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2013年 第39卷 第01期 刊出日期：2013-01-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

QTL作图中零假设检验统计量分布特征及LOD临界值估计方法研究

孙子淇,李慧慧,张鲁燕,王建康

作物学报. 2013, (01):  1-11.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00001

摘要 ( 1511 )   RICH HTML    PDF (338KB) ( 1848 )  

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研究QTL作图的零假设检验统计量分布特征, 可以帮助我们选取合适的LOD临界值, 以控制全基因组第一类错误的概率。本文利用模拟方法, 研究了QTL作图中单个扫描位点的似然比检验(LRT)统计量在零假设下的分布特征、影响最大LOD统计量累积分布的因素以及不同群体在不同标记密度下有效独立检验次数与染色体长度的关系。结果表明, 在定位加显性效应QTL的一维扫描和定位上位性互作QTL的二维扫描中, 单个扫描位置上的LRT统计量均服从卡方分布, 其自由度等于检测QTL遗传参数的个数; 染色体个数、群体大小和表型测量误差对零假设下检验统计量的分布没有影响, 即不影响LOD临界值的选取, 而群体类型、标记密度和染色体长度有明显影响, BC₁、RIL和F₂三种类型的群体中, BC₁群体的临界值最小, F₂群体的临界值最大, 标记越密、染色体越长, 对应的LOD临界值越大; QTL一维扫描中有效独立检验次数与染色体长度呈正比, 二维扫描中有效独立检验次数与染色体长度呈二次幂关系。借助Bonferroni矫正, 给出了全基因组显著性水平与单个扫描位点显著性水平间的关系, 因此, 研究者可根据作图群体的群体类型、标记密度和基因组长度, 很方便地确定特定全局显著性概率水平下的LOD临界值。

大豆叶面茸毛密度和长度的QTL定位

邢光南,刘泽稀楠,谭连美,岳汉,王宇峰,KIM Hyun-Jee,赵团结,盖钧镒

作物学报. 2013, (01):  12-20.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00012

摘要 ( 1212 )   RICH HTML    PDF (393KB) ( 1567 )  

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大豆叶茸毛形态对抗虫性、耐旱性等均有重要作用。本研究利用2个重组自交系群体NJRIKY (KY)和NJRIXG (XG)进行叶面茸毛密度和长度的遗传与QTL定位分析。结果表明，2个性状在2个群体中均有大幅度变异，存在不同程度的超亲分离，两者有极显著负相关(r= –0.49和–0.62)，叶面茸毛密度的遗传率(75.7%~76.8%)高于叶面茸毛长度的遗传率(45.2%~62.9%)；检测到2个叶面茸毛密度主效QTL (XG群体的PD1-1和KY群体的PD12-1，表型贡献率分别达20.7%和21.7%)；两群体叶面茸毛密度遗传构成中加性QTL贡献率占20.7%~36.2%，互作QTL只占0%~1.4%，而未定位到的微效QTL所占份额很大，为38.1%~56.1%，是以往只用定位程序而未注意遗传构成解析所没有发现的特点；未在KY中检测到叶面茸毛长度加性QTL，互作QTL贡献率也仅4.2%，而微效QTL贡献率达58.7%；但在XG中叶面茸毛长度加性QTL Pl1-1和Pl12-1贡献率分别达18.3%和22.5%，占主要成分，互作QTL和微效QTL贡献均较小，说明该性状两群体的遗传构成有很大差异。大豆叶面茸毛密度和长度的遗传涉及多个效应不同的基因/QTL。

陆地棉背景下海岛棉第18染色体片段置换系的培育及相关农艺性状QTL定位

付央,苑冬冬,胡文静,蔡彩平,郭旺珍

作物学报. 2013, (01):  21-28.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00021

摘要 ( 1039 )   RICH HTML    PDF (262KB) ( 1739 )  

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Sub18是以陆地棉遗传标准系TM-1为背景, 含海岛棉3-79第18染色体的置换系材料。本研究以TM-1为受体亲本, 置换系Sub18为供体亲本, 借助分子标记辅助选择技术培育了一套以TM-1为背景, 含海岛棉3-79第18染色体不同长度片段的置换系。这套置换系由45个株系构成, 共78个置换片段。其中27个株系导入单片段, 占总株系的60%; 9个株系导入2个片段, 占20%; 9个株系导入3个及以上片段, 占20%。导入片段总长度为467.6 cM, 约为该染色体遗传长度的4倍, 每个株系内被替换的染色体片段长度不完全相同, 平均遗传长度为5.99 cM, 最短的为0.9 cM, 最长的20.35 cM。其中13个株系表现开放花蕾性状, 涉及的最短导入片段长5.05 cM。对TM-1、Sub18以及培育的45个导入系进行农艺性状调查和QTL联合定位分析, 鉴定出纤维强度(qFS-C18-1)、整齐度(qFU-C18-1)、马克隆值(qFMi-C18-1)、成熟度(qFMa-C18-1)、皮棉重(qLW-C18-1)、籽指 (qSI-C18-1)和衣分 (qLP-C18-1) 7个加性QTL和5个上位性效应QTL。研究结果为进一步精细定位目标QTL、克隆QTL以及重要性状分子设计育种奠定了基础。

圆锥小麦四排穗性状基因的遗传及分子标记分析

张瑞奇，王秀娥，陈佩度

作物学报. 2013, (01):  29-33.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00029

摘要 ( 1158 )   RICH HTML    PDF (303KB) ( 1369 )  

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四排穗(four-rowed spike, FRS)性状是超数小穗(supernumerary spikelets, SS)性状的一种类型，表现为在一个穗轴节片上近垂直地着生2个无柄小穗，从而增加了小穗数和穗粒数，对提高产量有一定的潜力。为了解圆锥小麦0880 FRS性状的遗传特征，将0880与正常穗(normal spike, NS)圆锥小麦0879杂交，构建了遗传群体，并对0880 (FRS) × 0879 (NS)与0879 (NS) × 0880 (FRS) F₁、F₂及F_2:3植株的穗部性状进行了调查。结果显示，正反交组合的F₁植株均表现为正常穗，F₂群体中正常穗与四排穗符合3∶1的分离比例，表明0880的四排穗性状由隐性单基因控制，将该基因定名为frs1；细胞质对frs1无显著影响。采用已定位于普通小麦A组与B组的SSR分子标记并结合混合分组分析法(BSA), 筛选出32个在双亲及F₂单株构建的四排穗型池和正常穗型池都具有多态性的SSR分子标记，利用JoinMap4.0软件构建了与frs1连锁的2A染色体11个SSR分子标记遗传图谱，其中SSR标记Xwmc598和Xwmc522位于frs1基因两侧，与该基因的遗传距离分别为4.0 cM和2.4 cM。利用2A染色体缺失系对这11个SSR进行物理定位，Xwmc598和Xwmc522均被定位在2A染色体短臂FL0.00~0.78区域。本研究的结果为frs1基因的精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础。

棉属野生种旱地棉蛋白激酶基因GarCIPK8的克隆与功能分析

冯娟,范昕琦,徐鹏,张香桂,沈新莲

作物学报. 2013, (01):  34-42.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00034

摘要 ( 1071 )   RICH HTML    PDF (389KB) ( 1356 )  

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CIPK (calcineurin B-like calcium sensor interacting protein kinase)是植物钙感受器钙调磷酸酶B类似蛋白特定靶向的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。在前期的研究中, 我们将棉属野生种D亚组旱地棉(Gossypium aridum)盐胁迫前后RNA混合样品进行转录组测序, 发现一CIPK相关基因存在较高的转录丰度。盐胁迫下荧光定量PCR分析表明该基因在根部表现诱导上调表达, 推测该基因可能参与植物在高盐胁迫下的生理调控。利用电子克隆及RT-PCR方法从旱地棉中克隆了一个ORF全长为1350 bp的蛋白激酶基因GarCIPK8。序列分析表明该基因编码的蛋白含有449个氨基酸, 分子量为51.12 kD, 理论等电点为8.13, 其N端催化结构域包含一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶域, C端具有植物CIPK蛋白家族特有的24个氨基酸组成的NAF保守结构域; 与水稻OsCIPK8蛋白的相似度为73.95%。为进一步验证其功能, 利用组成型高效强启动子CaMV35S和拟南芥逆境胁迫启动子rd29A构建植物表达载体并转化烟草, 经PCR和RT-PCR分子检测, 证明GarCIPK8基因已经整合到烟草基因组中, 并正常表达。T₁代转基因植株耐盐性鉴定结果表明GarCIPK8基因对提高转基因植株的耐盐性有较明显的作用, PEG干旱模拟试验也证明GarCIPK8基因可增强植株的抗旱性。

中国糯玉米wx基因种质资源遗传多样性

姚坚强，鲍坚东，朱金庆，桂毅杰，沈秋芳，胡伟民，樊龙江

作物学报. 2013, (01):  43-49.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00043

摘要 ( 2304 )   RICH HTML    PDF (416KB) ( 1658 )  

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Waxy(Wx)基因是众多作物导致糯性突变的关键基因，在玉米作物群体内深入研究Wx基因对中国糯玉米品质育种和种质创新具有重要意义。本研究利用325份(309份来自中国，11份来自泰国和5份来自韩国)糯玉米种质材料做了wx基因突变类型的调查和表观直链淀粉含量(AAC)测定。结果表明, 中国糯玉米的wx基因的遗传多样性很低，主要存在wx-D7和wx-D10两种突变类型，占96.9%；中国北方及韩国的糯玉米wx基因突变类型都是wx-D7类型，南方及泰国糯玉米wx基因突变类型都是wx-D10类型；糯玉米地方品种的wx基因型以wx-D10为主，占78.9%，而商业杂交种和自交系的wx基因型以wx-D7为主，分别占88.7%和86.6%。分析表明，中国糯玉米商业杂交种和自交系的AAC均值较低(小于2.2%)且无显著差异，但地方品种的AAC均值较高；wx-D7基因型糯玉米的AAC均值低且变化幅度较小，而wx-D10基因型糯玉米的AAC均值最高且变化幅度较大。本文还讨论了中国糯玉米主要wx基因型的地理分布、起源以及其他的wx基因突变类型。

双胚苗水稻来源的单倍体、二倍体及其杂交F₁的DNA甲基化位点分析

吴绍华,张红宇,薛晶晶,徐培洲,吴先军

作物学报. 2013, (01):  50-59.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00050

摘要 ( 1340 )   RICH HTML    PDF (1252KB) ( 1387 )  

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全基因组倍增或多倍化, 伴随着基因丢失和二倍化进程, 被认为是植物进化的重要推动力量。DNA甲基化与miRNA的表观遗传调控机制在植物生长发育及进化过程中起着重要的作用。本文采用MSAP (甲基化敏感扩增多态性)技术分析同一双胚苗水稻来源的单倍体、二倍体及其杂交F₁的基因组DNA 5'-CCGG位点胞嘧啶的甲基化及遗传特点。对部分甲基化位点进行切胶、回收、测序及功能注释, 并结合miRNA靶基因预测探讨特定甲基化位点的遗传特点及其与miRNA的相关性。16对选择性扩增引物在双亲及杂交F₁中共检测了462个DNA甲基化位点, 杂交F₁甲基化水平平均为43.20%, 与双亲相差不大(单倍体为46.75%, 二倍体为41.99%)。以TargetFinder软件分析发现其中的7个甲基化位点基因序列上存在1~4个miRNA的结合位点, 这些基因的功能注释包括逆转录转座子蛋白、ras相关蛋白、H2A/H2B/H3/H4核心组蛋白等。同时, 探讨了逆转录转座子在植物进化中的作用。研究结果为进一步阐明水稻基因组倍增过程中DNA甲基化与miRNA的关系提供了参考。

基因枪转化小麦主要轰击参数的优化

闵东红,何莎,张彦,夏兰琴

作物学报. 2013, (01):  60-67.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00060

摘要 ( 1037 )   RICH HTML    PDF (431KB) ( 1480 )  

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基因枪转化是目前小麦遗传转化的主要方法。影响基因枪转化效率的主要参数有轰击距离、轰击压力、DNA总量及浓度、金粉颗粒大小及用量等。为改善目前小麦遗传转化效率偏低的现状, 以普通小麦品种科农199为受体材料, 设金粉大小(0.6 μm和1.0 μm)、轰击距离(5.5 cm和8.5 cm)及轰击压力(650、900和1100 psi)三因素共12个处理, 利用pAHC25质粒转化小麦幼胚, 以确定最佳轰击参数, 建立稳定高效的普通小麦基因枪转化体系。结果表明, 3个因素的不同组合对幼胚的愈伤诱导效率没有明显影响, 但对再生率影响较大, 以金粉0.6 μm、轰击距离5.5 cm的再生率最高。3个因素组合的不同处理对GUS瞬时表达有明显影响, 以金粉0.6 μm、轰击距离5.5 cm和轰击压力650 psi处理的GUS瞬时表达量最高。本试验最终获得28株转基因植株, 其中12株来自金粉0.6 μm、轰击距离5.5 cm和轰击压力650 psi的处理, 该处理的平均转化率达2.66%。

转GsPPCK1基因苜蓿植株的获得及其耐碱性分析

魏正巍,朱延明,化烨,才华,纪巍,柏锡,王臻昱,文益东

作物学报. 2013, (01):  68-75.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00068

摘要 ( 992 )   RICH HTML    PDF (431KB) ( 1506 )  

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磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶激酶(phosphoenolpyruvate carboxylase kinase, PPCK)是一种钙不依赖的丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)类蛋白激酶, 参与碳氮代谢等多个生物学过程, 然而其在碱胁迫反应中的作用尚未见报道。本研究在前期野生大豆碱胁迫基因表达谱数据基础上, 采用同源克隆的方法分离野生大豆(Glycine soja)PPCK1基因, 该基因与大豆(Glycine max) PPCK1基因(AY374445)具有99%的相似性, 被命名为GsPPCK1。在50 mmol L^–1 NaHCO₃ 胁迫处理3 h内, 根和叶中GsPPCK1基因上调表达, 属碱胁迫早期应答基因。通过农杆菌介导法对肇东苜蓿进行遗传转化, 并对RT-PCR阳性的超表达转基因株系进行耐碱性分析表明, 在100 mmol L^–1 NaHCO₃处理15 d后转基因株系生长状态良好, 而非转基因对照株系明显萎蔫、失绿、甚至死亡; 转基因株系的丙二醛含量和相对质膜透性显著低于非转基因株系(P<0.05), 而叶绿素含量和根系活力显著高于非转基因对照(P<0.05), 说明超量表达GsPPCK1基因增强了苜蓿的耐碱能力。以上结果表明, GsPPCK1参于植物耐碱胁迫反应过程, 在碱胁迫基因工程研究领域具有良好的理论和实际应用意义。

大豆Gm TIP1;1基因的克隆与表达分析

张大勇,胡国民,易金鑫,许玲,Ali ZULFIQAR,刘晓庆,袁玲玲,徐照龙,何晓兰,黄益洪,马鸿翔

作物学报. 2013, (01):  76-83.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00076

摘要 ( 1153 )   RICH HTML    PDF (737KB) ( 1850 )  

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利用RT-PCR方法从大豆根部组织获得Glyma03g34310.1开放阅读框(ORF)全长, 经测序验证、Blast比对与同源性分析发现该序列编码的蛋白质与其他植物的TIP1;1蛋白具有较高的相似性, 故命名为GmTIP1;1基因(GenBank登录号为AK285481), 该基因ORF长753 bp, 编码1个包含250个氨基酸的蛋白, 在ORF内部第381个核苷酸处含有1个94 bp的内含子, 符合↓GT--AG↓的剪接方式; 系统进化树分析发现Gm TIP1;1聚类到豆科植物分支, 其他不同科的植物也有规律地聚到了不同分支, 推测该蛋白氨基酸序列可以作为植物分类的依据; 半定量RT-PCR结果表明该基因在大豆的不同器官、不同器官的不同发育阶段均具较高且同等的表达水平, 暗示该基因在植物的整个发育进程中均具重要作用; 在盐胁迫的不同时间点其表达量有下降的趋势, 但仍然保持较高的表达水平; 以pYES2为酵母表达载体, 转化酿酒酵母INVSc1菌株, 获得重组酵母INVSc1 (pYES2-GmTIP1;1), 转化菌株在盐胁迫下的存活率明显高于对照INVSc1 (pYES2), 而在干旱胁迫下则没有显著差异, 表明该基因的表达能有效地提高酵母的耐盐性。

耕作栽培·生理生化

施氮量和灌溉方式的交互作用对水稻产量和品质影响

张自常, 李鸿伟, 曹转勤, 王志琴, 杨建昌

作物学报. 2013, (01):  84-92.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00084

摘要 ( 1027 )   RICH HTML    PDF (244KB) ( 2117 )  

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本研究旨在探讨氮肥和灌溉方式对水稻产量和品质的的影响及其互作效应, 这对指导水稻高产、优质和高效栽培有重要意义。将两优培九(籼稻)和扬粳4038 (粳稻)种植于土培池, 设置常规灌溉(CI)、轻干湿交替灌溉(WMD)和重干湿交替灌溉(WSD) 3种灌溉方式及0氮(0N, 0 kg hm^-2)、中氮(MN, 240 kg hm^-2)和高氮(HN, 360 kg hm^-2) 3种氮素水平, 观察其对产量和稻米品质的影响。结果表明, 在中氮和高氮水平下, 产量、稻米的整精米率、外观品质和崩解值, 以轻干湿交替灌溉显著高于或优于常规灌溉。在中氮水平下, 重干湿交替灌溉的产量和稻米品质显著低于或劣于常规灌溉; 在高氮水平下, 重干湿交替灌溉的产量高于常规灌溉, 稻米品质在这两种灌溉方式间差异不显著。轻干湿交替灌溉显著提高了灌浆期剑叶光合速率、籽粒中ATP酶活性及根系中吲哚-3-乙酸、玉米素+玉米素核苷和脱落酸含量。说明灌溉方式和氮肥对产量和稻米品质具明显互作效应。在轻干湿交替灌溉和中氮水平下根系、叶片和籽粒生理活性增强是水稻产量提高和稻米品质改善的重要生理原因。

玉米持绿与早衰品种叶片衰老过程中光化学活性的变化

张子山,李耕,高辉远,刘鹏,杨程,孟祥龙

作物学报. 2013, (01):  93-100.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00093

摘要 ( 1174 )   RICH HTML    PDF (284KB) ( 2859 )  

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为了探讨不同衰老型玉米叶片在衰老过程中光化学反应及其对光合能力维持的贡献, 本研究使用持绿玉米品种“齐319”和早衰玉米品种“黄早四”, 在控制的条件下, 用乙烯利诱导离体叶片衰老, 通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)和820 nm光吸收等技术, 研究了衰老过程中叶片叶绿素含量、光合速率、光系统I (PSI)、光系统II (PSII)以及光合电子传递体活性的变化。结果表明, 在衰老过程中, 齐319叶片叶绿素含量和光合速率的下降速度明显慢于黄早四, 是功能型持绿品种。玉米叶片的衰老伴随着OJIP曲线的J、I、K、L点荧光的增加, 以及远红光诱导820 nm光信号落差的下降。与齐319相比, 黄早四叶片的OJIP曲线和820 nm光吸收曲线的变化更剧烈。我们认为, 在衰老过程中PSI和PSII光化学活性的快速下降和光合电子传递功能的衰退是玉米叶片光合能力迅速下降的重要原因之一。在此基础上, 讨论了衰老过程中玉米叶片中与光合作用有关蛋白与光合能力下降的可能关系。

水稻高产氮高效型品种的物质积累与转运特性

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. 2013, (01):  101-109.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00101

摘要 ( 1074 )   RICH HTML    PDF (182KB) ( 1682 )  

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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，在各自最适氮素水平下，研究了干物质积累与转运特性的差异及其与氮效率的关系。结果表明，较之低产类型品种，高产类型品种物质生产总量提高20.29%，差异达显著水平。其中在够苗前、拔节至抽穗、抽穗至成熟阶段的干物质积累量和群体生长率分别提高15.05%、27.04%、24.75%和15.05%、28.38%、23.00%，够苗至拔节阶段则互有高低。同为高产类型品种，因氮利用率的差异物质积累与转运特性不同。较之高产氮中效型，高产氮高效型品种各生育时期的单位面积茎蘖数均呈下降趋势，其中够苗、拔节、抽穗和成熟期平均分别降低5.76%、11.61%、7.01%和5.70%，差异均达显著水平，而成穗率显著提高。各生育时期的干物质积累量均有所下降，其中，够苗、拔节、抽穗和成熟期分别降低12.18%、10.54%、8.29%和5.01%，收获指数却显著提高。抽穗至成熟阶段的干物质积累率提高5.40%，群体生长率提高5.19%。说明抽穗前适当控制群体生长，抽穗后保持较高的群体生长水平及较高的收获指数是高产氮高效型品种的重要物质生产特性。

外源SA影响油菜叶表皮蜡质及菌核病抗性的机制

倪郁,王婧,宋超,夏瑞娥,孙正圆,郭彦军,李加纳

作物学报. 2013, (01):  110-117.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00110

摘要 ( 1070 )   RICH HTML    PDF (451KB) ( 1287 )  

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处于植物地上部分最外层的表皮蜡质被认为是植物抵御病原物入侵的第一道屏障，但表皮蜡质是否及如何参与油菜菌核病防御机制还不清楚。本试验选用2个抗病性不同的油菜品种中双9号(抗性品种)和渝油19 (感病品种)，对水杨酸(SA)处理后的油菜幼苗接种核盘菌，分析油菜病情指数、叶表皮蜡质含量和晶体结构特征、抗氧化酶活性的变化规律。结果表明，SA处理使中双9号病情指数显著下降，渝油19无显著变化，SA诱导了油菜抗性品种中双9号对菌核病的抗性。接种核盘菌后，中双9号PAL活性显著增加，而渝油19显著下降; SA处理植株叶片PAL和POD活性显著高于单纯接种植株。渝油19苗期叶表皮蜡质总量显著高于中双9号。SA诱导中双9号蜡质总量及组分含量增加，柱状晶体结构减少，片状结构增加，扩大了蜡质层覆盖叶表面积。渝油19在SA处理后蜡质含量无显著变化，晶体结构发生了与中双9号相似的变化，但渝油19蜡质晶体熔融后覆盖叶表面积小于中双9号。综合分析认为防御酶活性及叶表皮蜡质共同参与SA诱导中双9号抗性增强的过程。

以半冬性甘蓝型油菜为亲本增强春性甘蓝型油菜杂种优势

姚艳梅,柳海东,徐亮,杜德志

作物学报. 2013, (01):  118-125.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00118

摘要 ( 1009 )   RICH HTML    PDF (183KB) ( 1013 )  

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以春性恢复系与半冬性品种(系)杂交后选育的16份新春性恢复系及其4个亲本系[2个半冬性甘蓝型油菜品种(系)和2个春性甘蓝型恢复系]、2个春性甘蓝型不育系为材料, 利用SSR、SRAP和AFLP分子标记技术分析材料间的遗传差异, 同时利用以上2个春性不育系分别与12个新春性恢复系和1个春性亲本恢复系Ag-5进行NCII双列杂交, 测定其杂种优势及杂种表现。16份新恢复系中除931和帐23外, 其余的14份新恢复系与2个不育系的遗传距离均大于其春性亲本恢复系与相应不育系的遗传距离, 说明导入半冬性品种遗传成分能扩大春性恢复系与不育系间的遗传差异; 配制的26个杂交组合中, 其双亲中不育系所对应保持系单株产量为高亲值的组合有15个, 其中13个组合单株产量超亲优势都强于所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合, 说明导入半冬性品种遗传成分可增强甘蓝型春油菜杂种优势; 12个新恢复系分别与2个不育系所配24个组合中18个组合的单株产量都分别超过所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合, 说明导入半冬性品种遗传成分能提高甘蓝型春油菜杂种的产量; 新恢复系与2个不育系杂交后代的抗病性均强于其亲本恢复系与相应不育系杂交后代的抗病性, 说明导入半冬性品种遗传成分能提高春性甘蓝型油菜杂交种抗菌核病的能力。研究结果表明, 半冬性甘蓝型油菜品种可能为春油菜杂交育种提供有价值的遗传资源。

木薯物质累积特征及其施肥效应研究

黄巧义,唐拴虎,陈建生,张发宝,解开治,黄旭,蒋瑞萍,李苹

作物学报. 2013, (01):  126-132.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00126

摘要 ( 987 )   RICH HTML    PDF (228KB) ( 1443 )  

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以传统品种华南205及新育品种华南5号为材料，通过田间试验，研究了木薯生物量与产量累积规律，探讨了品种改良及施肥措施对木薯物质形成规律的影响。结果表明，不同品种生物量累积动态相似，生长前期生物量累积缓慢，且以地上部分为主，到8月中下旬块根快速生长，物质累积速率迅速提高，累积重心由地上部逐渐转移到地下部; 不同品种间物质累积速率及分配比例有所差异，分枝早且多、茎叶生长旺盛的大株型品种(华南5号)物质累积速率大于小株型品种(华南205)，但地上部分生物量比例相对较高，降低了收获指数。氮素是木薯物质形成累积的主要养分限制因子，其次是钾素，磷素影响最小。氮、磷、钾配合施用(1.0∶0.4∶1.0)可显著提高木薯物质累积速率及产量，不同木薯品种物质累积对施肥依赖程度不同，可能与品种的营养需求量、根系发达程度有关。

干旱处理迫对花生品种叶片保护酶活性和渗透物质含量的影响

张智猛，戴良香，宋文武，丁红，慈敦伟，康涛，宁堂原，万书波

作物学报. 2013, (01):  133-141.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00133

摘要 ( 1260 )   RICH HTML    PDF (238KB) ( 1769 )  

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以花育22和花育25为试验材料，利用防雨棚池栽人工模拟干旱胁迫逆境试验，调查苗期、花针期和结荚期水分胁迫对花生叶片膜脂过氧化、渗透调节物质含量和保护酶活性的影响。结果表明，干旱处理初期，两品种抗氧化系统和渗透调节物质各成分的反应并不完全一致，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性蛋白质(Pr)、游离氨基酸(AA)、脯氨酸含量(Pro)显著升高，但随干旱处理进行，其活性明显降低，保护酶活性与渗透调节物质降低时间基本同步，POD活性对水分胁迫的响应较弱, 丙二醛(MDA)含量显著升高，随干旱处理历时延长，含量降低，其降低时间滞后于保护酶活性，花育22 MDA含量高于花育25；各生育期干旱处理结束后，SOD、CAT、Pr、AA、Pro含量明显升高，且在水分敏感的花针期升幅均较大；苗期干旱对生育后期保护酶及渗透调节能力的影响较小; SOD和CAT是花生适应抗旱胁迫的主要抗氧化酶，各渗透调节物质调节能力表现为可溶性蛋白质>可溶性糖>游离氨基酸>脯氨酸；花育25抗旱适应能力较强。

应用GGE双标图分析甘蔗品种(系)的产量和品质性状

罗俊，张华，邓祖湖，许莉萍，徐良年，袁照年，阙友雄

作物学报. 2013, (01):  142-152.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00142

摘要 ( 1504 )   RICH HTML    PDF (578KB) ( 1351 )  

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采用GGE双标图分析7个甘蔗参试品种在7个试点的产量和品质性状。结果表明, 云蔗05-51(YZ05-51)为单茎产量高且稳定性强的品种, 福农39(FN39)和柳城03-1137(LC03-1137)的单茎产量较高, 但稳定性较差; 福农38 (FN38)、粤甘35 (YG35)和新台糖22 (ROC22)有效茎数较高, 但稳定性较差; 福农39 (FN39)和云蔗05-51 (YZ05-51)为蔗茎产量较高且稳定性强的品种, 福农38 (FN38)和柳城03-1137 (LC03-1137)蔗茎产量高, 但稳定性较差; 福农39 (FN39)和赣南02-70 (GN02-70)为甘蔗蔗糖分较高且稳定性强的品种, 云蔗05-51 (YZ05-51)和福农38 (FN38)甘蔗蔗糖分较高, 但稳定性较差; 福农39 (FN39)为产糖量较高且稳定性较强的品种, 福农38(FN38)、云蔗05-51 (YZ05-51)和柳城03-1137 (LC03-1137)的产糖量较高、但稳定性较差。云南瑞丽和云南临沧2个试点单茎产量的代表性和区分力较强; 云南保山和广西来宾2个试点有效茎数的代表性和区分力较强; 广西崇左和云南临沧2个试点蔗茎产量的区分力较强; 广西百色和柳州2个试点甘蔗蔗糖分的区分力较强; 广西百色和云南临沧2个试点产糖量的区分力较强。

水稻不同部位伤流强度的差异及其与籽粒充实的关系

殷春渊,杨海霞,杜彦修,张静,李俊周,孙红正,彭廷,赵全志

作物学报. 2013, (01):  153-163.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00153

摘要 ( 1079 )   RICH HTML    PDF (624KB) ( 1429 )  

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为明确水稻弱势籽粒充实的作用机理，以豫粳6号(粳稻)和两优培九(籼稻)为试验材料，于幼穗分化期设置不同的氮素穗肥处理(即0、90、180 kg hm^-2纯氮)试验，研究了基部节间和穗颈节间伤流强度、伤流液中可溶性糖的灌浆期动态变化，灌浆盛期伤流强度日变化规律及穗颈节间伤流强度和伤流液中可溶性糖与籽粒充实度的关系。结果表明，水稻基部节间和穗颈节间伤流强度灌浆期变化不同，基部节间伤流强度于花后5 d达最大值，之后呈下降趋势；穗颈节间伤流强度于花后5 d、17 d各出现一个峰值，花后11 d达低谷，平均穗颈节间伤流强度表现为无氮肥处理最高，高氮肥处理最低。穗颈节间伤流强度日变化以白天较低，夜晚较高且随着施氮量的增加而降低。籽粒灌浆期，花后10、15、25和35 d粳稻穗颈节间伤流强度与其弱势粒充实度呈显著或极显著正相关关系，而籼稻相关性不显著；穗颈节间伤流液中可溶性糖含量与强弱势粒充实度均极显著正相关。基部节间伤流与籽粒充实度的关系不显著。说明穗颈节间伤流与弱势粒充实关系密切，可以此作为衡量弱势粒充实程度的指标之一。因此，以氮素调控为手段提高穗颈节间伤流强度来提高弱势粒充实度是可行的。

研究简报

玉米丝氨酸羧肽酶基因(ZmSCP)的克隆及表达分析

刘丽,王静,张志明,赵茂俊,潘光堂

作物学报. 2013, (01):  164-171.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00164

摘要 ( 1131 )   RICH HTML    PDF (694KB) ( 1723 )  

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丝氨酸羧肽酶(serine carboxypeptidases, SCP)基因在植物生长发育及抗病性方面起着重要作用。本研究在立枯丝核菌胁迫24 h后, 以RT-PCR技术和RACE技术克隆玉米丝氨酸羧肽酶基因全长cDNA序列, 命名为ZmSCP。结果显示, 该基因全长为1874 bp (GenBank登录号为JF682634), 开放阅读框为999 bp, 编码332个氨基酸, 相对分子量为36.505 kD, 等电点为4.75。ZmSCP基因编码蛋白与其他高等植物中该蛋白具有一定的同源性, 同源性比例范围为42%~81%。进化树分析表明ZmSCP基因与水稻、高粱亲缘关系较近, 属于同一进化分支。ZmSCP基因编码蛋白序列保守结构域分析显示该基因编码产物具有S10结构域, 属于S10超家族。半定量RT-PCR与实时荧光定量PCR结果表明, ZmSCP基因在立枯丝核菌、ABA、JA、低温、高盐胁迫条件下, 总体均呈诱导表达的趋势。其中, 在立枯丝核菌AG1-IA诱导下, ZmSCP基因表达呈两步诱导趋势, 第1次诱导出现在接菌后24 h, 然后下降, 第2次诱导出现在接菌后60 h。在ABA、JA、低温和盐胁迫下, ZmSCP基因表达均呈现上调趋势, 表达高峰均出现在胁迫后48 h。

八个木薯品种(系)储藏根采后耐贮性生化指标的变化

文明富,胡梅珍,陈新,王海燕,卢诚,王文泉

作物学报. 2013, (01):  172-176.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00172

摘要 ( 1172 )   RICH HTML    PDF (286KB) ( 890 )  

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选用8个木薯品种(系)调查和评价储藏根采后3、7、12、17和27 d贮藏保鲜过程，发现其耐贮存性从高至低依次为SMH、BRA755、SC205、SC5、BRA440、7G-2、T1和BRA258。利用线性回归分析表明，木薯储藏根贮存变质抗性与干物质含量呈负相关，相关系数r为0.687 (P=0.05)；与淀粉率含量呈负相关，相关系数r为0.696 (P=0.05)；与储藏根氢氰酸(HCN)含量无相关性。其中SMH贮存变质抗性最强，储藏根干物质和淀粉含量最低；BRA258和T1贮存变质抗性最差，干物质和淀粉含量最高，因此这3个木薯品种(系)在育种上具有较高的利用价值。

花期高温胁迫对水稻花药生理特性及花粉性状的影响

张桂莲,张顺堂,肖浪涛,武小金,肖应辉,陈立云

作物学报. 2013, (01):  177-183.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00177

摘要 ( 1085 )   RICH HTML    PDF (552KB) ( 1793 )  

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为探明花期高温胁迫对水稻花器官的影响机制，以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料，在人工气候室进行高温(8:00~17:00，37℃；17:00~次日8:00，30℃)和适温处理(8:00~17:00, 30℃；17:00~次日8:00，25℃), 研究高温胁迫对水稻花药抗氧化酶活性、膜透性、MDA含量及花粉性状等生理特性的影响。结果表明，高温胁迫下，水稻花药中SOD、POD、CAT、AsA-POD活性在高温胁迫初期均明显增加，尔后快速下降，耐热品系996这四种酶活性增幅大于热敏感品系4628；热敏感品系4628花药中MDA含量和膜透性在高温胁迫下增幅大于耐热性品系996；高温胁迫导致花药开裂、花粉萌发率和柱头上花粉粒数的显著下降，花粉粒直径增大。但耐热品系996的前3项参数显著高于热敏感品系4628。高温胁迫下水稻花药中保持较高抗氧化酶活性、较好的花粉散落特性和花粉萌发特性及较低的膜透性和MDA含量，是品种耐高温的生理基础。

蕾期低温及湿度胁迫对Bt棉杀虫蛋白表达量的影响

陈源,顾超,王桂霞,吕春花,刘晓飞,张祥,陈德华

作物学报. 2013, (01):  184-189.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00184

摘要 ( 953 )   RICH HTML    PDF (356KB) ( 1398 )  

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以Bt基因来源于美国和我国的常规棉花品种DP410B和泗抗1号、杂交种岱杂1号和泗抗3号为材料，应用盆栽试验, 探讨蕾期18℃低温及不同湿度不同时间胁迫对叶片Bt杀虫蛋白表达量的影响。结果表明，蕾期18℃下不同湿度6 h胁迫对叶片Bt蛋白的含量都没有显著影响，但48 h胁迫导致2个不同Bt来源常规品种的叶片Bt杀虫蛋白表达量显著下降，与对照相比，下降6.8%~7.2%，杂交种泗抗3号也明显下降，岱杂1号则未受影响；18℃下高湿度与低湿度胁迫间没有显著影响。因此蕾期长时低温会对Bt棉抗虫性有一定影响，影响程度与品种及类型密切相关。