的序列与野芥亲本野油18的同源序列的一致性在93%以上，其中恢1、恢3和恢4中至少有一个同源序列与野油18的第一个同源序列完全相同，恢2中的同源序列与野油18的第2个同源序列完全相同；但与甘蓝型油菜的同源序列一致性均低于80%，说明候选恢复基因来源于新疆野芥，而不是甘蓝型油菜。除了原来的PPR618外，获得了3个来源于恢复系的新候选恢复基因。候选恢复基因在序列上与萝卜和矮牵牛的恢复基因一致性较高。半定量RT-PCR分析表明，候选恢复基因在恢复系中多个组织都有表达，但在根、茎中表达量特别少。随着营养器官到生殖器官的发育逐渐升高，候选恢复基因在恢复系中表达量最高的是雄性败育关键时期, 即1.5~2.5 mm的花蕾中，但不育系中的同源基因在茎中的表达量则相对高于其他组织。

源于栽培种花生的EST-SSR引物对野生花生扩增的多态性

唐梅，陈玉宁，任小平，黄莉，周小静，严海燕，姜慧芳

作物学报. 2012, (07):  1221-1231.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01221

摘要 ( 2254 )   PDF (285KB) ( 1339 )  

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以花生属86份野生近缘种和3份栽培种为材料，利用从栽培种花生中开发设计的EST-SSR引物，分析其对野生花生扩增的有效性，探讨EST-SSR引物用于花生资源遗传多样性研究的适用性。随机选取235对EST-SSR引物进行筛选，223对EST-SSR引物均扩增出条带，有效性为94.89%，其中能检测到多态性的53对引物在89份资源中共扩增出238条带，包括206条多态性带。每对引物能扩增出1~12多态性带，平均3.89条，多态性指数为0.044~4.040，平均1.173。统计分析结果表明，89份花生种质材料间的平均相似系数为0.685，变异范围为0.442~0.976，在遗传距离为0.408处，分成2大组(A组和B组) 9小组，栽培种花生被聚在花生区组中，相同区组的材料基本被聚在一起，A. duranensis与栽培种花生(A. hypogaea L.)的关系较近，聚类结果与花生属的植物学分类基本一致。对含油量和基因型数据相关性分析和t检验发现，POCR437-180/170等6对标记可以作为含油量相关分析标记筛选的后备标记。用这6对标记的引物序列搜索cDNA文库和BLAST库，发现引物POCR437序列对应丙二酸单酰-CoA-ACP转酰酶和酰基载体蛋白的编码基因，这两种蛋白质参与脂肪酸的合成。

烟草细胞质雄性不育系及其保持系的花蕾差异蛋白质分析

祁建民，马红勃，徐建堂，陈美霞，周东新，王涛，陈顺辉

作物学报. 2012, (07):  1232-1239.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01232

摘要 ( 2227 )   PDF (783KB) ( 1755 )  

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为探讨烟草雄性不育的分子遗传机理，对烟草细胞质雄性不育系和保持系进行差异蛋白质组学研究。采用固相pH梯度SDS-PAGE双向电泳，对烟草细胞质雄性不育系MSK326及其保持系K326雄蕊原基分化期、四分体时期及单核时期花蕾蛋白质进行分离，经考马斯亮蓝染色，获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。使用PDQuest软件分析蛋白质图谱，利用基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱分析，然后用Mascot软件对NCBInr数据库搜索。在分子量14.4~97.6 kD、等电点4~7线性范围内，检测到约365个蛋白点，其中7个蛋白质点在保持系中出现, 在不育系中缺失，分别被鉴定为核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶、多酚氧化酶、Patatin homolog蛋白、PSI 9 kD蛋白4类蛋白，推测不育系MSK326雄性不育性可能与营养代谢紊乱、间接抑制雄性器官发育、养分供给不足、免疫能力低和能量转移受到抑制等有关。

利用RIL群体对水稻再生力及相关农艺性状的QTL分析

杨川航，王玉平，涂斌，李婷，胡亮，李仕贵

作物学报. 2012, (07):  1240-1246.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01240

摘要 ( 3167 )   PDF (318KB) ( 2078 )  

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以粳糯稻品种糯89-1与籼型重穗型杂交稻骨干恢复系蜀恢527杂交构建的籼粳交F₇代RIL群体的169个家系为作图群体，构建了一张含105个微卫星(SSR)标记的分子连锁图谱。定位了水稻正季7个农艺性状的QTL 15个，分布在第1、第2、第3、第5、第6、第7、第10染色体上，LOD值介于2.10~7.51，贡献率3.77%~25.37%，其中贡献率10.0%以上的QTL 7个，单个性状的QTL 1~4个；定位了水稻再生季7个农艺性状的QTL 19个，分布在第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第10染色体上，LOD值介于2.17~18.34，贡献率3.23%~37.66%，其中贡献率10.0%以上的QTL 7个，单个性状的QTL1~5个；定位了影响水稻再生力(最终再生率)的QTL 2个(qRa4，qRa5)，分别在第4和第5染色体上，贡献率分别为8.17%和7.09%，加性效应分别为0.32和-0.39，贡献率和加性效应均较小，属微效基因。共检测到两季农艺性状QTL 36个，同一性状被重复检测的QTL 8个。水稻再生力与正季稻有效穗呈极显著负相关；水稻再生力与再生稻有效穗呈极显著正相关，与每穗总粒数和着粒密度呈显著负相关。QTL定位结果揭示了有效穗是影响再生力的主要因素。

冬小麦低温处理叶片细胞膜透性的QTL定位

巨伟，杨彩凤，张树华，田纪春，海燕，杨学举

作物学报. 2012, (07):  1247-1252.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01247

摘要 ( 2681 )   PDF (428KB) ( 1595 )  

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为探索冬小麦抗寒性的分子机制，以168个花培3号×豫麦57的双单倍体株系为作图群体，利用已构建含有324个SSR标记的遗传图谱，对电导法测定低温(−18℃)处理后的叶片膜透性进行QTL定位。利用完全区间作图法，在3种环境下共检测到21个与叶片膜透性相关的加性QTLs，分布于1B、2A、3A、3B、5B、6A、6B、6D、7B和7D染色体上，其中4个位点(qCMP-1B-1、qCMP-3B-2、qCMP-5B-1和qCMP-5B-4)遗传贡献率大于10%，属主效基因，其余QTL的遗传贡献率较小，属微效基因。3种环境条件下在5B染色体的Xgwm213–Xswes861.2区间检测到共同位点，与Xswes861.2的遗传距离为0 cM，其中qCMP-5B-1 (环境1)和qCMP-5B-4 (环境3)的贡献率高达17.5%和14.0%。研究结果对于小麦抗寒标记选择和抗寒育种具有应用价值。

桑树花青素合酶基因的克隆与信息学分析

张琼予，李军，赵爱春，王茜龄，金筱耘，李镇刚，余茂德

作物学报. 2012, (07):  1253-1263.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01253

摘要 ( 2500 )   PDF (1251KB) ( 2426 )  

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花青素合酶ANS是花青素合成过程中的一个关键限速酶。本文利用同源克隆、RT-PCR从桑椹中克隆出花青素合酶(MaANS)基因, 并进行生物信息学分析和组织特异性表达分析。通过染色体步移法获得的MaANS基因的5′端和3′端, 获得基因全长1 535 bp, 由2个外显子和1个内含子组成,包含完整CDS区域为1 077 bp, 编码358个氨基酸, 与来源于草莓、甘薯、苹果、沙梨的ANS基因同源性均达到80%以上。MaANS编码的蛋白质属于2-酮戊二酸双加氧酶家族。MaANS在进化树中的位置与草莓最近,与苹果、沙梨次之。组织表达分析表明, MaANS基因在幼叶和成熟果实中高水平表达,表明该基因的表达具有组织特异性,为研究桑树果色的形成原因和表达调控奠定了基础。

耕作栽培·生理生化

超级稻叶片光合特性和根系生理性状与产量的关系

付景，陈露，黄钻华，王志琴，杨建昌

作物学报. 2012, (07):  1264-1276.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01264

摘要 ( 2434 )   PDF (1799KB) ( 1908 )  

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为阐明超级稻产量形成机理, 以4个超级稻品种[两优培九和II优084 (杂交籼稻)、淮稻9号和武粳15 (粳稻)]为材料, 2个高产品种[汕优63 (杂交籼稻)和扬辐粳8号(粳稻)]为对照, 观测了不同生育时期叶片光合性状和根系生理性状的变化特点。结果表明, 4个超级稻品种的平均总颖花量和产量较两个对照品种分别高出43.5%和16.1%, 但超级稻的结实率较对照品种低15.3个百分点。超级稻品种在生育前期叶片中叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和根系中单位干重根系活力、每株根系活力、总根系吸收面积、活跃吸收面积和比表面积均高于对照品种, 而在生育后期以上性状下降速率大于各自对照品种, 直至齐穗后20 d前以上性状指标均小于各自对照品种。说明超级稻强大的产量库容与其生育前中期较强的叶片光合能力和较好的根系生理性状密切相关, 生育后期叶片光合能力和根系生理活性下降快导致其结实率下降, 从而限制了其产量潜力的发挥。提高生育后期特别是结实后期根系生理活性是进一步提高超级稻产量的重要途径。

不同氮利用效率基因型水稻茎秆特性比较

李敏，张洪程，杨雄，葛梦婕，马群，魏海燕，戴其根，霍中洋，许轲

作物学报. 2012, (07):  1277-1285.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01277

摘要 ( 2847 )   PDF (234KB) ( 2265 )  

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选用低产氮低效型、高产氮中效型和高产氮高效型具有代表性的6个粳稻品种，在各基因型各自最适氮素水平下，研究了茎秆力学特性、物理特性和化学成分含量的差异及其与氮效率的关系。结果表明：(1)较之低产类型品种，高产类型品种茎秆基部N₁节间变短、N₆节间变长，株高有所增加；茎粗、茎壁厚、茎鞘干重均极显著增加；茎鞘的K、Si含量极显著增加，N含量显著降低。由于茎秆物理性状的改善及化学成分的差异导致茎秆综合抗折力明显提高，倒伏指数降低。(2)同为高生产力类型品种，因氮效率的差异茎秆形态生理特征表现不同。较之高产氮中效类型，高产氮高效类型水稻品种茎秆N₄、N₅节间变长；茎秆粗度略有降低，但茎壁厚增加，表现茎秆干重增加，充实度加强；茎鞘的K含量无明显变化，但Si含量显著降低，N含量也呈降低趋势。对于高产品种，适当增加N₄、N₅节间长度以改善叶片配置，适当降低茎粗而提高壁厚和充实度以保证茎秆抗折力和输导能力，适当降低茎鞘Si含量以促进氮素的转移，有利于进一步提高氮肥利用率。

高产栽培条件下种植密度对不同类型玉米品种根系时空分布动态的影响

李宗新，陈源泉，王庆成，刘开昌，高旺盛，隋鹏

作物学报. 2012, (07):  1286-1294.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01286

摘要 ( 2723 )   PDF (361KB) ( 2298 )  

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以平展大穗型品种鲁单981 (LD981)和紧凑中穗型品种鲁单818 (LD818)，比较研究了不同种植密度下根系时空分布动态，以期为玉米品种的选育和高产栽培提供理论依据。结果表明, 随生育进程，2个品种的根系总体积、总表面积、活跃吸收面积与总干重均呈先升后降趋势，多为开花期至乳熟期达最大。随种植密度递增，LD981和LD818的根层数与数量、总体积、总表面积、活跃吸收面积以及水平与垂直方向各分布区域的干重均呈递减趋势，LD981的递减速率明显大于LD818。生育期内，不同种植密度下LD981和LD818的根系干重水平方向0~6 cm、6~12 cm和12~18 cm分布表现为高密度区、中密度区和低密度区; 垂直方向0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm和60~80 cm土层分别表现为高密度层、中密度层、低密度层和稀密度层; LD981水平方向0~6 cm范围根系干重所占比例比LD818的低2.96%，6~18 cm则高14.33%，垂直方向0~40 cm土层根系干重所占比例前者比后者高3.71%，40~80 cm土层则低35.97%。本研究说明不同类型玉米品种对根系伸展空间方向和大小的要求存在差异，平展大穗型品种LD981单株根量多，吸收能力强，根系分布较浅，对种植密度递增导致的水平方向空间受限制的反应更为敏感，宜适当增大株距稀植; 紧凑中穗型品种LD818单株根系呈现“横向紧缩，纵向延伸”的特点，更能适应随着种植密度递增导致的水平方向空间受限制的“拥挤”，宜适当减小株距密植。

弱光条件下不同穗型小麦品种旗叶光合特性和抗氧化代谢

徐彩龙，尹燕枰，蔡瑞国，王平，李勇，郭俊祥，陈二影，翟学旭，刘铁宁，王振林

作物学报. 2012, (07):  1295-1306.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01295

摘要 ( 2757 )   PDF (540KB) ( 2015 )  

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在大田试验条件下，比较了大穗穗型小麦品种泰农18和多穗型品种济南17的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、可溶性蛋白和总糖含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同程度弱光响应的差异，为黄淮麦区小麦高产稳产栽培及品种选用提供理论依据。从开花期至成熟期分别对两品种进行25%(S1)、50%(S2)和90%(S3)的弱光处理，以正常光照(S0)为对照。结果表明，S1和S2处理提高了小麦灌浆期内旗叶叶绿素含量和最大光化学效率(F_v/F_m)，而S3处理提高了花后0~6 d旗叶叶绿素含量和F_v/F_m，之后显著低于对照；随弱光程度增强旗叶花后实际光化学效率(Φ_PSII)升高，而叶绿素a/b比降低。S2和S3处理显著抑制了旗叶抗氧化酶活性，降低了旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量；而S1处理增强了旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性，提高了小麦旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。相同处理条件下，与泰农18相比，济南17的旗叶叶绿素含量较高，光系统II (PSII)活性较强，同时抗氧化酶活性下降较慢，膜脂过氧化程度低，使叶片功能免受破坏，保证了光合作用的进行。75%光照条件下(S1)的小麦抗氧化酶具有较高活性，叶片膜脂化程度低，抗逆性较强，旗叶P_n高值持续期长，有利于光合产物的积累。多穗型品种比大穗型品种更能适应黄淮麦区小麦生育后期光照不足的生产条件。

氮肥和种植密度对带状种植小麦抗倒能力的影响及边际效应

樊高琼,李金刚,王秀芳,郑亭,郭翔,陈溢,吴中伟,杨文钰

作物学报. 2012, (07):  1307-1317.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01307

摘要 ( 2488 )   PDF (436KB) ( 1815 )  

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西南地区小麦以套作为主，因有效穗不足而使产量受到严重制约。本研究目的是提出该地区套作小麦高产栽培的适宜密度和氮肥施用量，提高小麦生育后期的抗倒伏能力，确保有效穗和最终产量。2009—2010和2010—2011连续两年度，选用主推品种川麦42，在纯氮120 kg hm^-2和180 kg hm^-2 2个施氮水平下，按60、120、180、240和300万株 hm^-2密度进行带状种植，对小麦群体发展、茎秆形态特征和倒伏机械特性进行了行间差异分析。结果表明，边行、次边行和中间行均随种植密度的增加茎蘖数和有效穗增多，但单株干物重及其在穗中的分配比例下降，茎秆质量降低。群体发展和个体质量在拔节后表现出显著的边行优势，成穗率、有效穗、单茎干物重、节间粗度、茎壁厚度、节间充实度和机械强度均以边行最优；同时密度对边行优势有显著影响，在180万株 hm^-2密度下，边行的有效穗基本达到饱和；密度继续增加时次边行和中间行的有效穗显著增加，并伴随株高和重心高度增加、单茎干物重降低、干物质分配在穗中的比例减小、节间充实度和茎秆机械强度急剧下降、倒伏时期提前、倒伏指数和倒伏程度增加。增加施氮量有提高中间行茎秆机械强度和降低倒伏指数、增强茎秆抗倒伏能力的趋势，但总体表现不显著。因此认为，120~180万株 hm^-2种植密度有利于套作小麦个体和群体质量的协调，是南方丘陵旱地带状种植小麦抗倒高产的适宜种植密度。

内蒙古平原灌区高产春玉米(15 t hm^-2以上)产量性能及增产途径

王志刚，高聚林，张宝林，罗瑞林，杨恒山，孙继颖，于晓芳，苏治军，胡树平

作物学报. 2012, (07):  1318-1327.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01318

摘要 ( 2499 )   PDF (377KB) ( 1519 )  

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针对内蒙古平原灌区春玉米高产(15 t hm^-2以上)群体产量进一步提高难度大，产量挖潜途径不明确的问题，采用产量构成因素分析与产量性能参数分析相互验证的方法，在4年52点次高产(15 t hm^-2以上)群体产量构成因素分析的基础上，设计不同品种密度试验，研究增密对不同品种群体产量性能的影响，明确不同类型玉米品种的增产途径和栽培调控的主攻方向。结果表明，穗数和穗粒数是决定高产(15 t hm^-2以上)群体产量的主要因素。实现15 t hm^-2以上群体的产量结构为：穗数(7.08~9.60)×10⁴穗，穗粒数477~654粒，千粒重324.7~388.7 g，穗粒重168.9~234.0 g。其合理群体结构衡量指标是LAI_max在6.5以上，平均LAI在5左右，收获期LAI在3.5以上。高秆大穗型品种理想的产量结构是：67 500~75 000穗 hm^-2，每穗610~640粒，千粒重380 g左右，单穗粒重220~240 g，产量大于15 t hm^-2；株高适中的中小穗型品种，理想产量结构是： 75 000~97 500穗 hm^-2，每穗520~600粒，千粒重340~355 g，单穗粒重180~220 g，产量在16.5 t hm^-2以上。密度增加促进平均作物生长率(MCGR)和单位面积总籽粒数(TGN)的增加进而提高产量，但增密后平均净同化率(MNAR)降低导致穗粒数显著降低并限制了TGN的提高潜力。通过增密为主的结构性挖潜，使得群体功能的增益大于个体生产性能的降低，实现高产(15 t hm^-2以上)，属于“得失性补偿增产”；在优化群体结构的基础上，提高个体生产能力，突破个体库容降低的限制，进行功能性挖潜，实现群体结构和个体功能协同增益的“差异性补偿增产”，是产量进一步提高的重要途径。

研究简报

芥菜AP1基因体外表达及其与FLC相互作用的验证

汤青林，许俊强，宋明，王志敏

作物学报. 2012, (07):  1328-1333.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01328

摘要 ( 2139 )   PDF (391KB) ( 1508 )  

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芥菜花分生组织决定因子AP1与开花路径核心调节子FLC可能存在直接的相互作用，从而调节开花时间。为进一步检测该相互作用，从芥菜“QJ”材料中同源克隆了790 bp的AP1 cDNA序列，该基因编码256个氨基酸。生物信息学分析表明, AP1属MIKC型蛋白，其MADS域含有2个a螺旋和2个b折叠，第1个a螺旋内含有1个不保守氨基酸位点; 而K域含有3个a螺旋，第1、2个a螺旋内各有1个不保守位点，第3个a螺旋内具有4个不保守位点。同时构建了原核表达质粒pET43.1a-AP1，转化宿主菌大肠杆菌BL21，以IPTG诱导该融合蛋白体外表达。利用pET43.1a-AP1融合蛋白序列中6×His 标签与Ni⁺结合的特点，结合SDS-PAGE分析，证实了体外表达蛋白AP1能与FLC相互作用并形成复合体，该结果为深入研究AP1与FLC互作机制及花分生组织的分子调控奠定了基础。

利用比较基因组学开发山羊草属InDel分子标记

吴磊，王丹，苏文悦，郭长虹，束永俊

作物学报. 2012, (07):  1334-1338.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01334

摘要 ( 2676 )   PDF (406KB) ( 2064 )  

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为开发和利用小麦野生近缘种的有益基因, 采用比较基因组学方法, 通过拟斯卑尔脱山羊草EST(expressed sequence tag)与小麦UniGene序列的比对分析, 发现山羊草插入/缺失(InDel)位点137个, 在这些位点两端序列设计引物24对, 通过在15个小麦野生近缘属种基因组DNA的扩增分析, 发现11对引物具多态性, 可以作为InDel标记。这些包含突变位点的基因涉及亚细胞定位、蛋白质结合与催化以及代谢等过程。

12个小麦品种(系)白粉病抗性的遗传分析

宋凤景，肖明纲，黄江，王晓鸣，朱振东，武小菲，李洪杰

作物学报. 2012, (07):  1339-1345.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01339

摘要 ( 2625 )   PDF (309KB) ( 1818 )  

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利用17个不同来源和毒力的白粉菌菌株对12个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定和抗病性遗传分析，同时利用Pm2和Pm8基因的特异分子标记检测了相应基因。供试的12个品种至少能够抗11个白粉菌菌株。用E09、E20和Bg2菌株接种F₂群体，抗感植株分离比例和适合性测验证明这12个品种对不同白粉菌菌株的抗性均受1对显性基因控制。抗谱分析和基因紧密连锁分子标记(Xcfd81)分析表明良星66很可能含有Pm2或其等位基因。ω-黑麦碱基因(1RS染色体)和Glu-B1基因(1BS染色体)特异分子标记分析结果证明，山农20和郑麦9962含有T1BL·1RS易位染色体，即可能携带Pm8基因。由于Pm8基因对大多数菌株表现感病，所以这2个品种除Pm8外，还具有其他抗病基因。偃展4110与天民668对参试菌株的反应型表现一致，其他材料对不同菌株的反应型表现不同。