当期目录

2013年 第39卷 第12期 刊出日期：2013-12-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

小麦–中间偃麦草隐形渗入系抗白粉病基因pmCH83分子定位

孙翠花,侯丽媛,郭慧娟,张晓军,贾举庆,李欣,詹海仙,畅志坚

作物学报. 2013, (12):  2107-2114.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02107

摘要 ( 1095 )   RICH HTML    PDF (4881KB) ( 1623 )  

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小麦新种质CH09W83为八倍体小偃麦TAI7047与高感小麦品种晋太170杂交、回交后代衍生而来的高代选系，在苗期免疫或高抗我国白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2。为定位CH09W83中的抗病基因，将CH09W83与感病亲本杂交和回交，通过对F₁、F₂、F_2:3和BC₁代的接种鉴定和遗传分析，证实CH09W83成株期对E09的抗性由1对隐性核基因控制，暂命名为pmCH83。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA)，以658对SSR标记对台长29(感病)× CH09W83的F₂群体分析发现，抗性基因pmCH83与SSR标记Xgpw7272、Xwmc652、Xgwm251、Xgwm193连锁，与两翼邻近标记Xwmc652和Xgwm251的遗传距离分别为3.8 cM和4.3 cM。利用中国春缺体–四体、双端体将pmCH83及其连锁标记定位在4BL染色体上。原位杂交、染色体配对及连锁标记分析结果表明，CH09W83可能是一个小麦与中间偃麦草的隐形异源渗入系。系谱和图谱位置分析表明，pmCH83很可能是来自中间偃麦草一个新的抗白粉病基因。

玉米D亚族bZIP转录因子基因的数据库挖掘、分析、克隆与表达

杨艳歌,吕维涛,孙冬梅,凌毅,邓馨

作物学报. 2013, (12):  2115-2122.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02115

摘要 ( 1014 )   RICH HTML    PDF (8529KB) ( 1667 )  

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碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper, bZIP)是真核生物特有的转录因子家族，在高等植物基因表达与调控中起重要作用。本文通过对玉米基因组数据库中收录的全长cDNA序列全基因组范围的bZIP分析，发现其中25个序列编码D亚族bZIP转录因子。针对这些序列进行生物信息学分析、染色体分布和直系同源组的分类分析，发现部分序列可能是由同一基因座编码，但不同方式剪切形成的。对部分基因克隆和测序发现了更多的剪切形式。定量检测其中3个基因在ABA和干旱胁迫条件下的表达发现，其中1个受ABA诱导，2个受ABA抑制，但均不受干旱胁迫影响。表明玉米中D亚族基因可能参与ABA响应。

水稻叶色白化转绿及多分蘖矮秆突变体hfa-1的基因表达谱分析

郭涛,黄永相,罗文龙,黄宣,王慧,陈志强,刘永柱

作物学报. 2013, (12):  2123-2134.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02123

摘要 ( 1034 )   RICH HTML    PDF (8031KB) ( 1201 )  

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hfa-1的白化转绿、多分蘖矮秆表型受单隐性核基因hw-1(t)控制。该基因编码含线粒体交替氧化酶AOX结构的叶绿体蛋白，通过参与叶绿体呼吸电子传递链，对类胡萝卜素生物合成途经及其次生代谢途径进行调控。本研究对hfa-1突变体叶色白化转绿过程中的类胡萝卜素生物合成途径、与该途径有关的植物激素代谢途径的相关基因进行表达分析，并分析了hfa-1突变体在白化、转绿两个时期的基因表达谱。结果表明，类胡萝卜素、植物激素(GA、ABA和SL)生物合成相关基因在hfa-1突变体白化期叶片中表达量减低，暗示hw-1(t)基因的突变抑制了苗期类胡萝卜素合成，同时还对涉及该过程相关多个次生代谢途径产生影响。通过基因表达谱芯片和功能分类分析，发现hfa-1叶色白化转绿过程中上调和下调表达基因涉及的生理过程主要在光合作用、应对内源刺激物和胁迫响应等方面；其中电子传递体Cytb6/f复合蛋白合成相关基因上调表达明显，推测Cytb6/f蛋白复合体在电子传递和质醌库还原氧化上对hw-1(t)起一定的补偿功能。

谷子PP2C基因家族的特性

闵东红,薛飞洋,马亚男,陈明,徐兆师,李连城,刁现民,贾冠清,马有志

作物学报. 2013, (12):  2135-2144.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02135

摘要 ( 1098 )   RICH HTML    PDF (3759KB) ( 1338 )  

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PP2Cs (2C type protein phosphatases)是一种单体丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶，在真核生物中，PP2Cs在脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)等激素信号传导途径中起着重要的调控作用。本研究通过序列比对，从谷子基因组中筛选出80个PP2C候选基因，聚类分析将其分为12个亚族(A、B、C、D、E1、E2、F1、F2、G、H、I、J)。与拟南芥PP2C基因家族比对表明，A~I为2个物种共有的亚族，J亚族只存在于谷子基因组中，L亚族只存在于拟南芥中。将谷子A亚族的10个成员命名为SiPP2CA1-10。基因表达谱分析表明，A亚族基因不同程度受ABA、干旱、高盐、低温和低氮诱导表达，其中，SiPP2CA6、SiPP2CA8在5种处理下诱导表达量都高。对10个A亚族成员的启动子分析发现，在这些基因的启动子序列中含有多种参与逆境胁迫应答的顺式作用元件，其中，SiPP2CA5、SiPP2CA6、SiPP2CA7、SiPP2CA8的启动子中含有参与低氮胁迫响应的元件。进一步研究发现，SiPP2CA8主要在根部表达，且在低氮胁迫下一直有较高的表达水平。亚细胞定位结果显示SiPP2CA8定位在细胞膜、细胞质、细胞核中；双分子荧光互补试验(BiFC)结果表明，SiPP2CA8与一个ABA受体类似蛋白SiRCAR3(基因号Si018317m.g)在细胞膜、细胞质及细胞核上互作，表明SiPP2CA8在谷子中可能参与ABA信号传导过程。

大豆谷氨酰胺合成酶基因的分类及根瘤特异表达GmGS1β2基因功能的初步分析

王晓波,滕婉,何雪,童依平

作物学报. 2013, (12):  2145-2153.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02145

摘要 ( 866 )   RICH HTML    PDF (3073KB) ( 1642 )  

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从Phytozome数据库中获得包括大豆在内的12种植物的谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)氨基酸序列，利用MEGA5.10软件进行多序列比对、构建进化树。进化分析表明，植物GS可以分成胞质型(GS1)和质体型(GS2)两大类，GS1可进一步分成分5个亚类，包括双子叶植物为主的I、II和III亚类、低等植物类(IV)和单子叶植物类(V)。这5亚类中，第II类是豆科植物特有的一类，大豆的4个GS1 (GmGS1β1/2和GmGS1γ1/2)属于该亚类；利用qPCR在大豆盛花期分析GS1基因的组织表达特异性，结果表明不同类型GmGS1基因在表达部位和表达丰度上存在较大差异，而同一类基因之间具有相似的表达规律；4个豆科植物特有的GS1基因在大豆根瘤中都有较高的表达量，其中位于大豆第18染色体上的GmGS1β2基因表达丰度最高；利用原核表达系统体外表达GmGS1β2蛋白，诱导出分子量大小与理论预测值一致的目标蛋白，酶活性分析表明GmGS1β2可以与底物发生催化反应，具有谷氨酰胺合成酶活性，推测该基因在大豆根瘤氮素同化代谢中具有重要作用。

大麦遗传多样性及连锁不平衡分析

赖勇,孟亚雄,王晋,范贵强,司二静,王鹏喜,李葆春,马小乐,杨轲,尚勋武,王化俊

作物学报. 2013, (12):  2154-2161.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02154

摘要 ( 960 )   RICH HTML    PDF (2693KB) ( 1630 )  

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为了合理评价引进种质资源，为大麦基因发掘及育种组合配置提供依据，选用分布于全基因组的64个SSR标记，对221份大麦材料进行了基因型分析。共检测到192个等位变异，变幅为2~7个；基因频率变异范围为0.0090~0.9729，平均0.3333；全部位点的基因多样性变化范围在0.0528~0.7807，平均0.4813；多态性信息含量(PIC)变异范围在0.0514~0.7464，平均0.4113。供试材料间遗传相似系数变幅为0.4844~0.9792，平均0.7023。221份材料被划分成两大群7个亚群，国内地方品种与1份北京品种为一大群，国内育种品种与所有国外引进品种为另一群。遗传结构分析与聚类结果基本一致，两大类群间的遗传距离为0.3358，且第二大群多样性比第一大群丰富。2016个SSR位点成对组合中，不论共线性组合还是非共线性组合，都存在一定程度的连锁不平衡(LD)。D′统计概率(P<0.01)支持的LD成对位点830个，占全部位点组合的41.2%，D′平均值为0.4，整体LD水平较高。栽培品种的LD水平高于地方品种，且现代遗传改良的目标性状集中于2H、4H、6H和7H染色体。

甘蔗ABA信号转导关键酶SoSnRK2.1基因的克隆与表达分析

谭秦亮,李长宁,杨丽涛,李杨瑞

作物学报. 2013, (12):  2162-2170.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02162

摘要 ( 896 )   RICH HTML    PDF (2302KB) ( 1770 )  

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蔗糖非酵解型蛋白激酶(SnRK)是植物体内ABA信号转导途径的关键调控酶, 在植物的抗逆境生长过程中发挥着重要的作用。本研究通过RT-PCR和RACE-PCR技术克隆出编码甘蔗SnRK2蛋白的基因SoSnRK2.1。该基因cDNA序列全长为1385 bp, 包含一个1002 bp的开放阅读框(ORF)。根据氨基酸序列预测SoSnRK2.1基因编码333个氨基酸残基, 与其他高等植物中相关蛋白的氨基酸具有高度的相似性, 尤其是与禾本科的玉米和水稻。构建该基因的原核表达载体pET-SoSnRK2.1, 在IPTG诱导下可得到38 kD 左右的蛋白, 与理论值一致。实时荧光定量PCR分析表明, SoSnRK2.1基因在ABA、干旱(PEG)+ABA、干旱(PEG)、NaCl、低温(4℃)和H₂O₂外源胁迫下均呈诱导表达的趋势。推测该基因参与调控干旱、高盐和低温等胁迫过程, 在甘蔗抗逆境胁迫中起重要作用。

小麦品种的麦红吸浆虫抗性分级方法及抗性评价

武予清,段爱菊,张自启,刘长营,刘顺通,蒋月丽,苗进,段云,巩中军,李彤

作物学报. 2013, (12):  2171-2176.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02171

摘要 ( 806 )   RICH HTML    PDF (413KB) ( 1376 )  

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为了简化小麦品种对麦红吸浆虫抗性的鉴定方法，评价我国冬小麦主栽品种对吸浆虫的抗感性，2008—2012年在河南洛阳田间，连续调查鉴定麦红吸浆虫对我国小麦主栽品种的虫穗率(ISP)与损失率，分析其相关性。结果表明ISP和损失率存在显著的相关性。在田间吸浆虫高密度下，ISP定级方法比相对定级方法更能表现品种的抗性和敏感程度，各抗级的指标依次为0 (免疫)、0 < ISP < 20 (高抗)、20 ≤ ISP < 40 (中抗)、40 ≤ ISP < 60 (中级)、60 ≤ ISP < 80 (感)和ISP ≥ 80 (高感)。我国冬小麦的主要生产品种对吸浆虫均为感虫或高感，而荆麦66表现为高抗，我国小麦中极度缺乏抗虫品种。鉴定结果表明，ISP定级方法简便高效，可以取代相对定级法用于小麦抗红吸浆虫的鉴定。

玉米胁迫诱导表达基因ZmSNAC1的功能分析

卢敏,张登峰,石云素,宋燕春,黎裕,王天宇

作物学报. 2013, (12):  2177-2182.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02177

摘要 ( 855 )   RICH HTML    PDF (2126KB) ( 1529 )  

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NAC转录因子是具有多种生物功能的植物特异转录调控因子，在植物生长发育、器官建成、激素调节和抵抗逆境等方面发挥着重要的作用。我们之前分离得到1个受干旱、盐、冷等非生物逆境胁迫和植物激素ABA诱导显著上调表达的玉米NAC家族成员ZmSNAC1，过表达转基因株系在苗期的耐脱水能力较野生型株系明显提高。在此基础上，本研究进一步对ZmSNAC1过表达转基因株系在植株生殖生长发育时期的抗旱性和耐盐性进行功能鉴定。结果表明，在干旱胁迫条件下，野生型株系相比转基因株系较存活率提高50%~52%，相对电导率降低17%~21%，叶绿素含量提高36%~47%，脯氨酸含量提高了17%~23%；在300mmol L^-1 NaCl胁迫条件下，转基因株系的存活率提高36~40%。ZmSNAC1可能作为一个正向调控因子在逆境胁迫信号转导过程中发挥重要作用。

耕作栽培·生理生化

超高产夏玉米花粒期不同部位叶片衰老与抗氧化酶特性

王永军,杨今胜,袁翠平,柳京国,李登海,董树亭

作物学报. 2013, (12):  2183-2191.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02183

摘要 ( 911 )   RICH HTML    PDF (666KB) ( 1552 )  

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为探讨超高产玉米叶源衰老特征, 揭示其抗氧化关键酶及膜脂过氧化特性, 为玉米衰老调控和高产栽培提供依据, 本研究在大田条件下, 以我国创高产纪录的夏玉米为例, 从单株水平上对高产纪录试验(EHYR)和普通生产田(MCFF)玉米叶片衰老及抗氧化酶特性比较表明, EHYR产量达19 349 kg hm^-2, 是MCFF的2.28倍。MCFF和EHYR叶片分别在开花后30 d和50 d进入速衰期, MCFF叶片衰老比EHYR提前20 d；速衰期EHYR叶面积降幅比MCFF低5.7%。EHYR在籽粒灌浆后期, 中上部叶片净光合速率较高, 可溶性蛋白含量明显高于MCFF, 而MDA含量则维持较低水平。在叶片衰老过程中, 自开花后20 d开始, EHYR上部和中部叶片SOD活性较高, 下部叶片则以SOD、POD和CAT三者活性较高；MCFF仅中部叶片POD和CAT活性较高。EHYR叶片衰老程度与CAT活性极显著负相关, MCFF叶片衰老与SOD和POD活性显著负相关, 且二者叶片衰老进程中SOD、POD、CAT的直接作用大于间接作用。与MCFF相比, EHYR叶片除具较高SOD和POD活性外, 在籽粒灌浆后期同时保持较高CAT活性和可溶性蛋白含量是降低膜脂过氧化程度, 延缓叶片衰老的重要原因。开花后20 d是EHYR与MCFF叶片衰老出现差异的生理临界点, 因而在此时期之前调控更有利于延缓衰老。

杂交大豆生殖生长期冠层生理及产量构成特征

张伟,赵婧,邱强,王曙明,张春宝,闫晓艳,赵丽梅,张鸣浩,张伟龙,樊慧梅

作物学报. 2013, (12):  2192-2200.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02192

摘要 ( 801 )   RICH HTML    PDF (890KB) ( 1672 )  

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以吉林省审定的杂交豆1号、杂交豆2号2个杂交大豆品种和同熟期常规品种吉育72和吉林30为材料，探讨生殖生长期杂交大豆高产冠层生理，分析产量构成特性，明确杂交大豆增产部分生理机制。结果表明，2010—2011年，杂交大豆比常规品种分别增产13.9%和16.7%。杂交大豆R6期以后叶片叶绿素含量，R2(始花期)~R7(成熟初期)期光合速率和R2~R4 (盛荚期)期叶面积指数均显著高于常规品种，2010年杂交豆1号和杂交豆2号最大叶面积指数分别为8.09和8.30，远高于常规大豆最大适宜叶面积指数，且生育后期叶面积指数没有陡然下降。杂交大豆品种R2~R7期生物产量均显著或极显著高于常规品种，生物产量平均积累速度和最大积累速度分别比常规品种高0.06 g d^–1和0.20 g d^–1，干物质积累速率加快时间和积累速率开始减缓时间分别比常规品种提前3.09 d和5.85 d，干物质积累早发优势显著。杂交大豆百粒重、主茎荚、粒重与常规大豆差异不显著，但分枝荚、粒重极显著增加。而杂交大豆R7期籽粒占生物产量比例和粒茎比与常规品种差异不显著。表明强大的冠层优势，快速的干物质积累和较高生物产量，是杂交大豆高产的生物学基础。

甬优系列杂交稻品种的超高产群体特征

韦还和,姜元华,赵可,许俊伟,张洪程,戴其根,霍中洋,许轲,魏海燕,郑飞

作物学报. 2013, (12):  2201-2210.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02201

摘要 ( 1174 )   RICH HTML    PDF (930KB) ( 1536 )  

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以籼粳杂交稻有代表性的品种甬优11、甬优12、甬优13、甬优15、甬优17为试材, 通过栽培措施的调控, 形成超高产(产量≥12.0 t hm^-2)和高产(10.5 t hm^-2 ≤产量＜12.0 t hm^-2)群体。比较研究其特征表明, 与高产群体比，超高产群体的总颖花量极显著提高, 而结实率和千粒重略降低；平均每穗粒数极显著提高, 并且一、二次枝粳数以及粒数显著或极显著提高；拔节期的干物重略低, 但抽穗期和成熟期的干物重均显著或极显著提高；其有效分蘖临界叶龄期至拔节期的生长平稳, 无效分蘖发生少, 高峰苗低, 拔节期以后茎蘖数下降平缓, 成穗率、叶面积指数、光合势、干物质积累量等均较高；基部第1、第2、第3节间的茎秆粗度和茎壁厚度及基部第1、第2、第3节间的弯曲力矩、抗折力均显著或极显著提高, 且倒伏指数减小。

测墒补灌条件下高产小麦品种水分利用特性及干物质积累和分配

高春华,于振文,石玉,张永丽,赵俊晔

作物学报. 2013, (12):  2211-2219.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02211

摘要 ( 793 )   RICH HTML    PDF (385KB) ( 1502 )  

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2007—2009年连续2个小麦生长季，利用测墒补灌技术，设置0~140 cm土壤相对含水量低(拔节期65%, 开花期55%~60%)、中(拔节期75%, 开花期65%~70%)、高(拔节期75%, 开花期75%) 3个处理，比较了14个小麦生产品种的水分利用特性及干物质积累和分配的差异。以小麦籽粒产量和水分利用率为指标的聚类分析，将14个小麦品种分为3组，分别是超高产高水分利用率组(I组)、超高产中水分利用率组(II组)和高产低水分利用率组(III组)。比较各组代表品种的耗水量、耗水模系数及日耗水量，播种至拔节期山农15 (I组)显著低于济麦22 (II组)和烟农21 (III组)，拔节至开花期山农15显著高于济麦22和烟农21，开花至成熟期品种间无显著差异。在中水分条件下，山农15的土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著高于济麦22和烟农21，而在低和高水分条件下，3个品种无显著差异。在中、高水分条件下，山农15开花期的干物质积累量显著高于济麦22和烟农21，成熟期与济麦22无显著差异，但显著高于烟农21；营养器官开花前贮藏同化物向籽粒的转运量和转运率及对籽粒的贡献率均显著高于济麦22和烟农21；3品种的经济系数以山农15最大，济麦22次之，烟农21最小。

栽培甜菜助细胞退化进程的超微结构观察

李伟,申家恒,郭德栋

作物学报. 2013, (12):  2220-2227.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02220

摘要 ( 799 )   RICH HTML    PDF (16411KB) ( 729 )  

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应用透射电镜技术研究栽培甜菜(Beta vulgaris)助细胞退化进程的超微结构特征, 以丰富被子植物生殖生物学资料。结果表明：花蕾时期，2个助细胞相似，珠孔端具发达的丝状器，合点端无壁，极性明显，细胞器种类多，数量大，呈现较强代谢活性；随后，一个助细胞的核质和胞质的电子密度显著高于另一个助细胞，液泡膜消失，线粒体、质体膜与核膜不清晰，细胞出现退化迹象，但内质网和高尔基体丰富，分泌活动旺盛；待花蕾刚开放(授粉前)，此助细胞完全退化。另一个助细胞(宿存助细胞)内的细胞器逐渐增多，且功能状态趋于活跃，表现为核糖体、线粒体、质体等数量增加；线粒体内嵴丰富，可见DNA纤丝；质体形态多样，片层明显，内含淀粉粒。至卵细胞受精前(授粉后约13 h)，宿存助细胞代谢达到最活跃状态；至合子合点端建成蜂窝状细胞壁且胚乳游离核形成后，宿存助细胞开始退化；至合子后期，此细胞退化完全，丝状器消失。上述结果表明，栽培甜菜助细胞的退化与授粉和花粉管生长无关；宿存助细胞做为传递细胞，为胚囊的发育吸收并转输营养。

单粒精播对花生根系生长、根冠比和产量的影响

冯烨,郭峰,李宝龙,孟静静,李新国,万书波

作物学报. 2013, (12):  2228-2237.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02228

摘要 ( 944 )   RICH HTML    PDF (1079KB) ( 1682 )  

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以大粒型花生品种花育22为试验材料，设每公顷19.5万穴(S1)和22.5万穴(S2) 2个单粒播处理，双粒穴播每公顷15万穴处理为对照进行大田试验，对比单粒精播与双粒穴播对花生耕层根系生长动态、根冠比和产量的影响差异。与对照相比，单粒精播S1处理在开花后50~70 d的根系形态指标和干物质积累动态明显改善，耕层根系长度、体积和吸收面积在0.05水平上显著增加，根系干物质积累量(DMA)和积累速率(DMAR)也明显提高；S1和S2处理开花后40~70 d根冠比明显提高，并保证冠层和荚果较高的DMA和DMAR，通过提高单株生产力，实现群体增产，其中S1处理为佳，可在节种35%的前提下，增产7.98%~8.38%，增产效果显著。本研究说明单粒精播可保证花生根系相对较强的生长优势，协调根冠比，壮个体，强群体，充分发挥单株生产潜力，实现花生高产。

两个超级杂交水稻品种物质生产的特性

纪洪亭,冯跃华,何腾兵,李云,武彪,王小艳

作物学报. 2013, (12):  2238-2246.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02238

摘要 ( 955 )   RICH HTML    PDF (584KB) ( 1549 )  

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定量分析超级杂交水稻若干群体指标的动态特征，以期为其高产栽培提供依据。于2011年和2012年在大田条件下，以超级杂交水稻准两优527、Q优6号和对照品种II优838为试材，通过连续测定干物质和叶面积，建立了水稻群体干物质和相对叶面积指数动态模型，进而以群体干物质和相对叶面积指数模型为基础，分析了超级杂交水稻作物生长率、相对生长率、光合势、净同化率、叶面积比率动态变化特征。结果表明，超级杂交水稻快增期的干物质积累量及其占总生物量的比例均高于对照。作物生长率(CGR)随移栽后时间呈先升高后下降的单峰曲线变化，其快增期的CGR较大。与对照相比，超级杂交水稻相对生长率(RGR)表现出上升快、峰值大、下降快的特点。准两优527在移栽后23 d至成熟期高于对照，Q优6号的RGR在移栽后43 d以前低于对照，移栽后43 d至113 d高于对照，两者在移栽后113 d至成熟期的RGR相差不大。不同水稻净同化率(NAR)随移栽后时间呈先上升后下降的单峰曲线变化，最大NAR出现在移栽后43~53 d。总光合势与快增期光合势及与快增期绿叶面积持续时间均呈极显著正相关。2个超级杂交水稻叶面积比率(LAR)在移栽后23 d至43 d迅速下降，移栽后43 d至73 d缓慢下降，移栽后73 d至成熟期快速下降，其快增期的LAR较大。

研究简报

小麦与玉米杂交产生小麦单倍体与双单倍体的稳定性

陈新民,王凤菊,李思敏,张文祥

作物学报. 2013, (12):  2247-2252.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02247

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小麦与玉米杂交是诱导小麦单倍体最有效的途径之一, 但单倍体和双单倍体产生频率不稳定影响了该技术的应用。选用13个小麦杂种F₁代单交组合与玉米杂交, 研究了不同小麦生长环境、生长素处理、培养基和壮苗处理对单倍体及双单倍体产生频率的影响。小麦生长在大田, 去雄后割穗培养与玉米杂交平均得胚率为23.9%, 每个杂交穗平均得胚数6.8个, 均是返青后从大田移回冷温室盆栽的3倍以上；不同小麦杂交组合间胚产生频率存在明显差异。生长素Dicamba蘸穗处理平均得胚率是21.5%, 与2,4-D处理得胚率(21.1%)无显著差异, 但不同杂交组合间差异显著。B5培养基幼胚萌发率为70.9%~88.3%, 平均82.0%；1/2 MS培养基胚萌发率为70.0%~86.0%, 平均76.6%；两种培养基平均胚萌发率无显著差异。试管苗经壮苗培养基壮苗处理与试管苗经移栽壮苗处理后加倍效率分别是67.6%和8.6%。移栽壮苗处理的苗分蘖少, 生长较弱, 加倍处理后存活率低和加倍率低是其单倍体加倍效率低的原因。

人工模拟荫湿环境对玉米自交系生长发育特性的影响

晏庆九,霍仕平,张芳魁,张兴端,张健,向振凡,余志江,冯云超

作物学报. 2013, (12):  2253-2261.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02253

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采用人工遮光增湿的方法，通过比较30个玉米自交系在荫湿环境和自然环境下生长发育特性的差异，研究了荫湿环境对玉米自交系生长发育特性的影响。结果表明，本研究设置的遮光增湿环境明显增加了环境湿度，极显著降低了光照强度和光量子，而不影响环境温度；荫湿环境导致玉米自交系有效功能叶数和雄穗分枝数减少，株高、穗位高、百粒重和单株粒重降低，茎秆和果穗变细，穗长变短，行粒数减少，而第7叶长、第7叶长宽比和纹枯病指数增大，ASI延长，与自然环境下这些性状的表现差异均极显著，且基因型间存在极显著差异。主成分分析结果表明，前7个综合指标的累计贡献率达85.08%，根据主成分分析和隶属函数分析获得的各自交系的综合评价值(D)可将30个自交系分为耐荫湿性强、耐荫湿性中和耐荫湿性弱3个类型。逐步回归分析结果表明，对综合评价值D影响显著的性状指标是第7叶长、雄穗分枝数和单株粒重，回归方程的R = 0.896，达极显著，预示可根据这些性状受荫湿环境影响程度进行耐荫湿性玉米育种材料的鉴定与筛选。

氮肥用量及钾肥施用对稻麦周年产量及效益的影响

郭九信,冯绪猛,胡香玉,田广丽,王伟,陈健,刘田,艾山江?赛衣丁,郭世伟

作物学报. 2013, (12):  2262-2271.  doi:10.3724/SP.J.1006.2013.02262

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为探明优化施氮量与高施氮量下不同钾肥施用处理对稻麦周年产量及效益的影响。本试验于2010年5月–2011年7月在江苏省如皋市农业科学研究所试验基地的田间稻麦轮作条件下，对常规粳稻品种镇稻11和春性中筋品种扬麦16设置了两个氮肥用量下不同钾肥用量及施用方法处理，测定稻麦周年的产量和组成因子，成熟期不同器官的氮、钾浓度和累积量，氮、钾利用效率及经济效益。试验结果表明，钾肥的施用显著提高了周年稻麦的产量，同时提高了稻麦的有效穗数、穗粒数和结实率，钾肥的利用效率和经济效益。稻麦周年钾肥(K₂O)的偏生产力(PFP)、农学效率(AE)、回收利用率(RE)和经济效益均以周年钾肥(K2O)土壤施用150 kg hm^-2 + 叶面喷施16.2 kg hm^-2 (K_S150 + K_F16.2)处理最高。氮肥用量的结果表明，相对于优化施氮量，高施氮量有利于提高水稻的氮素营养而增产，但对稻麦周年产量的影响不显著，且优化施氮量的氮肥利用效率及经济效益均高于高施氮量。因此，综合考虑土壤环境因素、经济效益和肥料资源管理，本地区最佳氮肥(N)用量为水稻200 kg hm^-2，小麦180 kg hm^-2；最佳钾肥(K₂O)用量及方法为水稻土壤施用90 kg hm^-2 + 叶面喷施9.7 kg hm^-2 (K_S90 + K_F9.7)，小麦土壤施用60 kg hm^-2 + 叶面喷施6.5 kg hm^-2 (K_S60 + K_F6.5)。