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    2012年 第38卷 第10期 刊出日期:2012-10-12
    • 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
      高分子量谷蛋白5+10亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择在小麦品质育种中的应用
      张勇,申小勇,张文祥,陈新民,阎俊,张艳,王德森,王忠伟,刘悦芳,田宇兵,夏先春,何中虎
      作物学报. 2012, (10):  1743-1751.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01743
      摘要 ( 2468 )   PDF (231KB) ( 1277 )  
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      谷蛋白亚基组成对小麦加工品质具有重要作用。以豫麦34、藁城8901和中优9507为优质亲本,以轮选987、石4185和周麦16为农艺回交亲本,采用5+10亚基和1B/1R易位分子标记结合田间农艺性状选择,育成4个BC2F4群体共125个高代品系。2008—2009年度,将这些高代品系分别种植于北京和河南安阳,分析了5+10亚基和1B/1R易位对蛋白质含量、和面时间和峰值曲线面积等品质参数的影响。4个群体中蛋白质含量与和面时间、峰值曲线面积等参数变幅较大,后代品系间品质差异明显,5+10亚基可显著增加和面时间和峰值曲线面积,1B/1R易位对和面时间和峰值曲线面积的作用则受遗传背景的影响。和面时间和峰值曲线面积等主要品质参数还受亚基表达量的影响,和面时间和峰值曲线面积与低分子量谷蛋白亚基含量显著正相关(r = 0.38~0.74,P < 0.05),导入5+10亚基可显著增加高分子量和低分子量谷蛋白亚基含量;Glu-B3位点等位基因的变化对高分子量谷蛋白亚基含量的影响不显著,对低分子量谷蛋白亚基含量的影响则因组合而异。通过有限回交,育种早代在室内采用5+10优质亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择,结合田间农艺性状选择,可以加速培育优质新品种。

      花生ahFAD2A等位基因表达变异与种子油酸积累关系
      黄冰艳,张新友,苗利娟,高伟,韩锁义,董文召,汤丰收,刘志勇
      作物学报. 2012, (10):  1752-1759.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01752
      摘要 ( 2058 )   PDF (334KB) ( 1255 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      花生ahFAD2A是控制种子油酸、亚油酸含量和油亚比的关键基因。利用ahFAD2A基因特异引物检测远杂9102, 豫花9416等52个花生品种的ahFAD2A基因等位变异, 并比较其中13个品种的ahFAD2A基因序列。结果表明, 花生ahFAD2A基因存在G-A两种单核苷酸等位变异(野生型ahFAD2A-wt和突变体ahFAD2A-m), DNA序列比对结果证实, 豫花9416等10个品种(突变体)与远杂9102、延津花籽和开农白2号(野生型)相比, 在ahFAD2A基因的448 bp处存在核苷酸G-A突变。应用real-time PCR检测ahFAD2A等位基因在种子不同发育时期的表达动态显示突变体豫花9416等位基因(ahFAD2A-m)在种子发育中期表达量稍高, 种子发育后期表达量下降速度较野生型远杂9102(ahFAD2A-wt)更快。进一步测定豫花9416和远杂9102在种子不同发育时期的油酸、亚油酸积累和油亚比动态, 发现两品种间存在明显差异, 豫花9416在籽粒发育前期油酸相对含量已超过亚油酸, 油亚比大于1并逐渐增加, 而远杂9102到籽粒发育中后期油酸相对含量才高于亚油酸, 油亚比逐渐接近于1左右。

      国家大豆区域试验品种(系) SSR位点纯合度分析
      关荣霞,方宏亮,何艳琴,常汝镇,邱丽娟
      作物学报. 2012, (10):  1760-1765.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01760
      摘要 ( 2013 )   PDF (164KB) ( 1292 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      利用30对SSR引物,检测2005—2009年参加国家区域试验的1 068份大豆品种(系)的位点纯合度。每年区试品种(系)的平均纯合度为94.9%~97.6%,纯合度高于85%和90%的品种(系)所占比例分别为95%和91.4%,纯合度低于85%的品种(系)有42份(占3.93%),主要为北方春大豆和黄淮夏大豆。位点纯合度低于85%的参试品种(系)的产量比较表明,只有11份品种(系)比对照增产5%以上,20份比对照减产0.04%~13.08%;与纯合度为100%的材料比较发现,位点纯合度较低的材料在区试中产量也较低。建议国家区试品种(系)纯合度标准不低于90%,以保证审定品种的特征特性,为大豆新品种的持续推广利用提供科技支撑。

      水稻DUS测试标准品种丛矮2号矮化多分蘖表型的遗传基础
      王涛,袁守江,尹亮,赵金凤,万建民,李学勇
      作物学报. 2012, (10):  1766-1774.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01766
      摘要 ( 2056 )   PDF (424KB) ( 1276 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      水稻DUS测试标准品种之一丛矮2号(cl2)具有矮化多分蘖的表型特征,遗传分析表明该性状由1对隐性核基因控制,已将其定位在第4染色体长臂InDel标记C4-CL5和C4-CL4之间。对这两个标记之间一个已报道的多分蘖基因D17/HTD1进行测序,发现cl2中的D17/HTD1基因编码区第1 796个碱基由C突变为T,从而导致第599位的氨基酸由脯氨酸变成亮氨酸。同时对另一个来源于粳稻品种日本晴的矮化多分蘖突变体S1-40进行测序,发现D17/HTD1第3内含子3’端拼接点由AG突变为AA,导致mRNA产生2种错误的剪接形式。D17/HTD1编码类胡萝卜素裂解双加氧酶7 (Carotenoid Cleavage Dioxygenase7, CCD7),参与新型植物激素独脚金内酯(Strigolactones, SLs)的合成。利用SLs的人工合成类似物GR24处理cl2,其多分蘖表型得到抑制。系统进化树分析发现CCD7在几乎所有植物都有同源蛋白,水稻CCD7蛋白与同属禾本科的玉米、高粱和短柄草同源性最高。Real-time RT-PCR结果显示D17/HTD1基因在植物所有组织都有表达,尤以茎部最高。

      以标记辅助选择改良江苏主栽粳稻品种“淮稻5号”黑条矮缩病抗性
      李爱宏,潘存红,戴正元,肖宁,余玲,李育红,张小祥,张洪熙,潘学彪
      作物学报. 2012, (10):  1775-1781.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01775
      摘要 ( 1855 )   PDF (230KB) ( 984 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      水稻黑条矮缩病是由灰飞虱传播的一种病毒病,最近在江苏、浙江等省暴发给水稻生产造成严重威胁。本研究在前期对水稻黑条矮缩病抗性基因初步定位的基础上,针对第6染色体短臂上紧密连锁的两个抗性QTL,以抗性亲本“明恢63”为供体,感病亲本“淮稻5号”为轮回亲本,通过标记辅助选择,构建了携带目标抗性QTL的系列近等基因系。自然接种和人工接种鉴定表明新培育的近等基因系其发病率较对照轮回亲本下降25%左右,抗性得到显著改良。农艺性状调查结果显示大多数近等基因系其生育期、株高及产量构成性状等与轮回亲本相似,表明目标区段存在较少的累赘连锁。此外,对有关如何实现目标QTL的精细定位,以及利用标记辅助选择聚合多个抗性QTL培育抗病品种的策略也进行了探讨。

      全生育期耐盐恢复系在正常灌溉条件下性状表现及耐盐杂交稻的选育
      章禄标,潘晓飚,张建,陈凯,张强,徐建龙,潘学彪,黎志康
      作物学报. 2012, (10):  1782-1790.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01782
      摘要 ( 1781 )   PDF (267KB) ( 1025 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      利用前期以明恢86为轮回亲本与全球水稻分子育种计划的4个供体亲本(Gayabyeo、沈农265、早籼14和Y134)杂交构建的高代回交导入群体,在浙江省三门县沿海滩涂采用0.5%盐浓度的海水全生育期灌溉,筛选出150个耐盐恢复系群体,考察了耐盐恢复系在正常灌溉条件下的性状分离及与两个三系不育系测交种的优势表现。结果表明,耐盐恢复系在正常灌溉条件下的产量及其相关性状出现明显的分离,性状分离的类型及特点因选择群体和性状本身不同而异,从中选育出30个单株产量和耐盐性显著好于轮回亲本明恢86的株系,这些株系大多表现穗长缩短,株高和千粒重下降,但单株有效穗和结实率显著增加,导致产量的显著提高。4个组合的耐盐恢复系群体与两个三系不育系(II-32A和川345A)测交种的性状分离明显,与明恢86和两个三系不育系的测交种相比,多数测交种表现穗长缩短,株高降低,单株有效穗数相仿,但与II-32A测交的杂种千粒重显著增加,杂种表现趋势与耐盐恢复系本身不完全相同。分别鉴定出22个和23个耐盐恢复系,其与两个不育系测交的杂种产量显著高于明恢86与相应不育系的测交种,表现出较强的杂种优势,其中比生产对照种汕优10号显著或极显著增产的测交组合分别有7个(II-32A为母本)和4个(川345A为母本)。研究表明,利用优良恢复系的回交导入后代在大田盐胁迫条件下筛选耐盐单株,结合耐盐后代在正常灌溉条件下产量及相关性状的鉴定筛选,可以有效地改良恢复系的耐盐性,并选育出耐盐性提高的强优势组合。

      小麦背景下冰草6P染色体特异EST标记的开发
      代程,张锦鹏,武晓阳,杨欣明,李秀全,刘伟华,高爱农,李立会
      作物学报. 2012, (10):  1791-1801.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01791
      摘要 ( 2655 )   PDF (303KB) ( 1332 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      小麦-冰草[Agropyron cristatum (L. ) Gaertn.] 6P附加系普冰4844-12具有多粒等可用于小麦改良的优异基因。为高效率检测由小麦-冰草6P附加系衍生的易位系和渐渗系,以普冰4844-12及其亲本普通小麦Fukuhokomugi和冰草Z559 (2n=4x=28, PPPP)为材料,通过对冰草转录组测序获得的EST序列设计的P基因组EST分子标记引物,筛选在普通小麦背景下的6P染色体特异分子标记。结果从1 453对P基因组EST引物中筛选出130对小麦-冰草6P附加系特异标记引物。进而将这些特异标记与NCBI nr蛋白质数据库及小麦EST序列进行了比对,发现4条冰草EST序列的功能注释与抗病、抗逆相关;36条冰草EST与已经定位的小麦EST具有较高的相似性,其中33条(91.67%)位于小麦第6部分同源群染色体。为了进一步验证这些标记的特异性,分别对其中4个具有功能注释的EST标记在中国春等7个普通小麦背景下和随机选择的5个标记在小麦-冰草6P易位系背景下进行了检测,结果证明其确实可用于检测6P染色体。这些冰草6P染色体特异标记的开发为大规模地鉴定小麦-冰草衍生后代中P染色质成分奠定了基础。

      甘蓝型油菜不同发育时期株高QTL的动态分析
      谢田田,陈玉波,黄吉祥,张尧锋,徐爱遐,陈飞,倪西源,赵坚义
      作物学报. 2012, (10):  1802-1809.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01802
      摘要 ( 1853 )   PDF (176KB) ( 1477 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      利用新版SG遗传图谱和282个SG-DH株系在中国西安、杭州和德国哥廷根3个生长环境下8个发育时期测定的株高数据,运用WinQTLCart2.5复合区间作图法以及结合条件遗传分析方法对其进行静态和动态QTL分析。结果显示, 来自品种Gaoyou等位基因在PHA3PHC6两个QTL上同时存在时,可降低株高约20 cm;而当植株整合来自冬性品种Sollux的PHA9PHC1和来自半冬性品种Gaoyou的PHA1PHA3PHC6时,株高可相应下降40 cm;环境对株高QTL的作用机理影响不大,但不同QTL的基因表达模式不同,存在来自双亲之一的等位基因控制株高和双亲等位基因在不同生长时期交替控制株高两种情况;通常株高QTL在中后期才能被检测到,但基因多在生长最为旺盛的短时期内表达,符合基因表达在先,性状表现在后的规律。解析株高性状在不同发育时期基因的累加效应和特定时段内的净表达效应,对克隆油菜株高基因和指导生产实践都将提供富有价值的科学信息和理论依据。

      用于区别不同棉花品种基因组特征的微卫星位点筛选
      赵亮,蔡彩平,梅鸿献,郭旺珍
      作物学报. 2012, (10):  1810-1817.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01810
      摘要 ( 1850 )   PDF (239KB) ( 1211 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      保守性强、重复性好、多态性高的微卫星位点可被有效用于构建作物DNA条形码。选取目前生产上主要推广种植、代表不同来源系统的12个棉花品种作为微卫星位点筛选材料,参考我室构建的四倍体栽培棉种种间高密度遗传图谱信息,从376对覆盖全基因组的SSR引物中,筛选出51对引物可扩增出带型清晰且多态性高的微卫星位点。这些引物在12个供试品种中共产生155个等位位点,每对引物揭示的等位基因位点在2~7之间,平均值为3.04。参照微卫星位点的染色体定位和多态信息,在每条染色体上选择一个多态性相对高的SSR位点,其相应的26对SSR引物被推荐为构建棉花品种DNA条形码的一套首选引物,并初步应用于12个品种的DNA条形码编制。其余25对引物作为候选引物。使用该套引物扩增出的微卫星位点可用于大量棉花品种DNA条形码构建,为棉花品种真实性和纯度的分子鉴定奠定基础。

      基于抑制消减杂交开发长穗偃麦草(Lophopyrum elongatum)特异分子标记
      葛江燕,陈士强,高营营,高勇,朱雪,黄泽峰,陈建民
      作物学报. 2012, (10):  1818-1826.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01818
      摘要 ( 2011 )   PDF (344KB) ( 1297 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      分别以二倍体长穗偃麦草和普通小麦中国春的基因组DNA作实验组和对照组,运用抑制消减杂交(SSH)技术去除2个基因组DNA之间的同源序列, 获得长穗偃麦草特异的DNA片段构建的单向抑制消减文库,并对随机克隆测序。根据测序结果设计引物,获得36个长穗偃麦草基因组特异分子标记,成功率高达69.2%。这些标记均能在具有长穗偃麦草E染色体的不同小麦背景和不同世代中稳定表现,可用于小麦背景中跟踪长穗偃麦草染色体或片段。

      不同簇毛麦6VS染色体臂的白粉病抗性特异功能标记的开发及应用
      张云龙,王美蛟,张悦,褚翠萍,林志珊,徐琼芳,叶兴国,陈孝,张宪省
      作物学报. 2012, (10):  1827-1832.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01827
      摘要 ( 1891 )   PDF (317KB) ( 996 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      小麦6VS·6DL易位系Pm97033和6VS·6AL易位系92R137中的6VS染色体臂来自不同的簇毛麦种质,均表现良好的白粉病抗性,本研究利用分子标记对这2个易位系所包含抗病基因的异同进行了鉴定。利用与Pm21抗白粉病相关的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Stpk-V基因(GenBank登录号为HQ864471.1)的基因组和cDNA序列为基础,在包含至少1个内含子的2个编码区设计引物,从Pm97033中扩增获得特异的多态性片段。为进一步提高特异性和扩增的稳定性,对特异扩增片段测序并重新设计引物,扩增筛选获得2个引物对,其中PK-F1/PK-R可专一扩增6VS·6DL易位系Pm97033及其抗病亲本,而PK-F2/PK-R可同时特异扩增2个不同来源的簇毛麦6VS染色体,但二者间的特异片段具有多态性。利用这2对引物,对系谱中包含6V(6D)和6VS·6AL、抗白粉病的小麦品系CB037进行检测,发现仅出现与6VS·6AL易位系相同的簇毛麦扩增片段,不存在簇毛麦No. 1026 (Pm97033的6VS供体)的扩增片段。基因组原位杂交结果表明,CB037仅含1对小麦-簇毛麦的易位染色体,用已报道的分子标记检测证明易位涉及的小麦染色体为6A,与本研究开发的分子标记检测结果相吻合,表明CB037携带的白粉病抗性基因来自6VS·6AL易位系92R137,其白粉病抗性可能与Pm97033具有不同的遗传基础。

      抗根腐病的转GmPGIP3基因小麦扬麦18的获得与鉴定
      党良,王爱云,徐惠君,祝秀亮,杜丽璞,邵艳军,张增艳
      作物学报. 2012, (10):  1833-1838.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01833
      摘要 ( 1932 )   PDF (327KB) ( 934 )  
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      GmPGIP3是大豆的一种多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白, 能够特异性地抑制部分病原真菌内切多聚半乳糖醛酸活性, 从而减弱病原菌对植株的侵害。利用基因重组技术构建了GmPGIP3基因的单子叶植物表达载体pA25-GmPGIP3, 通过基因枪介导法将pA25-GmPGIP3转入小麦品种扬麦18中。对转GmPGIP3基因扬麦18的T0至T2代植株进行PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR和荧光定量Q-RT-PCR分析, 并对根腐病进行抗性鉴定。结果表明, GmPGIP3已转入扬麦18, 并在转基因小麦中遗传、转录和表达;比受体材料相比, 5个GmPGIP3过表达的转基因小麦株系对根腐病的抗性有明显提高。

      玉米热激蛋白基因ZmHSP90-1的克隆及表达分析
      刘玲玲,柳思思,翁建峰,王昌涛,李新海,张世煌,石庆华,王丽娟,郝转芳
      作物学报. 2012, (10):  1839-1846.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01839
      摘要 ( 2034 )   PDF (428KB) ( 1345 )  
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      HSP90是普遍存在于原核和真核细胞中的一种高度保守的分子伴侣。本研究从玉米中克隆了一个HSP90同源基因, 命名为ZmHSP90-1基因, 并对其进行了初步的序列分析。该基因cDNA序列全长2 371 bp, 开放阅读框2 094 bp, 编码697个氨基酸, 蛋白质分子量约79.98 kD。蛋白结构预测及同源比对分析表明, ZmHSP90-1基因编码蛋白含ATPase位点和HSP90保守结构域, 并与拟南芥、水稻等多种物种的热激蛋白高度同源; 进化树分析表明ZmHSP90-1与拟南芥AtHSP90.1基因关系较近, 蛋白序列相似性达88.3%。目的蛋白亚细胞定位显示, ZmHSP90-1蛋白在细胞质中表达。实时荧光定量PCR分析表明, ZmHSP90-1对非生物胁迫高温、高盐、ABA、低温、干旱均具有明显的应答反应。推测ZmHSP90-1是玉米的一个胁迫相关基因。

      小麦胁迫相关基因TaLEAL3的克隆及分子特性分析
      闵东红,赵月,陈阳,徐兆师,霍冬英,胡笛,陈明,李连城,马有志
      作物学报. 2012, (10):  1847-1855.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01847
      摘要 ( 2149 )   PDF (844KB) ( 1304 )  
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      第3组LEA蛋白(late embryogenesis abundant protein)介导干旱、高温、高盐等非生物胁迫响应, 关于普通小麦LEA基因的研究鲜有报道。利用噬菌体原位杂交技术, 从小麦苗期干旱胁迫条件构建的cDNA文库中筛选出LEA蛋白基因TaLEAL3, 其全长750 bp, 编码区长501 bp, 编码166个氨基酸, 含有一个明显的核定位信号区。氨基酸同源性分析发现, TaLEAL3属于第3组LEA蛋白, 序列中含有由11个氨基酸组成的3个不完全重复的基序和α-螺旋的LEA结构。电子定位结果显示, TaLEAL3基因位于4BL、4DL和5AL染色体上, 主要在茎中表达, 而在根中几乎无表达。实时荧光定量PCR分析表明, 在干旱、低温和ABA诱导下, TaLEAL3基因表达量明显增加。在该基因上游1.7 kb序列处, 预测具有启动子的核心序列和增强子序列, 及与干旱和低温等多种逆境胁迫相关的调控序列。本研究为深入分析小麦LEA蛋白基因的功能, 初步解析LEA蛋白的作用机制提供了数据。

      花生γ-生育酚甲基转移酶基因(γ-TMT)的克隆及序列分析
      李拴柱,万勇善,刘风珍
      作物学报. 2012, (10):  1856-1863.  doi:0.3724/SP.J.1006.2012.01856
      摘要 ( 1679 )   PDF (1109KB) ( 1104 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      γ-生育酚甲基转移酶(γ-TMT)催化γ-生育酚转变为生物活性最高的α-生育酚,是决定植物中维生素E成分和活性的关键酶。本研究采用电子克隆与PCR相结合的方法获得了花生6个栽培品种(A. hypogaea L.)和花生区组4个二倍体野生种中γ-TMT的全长DNA序列,定名为AhgTMT;从栽培品种丰花2号中获得γ-TMT的cDNA序列,定名为AhrTMT同一栽培品种的AhgTMTAhrTMT的序列完全对应,说明该基因无内含子。AhrTMT编码区长1 059 bp,编码352个氨基酸残基的AhTMT蛋白。AhTMT分子量为39.09 kD,等电点6.72,总平均亲水性–0.12;预测的二级结构中α-螺旋占55.40%, β-折叠占10.51%, 无规则卷曲占34.09%;被定位于叶绿体,含有甲基转移酶保守的SAM结构域。AhTMT与已报道植物γ-TMT氨基酸序列的相似性为61.75%~72.80%。栽培品种的AhgTMTA. ipaensis (BB)A. batizocoi (BB)A. duranensis (AA)A. kuhlmannii (AA) 4个野生种的核苷酸序列同源性分别是100%、99.91%、99.74%、95.63%。

      耕作栽培·生理生化
      黑龙江省不同年代玉米杂交种产量对种植密度和施氮水平的响应
      钱春荣,于洋,宫秀杰,姜宇博,赵杨,王俊河,杨忠良,张卫建
      作物学报. 2012, (10):  1864-1874.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01864
      摘要 ( 1980 )   PDF (385KB) ( 1311 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      明确不同年代春玉米生产力对种植密度和氮肥水平的响应特征及其趋势,对高产高效的耐密品种选育和密植抗倒栽培具有重要的理论参考和技术指导意义。本文以黑龙江近50年来第一积温带大面积种植的8个典型春玉米品种为材料,于2009和2010年进行密度和施肥的田间试验,比较不同年代主栽品种生产力演变特征。结果显示,黑龙江省1970s—2000s玉米品种更替过程中,单株生产力与群体产量均明显提高,平均增幅分别为16.96 g 10年-1和790 kg hm-2 10年-1;植株空秆率和倒伏率显著下降,株高、穗位、单株叶面积、穗粒数、千粒重显著提高。随着密度的提高,各年代玉米的单株产量呈显著下降趋势,群体产量呈抛物线形上升,群体最高产量的理论密度增幅为3 507株 hm-2 10 年-1;空秆率显著提高,但倒伏率仅1970s和1980s的品种呈递增趋势;株高、单株叶面积、棒三叶面积、穗粒数与千粒重均呈现下降趋势,穗位随密度增加呈显著上升趋势。各年代品种株高、穗位、单株叶面积和千粒重随氮肥水平提高呈增加趋势。在150~450 kg hm-2的施氮水平范围,随着氮肥水平的提高,各年代品种增产效果不明显。各主要指标在年代、密度和氮肥水平之间存在显著的互作效应。对照东北玉米现有的品种特性、种植密度和施肥现状表明,选育耐密品种和实施密植抗倒栽培的增产潜力大,在现在的施肥水平上进一步提高种植密度是东北春玉米高产增效耕作栽培的技术创新方向。

      花生种子白藜芦醇含量与黄曲霉产毒抗性的关系
      王后苗,黄家权,雷永,晏立英,王圣玉,姜慧芳,任小平,娄庆任,廖伯寿
      作物学报. 2012, (10):  1875-1883.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01875
      摘要 ( 2175 )   PDF (359KB) ( 1542 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      选用抗黄曲霉产毒的花生品(系)和高产毒品种(系), 采用强产毒菌株AF2202人工接种水分吸涨的花生种子, 培养7 d后,测定接种和未接种的花生种子中白藜芦醇及黄曲霉毒素含量,探讨白藜芦醇与花生种子黄曲霉产毒抗性之间的关系。结果表明,抗黄曲霉产毒花生品种(系)的白藜芦醇含量较高,平均为37.3 µg kg–1,高产毒品种含量相对较低,平均为13.3 µg kg–1,抗、感品种之间存在显著差异。吸胀处理后抗产毒花生品种(系)白藜芦醇含量提高2.0倍,感病品种(系)仅提高1.6倍,对不同品种(系)处理后的种子二次接种,令黄曲霉毒素含量下降37.6%~75.8%,但吸胀处理后抗产毒品种(系)的黄曲霉毒素含量仍低于感病品种(系)。相关分析表明,花生白藜芦醇含量与黄曲霉毒素含量呈显著负相关,并且在离体培养基中添加浓度大于3.0 μg mL–1的白藜芦醇可导致黄曲霉菌产毒量大幅下降,说明白藜芦醇对黄曲霉产毒具有抑制作用。

      吐丝期干旱胁迫对玉米生理特性和物质生产的影响
      张仁和,郭东伟,张兴华,路海东,刘建超,李凤艳,郝引川,薛吉全
      作物学报. 2012, (10):  1884-1890.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01884
      摘要 ( 2090 )   PDF (388KB) ( 1431 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      以玉米品种郑单958 (抗旱性强)和陕单902 (抗旱性弱)为材料,采用抗旱池栽控水试验,研究了叶片光合特性、保护酶活性以及干物质转运对吐丝期干旱胁迫的响应。结果表明,在吐丝期干旱胁迫下2个品种产量分别降低39.10%和44.87%;叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)显著下降,胞间CO2浓度(Ci)先升后降。PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、实际量子产额(ΦPSII)、光化学猝灭(qP)降低,非光化学猝灭(qN)升高;抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量一直升高。说明吐丝期干旱胁迫增加了花前营养器官贮藏同化物转运量(率)及其对籽粒转运的贡献率;但郑单958受干旱影响程度小于陕单902。说明抗旱品种郑单958具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,维持较高的光化学效率,延长叶片光合功能期,促进花前营养器官贮藏同化物转运量对籽粒的贡献率。这可能是其在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一。

      水稻颖花自然开放过程中茉莉酸(JA)生物合成的变化
      何永明,林拥军,曾晓春
      作物学报. 2012, (10):  1891-1899.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01891
      摘要 ( 2414 )   PDF (355KB) ( 1528 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      外源茉莉酸(JA)及其甲酯(MeJA)对水稻、小麦、黑麦和高粱等禾本科植物颖花开放具有强烈的诱导效应,然而内源JA是否参与颖花开放的调控目前还缺乏充分的证据。本研究应用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)系统检测了粳稻武运粳7号和籼稻明恢63颖花自然开放过程中JA水平变化,并以实时定量反转录PCR (real-time RT-PCR)技术分析了武运粳7号颖花开放过程中JA生物合成途径关键基因表达变化。结果发现,水稻颖花JA水平的变化与开颖进程相一致。JA水平在上午颖花开颖前较平稳,开颖时急剧上升至峰值,闭颖后又下降。开颖时JA水平的峰值比开颖前1 h提高4~5倍。与JA水平变化相对应,催化JA生物合成途径关键步骤同工酶的编码基因OsDAD1-3OsLOX-RCI1OsAOS1OsAOCOsOPR7的表达在开颖时会有不同程度的上调,闭颖后又下调。同一稻穗上正在开放的颖花JA含量及上述JA生物合成途径基因的表达水平也比已开放和未开放的颖花高。颖花开放时JA水平及其生物合成基因表达的上升和闭颖后的下降有力地表明内源JA参与水稻颖花开放的调控。

      细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响
      万华方,卢东,梁颖,孙夫军,李加纳
      作物学报. 2012, (10):  1900-1907.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01900
      摘要 ( 1801 )   PDF (409KB) ( 1081 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      以3对遗传背景相同的甘蓝型黄籽和黑籽油菜为材料,研究甘蓝型油菜种子发育过程中內源细胞分裂素(ZR)、各种色素、色素合成相关酶活性的动态变化及其相互关系,并以外源细胞分裂素类物质(6-BA)加以验证,结果表明,相同遗传背景下的黄籽油菜种子的ZR含量较黑籽油菜高,花后27 d比黑籽高4~5倍; 在甘蓝型黄籽油菜种子发育前期(27 d阶段)种子中细胞分裂素含量越高其成熟种子色泽就越浅; 种子的ZR含量与种皮中类黄酮、花色素、黑色素含量显著负相关,与多酚含量显著正相关,与酪氨酸酶显著负相关,与苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶无显著相关性; 施用外源细胞分裂素6-BA (50 mg L–1)可显著提高黄籽油菜黄籽度,明显降低甘蓝型油菜种皮中黑色素、花色素、类黄酮含量,对黑籽种皮的多酚含量无显著影响,但可增加黄籽种皮多酚含量; 6-BA处理可降低油菜种皮中酪氨酸酶、苯丙氨酸解氨酶活性,对多酚氧化酶活性无显著影响。表明细胞分裂素可减缓甘蓝型油菜种皮各色素合成,从而影响黄籽油菜色泽;该过程可能是通过调控色素合成的相关酶活性来实现的。

      不同种植方式下水稻氮素吸收利用的特性
      霍中洋,李杰,张洪程,戴其根,许轲,魏海燕,龚金龙
      作物学报. 2012, (10):  1908-1919.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01908
      摘要 ( 1748 )   PDF (165KB) ( 1453 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种生育类型水稻品种(含常规粳稻和杂交粳稻)为材料,比较研究了旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式下水稻的氮素吸收利用特性。结果表明,拔节期植株含氮率和吸氮量为直播>机插>手栽,抽穗期和成熟期为手栽>机插>直播,手栽成熟期总吸氮量较机插和直播分别高11.68%和39.03%,机插较直播高24.49%;氮素吸收速率,拔节前为直播>机插>手栽,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期为手栽>机插>直播,手栽和机插拔节至抽穗期的吸收速率最大,直播中熟中粳拔节至抽穗期最大,早熟晚粳和迟熟中粳拔节前最大;拔节至抽穗期和抽穗至成熟期的氮素积累量为手栽>机插>直播,不同种植方式间差异均达显著或极显著水平;氮素吸收利用率,手栽、机插、直播分别为44.49%、39.00%、31.41%,且手栽和机插为早熟晚粳>迟熟中粳>中熟中粳,直播为中熟中粳>迟熟中粳>早熟晚粳,同一生育类型常规粳稻大于杂交粳稻;百千克籽粒需氮量,手栽、机插、直播分别为1.959 (1.900~2.009) kg、1.842 (1.681~1.914) kg、1.638 (1.540~1.721) kg,常规粳稻手栽与机插间差异不显著,但都显著高于直播,杂交粳稻不同种植方式间差异均显著,直播稻为中熟中粳>迟熟中粳>早熟晚粳,手栽和机插在不同生育类型品种间没有明显变化规律。科学选择种植方式并配套适宜的品种类型对实现水稻氮素高效吸收和利用具有重要意义。

      冬小麦不同穗位籽粒淀粉粒差异及其与粒重的相关性
      谭秀山,毕建杰,王金花,叶宝兴
      作物学报. 2012, (10):  1920-1929.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01920
      摘要 ( 2179 )   PDF (465KB) ( 1315 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      为研究小麦不同穗位籽粒淀粉粒差异及其与粒重相关性, 以露天池栽冬小麦济麦20, 测定不同小穗位成熟颖果胚乳细胞大小、淀粉粒的数目、体积和表面积分布及胚乳发育过程中淀粉体数量变化。结果表明, 小麦胚乳淀粉粒发育具有显著的粒位、穗位效应, 相同小穗位, 强势粒淀粉体起始时间比弱势粒早4~5 d。相同粒位, 中部小穗籽粒淀粉体最先发育, 上部小穗次之, 下部小穗最晚。淀粉体数量在中部小穗籽粒最多, 随着灌浆进程, 下部小穗逐渐赶上并超过上部小穗。成熟籽粒淀粉粒数目分布总趋势为BL型>BS型>A型; BS型淀粉粒表现强势粒>弱势粒, 且随小穗位的升高而呈增加趋势; BL型则相反。淀粉粒的数目分布导致其体积与表面积分布表现出相同的变化趋势。粒重与大、小淀粉体数目相关系数随灌浆进程逐渐增大, 且前者大于后者; 成熟期分别达到0.88**和0.78**。粒重增加与大、小淀粉粒数目增长的相关系数分别高于0.96**和0.93**, 前者在穗位间差异不显著, 后者表现为下部小穗>上部小穗>中部小穗。小麦胚乳淀粉粒形成及粒度分布既具有强弱势籽粒间的粒位效应, 也具有显著的小穗位效应; 弱势籽粒仍有通过增加淀粉粒数量以减小其与强势籽粒间粒重差异的调控空间。

      不同生态条件下栽培方式对水稻干物质生产和产量的影响
      邓飞,王丽,刘利,刘代银,任万军, 杨文钰
      作物学报. 2012, (10):  1930-1942.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01930
      摘要 ( 2335 )   PDF (313KB) ( 1579 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      为明确不同生态条件下栽培方式对水稻物质生产及产量的影响, 采用随机区组多点试验设计, 研究了不同秧龄和移栽方式对仁寿、郫县和雅安生态点水稻干物质积累与分配、茎鞘干物质输出与转化、产量及构成因素的影响。结果表明: (1)水稻的干物质积累特性为生态条件、秧龄、移栽方式及其互作效应共同作用的结果。水稻单茎和群体干物重均受三者显著主效作用; 生态条件与秧龄互作效应极显著影响分蘖盛期至抽穗期群体干物重, 而生态条件与移栽方式、秧龄与移栽方式及三者互作则主要影响抽穗后水稻单茎和群体干物重。(2)高产水稻干物质生产特性因生态条件的变化而改变。仁寿的产量主要来自抽穗后光合产物在籽粒中的积累, 与茎鞘物质的输出和转化相关不显著; 在郫县, 茎鞘物质输出和转化对产量贡献大于在仁寿, 产量与孕穗期茎鞘干物质分配比例(r = 0.775*)显著正相关, 与成熟期茎鞘干物质分配比例(r = -0.757*)则呈显著负相关; 在雅安, 抽穗后茎鞘干物质的输出和转化与产量正相关。(3)水稻产量以仁寿最高, 较郫县和雅安高5.52%和17.65%; 秧龄和移栽方式均能影响水稻最终产量, 不同栽培方式间产量差异显著; 仁寿的栽培方式主要通过单位面积有效穗数、结实率和千粒重来影响产量, 在郫县则通过影响单位面积有效穗数和每穗颖花数实现对产量的调控, 雅安的栽培方式主要通过群体颖花量和千粒重调控产量。(4)适宜的栽培方式能有效调控水稻干物质生产, 促进产量的提高。在仁寿和郫县, 50 d秧龄单苗优化定抛有效地协调了不同生育阶段干物质积累量, 促进水稻增产; 在雅安, 50 d秧龄单苗手插具有较高穗前干物质积累量和抽穗后茎鞘干物质输出与转化效率, 增产显著。

      农业考古
      湖南澧县大坪双堰东周水井出土古稻研究
      向安强,张文绪,曹毅,刘桂富
      作物学报. 2012, (10):  1943-1947.  doi:10.3724/SP.J.1006.2012.01943
      摘要 ( 1454 )   PDF (412KB) ( 952 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      对湖南澧县大坪双堰东周遗址水井出土的3粒炭化稻谷和7粒炭化稻米进行形态分析,结果显示双堰古稻具有大粒性和许多类似于粳型的形质特征(包括双峰乳突等),表明它属于籼、粳之间的偏粳类型。与新石器时代遗址出土的古稻谷相比,双堰古稻的谷粒更宽、更厚和更重,表明其谷粒有向短而圆的粳型变化的趋势。

主管:中国科学技术协会
主办:中国作物学会
   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
出版:科学出版社
主编:万建民
副主编:陈晓亚 杨建昌 张献龙 王建康
    徐明良 刘春明 王道文 孙传清
    丁艳锋 金危危 储成才 程维红
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
国内邮发代号:82-336

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  • 2013年创刊
  • SCIE 收录
  • ScienceDirect上开放获取

主编:万建民
CN 10-1112/S
ISSN 2095-5421, 2214-5141(online)
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