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2019年 第45卷 第2期 刊出日期：2019-02-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

利用WGCNA进行玉米花期基因共表达模块鉴定

杨宇昕,桑志勤,许诚,代文双,邹枨

作物学报. 2019, (2):  161-174.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.83053

摘要 ( 2586 )   HTML ( 142 )   PDF (1494KB) ( 2036 )  

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权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)是系统生物学的一种研究方法, 在挖掘生物学数据与特定性状之间的生物学关系方面具有十分重要的作用。本研究利用玉米(Zea mays L.)自交系B73的14份不同发育阶段的转录组数据, 筛选掉低表达丰度的基因, 最终得到了22,426个高表达的基因用于创建基因表达矩阵; 利用不同组织作为性状, 创建表型矩阵。然后利用R软件中的WGCNA包建立了共表达网络, 共得到20个模块。本研究将与组织相关性高于0.65的模块定义为组织特异性模块, 最终鉴定到14个组织特异性模块。利用在线网站Agrigo对组织特异性模块中的基因进行GO (gene ontology)富集分析, 发现14个模块中均可以得到富集种类。开花作为玉米生育周期中的一个重要生理过程, 不仅代表着植物从营养生长到生殖生长的转变, 也关系到产量、株高和抗逆性等农艺性状。本研究发现8个组织特异性模块中的基因可以富集到与开花调控的代谢通 。此外, 有17个已经报道过的开花时间调控基因存在于共表达模块中, 并且主要分布在Blue模块和Darkmagenta模块, 因此本研究重点关注了这2个模块内部的基因调控网络。本研究通过计算不同组织中的基因表达丰度, 并联合权重基因共表达网络分析的方法, 鉴定到了具有生物学意义的共表达基因模块, 挖掘到了数个开花相关的模块, 有助于揭示玉米开花调控的遗传机制。

砷胁迫下甘蓝型油菜苗期根、下胚轴和鲜重的全基因组关联分析

曲存民,马国强,朱美晨,黄小虎,贾乐东,王书贤,赵会彦,徐新福,卢坤,李加纳,王瑞

作物学报. 2019, (2):  175-187.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84093

摘要 ( 1034 )   HTML ( 43 )   PDF (2787KB) ( 746 )  

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油菜是修复土壤重金属污染的理想作物, 为筛选甘蓝型油菜耐砷性的显著关联单核苷酸多态性位点及相关候选基因, 本研究以140份不同来源的甘蓝型油菜自交系为材料, 测定和利用油菜60K SNP芯片对正常和砷胁迫条件下的相对根长(RRL)、相对下胚轴长(RHL)和相对鲜重(RFW)进行了全基因组关联分析。结果表明, 与RRL、RHL和RFW显著关联的SNP位点分别为15、20和35个, 单个SNP位点表型贡献率分别介于13.31%~24.39%、18.04%~33.82%和20.19%~25.06%之间; 其中在A02、A07和C02染色体上同时存在与RRL、RHL和RFW显著关联的LD区间。基于油菜基因组信息在LD区间内共筛选到61个可能与砷胁迫相关的候选基因, 其中PHT3;3、PHT1;9、GST、OTC5、NRAMP1和ZIP12等与重金属吸收和转运相关。实时荧光定量PCR分析结果表明, PHT3;3和PHT1;9是与甘蓝型油菜砷离子吸收转运相关的重要候选基因。本研究结果对于甘蓝型油菜耐砷胁迫机理的研究、性状的改良具有重要参考价值。

利用异源六倍体(A ^rA ^rA ⁿA ⁿC ⁿC ⁿ)与甘蓝种间杂交合成甘蓝型油菜的新方法

岳芳,汪雷,陈燕桂,忻晓霞,李勤菲,梅家琴,熊志勇,钱伟

作物学报. 2019, (2):  188-195.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84055

摘要 ( 771 )   HTML ( 13 )   PDF (4117KB) ( 414 )  

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利用亲本种的遗传变异是改良油菜的重要途径, 本研究提出一种利用甘蓝拓宽甘蓝型油菜遗传多样性的新方法。以甘蓝型油菜(A ⁿA ⁿC ⁿC ⁿ)品种中双11号为母本, 与白菜型油菜(A ^rA ^r)品系SWU07杂交, 经染色体加倍获得异源六倍体(A ^rA ^rA ⁿA ⁿC ⁿC ⁿ), 再与甘蓝(C ^oC ^o)杂交, 创建出具有亲本种遗传成分的新型甘蓝型油菜(A ^rA ⁿC ⁿC ^o)。该六倍体连续3个世代核型稳定, 各世代中的自交和自由授粉结实率无显著差异, 花粉育性在94.6%~98.8%之间, 3个世代自交平均结实率为每角果5.47粒, 自由授粉平均结实率为每角果7.93粒; 各世代六倍体(A ^rA ^rA ⁿA ⁿC ⁿC ⁿ)与不同类型甘蓝杂交平均结实率分别为每角果0.05、0.04、0.05粒, 世代间无显著差异, 且六倍体与栽培、野生甘蓝杂交结实性无显著差异, 可交配性不受六倍体世代及甘蓝类型的影响。尽管该六倍体与甘蓝可交配性较低, 但仍可在田间条件下成功杂交, 获得新型甘蓝型油菜(A ^rA ⁿC ⁿC ^o), 表明以A ^rA ^rA ⁿA ⁿC ⁿC ⁿ六倍体为桥梁与甘蓝杂交, 是一种有效导入甘蓝遗传成分、创建新型甘蓝型油菜的新方法。

基于重测序的陆地棉InDel标记开发与评价

吴迷,汪念,沈超,黄聪,温天旺,林忠旭

作物学报. 2019, (2):  196-203.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84100

摘要 ( 1014 )   HTML ( 26 )   PDF (1314KB) ( 534 )  

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碱基插入/缺失(InDel)是基因组中丰富的遗传变异形式。InDel以其密度高、易于基因型分型等优点成为分子标记开发的理想来源。本研究利用262份陆地棉品系重测序数据鉴定的InDel位点, 在全基因组范围内设计了3206个InDel标记并挑选均匀分布的320个标记进行验证。320个标记筛选出87个多态性标记, 多态性率为26.88%。利用多态性标记对不同地理来源的262份陆地棉种质资源进行基因分型, 共检测到160个等位位点; 多态性信息含量(PIC)为0.0836~0.3750, 平均值为0.3073; 基因多样性指数变异范围为0.0874~0.5000, 平均值为0.3876, 表明我国陆地棉遗传基础相对狭窄。群体结构分析将262份陆地棉品系大致划分为2个亚群, 聚类分析和主成分分析的结果与之基本一致。采用混合线性模型(Mixed linear model)对6个纤维品质性状的关联分析检测到65个关联位点(P < 0.01), 各位点对表型变异贡献率为2.57%~8.12%。本研究旨在利用重测序数据开发全基因组范围的可用于凝胶检测的InDel标记, 为棉花种质资源研究和分子标记辅助选择育种提供便捷工具。

甘蓝型油菜光敏色素互作因子4 (BnaPIF4)基因克隆和功能分析

冯韬,官春云

作物学报. 2019, (2):  204-213.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84085

摘要 ( 1062 )   HTML ( 28 )   PDF (4080KB) ( 785 )  

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光敏色素互作因子4 (phytochrome interacting factor 4, PIF4)是光信号途径关键转录因子, PIF4与BZR互作介导光信号与油菜素内酯信号互作, 参与植物光响应。本文在甘蓝型油菜湘油15号中克隆到2个PIF4基因, 分别定位于A03号染色体和C03号染色体, 命名为BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03, 全长编码序列(coding sequence, CDS)、全长mRNA和全长基因分别为1242 bp和1245 bp、1701 bp和1731 bp、2527 bp和2665 bp, 各自编码413和414个氨基酸。BnaPIF4_A03具有7个外显子和6个内含子, BnaPIF4_C03具有8个外显子和7个内含子, 与测序品种中双11号相比, BnaPIF4_A03基因第1内含子存在单碱基插入突变, 第4和第6内含子存在缺失突变, 且具有更长的3'-UTR, 两基因其他序列在湘油15号和中双11号之间无差别。BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因编码蛋白具有典型的植物bHLH结构域, 亚细胞定位于细胞核, 是典型的植物PIF4蛋白。多序列比对和进化分析表明, BnaPIF4蛋白与白菜、拟南芥、亚麻芥等PIF4蛋白高度同源。PIF4蛋白进化关系与物种进化关系一致, 近缘物种中的PIF4蛋白在进化树中高度聚类, 大量植物中可见PIF4蛋白重复且低等植物中分化程度明显低于高等植物中, 表明PIF4蛋白是一个晚期进化事件且可能存在功能冗余。酵母杂交实验表明BnaPIF4与BnaBZR蛋白存在互作, 但BnaPIF4不能与BnaBZR基因的启动子互作, 表明BnaPIF4与BnaBZR在蛋白水平而非转录水平发生互作。湘油15号中BnaPIF4_A03和BnaPIF4_C03基因表达规律一致, BnaPIF4基因主要表达于油菜茎表皮、未成熟角果和叶中, 在花和根中表达较低, 且其表达随油菜生育进程逐渐降低。

糯玉米自交系SSR标记遗传多样性及群体遗传结构分析

卢媛,艾为大,韩晴,王义发,李宏杨,瞿玉玑,施标,沈雪芳

作物学报. 2019, (2):  214-224.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.83008

摘要 ( 1032 )   HTML ( 11 )   PDF (831KB) ( 1159 )  

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为了解糯玉米种质的遗传基础, 利用29对SSR标记对87份糯玉米自交系进行遗传多样性分析, 共检测出180个等位变异, 平均每个位点6个等位变异, 多态性信息含量变幅为0.308~0.915, 平均为0.572。材料间遗传相似系数为0.49~0.93, 平均为0.66。通过聚类分析UPGMA (unweighted pair-group method with arithmetic means)方法在遗传相似系数0.64处将87份糯玉米自交系划分为4个类群, 分别包含9、66、10和2份材料。此外, 利用Structure群体遗传结构分析也将87份糯玉米自交系分为4个类群, 分别包含24、25、19和19份材料; 进一步分析表明, 供试群体中大部分糯玉米自交系的遗传变异较单一。本研究为糯玉米新品种选育和遗传进化分析提供了种质基础和理论依据。

两份玉米CMS-C恢复系的育性恢复力测定及恢复基因的分子标记定位

牟碧涛,赵卓凡,岳灵,李川,张钧,李章波,申汉,曹墨菊

作物学报. 2019, (2):  225-234.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.083033

摘要 ( 944 )   HTML ( 70 )   PDF (4269KB) ( 719 )  

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为了发掘更多玉米C型不育胞质的强恢复系资源, 本研究对2份自交系Z16和7250-14-1进行了恢复能力的测定、恢复基因的遗传分析及恢复基因的分子标记定位。结果表明, Z16和7250-14-1对C黄早四、C478、C698-3和CMo17均表现为育性恢复, 而对C48-2则均表现为育性部分恢复。通过对玉米CMS-C不同亚组胞质测交鉴定发现, Z16对G48-2、EC48-2、ES48-2、RB48-2及类48-2均表现为不育性保持, 而7250-14-1对G48-2、EC48-2、ES48-2表现为育性部分恢复, 对RB48-2和类48-2则表现为不育性保持。Z16和7250-14-1对CMS-T不育系均表现为不育性保持, 而对CMS-S不育系则均表现为育性部分恢复。遗传分析显示, Z16对C478和C黄早四的育性恢复均受1对基因控制; 而7250-14-1对C黄早四及C478的育性恢复分别受1对基因及2对基因控制。利用(C黄早四×Z16)F₂、(C黄早四×7250-14-1)F₂群体分别对恢复基因进行分子标记定位, 其中Z16的恢复基因被定位于标记B-1至第8染色体短臂末端区域, 物理距离为494 kb; 7250-14-1的恢复基因被定位于第8染色体短臂的标记B-1和Chr8-86080之间, 物理距离为249 kb。该研究不仅为玉米CMS-C“三系”配套的生产利用提供了恢复基因资源, 也为玉米CMS-C恢复基因的克隆及恢复机制的研究奠定了一定基础。

耕作栽培·生理生化

挥发性抑芽物质对马铃薯块茎萌芽的影响及其作用机制

邹雪, 丁凡, 余金龙, 彭洁, 邓孟胜, 王宇, 刘丽芳, 余韩开宗, 陈年伟, 王西瑶

作物学报. 2019, (2):  235-247.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84063

摘要 ( 652 )   HTML ( 12 )   PDF (1213KB) ( 1166 )  

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马铃薯块茎过早萌芽会降低商品价值, 本试验比较挥发性物质的抑芽效应, 并从转录和蛋白水平分析其作用机制。结果表明, 抑芽能力薄荷醇?樟脑?萘, 萌芽受抑降低代谢消耗, 薄荷醇处理180 d时的重量损失只有对照损失的36%。樟脑处理萌芽块茎3 d引起表达显著上调(或下调)的基因和蛋白分别有1227 (299)和296 (204)个, 主要参与响应刺激、防御反应。贮藏期间, 果胶代谢基因PEL、PME、PG, 角质合成基因CYP77A6、HPFT、WES, 乙烯合成基因ACO以及转录因子编码基因GATA4L的表达量随时间升高。樟脑早期不同程度地刺激这些基因表达, 中后期则抑制, 49 d时只有对照的0.68%~23.35%。薄荷醇使上述基因表达保持低水平, 但可提高细胞周期负控基因KRP4的表达, 为对照的15.9倍。植物病原菌互作通路中的基因WRKY75、STH-2、RBOH表达受樟脑诱导并在后期高表达。樟脑和薄荷醇均能抑制生长发育基因的表达, 造成芽死亡, 降低贮藏损耗。前者早期能促进合成保护性物质, 萌芽时有更强烈的抗菌反应; 后者则阻碍细胞分裂。

田间密植诱导抽穗期玉米叶片衰老时的光合作用机制

吴含玉,张雅君,张旺锋,王克如,李少昆,姜闯道

作物学报. 2019, (2):  248-255.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.83042

摘要 ( 870 )   HTML ( 26 )   PDF (553KB) ( 793 )  

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为理解田间密植是否诱导抽穗期玉米叶片衰老以及衰老叶片的光合作用规律和机制, 本研究以玉米“先玉335”为材料研究了抽穗期栽培密度对穗位叶和穗下第4叶的光环境、比叶重、氮素含量、叶绿素含量、气体交换以及叶绿素荧光诱导动力学的影响。结果表明, 随着密度的增加玉米冠层内的光强大幅降低, 尤其穗下第4叶; 穗位叶和穗下第4叶的比叶重降低。同时, 穗位叶和穗下第4叶的氮素含量和叶绿素含量均随栽培密度增加而下降。不同栽培密度下穗位叶荧光诱导动力学曲线(OJIP)未发生明显改变, 而高密度下穗下第4叶OJIP的J和I相的相对荧光产量较低密度有提高趋势。高密度下, 穗位叶和穗下第4叶叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均降低; 不过, 穗位叶胞间CO₂浓度降低, 穗下第4叶胞间CO₂浓度增加。我们认为, 田间密植条件下异质性光环境可以迅速诱导抽穗期玉米冠层下部叶片(如穗下第4叶)衰老; 该过程中, 光合作用的限制因素不是光能吸收和电子传递, 而可能是碳同化。

秸秆还田结合秋覆膜对旱地冬小麦耗水特性和产量的影响

陈玉章,柴守玺,程宏波,柴雨葳,杨长刚,谭凯敏,常磊

作物学报. 2019, (2):  256-266.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.71081

摘要 ( 826 )   HTML ( 42 )   PDF (396KB) ( 1405 )  

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秸秆还田和秋覆膜是西北旱地雨养农业区冬小麦生产中有效的节水增产措施。为明确西北半干旱雨养农业区不同作物秸秆还田结合秋覆膜种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果, 于2011年9月至2013年6月连续2个小麦生长季在甘肃省通 县进行了田间定位试验, 比较玉米秸秆还田结合秋覆膜、单一玉米秸秆还田、麦秸秆还田结合秋覆膜、单一麦秸秆还田和传统平作种植对西北旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明, 与传统平作相比, 冬小麦全生育期秸秆还田结合秋覆膜处理0~200 cm平均土壤贮水量在2011—2012和2012—2013年度分别提高6.1%和9.6%, 而单一秸秆还田分别提高0.7%和4.6%。在降水偏多的2011—2012年度, 除玉米秸秆还田结合秋覆膜处理冬小麦全生育期0~200 cm土壤贮水消耗量比传统平作低19.0 mm (P<0.05)外, 其余各处理无显著差异; 在降水偏少的2012—2013年度, 秸秆还田及秸秆还田结合秋覆膜处理平均比传统平作多耗水39.1 mm, 其中, 两个秸秆还田结合秋覆膜处理显著增加冬小麦返青至拔节阶段的耗水量, 显著降低开花至成熟阶段耗水量, 并增加了对深层土壤水分的调用。与传统平作相比, 秸秆还田结合秋覆膜处理可使小麦籽粒产量提高31.0%~69.4%, 水分利用效率提高25.6%~43.0%; 而单一秸秆还田的小麦籽粒产量提高1.2%~28.0%, 水分利用效率提高3.0%~11.6%。以玉米秸秆还田结合秋覆膜处理增产效果最好, 2年平均籽粒产量和水分利用效率分别较传统平作提高51.1%和41.7%, 且显著高于其他处理。因此, 玉米秸秆还田结合秋覆膜种植模式能显著提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率, 适宜在西北旱农区小麦生产中应用。

青海高原耐旱蚕豆品种青海13号响应干旱胁迫蛋白质组学分析

李萍,侯万伟,刘玉皎

作物学报. 2019, (2):  267-275.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84075

摘要 ( 721 )   HTML ( 9 )   PDF (2437KB) ( 568 )  

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蛋白质组学研究在功能基因组时代发挥着越来越重要的作用, 利用双向电泳技术和质谱鉴定技术, 可大量研究作物逆境胁迫后蛋白质组的变化, 增加作物响应干旱胁迫机制的认识和理解。为探讨一种抗旱性蚕豆青海13号品种的耐旱机制, 本研究对其幼苗期进行干旱胁迫处理, 应用上述技术进行差异蛋白质组分析, 经t检验发现32个差异表达蛋白点, 部分呈现上调表达, 部分呈现下调表达, 还有7个消失蛋白点和1个新增蛋白点。采用MALDI-TOF/TOF鉴定和生物信息学分析发现, 成功鉴定的21个蛋白点按其所参与的代谢途径和生化功能可分为七大类, 参与信号转导的2个, 参与自由基清除的1个, 参与防卫反应的1个, 参与代谢的8个, 参与蛋白加工的1个, 参与光合的5个, 未知功能蛋白3个。22 kD干旱诱导蛋白、应激诱导蛋白、17.5 kD一级热激蛋白、超氧化物歧化酶是与抗旱性有直接关联的蛋白点, 其相对表达量的上调可能是青海13号蚕豆具有较强抗旱性的重要原因。

高产高油花生品种的光合与物质生产特征

陈四龙,程增书,宋亚辉,王瑾,刘义杰,张朋娟,李玉荣

作物学报. 2019, (2):  276-288.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.84050

摘要 ( 1125 )   HTML ( 12 )   PDF (723KB) ( 947 )  

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以冀花2号、冀花4号和鲁花12号为材料, 连续测定干物质、荚果产量、含油量及叶片光合指标, 定量分析高产高油花生品种冀花4号物质生产指标的动态特征和叶片光合性能, 为解析花生高产高油形成机制和优质高效栽培提供依据。结果表明, 荚果产量和籽仁含油量均以冀花4号最高。干物质平均积累速率和最大积累速率均以冀花4号>冀花2号>鲁花12号, 且冀花4号干物质积累潜力适中; 籽仁油分最大积累速率和平均积累速率均以冀花4号>鲁花12号>冀花2号, 籽仁油分积累活跃期以冀花4号最短。冀花4号全生育期的光合势显著高于冀花2号和鲁花12号, 分别高20%以上, 产量形成期的光合势占全生育期的80%, 冀花4号结荚期光合速率比冀花2号和鲁花12号均高24%以上; 光饱和点和CO₂饱和点均为冀花4号最高。荚果产量与干物质平均积累速率、叶片光合速率和总光合势呈极显著正相关; 籽仁含油量与单株干物质积累速率、籽仁油分平均积累速率、光饱和点、CO₂饱和点、经济系数、出仁率等显著或极显著相关; 荚果产量与含油量极显著正相关。冀花4号具有较高的经济系数、总光合势及结荚期后分配比例、光合速率、光饱和点和CO₂饱和点, 以及相对较高的干物质和油分积累平均速率, 是其较冀花2号和鲁花12号高产高油的重要原因。

不同种类生物炭对植烟土壤微生物及根茎病害发生的影响

李成江,李大肥,周桂夙,许龙,徐天养,赵正雄

作物学报. 2019, (2):  289-296.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.01105

摘要 ( 800 )   HTML ( 14 )   PDF (378KB) ( 1033 )  

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采用田间试验研究了稻壳炭、木屑炭对烤烟根区土壤微生物、根茎病害发生以及烟叶产量的影响。结果表明, 生物炭施用明显影响着烤烟根区土壤微生物数量及其对碳源的利用, 进而影响着青枯病、黑胫病的发生情况和烟叶的产量、产值, 但其效果因生物炭种类而异。木屑炭处理烤烟旺长期细菌和采烤前放线菌的数量明显比对照增加了11.7%和12.8%, 而稻壳炭处理旺长和初烤时的真菌数量显著增加。植烟土壤中青枯菌和黑胫病菌的数量及其占微生物总量的百分比也以施用生物炭处理显著低于对照, 而烤烟旺长期根区微生物对碳源的利用能力则相反; 到烟叶采烤前, 根区微生物对酚酸类和胺类的利用以生物炭处理相对最低; 上述情况以木屑炭处理较稻壳炭处理更为明显。与对照相比, 木屑炭处理青枯病的发病率和病情指数降低了24.3%和33.3%, 黑胫病的发病率和病情指数降低了23.9%和14.9%, 产量和产值增加了4.7%和21.1%; 稻壳炭处理青枯病发病率和病情指数降低了18.1%和23.9%, 黑胫病的发病率和病情指数降低了15.9%和6.0%, 产量和产值增加了2.2%和12.0%。综合而言, 施用生物炭能较好地改善土壤微生物状况及其对碳源的利用, 减少青枯病和黑胫病的发生, 增加烟叶的产量和产值; 其中以木屑炭处理效果更佳。

淮河流域夏玉米生育阶段需水量及农业干旱时空特征

高超,李学文,孙艳伟,周婷,罗纲,陈财

作物学报. 2019, (2):  297-309.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.83010

摘要 ( 912 )   HTML ( 15 )   PDF (10111KB) ( 541 )  

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基于淮河流域110个气象站点1961—2015年日尺度气象资料, 利用Penman-Monteith (P-M)公式和作物系数法, 分析夏玉米各生育阶段需水量时空变化特征, 以作物水分亏缺指数(Crop Water Deficit Index, CWDI)为农业干旱评价指标, 揭示夏玉米生育期干旱时空演变规律, 并利用四大类33种分布函数拟合水分亏缺指数序列, 建立最优概率分布模型, 估算淮河流域夏玉米各生育阶段干旱发生概率。结果表明: 1)近55年来, 夏玉米生育期需水量均呈明显下降趋势, 空间分布均大致呈现流域中北部较高而西南部和东南部较低的特征; 2)夏玉米各生育阶段水分亏缺指数无明显趋势变化, 除拔节—抽雄期外, 其余生育阶段流域整体上均呈现水分亏缺状态, 且流域北部相对于南部水分亏缺严重; 3)夏玉米生育期中, 播种—出苗期和抽雄—乳熟期干旱发生概率最大, 除播种—出苗期特旱发生概率在30%~50%之间, 各生育阶段不同等级干旱概率均大致在20%以内。

研究简报

不同玉米杂交品种吐丝持续期特性及其对播期的响应

刘月娥,吕天放,赵久然,王荣焕,徐田军,陈传永,张译天,王元东,刘秀芝

作物学报. 2019, (2):  310-315.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.83034

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吐丝期是决定玉米产量的关键时期, 研究其相关特性, 对玉米生产意义重大。为准确分析不同玉米品种吐丝特性的差异及其对播期的响应, 于2014年和2015年设置了3个玉米主推品种(郑单958、先玉335和京科968)的3个播期处理(早播: 4月10日, 中播: 5月10日, 晚播: 6月10日), 分析了各个处理间吐丝持续期的差异以及吐丝持续期与雌穗穗长变异及产量构成因素的关系。结果表明: (1)群体吐丝持续期在品种间存在显著差异, 表现为先玉335 (9.12 d) >郑单958 (8.94 d) >京科968 (7.68 d)。随时间推进, 玉米每天吐丝的比例与天数为先升高后降低的二次函数关系, 每天最大吐丝比例为先玉335 (16.51%)<郑单958 (17.07%)<京科968 (19.98%)。京科968较郑单958和先玉335呈现吐丝集中, 每天吐丝比例较高、吐丝持续期短的特点; (2)吐丝持续期在不同播期间差异显著, 郑单958、先玉335和京科968不同播期间的吐丝持续期变幅分别为8.10~9.55 d、7.54~10.53 d和6.65~8.66 d, 郑单958的吐丝持续期在不同播期间最稳定(CV=6.57%), 其次为京科968 (CV=9.40%), 先玉335的吐丝持续期在不同播期间的变化最不稳定(CV=11.68%); (3)吐丝持续期与雌穗穗长的变异系数呈显著正相关, 与产量和穗粒数呈显著负相关, 与千粒重不相关。播期对玉米吐丝持续期具有显著的调控作用。随吐丝持续期增加, 玉米雌穗穗长的变异系数显著增大, 群体果穗的整齐度降低, 穗粒数显著减少, 是玉米产量显著降低的主要原因。

东乡野生稻与日本晴多态性标记的开发

马小定,唐江红,张佳妮,崔迪,李慧,黎毛毛,韩龙植

作物学报. 2019, (2):  316-321.  doi:10.3724/SP.J.1006.2019.82037

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东乡野生稻是分布于全球最北端的一种普通野生稻, 与亚洲栽培稻基因组差异较大, 目前缺少覆盖其全基因组的分子标记。本文以东乡野生稻和日本晴为材料, 通过筛选已有的1017个标记, 并利用东乡野生稻基因组重测序信息设计的217个InDel标记, 共检测出203个标记在东乡野生稻与日本晴间呈现多态性。这些标记均匀分布于12条染色体, 平均间隔1.9 Mb, 基本覆盖东乡野生稻全基因组区域。通过对籼粳亚种的检验分析, 发现该套多态性分子标记在东乡野生稻与粳稻杂交后代群体基因型分析上具有较高的应用价值。本研究结果为发掘东乡野生稻的有利基因以及分子标记辅助选择育种提供了有力的工具。