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2014年 第40卷 第09期 刊出日期：2014-09-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

水稻黑条矮缩病抗性评价方法及抗性资源筛选

王宝祥,胡金龙,孙志广,宋兆强,卢百关,周振玲,樊继伟,秦德荣,刘裕强,江玲,徐大勇,万建民

作物学报. 2014, (09):  1521-1530.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01521

摘要 ( 720 )   RICH HTML    PDF (797KB) ( 896 )  

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水稻黑条矮缩病是水稻主要病毒病害之一。目前由于缺乏规模、高效的黑条矮缩病抗性鉴定体系，制约了抗黑条矮缩病水稻资源的发掘，限制了抗黑条矮缩病的育种进程和基础研究。本研究通过分析水稻黑条矮缩病田间鉴定所需灰飞虱的有效接种密度、带毒率及播期等，提出水稻黑条矮缩病田间鉴定有效接种的灰飞虱密度在800万头 hm^-2左右较为合理，而带毒率应不低于5%。并进一步对现有黑条矮缩病人工接种鉴定的循回期、接种虫量、接种时间及虫龄等进行了优化。利用上述鉴定体系，2010年对来源于20个国家的共1240份水稻种质进行黑条矮缩病田间鉴定，初步获得发病率低于10%的品种34个；2011、2012连续两年对该34个品种进行多年多点重复抗性鉴定，发现来自东南亚地区的3个品种Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160连续3年发病率均低于10%，表现较高的黑条矮缩病的抗性。进一步分期播种鉴定的结果表明，Kanyakumari29在3个播期、3个鉴定点的发病率均低于12%，而Madurai 25和Vietnam 160发病率均低于9%。此外，在人工接种条件下Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160的发病率均低于9%。因此，多年多点田间鉴定和人工室内接种鉴定的结果均表明，Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160稳定、高抗黑条矮缩病。综上所述，本研究建立的田间鉴定与室内鉴定相结合的黑条矮缩病鉴定体系准确、可靠，可用于黑条矮缩病的大规模鉴定，该体系的建立及高抗黑条矮缩病水稻资源的发掘为水稻抗黑条矮缩病基因的鉴定及育种利用提供了重要的方法和材料基础。

谷子逆境应答相关的钙依赖蛋白激酶基因SiCDPK1的克隆与表达

余琴鸯,尹恒,安利佳,李文利

作物学报. 2014, (09):  1531-1539.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01531

摘要 ( 1017 )   RICH HTML    PDF (764KB) ( 1216 )  

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CDPK是一类重要的钙信号感受蛋白和响应蛋白，在植物非生物胁迫应答方面具有重要的作用。为探究耐旱作物谷子CDPK在抗逆胁迫中的应答机制，本文利用RT-PCR技术从谷子幼苗cDNA中克隆到一个与逆境胁迫相关的CDPK基因，命名为SiCDPK1 (GenBank登录号为KC249975.1)。以拟南芥CDPK基因序列为查询序列，预测谷子基因组含有28个CDPK基因。其系统发育分析表明，谷子CDPK基因家族由4个亚类组成，其中SiCDPK1属于第II亚类，其全长1596 bp，编码531个氨基酸，预测蛋白分子量为59.5 kD，等电点pI为5.94，含有典型CDPK的保守结构。启动子调控区含有与多种逆境胁迫相关的调控元件。实时定量结果显示，SiCDPK1基因受PEG、ABA、高盐、自然干旱胁迫诱导表达。本试验为谷子抗逆应答机制的深入研究奠定了良好的理论基础。

棉花GhMYB0基因的克隆、表达分析及功能鉴定

王诺菡,于霁雯,吴嫚,马启峰,李兴丽,裴文锋,李海晶,黄双领,张金发,喻树迅

作物学报. 2014, (09):  1540-1548.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01540

摘要 ( 640 )   RICH HTML    PDF (2770KB) ( 1164 )  

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MYB类转录因子是植物转录因子最大的家族之一, 参与控制植物腺毛细胞的模式和形态建成。本研究利用雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii) D₅基因组数据库以AtMYB0 (GL1, NM_113708)蛋白为参比序列获得同源基因GrMYB0, 从徐州142中克隆了陆地棉的GhMYB0, 其开放阅读框长度为843 bp, 编码280个氨基酸。经过保守结构域分析和亚细胞定位确定GhMYB0为R2R3-MYB转录因子。qRT-PCR的结果表明, GhMYB0在徐州142开花当天开始高调表达, 开花后20 d表达量达高峰; 在所有的组织器官中, 花中表达量最高, 其次为胚珠。转基因功能分析结果表明, 在野生型拟南芥(Columbia)中过表达GhMYB0, 使其叶片表皮毛与野生型相比明显减少; 该基因在拟南芥突变体gl-1中过表达, 能恢复表皮毛缺失型突变体的表型, 说明该基因可能对拟南芥表皮毛的形态建成发挥一定作用, 本试验为研究R2R3-MYB转录因子在棉纤维起始和伸长过程中的调控作用提供有力证据。

玉米A亚族bZIP转录因子基因ZmbZIP81的克隆、表达与功能分析

王策,杨艳歌,吕维涛,周春菊,孙冬梅,邓馨

作物学报. 2014, (09):  1549-1556.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01549

摘要 ( 628 )   RICH HTML    PDF (3011KB) ( 1093 )  

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碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper, bZIP)蛋白是真核生物所特有的一类转录因子，对于植物在逆境下的基因表达调控具有重要作用。为丰富对玉米bZIP转录因子功能的认识，本研究以从玉米中克隆到的一个A亚族bZIP转录因子编码基因ZmbZIP81为对象展开。ZmbZIP81基因位于玉米第6染色体，编码区全长2492 bp，由4个外显子和3个内含子组成，编码蛋白含254个氨基酸。研究表明ZmbZIP81基因表达受外源ABA、NaCl和干旱胁迫诱导。过表达该基因的拟南芥植物表现出ABA不敏感和NaCl胁迫抗性增强的表型，推测ZmbZIP81可能作为ABA信号途径的负调控因子参与植物抗逆基因表达调控网络。

小麦慢白粉病QTL对条锈病和叶锈病的兼抗性

刘金栋,陈新民,何中虎,伍玲,白斌,李在峰,夏先春

作物学报. 2014, (09):  1557-1564.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01557

摘要 ( 1065 )   RICH HTML    PDF (299KB) ( 906 )  

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聚合兼抗白粉病、条锈病和叶锈病的慢病性基因，是培育持久多抗小麦品种的重要措施。百农64和鲁麦21均为慢白粉病品种，分别含有4个和3个慢白粉病抗性QTL。将百农64与鲁麦21杂交，获得21个聚合2~5个慢白粉病抗性QTL的F₆株系，于2012—2013年度分别在四川郫县和甘肃天水进行条锈病田间抗性鉴定,在河北保定和河南周口进行叶锈病田间抗性鉴定。分析21个株系条锈和叶锈病的最大严重度和病程曲线下面积，检测单个QTL和QTL聚合体对条锈病和叶锈病的抗性效应。结果表明，QPm.caas-4DL、QPm.caas-6BS和QPm.caas-2BL对条锈病均有显著的抗性，分别解释表型变异的16.9%、14.1%和17.3%；QPm.caas-4DL对叶锈病也有显著抗性，可解释表型变异的35.3%；QPm.caas-1A/QPm.caas-4DL/ QPm.caas-2DL/QPm.caas-2BS/QPm.caas-2BL和QPm.caas-1A/QPm.caas-4DL/QPm.caas-2BS/QPm.caas-2BL聚合体对条锈病和叶锈病的抗性显著高于两亲本，它们均含有来自百农64的QPm.caas-4DL以及来自鲁麦21的QPm.caas-2BL和QPm.caas-2BS，表明这些QTL具有明显的兼抗性效应。在小麦抗病育种中，聚合慢病性QTL越多，慢病性越强，聚合4~5个慢病性QTL时，株系可达到高抗甚至接近免疫的水平，是选育持久抗性小麦品种的重要手段。

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi-b多重PCR体系的构建与应用

姚姝,刘燕清,张亚东,朱镇,陈涛,赵庆勇,周丽慧,赵春芳,于新,王才林

作物学报. 2014, (09):  1565-1571.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01565

摘要 ( 825 )   RICH HTML    PDF (615KB) ( 1173 )  

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稻瘟病是我国水稻主产区的重要病害之一, 其主效抗性基因Pi-ta和Pi-b在我国很多稻区表现广谱持久的稻瘟病抗性, 被广泛应用于我国的水稻育种和生产。本研究选用稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b及其等位基因的功能标记, 在对22份分别已知抗病基因Pi-ta和Pi-b以及感病基因pi-ta与pi-b组成的水稻品种检测验证基础上, 建立了2套稻瘟病基因多重PCR体系: 体系I同时检测抗病基因Pi-ta与Pi-b, 体系II 同时检测感病基因pi-ta与pi-b, 并利用2套体系对336份高世代育种材料进行检测, 与单标记检测结果比较, 表现稳定可靠, 重复性好。本研究构建的抗稻瘟病基因分子标记多重PCR体系可用于水稻种质资源的快速评价和抗稻瘟病分子标记辅助育种。

结缕草CBF基因的同源克隆及其转基因拟南芥的抗寒性验证

冯勋伟,才宏伟

作物学报. 2014, (09):  1572-1578.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01572

摘要 ( 747 )   RICH HTML    PDF (1256KB) ( 1270 )  

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结缕草是优良的暖季型草坪草之一, 主要用于亚热带和热带地区的草坪种植。抗冷性是结缕草栽培范围的限制因子。本研究以日本最北部原产的结缕草品系为材料, 根据其他植物的已知的抗寒基因CBF序列, 通过同源克隆的方法获得结缕草中相对应的同源基因ZjCBF；根据和其他已报告的CBF序列的比对结果, 我们确定ZjCBF基因属于CBF转录因子家族基因中CBF1型基因。利用半定量PCR和实时定量PCR分析该基因在寒冷条件下的表达情况, 发现ZjCBF基因受冷胁迫的诱导, 在4℃处理6 h时表达量最高。在此基础上, 本研究构建了该基因的过表达载体, 并将其转化到拟南芥中, 通过低温冷处理实验发现, 不论是否经过冷驯化, 转基因ZjCBF的植株由于ZjCBF的过量表达都要比野生型植株抗寒性强。

以EMS诱变创制软质小麦宁麦9号高分子量谷蛋白亚基突变体

张纪元,张平平,姚金保,杨丹,杨学明,马鸿翔

作物学报. 2014, (09):  1579-1584.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01579

摘要 ( 690 )   RICH HTML    PDF (1301KB) ( 1121 )  

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本研究旨在创制遗传背景一致的不同高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)缺失系, 为小麦品质研究和育种提供材料。将软质小麦品种宁麦9号, 用0.4% EMS溶液处理10 000粒种子, 获得3781个M1代单株, 采用“半粒法”对每个株系进行SDS-PAGE鉴定, 从中筛选出299个(7.91%) HMW-GS突变株, 包括HMW-GS缺失和分子量突变两种类型。其中, HMW-GS缺失突变176株, 突变频率为4.65%, 缺失亚基涉及Ax1、Bx7、By8、Dx2和Dy12, 突变频率为0.24%~3.28%; 分子量突变130株, 突变频率为3.44%。将突变体的具胚端种子于温室中繁殖获得M2代, 再次鉴定各株系的HMW-GS, 并经M3代验证, 最终获得Ax1、Dx2、Bx7、By8和Dy12缺失突变体, 及Ax1+By8双缺失突变体。用高效液相色谱(HPLC)分析这些突变体的谷蛋白大聚体(GMP)和谷蛋白/醇溶蛋白(GLU/GLI)比值, 发现不同缺失突变体的GMP含量都有不同程度的降低, 尤以Bx7亚基缺失突变体中GMP含量降幅最大, 高达42%。另外, 不同缺失突变体的谷蛋白总量和GLU/GLI比值也低于对照, Ax1+By8双缺失突变体的GLU/GLI比值最小。

谷子F-box家族基因的鉴定、分类及干旱响应

霍冬英,郑炜君,李盼松,徐兆师,周永斌,陈明,马有志,闵东红,张小红

作物学报. 2014, (09):  1585-1594.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01585

摘要 ( 696 )   RICH HTML    PDF (1241KB) ( 1567 )  

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蛋白参与细胞周期调控、细胞凋亡及信号转导等多种生命活动对维持植物正常生长发育和介导非生阿物胁迫响应等过程发挥重要作用。谷子具有显著的耐旱耐瘠薄等特性本研究根据谷子转录组分析结果从个家族成员中鉴定出个在干旱胁迫下表达量上调的基因根据序列相似性将其分为类同一类基因具有相似的内含子外显子结构染色体定位分析发现这些基因分别分布在谷子的条染色体上其中第条染色体上含基因最多有个。结构域分析结果表明个蛋白均含保守的结构域而端含、、、、和等结构域。启动子元件分析表明谷子个基因均含逆境应答元件其中和元件的数量最多个说明这些基因对干旱应答反应可能主要受、转录因子调控。转录组分析结果表明基因对干旱胁迫的响应远远高于其他成员对干旱、高盐、、和都有响应亚细胞定位结果显示蛋白定位在细胞核中。本研究为进一步深入了解基因的功能提供了依据。F-box蛋白参与细胞周期调控、细胞凋亡及信号转导等多种生命活动, 对维持植物正常生长发育a和介导非生阿物胁迫响应等过程发挥重要作用。谷子具有显著的耐旱耐瘠薄等特性, 本研究根据谷子转录组分析结果, 从525个F-box家族成员中鉴定出19个在干旱胁迫下表达量上调的F-box基因; 根据序列相似性将其分为6类, 同一类基因具有相似的内含子-外显子结构; 染色体定位分析发现, 这些基因分别分布在谷子的8条染色体上, 其中, 第2条染色体上含F-box基因最多, 有6个。结构域分析结果表明, 19个F-box蛋白均含保守的F-box结构域, 而C端含FBD、WD40、FBA、ZnF、Kelch和LRR等结构域。启动子元件分析表明, 谷子19个F-box基因均含逆境应答元件, 其中, MYB和MYC元件的数量最多(9~78个), 说明这些基因对干旱应答反应可能主要受MYB、MYC转录因子调控。转录组分析结果表明, SiF-box18基因对干旱胁迫的响应远远高于其他F-box成员, 对干旱、高盐、ABA、SA和JA都有响应; 亚细胞定位结果显示, SiF-box18蛋白定位在细胞核中。本研究为进一步深入了解SiF-box18基因的功能提供了依据。

大豆脂肪酸主要组分含量QTL定位

邹筱,韩粉霞,陈明阳,孙君明,南金平,闫淑荣,杨华

作物学报. 2014, (09):  1595-1603.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01595

摘要 ( 660 )   RICH HTML    PDF (440KB) ( 1004 )  

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 以中黄13×中黄20的100个BC₂F₂家系为作图群体，构建了一张包含131个SSR分子标记的遗传连锁图谱，图谱总长为2157.3 cM，平均遗传距离为16.5 cM，涵盖了大豆的20个连锁群。利用气相色谱技术测定BC₂F₂、BC₂F₃和BC₂F₄回交群体的脂肪酸主要组分含量，采用IciMapping 3.3完备区间作图法定位QTL，共检测到5种脂肪酸组分相关的QTL 26个，与棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸相关的QTL分别为5、5、7、5和4个；3个区间在不同年份被检测到与同一脂肪酸组分相关，sat_294~satt228连续3年被检测到与棕榈酸含量相关，sat_253~satt323和sat_292~satt397连续2年被检测到与油酸含量相关；4个区间被检测到与2种脂肪酸组分相关，其中sat_294~satt228与棕榈酸、油酸相关，satt308~sat_422与硬脂酸、亚油酸相关，sat_292~satt397与油酸、亚油酸相关，satt374~satt269与油酸、亚麻酸相关。

耕作栽培·生理生化

碱处理对甜高粱秸秆渣组成结构及酶解糖化效果的影响

马强，顿宝庆，奚亚军，王智，陈朝儒，路明，李桂英

作物学报. 2014, (09):  1604-1611.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01604

摘要 ( 712 )   RICH HTML    PDF (786KB) ( 1370 )  

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以甜高粱品种M81为试验材料，以清洗烘干后未经处理的甜高粱渣为对照，在常温、高温高压、微波条件下Ca(OH)₂和常温条件下NaOH处理甜高粱秸秆渣，调查处理后甜高粱秸秆渣木质纤维素组成结构及纤维素酶酶解糖化情况。结果表明，采用的4种处理都能有效地改变甜高粱渣木质纤维素组成结构，其中氢氧化钠常温长时间处理对于木质素与半纤维素的溶降效果最好，3种石灰处理对半纤维素的溶解也均有一定作用。扫描电镜观察石灰高温高压与氢氧化钠常温两种处理对于木质纤维素结构的改变不同，前者木质纤维素表层木质素结构被侵蚀严重，呈破碎状附着在纤维素表面，内部纤维结构仍紧密排列，后者木质纤维素束状结构溶胀降解，表层木质素成分被大量去除，被包裹的纤维素组分显露，纤维素网断裂且纤维素表面出现许多小孔。经这4种方式处理后的甜高粱渣，木质纤维素中纤维素与半纤维素经纤维素酶酶解糖化，葡萄糖和木糖产物浓度都有所提高，分别达到对照的1.5、2.1、1.9、4.2倍和3.1、5.0、4.9、2.4倍；木质纤维素纤维组分的直接转化率与相对转化率的含义与计算方法不同，两种计算方式对于甜高粱木质纤维素生物质原料预处理方式的选择和效果的综合评价具有指导意义。

花铃期渍水对棉纤维糖代谢的影响及其与纤维比强度的关系

杨长琴，刘瑞显，张国伟，杨富强，周治国

作物学报. 2014, (09):  1612-1618.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01612

摘要 ( 685 )   RICH HTML    PDF (656KB) ( 759 )  

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 以美棉33B为材料，2007和2009年在江苏南京池栽条件下设置渍水试验，研究花铃期渍水对棉纤维糖代谢的影响及其与纤维比强度的关系。结果表明，渍水条件下花后17~38 d纤维蔗糖和β-1,3-葡聚糖含量均值分别降低24.86%~81.30%和8.59%~36.30%，纤维素最大累积速率在受渍害较轻条件下增加而受渍害较重条件下降低,但快速持续期缩短，成熟期纤维素含量降低，比强度下降3.57%~10.03%。受渍害较轻条件下，花后17~38 d纤维蔗糖合酶(SS)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性均值分别增加8.45%~24.59%和12.79%~18.20%，生成碳源用于维持生存代谢，而受渍害较重条件下分别降低7.06%~8.16%和11.40%~11.64%；蔗糖酶和β-1,3-葡聚糖酶活性在花后17 d后降低。因此，渍水条件下纤维加厚发育期碳源供应不足、碳代谢消耗增加或代谢被抑制是最终比强度下降的重要原因。

内源CTK和IAA平衡对水稻分蘖芽休眠与萌发的影响

罗宝杰，许俊旭，丁艳锋，李刚华，刘正辉，王绍华

作物学报. 2014, (09):  1619-1628.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01619

摘要 ( 920 )   RICH HTML    PDF (363KB) ( 893 )  

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研究水稻抽穗期分蘖休眠与萌发转换过程中CTK和IAA含量及CTK/IAA值的变化，探讨内源激素平衡对水稻分蘖的调控作用。采用外施6-BA打破分蘖芽休眠和去穗后外施IAA抑制分蘖芽萌发两种处理，创建分蘖芽休眠与萌发转换的材料，测定伸长节和伸长节分蘖芽中CTK和IAA的含量。6-BA处理打破了分蘖芽的休眠，显著提高了倒二节和倒二芽中CTK含量，降低了倒二节中IAA含量，对倒二芽中IAA含量影响不大，显著提高了节、芽中CTK/IAA值。去穗后外施IAA逆转了去穗对节、芽CTK含量提高效果，CTK含量维持在较低值，显著提高了倒二节中IAA含量，对倒二芽中IAA含量无显著影响，显著降低了节、芽中CTK/IAA值。CTK和IAA共同调控分蘖发生，较高的CTK/IAA值利于分蘖芽萌发，较低的CTK/IAA值使其休眠，节中CTK/IAA值在2.6~2.8，芽中CTK/IAA值在4.8~5.0，可作为分蘖芽休眠与萌发转换的临界指标。

减量施氮对玉米-大豆套作系统中作物产量的影响

刘小明，雍太文，苏本营，刘文钰，周丽，宋春，杨峰，王小春，杨文钰

作物学报. 2014, (09):  1629-1638.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01629

摘要 ( 610 )   RICH HTML    PDF (1105KB) ( 1247 )  

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通过田间试验，研究了种植模式(玉米单作、大豆单作、玉米-大豆套作)和施氮水平(0、180、240 N kg hm^–2)对作物产量和大豆光合特性、干物质积累的影响。结果表明，大豆叶片P_n、G_s、C_i、T_r和植株干物质积累量随生育时期的推移呈先增加后降低的趋势。与单作相比，套作处理大豆的P_n、G_s、T_r在V5期(玉米大豆共生期)显著降低，但在R2、R4、R6期(玉米收获后)无显著差异，地下部、地上部及总干物质积累量在各生育时期呈降低趋势，R4~R6期的作物生长率和经济系数则显著提高。玉米-大豆套作体系下，施氮显著提高了大豆花后叶片P_n、G_s、T_r和植株地下部、地上部及总干物质积累量，增加了大豆单株荚数和产量，与习惯施氮(240 N kg hm^–2)相比，减量施氮处理(180 N kg hm^–2)大豆的P_n在R4、R6期提高了3.57%、11.82%，总干物质积累量在R6、R8期提高了5.06%、10.21%，单株荚数、产量提高了8.30%、10.15%。减量施氮处理下，玉米-大豆套作系统的总产量最高，总经济系数为0.49，LER达2.17。玉米-大豆套作减量一体化施肥有利于提高大豆光合特性和干物质积累，提高大豆产量和玉米-大豆套作系统总产。

水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响

孙永健，孙园园,徐徽，李玥，严奉君，蒋明金，马均

作物学报. 2014, (09):  1639-1649.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01639

摘要 ( 757 )   RICH HTML    PDF (510KB) ( 1109 )  

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以高产氮高效品种(德香4103)和中产氮低效品种(宜香3724)为材料，通过“淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)”、“控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)”、“旱种+氮肥优化运筹(W3N2)” 3种水氮管理模式处理，研究其对氮素利用及产量的影响及其生理特性，并探讨氮素利用及产量与生理响应间的关系。结果表明，氮效率品种间的差异与水氮管理模式对水稻氮素利用特征、灌溉水生产效率、生理特性及产量均存在显著影响；不同氮效率品种间在氮肥利用效率方面的差异明显高于水氮管理模式的调控效应；而水氮管理模式对灌溉水生产效率、总吸氮量、氮素干物质生产效率及稻谷生产效率的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式能促进不同氮效率水稻拔节至抽穗期、抽穗至成熟期氮素的累积，提高功能叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、光合速率(P_n)及根系活力，进而提高稻谷产量及氮肥利用率，且对中产氮低效品种的调控效应显著高于对高产氮高效品种，为本试验最佳的水氮管理模式。高产氮高效品种的平均总颖花数、拔节至抽穗期稻株氮累积量、功能叶GS活性、P_n及根系活力均显著高于氮低效品种，尤其结实期高产氮高效品种更有利于维持叶片及根系的代谢同化能力，利于氮素转运、再分配到籽粒中提高稻谷生产效率及氮肥利用效率，是氮高效品种相对于氮低效品种高产、氮高效利用的重要原因。相关分析表明，水氮管理模式下不同氮效率水稻主要生育时期功能叶GS活性、P_n及根系活力与氮素利用及稻谷产量均存在显著或极显著的正相关；尤其以水稻抽穗期剑叶GS活性及根系活力与氮素利用及稻谷产量的正相关性最高。

不同生育时期遮光对玉米籽粒灌浆特性及产量的影响

陈传永，王荣焕，赵久然,徐田军，王元东，刘秀芝，刘春阁，裴志超，成广雷，陈国平

作物学报. 2014, (09):  1650-1657.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01650

摘要 ( 655 )   RICH HTML    PDF (312KB) ( 1336 )  

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为探索不同时期遮光对玉米籽粒灌浆特性和产量的影响, 2012—2013年以玉米品种京科968与郑单958为试验材料, 在大田条件下用透光率50%的遮阳网分别于13叶全展期(T1)、吐丝期(T2)、吐丝后15 d (T3)遮光处理, 每期遮光7 d, 以自然光照为对照, 并利用Logistic方程y =A/(1+Be^–Cx)比较不同遮光处理玉米籽粒灌浆过程。结果表明,不同时期遮光均导致玉米穗粒数、千粒重和产量不同程度降低, 且遮光时期越晚降幅越大, 其中产量差异显著; 遮光导致灌浆高峰持续期与活跃灌浆天数(P)缩短, 最大灌浆速率(G_max)与平均灌浆速率均下降, 籽粒终极生长量(A)降低; 品种特性决定粒重、穗粒数与灌浆参数的关系, 同一品种的粒重与灌浆速率最大时的生长量(W_max)呈显著正相关, 品种间的粒重差异由活跃灌浆天数(P)决定, 同一品种的穗粒数与最大灌浆速率(Gmax)呈显著正相关, 品种间的穗粒数差异由灌浆速率最大时的生长量(W_max)决定。选择适宜品种, 提高籽粒灌浆速率最大时的生长量(W_max)与最大灌浆速率(G_max), 并延长活跃灌浆天数(P)是玉米在光胁迫环境下获得高产、稳产的重要途径。

IAA、GA₃和ABA对稻根负向光性和生长的影响

刘大同，荆彦平，史海翔，钟婷婷，王忠

作物学报. 2014, (09):  1658-1666.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01658

摘要 ( 1085 )   RICH HTML    PDF (11810KB) ( 1170 )  

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为探明稻根负向光性与内源植物激素含量的关系，以及外源激素对水稻根系生长的影响，以扬稻6号(籼稻)、日本晴(粳稻)和中花11 (粳稻)的OsPIN1a超表达转基因水稻为材料，观察了根负向光性生长的过程，分析了负向光弯曲部位内源生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)和脱落酸(ABA)的含量，以及外源激素对水稻根系形态和解剖结构的影响。结果表明, 扬稻6号和日本晴的根都具有负向光性，扬稻6号侧根和不定根的负向光性大于日本晴；2种材料中，IAA、GA₃和ABA在发生负向光弯曲过程中的含量变化基本一致。光照引起3种激素的含量下降；向光侧的含量低于背光侧。单侧光照和外施IAA共同促进了籼稻根毛的大量发生；与普通水稻相比，OsPIN1a超表达稻株的根负向光性角度增大。外源GA₃和ABA处理与稻根负向光性间无直接关系；外源ABA处理显著抑制了根的生长，单株根系总吸收表面积与根数均减少。10 µmol L^-1 ABA处理的水稻根尖生长异常，分生区和根冠发育不良，细胞伸长受抑，成熟区细胞变形使根局部膨胀，并改变了中央维管组织的发育。

玉米自交系吐丝期叶片光合参数与其耐旱性的关系

陈春梅,高聚林*,苏治军,于晓芳,胡树平,赵晓亮

作物学报. 2014, (09):  1667-1676.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01667

摘要 ( 747 )   RICH HTML    PDF (367KB) ( 1082 )  

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从玉米自交系吐丝期光合特性适应干旱环境的角度，探索玉米自交系的耐旱性。2012年在土默川平原灌区和河套平原灌区以及2013年河套平原灌区，利用耐旱性不同的51个玉米自交系，在吐丝期采取干旱胁迫处理，研究分析了叶片光合相关参数对干旱胁迫的响应及其与耐旱性的关系。结果表明，玉米自交系在吐丝期干旱胁迫与正常灌溉条件下P_n、T_r、G_s、C_i、F_v/F_m、Φ_PSII和SPAD的相对值与其耐旱系数呈极显著正相关，WUE相对值与耐旱系数呈极显著负相关，而q_N和q_P的相对值与耐旱系数不相关；上述8个叶片光合参数与耐旱系数的逐步回归分析表明，P_n、WUE、F_v/F_m、Φ_PSII和SPAD相对值与耐旱系数在0.01水平显著相关，P_n、WUE、SPAD相对值对耐旱系数有直接贡献，而F_v/F_m和Φ_PSII对耐旱系数起间接作用。通过上述5个显著相关光合参数将两年三地表现一致的32份自交系的抗旱性分为3类，第1类8份(H201、H21、英64、吉842、早49、吉8415、东46和沈137)属于耐旱性强的；第2类15份属于耐旱性较强的；第3类9份属于耐旱性弱的，此结果与对应的自交系产量差异分类结果相一致。因此，玉米自交系吐丝期P_n、WUE、F_v/F_m、Φ_PSII、SPAD的相对值和耐旱系数可作为其耐旱性评价指标。建立了3类耐旱性玉米自交系吐丝期P_n、WUE、F_v/F_m、Φ_PSII、SPAD的相对值与耐旱系数的回归关系，并明确了其阈值范围。

覆膜栽培对甘薯幼根生长发育、块根形成及产量的影响

王翠娟,史春余,王振振,柴沙沙,柳洪鹃,史衍玺

作物学报. 2014, (09):  1677-1685.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01677

摘要 ( 975 )   RICH HTML    PDF (3921KB) ( 1114 )  

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 选用济徐23为材料，进行2年的大田试验和一年的盆栽试验，研究2种覆膜栽培对甘薯生长前期幼根生长发育和吸收能力、分化根内源激素含量和封垄期单株块根鲜重的影响及其与产量的关系。结果表明，覆黑色膜和覆透明膜处理与对照相比，均显著(P<0.05)增加甘薯秧苗栽植后10 d和20 d的幼根数量、总长度、鲜重、表面积、体积和幼根根系的吸收面积、活跃吸收面积，其中的幼根数量、鲜重、体积、幼根根系的吸收面积、活跃吸收面积在2种覆膜处理间差异显著(P<0.05)，覆黑色膜优于覆透明膜；2种覆膜处理显著(P<0.05)提高秧苗栽植后10 d的根系活力，且覆黑色膜优于覆透明膜。同时，在块根分化期(秧苗栽植后20 d和30 d)2种覆膜处理显著(P<0.05)提高了分化根的ZR含量，促进初生形成层的活动和块根形成；在块根膨大初期(秧苗栽植后40 d)2种覆膜处理显著(P<0.05)提高分化根的ABA含量和显著(P<0.05)降低分化根的GA含量，促进次生形成层的活动、淀粉积累和块根膨大，其中，块根膨大初期2种覆膜处理ABA和GA含量差异显著(P<0.05)，均覆黑色膜处理效果最好。在2年的大田试验中，2种覆膜处理与对照相比，均显著提高了甘薯封垄期的单株有效薯块数和单薯鲜重，覆黑色膜的单株有效薯块数高于覆透明膜，而覆透明膜的单薯鲜重显著(P<0.05)大于覆黑色膜处理。覆黑色膜和覆透明膜处理2011年分别增产10.71%和5.76%，2012年分别增产12.99%和7.45%。

施氮期对小麦茎秆木质素合成的影响及其抗倒伏生理机制

卢昆丽,尹燕枰,王振林*,李勇,彭佃亮,杨卫兵,崔正勇,杨东清,江文文

作物学报. 2014, (09):  1686-1694.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01686

摘要 ( 652 )   RICH HTML    PDF (434KB) ( 1266 )  

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为明确氮肥施用模式对小麦茎秆木质素合成与积累及抗倒伏能力的影响，2011—2012和2012—2013生长季，选用济麦22 (抗倒伏)和山农16 (不抗倒伏)品种，分析不同生育期追施氮肥处理的茎秆木质素含量和木质素合成相关酶活性，及其与抗倒伏指数和产量的关系。各处理总施氮量为240 kg hm⁻²，其中80 kg hm⁻²播前基施，其余氮肥按4种模式追施，分别是起身期和孕穗期各一半(N1)、拔节期全施(N2)、拔节期和开花期各一半(N3)和孕穗期全施(N4)。与N2和N3处理相比，N1和N4处理的茎秆木质素含量高，茎秆抗折力大，茎秆抗倒能力强。各处理对木质素合成关键酶活性有显著影响，其中N1的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、酪氨酸解氨酶(TAL)和过氧化物酶(POD)活性较高；N2处理第2节间形成后0~7 d时PAL、TAL和POD活性显著高于其他处理，但第2节间形成后21 d时迅速下降；N3处理第2节间形成后0~21 d时PAL、TAL和POD活性低，但开花期(21 d)追氮延缓了3种酶活性的降低；N4处理显著提高了第2节间形成14 d后的酶活性。在乳熟期和蜡熟期，两品种的基部茎秆抗折力和抗倒伏指数均以N1和N4处理显著优于其他处理，并且N1和N4处理的籽粒产量也显著高于其他处理。试验结果表明，孕穗期追肥的N1和N4处理有助于提高茎秆中PAL、TAL、POD活性及木质素含量，提高小麦茎秆的机械强度及抗倒伏能力，降低小麦倒伏面积和倒伏程度。

研究简报

小麦阿拉伯木聚糖含量的QTL分析及其与品质性状的关系

杨莉,黄玉莲,常萍,阎俊,张业伦,夏先春,田宇兵,何中虎,张勇

作物学报. 2014, (09):  1695-1701.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01695

摘要 ( 960 )   RICH HTML    PDF (465KB) ( 954 )  

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阿拉伯木聚糖是小麦中最重要的非淀粉多糖, 对营养和加工品质有重要影响。采用IciMapping软件, 对PH82-2/内乡188重组自交系群体(F_2:6)的水溶性和总阿拉伯木聚糖含量进行QTL分析, 在1B、4B、5B、5D和6B染色体上定位5个控制总阿拉伯木聚糖含量的QTL, 分别解释5.6%~18.7%的表型变异; 在1A、1B、5B、6B和7A染色体上定位5个控制水溶性阿拉伯木聚糖含量的QTL, 分别解释4.3%~34.9%的表型变异。其中, 1B、5B和6B染色体上影响水溶性和总阿拉伯木聚糖含量的QTL位于同一标记区间。1BL/1RS易位对水溶性和总阿拉伯木聚糖含量有显著作用, 籽粒硬度对总阿拉伯木聚糖含量有显著作用。阿拉伯木聚糖含量, 特别是总阿拉伯木聚糖含量, 与快速黏度分析仪峰值黏度、稀澥值, 以及面条品质黏弹性、食味呈显著相关, 但相关系数受1BL/1RS易位和籽粒硬度影响。

茶树bZIP转录因子基因CsbZIP1的克隆与表达定位

曹红利,岳川,周艳华,王璐,郝心愿,杨亚军*,王新超*

作物学报. 2014, (09):  1702-1709.  doi:10.3724/SP.J.1006.2014.01702

摘要 ( 832 )   RICH HTML    PDF (2650KB) ( 1080 )  

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碱性亮氨酸拉链蛋白(bZIP)作为真核生物中分布最广、最保守的一类转录因子，参与多种生物学过程，尤其在植物抵御各种逆境胁迫中有重要作用。采用RACE和RT-PCR技术克隆到茶树bZIP转录因子基因全长cDNA序列，命名为CsbZIP1(GenBank登录号为JX050148.1)。该基因cDNA全长1515 bp，包含813 bp的完整开放阅读框(ORF)，编码270个氨基酸，预测分子量29.484 kD；含有bZIP家族典型的BRLZ结构域碱性结构域和亮氨酸拉链，属于B_-zip1家族；系统发育树分析显示CsbZIP1属于bZIP转录因子F亚家族；亚细胞定位结果表明CsbZIP1主要定位于细胞核；qRT-PCR分析表明，4℃低温和NaCl盐胁迫处理均能诱导CsbZIP1的表达，表达量变化趋势都是随着胁迫时间先逐渐升高，到24 h时降低，ABA胁迫处理24 h抑制CsbZIP1的表达。推测CsbZIP1与茶树低温、盐等逆境胁迫密切相关。