当期目录

2018年 第44卷 第04期 刊出日期：2018-04-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

中国小麦品种抗赤霉病基因Fhb1的鉴定与溯源

朱展望, 徐登安, 程顺和, 高春保, 夏先春, 郝元峰, 何中虎

作物学报. 2018, (04):  473-482.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00473

摘要 ( 1951 )   HTML ( 81 )   PDF (844KB) ( 1889 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提高赤霉病抗性已成为我国小麦主产区的重要育种目标之一。Fhb1是抗性最强且最稳定的抗赤霉病基因, 阐明其在我国小麦育种中的应用及传递路径, 对抗赤霉病育种有重要意义。本研究通过分析229份小麦品种(系) Fhb1区段内PFT (pore-forming toxin-like)、HC (HCBT-like defense response protein)和His (histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系, 发现PFT-I/His-I为抗病单倍型。基因检测和系谱分析表明, 中国小麦品种所含Fhb1至少有2个来源, 分别为苏麦3号和宁麦9号, 并以后者为主。本研究开发的诊断性标记PFT-CAPS和His-InDel可有效用于Fhb1的分子标记辅助育种。

BnA7HSP70分子伴侣结合蛋白超表达能够提高甘蓝型油菜耐旱性

万丽丽, 王转茸, 辛强, 董发明, 洪登峰, 杨光圣

作物学报. 2018, (04):  483-492.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00483

摘要 ( 728 )   HTML ( 12 )   PDF (5501KB) ( 993 )  

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分子伴侣结合蛋白广泛参与植物生长发育过程, 在逆境下能够保护植物细胞免受胁迫。在甘蓝型油菜中超表达油菜含有HSP70热激蛋白结构域的分子伴侣基因BnA7HSP70, 所得到的转基因植株在缺水条件下延缓萎蔫。通过生理生化实验证明, 干旱条件下转基因植株有着更高的相对含水量、更强的渗透调节能力和较低的脂质膜过氧化性。另外, 转基因植株的幼苗在萌发期表现出对糖基化酶抑制剂衣霉素处理的耐受性。Evans blue染色实验证明, 转基因植株逆境下叶片死亡细胞数目比非转基因植株减少, 叶片衰老相关标记基因BnCNX1在转基因植株中下调表达证明, 超表达BnA7HSP70基因所介导的途径能够减轻逆境胁迫下的植株衰老, 保持叶片持绿性。在转基因植株中内质网和渗透胁迫产生的细胞死亡标记基因N-Rich蛋白BnNRP延迟表达证明, 在油菜中增强BnA7HSP70基因的表达能够缓解未折叠蛋白途径(unfold protein response, UPR)和NRP (N-rich pathway)途径介导的叶片黄萎, 并降低油菜叶片失绿的标记基因BnLSC222和BnLSC54的表达。研究结果表明, 在油菜中超表达BnA7HSP70基因能够提高植株在干旱条件下内质网胁迫的耐受性。

玉米光合突变体hcf136 (high chlorophyll fluorescence 136)的转录组分析

吴庆飞, 秦磊, 董雷, 丁泽红, 李平华, 杜柏娟

作物学报. 2018, (04):  493-504.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00493

摘要 ( 961 )   HTML ( 30 )   PDF (1712KB) ( 1258 )  

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玉米是典型的C₄作物, 其光合作用由花环结构的两种细胞(叶肉细胞和维管束鞘细胞)共同完成。玉米hcf136 (high chlorophyll fluorescence 136)突变体叶肉细胞叶绿体不能形成基粒从而丧失了PSII活性, 但维管束鞘细胞的叶绿体发育不受影响, 是研究玉米C₄光合机理的好材料。本研究利用转录组测序(RNA-Seq)技术, 通过对高光和低光下野生型和hcf136突变体不同叶片部位进行转录组分析发现, PSII相关基因的转录未发生明显差异, 表明PSII复合体的缺失是非转录水平变化所引起。此外, 突变体中淀粉合成受阻, 糖降解、糖转运及Cu²⁺转运等代谢过程加剧, 且一些转录因子表达发生显著变化。该结果对进一步深入研究玉米HCF136基因的功能提供了参考。

利用Fhb1基因功能标记选择提高黄淮冬麦区小麦品种对赤霉病的抗性

张宏军, 宿振起, 柏贵华, 张旭, 马鸿翔, 李腾, 邓云, 买春艳, 于立强, 刘宏伟, 杨丽, 李洪杰, 周阳

作物学报. 2018, (04):  505-511.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00505

摘要 ( 937 )   HTML ( 16 )   PDF (3899KB) ( 1015 )  

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赤霉病已上升为黄淮冬麦区的主要病害, 提高小麦品种对赤霉病的抗性成为该麦区主要的育种目标之一。宁麦9号、生选6号、建阳798、建阳84、苏麦3号和宁麦13均携带Fhb1基因, 对赤霉病表现中抗水平以上。本研究以这6个品种(系)为供体, 分别与高感赤霉病的周麦16矮败小麦近等基因系杂交和回交, 构建6个回交群体。利用Fhb1基因的KASP标记在回交后代中进行基因型分析, 分别选择携带和不携带Fhb1基因的可育株, 对后代株系进行单花滴注接种鉴定和田间病圃自然鉴定。回交后代携带Fhb1家系整体抗性达到中感, 比不携带Fhb1家系的平均病小穗数低4.2 (P < 0.01), 平均病情指数低4.0, 比轮回亲本周麦16的平均病小穗数和病情指数分别低8.1 (P < 0.01)和28.4 (P < 0.01)。不同供体品种(系)回交后代在赤霉病抗性上表现出明显差异, 以生选6号为供体的回交后代家系抗性表现最好。本研究表明, 利用Fhb1基因分子标记辅助选择技术能够有效地提高黄淮冬麦区小麦品种的赤霉病抗性水平。

amiRNA技术沉默C-3氧化酶编码基因StCPD对马铃薯抗旱性的影响

周香艳, 杨江伟, 唐勋, 文义凯, 张宁, 司怀军

作物学报. 2018, (04):  512-521.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00512

摘要 ( 649 )   HTML ( 9 )   PDF (2037KB) ( 989 )  

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CPD (constitutive photomorphogenesis and dwarf)基因编码C-3氧化酶, 为油菜素内酯(brassinosteroid, BR)生物合成途径中的限速酶, 在植物响应逆境胁迫过程中具重要调控作用。本研究利用人工microRNA (artificial microRNA, amiRNA)技术, 构建马铃薯CPD基因(StCPD)的干扰表达载体pCPB121-amiRcpd, 通过根癌农杆菌介导法将其转入马铃薯栽培品种“紫花白”, 获得转基因植株(Ci1~Ci5), 其中Ci1和Ci3的StCPD基因干扰程度分别为78%和90%。基因组织表达特异性分析表明, StCPD在马铃薯试管苗叶片中表达量最高, 是茎和根中表达量的3.05倍和1.65倍。转基因植株株高、茎粗、根长、鲜重及薯的大小和鲜重等指标均较非转基因(NT)植株显著下降, 表明StCPD基因干扰表达后, 植株的长势明显受到抑制。模拟干旱胁迫处理下, 转基因植株叶片中丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量显著高于NT植株, 而脯氨酸含量显著低于NT植株。转基因和NT马铃薯中, StCPD基因的表达量、MDA和脯氨酸含量均显著高于对照; 且随着胁迫处理时间延长, 基因表达量呈持续增强趋势, MDA和脯氨酸含量随之增加。结果表明, StCPD基因干扰表达能明显降低马铃薯对干旱胁迫的抵抗能力, 为进一步研究BR对马铃薯生长发育和对干旱胁迫的响应奠定了基础。

基于SSSL群体的玉米穗下节间长QTL分析

郭海平, 孙高阳, 张晓祥, 闫鹏帅, 刘坤, 谢惠玲, 汤继华, 丁冬, 李卫华

作物学报. 2018, (04):  522-532.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00522

摘要 ( 689 )   HTML ( 6 )   PDF (1001KB) ( 1040 )  

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穗下节间长决定着玉米的穗位高和株高, 而株高和穗位高与产量、抗倒伏性等重要农艺性状密切相关。玉米穗下第7、第8、第9节间长对穗位高具有决定作用, 与其他农艺性状相比, 对穗下节间长的遗传基础了解甚少。因此, 研究玉米穗下节间长的遗传基础, 对玉米育种有重要意义。本研究以lx9801为受体亲本, 昌7-2为供体亲本通过连续回交和自交所构建的一套包含260份染色体单片段代换系的群体为研究对象, 通过两年两环境的表型鉴定, 并结合基因型数据对第7、第8、第9节间长和穗位高的QTL进行定位。共检测到18个第7节间长QTL, 23个第8节间长QTL和17个第9节间长QTL, 其中8个QTL是为第7、第8、第9节间长所共有。穗位高定位到的20个QTL中, 有12个(60%)与第7、第8、第9节间长QTL共定位。说明第7、第8、第9节间长与穗位高有着共同的遗传基础, 节间长也是穗位高的重要构成因子, 决定着玉米的株高和穗位高。

利用DH和IF₂群体检测甘蓝型油菜株高相关性状QTL

贺亚军, 吴道明, 傅鹰, 钱伟

作物学报. 2018, (04):  533-541.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00533

摘要 ( 624 )   HTML ( 5 )   PDF (1205KB) ( 1053 )  

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株高是油菜重要的农艺性状之一。以油菜品种Express、SWU07构建的包含261个株系的DH群体和由其构建的包含234个株系的IF₂群体为材料, 分析2年环境下株高及其相关性状QTL表明, 在2个群体的各年份环境中总共检测到41个株高及其相关性状QTL, 分布于甘蓝型油菜的13条染色体上, 其中9个与株高相关的QTL, 分布于A02、A09、C01、C02和C06连锁群, 分别揭示了3.85%~13.34%的表型变异, 15个与主花序长度相关的QTL, 分布于A01、A02、A05、A08、A09、C01、C03和C05连锁群, 分别揭示了3.82%~9.52%的表型变异; 11个与第1分枝高度相关的QTL, 分布于A01、A03、A09、C01和C03连锁群, 分别揭示了4.01%~16.54%的表型变异; 4个与分枝区段长相关的QTL, 分布于甘蓝型油菜的A07、A09、C03和C04连锁群, 揭示了4.79%~8.10%的表型变异; 2个与平均节间长相关的QTL, 分布于A07和C05连锁群, 分别揭示了4.29%~6.04%的表型变异。其中5个QTL在不同年份环境或不同群体中被重复检测到。这些QTL为油菜株高的遗传改良提供了有用的信息。

草铵膦胁迫下油菜苗期叶片药害相关性状的全基因组关联分析

陈东亮, 崔翠, 任义英, 王倩, 李加纳, 唐章林, 周清元

作物学报. 2018, (04):  542-553.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00542

摘要 ( 795 )   HTML ( 3 )   PDF (3439KB) ( 1188 )  

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随着油菜大面积种植和田间草害的日益严重, 草铵膦近年来被尝试性地用于田间除草, 但草铵膦在杀除杂草的同时或轻或重会对油菜产生药害, 影响其正常生理活动, 甚至影响其产量。本研究通过比较, 选取最能体现油菜苗期耐药性差异的200 mg L^-1作为胁迫浓度。以506份具有代表性的甘蓝型油菜品种(系)为材料, 利用芸薹属60k Illumina Infinium SNP芯片分析其基因型, 对油菜种质苗期的单位叶面积干重耐除草剂系数(CLW)、叶绿素含量耐除草剂系数(CCC)和综合药害指数(CPC)进行全基因组关联分析, 从基因组水平分析油菜在草铵膦胁迫下的生理和形态反应。关联分析中, 扫描到与单位叶面积干重耐除草剂系数显著相关的SNP位点6个, 表型贡献率在6.53%~10.04%之间; 与叶绿素含量耐除草剂系数相关的SNP位点共22个, 表型贡献率在4.97%~6.20%之间; 与综合药害指数相关的SNP位点98个, 覆盖了A、C基因组, 贡献率在3.25%~18.66%之间。通过对显著SNP位点对应的LD区间基因序列的分析, 共获得18个与草铵膦的灭生机制相关的候选基因。在叶绿素含量耐除草剂系数关联位点的LD区域发现11个候选基因, 其中9个参与酰基转移酶活性的调控, 2个与乙酰CoA转移酶活性有关。在与综合药害指数关联位点的LD区域发现7个候选基因, 其中1个与谷氨酰胺转移酶活性有关, 参与谷氨酰胺代谢, 其余6个和乙酰CoA转移酶活性有关。这些基因调控的生理生化过程均与叶片干重、叶绿素含量的变化及草铵膦的灭生机制有关。这些关联位点和候选基因的挖掘, 将为油菜在草铵膦逆境胁迫下的生理生态反应的基因调控机制研究提供参考。

耕作栽培·生理生化

干湿交替灌溉对水稻花后同化物转运和籽粒灌浆的影响

徐云姬, 许阳东, 李银银, 钱希旸, 王志琴, 杨建昌

作物学报. 2018, (04):  554-568.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00554

摘要 ( 965 )   HTML ( 13 )   PDF (1130KB) ( 1564 )  

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为阐明干湿交替灌溉对水稻花后同化物转运和籽粒灌浆的影响及其生理原因, 大田种植扬两优6号、武运粳24和旱优8号3个水稻品种, 自移栽后10 d起, 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种灌溉模式, 观察产量及构成因素、强弱势粒灌浆动态、籽粒中酶活性变化、剑叶光合性能、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)运转及其淀粉水解酶活性变化, 并利用¹³C同位素示踪茎鞘物质运转动态。结果表明, 与CI相比, WMD显著增加了3个水稻品种的每穗粒数、千粒重和结实率, 进而提高籽粒产量。WMD显著提高千粒重和结实率的主要原因是促进了弱势粒的灌浆。WMD和WSD显著增强了茎鞘α-淀粉酶和β-淀粉酶活性, 促进同化物质再运转与分配, 提高茎鞘储藏物质对粒重的贡献率。其中WMD提高了剑叶光合性能以及增强了水稻弱势粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性, WSD的作用相反。表明较好的叶片性能、花后茎中较多的同化物向籽粒转运、较高的茎鞘淀粉水解酶活性以及弱势粒中较高的糖代谢酶活性是WMD促进弱势粒灌浆的重要生理原因。

随机森林方法在玉米-大豆精细识别中的应用

王利民, 刘佳, 杨玲波, 杨福刚, 富长虹

作物学报. 2018, (04):  569-580.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00569

摘要 ( 930 )   HTML ( 14 )   PDF (31605KB) ( 707 )  

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研究基于遥感影像的作物精确识别技术方法, 对获取作物分布信息具有重要意义。随机森林分类(random forest classification, RFC)是机器学习的一种, 本文使用Landsat-8 OLI卫星影像数据, 针对研究区内的大豆、玉米和其他地物等3种主要作物类型, 系统比较了该方法与较为成熟的最大似然分类(maximum likelihood classification, MLC)、支持向量机分类(support vector machine, SVM)方法的分类精度。结果表明, MLC、SVM、RFC的总体分类精度分别为91.68%、91.49%、94.32%, Kappa系数分别为0.87、0.87、0.91, RFC方法作物识别精度比MLC和SVM分类显著提升。对原始7波段影像进行主成分变换(principal component analysis, PCA), 提取前4个主成分分量, 同时计算归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)和归一化水体指数(normalized difference water index, NDWI), 将6个额外辅助特征波段叠加到原始7个波段影像上进行再次分类, MLC和SVM方法作物识别精度未有提升, RFC方法总体精度提高了1.49个百分点, Kappa系数提高0.03, 精度提升幅度有限, 主要原因是6个辅助波段在类型识别中作用较小。在分类耗时上, MLC、SVM、RFC分别为145 s、11 000 s、1800 s, 表明随机森林分类具有最好的分类精度和适中的耗时。综合评价后, 随机森林分类方法在进行大豆-玉米精细识别中具有较大优势, 具有业务应用的潜力。

穗分化期外施24-表油菜素内酯(EBR)促进水稻源、库及籽粒灌浆的生理机制

李赞堂, 王士银, 姜雯宇, 张帅, 张少斌, 徐江

作物学报. 2018, (04):  581-590.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00581

摘要 ( 695 )   HTML ( 9 )   PDF (685KB) ( 1153 )  

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水稻产量高低与其籽粒灌浆能力的强弱密切相关, 而籽粒灌浆能力的强弱受源和库的影响。已有研究表明, 油菜素甾醇类化合物(brassinosteroids, BRs)对水稻生长发育和产量具有正向调节作用。为进一步阐明BRs调控水稻源强、库容和库活性的生理机制及其相互关系, 本研究在大田条件下, 以粳稻日本晴为试验材料, 在穗分化期喷施24-表油菜素内酯(24-epibrassinolid, EBR), 分析其相关影响。首先, 两种不同浓度的EBR处理通过促进光合产物的合成及其在灌浆过程中的转运提高了水稻的源强。其次, 两种浓度EBR处理均增大了水稻的库容, 但两种处理的影响方式存在差异, 低浓度处理(T1) 显著提高水稻籽粒的千粒重, 对穗粒数的影响较小; 高浓度处理(T2)则显著增加单位面积的穗数和穗粒数, 对千粒重的影响较小。再次, 两处理同时提高了水稻强、弱势粒的蔗糖裂解酶活性, 尤其对弱势粒酸性转化酶(acid invertase, AI)活性的影响较大, 有助于光合产物向弱势粒分配, 进而促进弱势粒淀粉合成和籽粒灌浆, 提高其充实度和结实率。最后, 两处理均显著增加了水稻的产量, T1和T2分别平均增加5.6%和15.2%, T2比T1平均增产9.1%。因此, 与低浓度EBR处理下的千粒重增大相比, 高浓度处理下穗粒数的增加对产量影响更大。综上所述, 穗分化期进行EBR处理能够增大水稻的源强、库容和库活性, 进而促进光合物质的积累和分配, 有利于籽粒灌浆; 在光合物质供应充足和库活性显著提高的基础上, 库容的增大有助于产量的明显提高。

灌浆期高温与干旱胁迫对小麦籽粒淀粉合成关键酶活性及淀粉积累的影响

胡阳阳, 卢红芳, 刘卫星, 康娟, 马耕, 李莎莎, 褚莹莹, 王晨阳

作物学报. 2018, (04):  591-600.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00591

摘要 ( 921 )   HTML ( 16 )   PDF (660KB) ( 1822 )  

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高温与干旱是小麦灌浆期的主要胁迫逆境, 影响小麦同化物的生成及其在籽粒中的积累。本文以郑麦366为试验材料, 采用盆栽和人工气候室模拟相结合的方式, 研究了灌浆期高温(HT)、干旱(DS)和高温干旱复合胁迫(HT+DS)对小麦籽粒淀粉合成关键酶活性、淀粉及其组分的影响。于花后10 d将长势均匀一致的盆栽小麦转移至人工气候室, 至小麦成熟。人工气候室设适温(昼25℃/夜15℃)和高温(昼32℃/夜22℃)两种温度模式, 每种温度模式下又设置正常水分(土壤相对含水量75%左右)和轻度干旱胁迫(土壤相对含水量50%左右)两个土壤水分处理, 以适温、正常水分处理为对照。与对照相比, HT、DS及HT+DS条件下籽粒可溶性淀粉合酶(SSS)和结合态淀粉合酶(GBSS)活性在胁迫初期显著升高, 之后迅速下降; 淀粉分支酶(SBE)、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)和蔗糖合酶(SS)活性在小麦籽粒整个灌浆过程中均低于对照; 上述酶活性还受高温与干旱互作的显著影响。HT、DS及HT+DS逆境下, 小麦籽粒淀粉积累速率减小, 籽粒直、支链淀粉和总淀粉含量下降, 生育期缩短, 粒重和产量降低。其中, HT的影响大于DS, 复合胁迫的影响大于单一胁迫。相关分析表明, SSS和GBSS活性与籽粒直、支链淀粉和总淀粉含量在多数测定时期呈正相关(P<0.01), AGPase、SBE和SS活性在灌浆后期(花后22~26 d)与籽粒直、支链淀粉和总淀粉含量呈正相关(P<0.01)。表明高温干旱胁迫通过淀粉合成关键酶而影响籽粒淀粉的合成与积累, 最终影响小麦产量和品质。

四川盆地东南部气象因子对杂交中稻产量的影响

徐富贤, 周兴兵, 张林, 蒋鹏, 刘茂, 朱永川, 郭晓艺, 熊洪

作物学报. 2018, (04):  601-613.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00601

摘要 ( 778 )   HTML ( 5 )   PDF (424KB) ( 1019 )  

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为了探明四川盆地东南部气象因子对杂交中稻产量的影响, 并提出相应的丰产技术对策。2015年和2016年, 以2个杂交中稻品种II优602和旌优127为材料, 在5个播种期和高氮低密与低氮高密2种栽培方式下, 研究了四川盆地东南部气象因子对杂交中稻产量的影响。结果表明, 随着播种期推迟, 平均全生育期从148.13 d逐渐缩短到123.25 d, 缩短了14.77%; 气象因子对水稻全生育期的影响主要在营养生长期, 生殖生长期受其影响较小。年度间、栽培方式间、品种间稻谷产量差异均不显著; 随着播种期推迟, 稻谷产量呈下降趋势, 从3月5日的8507.76 kg hm^-2下降到5月24日的6251.01 kg hm^-2, 降低了26.53%。播种-移栽、移栽-拔节、营养生长的日数和全生育期日数分别与穗粒数和产量呈极显著正相关。气象因子对产量的影响在不同年份和不同品种间的表现不一致: 优质稻旌优127 2015年的结实率、千粒重和产量分别与齐穗-成熟的日平均气温呈极显著正相关, 分别与拔节-齐穗的日照时数呈显著负相关; 2016年的穗粒数、产量分别与播种—移栽日最高气温、移栽—拔节的日平均气温呈极显著负相关。高产品种II优602, 2015年的有效穗、千粒重和产量分别与移栽—拔节的降雨量呈显著或极显著负相关, 2016年的穗粒数和产量分别与移栽-拔节的日最高气温呈显著或极显著负相关, 结实率、千粒重和产量分别与拔节-齐穗的日平均相对湿度呈显著正相关。生产上一季中稻模式的最佳播种期在3月5日至3月25日, 而中稻-再生稻模式则在3月5日至3月25日期间尽可能早播, 以利于提高再生稻安全齐穗保证率。

研究简报

玉米大斑病广谱抗性外引自交系的发掘与抗病基因初步鉴定

肖明纲, 宋凤景, 孙兵, 左辛, 赵广山, 辛爱华, 李柱刚

作物学报. 2018, (04):  614-619.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00614

摘要 ( 1430 )   HTML ( 19 )   PDF (853KB) ( 1506 )  

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从2014—2016年连续3年对43份来自美国、法国、俄罗斯和德国的玉米资源进行了抗大斑病人工接种鉴定, 筛选到高抗玉米大斑病材料7份, 抗病材料1份, 中抗材料6份, 抗性材料占鉴定总材料的比例为32.6%。利用F₂群体, 对7份高抗材料进行了大斑病抗性遗传分析, 抗感植株分离比例和适合性测验证明, 自交系A04、F02、F05和R01对大斑病的抗性可能是由一对显性基因控制的。抗谱分析表明, 自交系A04、F02、F05和R01携带的抗大斑病基因不同于Ht1、Ht2、Ht3和HtN, 可能是新的抗病基因。该研究结果可为今后我国玉米大斑病抗性种质的引进及改良提供重要参考。

耐盐小麦中TaSC基因启动子的克隆及调控功能分析

焦博, 柏峰, 李艳艳, 路佳, 张肖, 曹艺茹, 葛荣朝, 赵宝存

作物学报. 2018, (04):  620-626.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00620

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高盐是小麦的主要非生物胁迫因子之一, 发掘小麦耐盐品种中的相关基因, 分析其调控机理, 有助于解析小麦耐盐性机制。本文利用TAIL-PCR和电子克隆的方法, 从耐盐小麦RH8706-49中克隆了耐盐基因TaSC的启动子序列, 命名为ProTaSC。该DNA序列中存在多个顺式作用元件, 包含与非生物胁迫响应有关的ABA响应元件(ABRE)和MYB蛋白结合位点(MBS)各1个。以GUS为报告基因, 对克隆的启动子序列及不同长度的5′端缺失片段的表达活性分析表明, 克隆的全长片段及2个5′端缺失的片段(681 bp和1096 bp)均能启动GUS表达, 而小于等于343 bp的片段不具备启动功能, 说明ProTaSC中从-681位到-343位核苷酸之间的区域为核心启动子区。在ProTaSC:GUS转基因拟南芥的根、叶片、花药、萼片及成熟角果的果荚壳中均检测到GUS蛋白, 而在主茎、花瓣、幼果和种子中没有检测到GUS, 表明ProTaSC是组织表达特异性启动子。对ProTaSC:GUS转基因拟南芥在NaCl (200 mmol L^-1)和ABA (10 μmol L^-1)胁迫处理后的GUS定量分析表明, ProTaSC是受NaCl和ABA显著诱导表达的功能序列。