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    2013年 第39卷 第08期 刊出日期:2013-08-12
    • 综述
      植物多倍化过程中小分子RNA调控基因表达机制研究进展
      赵旭博,李爱丽,毛龙
      作物学报. 2013, (08):  1331-1338.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01331
      摘要 ( 935 )   RICH HTML    PDF (248KB) ( 2412 )  
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      多倍体在植物界中广泛存在,因其往往具有显著超出双亲的生长优势和适应性而成为植物学研究的热点之一。越来越多的研究表明小分子RNA介导的基因激活或沉默及染色质修饰在植物多倍化过程中的基因表达调控方面发挥重要作用。本文结合本实验室在小麦多倍化研究中的观察,着重综述近几年来小分子RNA层面的植物多倍化过程中基因表达调控的机制,以期对多倍体作物的研究和利用提供有益的借鉴。

      作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
      甘蓝型油菜不同抗倒性材料中木质素代谢途径关键基因表达特点
      黄杰恒**,李威**,曲存民,刘列钊,徐新福,王瑞,李加纳*
      作物学报. 2013, (08):  1339-1344.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01339
      摘要 ( 871 )   RICH HTML    PDF (262KB) ( 1221 )  
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      植物体内木质素的含量不仅与植物的抗病性有关,也与植物的抗倒伏性状密切联系。本试验以15个抗倒性等级不同的甘蓝型油菜品种为材料,分别在初花期和青荚期测定茎秆中部木质素含量,同时用qRT-PCR的方法分析了木质素代谢途径中6个关键基因PAL4CLC4HCCR1CCR2CAD的表达量差异。结果表明,油菜茎秆木质素从初花期到青荚期平均增加了28%,抗倒性强的材料木质素增加最明显,达到33.5%;不同时期,不同抗倒伏性的油菜茎秆中部木质素含量差异均极显著;各基因表达量在两个时期间差异均显著或极显著,但在不同抗倒性材料间,只有基因PAL4CLCCR1表达量间差异显著;基因PAL的表达量与木质素含量相关性最强,4CL基因的表达量与其他关键酶基因表达量相关性最强。综上所述,木质素的合成积累由代谢途径中各个环节关键基因所共同决定,但基因PAL4CL对木质素的代谢影响更明显。

      蛋白激发子Hrip1基因在拟南芥中表达可提高植株的耐盐耐旱能力
      彭学聪,杨秀芬,邱德文,曾洪梅,郭立华,刘峥*
      作物学报. 2013, (08):  1345-1351.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01345
      摘要 ( 966 )   RICH HTML    PDF (519KB) ( 1200 )  
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      Hrip1是从极细链格孢(Alternaria tenuissima)代谢物中分离的一种蛋白激发子。将蛋白激发子基因Hrip1转化到拟南芥,对5T1代转基因拟南芥株系进行分子检测, 证明Hrip1基因能够在拟南芥中转录和表达。转基因植株对盐和干旱胁迫的抗性显著增强, 75 mmol L−1 NaCl50 mmol L−1甘露醇渗透胁迫2 d, 转基因植株种子平均相对发芽率为32.1%77.9%, 分别比野生型的增加3.72倍和5.61; 150 mmol L−1 NaCl50 mmol L−1甘露醇处理拟南芥幼苗7 d, 转基因植株平均相对根长为81.79%93.25%, 分别是野生型的1.53倍和1.34倍。3周龄的转基因植株在250 mmol L−1 NaCl条件下胁迫20 d, 平均存活率为67%, 显著高于野生型(42%)(P<0.05); 干旱胁迫25 d, 复水5 d转基因植株平均存活率为72%, 而野生型仅为44%。检测结果显示转基因植株叶片的抗氧化酶活性明显高于野生型, 200 mmol L−1 NaCl200 mmol L−1甘露醇处理24 h, POD活性分别比野生型植株提高1.56倍和1.85, CAT活性分别比野生型植株提高1.641.86倍。说明蛋白激发子Hrip1基因在拟南芥中的表达能够改善和提高植株的耐盐抗旱能力。

      高粱中SbDREB2基因的克隆与表达分析
      谢登雷,崔江慧,常金华
      作物学报. 2013, (08):  1352-1359.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01352
      摘要 ( 865 )   RICH HTML    PDF (702KB) ( 1429 )  
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      干旱应答元件结合蛋白(DREB)在植物非生物逆境胁迫中调节下游一系列抗逆基因的表达。本研究利用电子克隆和RT-PCR方法从高粱中克隆到1DREB类基因SbDREB2,该基因ORF 789 bp,推测编码蛋白含262个氨基酸残基,相对分子质量28.6 kD,理论等电点为5.52,在DNA序列内包含1740 bp的内含子,符合GT-AG剪接规则。氨基酸序列分析表明,该蛋白在82~145区含有DREB类转录因子家族特有的AP2保守结构域,与玉米DREB2A及水稻DREB1蛋白相似度分别为84%69%。成功构建了原核表达载体pET28a-SbDREB2,经IPTG诱导获得32.5 kD左右蛋白,与理论值一致。Real-time PCR表达特性分析显示,该基因为组成型表达,在根、茎、叶中均表达,根中表达量约是茎中的2.5倍;受干旱、高盐和外源ABA的强烈诱导,但对低温几乎没有响应。
      遗传转化的黑曲霉植酸酶基因(phyA2)对玉米利用土壤有机磷能力的影响
      侯文通,杨俐苹,陈茹梅,张少军
      作物学报. 2013, (08):  1360-1365.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01360
      摘要 ( 741 )   RICH HTML    PDF (262KB) ( 755 )  
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      以转黑曲霉植酸酶基因(phyA2)玉米T9代纯合系及与之对应世代的阴性对照为材料,通过低磷土壤培养试验研究植酸酶基因(phyA2)对玉米利用土壤有机磷能力的影响。结果显示,在施用植酸钠和不施磷的条件下,与阴性对照相比,转基因玉米根际土壤的磷酸酶活性分别提高5.17%和5.48%,根际中等活性有机磷分别降低16.2%和28.2%;植株磷积累量分别增加140%和100%,各生长指标都明显好于阴性对照。说明遗传转化的黑曲霉植酸酶基因能提高玉米利用土壤有机磷的能力,增加玉米体内磷的积累,改善玉米的生长状况。

      从携带S5n基因的水稻种质中发掘San、Sbn和Scn基因
      李宏岩**,王思哲**,SHAHID Muhammad Qasim**,陈志雄,王兰,陈凤宜,刘向东*,卢永根*
      作物学报. 2013, (08):  1366-1376.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01366
      摘要 ( 797 )   RICH HTML    PDF (592KB) ( 811 )  
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      花粉不育是籼粳杂种F1优势利用的主要障碍之一。包括SaSbSc等至少6个基因座位内的等位基因互作会引起花粉不育,这些座位上的中性等位基因可以克服不育性。所以,发掘和利用中性等位基因具有重要意义。本文用携带S5n的水稻种质,分别与台中65及其携带花粉不育基因的一套近等基因系杂交,组配具有单个座位互作和多个座位同时互作的杂种F1,首先通过观察杂种F1的花粉育性并比较相应杂种F1育性的差异,初步判断是否具有中性等位基因,然后,采用与SaSbSc座位紧密连锁的分子标记对F2植株基因型的分离进行检测,并分析其分离比例的符合度,确定存在中性等位基因的真实性。结果发现在所鉴定的6份材料中有2(灰背子和Madhukar)同时携带SanSbn3(饭毫皮、秕五升和粤泰B)携带Sbn1(Jackson)携带Scn。这些材料同时携带可克服杂种F1胚囊不育和花粉不育的基因,是克服籼粳杂种F1不育性的重要基因来源。

      山东省和河北省小麦白粉菌毒性与遗传多样性分析
      赵紫慧, 黄江, 陆鸣, 王晓鸣, 吴龙飞, 武小菲, 赵鑫, 李洪杰
      作物学报. 2013, (08):  1377-1385.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01377
      摘要 ( 885 )   RICH HTML    PDF (514KB) ( 1301 )  
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      Blumeria graminis f. sp. tritici引起的白粉病是危害我国小麦安全生产的重要病害之一。分析菌株毒性结构和抗病基因有效性对于利用寄主控制白粉病具有重要意义。本研究对2011年从山东和河北两省分离的41个菌株进行了毒性分析,并采用SSR标记对其遗传多样性进行了分析。测试菌株的毒性频率在0.35 (Bg40-2,山东烟台)0.74 (Bg46-1,山东平度)之间。山东省菌株的平均毒性频率与河北省菌株没有显著差异。除别菌株外(例如Pm17),山东省和河北省的菌株对大多数抗病基因的毒性差异不大。全部测试菌株对来自地方品种齿牙糙的Pm24基因都没有毒性。极少数菌株对Pm1cPm16Pm20PmHMlxbd的毒性频率低于0.1,在河北省邯郸市和黄骅市发现对Pm21基因具有毒性的菌株,但在山东省没有检测到对Pm21具有毒性的菌株。对Pm5ePm6Pm12Pm13Pm17Pm40Pm2+6Pm5+6的毒性频率在0.18~0.48之间,对Pm1aPm3aPm3cP m3gPm4aPm4bPm5aPm7Pm8Pm19Pm33Pm43PmY39PmPS5APm1+2+9的毒性频率超过0.6。遗传多样性分析可见,小麦白粉菌群体的遗传变异主要发生在群体内部,菌株间具有一定程度的基因交流。同一地点采集的不同单孢分离菌株有些可聚为一类,但有些不能聚为一类,说明其遗传基础可能存在差异。供试菌株对不同抗病基因的毒性多态性与DNA多态性之间不存在一一对应的关系。

      普通小麦中国春–簇毛麦易位系T1DL•1VS和T1DS•1VL的农艺和品质特性
      董剑,杨华,赵万春,李晓燕,陈其皎,高翔
      作物学报. 2013, (08):  1386-1390.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01386
      摘要 ( 777 )   RICH HTML    PDF (163KB) ( 859 )  
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      为明确普通小麦中国春簇毛麦整臂互补易位系T1DS?1VLT1DL?1VS农艺特性和加工品质的效应, 20082010年在陕西杨凌连续2个生长季对这2个易位系和CS的主要农艺性状和加工品质性状进行了研究, 并采用SDS-PAGE法对簇毛麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因进行了进一步的染色体臂定位。结果表明, 2个易位系的抽穗期和成熟期相同, 但比CS1~2 d, T1DS?1VL其他农艺性状与中国春相似, T1DL?1VS的春季单株分蘖、千粒重和单株粒重显著高于中国春2个易位系的籽粒蛋白质含量与中国春无显著差异, T1DS?1VLZeleny沉淀值、面团形成时间、稳定时间和粉质仪质量指数显著降低;相反, T1DL?1VS的这些性状值显著提高。说明T1DS?1VL易位系对小麦的面团强度有显著的负向效应, T1DL?1VS易位系显著增强面筋强度。SDS-PAGE分析结果表明, 簇毛麦的1VS1VL上均含有簇毛麦的HMW-GS基因Glu-V1, 但该基因在T1DL?1VS中的表达可能强于在T1DS?1VL
      海岛棉GbMFT1基因的克隆及表达分析
      顾超,李超,李晓波,肖向文,崔百明,黄先忠
      作物学报. 2013, (08):  1391-1399.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01391
      摘要 ( 887 )   RICH HTML    PDF (738KB) ( 1040 )  
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      通过RT-PCRRACE技术,从新疆海岛棉品种新海14中克隆得到了一个MFT (MOTHER OF FT AND TFL1)类似基因,命名为GbMFT1基因(GenBank登录号为KC513744)GbMFT1基因的开放阅读框(ORF)528 bp,编码175个氨基酸的蛋白,含一个磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)结构域。GbMFT1蛋白的羧基端含有MFT蛋白都含有的脯氨酸。系统进化树分析表明GbMFT1编码产物与葡萄、番茄亲缘关系较近,属于同一进化分枝。实时荧光定量PCR分析表明,GbMFT1基因在棉花的不同组织中均有表达,在花瓣中的表达量较高;在纤维发育的不同时期中均有表达,在开花后2 d的胚珠、9 d的纤维中表达量最高。半定量RT-PCR结果表明,GbMFT1基因在刚萌发的种子中表达量高,用不同浓度的ABA处理种子后其表达变化不明显,表明GbMFT1基因的表达不受ABA的调节。

      白菜型冬油菜抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因的克隆、表达及其活性分析
      曾秀存,孙万仓,方彦,刘自刚,董云,孙佳,武军艳,张鹏飞,史鹏辉,孔德晶,张腾国,何丽,赵彩霞
      作物学报. 2013, (08):  1400-1408.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01400
      摘要 ( 928 )   RICH HTML    PDF (711KB) ( 1138 )  
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      抗坏血酸过氧化物酶(APX)是一种在逆境条件下清除细胞内氧自由基、增强植物抗逆性的关键酶。本研究根据已发表植物抗坏血酸过氧化物酶基因APX的同源保守序列设计引物, 采用RT-PCR扩增超强抗寒白菜型冬油菜陇油7号的DNA, 获得APX基因开放阅读框, 长度为753 bp, 编码250个氨基酸残基, 推导的氨基酸序列具有APX蛋白的典型特征。生物信息学分析显示, 与已报道的大白菜的APX氨基酸序列同源性达到99%, 该酶蛋白具有高度的进化保守性, 其保守序列属于植物的POD超家族, APX相对分子质量和理论等电点依次为27.7 kD5.58APX基因无信号肽, 是一个亲水性蛋白, 可推测其定位于细胞质中;二级结构预测表明陇油7号的APX是由不规则卷曲和α-螺旋组成的稳定蛋白。实时荧光定量PCR和酶活性分析显示, 该基因表达和酶活性受低温胁迫诱导, 表明该基因在白菜型冬油菜陇油7号适应低温胁迫过程中发挥重要作用。

      水稻叶脉白化突变体wpsm的遗传分析与基因定位
      朱小燕,徐芳芳,桑贤春,蒋钰东,代高猛,王楠,张长伟,何光华*
      作物学报. 2013, (08):  1409-1415.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01409
      摘要 ( 893 )   RICH HTML    PDF (322KB) ( 1366 )  
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      叶绿素是植物生长发育必不可缺的元件。叶色突变体的发掘与研究在叶绿体发育、叶绿素代谢、光合作用等研究中具有重要作用。利用化学诱变剂EMS诱变水稻(Oryza sativa L.)籼型恢复系缙恢10号,从其后代中筛选出一份突变性状稳定遗传的叶脉白化突变体wpsm (white primary and secondary midrib)。与野生型相比,该突变体苗期表现正常,孕穗后期剑叶、倒二叶、倒三叶整张叶片的主叶脉和次级叶脉白化,叶肉细胞无显著变化,该性状一直持续到成熟期。抽穗期突变体wpsm的光合色素含量极显著低于野生型,净光合速率(Pn)及表观电子传递速率(ETR)极显著降低,株高、每穗实粒数、千粒重、结实率等农艺性状均显著降低。该突变性状受一对隐性核基因调控,利用892株西农1A/wpsmF2隐性定位群体,将该基因定位在第6染色体上引物InDel 10InDel 4之间,遗传距离分别为0.06 cM0.12 cM,物理距离约为56 kb。本研究为WPSM基因的克隆和功能研究奠定了基础。

      耕作栽培·生理生化
      江苏不同熟期粳稻品种的齐穗期和安全播期预测
      张洪熙,张祖建,王才林,杨建昌,赵步洪,秦德荣,陈新红,王建平,孙菊英,季红娟,宋云生,朱庆森
      作物学报. 2013, (08):  1416-1424.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01416
      摘要 ( 786 )   RICH HTML    PDF (256KB) ( 1139 )  
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      为明确当前江苏各地不同熟期粳稻品种的安全播期,以江苏的4个熟期类型的5个常规粳稻品种为材料,在江苏连云港(34°83′N)、淮安(33°34′N)、扬州(32°25′N)和苏州(31°18′N)4地,进行自510日起101期,共8个播期的播种试验,得出各播期的相应齐穗期。以齐穗期温光预测模型y=ab1x1b2x2拟合其实得的播期与齐穗期资料。用该模型拟合4个试验点、5个供试品种计20组数据,得出20个预测式,其拟合度R20.9927~0.9998之间,均达极显著水平。用各试点所在地近25年各年粳稻品种安全齐穗期及逐日平均温度,依齐穗期光温模型预测式经多次迭代推得各年的安全播期,进而求得90%保证率的安全播期并作各地生产应用分析。在江苏淮北的北部,麦稻两熟田水稻的可播栽始期为615,中熟中粳的安全播期为621,此类品种可用于该地直播;其他各熟期类型品种安全播期均早于当地可播栽始期,故不能用于直播。在淮北南部稻麦两熟田的可播栽始期为612左右,中熟中粳和迟熟中粳的安全播期分别在74622,此两类品种可用于该地麦茬直播;早熟晚粳安全播期在61718日,在大面积生产中因接茬时间过紧应慎用于麦茬直播;中熟晚粳的安全播期为68,不可用于直播。在苏中南部,水稻可播栽始期为6811日,中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳类型两品种的安全播期分别在7123日、62528日,可用于该地直播;中熟晚粳的安全播期为611,用于直播接茬时间太紧,不可应用。在苏南,水稻的可播栽始期为65,供试4熟期类型品种的安全播期分别为71813日、9日至10日和73,仅考虑安全齐穗各熟期类型品种均可用于麦茬直播,但因中粳类型品种直播稻生育期过短、产量不高,不宜应用。

      芝麻耐旱性的鉴定方法及关联分析
      黎冬华,刘文萍,张艳欣,王林海,危文亮,高媛,丁霞,王蕾,张秀荣
      作物学报. 2013, (08):  1425-1433.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01425
      摘要 ( 929 )   RICH HTML    PDF (403KB) ( 1136 )  
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      为了解芝麻的耐旱性及获得与芝麻耐旱性相关的分子标记,在发芽期,采用不同浓度PEG 6000处理不同来源不同种皮颜色的10份芝麻品种,测定其形态特征和生理特征及各指标的差异显著性。结果表明,模拟芝麻干旱处理的最佳PEG 6000浓度为15%;综合各项指标的主成分分析、最优回归方程分析及相关性分析表明,相对成苗率可以作为芝麻发芽期耐旱性鉴定的关键指标;利用上述方法对216份核心种质资源群体进行耐旱性鉴定,相对成苗率耐旱系数值位于12.15%~93.52%,平均为60.74%,变异系数为25.22,变异丰富且呈正态分布;资源群体的耐旱性指标值与608个多态性标记位点的关联分析,获得与芝麻发芽期耐旱性有显著关联的标记30个(P<0.05),解释率在1.99%~4.96%之间,平均2.84%。试验表明,相对成苗率是最适且最方便的耐旱性鉴定指标,适用于芝麻资源的耐旱性鉴定。
      种植方式对杂交稻枝梗和颖花分化及退化的影响
      刘利,雷小龙,王丽,邓飞,刘代银,任万军
      作物学报. 2013, (08):  1434-1444.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01434
      摘要 ( 724 )   RICH HTML    PDF (348KB) ( 1066 )  
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      为探讨杂交稻机械化播栽技术的穗粒数形成特点,以F498为材料,采用两因素裂区试验设计,研究了3种种植方式和2个穴苗数水平对杂交稻枝梗和颖花分化及退化的影响。结果表明,机械精量穴直播和机插的每穗总枝梗分化数及现存数均高于常规手插,每穗总颖花现存数显著低于常规手插。机械精量穴直播的一次枝梗、颖花分化数和现存数显著高于常规手插,机插的一次枝梗、颖花分化数和现存数则显著低于常规手插。机械精量穴直播和机插的二次枝梗分化数和退化数均显著高于常规手插,二次颖花分化数表现为机插>常规手插>机械精量穴直播,二次颖花现存数则是常规手插>机插>机械精量穴直播。不同种植方式之间,二次枝梗分化数和退化数差异主要集中在稻穗基部,不同一次枝梗部位的二次枝梗现存数呈现先升后降趋势,主要与稻穗基部二次枝梗严重退化有关。每穗一次颖花现存数从穗基部至顶部呈逐渐下降趋势,不同一次枝梗部位的二次颖花现存数差异则与该部位分化二次颖花的能力有关。高穴苗数处理每穗枝梗和颖花分化数及现存数均显著低于低穴苗数处理。考虑种植方式和穴苗数二者的交互效应,机插和常规手插适宜配合低穴苗数,机械精量穴直播则以高穴苗数为宜。

      生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响
      张伟明,孟军,王嘉宇,范淑秀,陈温福
      作物学报. 2013, (08):  1445-1451.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01445
      摘要 ( 1088 )   RICH HTML    PDF (336KB) ( 1718 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      明确生物炭对水稻根系与产量的效应,探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。采用盆栽试验研究了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。结果表明,土壤中施入生物炭能增加水稻生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重,提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。在水稻生育后期,生物炭在一定程度上延缓根系衰老。根系伤流速率、根系活力和可溶性蛋白在整个生育期内均高于对照,同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;生物炭处理的水稻产量增加,表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高,比对照平均增产25.28%。以每千克干土加20 g生物炭处理的产量最高,比对照提高了33.21%。生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理功能的增强具有一定的促进作用。
      玉米果穗不同部位籽粒激素含量及其与胚乳发育和籽粒灌浆的关系
      徐云姬,顾道健,张博博,张耗,王志琴,杨建昌
      作物学报. 2013, (08):  1452-1461.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01452
      摘要 ( 991 )   RICH HTML    PDF (384KB) ( 1481 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      以玉米品种登海11为材料, 分别进行大田和温室试验, 观察灌浆期果穗不同部位籽粒玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)、吲哚-3-乙酸(IAA)脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)含量变化及其与胚乳发育和籽粒灌浆的关系。结果显示, 籽粒最大胚乳细胞数目、最大胚乳细胞增殖速率及平均速率、最大灌浆速率、平均灌浆速率和百粒重表现为果穗下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒。在胚乳细胞活跃增殖期或活跃灌浆期, 籽粒Z+ZRIAAABA含量以果穗下部籽粒最高, 中部籽粒其次, 上部籽粒最低。GA3含量则为果穗上部籽粒>中部籽粒>下部籽粒。两个试验的结果趋势一致。胚乳细胞增殖速率和籽粒灌浆速率与籽粒Z+ZRIAAABA含量呈极显著正相关, 与籽粒GA3含量呈显著负相关。说明玉米果穗上部籽粒轻主要是由于这些籽粒的胚乳细胞增殖速率小, 导致其胚乳细胞数少, 这与其灌浆期较低的Z+ZRIAAABA含量及较高的GA3含量有密切关系。

      剪根与水分胁迫对小麦单根和细胞导水率及TaPIP基因表达的影响
      王卫锋,杨晓青,张岁岐,山仑
      作物学报. 2013, (08):  1462-1468.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01462
      摘要 ( 805 )   RICH HTML    PDF (353KB) ( 849 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      剪去小麦部分根系能瞬间打破其水分平衡,研究根系导水特性对剪根的响应有助于解释静水压对作物根系吸水的调节机制。通过对苗期小麦(Triticum aestivum)剪根与水分胁迫处理,用压力探针技术测定单根和细胞两种尺度上的根导水特性变化,以及根中TaPIP1;2TaPIP2;5的转录调节变化。结果显示,剪根处理或水分胁迫处理使叶片蒸腾速率和气孔导度均显著低于对照,而单根导水率和细胞导水率均与对照无显著差异。剪根处理的叶片蒸腾速率、气孔导度、叶水势、单根导水率和细胞导水率均显著高于水分胁迫处理,而剪根且水分胁迫处理的各参数均显著低于其他处理。各处理的单根导水率与细胞导水率显著正相关。各处理根中TaPIP1;2TaPIP2;5相对mRNA含量的变化规律与单根和细胞导水率的变化规律相似。剪根处理显著上调了TaPIP1;2TaPIP2;5转录,水分胁迫处理显著下调了其转录,但TaPIP1;2TaPIP2;5在剪根且水分胁迫处理中的转录水平最低。这些结果表明,小麦的根导水特性在单根尺度和细胞尺度上具有一致性;剪根短期内能够增加小麦幼苗的水分敏感性。推测TaPIP1;2TaPIP2;5参与了静水压对小麦根导水特性的调节过程。
      基于冠层反射光谱的小麦白粉病严重度估测
      冯伟,王晓宇,宋晓,贺利,王永华,郭天财
      作物学报. 2013, (08):  1469-1477.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01469
      摘要 ( 718 )   RICH HTML    PDF (336KB) ( 853 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      明确小麦白粉病冠层光谱敏感波段并估算病情严重度,是大面积高空遥感监测小麦白粉病、实现精确防控的基础。采用人工诱发的大田、盆栽和病圃试验,测量不同生育时期对不同发病等级的小麦白粉病冠层光谱,并同步调查发病严重度。结果表明,可见光350~710 nm光谱反射率随病情加重呈上升趋势,580~710 nm为遥感监测白粉病的敏感波段,近红外波段光谱反射率在病害处理间变幅较大,且与病情严重度相关性较差。修正型病情指数较常规病情指数与对应光谱反射率的相关性显著提高。利用高光谱特征参数与白粉病严重度间的相关回归分析,红边宽度最适宜指示白粉病发生及发展态势,拟合精度(R2)0.811,检验相对误差(RE)17.7%,而mND705SIPICTR2TSAVI在相关分析中也表现相对较好(r>0.6),但由于试验间兼容性差, 不宜建立统一回归方程。以相对光谱指数ΔMSAVIΔmND705与白粉病严重度建立的模型决定系数较高(R2>0.76)RE分别为18.4%19.4%可较好反演冠层尺度病情严重度。可见,小麦白粉病冠层光谱特征明显,建立的病害反演模型精度高,对精确防控具有应用价值。

      不同施氮水平对超高产夏玉米氮磷钾积累与分配的影响
      景立权,赵福成,王德成,袁建华,陆大雷,陆卫平
      作物学报. 2013, (08):  1478-1490.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01478
      摘要 ( 770 )   RICH HTML    PDF (267KB) ( 1198 )  
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      为探明不同施氮水平下玉米超高产(13 500 kg hm-2)群体氮磷钾积累及分配规律,通过苏玉20、浚单20两品种3年不同氮肥运筹方案的试验,实现了籽粒最高产量14 753 kg hm-2的目标。结果表明:(1)随着生育进程,两品种氮磷钾在植株、籽粒中积累逐渐增大,在叶片、茎秆、叶鞘中呈先单峰变化趋势,叶片氮钾峰值在大口期,磷峰值在开花期。增大灌浆期植株氮积累量及叶片氮转移率,促使成熟期籽粒氮磷较大积累量,利于超高产玉米群体的形成。(2)籽粒产量、1 kg氮生产籽粒量、氮肥的农学效率、氮素利用率、植株(及叶片、茎秆、叶鞘、籽粒等器官)氮磷钾含量在450 kg hm-2施氮水平达到最大值,其值(苏玉20)分别为14753 kg hm-244.0 kg19.24%38.63%335.4 kg hm-2178.2 kg hm-2230.7 kg hm-2,过高过低施氮均使氮磷钾积累量及产量下降。(3)由两品种产量与施氮水平的回归方程,确定了超高产时的最佳施氮量、超高产施氮水平和最佳施氮范围,苏玉20分别为457.0 kg hm-2418.3~495.7 kg hm-2418.5~495.4 kg hm-2;浚单20分别为452.7 kg hm-2(最佳施氮量)410.8~494.6 kg hm-2 (最佳施氮范围)
      长江流域直播冬油菜氮磷钾硼肥施用效果
      王寅,鲁剑巍,李小坤,任涛,丛日环,占丽平
      作物学报. 2013, (08):  1491-1500.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01491
      摘要 ( 814 )   RICH HTML    PDF (342KB) ( 996 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标
      冬油菜直播种植的推广应用对提高我国油菜籽总产量和保障食用油安全有重要意义。20092010年度在长江流域6个冬油菜主产省布置36个大田试验,研究当前生产条件下我国直播冬油菜的氮磷钾硼肥施用效果和肥料利用率,比较农民习惯施肥与推荐施肥的差异,并与移栽油菜施肥效果进行对比,以探讨直播冬油菜的施肥管理措施。结果显示,在推荐施肥量和施肥方法条件下,氮磷钾硼肥配合施用(NPKB)处理直播冬油菜的油菜籽产量和产值平均分别为2001 kghm–28205hm–2,显著高于农民习惯施肥(FFP)处理,施用效果为N > P > B > KNPKB配合施用显著促进直播冬油菜的养分吸收,NPK累积量分别为104.220.4160.2 kg hm2NPKB配施条件下,直播冬油菜的氮、磷、钾肥表观利用率平均分别为35.8%22.3%45.9%,明显高于农民习惯施肥的20.8%7.2%28.0%。说明合理施肥对直播冬油菜生产有重要作用,现阶段应积极推行氮磷钾硼肥配施技术,并根据生长发育特点和养分吸收规律调整肥料的施用时期和比例。
      研究简报
      转植酸酶基因玉米phyA2基因标准质粒分子构建及其检测应用
      张广远,孙红炜,李凡,杨淑珂,路兴波,赵蕾
      作物学报. 2013, (08):  1501-1506.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01501
      摘要 ( 831 )   RICH HTML    PDF (456KB) ( 1058 )  
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      质粒分子以其良好的适应性被较多地用作转基因标准材料的替代品。本文根据转植酸酶基因玉米phyA2基因设计引物与探针,并构建了一种包含phyA2基因片段(243 bp)和内标基因片段(178 bp)的质粒分子pPZ。选取不同转基因模板DNA作用于phyA2特异性引物,PCR结果显示只有转植酸酶基因玉米出现131 bp的目的条带;选取不同转基因作物检测体系作用于质粒分子pPZ,只有以pPZ DNA为模板时出现目的条带(131 bp88 bp)。同时采用pPZ质粒分子和转基因玉米阳性基因组DNA为标准对4个转植酸酶基因玉米混合样品(3.0%1.0%0.5%0.1%)进行定量检测,t检验表明,2种标准产生的斜率、线性相关系数和定值结果没有显著差异。这些结果表明,pPZ质粒分子可以作为转植酸酶基因玉米替代品用于定性和定量检测。

      不同种植密度对甜高粱糖分积累及SS、SPS活性的影响
      陈维维,再吐尼古丽?库尔班,涂振东,叶凯
      作物学报. 2013, (08):  1507-1513.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01507
      摘要 ( 793 )   RICH HTML    PDF (153KB) ( 764 )  
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      对甜高粱2个品种XT-2T601设置7个不同种植密度处理,分析了甜高粱不同生育阶段总糖含量、还原糖含量、蔗糖含量、SSSPS活性的变化。2个品种的总糖含量随生长进程均升高,成熟期达最高值。其还原糖的变化趋势不一致XT-2呈升高-平缓-降低的趋势,T601呈升高-降低的趋势。2个品种在整个生育期蔗糖含量均呈升高的趋势,成熟期达最高值。T601除密度处理B6 (6170 hm–2)外其他处理SS活性均呈升高-降低-升高的趋势,XT-2无明显规律。XT-2除密度处理B2 (11 110 hm–2)B4 (7929 hm–2)外其他处理SPS活性均呈升高-降低-升高的趋势T601无明显规律。综上所述,甜高粱品种XT-2最适于糖分积累的密度为9250 hm–2,成熟期总糖含量达14.2% (鲜基)T601的最适密度为11 110 hm–2,成熟期总糖含量达14.31%(鲜基),作为积累糖的原料,后者为最佳选择。完熟期SS活性下降、SPS活性上升有利于糖的积累,为最佳收获时期。

      水分亏缺对小麦穗部光合特性及花前14C-同化物分配的影响
      张磊,吕金印,贾少磊
      作物学报. 2013, (08):  1514-1519.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.01514
      摘要 ( 780 )   RICH HTML    PDF (416KB) ( 1115 )  
      参考文献 | 相关文章 | 计量指标

      为明确干旱胁迫对小麦穗部花前同化物合成和转运的影响,选用旱地品种西农928和水分敏感品种郑引1号,通过14CO2标记技术研究了水分亏缺下穗部光合特性及穗部花前同化物的转运和分配规律。水分亏缺条件下,西农928灌浆前期、中期的穗部净光合速率、颖壳中叶绿素含量及可溶性总糖含量略有下降,而郑引1号显著下降。成熟期西农928的水分利用效率上升1.7% (P>0.05),籽粒中14C-同化物分配率略降3.2% (P>0.05);而郑引1号水分利用效率下降16.9% (P<0.05),籽粒中花前14C-同化物分配率上升7.8% (P<0.05)。试验表明,水分亏缺对西农928穗部光合的影响有限; 适度水分亏缺促进了水分敏感品种郑引1号颖壳及内外稃中花前14C-同化物向籽粒的转运, 相对提高了其穗部花前光合同化物对籽粒灌浆的贡献率。

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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
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
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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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