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2018年 第44卷 第6期 刊出日期：2018-06-12

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综述

转型期作物生产发展的机遇与挑战

邹应斌,黄敏

作物学报. 2018, (6):  791-795.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00791

摘要 ( 912 )   HTML ( 61 )   PDF (214KB) ( 1252 )   PDF（mobile） (214KB) ( 91 )  

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中国作物生产正处于由传统手工劳动为主的小规模生产向机械化、集约化、信息化程度高的适度规模化生产过渡的转型期。在此期间, 作物生产发展的重要目标是实现单位耕地生产率与人均劳动生产率的同步提高。近年来, 中国作物生产能力的稳步提高、生产方式的重大转变以及工业经济的迅速发展为转型期作物生产发展创造了新的机遇, 但同时也带来了新的挑战, 涉及多熟制作物生育期缩短、大田生产用种量增加和杂种优势利用价值下降等方面。针对上述挑战, 笔者从发展密植高光效栽培、提高杂交作物种子质量以及加强育种与栽培协同攻关等方面展望了转型期作物生产的研究方向。

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

玉米雌穗发育杂种优势相关miRNA的研究

王琪月, 孟淑君, 张柯, 张战辉, 汤继华, 丁冬

作物学报. 2018, (6):  796-813.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00796

摘要 ( 848 )   HTML ( 50 )   PDF (641KB) ( 323 )   PDF（mobile） (2344KB) ( 25 )  

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杂种优势已广泛应用于玉米育种, 在提高玉米产量、品质以及增强抗逆性等方面起到了重要的作用, 然而杂种优势的分子机制尚不清楚。植物miRNA主要在转录和转录后水平调节基因的表达。为阐明miRNA是否及如何对玉米雌穗发育杂种优势产生影响, 本研究对玉米杂交种郑单958及其亲本自交系(昌7-2和郑58)进行了高通量miRNA测序和降解组测序。取玉米雌穗花序分生组织(IM)发育为成对小穗分生组织(SPM), 进而产生小穗分生组织(SM), 及小花分生组织(FM)将3个不同时期的雌穗样品用于miRNA建库测序, 鉴定出16个miRNA家族中的81个保守miRNA为非加性表达, 认为是与雌穗发育杂种优势形成相关的miRNA; 3个阶段中分别检测到80.30%、56.06%和48.10%的非加性表达的miRNA被显性或超显性抑制。鉴定出8种新的miRNA, 属于7个miRNA家族。通过雌穗降解组测序, 发现在郑单958及其亲本自交系中共同检测到的miRNA靶向42个基因的82个转录本。根据测序结果构建了miRNA参与玉米雌穗杂种优势的模型, 并推测在雌穗发育早期阶段杂交种雌穗的miRNA的普遍抑制导致其靶基因上调表达, 随着发育进程miRNA逐步解除抑制, 带来其靶基因表达量的逐步减少, 这种miRNA与其靶基因的拮抗关系也许与玉米雌穗发育杂种优势形成有关。

小麦近缘属植物1-FFT基因的克隆及功能分析

王建伟,贺晓岚,李文旭,陈新宏

作物学报. 2018, (6):  814-823.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00814

摘要 ( 705 )   HTML ( 34 )   PDF (11458KB) ( 645 )   PDF（mobile） (11458KB) ( 46 )  

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果聚糖与植物碳素分配和抗逆性有关, 在逆境胁迫中具有保护植物细胞免受伤害的作用。为明确不同来源的果聚糖1-果糖基转移酶基因在植物抗逆中的作用, 本研究分别以小麦近缘属植物华山新麦草(Psathyrostachys huashanica, 2n = 2x = 14, NsNs)、簇毛麦(Dasypyrum villosum, 2n = 2x = 14, VV)、大赖草(Leymus racemosus, 2n = 4x = 28, NsNsXmXm)为材料, 利用RACE技术克隆获得3个果聚糖1-果糖基转移酶1-FFT基因, 分别命名为Ph-1-FFT、Dv-1-FFT和Lr-1-FFT。3个基因的完整开放阅读框长度分别为1989、1950和1989 bp, 编码662、649和662个氨基酸, 其编码氨基酸序列均含有果糖基转移酶保守结构域。氨基酸序列比对及进化树分析表明, Ph-1-FFT和Lr-1-FFT高度同源, 与Dv-1-FFT位于不同的分支, 而Dv-1-FFT与普通小麦、圆锥小麦、西尔斯山羊草和乌拉尔图小麦1-FFT具有高度同源性。采用基因重组技术构建p1300-35SN-Ph-1-FFT/Dv-1-FFT/Lr-1-FFT表达载体, 利用农杆菌介导法将3个载体分别转入烟草品种W38中。对经过抗性筛选、PCR和RT-PCR验证的转基因植株鉴定发现, 其抗旱和抗寒性明显高于对照, 不同来源的1-FFT转基因植株的抗逆性差异不明显; 在逆境胁迫条件下, 转基因株系的果聚糖、可溶性糖、脯氨酸含量都显著高于对照, 而丙二醛的含量显著低于对照, 不同来源的1-FFT转基因植株的果聚糖、可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量差异不显著。本研究表明, Ph-1-FFT、Dv-1-FFT和Lr-1-FFT基因均是典型的GH32基因家族成员, 其表达可能对提高烟草抗旱和抗寒性起作用。

甘蔗磷脂酰肌醇转运蛋白基因ScSEC14响应干旱和盐胁迫

毛花英,刘峰,苏炜华,黄宁,凌辉,张旭,王文举,李聪娜,汤翰臣,苏亚春,阙友雄

作物学报. 2018, (6):  824-835.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00824

摘要 ( 911 )   HTML ( 15 )   PDF (7592KB) ( 738 )   PDF（mobile） (7592KB) ( 30 )  

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Sec14-like磷脂酰肌醇转运蛋白(Sec14-like phosphatidylinositol transfer proteins, PITPs), 广泛存在于真核生物细胞中, 参与肌醇磷酸代谢、膜运输、极性生长、信号转导、逆境胁迫等多种重要的生命过程。甘蔗中响应干旱和盐胁迫的Sec14-like基因尚未见报道。本研究从甘蔗受黑穗病胁迫的转录组数据库中获得一条SEC14基因序列, 并利用RT-PCR技术克隆得到甘蔗SEC14基因cDNA全长序列, 命名为ScSEC14 (GenBank登录号为MG571103)。生物信息学分析显示, ScSEC14基因全长1617 bp, 包含一个1008 bp的完整开放阅读框, 编码335个氨基酸; ScSEC14为不稳定的亲水性蛋白, 不存在信号肽; 蛋白二级结构元件多为α-螺旋, 具有典型的SEC14结构域和CRAL_TRIO_N结构域。此外, 系统进化树分析揭示, 该蛋白属于Sec14-like蛋白家族的SSH (soybean Sec14 homolog group)亚家族。亚细胞定位结果表明, ScSEC14蛋白主要定位于细胞膜。实时荧光定量PCR分析发现, ScSEC14基因在甘蔗中组成型表达, 在蔗皮中的表达量最低, 蔗叶中的表达量最高, 约为蔗皮的4.9倍; 该基因在PEG、NaCl、CaCl₂和水杨酸(SA)胁迫下的表达量均上调。因此, 甘蔗ScSEC14基因可能参与Ca ²⁺和SA介导的抗逆信号通路, 积极响应逆境胁迫, 尤其调节了干旱和高盐环境下的抗逆性。

CIMMYT小麦种质C615抗叶锈病QTL分析

李玉玲,蒋正宁,胡文静,李东升,程婧晔,裔新,程晓明,吴荣林,程顺和

作物学报. 2018, (6):  836-843.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00836

摘要 ( 725 )   HTML ( 25 )   PDF (1140KB) ( 858 )   PDF（mobile） (1140KB) ( 28 )  

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由Puccinia triticina引起的叶锈病是小麦主要病害之一, 引进种质C615具有叶锈病成株期抗性, 但其抗病性遗传机制尚不清楚。本研究以抗病亲本C615与高感叶锈病亲本宁麦18构建的F_2:7代重组自交系群体为材料, 利用337对多态性SSR标记构建遗传连锁图谱, 结合2016、2017连续两年的叶锈病鉴定结果进行复合区间作图, 结果在1BL、2DS、3BS、4DL和6BS染色体上共发现了5个抗性QTL, 暂命名为QLr.njau-1BL、QLr.njau-2DS、QLr.njau-3BS、QLr.njau-4DL和QLr.njau-6BS。其中, QLr.njau-1BL、QLr.njau-3BS和QLr.njau-4DL在两年均被检测到, 分别解释10.1%~15.7%、10.9%~13.5%和8.2%~9.0%的表型变异; 另2个QTL只在一年被检测到, 解释6.2%和9.2%的表型变异。除QLr.njau-2DS外的4个抗性QTL均来源于抗病亲本C615。QLr.njau-1BL和QLr.njau-4DL分别与已报道的慢病性基因Lr46、Lr67在同一区域, QLr.njau-3B可能为一个新的抗叶锈病QTL。此外, 本研究在C615/扬麦13 (轮回亲本)BC₄F₅回交群体中选出了15个农艺性状优良且抗叶锈病的株系, 利用与C615所含抗性QTL紧密连锁的7个SSR标记对其进行基因型检测, 结果显示所有这15个株系均含有来自C615的抗性QTL, 且有3个株系聚合了全部抗性位点, 表明C615可作为抗源亲本用于高产、抗病育种。本研究结果将为分子标记选育抗叶锈品种提供材料和技术支撑。

基于CRISPR/Cas9技术的水稻温敏不育基因tms5突变体的构建

黄忠明,周延彪,唐晓丹,赵新辉,周在为,符星学,王凯,史江伟,李艳锋,符辰建,杨远柱

作物学报. 2018, (6):  844-851.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00844

摘要 ( 1192 )   HTML ( 82 )   PDF (2976KB) ( 914 )   PDF（mobile） (2976KB) ( 72 )  

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为创新优良温敏不育系, 促进两系杂交稻育种的发展, 我们以水稻温敏不育基因TMS5为编辑对象, 设计了由水稻U3启动子驱动、长20 bp的guide RNA (gRNA)靶点以靶向编辑 TMS5 基因的第1个外显子, 将靶点与表达载体pCAMBIA1301连接, 再用农杆菌介导法获得水稻转基因株系。提取T₀代转基因株系的基因组DNA, 并对TMS5编辑位点附近的DNA片段进行PCR检测及测序分析。结果表明, T₀代植株的突变率为63.89%, 其中纯合缺失突变率为34.78%。对T₁代纯合缺失突变体的不育起点温度和农艺性状调查分析结果表明, 28℃是tms5突变体花粉育性的转换温度。大田试验结果表明, 与野生型相比, tms5突变体的结实率和单株重均显著降低。粳稻tms5突变体的获得为培育粳稻不育系奠定了材料基础。

大豆籽粒硬实加性和上位性QTL定位

艾丽娟,陈强,杨春燕,闫龙,王凤敏,葛荣朝,张孟臣

作物学报. 2018, (6):  852-858.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00852

摘要 ( 933 )   HTML ( 19 )   PDF (439KB) ( 1027 )   PDF（mobile） (439KB) ( 29 )  

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硬实是植物种子的普遍特性, 是影响大豆种子发芽率、生存能力及储存期的重要数量性状, 同时影响着大豆的加工品质。本实验通过对大豆籽粒硬实性状的加性和上位性互作QTL (quantitative trait locus)分析, 明确控制大豆籽粒硬实的重要位点及效应, 旨在为进一步解析硬实性状复杂的遗传机制提供理论依据。以冀豆12和地方品种黑豆(ZDD03651)杂交构建的包含186个家系的F_6:8和F_6:9重组自交系群体为材料, 采用WinQTL Cartographer V. 2.5的复合区间作图法(composite interval mapping, CIM)定位不同年份的籽粒硬实性状相关的加性QTL, 同时采用IciMapping 4.1软件中的完备区间作图法(inclusive composite interval mapping, ICIM)检测籽粒硬实性状的加性及上位性QTL。共检测到3个籽粒硬实性状相关的加性QTL, 分别位于第2、第6和第14染色体, 遗传贡献率范围为5.54%~12.94%。同时检测到4对上位性互作QTL, 分别位于第2、第6、第9、第12和第14染色体, 可解释的表型变异率为2.53%~3.47%。同时检测到籽粒硬实性状加性及上位性互作QTL, 且上位性互作多发生在主效QTL间或主效QTL与非主效QTL间, 表明上位性互作效应在大豆籽粒硬实性状的遗传基础中具有重要的作用。

黄麻纤维产量与主要农艺性状的相关分析

徐益,张列梅,祁建民,苏梅,方书生,张力岚,方平平,张立武

作物学报. 2018, (6):  859-866.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00859

摘要 ( 673 )   HTML ( 53 )   PDF (252KB) ( 276 )   PDF（mobile） (252KB) ( 24 )  

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研究黄麻纤维产量与主要农艺性状的相关性, 可为高产育种与生产利用提供科学依据。本文159份不同来源黄麻种质资源的12个农艺性状对纤维产量即单株干皮重的影响表明, 各性状的变异系数变化在11.89%至38.50%之间, 表现出丰富的遗传变异。黄麻纤维产量与各性状均呈极显著正相关, 其中, 与单株鲜皮重、株高、始花期的相关系数较大, 分别为0.814、0.760和0.648。黄麻纤维产量和单株鲜皮重、株高、出麻率、鲜皮厚的回归方程达显著水平, 其标准回归系数依次为0.443、0.437、0.291和0.113。通径分析显示, 单株鲜皮重、株高在决定黄麻纤维产量时起主要作用。出麻率的相关系数(0.253)与直接通径系数(0.291)表现基本一致, 说明出麻率直接对黄麻纤维产量起作用, 具极显著正相关。因此, 在黄麻高产育种中, 应该以始花期、单株鲜皮重、株高、出麻率与鲜皮厚为主要筛选对象, 兼顾综合性状的改良。

四个抗豆象绿豆品种的胰蛋白酶抑制剂稳定性

樊艳平,成小芳,王宏民,张耀文,张仙红

作物学报. 2018, (6):  867-875.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00867

摘要 ( 747 )   HTML ( 13 )   PDF (279KB) ( 1265 )   PDF（mobile） (279KB) ( 9 )  

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以4个抗豆象绿豆C6749、C5200、C5193和C5205为试材, 以感豆象绿豆晋绿1号为对照, 测定和研究其胰蛋白酶抑制剂活性在高温高压、变性剂和还原剂处理后的稳定性。结果表明, 4个抗豆象绿豆胰蛋白酶抑制剂活性均高于对照(P<0.01), 且C5200>C5193>C6749>C5205, 在不同高温高压、变性剂和还原剂处理后残余活性均比对照高, 残余活性随温度压力升高、处理时间延长, 变性剂和还原剂处理时间的延长明显下降, 变性剂、还原剂对抗豆象绿豆胰蛋白酶抑制剂残余活性的影响表现为: 盐酸胍>尿素, TCEP>DTT>β-ME。4个抗豆象绿豆中C5200的耐高温高压性、耐变性和耐还原性最强, C5193次之; C5205的耐高温高压性、耐变性最差, C6749耐还原性最差。说明4个抗豆象绿豆中C5200和C5193是抗豆象绿豆胰蛋白酶抑制剂残余活性保存较高的2个品种, 有较大的应用价值。

耕作栽培·生理生化

绿洲灌区一膜覆两年玉米的节水潜力

张乃旭,赵财,赵良霞,蔡莉娟,王一帆,柴强

作物学报. 2018, (6):  876-885.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00876

摘要 ( 455 )   HTML ( 12 )   PDF (1145KB) ( 227 )   PDF（mobile） (1145KB) ( 28 )  

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西北绿洲灌区以传统覆膜方式为主的农业节水措施受水资源不足和白色地膜污染的挑战日益加剧, 地膜减量节水技术研究亟待开展。2014—2016年, 在河西绿洲灌区进行田间试验, 重点探讨不同灌水水平下, 一膜覆两年(RM)处理、少耕覆膜(RtM)和传统覆膜(CM)对玉米农田耗水特征和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明, RM和RtM相对于CM均能显著提高玉米播前土壤贮水量, 3年平均增加41.7 mm和31.6 mm (提高15.9%和12.1%)。玉米播种到拔节初期(全生育期前40 d), 灌水水平相同时, RM较RtM和CM降低了耗水量但增加了棵间蒸发量, 且棵间蒸发量/耗水量(E/ET)显著增大, 相反从玉米拔节初期到收获期, RM的E/ET较CM降低13.2%, 即RM有利于减少玉米生育后期的无效耗水量, RtM与CM则无显著差异。灌水水平相同时, RtM水分利用效率最优, RM与CM之间无显著差异。相同覆膜方式下, 中灌水水平玉米的WUE最高, RM与CM整个生育期内的耗水量、棵间蒸发量及E/ET均无显著差异, 表明一膜覆两年具有传统覆膜方式节水增效的优点。因此, 在河西绿洲溉区, 一膜覆两年具有与每年翻耕覆新膜同等的水分利用效果, 是试验区可推广的节水、地膜减量生产技术。

覆膜栽培对旱地小麦籽粒产量及硫含量的影响

罗来超,王朝辉,惠晓丽,张翔,马清霞,包明,赵岳,黄明,王森

作物学报. 2018, (6):  886-896.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00886

摘要 ( 756 )   HTML ( 19 )   PDF (815KB) ( 871 )   PDF（mobile） (815KB) ( 30 )  

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研究并明确旱地覆膜栽培对冬小麦籽粒产量、硫吸收累积和转运及籽粒硫含量的影响, 调控作物硫营养, 提高籽粒硫含量和营养品质, 对旱地小麦高产优质栽培有重要意义。2014—2015和2015—2016两年在西北三省七点进行田间试验, 比较不覆膜(传统平作栽培)和覆膜(垄覆沟播或全膜覆土穴播)栽培模式的小麦生物量、产量、产量构成, 以及籽粒硫含量和硫吸收利用。与不覆膜相比, 覆膜栽培提高了小麦穗数, 使籽粒产量提高13.7%, 但籽粒硫含量却降低9.0%。覆膜栽培能提高旱地小麦开花期地上部硫累积量, 茎叶、穗和地上部硫累积总量分别提高19.9%、16.1%和19.2%, 并使花后硫转运量和转运率提高36.2%和17.9%, 但开花期土壤有效硫却因覆膜降低24.5%, 花后硫吸收也降低77.9%, 结果使成熟期地上部硫累积总量和硫收获指数未因覆膜而增加。籽粒硫吸收量没能随产量同步提高, 致使籽粒硫含量因籽粒产量增加引起的稀释效应而降低。因此, 在西北旱地小麦覆膜栽培中要注意加强土壤硫的补充, 改善旱地小麦籽粒硫营养, 提高小麦的营养和加工品质。

表油菜素内酯影响水稻幼苗响应低温胁迫的蛋白质组学分析

王道平,徐江,牟永莹,闫文秀,赵梦洁,马博,李群,张丽娜,潘映红

作物学报. 2018, (6):  897-908.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00897

摘要 ( 895 )   HTML ( 15 )   PDF (1748KB) ( 1124 )   PDF（mobile） (1748KB) ( 39 )  

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表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide, EBR)是一种被广泛研究和应用的油菜素内酯类(brassinosteroids, BRs)植物生长调节剂, 它能有效增强植物对低温的耐受性, 但EBR在蛋白质组水平上对水稻幼苗响应低温胁迫的影响尚不清楚。本研究用0.1 mg L ^-1 EBR和蒸馏水分别浸泡萌发的日本晴种子, 然后提取4°C胁迫培养和26°C正常培养幼苗的总蛋白, 进行质谱非标(label-free)定量分析和平行反应监测(parallel reaction monitoring, PRM)验证。最终共鉴定出5778个蛋白质, 其中, 在有定量信息的4834个蛋白中, 401个上调和220个下调蛋白与EBR影响水稻幼苗响应低温胁迫有关。功能分析和代谢通路富集分析发现, 上调蛋白主要与RNA结合或水解酶活性等分子功能相关, 并富集在碳代谢、叶酸合成和氨基酸生物合成等途径中; 下调蛋白主要与催化活性和氧化还原酶活性相关, 主要涉及卟啉和叶绿素代谢等代谢途径。PRM验证结果和文献证据显示, 分布在碳代谢和苯丙素代谢通路中的NADP-苹果酸酶、过氧化物酶、3-磷酸甘油酸脱氢酶、烯醇化酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和丙酮酸激酶参与了EBR对低温胁迫水稻幼苗的调控, 提示BRs可通过多种途径影响水稻幼苗对低温胁迫的响应。

化控剂对东北春玉米茎秆理化特性及抗倒伏的影响

樊海潮,顾万荣,杨德光,尉菊萍,朴琳,张倩,张立国,杨秀红,魏湜

作物学报. 2018, (6):  909-919.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00909

摘要 ( 1019 )   HTML ( 11 )   PDF (668KB) ( 1051 )   PDF（mobile） (668KB) ( 44 )  

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通过探讨春玉米茎秆纤维素、半纤维素和木质素含量及木质素合成相关酶活性对不同化控剂的响应, 明确化控剂调控茎秆抗倒伏能力的力学机制, 可为生产上化控剂的合理运用提供理论依据。2015年和2016年在东北农业大学向阳实验实习基地进行大田定位试验, 以玉米品种东农253为材料, 分别于六叶期喷施吨田宝(代号DTB)及DCPTA [2-(3,4-二氯苯氧基)三乙胺]和ETH (2-氯乙基膦酸)复配剂(代号KP), 对照为清水, 完全随机区组排列。分析玉米不同生育时期茎秆抗折力、抗倒伏指数、木质素、纤维素和半纤维素含量及木质素合成关键酶的活性变化对不同化控剂处理的响应。喷施化控剂可显著提高茎秆4-香豆酸: CoA连接酶(4CL)和肉桂醇脱氢酶(CAD)活性, 以及纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、茎秆抗折力和抗倒伏指数, 显著降低实际倒伏率。相关分析表明, 茎秆抗倒伏指数与木质素含量、半纤维素含量呈极显著正相关(相关系数分别是0.67和0.64); 茎秆抗折力与纤维素含量呈极显著正相关(相关系数为0.89); 木质素含量与CAD活性呈极显著正相关(相关系数为0.89), 与4CL活性呈显著正相关(相关系数为0.51), 而与苯丙氨酸转氨酶(PAL)和酪氨酸解氨酶(TAL)活性均没有显著相关性。六叶期喷施化控剂通过提高茎秆木质素合成相关酶的活性(特别是CAD和4CL的活性), 改善茎秆纤维品质性状, 显著增强了春玉米茎秆的抗倒伏能力。

密植条件下玉米品种混播对夏玉米光合性能及产量的影响

胡旦旦,张吉旺,刘鹏,赵斌,董树亭

作物学报. 2018, (6):  920-930.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00920

摘要 ( 1182 )   HTML ( 20 )   PDF (739KB) ( 978 )   PDF（mobile） (739KB) ( 48 )  

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探究密植条件下玉米品种混播对夏玉米光合性能及产量的影响。在82 500株 hm ^-2种植密度下, 选用郑单958 (ZD958)和登海605 (DH605), 在大田条件下设置M(两种子相同数量混合后随机混播)、1行郑单958和1行登海605混播(1:1)、2行郑单958和2行登海605混播(2:2)、单播郑单958 (SZD958)和单播登海605 (SDH605) 5个水平, 研究密植条件下玉米品种混播对黄淮海夏玉米产量、群体干物质积累量、净光合速率、叶片衰老酶活性、冠层透光率等的影响。两年结果表明, ZD958和DH605混播可显著改善玉米生育后期群体透光率, 使叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率较单播显著增加, 干物质积累量显著增加。混播处理较单播增加生育后期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白含量, 与此同时, 丙二醛(MDA)含量降低。混播显著增加玉米群体产量, 究其原因是穗粒数和千粒重的有效增加。M、1:1、2:2处理的两年平均产量较SZD958和SDH605分别增加11.47%、8.70%、8.48%和9.30%、6.42%、6.20%, 其中M、1:1、2:2处理间没有显著差异。混播处理通过优化冠层结构, 改善群体通风透光条件, 延缓叶片衰老, 减缓花后叶面积指数和叶绿素含量降低, 保持较高的净光合速率, 致使群体干物质积累量增加, 产量提高。可见, 合理品种搭配的混播栽培可显著提高密植夏玉米产量, 是提高黄淮海区夏玉米产量的可选途径之一。

研究简报

小麦骨干亲本临汾5064单元型区段的遗传解析

乔玲,刘成,郑兴卫,赵佳佳,尚保华,马小飞,乔麟轶,盖红梅,姬虎太,刘建军,张建诚,郑军

作物学报. 2018, (6):  931-937.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00931

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利用分子标记解析骨干亲本临汾5064单元型区段在其衍生后代中的遗传规律, 可以为小麦分子育种提供依据。在临汾5064及其21个衍生品种(系)中, 395个SSR标记共检测出895个等位变异, 不同位点的等位变异为1~8个, 平均2.27个, 平均多态性指数为0.25。临汾5064及衍生后代中146个位点具有相同等位变异, 遗传贡献超过80%的位点有30个。实验结果表明, 临汾5064对衍生子一代和子二代的遗传贡献率分别为65.30%和64.24%, 且未随着世代的增加而明显下降。所有衍生后代与亲本完全相同的单元型区段有16个, 贡献率大于80%的染色体区段分布在所有染色体上。关联分析发现这些单元型区段存在重要农艺性状的QTL簇, 几乎都与重要农艺性状显著相关, 表明这些区段在育种过程中受到强烈选择。

基于高密度Bin图谱的水稻抽穗期QTL定位

董骥驰,杨靖,郭涛,陈立凯,陈志强,王慧

作物学报. 2018, (6):  938-946.  doi:10.3724/SP.J.1006.2018.00938

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以粳稻品种02428和籼稻品种玉针香进行杂交, 按单粒传法连续自交10代, 得到包含192个株系的重组自交系(RIL)作图群体。通过对两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序, 构建了包含2711个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱各染色体标记数在162~311个之间, 标记间平均物理距离为137.68 kb。将亲本及192个株系分别于4个环境下采用随机区组种植, 并记录抽穗期。使用WinQTL Cartographer 2.5软件的CIM分析方法, 进行抽穗期相关QTL检测及定位。在4个环境下定位到影响抽穗期的QTL共14个, 分布于第1、第2、第3、第7、第8、第9和第10染色体。其中, qHD2.2和qHD10.2能在3个环境中被重复检测到, 表型贡献率分别为5.14%~11.15%和5.35%~16.97%, 分别能缩短抽穗期1.66 d和1.56 d, 具有聚合育种的应用价值。通过物理位置比对, 14个QTL中有11个与前人定位在相同或邻近区域, qHD1.1、qHD2.2和qHD9.1尚未见报道。经对qHD2.2详细分析, 在其染色体区间内找到3个与抽穗期相关的注释基因LOC_Os02g46450、LOC_Os02g46710和LOC_Os02g46940, 其中LOC_Os02g46450已被克隆。测序分析发现, 这3个基因在两亲本间都存在差异, 可作为候选基因。