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2018年 第44卷 第02期 刊出日期：2018-02-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

利用SSR和SNP标记分析鲁麦14对青农2号的遗传贡献

李玉刚, 任民, 孙绿, 王圣健, 韩梅, 李振清, 翟晓灵, 代小雁, 侯元江, 盖红梅

作物学报. 2018, (02):  159-168.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00159

摘要 ( 633 )   HTML ( 14 )   PDF (1897KB) ( 893 )  

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鲁麦14既是大面积推广品种, 又是育种骨干亲本, 衍生了40多个品种, 其中青农2号(鲁麦14/烟农15//矮秆麦)是近年审定的小麦品种。本研究利用350个SSR标记和小麦90k芯片检测的26 026个SNP标记, 解析了鲁麦14对青农2号的遗传贡献。鲁麦14和烟农15分别含有1/4和1/2蚰包麦血统, 基因组分子标记分析结果显示, 这两个品种有55.42%的SSR位点一致, 而SNP位点一致性高达71.53%。选择亲本间差异位点, 分析鲁麦14和烟农15对青农2号的遗传贡献, 结果表明鲁麦14对青农2号的贡献大于烟农15, 青农2号与亲本鲁麦14、烟农15分子标记的一致性, SSR标记分别为54.11%和36.30%, SNP标记分别为72.55%和26.98%。依据高通量SNP标记结果, 从染色体水平看, 烟农15贡献率超过50%的染色体有2B、3B和6A; 而鲁麦14在除此之外的18条染色体的遗传贡献率大于50%。青农2号遗传组成图谱揭示了遗传物质多以较大染色体片段形式从亲本传递至子代。对亲本和子代进行多年多点的农艺性状调查, 发现青农2号的旗叶长、旗叶宽、穗下节间长、穗叶距、抽穗度等株型相关性状及千粒重、粒长等产量相关性状与鲁麦14相近, 株高、生育期等性状与烟农15相近。本文从分子层面解析育种亲本对子代的遗传贡献, 为分子标记辅助育种提供了依据和理论基础。

水稻花器官数目突变体mf2的鉴定和基因定位

严贤诚, 陈立凯, 罗玉花, 罗文龙, 王慧, 郭涛, 陈志强

作物学报. 2018, (02):  169-176.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00169

摘要 ( 629 )   HTML ( 4 )   PDF (2919KB) ( 703 )  

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水稻的花器官发育影响着水稻的产量与品质。本研究通过¹²C重离子诱变航恢7号获得一个水稻花器官突变体multi-floret 2 (mf2), 其稃片、浆片、雄蕊、雌蕊增多, 多数小穗内具2~3朵类似小花。mf2内外稃不能很好勾合, 而且形状和维管束的数目都产生了一定程度的变化。电镜扫描幼穗发现花器官的变异在幼穗分化期的各花器官原基分化时就已形成。另外, 该突变体的抽穗期推迟, 株高降低, 穗数增多, 表明其营养生长也受到一定的影响。遗传分析表明mf2突变体表型受单隐性核基因控制。利用SSR、InDel分子标记将MF2定位于第1染色体的标记SSR39108和InD39210之间, 区间大小约为102 kb。

自花授粉诱导的甘蓝功能基因BoSPI的克隆与表达分析

蒲敏, 罗绍兰, 廉小平, 张贺翠, 白晓璟, 王玉奎, 左同鸿, 高启国, 任雪松, 朱利泉

作物学报. 2018, (02):  177-184.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00177

摘要 ( 518 )   HTML ( 11 )   PDF (3575KB) ( 536 )  

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自交不亲和性是甘蓝在长期进化过程中形成的防止自交衰败、促进杂交优势的一种复杂而完善的遗传机制。克隆自交不亲和性相关基因对甘蓝自交不亲和性的深入研究和利用有重要意义。本研究通过挖掘0~60 min自花和异花授粉的甘蓝柱头转录组数据, 筛选到一个受自花授粉诱导上调表达的基因, 命名为BoSPI。BoSPI开放阅读框534 bp, 编码177个氨基酸, 理论等电点为4.21, 不包含信号肽和跨膜区, 含有4个保守的EF-hand结构域。BoSPI基因起始密码子上游2000 bp的核苷酸序列中含有真菌诱导响应、代谢调节以及器官形成等应答元件。BoSPI基因在大肠杆菌中可诱导表达为17 kD的蛋白。BoSPI在柱头中表达量最高, 在花瓣、萼片、叶片、雄蕊表达量较低。BoSPI蛋白被定位在细胞膜和细胞质。自花授粉30 min后对BoSPI基因的诱导表达显著增强。表明BoSPI参与了柱头响应自花花粉刺激的分子过程, 可能是实现甘蓝自交不亲和性相关的某种新功能基因。

R2R3-MYB转录因子GmMYB184调节大豆异黄酮合成

朱莹, 褚姗姗, 张培培, 程浩, 喻德跃, 王娇

作物学报. 2018, (02):  185-196.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00185

摘要 ( 680 )   HTML ( 17 )   PDF (2561KB) ( 650 )  

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异黄酮是一类主要含在豆科植物中的次生代谢物, 在植物防御体系中发挥重要作用, 并与人类健康密切相关。大豆异黄酮含量受多基因和复杂代谢网络控制, 调控代谢途径上的结构基因不能显著改变大豆异黄酮含量, 与异黄酮代谢途径相关的转录因子的鉴定和应用可能会有效解决这个问题。本研究克隆了一个与大豆异黄酮合成相关的R2R3类型MYB转录因子GmMYB184, 并进行了初步的功能验证。亚细胞定位研究结果表明GmMYB184转录因子定位于细胞核。组织表达分析结果表明该转录因子基因与IFS2 (异黄酮合酶2编码基因)的表达模式相同。同时, GmMYB184和IFS2的表达模式与异黄酮的积累模式相似。谷胱甘肽诱导表达分析表明该转录因子基因与IFS2共同被诱导, 说明这两个基因可能参与同一或相似的生物过程。采用双荧光素酶报告系统分析其对异黄酮合成途径关键基因的转录激活活性影响, 发现GmMYB184能够促进IFS2和CHS8启动子表达活性分别提高5倍和7倍。最后, 通过发根农杆菌介导的遗传转化系统, 找到该转录因子在异黄酮合成调控中的直接作用证据。沉默GmMYB184导致大豆毛状根异黄酮含量的显著下降。但是, 过表达GmMYB184不足以显著提高毛状根中异黄酮的含量。总之, 本研究为大豆异黄酮合成分子机制探索及大豆异黄酮品质改良提供了理论依据。

甘蓝型油菜蔗糖磷酸合酶(SPS)基因家族成员鉴定及表达分析

张莉, 荐红举, 杨博, 张翱翔, 张超, 杨鸿, 张立源, 刘列钊, 徐新福, 卢坤, 李加纳

作物学报. 2018, (02):  197-207.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00197

摘要 ( 822 )   HTML ( 16 )   PDF (2747KB) ( 944 )  

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蔗糖磷酸合酶(sucrose phosphate synthase, SPS)是调控植物蔗糖合成的限速酶, 对光合产物的转运和积累有重要影响。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝型油菜基因组数据库鉴定出11个甘蓝型油菜SPS基因家族成员, 根据系统进化分析将其分成A、B和C共3个亚家族。基因结构预测表明, SPSC-1有5个外显子, 其他SPS基因均有11~15个外显子。顺式作用元件分析表明, 油菜SPS基因除含基本的启动子保守元件外, 还含有许多与逆境和激素响应相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果表明, BnSPSA1在花中表达量最高, BnSPSA2在各组织中均有不同程度的表达, BnSPSB只在叶、蕾和花中表达, BnSPSC在叶中表达量最高, 在蕾和花中有少量表达而在其他组织中基本不表达, 说明SPS基因在甘蓝型油菜中的表达具有明显的组织特异性; BnSPSA1和BnSPSC在高生物产量油菜叶片中的表达高于低生物产量油菜, BnSPSB则在低生物产量油菜中的表达量更高, 说明SPS基因与油菜生物产量密切相关。本研究为油菜SPS基因的功能研究和利用奠定了基础。

我国部分主推小麦品种组织培养再生能力评价

张伟, 尹米琦, 赵佩, 王轲, 杜丽璞, 叶兴国

作物学报. 2018, (02):  208-217.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00208

摘要 ( 868 )   HTML ( 5 )   PDF (2972KB) ( 1035 )  

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小麦细胞工程育种和基因工程育种存在强烈的基因型特异性, 从目前推广的优良小麦品种中筛选不同外植体再生能力强的基因型, 对于提高小麦生物技术育种效率和加速育成品种的生产应用具有重要意义。本研究以全国大面积推广的24个优良小麦品种和抗白粉病优良品系CB037为材料, 连续2年进行花药培养、幼胚培养和成熟胚培养, 统计愈伤组织诱导率、愈伤组织分化率和植株再生率, 分析、评价这些小麦品种(系) 3种外植体的组织培养再生性能。结果表明, 25个小麦品种(系)花药、幼胚、成熟胚的植株再生率分别为0~41.75%、2.25%~531.92%和3.24%~84.34%, 基因型差异显著; 组织培养再生能力以幼胚最强(119.79%), 成熟胚其次(36.23%), 花药最弱(4.91%)。CB037的3种外植体组织培养再生效率均最高, 轮选987、扬麦16、内麦836、科农199、新春6号、郑麦366、郑麦9023、新冬20、烟农19和川麦42幼胚培养植株再生能力表现较强, 新春6号、京冬8号、石麦4185、科农199和轮选987成熟胚培养植株再生率较高, 石麦4185和邯6172花药培养绿苗诱导率较高。小麦组织培养效率与基因型和外植体类型密切相关, 不同品种同一外植体再生能力差异显著, 同一品种不同外植体再生能力也存在显著差异, 并且3种外植体的组织培养再生能力不存在相关性。本研究筛选到不同外植体再生能力较好的优良小麦基因型, 可进一步用于小麦转基因育种和单倍体育种。

棉花半乳糖基转移酶基因GhGalT1启动子的克隆及表达分析

秦丽霞, 李静, 张换样, 李盛, 竹梦婕, 焦改丽, 吴慎杰

作物学报. 2018, (02):  218-226.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00218

摘要 ( 837 )   HTML ( 11 )   PDF (2741KB) ( 815 )  

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糖基转移酶(glycosytransferase, GT)是催化活化的供体糖基转移到特异受体生成糖苷键的酶类, 在应答多种生物和非生物胁迫中起重要作用。本研究利用PCR技术从陆地棉品种Coker 312基因组中分离克隆了GhGalT1基因的启动子, 序列长度为539 bp, 命名为pGhGalT1。启动子分析软件PlantCARE分析表明pGhGalT1含有CAAT-box、TATA-box核心元件, 以及响应干旱、热、脱水、防御与胁迫应答的顺式作用元件MBS、HSE、MYCCONSE、TC-rich repeats和CGTCA-motif等。因此将pGhGalT1构建到启动子检测载体pBI101-GUS上, 形成pBI101-pGhGalT1-GUS融合表达载体, 以检测其启动子活性。通过农杆菌介导的浸花法转化拟南芥, 经卡那霉素抗性筛选及PCR检测成功获得阳性转基因植株。对T₃代转基因拟南芥进行组织化学染色分析显示该启动子主要在生长5~15 d的幼苗主根及侧根根尖表达, 在子叶及莲座叶边缘也有微弱表达。非生物胁迫和激素处理后的组织化学染色、GUS酶活性及GUS基因定量分析结果显示GhGalT1基因的启动子受盐、渗透胁迫和激素(6-BA、MeJA、BL)的诱导, 该结果为合理选用启动子改良作物提供理论依据。

基于棉花U6启动子的海岛棉CRISPR/Cas9基因组编辑体系的建立

李继洋, 雷建峰, 代培红, 姚瑞, 曲延英, 陈全家, 李月, 刘晓东

作物学报. 2018, (02):  227-235.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00227

摘要 ( 712 )   HTML ( 6 )   PDF (4512KB) ( 532 )  

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CRISPR/Cas9基因组编辑技术是基因功能研究的一种强有力的工具, 目前已在许多生物体中成功实现内源靶向基因的突变。利用已克隆的海岛棉新海16的2个U6启动子, 分别构建带有新海16内源基因(GbGGB和GbERA1)靶位点DNA片段的CRISPR/Cas9基因编辑载体。以新海16的胚性愈伤组织为供试材料, 制备海岛棉的原生质体。通过PCR方法大量富集构建好的CRISPR/Cas9基因编辑载体的核心片段(包括GbU6::sgRNA和CAMV35S::Cas9两部分), 并利用PEG法转化海岛棉的原生质体。对原生质体基因组DNA进行酶切后PCR, 成功检测到内源靶基因的突变现象。对PCR产物进行克隆测序, 结果显示序列突变的类型主要以碱基替换为主, 少数为碱基缺失。结果表明基于海岛棉U6启动子的CRISPR/Cas9基因编辑系统能在海岛棉中实现靶向基因编辑的功能, 为棉花功能基因组学研究提供了重要的技术基础。

陆地棉钾转运体基因GhHAK5的序列特征及表达分析

晁毛妮, 温青玉, 张志勇, 胡根海, 张金宝, 王果, 王清连

作物学报. 2018, (02):  236-244.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00236

摘要 ( 587 )   HTML ( 6 )   PDF (2944KB) ( 607 )  

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KUP/HAK/KT钾转运体基因家族对植物吸收钾离子发挥重要作用, 鉴定和克隆棉花的钾转运体基因, 对于改良棉花的钾吸收特性, 提高棉花的产量和品质具有重要意义。基于已测序的陆地棉基因组序列, 本研究通过同源克隆的方法鉴定到陆地棉钾转运体基因GhHAK5, 并以陆地棉品种百棉1号为材料对其CDS序列进行扩增。结果表明, GhHAK5基因的CDS全长为2451 bp, 编码816个氨基酸, 分子量和等电点分别为91.23 kD和8.15。GhHAK5蛋白具有KUP/HAK/KT家族基因的保守结构域“K-trans”(Pfam02705)和标志性序列GXXXGDXXXSPLY, 并具有11个跨膜区。在进化上, GhHAK5蛋白与拟南芥AtHAK5亲缘关系最近, 其次是与水稻的OsHAK5, 它们同属Cluster I进化簇。亚细胞定位结果显示, GhHAK5是一个定位于质膜的蛋白, 这与其主要作为钾转运子参与K⁺吸收的功能是一致的。GhHAK5基因在根中表达量最高, 在茎、叶、花瓣、纤维和花萼中表达量很低, 且其表达受外界低钾环境诱导。本研究结果为进一步了解GhHAK5基因的功能及培育钾高效棉花品种奠定了基础。

水稻穗上不同粒位籽粒胚乳结构及其结实期灌溉方式对它的调控作用

袁莉民, 展明飞, 章星传, 王志琴, 杨建昌

作物学报. 2018, (02):  245-259.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00245

摘要 ( 801 )   HTML ( 12 )   PDF (18363KB) ( 604 )  

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为探明水稻穗上不同粒位胚乳结构形成特征及结实期灌溉方式对它的调控作用, 本研究以籼稻扬稻6号和粳稻武运粳24为材料, 运用扫描电镜观察了穗上不同部位籽粒胚乳结构的形成动态。自抽穗至成熟设置保持浅水层(CK)、轻干-湿交替灌溉(WMD)和重干-湿交替灌溉(WSD) 3种灌溉方式, 观察了干湿交替灌溉方式对水稻产量和籽粒胚乳结构的影响。结果表明, 灌浆过程中稻米胚乳结构的形态建成顺序是, 上部穗籽粒早于中部穗籽粒更早于下部穗籽粒, 一次枝梗籽粒早于二次枝梗籽粒, 穗上早开花的籽粒早于迟开花的籽粒。与CK相比, 结实期WMD可以明显提高水稻产量; 其穗下部籽粒胚乳的淀粉体排列更紧密, 籽粒背部淀粉粒嵌挤甚至粘连。在WSD下, 稻米胚乳淀粉体排列疏松, 体积减小, 粒径差异增大, 相互间隙增大。灌溉方式对胚乳结构的影响, 因粒位而异, 以下部穗二次枝梗籽粒的腹部最为显著。表明水稻穗上不同部位籽粒胚乳结构形成与花后天数有密切关系; 结实期WMD可以改进穗下部籽粒胚乳结构, WSD则会使胚乳结构变差。灌浆期土壤水势-20 kPa 可作为改善稻米胚乳淀粉结构的节水灌溉低限指标。

黄淮麦区小麦主栽品种粒重与籽粒灌浆特性的关系

苗永杰, 阎俊, 赵德辉, 田宇兵, 闫俊良, 夏先春, 张勇, 何中虎

作物学报. 2018, (02):  260-267.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00260

摘要 ( 732 )   HTML ( 8 )   PDF (551KB) ( 1023 )  

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研究粒重与籽粒灌浆特性的关系对提高小麦产量潜力和稳定性具有重要意义。采用Logistic方程, 对2012—2015连续3年度种植在河南安阳的14份黄淮麦区主栽品种和苗头品系的粒重及其籽粒灌浆特性研究表明, 粒重和灌浆速率参数主要受基因型控制, 灌浆持续时间主要受环境影响。不同粒重类型品种间平均灌浆速率、最大灌浆速率和各时期灌浆速率均存在显著差异, 表现为高粒重>中等粒重>低粒重, 灌浆持续时间则差异不显著。灌浆速率, 特别是快增期灌浆速率快慢是造成品种间粒重差异的主要原因。粒重与所有灌浆速率参数均呈显著正相关(P<0.001), 与快增期灌浆速率和平均灌浆速率的相关系数分别为0.97和0.90, 与灌浆持续时间相关不显著。建议采用平均灌浆速率对相关性状进行基因定位, 以进一步改良黄淮麦区小麦品种的粒重。

覆膜、沟垄作对旱作农田玉米产量和水分利用的叠加效应

谢军红, 李玲玲, 张仁陟, 柴强

作物学报. 2018, (02):  268-277.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00268

摘要 ( 528 )   HTML ( 2 )   PDF (719KB) ( 594 )  

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为了揭示黄土高原半干旱区玉米(Zea mays L.)种植中覆膜、沟垄作的增产作用和水分利用特征, 布设大田定位试验, 包括全覆膜沟垄作、全覆膜平作、半覆膜平作和不覆膜平作4个处理。结果发现, 连续3个平水年中, 全膜沟垄作集成了全覆膜与沟垄作的优点, 产生明显的叠加效应, 较半膜平作分别增产2282.9、2460.2和2765.5 kg hm^-2, 增产率为32.3%、49.8%和46.5%。其中, 全覆膜的贡献分别为59.3%、90.3%和20.9%, 沟垄作的贡献分别为40.7%、9.7%和79.1%。叠加效应中全覆膜与沟垄作对产量的贡献呈此消彼长态势, 连作前两年, 全覆膜的作用大于沟垄作, 连作第3年, 沟垄作的作用大于全覆膜。玉米的水分利用效率, 全膜沟垄作较半膜平作的增幅为10.6%~25.2%。在同等降水条件下, 全覆膜沟垄作、全覆膜平作处理播前土壤贮水量较不覆膜平作增幅分别达6.3%~15.1%和3.5%~11.5%。收获期土壤贮水量明显低于不覆膜平作, 降幅达6.0%~12.9%和4.7%~7.5%。随着连作年限的增长, 土壤贮水量呈递减趋势, 连作第2、第3年收获期全覆膜沟垄作、全覆膜平作较连作开始土壤贮水量分别降低37.1%、44.0%和35.5%、40.9%, 连作第2年全覆膜沟垄作在50~200 cm出现干燥化现象, 第3年各处理30~200 cm土层均出现干燥化现象。综上所述, 全覆膜沟垄作具有明显的增产和提高水分利用效率的作用, 但其较高的产量以高耗水为代价, 在连续低降水条件下, 3年玉米连作会导致土壤干燥化, 存在生态安全风险。

种植密度对油菜机械收获关键性状的影响

李小勇, 周敏, 王涛, 张兰, 周广生, 蒯婕

作物学报. 2018, (02):  278-287.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00278

摘要 ( 743 )   HTML ( 12 )   PDF (511KB) ( 592 )  

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油菜机械化生产中, 茎秆倒伏和角果开裂是引起产量损失的主要因素。为探究密度对油菜机械化关键性状的影响, 以中双11、华油杂9号为材料, 设置4个密度(15万株 hm^-2、30万株 hm^-2、45万株 hm^-2和60万株 hm^-2), 测定产量构成、倒伏指数及抗裂角指数相关指标。结果表明, (1)不同密度下, 群体有效角果数, 每角粒数差异显著, 2个品种产量均在45万株 hm^-2时最大; (2)随密度增加, 油菜根颈粗变细, 茎秆倒伏指数增加, 增加了倒伏风险; 在低密度(15万株 hm^-2和30万株 hm^-2)下, 茎秆临近冠层部位最易倒伏, 在高密度(45万株 hm^-2和60万株 hm^-2)下, 茎秆中部及中部偏上部位倒伏指数较大, 即与低密度相比, 高密度油菜茎秆倒伏发生部位降低; (3)分枝抗裂角指数均小于主茎抗裂角指数, 且随分枝高度降低呈先增加后降低趋势。不同品种油菜主茎抗裂角指数对密度响应存在差异: 中双11随密度增加逐渐降低, 在15万株hm^-2下最大, 华油杂9号则随密度增大呈先增后降趋势, 在30万株 hm^-2下最大。角果发育初期至成熟期含水量下降速率与抗裂角指数极显著负相关, 且相关系数最大, 表明该指标是密度影响抗裂角指数的最关键因素。

春季低温对小麦产量和光合特性的影响

王瑞霞, 闫长生, 张秀英, 孙果忠, 钱兆国, 亓晓蕾, 牟秋焕, 肖世和

作物学报. 2018, (02):  288-296.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00288

摘要 ( 667 )   HTML ( 10 )   PDF (3096KB) ( 925 )  

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黄淮麦区频发春季低温冻害, 造成小麦减产。为探讨小麦品种对春季低温胁迫响应的生理特点, 确定品种抗寒性鉴定的生理指标, 以泰山6426、泰山4033和济麦22为试验材料, 研究了起身期、拔节期和孕穗期低温处理下不同品种的产量性状、光合生理指标及叶片细胞结构差异。3个品种受低温胁迫后, 观测农艺性状的变化趋势相似, 且年度间有一定的一致性。不同低温处理对株高的影响相对较小, 尤其是起身期低温处理; 不同生育期低温处理, 小麦单株穗数均显著低于对照, 但下降幅度在年度间不完全一致; 单株穗粒数和单株产量随低温处理的推迟呈现显著降低趋势, 尤以孕穗期低温处理的降低幅度最大, 单株穗粒数比对照低90.5%~93.3% (2012—2013)和91.9%~96.6% (2013—2014), 单株产量比对照低87.9%~97.3% (2012—2013)和91.5%~97.8% (2013—2014); 拔节期是低温伤害的第二敏感期, 而起身期低温对小麦产量的影响相对最小。减产的主要原因是穗粒数降低。无论是拔节期还是孕穗期低温处理, 3个品种的叶绿素含量均呈现下降趋势, 下降的幅度因品种而异; 低温胁迫下光合速率、蒸腾速率和叶片气孔导度均显著下降, 胞间CO₂浓度均有较大幅度的升高, 3个品种中泰山6426受影响最小。低温胁迫对叶绿素荧光参数也有明显影响, 除泰山6426外, 其余2个品种的F_v/F_m均显著下降。各品种受低温伤害后表皮叶肉细胞破坏严重, 排列趋于松散, 保卫细胞和副卫细胞变形, 气孔变大。本研究结果显示, 光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间CO₂浓度及F_v/F_m可作为评价品种春季抗寒性的生理指标。

甘蓝型油菜BnGS3和BnGhd7的同源克隆及其与油菜产量相关性状的关系

薛志飞, 王夏, 李付鹏, 马朝芝

作物学报. 2018, (02):  297-305.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00297

摘要 ( 646 )   HTML ( 7 )   PDF (1668KB) ( 495 )  

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甘蓝型油菜为异源四倍体, 基因组结构复杂, 而水稻基因组与油菜基因组具有一定的共线性。本研究利用水稻产量相关基因GS3和Ghd7序列信息, 通过同源克隆方法, 获得了甘蓝型油菜的同源基因BnGS3和BnGhd7。BnGS3有6个外显子, ORF全长666 bp, 编码222个氨基酸。BnGS3蛋白具有水稻GS3四个保守结构域中的VWF结构, 属于A型。BnGhd7含有1个外显子, ORF全长1014 bp, 编码337个氨基酸。BnGhd7蛋白具有N端的B-Box和C端的CCT两个重要的结构域。BnGS3和BnGhd7分别位于A2和A10连锁群, 比较测序得到BnGS3的多态性标记brgs-16及BnGhd7的多态性标记brghd-3和ghd7-7, 其中brghd-3与千粒重(P < 0.05)、ghd7-7与株高(P < 0.01)正相关, ghd7-7与开花期负相关(P < 0.05)。上述结果表明, 利用水稻功能基因序列信息克隆甘蓝型油菜的同源基因是可行的, 为油菜功能基因研究提供了一种有效途径。

基于田间表型和Bru1基因检测分析甘蔗褐锈病抗性遗传

李竹, 许莉萍, 苏亚春, 吴期滨, 成伟, 孙婷婷, 高世武

作物学报. 2018, (02):  306-312.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00306

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由黑顶柄锈菌(Puccinia melanocephala)引起的甘蔗褐锈病具有产孢量大、流行性强的特点, 可导致甘蔗产量和蔗糖分的严重损失, 了解抗病性遗传有助于抗锈病育种中的亲本选择和组合配制, 而有效的抗性鉴定技术则是分离个体选择所必需的。本研究以甘蔗分离群体为材料, 利用表型与抗褐锈病主效基因Bru1检测相结合, 研究甘蔗褐锈病抗性遗传倾向并评价Bru1基因检测与表型抗性的关联性。结果显示, 发病盛期, 感病个体中, Bru1基因未检出率为96.7%, 但未感病个体中, Bru1基因的检出率仅为66.0%, 且高抗组合CP84-1198×云蔗89-7群体中的未感病个体, 该基因检出率为0, 尽管也发现有2个组合的未感病个体中, 该基因的检出率为100%。说明由Bru1基因控制的抗性可根据该基因的检测结果判断其抗/感病性, 同时, 甘蔗基因池中还存在其他未知的控制抗病性状的主效基因。值得强调的是, 父母本的抗病性均影响杂交后代的抗病性, 但以抗病亲本为父本的组合, 其分离群体的感病个体明显减少, 说明父本对杂交后代的褐锈病抗性影响可能更大。