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2008年 第34卷 第06期 刊出日期：2008-06-12

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综述

新模式植物短柄草模式特性研究进展

叶兴国

作物学报. 2008, (06):  919-925.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00919

摘要 ( 2287 )   PDF (253KB) ( 2455 )  

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短柄草(Brachypodium distachyon)是一种广泛分布于温带地区的禾本科植物, 基因组小、染色体少、DNA重复序列少、植株较矮、生育期短、种子数量多, 与小麦族植物一样具有二倍体、四倍体和六倍体, 且不需要严格的生长条件和栽培措施, 是小麦等早熟禾谷类理想的模式植物。近几年来, 国际上对短柄草开展了较多研究, 而国内对短柄草的研究尚属空白。本文综述了短柄草细胞遗传学、分子生物学、基因组学、组织培养和遗传转化等方面的研究进展, 对今后的研究和应用趋势进行了简要展望, 以促进国内对短柄草模式特性, 以及小麦等植物结构基因组学和功能基因组学的研究。

作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

小麦EST-SSR标记的开发和染色体定位及其在追踪黑麦染色体中的应用

庄丽芳;宋立晓;冯祎高;钱保俐;徐海滨;裴自友;亓增军

作物学报. 2008, (06):  926-933.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00926

摘要 ( 2407 )   PDF (712KB) ( 1891 )  

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根据小麦盐胁迫诱导和茎秆组织相关EST序列开发了81对EST-SSR引物, 其中67、46、18和61对分别在小麦、黑麦、簇毛麦和大麦基因组中稳定扩增, 在不同小麦和大麦品种间具有多态性的引物分别有22和23对。利用小麦缺体-四体系共定位了43对引物的81个位点, 其中A、B和D染色体组上分别有29、30和22个位点, 涉及除4B、3D和6D外的18条染色体。此外30对引物在黑麦基因组中具有特异扩增, 其中8对分别在黑麦1R、4R、5R和R7染色体上具有特异扩增, 7对在多条黑麦染色体具有相同扩增。这些新标记可有效用于小麦及其近缘物种的遗传作图与比较遗传研究。

甘蓝自交不亲和信号传导中THL1和SRK相互作用的体外检测

高启国;宋明;牛义;杨昆;朱利泉;王小佳

作物学报. 2008, (06):  934-943.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00934

摘要 ( 1997 )   PDF (676KB) ( 1696 )  

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在甘蓝自交不亲和信号传导中SRK和THL1之间可能存在相互作用。为进一步证实该相互作用, 以甘蓝E1为材料, 采用RT-PCR技术扩增了THL1和SRK激酶结构域(记为SRK_E1)编码序列, 构建了THL1原核表达质粒pET43.1-THL1, SRK_E1原核表达质粒pET431-SRK_E1和真核表达质粒pPIC9K-SRK_E1, 分别在宿主菌大肠杆菌BL21和毕赤酵母GS115中进行表达。THL1融合蛋白经胰岛素检测, 表明表达的THL1有氧化还原活性。建立了体外检测蛋白质相互作用的新方法, 并用该方法对THL1与SRK_E1的相互作用进行了检测, 结果表明THL1可与SRK_E1相互作用并形成稳定的复合体, 这为深入分析THL1与SRK相互作用机理提供了理论和技术基础。

大豆生物量积累、收获指数及产量间的相关与QTL分析

黄中文;赵团结;喻德跃;陈受宜;盖钧镒

作物学报. 2008, (06):  944-951.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00944

摘要 ( 2485 )   PDF (257KB) ( 1944 )  

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利用亲本间生物量、收获指数和产量有较大差异的南农1138-2和科丰1号杂交衍生的大豆重组自交家系(NJRIKY), 研究始花期(R1)、始荚期(R3)、始粒期(R5)、收获期生物量以及表观收获指数和产量间的相关, 并进行QTL定位, 分析相关的遗传基础。结果表明, (1) 生物量与产量显著相关, 相关程度随生长进程逐渐增加, 收获期生物量与产量相关最高, R²=0.76。R1、R3、R5期生物量与产量的相关呈负指数曲线相关, 生物量分别达到1 000、2 300和5 500 kg hm^-2时, 产量不再随生物量的增加而增加。收获期生物量与产量呈直线正相关, 在试验范围内未发现高产的收获期生物量上限。表观收获指数与产量呈指数曲线相关, 小于0.42时与产量具正变关系, 大于0.42时与产量具负变关系。收获期生物量与表观收获指数呈指数曲线相关, 表观收获指数增加生物量降低。(2) 检测到产量、表观收获指数、收获期生物量有关的QTL分别为9、10和10个, 其中两年稳定的QTL分别有2、3、3个。检测到R1、R3和R5期生物量有关的QTL分别有6、9和6个, 其中3个时期在两年均能稳定表达的有2个。(3)在9个产量QTL中的6个区间, 还同时检测到生物量和表观收获指数有关的QTL, 该3性状有部分QTL共享同一连锁区间, 表明有其共同的遗传基础, 同时也解释了性状间相关的遗传原因。

大豆油分含量相关的QTL间的上位效应和QE互作效应

单大鹏;齐照明;邱红梅;单彩云;刘春燕;胡国华;陈庆山

作物学报. 2008, (06):  952-957.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00952

摘要 ( 2445 )   PDF (470KB) ( 1685 )  

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利用Charleston × 东农594重组自交系构建的SSR遗传图谱, 及混合线性模型方法对2002年到2006年连续5年的大豆油分含量进行QTL定位, 并作加性效应, 加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析。共检测到11个控制油分含量的QTL, 分别位于第A1、A2、B1、C2、D1a、D1b、F、H和O连锁群上, 其中2个表现为遗传正效应, 9个表现为遗传负效应, 另检测到15对影响油分含量的加性×加性上位互作效应的QTL, 解释该性状总变异的17.84%。发现9个QTL与环境存在互作, 贡献率达到5.76%。

棉花腺苷高半胱氨酸水解酶cDNA的克隆、表达及染色体定位

佘义斌;朱一超;张天真;郭旺珍

作物学报. 2008, (06):  958-964.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00958

摘要 ( 2109 )   PDF (675KB) ( 1884 )  

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腺苷高半胱氨酸水解酶是调节细胞内甲基反应的一个关键酶。通过对高品质纤维陆地棉品系7235的棉纤维混合cDNA文库随机测序, 得到一个棉花腺苷高半胱氨酸水解酶(编号: g073a03a,GhSAHH)的cDNA序列。该cDNA序列长1 598 bp, 利用5′RACE技术得到上游318 bp的片段,序列拼接获得全长为1 916 bp的cDNA序列, ORF为1 458 bp, 编码485个氨基酸, 其理论上的等电点pI＝5.69, 分子量MW＝53.2 kD。该基因在不同组织、器官中均表达, 在根、下胚轴和纤维发育早期优势表达。根据Southern杂交结果推测GhSAHH基因在陆地棉基因组中为单拷贝。利用本实验室陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉海7124培育的含140个单株的BC1作图群体, 将GhSAHH基因定位在第20号染色体上。

黏类小麦育性相关基因SSH文库的构建

李红霞;张龙雨;张改生;牛娜;朱展望

作物学报. 2008, (06):  965-971.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00965

摘要 ( 2248 )   PDF (363KB) ( 2022 )  

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为了深入研究黏类小麦雄性不育的分子遗传机制, 利用抑制差减杂交技术构建了黏类小麦育性相关基因的cDNA文库。文库质量检测表明, 差减杂交效率较高, 质量较好。在不育和可育cDNA文库中随机挑选120个阳性克隆进行测序, 获得100余条高质量的表达序列标签(EST)。对序列进行BLAST比对及功能注释, 比较了不育和可育cDNA文库的基因表达谱, 发现在可育cDNA文库中参与能量代谢的基因出现频率较高, 在不育cDNA文库中检测到了与花发育调控相关的MADS-box转录因子、细胞凋亡相关的泛素结合酶及阻遏淀粉合成的腺苷二磷酸葡萄糖磷酸化酶等相关基因。这些基因很可能与育性相关。

中国甘薯主要亲本遗传多样性的ISSR分析

李强;刘庆昌;翟红;马代夫;王欣;李雪琴;王玉萍

作物学报. 2008, (06):  972-977.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00972

摘要 ( 2302 )   PDF (219KB) ( 1671 )  

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用ISSR标记分析了中国62份甘薯主要亲本的遗传多样性, 明确了其遗传差异。结果表明, 17个ISSR引物共检测出490条多态性谱带, 平均每条引物检测出28.8条多态性谱带, 说明ISSR标记是评价甘薯遗传多样性的有效途径之一。62份中国甘薯主要亲本遗传距离为0.158~0.924, 平均为0.574, 通过UPGMA法, 可以聚为2大类, 一类为国内自育亲本, 一类为外引亲本, 说明中国甘薯主要亲本遗传多样性较丰富, 其中自育亲本与外引亲本之间遗传距离较远; 亚洲亲本遗传多样性高于非洲和美洲亲本, 并且与其他亲本间遗传距离较远; 亚洲品种中, 中国大陆亲本遗传距离最小, 为0.419, 与来自中国台湾的亲本差异较小, 但与外引亚洲亲本遗传距离较远。因此, 中国在未来甘薯育种中, 可以国内自育亲本与外引亲本以及外引亚洲亲本与外引其他亲本配制组合, 拓宽中国甘薯品种的遗传背景。

马铃薯质体表达载体构建及GFP基因在块茎中的瞬时表达

丁玉梅;杨正安;周晓罡;张绍松;孙茂林

作物学报. 2008, (06):  978-983.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00978

摘要 ( 2155 )   PDF (449KB) ( 2326 )  

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利用高等植物质体基因组在进化中高度保守的特点, 根据烟草质体基因组全序列设计合成引物, PCR扩增并克隆了马铃薯质体的trnI-trnA基因片段。将测序正确的trnI基因和trnA基因作为定点整合外源基因的同源重组片段, 构建成包含Prrn-gfp-aadA-TpsbA表达盒的马铃薯质体定点转化载体pBMLSIA-GFP, 酶切鉴定表明, 所构建载体符合预期设计。采用该载体对马铃薯块茎进行基因枪法转化, 结果表明, GFP基因可在质体特异性启动子Prrn及终止子TpsbA的调控下在马铃薯块茎中瞬时高量表达, 经基因枪轰击后马铃薯块茎在紫外投射仪下产生很强的绿色荧光, 在距离为6 cm, 压力1 100 psi轰击2枪的条件下产生的绿色荧光最强。马铃薯块茎可溶性蛋白SDS-PAGE电泳分析表明, GFP蛋白表达量约占总可溶性蛋白的15.4%~30.2%, 均达到了较高的表达水平。该载体对后期马铃薯质体转化体系的建立和其他功能基因导入马铃薯质体进行性状改良具有重要应用价值。

W6基因的过表达提高转基因烟草的耐盐性

鲁燕;徐兆师;张瑞越;刘丽;李连城;陈明;叶兴国;陈耀锋;马有志

作物学报. 2008, (06):  984-990.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00984

摘要 ( 2310 )   PDF (400KB) ( 1988 )  

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W6基因是由普通小麦地方品种小白麦cDNA文库中克隆获得的ERF类转录因子, 属于ERF IV家族。将W6基因构建在由组成型CaMV35S强启动子控制的双子叶转化载体pBI121上, 通过农杆菌介导法将其转入烟草新华1号。利用RT-PCR技术分析W6基因的过量表达对下游抗性基因表达水平的影响, 并测定高盐胁迫下转基因烟草的SOD酶活性和叶绿素含量。结果显示, 所检测的转基因烟草阳性株中W6基因均有不同程度的表达, 其耐盐性明显提高。W6基因的表达诱导并增强了含有GCC box的PR(pathogenesis-related)基因和含有DRE/CRT元件的COR/RD基因的表达。在高盐胁迫下, 转基因烟草的SOD酶活性和叶绿素含量明显高于对照。W6基因既能诱导抗病相关的PR基因表达又能诱导与提高非生物胁迫能力的COR/RD基因表达, 可能与生物胁迫和非生物胁迫相关, 证实转录因子W6参与了耐盐胁迫相关基因的调节, W6基因的过表达提高了转基因烟草的耐盐性。

基于玉米区试的籽粒产量抽样方法研究

濮绍京;金文林;白琼岩;张连平;陈立军;赵波;钟连全

作物学报. 2008, (06):  991-998.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00991

摘要 ( 2309 )   PDF (352KB) ( 1310 )  

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选用夏播玉米京玉11, 在北京市昌平区建立面积1 209.60 m2、7 200株的研究总体, 利用金文林、李淼设计制作的“抽样软件”, 对已知总体进行针对普通玉米区域试验籽粒产量的抽样方法研究, 重点对抽样行数和样本容量进行了探讨。结果表明, 以4个样本容量进行1~6行及10行片状随机抽样, 样本平均数方差比较显示, 3~6行抽样效果优于1~2和10行。500次抽样样本平均数次数分布显示, 样本容量为60、120、240和420时, 分别采用3、4、5和6行的片状抽样方法较好。结合精确度与工作量两方面考虑, 4~6行抽样优于3行抽样; 采取工作量较少、精确度较低的抽样策略时, 4~6行抽样采用120样本容量较好; 采取精确度较高策略时, 4、6行抽样采用420样本容量较好, 5行抽样采用480样本容量较好。几个方面结果叠加分析认为, 精确度要求较高时, 应采取6行420样本容量的抽样方法; 精确度要求较低时, 应采取4行120样本容量的抽样方法。

花生重组近交系群体的遗传变异与高油种质的创新

廖伯寿;雷永;王圣玉;李栋;黄家权;姜慧芳;任小平

作物学报. 2008, (06):  999-1004.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00999

摘要 ( 2188 )   PDF (207KB) ( 1813 )  

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花生是世界上食用植物油脂的重要来源之一, 提高含油量是花生育种的重要目标。以不同遗传背景的亲本远杂9102与中花5号杂交构建的花生重组近交系(recombined inbreed lines, RIL)群体, 进行含油量的系统测试和DNA多样性分析。结果表明, RIL群体家系的含油量范围(50.85%~62.11%)大于两个亲本的差异, 最高含油量家系比高油亲本中花5号高5个百分点以上。通过SSR技术分析RIL群体的DNA多样性, 发现家系间存在较大的遗传变异, 杂交重组产生的超亲高油种质分布在不同类群中, 含油量高低与荚果大小和青枯病抗性无明显连锁关系。鉴定获得了3组SSR遗传距离为0、含油量和主要农艺性状相似但青枯病抗性不同的家系。农艺性状和抗病性等鉴定试验筛选出了3份含油量高、农艺性状优良、高抗青枯病的新种质并已进入品种比较试验。

耕作栽培·生理生化

不同种植方式下氮素营养对陆稻和水稻产量的影响

张亚洁;周彧然;杜斌;杨建昌

作物学报. 2008, (06):  1005-1013.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01005

摘要 ( 2167 )   PDF (362KB) ( 1560 )  

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以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬粳9538为材料, 设置裸地旱种和水种两种方式及低氮(LN, 100 kg hm^-2)、中氮（NN, 200 kg hm^-2）和高氮(HN, 300 kg hm^-2) 3种N素水平, 比较研究了氮素营养对陆稻和水稻产量形成的影响。结果表明, 旱种HN处理下陆稻和水稻的产量以及水种HN处理下水稻的产量较NN有所下降; 但水种HN处理下陆稻的产量较NN增加; 随施N量增加, 水、陆稻在两种种植方式下穗数均增加, 每穗粒数表现不一, 结实率均下降, 但陆稻降幅小于水稻, 陆稻千粒重差异不显著, 而水稻则显著下降。与水种相比, 旱种条件下陆稻的千粒重无显著变化, 而水稻千粒重则显著下降, 水、陆稻旱种的结实率均有所提高, 但陆稻的提高幅度大于水稻。与水稻相比, 陆稻不定根数少, 吸N能力低, 分蘖能力弱, 成穗数少、穗型小, 产量较低。拔节至抽穗期不定根数的增幅大, 叶片含N率下降慢, 花后叶片含N率和剑叶叶绿素（SPAD）值下降快。陆稻光合生产力对水分胁迫的负响应小, 对增施N素正响应大。表明陆稻和水稻对种植方式和N素的响应有明显差异。对陆稻和水稻的产量增产途径进行了讨论

秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦氮效率和产量的影响

赵鹏;陈阜

作物学报. 2008, (06):  1014-1018.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01014

摘要 ( 2233 )   PDF (187KB) ( 2149 )  

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2006—2007年生长季, 通过田间定位试验, 研究了秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦产量干物质积累、氮效率和产量的影响。结果表明, 与单施氮肥相比, 秸秆还田配施氮肥的冬小麦全生育期干物质积累总量较高, 干物质积累量及其占全生育期干物质积累量的百分比抽穗前阶段较低, 而抽穗到成熟阶段则较高。秸秆还田配施纯氮90、180、270和360 kg hm^-2比单施同量氮肥分别增产7.1%、8.4%、11.1%和10.2%, 其中秸秆还田配施纯氮270 kg hm^-2的产量最高, 显著高于其他各处理。秸秆还田配施氮肥比单施氮肥提高冬小麦的氮效率, 氮肥表观利用率、氮素生产效率和氮肥农学效率分别提高3.3%~9.2%、0.7~4.0和2.7~7.3 kg kg^-1。

强、弱筋小麦籽粒形成期蔗糖、淀粉合成相关酶活性及其与氮代谢的关系

李建敏, 王振林, 高荣岐, 李圣福, 蔡瑞国, 闫素辉, 于安玲, 尹燕枰

作物学报. 2008, (06):  1019-1026.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01019

摘要 ( 2302 )   PDF (454KB) ( 1761 )  

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2005—2006年生长季, 以小麦强筋品种藁城8901和弱筋品种豫麦50为材料, 研究了灌浆期籽粒和旗叶氮代谢底物含量与相关酶活性变化、蔗糖淀粉合成相关酶活性及籽粒淀粉积累特征, 分析了氮代谢与籽粒淀粉积累的关系。结果表明, 旗叶蔗糖合酶(SS)和磷酸蔗糖合酶(SPS)、籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性均呈单峰曲线变化。两品种比较, 除AGPP活性峰值豫麦50低于藁城8901外, 其他酶活性峰值均是豫麦50高于藁城8901。相关分析表明, 藁城8901支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP和SBE活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.9377**、0.8857**、0.6489**和0.5980**; 直链淀粉积累速率与SS、SPS活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.7616**和0.7750**。豫麦50支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP、GBSS和SBE活性呈极显著或显著正相关, 相关系数分别为0.8182**、0.6762**、0.7028**、0.8749**和0.5433*; 直链淀粉积累速率与SS、SPS和SBE活性呈极显著正相关, 相关系数分别为0.8528**、0.8428**和0.8603**。两品种硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性在开花后逐渐降低, 且藁城8901的NR活性一直高于豫麦50。硝态氮和氨态氮含量与NR、GS活性呈极显著正相关; 藁城8901的NR、GS活性与SS、SPS活性呈显著负相关, 而豫麦50只有GS与SPS达显著负相关(r = -0.5212*)。上述结果表明, 不同品质类型小麦籽粒淀粉合成积累受氮代谢相关酶活性的影响, 藁城8901较高的NR活性抑制与蔗糖合成有关酶SS、SPS的活性, 导致淀粉合成积累速率降低。由此可见, SPS/NR比值对淀粉合成具有重要调节作用。

施氮量对冬小麦灌浆期光合产物积累、转运及分配的影响

马冬云;郭天财;王晨阳;朱云集;宋晓;王永华;岳艳军

作物学报. 2008, (06):  1027-1033.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01027

摘要 ( 2117 )   PDF (368KB) ( 1763 )  

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采用花前¹⁴C-同位素标记旗叶的方法, 研究了盆栽条件下不同施氮量对两种穗型冬小麦品种光合产物转运及¹⁴C同化物积累、分配的影响。结果表明, 冬小麦成熟期¹⁴C-同化物主要分配在茎鞘中, 其分配率为44.31%~60.96%; 其次在籽粒中, 分配率为31.81%~40.67%; 其中大穗型品种兰考矮早八茎鞘、叶片中的分配率高于多穗型品种豫麦49-198, 表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。施氮量对¹⁴C-同化物分配率有影响, 在施氮量36 g m^-2处理的茎鞘中分配率下降, 而籽粒中的分配率增加, 表明增施氮肥促进花前同化物向籽粒中分配。随着籽粒灌浆进程, 光合产物在营养器官中的分配率逐渐下降, 在籽粒中的分配率逐渐增加, 表明营养器官的同化物逐渐向籽粒转运。小麦籽粒的同化物有34.94%来自花前贮藏物质的转运, 65.06%来自开花后同化量, 但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。施氮量36 g m^-2处理的花前转运量、转运率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降, 但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加; 其中兰考矮早八和豫麦49-198的花后贡献率分别为77.84%和56.29%, 表明兰考矮早八花后同化量对籽粒的贡献大于豫麦49-198。两品种籽粒产量均表现为施氮量36 g m^-2处理高于18 g m^-2处理, 并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种, 表明增施氮肥对不同冬小麦品种的增产效应存在差异。

生长素、细胞分裂素对黑暗和ABA诱导蚕豆气孔关闭的抑制效应

张蓓;佘小平;张广斌;孟朝妮;宋喜贵

作物学报. 2008, (06):  1034-1041.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01034

摘要 ( 2395 )   PDF (626KB) ( 1468 )  

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以蚕豆(Vicia faba L.)为材料, 借助表皮条实验和激光扫描共聚焦显微镜技术研究合成和天然生长素、细胞分裂素吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、玉米素(ZT)、激动素(KT)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)对黑暗和脱落酸(ABA)诱导气孔关闭的效应及其机制。结果表明, 黑暗和ABA均诱导气孔关闭, 与NO清除剂羧基-2-苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(c-PTIO)、牛血红蛋白(Hb)和NO合酶(NOS)抑制剂N^G-N-L-精氨酸甲酯(L-NAME)以及过氧化氢(H₂O₂)清除剂抗坏血酸(AsA)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化氢产生酶NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘(DPI)一样, 供试合成和天然生长素、细胞分裂素均显著逆转黑暗和ABA诱导的气孔关闭, 暗示生长素、细胞分裂素可能通过降低NO和H₂O₂水平起作用。保卫细胞内源NO和H₂O₂检测结果显示, 合成和天然生长素、细胞分裂素确实均显著降低暗和ABA诱导的NO和H₂O₂水平。考虑到IAA、ZT分别为天然生长素、细胞分裂素的典型代表而且供试生长素、细胞分裂素均包括了合成和天然种类, 可以认为供试生长素、细胞分裂素逆转暗和ABA诱导的气孔关闭及降低NO、H₂O₂水平的作用可能是所有生长素类、细胞分裂素类植物生长物质均具备的效应。

吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化

郑洪兵;徐克章;赵洪祥;李大勇;杨光宇;刘武仁;陆静梅

作物学报. 2008, (06):  1042-1050.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01042

摘要 ( 2130 )   PDF (421KB) ( 1560 )  

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以吉林省1923—2005年间育成的30个大豆品种为材料, 两年的研究结果表明, 大豆种子产量随育成年代呈线性增加, 根据回归方程计算, 产量从1923年的1 197.80 kg hm^-2到2005年的2 305.54 kg hm^-2, 82年来增加了 1 107.73 kg hm^-2, 平均每年增加14.60 kg hm^-2。随着产量的提高, 株高降低, 主茎直径增加, 节数增多, 节间缩短, 分枝减少。相关和通径分析表明, 产量与单株荚数、单株粒数、单株叶面积、叶面积指数和单株复叶数目呈显著正相关(P<0.05), 单株荚数和单株粒数对于产量的提高贡献最大; 产量与株高、单株分枝数和倒伏指数呈显著负相关(P<0.05), 表明大豆产量的遗传改良过程中, 植株抗倒伏能力提高, 库容量增加, 源器官叶片的同化能力增强。

华北农牧交错区两种土壤类型下青饲玉米的施氮效应

杜雄;左启华;冯丽肖;张维宏;窦铁岭;边秀举; 张立峰

作物学报. 2008, (06):  1051-1059.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01051

摘要 ( 2653 )   PDF (264KB) ( 1451 )  

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针对华北农牧交错区饲草量少质差的现实问题, 在区域草甸栗钙土和沙质栗钙土条件下, 研究了氮肥不同施用量对青饲玉米产量与品质形成及肥水利用效果的影响。结果表明, 草甸栗钙土田和沙质栗钙土田施氮比不施氮青饲玉米生物产量分别增加36.1%和106.0%, 植株氮素含量分别提高108.0%和81.9%, 且在草甸栗钙土田出现氮素的奢侈吸收现象; 施氮使草甸栗钙土田玉米植株磷素含量提高10.9%, 但沙质栗钙土田玉米磷素含量降低; 玉米植株粗蛋白、粗脂肪的含量和产量均随施氮量增加而显著增加, 草甸栗钙土田分别增产1.60倍和2.10倍, 沙质栗钙土田分别增产2.74倍和1.36倍; 施氮显著提高青饲玉米的水分利用效率, 草甸栗钙土田增幅为27%~45%, 相当于多供水82.5~135.7 mm; 沙质栗钙土田增幅为95%~97%, 相当于多供水294.9~258.5 mm。故华北农牧交错区青饲玉米施氮是快速提高饲草产量和营养品质以及高效利用肥水资源的有效技术手段, 草甸栗钙土田不超过200 kg hm^-2、沙质栗钙土田不少于135 kg hm^-2, 是兼顾玉米产量、品质与肥水高效利用的适宜施氮量。

超级中籼杂交水稻氮素积累利用特性与物质生产

吴文革;张洪程;陈烨;李杰;钱银飞;吴桂成;翟超群

作物学报. 2008, (06):  1060-1068.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01060

摘要 ( 2368 )   PDF (373KB) ( 1432 )  

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在大田条件下比较了5个超级稻品种和对照汕优63的物质生产及氮素吸收利用特性。结果表明, 超级稻物质生产与积累优势始于拔节期, 并随着生育进程而扩大, 抽穗以后的干物质量积累优势明显。超级稻对氮素的吸收积累总量达196.5 (184.3~200.8) kg hm^-2,较对照的176.5 kg hm^-2增加20.0 kg hm^-2, 其中拔节前与对照相当, 拔节至抽穗期增加9.2 kg hm^-2, 抽穗至抽穗后25 d增加4.9 kg hm^-2 , 抽穗后25 d至成熟期增加4.3 kg hm^-2。氮素吸收速率拔节至孕穗阶段达最高峰, 超级稻为3.68 (3.44~3.96) kg N hm^-2 d^-1, 对照为3.55 kg N hm^-2 d^-1; 孕穗期以后吸氮速率随着生育进程而逐渐下降, 抽穗25 d以后, 对照基本不具再吸收能力, 而超级稻仍具一定吸收能力(0.36 kg N hm^-2 d^-1)。超级稻生育中、后期氮素吸收利用能力的提高促进了抽穗和灌浆结实期植株特别是叶片含氮率的提高, 孕穗期、抽穗期、抽穗后25 d、成熟期叶片含氮率均与相应生育阶段的干物质积累量显著相关, 与最终总生物量极显著相关。超级稻在10.5 t hm^-2产量水平下的百千克籽粒吸氮量在1.83 kg左右。

基于种子图像处理的大数目玉米品种形态识别

杨锦忠;郝建平;杜天庆;崔福柱;桑素平

作物学报. 2008, (06):  1069-1073.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01069

摘要 ( 2330 )   PDF (188KB) ( 2101 )  

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玉米种子鉴别是种子质量检验和育种实践的重要内容。为了评价通过图像处理采集种子特征进行大数目品种鉴别的可行性, 扫描了193个品种各50粒种子图像, 建立和检验了由4大类46个种子形态特征及其组合组成的6种识别模型。大小类、形状类、纹理类、颜色类、后3类组合、全部4类组合等模型的品种检出率分别为25%、33%、39%、95%、95%和95%, 平均籽粒拒真率分别为90%、90%、86%、45%、47%和42%, 认伪率为92%、92%、88%、46%、48%和43%, 且后两个误判率高度正相关(r = 0.83**~ 0.91**)。机器视觉检测具有成本和速度上的优势, 能够用于大数目玉米品种的真伪鉴定, 形状+纹理+颜色组合模型最佳, 经改进技术识别率可以进一步提高。

SDS不溶性谷蛋白大聚体含量与和面仪参数的关系

张平平;肖永贵;刘建军;马鸿翔;何中虎

作物学报. 2008, (06):  1074-1079.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01074

摘要 ( 2335 )   PDF (256KB) ( 1813 )  

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选用品质差异较大的108份主栽品种和高代品系, 测定其谷蛋白聚合体总量(双缩脲法)和贮藏蛋白组分含量及比例(凝胶色谱法, SE-HPLC), 并分析了它们与蛋白质含量、沉降值以及和面仪参数等早代选择参数的相关性。结果表明, 参试材料品质特性和贮藏蛋白组分含量的变异范围都较大。和面仪峰值时间变异范围为1.12~7.19 min, 变幅达6.07 min; 醇溶蛋白总量和SDS可溶性谷蛋白聚合体(EPP)变幅较小, 而SDS不溶性谷蛋白大聚体(UPP)的变幅最大。硬度、蛋白质含量和沉降值与和面峰值时间的相关系数较低(r=0.24~0.49)。醇溶蛋白总量与和面仪参数相关不显著, 而与谷蛋白总量的比值(Gli/Glu)与和面仪参数呈显著负相关(r= –0.52~ –0.61, P＜0.001), 且不受蛋白质含量的影响。SDS不溶性谷蛋白大聚体百分含量(%UPP)与和面仪参数的相关性最高, 相关系数为0.70~0.85(P＜0.001)。SE-HPLC法样品用量少, 自动化程度高, 且%UPP和Gli/Glu为相对值, 与和面仪参数呈高度相关, 可作为面筋强度早代选择的有效指标。

氮肥运筹模式对小麦茎秆抗倒性能的影响

魏凤珍;李金才;王成雨;屈会娟;沈学善

作物学报. 2008, (06):  1080-1085.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01080

摘要 ( 2567 )   PDF (364KB) ( 1921 )  

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以高产强筋小麦品种烟农19为试验材料, 通过不同施氮水平(202.5、270.0和337.5 kg hm^-2)和不同基追比例的施肥试验, 对小麦茎秆结构和细胞壁化学成分及茎秆抗倒指数(CLRI, 茎秆机械强度/茎秆重心高度)等生理生化指标进行了研究。结果表明, 氮肥运筹模式显著影响小麦茎秆抗倒能力。基部节间长度和含氮量均随施氮水平和基肥比例的增加而增加, 基部节间粗度、秆壁厚度、节间充实度、机械强度则表现相反。而细胞壁纤维素、木质素含量和CLRI则随施氮水平的增加呈现出先增后降的趋势, 但随基肥比例的增加而下降。CLRI与基部节间粗度、壁厚、充实度及机械强度呈极显著正相关, 而与基部节间长度和氮含量呈极显著负相关。CLRI可作为小麦抗茎倒伏能力的综合评价指标。

研究简报

棉花4个GL2同源基因的序列比较及表达分析

杨霞;侯磊;肖月华;李德谋;张国芳;裴炎

作物学报. 2008, (06):  1086-1091.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01086

摘要 ( 2225 )   PDF (692KB) ( 2041 )  

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拟南芥GLABRA2(AtGL2)在决定拟南芥叶毛和根毛细胞的分化中起重要作用。通过同源序列查询从棉花的EST库中找到4个与AtGL2高度同源的全长编码序列(GhHOX1、GhHOX2、GhHOX3和GhHOX4)。序列分析表明4个棉花HOX基因与AtGL2基因Homeobox结构域相同氨基酸分别达到95%、71%、72%和63%。实时RT-PCR分析结果显示, GhHOX1、GhHOX3和GhHOX4均在伸长期的纤维中优势表达; 而GhHOX3在开花当天野生型胚珠中的表达量明显高于无绒无絮突变体。说明棉花GL2同源基因在棉花纤维的起始和伸长中具有重要的调控作用。

灌浆期高温对小麦籽粒淀粉的积累、粒度分布及相关酶活性的影响

闫素辉;尹燕枰;李文阳;梁太波;李勇;邬云海;王平;耿庆辉;戴忠民;王振林

作物学报. 2008, (06):  1092-1096.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01092

摘要 ( 2392 )   PDF (390KB) ( 2074 )  

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以不同耐热性品种济麦20和鲁麦21为材料, 于花后5~9 d进行高温处理, 研究了小麦灌浆期高温对籽粒淀粉的积累、粒度分布及合成相关酶活性的影响。结果表明, 灌浆期高温显著降低籽粒淀粉积累量, 显著降低籽粒淀粉、支链淀粉含量, 提高直链淀粉含量和直/支链淀粉比例。高温对济麦20籽粒淀粉积累的影响程度较鲁麦21大。灌浆期高温使小麦籽粒A型淀粉粒的体积、数量和表面积百分比显著增加, B型淀粉粒这3指标则显著降低。高温处理后, 济麦20籽粒蔗糖合酶(SS)、ADPG焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合酶(SSS)、束缚态淀粉合酶(GBSS)活性与对照无显著差异, 而鲁麦21上述酶活性则高于对照。济麦20、鲁麦21籽粒上述酶活性分别于花后15 d和20 d开始低于对照。与其他淀粉合成相关酶相比, 高温对籽粒GBSS活性的影响程度较小。两品种处理间籽粒蔗糖含量及SS、AGPP、SSS和GBSS活性的变化趋势, 与其籽粒淀粉积累量的变化趋势基本一致。灌浆期高温使籽粒淀粉积累量降低, 主要因高温抑制了籽粒灌浆中后期的淀粉合成, 这是由籽粒蔗糖供应不足和籽粒淀粉合成相关酶活性下降所造成的。

多年生簇毛麦a-醇溶蛋白基因的分离与序列分析

李光蓉;任正隆;刘成;周建平;杨足君

作物学报. 2008, (06):  1097-1103.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01097

摘要 ( 2068 )   PDF (641KB) ( 1511 )  

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以多年生簇毛麦(Dasypyrum breviaristatum)基因组DNA为模板, 用小麦种子醇溶蛋白保守引物进行PCR扩增。扩增产物经克隆测序, 获得999~1 018 bp的7个序列(GenBank登录号为EU186102–EU186108), 分别编码283~290个氨基酸。序列比对结果表明, 它们具有a-醇溶蛋白基因的保守特征, 是a-醇溶蛋白基因家系成员。该7个序列与乳糜泻(celiac disease)病人毒性抗原相关序列的比对结果表明, 有5个序列在C末端具有Glia-a-2型抗原序列的特征。根据a-醇溶蛋白基因的编码氨基酸建立系统树, 发现来自多年生簇毛麦的a-醇溶蛋白基因序列单独聚为一类, 不能与普通小麦A、B或D染色体组的相关序列聚在一起。在序列分析的基础上设计了簇毛麦基因组a-醇溶蛋白基因的特异引物AS-V-gli-F和AS-V-gli-R, 通过特异PCR扩增, AS-V-gli-F和AS-V-gli-R仅能对多年生簇毛麦、小麦-多年生簇毛麦部分双二倍体进行特异性扩增, 而不能对小麦和其他小麦族物种进行扩增。因此, AS-V-gli-F和AS-V-gli-R可作为检测多年生簇毛麦a-醇溶蛋白基因向栽培小麦转移的分子标记。

小麦中国春背景下长穗偃麦草染色体代换对苗期根系形态性状的效应

彭远英;宋会兴;钟章成

作物学报. 2008, (06):  1104-1108.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.01104

摘要 ( 2013 )   PDF (443KB) ( 1132 )  

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以小麦中国春-长穗偃麦草二体代换系为材料, 利用基于图像扫描的根系分析系统对幼苗根系的总根长、根系表面积和根系平均直径等性状进行了研究, 计算了该代换系及其亲本中国春幼苗根系的分形维数。结果表明, 长穗偃麦草的3E^e、5E^e和7E^e染色体与单株根数性状有关, 代换入中国春后其单株根数降低; 1E^e、2E^e和4E^e染色体与总根长性状和根系总表面积性状有关, 导致根长和根系总表面积增加; 而决定根系平均直径的基因分散于长穗偃麦草各条染色体上。根系的分形维数与单株根数、根系总长度、表面积、根系平均直径显著相关, 因此分形维数能够作为一个综合指标反映中国春及其代换系的综合特征, 但其应用尚需进一步研究。